量产电控PCBA老化测试异常检测系统及其检测方法技术方案

本发明专利技术涉及量产电控PCBA老化测试异常检测系统及检测方法，工控单元包含程控电源、继电器通道开关单元和电流表，老化测试房内布置有多个老化测试架，每一老化测试架上装有多只老化测试箱；工控计算机通过信号控制总线连接多只程控电源，控制输出具体的直流电压电流，连接电流表实时获取通道的电流值，连接温度控制单元和湿度控制单元，下发温湿度控制指令并实时获取温湿度测量值，温度控制单元与老化测试房内的加温电热器、温度传感器组相连，控制老化测试房内的温度变化，湿度控制单元与老化测试房内的加湿器、湿度传感器组相连，控制老化测试房内的湿度变化；工控单元与老化测试箱连接，对待测PCBA供电并实时监测。大大提高测试的效率。试的效率。试的效率。

【技术实现步骤摘要】
量产电控PCBA老化测试异常检测系统及其检测方法


[0001]本专利技术涉及一种量产电控PCBA老化测试异常检测系统及其检测方法。

技术介绍

[0002]目前，近几年工业互联网迅速发展，各种数字化自动化工厂应用层出不穷，也出现了种类丰富的数字化和自动化应用。老化(burn
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in)测试是一种在一批待测设备在被客户投入实际使用之前将其中早期失效的个体筛选出来的方法。
[0003]生产线上使用的PCBA(Printed Circuit Board Assembly)老化测试包括按照特定要求进行的温度循环或者湿度循环，测试方式一种是老化的产品在不上电的情况下被放入老化房内进行高低温、高低湿度的可靠性测试，另外一种在上电的情况下放入老化房内进行老化测试，通常两种测试方式完成后再进行各种各样的功能测试，筛查出产生问题的PCBA产品。
[0004]现有技术和设备在工厂大规模量产PCBA进行上电老化测试的时候会遇到问题，由于PCBA功能测试机数量少、价格贵，量产时无法单独对每一块PCBA放入功能测试机中进行在线老化测试，需要将一组若干待测PCBA放入特定老化测试房，设定好温湿度循环控制流程后，进行老化测试。一方面在老化测试时会发生过热、短路等失效，从而导致测试的PCBA相互影响造成连带损失，同时也极易发生EHS(Environment、Health、Safety)事故；另一方面由于产线员工的操作失误，包括但不限于PCBA插入数量不对，各连接接口插接不到位等异常，从而导致老化测试异常、结果不可信，影响了老化测试效率，现有技术和系统不能满足实际的量产PCBA老化测试需要。
[0005]综上所述，需要设计出一种基于量产PCBA老化测试系统，能够根据不同PCBA测试种类，能够在小数据、非监督的状态下，即初期没有大量数据、不需要人手动设置各种阈值人为干预的情况下，能否实时判断被测PCBA是否异常并能及时报警，降低EHS事故并减少测试的损失，提高老化测试效率，成为亟待解决的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种量产电控PCBA老化测试异常检测系统及其检测方法。
[0007]本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：
[0008]量产电控PCBA老化测试异常检测系统，特点是：包含显示器终端、工控单元和老化测试房，工控单元包含程控电源、继电器通道开关单元、电流表、温度控制单元、湿度控制单元和工控计算机，老化测试房内布置有多个老化测试架，每一老化测试架上装有多只用于装入待测PCBA的老化测试箱；工控计算机通过信号控制总线连接多只程控电源，控制输出具体的直流电压电流，连接电流表实时获取通道的电流值，连接温度控制单元和湿度控制单元，下发温湿度控制指令并实时获取温湿度测量值，温度控制单元与老化测试房内的加温电热器、温度传感器组相连，控制老化测试房内的温度变化，湿度控制单元与老化测试房
内的加湿器、湿度传感器组相连，控制老化测试房内的湿度变化；工控单元与老化测试房内的老化测试箱连接，对待测PCBA供电并实时监测。
[0009]进一步地，上述的量产电控PCBA老化测试异常检测系统，其中，老化测试箱包含测试底板和底板连接卡槽，待测PCBA通过底板连接卡槽与测试底板连接，测试底板为待测PCBA供电。
[0010]进一步地，上述的量产电控PCBA老化测试异常检测系统，其中，工控计算机分别通过信号控制总线连接程控电源、继电器通道开关单元、电流表、温度控制单元以及湿度控制单元，程控电源通过供电功率线连接继电器通道开关单元，通过继电器通道开关单元控制电源输出，继电器通道开关单元通过供电功率线连接电流表，实时获取电流数据，通过供电功率线连接老化测试箱，通过切换电流电压输出，实时获取供电的电流数据，实现老化测试安全运行和数据采集。
[0011]进一步地，上述的量产电控PCBA老化测试异常检测系统，其中，工控单元的温度控制单元通过信号控制总线与老化测试房内的加温电热器、温度传感器组相连，湿度控制单元通过信号控制总线与和老化测试房内的加湿器、湿度传感器组相连；工控单元通过供电功率线与老化测试房内的老化测试箱连接。
[0012]进一步地，上述的量产电控PCBA老化测试异常检测系统，其中，信号控制总线为基于RS485的modbus总线，或者基于网络的deviceNet总线。
[0013]进一步地，上述的量产电控PCBA老化测试异常检测系统，其中，供电功率线为双芯带屏蔽电源线。
[0014]本专利技术量产电控PCBA老化测试异常检测方法，包括以下步骤：
[0015](1)将老化测试箱与工控单元对应连接，扫码PCBA与相应的老化测试箱进行绑定；工控单元的电流表以等间隔周期采样每一路老化测试箱的电流数据，连续采样一个完整的老化测试周期，当没有发生异常后，作为一组正常的向量数据；
[0016](2)初始化时间序列数据，将连续数据分段采样并作均值化处理；
[0017](3)改进VAE模型，引入LSTM循环神经网络，将切片时间序列数据作为模型训练的输入，在深度学习工作站上生成基于该老化测试数据集的特定的正常工作模型，以分层数据格式文件HDF5存储；
[0018](4)将深度学习工作站上生成的模型转换成基于C/C++文件的模型，并将该异常检测模型编译链接老化检测控制系统；
[0019](5)将老化测试异常检测模型部署到工控计算机上运行，实时采集基于时间序列的电流数据，计算模型的判定函数Rt，如果结果大于阈值，则做出预测性报警。
[0020]更进一步地，上述的量产电控PCBA老化测试异常检测方法，具体包括以下步骤：
[0021](1)将老化测试箱与工控单元对应连接，通过扫码枪扫码待测PCBA表面二维码和老化测试箱二维码，从而与相应的老化测试箱进行绑定；
[0022]按照既定流程上电并进行老化测试，工控单元的电流表以等间隔周期1s～10s，采样每一路老化测试箱的电流数据，连续采样一个完整的老化测试周期24小时～120小时；
[0023]将所有完成测试的PCBA放入FT功能测试机中测试通过，无异常后，将上述时间序列数据作为一组正常的向量数据；
[0024](2)将采集到的电流数据按照每个老化测试箱中有多少块PCBA进行均值化处理，
即每个老化测试箱检测的总电流除以该测试箱中PCBA数量；
[0025]初始化时间序列数据，每5个数据做一次均值处理，以1s采样间隔周期，5s做一次均值处理，以每10分钟作为一个时间窗口，每个时间窗口有120个采集并均值处理的电流数据，组成120维向量，作为一个窗口的时间序列数据；
[0026]老化测试房可放入10个测试架，每个测试架放入6个测试箱，满载一次老化测试可获得60组长时间序列数据，PCBA通过老化测试后，基于时间序列电流数据具有规律性，多组数据按照同样每10分钟作为时间窗口进行切片，作为VAE模型的数据输入；
[0027](3)构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.量产电控PCBA老化测试异常检测系统，其特征在于：包含显示器终端(1)、工控单元(2)和老化测试房(3)，工控单元(2)包含程控电源(21)、继电器通道开关单元(22)、电流表(23)、温度控制单元(24)、湿度控制单元(25)和工控计算机(26)，老化测试房(3)内布置有多个老化测试架(32)，每一老化测试架上装有多只用于装入待测PCBA的老化测试箱(31)；工控计算机(26)通过信号控制总线(27)连接多只程控电源(21)，控制输出具体的直流电压电流，连接电流表(23)实时获取通道的电流值，连接温度控制单元(24)和湿度控制单元(25)，下发温湿度控制指令并实时获取温湿度测量值，温度控制单元(24)与老化测试房(3)内的加温电热器、温度传感器组相连，控制老化测试房(3)内的温度变化，湿度控制单元(25)与老化测试房(3)内的加湿器、湿度传感器组相连，控制老化测试房(3)内的湿度变化；工控单元(2)与老化测试房内的老化测试箱连接，对待测PCBA供电并实时监测。2.根据权利要求1所述的量产电控PCBA老化测试异常检测系统，其特征在于：老化测试箱(31)包含测试底板(311)和底板连接卡槽(313)，待测PCBA(312)通过底板连接卡槽(313)与测试底板(311)连接，测试底板(311)为待测PCBA(312)供电。3.根据权利要求1所述的量产电控PCBA老化测试异常检测系统，其特征在于：工控计算机(26)分别通过信号控制总线(27)连接程控电源(21)、继电器通道开关单元(22)、电流表(23)、温度控制单元(24)以及湿度控制单元(25)，程控电源(21)通过供电功率线(28)连接继电器通道开关单元(22)，通过继电器通道开关单元(22)控制电源输出，继电器通道开关单元(22)通过供电功率线(28)连接电流表(23)，实时获取电流数据，通过供电功率线(28)连接老化测试箱(31)，通过切换电流电压输出，实时获取供电的电流数据。4.根据权利要求1所述的量产电控PCBA老化测试异常检测系统，其特征在于：工控单元(2)的温度控制单元(24)通过信号控制总线(27)与老化测试房内的加温电热器、温度传感器组相连，湿度控制单元(25)通过信号控制总线(27)与和老化测试房内的加湿器、湿度传感器组相连；工控单元通过供电功率线(28)与老化测试房内的老化测试箱连接。5.根据权利要求1或3或4所述的量产电控PCBA老化测试异常检测系统，其特征在于：信号控制总线(27)为基于RS485的modbus总线，或者基于网络的deviceNet总线。6.根据权利要求1或3或4所述的量产电控PCBA老化测试异常检测系统，其特征在于：供电功率线(28)为双芯带屏蔽电源线。7.利用权利要求1所述的系统实现量产电控PCBA老化测试异常检测方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将老化测试箱与工控单元对应连接，扫码PCBA与相应的老化测试箱进行绑定；工控单元的电流表以等间隔周期采样每一路老化测试箱的电流数据，连续采样一个完整的老化测试周期，当没有发生异常后，作为一组正常的向量数据；(2)初始化时间序列数据，将连续数据分段采样并作均值化处理；(3)改进VAE模型，引入LSTM循环神经网络，将切片时间序列数据作为模型训练的输入，在深度学习工作站上生成基于该老化测试数据集的特定的正常工作模型，以分层数据格式文件HDF5存储；(4)将深度学习工作站上生成的模型转换成基于C/C++文件的模型，并将该异常检测模型编译链接老化检测控制系统；(5)将老化测试异常检测模型部署到工控计算机上运行，实时采集基于时间序列的电
流数据，计算模型的判定函数Rt，如果结果大于阈值，则做出预测性报警。8.根据权利要求7所述的量产电控PCBA老化测试异常检测方法，其特征在于：具体包括以下步骤：(1)将老化测试箱与工控单元对应连接，通过扫码枪扫码待测PCBA表面二维码和老化测试箱二维码，从而与相应的老化测试箱进行绑定；按照既定流程上电并进行老化测试，工控单元的电流表以等间隔周期1s～10s，采样每一路老化测试箱的电流数据，连续采样一个完整的老化测试周期24小时～120小时；将所有完成测试的PCBA放入FT功能测试机中测试通过，无异常后，将上述时间序列数据作为一组正常的向量数据；(2)将采集到的电流数据按照每个老化测试箱中有多少块PCBA进行均值化处理，即每个老化测试箱检测的总电流除以该测试箱中PCBA数量；初始化时间序列数据，每5个数据做一次均值处理，以1s采样间隔周期，5s做一次均值处理，以每10分钟作为一个时间窗口，每个时间窗口有120个采集并均值处理的电流数据，组成120维向量，作为一个窗口的时间序列数据；老化测试房可放入10个测试架，每个测试架放入6个测试箱，满载一次老化测试可获得60组长时间序列数...

【专利技术属性】
技术研发人员：王臻，朱云鹏，赵伟，
申请(专利权)人：欧朗电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：