电路板检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及电路板检测技术领域，特别涉及一种用于对待检测电路板进行检测的电路板检测装置。


背景技术：

2.电路板(pcb)的生产加工包括涂覆、贴装等多个工序，且随着pcb的集成度越来越高，加工难度也越来越高，任何一个工序出现问题都会造成电路板的线路接触不良。为了避免将不良品发给客户，在工厂对制作完成的电路板上进行上电检测是十分必要的。
3.上电检测可以快速发现焊接不良和元器件本身的瑕疵，筛选出不良品。常见的上电检测方法是设计阶段在电路板上预留出和关键电路有电气连接切导电的测试点，检测时通过侧架上的探针接触测试点，依次检测各个测试点的电特性是否符合设计要求，确认电路板可以正常工作。
4.用于检测芯片的gpio引脚的测试点的电压，受到芯片中程序的运行状态影响，因此，对与芯片的gpio引脚连接的电路进行检测时，通常需要控制芯片中运行测试程序，控制gpio引脚输出高电平或低电平，探针采集相应测试点的电压，并以此判断与gpio引脚连接的电路是否正常。
5.这种检测方法需要在电路板上预留足够多的测试点，而且为了保证探针良好接触，测试点的尺寸通常需要制作的足够大，通常使用直径1mm的焊盘来形成测试点，且不能被器件遮挡。如果芯片的gpio引脚较多，测试点在电路板上的占用面积较大，不利于电路板的小型化。而且，为了能够与探针保持良好的电气接触特性，测试点通常不能覆盖保护层，如此，为了保持电路板在恶劣环境下的可靠性和使用寿命，通常需要额外增加表面处理工序，不利于降低电路板的生产成本。


技术实现要素：

6.有鉴于现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种用于对待检测电路板进行检测的电路板检测装置，本实用新型实施例采用的技术方案如下：
7.一种电路板检测装置，包括：
8.感应部件，其用于抵近待检测电路板的表面，并感应第一线路上传输的信号；其中，该第一线路为与待检测电路板上待检测芯片的gpio引脚连接的线路；
9.放大模块，其与所述感应部件连接，所述放大模块用于接收所述感应部件感应到的信号，并对所接收的信号进行放大处理；
10.整形模块，其与所述放大模块连接，所述整形模块用于接收放大后的信号，并将放大后的信号整形为方波信号；
11.比较模块，其与所述整形模块连接，所述比较模块用于接收所述整形模块发送的方波信号，并比较所述方波信号和预设信号，在所述方波信号的第一特征和所述预设信号的第一特征相符时，向提示装置输出提示信号，以提示待检测芯片的gpio引脚与所述第一
线路连接正确。
12.在一些实施例中，所述检测装置还包括与所述感应部件具有相对固定的位置关系的检测支架，所述检测支架具有用于放置待检测电路板的检测位，所述检测位配置为使置于其上的待检测电路板上的第一线路对准所述感应部件。
13.在一些实施例中，所述感应部件、所述放大模块和所述整形模块依次串联连接形成检测处理电路，所述检测装置包括多个并联的检测处理电路，且所述检测处理电路的输出端均与所述比较模块连接，各所述检测处理电路的感应部件分别用于感应待检测电路板上不同的所述第一线路上传输的信号。
14.在一些实施例中，所述比较模块具体用于比较所述方波信号的频率和预设信号的频率，在所述方波信号的频率和所述预设信号的频率相符时，向所述提示装置输出提示信号，以提示待检测芯片的gpio引脚与所述第一线路连接正确。
15.在一些实施例中，所述放大模块具体包括：
16.第一运算放大单元，其反相输入端与所述感应部件连接，用于对所述感应部件所感应到的信号进行一级放大处理；
17.第二运算放大单元，其反相输入端与所述第一运算放大单元的输出端连接，其输出端与所述整形模块连接，所述第二运算放大单元用于对一级放大处理后的信号进行二级放大处理。
18.在一些实施例中，所述第一运算放大单元包括第一运算放大器，所述第一运算放大器的反相输入端通过第一电阻与所述感应部件连接，所述第一运算放大器的输出端通过第二电阻与其反相输入端连接，所述第一运算放大器的同相输入端通过第三电阻与偏置电路连接，且所述第一运算放大器的同相输入端通过第四电阻接地；
19.所述第二运算放大单元包括第二运算放大器，所述第二运算放大器的反相输入端通过第五电阻与所述第一运算放大器的输出端连接，所述第二运算放大器的输出端通过第六电阻与其反相输入端连接，所述第二运算放大器的同相输入端与所述第一运算放大器的同相输入端连接，所述第二运算放大器的输出端与所述整形模块连接。
20.在一些实施例中，所述整形模块包括：
21.第一反相整形单元，其输入端与所述放大模块连接，用于在放大后的信号的电压高于第一阈值时输出低电位信号，并在放大后的信号的电压低于第一阈值时输出高电位信号；
22.第二反相整形单元，其输入端与所述第一反相整形单元连接，用于在接收到高电位信号时输出低电位信号，并在接收到低电位信号时输出高电位信号，以形成与放大后的信号相符的方波信号。
23.在一些实施例中，所述第一反相整形单元包括第一反相触发器，所述第一反相触发器的输入端通过第七电阻与所述放大模块连接，所述第一反相触发器的正极与电源模块连接，所述第一反相触发器的负极接地；
24.所述第二反相整形单元包括第二反相触发器，所述第二反相触发器的输入端与所述第一反相触发器的输出端连接，所述第二反相触发器的输出端通过第八电阻与其输入端连接，所述第二反相触发器的正极与电源模块连接，所述第二反相触发器的负极接地，所述第二反相触发器的输出端与所述比较模块连接。
25.在一些实施例中，所述整形模块包括电压比较器；
26.所述电压比较器的同相输入端与所述放大模块连接，用于接收放大后的信号；
27.所述电压比较器的反相输入端与参比电路连接，用于接收所述参比电路输出的参比信号；
28.所述电压比较器用于在放大后的信号的电压高于参比信号的参比电压时输出高电位信号，并在放大后的信号的电压低于参比信号的参比电压时输出低电位信号，以将放大后的信号整形为方波信号；
29.所述电压比较器的输出端与所述比较模块连接，用于向所述比较模块输出该方波信号。
30.在一些实施例中，所述电压比较器的输出端还通过第九电阻与电源模块连接。
31.本实用新型实施例的电路板检测装置，感应部件只需接近待检测电路板的表面，就能够感应到第一线路所传输的信号，并以此检测待检测芯片的gpio引脚和第一线路是否连接正确，待检测电路板上无需预留测试点，不仅检测方便，而且有利于待检测电路板的小型化。
附图说明
32.图1为本实用新型实施例的电路板检测装置的一种实施例的结构示意图；
33.图2为本实用新型实施例的电路板检测装置的检测过程示意图；
34.图3为本实用新型实施例的电路板检测装置的另一种实施例的结构示意图；
35.图4为比较模块的连接关系示意图；
36.图5为放大模块的电路原理图；
37.图6为整流模块的一种实施例的电路原理图；
38.图7为整流模块的另一种实施例的电路原理图；
39.图8为整流模块的输入信号和输出信号的波形对比图。
40.附图标记说明：
41.11-感应部件；12-放大模块；121-第一运算放大器；122-第二运算放大器；13-整形模块；131-电压比较器；14-比较模块；15-电源模块；16-提示装置；20-待检测电路板；21-待检测芯片；22-第一线路。
具体实施方式
42.为使本领域技术人员更好的理解本实用新型实施例的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作详细说明。
43.本实用新型实施例提供了一种电路板检测装置，用于检测电路板上的芯片的gpio引脚和相对应的线路(也即第一线路)是否连接正确。
44.图1为本实用新型实施例的电路板检测装置的一种实施例的结构示意图，参见图1所示，本实用新型实施例的电路板检测装置具体可包括感应部件11、放大模块12、整形模块13和比较模块14。
45.感应部件11用于抵近待检测电路板20的表面，并感应第一线路22上传输的信号；其中，该第一线路22为与待检测电路板20上待检测芯片21的gpio引脚连接的线路。该感应
部件11可具有多种实现方式，可选的，该感应部件11可包括一杆状部件，如金属棒或金属针；该感应部件11也可包括感应线圈，或者，该感应部件11也可包括能够感应第一线路22周围磁场变化并产生感应电流的其他部件，此处不对感应部件11的具体结构进行限定。
46.放大模块12与感应部件11连接，放大模块12用于接收感应部件11所感应到的信号，并对所接收的信号进行放大处理。可选的，该放大模块12可包括放大电路，感应部件11可通过连接线与该放大电路的输入端连接。
47.整形模块13与放大模块12连接，整形模块13用于接收放大后的信号，并将放大后的信号整形为方波信号。可选的，该整形模块13可包括整形电路，该整形电路的输入端可与放大电路的输出端连接，以接收放大后的信号。
48.比较模块14与整形模块13连接，比较模块14用于接收整形模块13发送的方波信号，并比较方波信号和预设信号，在方波信号的第一特征和预设信号的第一特征相符时，向提示装置16输出提示信号，以提示待检测芯片21的gpio引脚与第一线路22连接正确。可选的，该比较模块14可通过能够对信号进行比较的电路或装置来实现，例如，该比较模块14可为信号比较电路、信号比较器或包含一个或多个信号比较电路的比较芯片。其中，该预设信号为能够对gpio引脚和第一线路22连接正确时所输出的信号的第一特征进行表征的信号，该预设信号可与gpio引脚和第一线路22连接正确时所输出的信号相同，也可与gpio引脚所输出的信号具有相同的第一特征。
49.可选的，该提示装置16可包含于该电路板检测装置，作为该电路板检测装置的一个组成部分，例如，该提示装置16可为设置在该检测装置上的指示灯、蜂鸣器或显示屏等装置。或者，该提示装置16也可独立于该电路板检测装置，例如，该提示装置16可为显示器，该电路板检测装置可通过例如显示信号传输线与该显示器连接。
50.由于待检测芯片21的gpio引脚的电压受待检测芯片21中程序的运行状态影响，所以，在进行电路板检测时，可驱使待检测芯片21中运行测试程序，进而驱使gpio引脚输出信号。通过感应部件11抵近待检测电路板20上的第一线路22，感应第一线路22上传输的信号，如图2所示。由于待检测芯片21的gpio引脚输出的信号通常幅值较小，因此所感应到的信号通常较弱，通过放大模块12接收感应部件11所感应到的信号，并对该信号进行放大处理，有利于后续对识别该信号或对该信号进行处理。整形模块13接收放大后的信号，并将信号整形为规则的方波信号，以利于信号的特征识别和特征比较。比较模块14从整形模块13接收方波信号，并将方波信号的第一特征和预设信号的第一特征进行比较，如果相符，向提示装置16输出提示信号，以提示待检测芯片21的gpio引脚与第一线路22连接正确，如果不相符，可输出另一提示信号，以提示待检测芯片21的gpio引脚与第一线路22连接不正确，或者，在不相符时，也可不输出信号。
51.本实用新型实施例的电路板检测装置，感应部件11只需接近待检测电路板20的表面，就能够感应到第一线路22所传输的信号，并以此检测待检测芯片21的gpio引脚和第一线路22是否连接正确，待检测电路板20上无需预留测试点，不仅检测方便，而且有利于待检测电路板20的小型化。
52.在一些实施例中，检测装置还包括与感应部件11具有相对固定的位置关系的检测支架(图中未示出)，检测支架具有用于放置待检测电路板20的检测位，检测位配置为使置于其上的待检测电路板20上的第一线路22对准感应部件11。如此，进行电路板检测时，只需
将待检测电路板20置于检测支架的检测位，感应部件11就能够对准待检测电路板20上的第一线路22，方便检测操作的进行，有利于提高检测效率。
53.可选的，该检测支架的检测位的形状可根据待检测电路板20进行配置，该检测支架可由独立的架体形成，感应部件11可固定设置在该检测支架上，检测时，可由工作人员手动将待检测电路板20安装在检测位上。或者，该检测支架也可由部分生产线结构来形成，生产线上可设置有位置传感器，以检测待检测电路板20是否移动至检测位置。
54.配合图3所示，在一些实施例中，感应部件11、放大模块12和整形模块13依次串联连接形成检测处理电路，检测装置包括多个并联的检测处理电路，且检测处理电路的输出端均与比较模块14连接，各检测处理电路的感应部件11分别用于感应待检测电路板20上不同的第一线路22上传输的信号。这样，通过一个电路板检测装置能够检测待检测电路板20的多个gpio引脚，有益于提高检测效率。可选的，多个检测处理电路的感应部件11可分别设置在检测支架上与各第一线路22相对应的位置处，如此，当待检测电路板20置于检测位时，各感应部件11就能够分别感应到各第一线路22上传输的信号。具体进行检测时，可同步对各第一线路22进行检测，也可分步对各第一线路22进行检测。
55.在一些实施例中，比较模块14具体用于比较方波信号的频率和预设信号的频率，在方波信号的频率和预设信号的频率相符时，向提示装置16输出提示信号，以提示待检测芯片21的gpio引脚与第一线路22连接正确。通过频率检测能够准确检测gpio引脚与第一线路22连接是否正确，且方波信号的频率比较易于实现，有益于降低生产成本。可选的，以该比较模块14为单片机为例，该单片机可分别与电源模块15、整形模块13和第一复位电路连接，该单片机还可通过第二复位电路与作为提示装置的显示屏连接，如图4所示。
56.需要说明的是，虽然此处以比较模块14通过比较方波信号的频率和预设信号的频率，确定待检测芯片21的gpio引脚与第一线路22是否连接正确，但在具体实施时，该比较模块14也可通过比较方波信号的电压、电流或其他电信号参数，来确定待检测芯片21的gpio引脚与第一线路22是否连接正确。
57.在一些实施例中，放大模块12具体可包括第一运算放大单元和第二运算放大单元，第一运算放大单元的反相输入端与感应部件11连接，用于对感应部件11所感应到的信号进行一级放大处理；第二运算放大单元的反相输入端与第一运算放大单元的输出端连接，其输出端与整形模块13连接，第二运算放大单元用于对一级放大处理后的信号进行二级放大处理。由于感应部件11所感应到的信号通常较弱，设置两级放大能够提高放大模块12的放大倍数，有利于后续对信号进行识别和处理。需要说明的是，虽然此处以两级放大为例，但放大模块12不仅限于两级放大，也可包括三个以上依次连接的运算放大单元。
58.配合图5所示，在一个可选的实施例中，第一运算放大单元包括第一运算放大器121，第一运算放大器121的反相输入端通过第一电阻r1与感应部件11连接，第一运算放大器121的输出端通过第二电阻r2与其反相输入端连接，第一运算放大器121的同相输入端通过第三电阻r3与偏置电路连接，第一运算放大器121的同相输入端还通过第四电阻r4接地，第一运算放大器121的正极和负极可分别与电源模块15的正极和负极连接。
59.第二运算放大单元包括第二运算放大器122，第二运算放大器122的反相输入端通过第五电阻r5与第一运算放大器121的输出端连接，第二运算放大器122的输出端通过第六电阻r6与其反相输入端连接，第二运算放大器122的同相输入端与第一运算放大器121的同
相输入端连接，也即，第二运算放大器122的同相输入端也通过第三电阻r3与偏置电路连接，且第二运算放大器122的同相输入端通过第四电路接地，第二运算放大器122的正极和负极也分别与电源模块15的正极和负极连接，第二运算放大器122的输出端与整形模块13连接。
60.第一运算放大器121接收感应部件11所感应到的信号，对该信号进行一级放大处理，第二运算放大器122从第一运算放大器121接收一级放大处理后的信号，对该信号进行二级放大处理。
61.可选的，该放大模块12还可包括第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3和第四电容c4中的一个或多个，其中，第一电容c1连接在感应部件11和第一电阻r1之间，第二电容c2连接在第一运算放大器121和第五电阻r5之间，第二运算放大器122的同相输入端通过第三电容c3接地，第四电容c4连接在第二运算放大器122的输出端和比较模块14之间。通过设置第一电容c1、第二电容c2和/或第四电容c4能够对信号进行滤波处理，以滤除信号中的直流分量，通过设置第三电容c3能够提高第二运算放大器122的抗干扰性能。
62.需要说明的是，上述放大模块12仅为示例性的，在具体实施时，也可采用其他类型的电路结构来实现，例如，可采用包含一个或多个放大器的芯片来形成该放大模块12。
63.在一个实施例中，整形模块13可包括第一反相整形单元和第二反相整形单元，第一反相整形单元的输入端与放大模块12连接，用于在放大后的信号的电压高于第一阈值时输出低电位信号，并在放大后的信号的电压低于第一阈值时输出高电位信号。放大后的信号经第一反相整形单元整形处理后，形成了与放大后的信号波形方向恰好相反的方波信号。
64.第二反相整形单元的输入端与第一反相整形单元连接，用于在接收到高电位信号时输出低电位信号，并在接收到低电位信号时输出高电位信号，以形成与放大后的信号相符的方波信号。第二反相整形单元的运行过程实际与第一反相整形单元类似，当所接收的信号高于第一阈值时输出低电位信号，当所接收的信号低于第一阈值时输出高电位信号，也即，当第二反相整形单元接收第一反相整形单元输出的低于第一阈值的低电位信号时，输出高于第一阈值的高电位信号，当第二反相整形单元接收第一反相整形单元输出的高于第一阈值的高电位信号时，输出低于第一阈值的低电位信号，经过第一反相整形单元整形处理后的方波信号，再经过第二反相整形单元再次进行整形处理后，就能够形成与放大后的信号的波形方向相符的方波信号。
65.配合图6所示，在一个可选的实施例中，第一反相整形单元包括第一反相触发器d1，第一反相触发器d1的输入端通过第七电阻r7与放大模块12连接，第一反相触发器d1的正极与电源模块15连接，第一反相触发器d1的负极接地。第二反相整形单元包括第二反相触发器d2，第二反相触发器d2的输入端与第一反相触发器d1的输出端连接，第二反相触发器d2的输出端通过第八电阻r8与其输入端连接，第二反相触发器d2的正极与供电电源连接，第二反相触发器d2的负极接地，第二反相触发器d2的输出端与比较模块14连接。
66.需要说明的是，整形模块13可包括多对反相整形单元，每对反相整形单元包括一个第一反相整形单元和一个第二反相整形单元，通过设置多对反相整形单元有益于提高整形效果。
67.配合图7所示，在另一个实施例中，该整形模块13包括电压比较器131；电压比较器
131的同相输入端与放大模块12连接，用于接收放大后的信号；电压比较器131的反相输入端与参比电路连接，参比电路用于形成参比信号，电压比较其用于接收参比电路输出的参比信号。电压比较器131比较放大后的信号的电压和参比信号的参比电压，在放大后的信号的电压高于参比信号的参比电压时输出高电位信号，并在放大后的信号的电压低于参比信号的参比电压时输出低电位信号，以将放大后的信号整形为方波信号，电压比较器131的输入信号和输出信号的波形曲线，如图8所示，其中，a部分所示的为放大后的信号的波形曲线，b部分所示为输出的方波信号的波形曲线。电压比较器131的输出端与比较模块14连接，用于向比较模块14输出该方波信号。电压比较器131的结构简单，易于实现。
68.在一个可选的实施例中，电压比较器131的输出端还通过第九电阻r9与电源模块15连接，如此，能够拉高电压比较器131所输出的方波信号的幅值，有益于提高该方波信号的可识别性，进而有益于提高检测结果的准确性。
69.本实用新型实施例的电路板检测装置，感应部件11只需接近待检测电路板20的表面，就能够感应到第一线路22所传输的信号，并以此检测待检测芯片21的gpio引脚和第一线路22是否连接正确，待检测电路板20上无需预留测试点，不仅检测方便，而且有利于待检测电路板20的小型化。
70.以上实施例仅为本实用新型的示例性实施例，不用于限制本实用新型，本实用新型的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本实用新型的实质和保护范围内，对本实用新型做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本实用新型的保护范围内。