TWI383160B - 電性連接瑕疵偵測系統及方法 - Google Patents

Description

電性連接瑕疵偵測系統及方法

本揭示內容是有關於一種電氣偵測裝置，且特別是有關於一種電性連接瑕疵偵測系統。

電子裝置在現代人的生活提供了許多的便利性，使資訊的交流與處理上，有更便捷快速的管道。通常電子裝置中具有許多不同的晶片或是連接器(connector)，分別處理或傳送不同的資料，並在置於電路板上後，藉由晶片接腳及電路板上的訊號線來對資料進行處理及交換，以達到使用者的需求。

然而，上述的模組中的接腳及電路板上的訊號線常常會因焊接製程的不良而導致電性連接的不正常，因而使電子裝置無法正常運作。故此，往往需要藉由偵測裝置來偵測電性連接是否具有瑕疵。通常，偵測的方式是以探針提供測試的訊號至訊號線再傳遞到待測物的測試接腳，並藉由一與偵測模組連接之電極板放置於晶片上檢測是否可以根據測試的訊號產生感應的電容。而其他未測試的接腳則需要經過接地，以避免影響測試接腳的偵測結果。請參照第1圖，係為習知技術中，待測系統1的側視圖。待測系統1包含待測晶片10、電路板12以及接地平面14。上述之偵測裝置(未繪示)即用以偵測待測晶片10的接腳(繪示為待測晶片10下方的半圓形)以及電路板上的訊號線120是否電性連接正常。於第1圖中，如果所繪示的訊號線120所連接之接腳為測試的接腳，則接地平面14將提供其他非測試接腳一個共同的接地路徑，以避免對測試的接腳造成干擾。

如此的設計，在晶片接腳數目小的時候，較無明顯的影響，但是接腳數目在愈趨複雜的晶片設計下愈來愈大，以同一接地路徑的接地方式將使許多等效電容、電阻的效應產生。舉例來說，接地平面14的等效電阻可能逼近訊號線120與電壓供應端Vcc間的電阻R₁ 的大小，將使因此而產生的等效電容與電極板產生的感應電容耦合，影響量測結果的正確性。並且，當測試的訊號由於耦合效應而透過電壓供應端Vcc傳送到待測物的電源接腳(標示Vcc處)時，則其所產生的感應電容亦會被量測到而影響量測結果。

因此，如何設計一個新的電性連接瑕疵偵測系統，避免上述的效應影響測試結果，乃為此一業界亟待解決的問題。

因此，本揭示內容之一態樣是在提供一種電性連接瑕疵偵測系統，用以偵測待測元件之測試接腳及電路板之訊號線間之電性連接是否正常，電性連接瑕疵偵測系統包含：訊號供應器、偵測模組、電極板以及複數個接地路徑。訊號供應器藉由訊號線提供測試訊號至測試接腳。電極板電性連接於偵測模組，包含偵測面，用以接觸待測元件相對測試接腳之待測元件表面，俾與測試接腳間隔距離，以於訊號供應器提供測試訊號至測試接腳，且測試接腳與訊號線連接正常時，使偵測模組偵測到感應電容係大於一臨界值。接地路徑分別對應待測元件之複數個非測試接腳群組其中之一，以使對應之非測試接腳群組接地。

依據本揭示內容一實施例，接地路徑更連接至接地開關，俾藉由接地開關關閉時接地。

依據本揭示內容另一實施例，電性連接瑕疵偵測系統更包含供電模組，且非測試接腳群組各包含一非測試接腳，供電模組係藉由各接地路徑提供接地電位至各非測試接腳。

依據本揭示內容又一實施例，訊號供應器係包含探針以及訊號供應源，以使探針接觸訊號線，進一步藉由訊號供應源提供測試訊號至測試接腳。

依據本揭示內容再一實施例，當訊號供應器提供測試訊號至測試接腳，且測試接腳與訊號線連接不正常時，偵測模組偵測到感應電容係小於臨界值。

依據本揭示內容另一實施例，偵測模組更用以偵測根據感應電容產生之電流及電壓。

本揭示內容之另一態樣是在提供一種電性連接瑕疵偵測方法，用以偵測待測元件之測試接腳及電路板之訊號線間之電性連接是否正常，電性連接瑕疵偵測方法包含下列步驟：區分待測元件之複數個非測試接腳為複數個非測試接腳群組；使非測試接腳群組分別藉由接地路徑接地；藉由訊號線提供測試訊號至測試接腳；使電極板之偵測面接觸待測元件相對測試接腳之待測元件表面，俾與測試接腳間隔一距離；以及當測試接腳與訊號線連接正常時，偵測到感應電容係大於一臨界值。

依據本揭示內容一實施例，接地路徑更連接至接地開關，俾藉由接地開關關閉時接地。

依據本揭示內容另一實施例，電性連接瑕疵偵測系統更包含供電模組，且非測試接腳群組各包含一非測試接腳，供電模組係藉由各接地路徑提供接地電位至各非測試接腳。

依據本揭示內容又一實施例，測試訊號係藉由訊號供應器之探針提供至測試接腳。

依據本揭示內容再一實施例，當測試接腳與訊號線連接不正常時，偵測到感應電容係小於臨界值。

應用本揭示內容之優點係在於藉由將未測試接腳分為複數個群組，以分別由不同之接地路徑，減小接地路徑過長的電阻效應，而輕易地達到上述之目的。

請參照第2圖，係為本揭示內容之一實施例之電性連接瑕疵偵測系統2之側視圖。電性連接瑕疵偵測系統2係用以偵測待測元件20之待測接腳及電路板22之訊號線220間之電性連接是否正常。待測元件20係可為電路板22上的晶片或連接器，以複數接腳(於第2圖中係以位於待測元件20及電路板22間的複數個半圓形繪示)與電路板22的訊號線220做電性連接。

在將待測元件20與電路板22做電性連接時，常需以焊接的方式將接腳與訊號線220做連接。然而，焊接製程的不良將會導致電性連接的不正常，因而使二者間無法正常運作。故此，往往需要藉由偵測的裝置來偵測電性連接是否具有瑕疵。

電性連接瑕疵偵測系統2包括：訊號供應器、偵測模組24以及電極板26。訊號供應器實質上包含探針280以及訊號供應源282。訊號供應源282係用以提供測試訊號281，並且藉由探針280接觸訊號線220後，將測試訊號281透過訊號線220傳送至待測的接腳，而其他的接腳實質上則將接地以避免影響正在測量的待測接腳的偵測結果。

電極板26電性連接於偵測模組24。電極板26於一實施例中更包含放大器260及正負偵測端262。電極板26之偵測面係與待測元件20相對於待測接腳的待測元件表面200接觸，俾與待測接腳間隔一距離。正負偵測端262於一實施例中係更用以分別電性連接一供應電壓及一接地電位(未繪示)至電極板26。一般而言，供應電壓將提供至偵測面，而接地電位將提供至相對於偵測面的另一平面上。然而於其他實施例中亦可能視情況採用其他的實施方式。

電極板26因此可藉著探針280所傳送至待測接腳的測試訊號281，於待測接腳及訊號線220間的電性連接正常時，由正負偵測端262偵測到根據待測接腳、電路板22以及電極板26所產生的感應電容、電流及電壓，並經由放大器260放大訊號後傳送到偵測模組24。偵測模組24係可偵測到根據待測接腳、電路板22以及電極板26所產生的感應電容大於一臨界值，而判斷出其電性連接係為正常。另一方面，如待測接腳及訊號線220間的電性連接不正常時，則測試訊號281將無法傳到待測接腳。此時，待測元件20及電極板26間的感應電容並不會變化，然而電路板22與電極板26間的感應電容，卻將因為訊號線220的連接不正常，而大幅地降低。因此偵測模組24將偵測到感應電容低於一臨界值，電流或電壓亦隨之降低。因此可藉由上述之方式偵測出電路板22及待測元件20間的電性連接是否正常。

於第2圖中，探針280係接觸訊號線220，因此訊號線220所連接的接腳係為測試接腳，其他的則為非測試接腳。非測試接腳係區分為複數個非測試接腳群組。其中各非測試接腳群組均對應至一個接地路徑210、212、214及216，以藉由此對應之接地路徑來接地。

於一實施例中，如第3A圖所示，各接地路徑係可在並聯後，更連接至一個接地開關23，來藉由在接地開關23關閉時接地。因此，並聯這些接地路徑的方式，不但不會增加其電阻之效應，反而使這些個別的接地路徑的等效電阻在並聯後更下降，而大幅地降低其對電極板26之影響。需注意的是，接地路徑及對應之非測試接腳群組之數目，係可視不同的情況進行調整，而不為第2圖或第3A圖所繪示之實施方式所限。

於另一實施例中，如第3B圖所示，電性連接瑕疵偵測系統2更包含供電模組25。實質上，供電模組25通常用以於執行上電測試時使用，以提供所有的接腳電源或是接地電位。於本實施例中，各個非測試接腳本身即為一個非測試接腳群組，各非測試接腳與供電模組25間的連接即為一個接地路徑。因此，供電模組25藉由各接地路徑，對所有的非測試接腳提供接地電位，即可達到分別接地之效果，避免只藉由一條接地路徑接地所造成之等效電阻影響。

請參照第4圖，係為本揭示內容之又一實施例之電性連接瑕疵偵測方法之流程圖。電性連接瑕疵偵測方法係可應用於如第2圖所繪示之電性連接瑕疵偵測系統2，以偵測待測元件20之測試接腳及電路板22之訊號線220間之電性連接是否正常。電性連接瑕疵偵測方法包含下列步驟：於步驟401，區分待測元件20之複數個非測試接腳為複數個非測試接腳群組。於步驟402，使非測試接腳群組分別藉由接地路徑210、212、214及216接地。接著於步驟403，藉由訊號線220提供測試訊號281至測試接腳。於步驟404，使電極板26之偵測面接觸待測元件20相對測試接腳之待測元件表面200，俾與測試接腳間隔一距離。以及於步驟405，偵測模組24判斷是否偵測到感應電容大於一臨界值。當偵測到感應電容大於臨界值時，進行步驟406，確認測試接腳與訊號線220連接正常。當偵測到感應電容小於臨界值時，進行步驟407，確認測試接腳與訊號線220連接不正常。

表1係為一實施例中，利用接地平面進行單一路徑之接地方式與利用本揭示內容提供多重接地路徑之接地方式間，測試接腳與訊號線連接正常與不正常時，電容之量側值之比較。其中，C_LK 代表接地平面等效電容，C_DUT 代表電極板26與測試接腳間的感應電容，C_DUT +C_LK 則代表偵測模組24所偵測到的電容值。

於本實施例中，係以與一標準值的-40%之差距做為連接正常判斷之準則。一般在正常的偵測情況下，如果測試接腳與訊號線連接不正常，電極板26將不會與接腳產生感應電容，而僅會偵測到可忽略不計的極小電容值。但由表1可知，單一路徑的接地方式在受到等效電阻的影響下，使得等效電阻造成的等效電容與電源供應端的耦合效應產生的感應電容，在測試接腳與訊號線連接不正常時，仍然使得量測到的電容值偏高許多而落於標準值的-22.6%，偵測結果將判斷成測試接腳與訊號線的連接是正常的而通過測試。但是在本揭示內容使用多重路徑來接地的時候，連接不正常時所量測到的電容數值將落於標準值的-68%，遠小於前者，而將被判斷為無法通過測試，成功地偵測出具有缺陷的接腳。

由上述之實施例及實驗數據可知，應用本揭示內容之優點係在於藉由將未測試接腳分為複數個群組，以分別由不同之接地路徑，減小接地路徑過長的電阻效應以及與電源供應端的耦合效應。

雖然本揭示內容已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本揭示內容，任何熟習此技藝者，在不脫離本揭示內容之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭示內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1．．．待測系統

10．．．待測晶片

12．．．電路板

120．．．訊號線

14．．．接地平面

2．．．電性連接瑕疵偵測系統

20．．．待測元件

200．．．待測元件表面

210、212、214、216．．．接地路徑

22．．．電路板

220．．．訊號線

23．．．接地開關

24．．．偵測模組

25．．．供電模組

26．．．電極板

260．．．放大器

262．．．正負偵測端

280．．．探針

281．．．測試訊號

282．．．訊號供應源

401-407．．．步驟

為讓本揭示內容之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：

第1圖係為習知技術中，待測系統的側視圖；

第2圖係為本揭示內容之一實施例之電性連接瑕疵偵測系統之側視圖；

第3A圖係為本揭示內容之另一實施例之電性連接瑕疵偵測系統中，各接地路徑在並聯後連接至接地開關之側視圖；

第3B圖係為本揭示內容之另一實施例之電性連接瑕疵偵測系統中，接地路徑在並聯後連接至供電模組之側視圖；以及

第4圖係為本揭示內容之又一實施例之電性連接瑕疵偵測方法之流程圖。

2．．．電性連接瑕疵偵測系統

20．．．待測元件

200．．．待測元件表面

210、212、214、216．．．接地路

22．．．電路板徑

220．．．訊號線

24．．．偵測模組

26．．．電極板

260．．．放大器

262．．．正負偵測端

280．．．探針

281．．．測試訊號

282．．．訊號供應源

Claims (12)

1. 一種電性連接瑕疵偵測系統，用以偵測一待測元件之一測試接腳及一電路板之一訊號線間之電性連接是否正常，該電性連接瑕疵偵測系統包含：一訊號供應器，藉由該訊號線提供一測試訊號至該測試接腳；一偵測模組；一電極板，電性連接於該偵測模組，包含一偵測面，用以接觸該待測元件相對該測試接腳之一待測元件表面，俾與該測試接腳間隔一距離，以於該訊號供應器提供該測試訊號至該測試接腳，且該測試接腳與該訊號線連接正常時，使該偵測模組偵測到一感應電容係大於一臨界值；以及複數個接地路徑，俾分別對應該待測元件之複數個非測試接腳群組其中之一，以使該對應之非測試接腳群組接地。
2. 如請求項1所述之電性連接瑕疵偵測系統，其中該等接地路徑更連接至一接地開關，俾藉由該接地開關關閉時接地。
3. 如請求項1所述之電性連接瑕疵偵測系統，更包含一供電模組，且該等非測試接腳群組係各包含一非測試接腳，該供電模組係藉由各該等接地路徑提供一接地電位至各該非測試接腳。
4. 如請求項1所述之電性連接瑕疵偵測系統，其中該訊號供應器係包含一探針以及一訊號供應源，以使該探針接觸該訊號線，進一步藉由該訊號供應源提供該測試訊號至該測試接腳。
5. 如請求項1所述之電性連接瑕疵偵測系統，當該訊號供應器提供該測試訊號至該測試接腳，且該測試接腳與該訊號線連接不正常時，該偵測模組偵測到該感應電容係小於該臨界值。
6. 如請求項1所述之電性連接瑕疵偵測系統，該偵測模組更用以偵測根據該感應電容產生之一電流。
7. 如請求項1所述之電性連接瑕疵偵測系統，該偵測模組更用以偵測根據該感應電容產生之一電壓。
8. 一種電性連接瑕疵偵測方法，用以偵測一待測元件之一測試接腳及一電路板之一訊號線間之電性連接是否正常，該電性連接瑕疵偵測方法包含下列步驟：區分該待測元件之複數個非測試接腳為複數個非測試接腳群組；使該等非測試接腳群組分別藉由一接地路徑接地；藉由該訊號線提供一測試訊號至該測試接腳；使一電極板之一偵測面接觸該待測元件相對該測試接腳之一待測元件表面，俾與該測試接腳間隔一距離；以及當該測試接腳與該訊號線連接正常時，偵測到一感應電容係大於一臨界值。
9. 如請求項8所述之電性連接瑕疵偵測方法，其中該等接地路徑更連接至一接地開關，俾藉由該接地開關關閉時接地。
10. 如請求項8所述之電性連接瑕疵偵測方法，該等非測試接腳群組係各包含一非測試接腳，各該等接地路徑係連接至一供電模組，該供電模組係藉由各該等接地路徑提供一接地電位至各該非測試接腳。
11. 如請求項8所述之電性連接瑕疵偵測方法，其中該測試訊號係藉由一訊號供應器之一探針提供至該測試接腳。
12. 如請求項8所述之電性連接瑕疵偵測方法，當該測試接腳與該訊號線連接不正常時，係偵測到該感應電容係小於該臨界值。