一种评估电路板腐蚀风险的方法和系统的制作方法

文档序号:6113411阅读:519来源:国知局
专利名称:一种评估电路板腐蚀风险的方法和系统的制作方法
技术领域
本发明涉及电子设备的测试技术领域,尤其涉及一种评估电路板腐蚀风险的方法和系统。
背景技术
电路板及其组件表面在制造过程中会受到污染,在使用环境下表面也会由于沉积粉尘而受到污染。在这些离子污染、潮气等综合因素的作用下,电路板表面的走线、器件本体及焊点都可能发生腐蚀,最终导致电路板单板被腐蚀而失效。如何结合实际的环境因素来预测电路板的受腐蚀风险,一直是业界的难题。
离子污染度可用于量化试验板表面受无机离子污染的程度。电路板及其组件在实际环境中受到潮气、离子污染等被腐蚀时,虽然可以用离子污染度来表征腐蚀情况,但是其计算关系十分复杂,在实际应用中无法及时的评价电路板的腐蚀风险以便采取措施预防电路板腐蚀,尤其是在现场测试电路板上的污染度的难度很大,操作不方便,几乎不能得到电路板在运行环境下评估电路板腐蚀风险的相关数据。

发明内容
本发明的目的是提出一种评估电路板腐蚀风险的方法和系统,以解决电路板上污染度测试复杂度大的问题。
电路板在实际运行中,板面会积聚粉尘等污染物,这些污染物结合潮气的影响,会使表面绝缘电阻值下降,在同等的湿度下,污染越高,表面绝缘电阻越低;在同等的污染度下,表面绝缘电阻越低。因此,表面绝缘电阻值的大小间接地反映了污染物和潮气等腐蚀性因素的综合影响。
本发明的核心思想是通过电路板表面绝缘电阻值来间接反映在使用环境下电路板表面的污染度,进而能及时得出电路板被腐蚀的风险,便于评估并采取改进措施来预防腐蚀。
一种评估电路板腐蚀风险的方法,所述方法的步骤包括S01.测量电路板的表面绝缘电阻值;S02.将表面绝缘电阻值与电路板腐蚀风险判别映射进行比较,确定所述表面绝缘电阻值在所述映射中的映射关系,所述电路板腐蚀风险判别映射包含不同电阻值范围和与其一一对应的电路板腐蚀风险等级的映射关系;S03.根据所述的映射关系确定电路板腐蚀风险等级。
其中,所述步骤S03后包括显示所述电路板腐蚀风险等级;所述步骤S03后还包括根据所述电路板腐蚀风险等级,进行报警操作。
本发明还提出了一种评估电路板腐蚀风险的系统,包括电路板,其特征在于,所述系统还包括测试模块和判别模块所述测试模块包括测试装置,用于测量所述电路板的表面绝缘电阻值;所述判别模块与所述测试模块相连接,用于接收测试模块测量的电路板表面绝缘电阻值,判定并获取电路板腐蚀风险等级。
所述测试装置为测试电路板绝缘电阻的电阻测试仪,或者为布置在电路板绝缘材料上的导体电阻测试图形。
所述测试模块还包括测试启动单元,所述测试启动单元与所述测试装置连接,用于发送启动命令,启动测试装置进行测试操作。
所述判别模块包括电路板腐蚀风险判别映射和评估单元,所述电路板腐蚀风险判别映射与所述评估单元相连接,是不同电阻值范围和与其一一对应的电路板腐蚀风险等级的映射关系;所述评估单元接收所述测试模块测量的所述电路板表面绝缘电阻值并确定所述电路板腐蚀风险判别映射中的电阻值范围,根据所述电阻值范围在所述电路板腐蚀风险判别映射中进行查找得到对应的电路板腐蚀风险等级。
所述系统还包括显示装置,和所述判别模块连接,用于显示所述电路板腐蚀风险等级。
所述系统还包括报警装置,与所述判别模块相连接,用于对所述电路板腐蚀风险等级进行报警操作。
本发明有益效果如下污染物结合潮气的影响会使电路板表面绝缘电阻值下降,本发明采用测量电路板表面绝缘电阻值大小的方法,间接反映了污染物和潮气等腐蚀性因素对电路板的综合影响,并且电路板表面绝缘电阻值数据较之电路板污染度数据更方便获取,能够及时准确的评估电路板运行环境下的腐蚀风险以便及时采取预防措施;检测电路板的绝缘电阻具有良好的可测性和准确性,便于现场应用;电路板供应商在电路板中内置表面绝缘电阻的测试装置,再附加相关的告警装置,可有效监控单板的运行环境,再通过及时改善,可提高电路板在市场运行的可靠性;实时的测试设备的表面绝缘电阻,可有效监控设备的污染程度,及时发现问题,维持设备的可靠运行;采用本发明评估电路板腐蚀风险可以用于验收电路板清洗效果的验收。


图1是表面绝缘电阻测量示意图;图2是评估电路板腐蚀风险的方法的一个实施例的流程图;图3是不同氯离子污染度、不同相对湿度下表面绝缘电阻的变化趋势示意图;图4是评估电路板腐蚀风险的一种判别映射表;图5是评估电路板腐蚀风险的系统实施例的结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图及具体实施例,对本发明进行详细说明。
电路板的表面绝缘体电阻和电路板的污染程度有密切的关系,在同等的湿度下,污染越高,表面绝缘电阻越低;在同等的污染度下,湿度越高,表面绝缘电阻越低。因此,表面绝缘电阻值的大小间接地反映了污染物和潮气等腐蚀性因素对电路板的综合影响。
其中,SIR(Surface Insulation Resistance表面绝缘电阻)是指物质表面两相邻金属面积间的电阻值。表面绝缘电阻的测试原理根据欧姆定律Rs=U/Is,即在相邻导体间施加一个电压U,测试在该电压作用下的电流值Is,再根据欧姆定律即可得出该相邻导体间的表面绝缘电阻。测试方法如附图1所示其中L为两相邻导体的间距,D为导线的间距,共同用来表征表面绝缘电阻率。
评估电路板腐蚀风险方法的一个具体实施例中,见附图2,评估电路板腐蚀风险,具体步骤包括S01.测量电路板表面绝缘电阻值。
步骤S01中测量电路板表面绝缘电阻时,可以利用电路板上本身的线路,比如绝缘的两相邻走线、或者绝缘的两相邻引脚或者绝缘的两相邻引脚与走线等,使用高阻测量计测试表面绝缘电阻;可以使用商品化的简易表面绝缘电阻测试仪,直接测试电路板表面的绝缘电阻;还可以采用在电路板上布置相应的测试图形来实时监测表面绝缘电阻,电路板上的绝缘电阻测试图形可参照IPC-B-25的梳状图形,也可以自行设计测试图形,但总是体现为在绝缘材料上的两个导体。
由于表面绝缘电阻受环境条件影响,步骤S01中将电路板取出后测试其表面绝缘电阻时,测试的环境条件应与电路板在机框内的环境条件一致,最好取靠近风扇部位的电路板来测试其板上器件或者表层走线间的绝缘电阻值;采用电路板上布置的绝缘电阻测试图形时,该测试图形的位置可根据机框工作时的热分布,将测试图形放置在工作表面温度与实际环境温度相差不大的单板或者单板表面。
S02.将表面绝缘电阻值与电路板腐蚀风险判别映射进行比较,确定所述表面绝缘电阻值在所述映射中的映射关系,所述电路板腐蚀风险判别映射包含不同电阻值范围和与其一一对应的电路板腐蚀风险等级的映射关系;根据监测结果表明,表面绝缘电阻值的大小间接地反映了污染物和潮气等腐蚀性因素的综合影响。附图3即是各种氯离子污染度下在不同相对湿度、不同氯离子污染度下表面绝缘电阻的变化趋势。由附图3所示的关联图得到所述电路板腐蚀风险的判别映射,该映射为电阻值范围和与其一一对应的电路板腐蚀风险等级记录,所述电路板腐蚀风险的判别映射可以为一存储所述映射记录的腐蚀风险评估映射表,如附图4所示。
根据测量所得的电路板表面绝缘电阻值与所述电路板腐蚀风险的判别映射进行比较,在判别映射中确定所述测量的电阻值所属的电阻值的范围;S03.根据所述的映射关系确定电路板腐蚀风险等级。
根据所述确定的电阻值范围,查找到与判别映射中的电阻值范围对应的电路板腐蚀风险等级,并根据测试的电路板表面绝缘电阻值,与判别映射进行比较,进行污染度判定当表面绝缘电阻值在109以上时,表明电路板表面洁净,电路板及其组件无腐蚀风险;当表面绝缘电阻值降低至108级别时,表明电路板的运行环境中相对湿度较低,也无明显的腐蚀风险;当表面绝缘电阻值降低至107级别时,表明电路板表面有一定的离子污染物,同时运行环境的相对湿度较高,存在一定的腐蚀风险;当表面绝缘电阻降至106级别时,表明电路板在这种运行环境下继续运行会有较大的腐蚀风险;当表面绝缘电阻下降至105级别或者更低时,这表明电路板的运行条件非常恶劣,极容易失效。这样通过测量表面绝缘电阻值,并将其与电路板腐蚀风险判别映射相比较就得到了电路板的腐蚀风险。
确定电路板腐蚀风险等级之后,步骤S04可以将所述电路板腐蚀风险等级值显示出来,显示装置可以采用LED显示屏直接显示风险等级值,也可以使用其他的模拟、数字显示装置显示风险等级值,采用这些显示装置与测试风险等级的设备相连接,当通过电阻值获知其对应的风险等级后,将该风险等级通过屏幕或者其他任何可以显示的方式显示出来,即可以根据显示的风险等级及时的获知电路板现阶段的污染腐蚀程度,便于采取应对措施进行处理。
确定电路板腐蚀风险等级值后,步骤S04`可以根据所述电路板腐蚀风险等级的不同值进行报警操作,或者显示所述电路板腐蚀风险等级后根据不同的风险等级值进行报警操作。所述报警操作由报警装置执行,对于操作无法现场监控的情况,可以采用告警设备,与显示设备连接,当显示设备显示出电路板现阶段的风险等级时,征对不同的风险等级进行预警。其中预警的方式包括报警装置可以通过喇叭或蜂鸣器等报警设备发出高低不通、频率不同的报警声音来区分预警级别,直到用户得到预警信息并处理后才停止当次的预警动作;报警装置还可以通过发光装置发出醒目的警示灯光来报警,提醒用户电路板腐蚀风险的级别,其中的警示灯光可以用不同的颜色、不同的闪烁频率来区分报警的等级。
在本实施例一中,通过采用测量电路板的表面绝缘电阻值,并与电路板被腐蚀风险判别映射比较,获得了电路板被腐蚀的风险等级,可以快速的评估电路板的被腐蚀风险;通过显示与报警装置,可以及时的把电路板受腐蚀的风险情况通知用户进行处理。
本发明评估电路板腐蚀风险系统的具体实施例二如附图5所示,该系统包括电路板01、测试模块02和判别模块03测试模块02包括测试装置022。所述测试装置022用于测量电路板01表面的绝缘电阻值,在电路板01相邻导体间施加一个电压U,测试在该电压作用下的电流值Is,再根据欧姆定律即可得出该相邻导体间的表面绝缘电阻。测试方法如附图1所示其中L为两相邻导体的间距,D为导线的间距,共同用来表征表面绝缘电阻率;测试装置022测得电路板01表面绝缘电阻值后,将测试结果传送到电阻值发送单元023,电阻值发送单元023将测试装置022的测试结果发送到判别模块03进行比较。其中,测试装置022可以是测试电路板绝缘电阻的电阻测试仪或者为布置在电路板01绝缘材料上的导体电阻测试图形,测试时将电路板01取出,利用电路板01上本身的线路,比如绝缘的两相邻走线、绝缘的两相邻引脚,或者绝缘的两相邻引脚与走线等,使用高阻计测试表面绝缘电阻,也可以使用商品化的简易表面绝缘电阻测试仪,直接测试电路板01表面的绝缘电阻。由于表面绝缘电阻受环境条件影响,将电路板取出后测试其表面绝缘电阻时,测试的环境条件应与电路板在机框内的环境条件一致。优选的取靠近风扇部位的电路板来测试其板上器件或者表层走线间的绝缘电阻值。
测试模块02还包括测试启动单元021,所述测试启动单元021与测试装置022连接,用于发送启动命令,启动测试装置022对待测电路板01进行测试操作,对于电路板表面绝缘电阻值的测量可以人工实时启动,也可以通过测试启动单元021来设定合适的启动时间。操作人员可以根据电路板的运行环境和实际运行情况通过启动单元来设定测试装置022的启动时间,使测试装置022进行周期性或者非周期性测量电阻操作。
判别模块03与测试模块02相连接,用于接收测试模块02的测试结果,比较并获取电路板01的风险等级。判别模块03具体包括腐蚀风险判别映射表031和评估单元032腐蚀风险判别映射表031与评估单元032相连接,用于保存电阻值范围和与其一一对应的电路板腐蚀风险等级记录。根据监测结果表明,表面绝缘电阻值的大小间接地反映了污染物和潮气等腐蚀性因素的综合影响。附图3即是各种氯离子污染度下在不同行相对湿度下表面绝缘电阻的变化趋势。由附图3所示的关联图得到所述电路板腐蚀风险的判别映射,该映射为电阻值范围和与其一一对应的电路板腐蚀风险等级记录,存储所述记录于判别映射表,见附图4。所述评估单元032接收所述测试模块02测量的所述电路板表面绝缘电阻值并确定所属风险判别射表中的电阻值范围,根据所述电阻值范围在所述风险判别映射表中进行查找得到对应的电路板腐蚀风险等级,并根据测试的线路表面绝缘电阻值,与风险判别映射表进行比较,进行污染度判定当表面绝缘电阻值在109以上时,表明电路板表面洁净,电路板及其组件无腐蚀风险;当表面绝缘电阻值降低至108级别时,表明电路板的运行环境中相对湿度较低,也无明显的腐蚀风险;当表面绝缘电阻值降低至107级别时,表明电路板表面有一定的离子污染物,同时运行环境的相对湿度较高,存在一定的腐蚀风险;当表面绝缘电阻降至106级别时,表明电路板在这种运行环境下继续运行会有较大的腐蚀风险;当表面绝缘电阻下降至105级别或者更低时,这表明电路板的运行条件非常恶劣,极容易失效。这样通过测量表面绝缘电阻值,并将其与电路板腐蚀风险判别映射表相比较就得到了电路板的腐蚀风险。
此外,系统还包括显示装置041,和判别模块03连接,用于将确定的所述电路板腐蚀风险等级值显示出来。
系统还包括报警装置042,与判别模块03连接,用于对测量的所述电路板腐蚀风险等级值进行报警操作,或者与所述显示装置041连接,根据所述显示装置041显示的不同电路板腐蚀风险等级值进行不同的报警操作。
其中,风险等级值显示装置041可以采用LED显示屏直接显示风险等级值,也可以使用其他的数字显示装置显示风险等级值;报警装置042可以通过喇叭或蜂鸣器等报警装置发出报警声音,还可以通过发光装置发出醒目的警示灯光来报警,提醒用户电路板腐蚀风险的级别。
所述系统中的测试模块02测量电路板表面绝缘电阻时,利用电路板01上本身的线路(比如绝缘的两相邻走线、或者绝缘的两相邻引脚或者绝缘的两相邻引脚与走线等),使用高阻测量计测试表面绝缘电阻;或者使用商品化的简易表面绝缘电阻测试仪,直接测试电路板01表面的绝缘电阻;此外,还可以采用在电路板01上布置相应的测试图形来实时监测表面绝缘电阻;电路板01上的绝缘电阻测试图形可参照IPC-B-25的梳状图形,也可以自行设计测试图形,但总是体现为在绝缘材料上的两个导体。在电路板制作过程中就布置好待测的绝缘电阻测试图形,可以减小测试图形不一致对表面绝缘电阻值的测试误差。
由于表面绝缘电阻受环境条件影响,测试模块02测试电路板01的表面绝缘电阻时,测试的环境条件应与电路板01在机框内的环境条件一致,最好取靠近风扇部位的电路板01来测试其板上器件或者表层走线间的绝缘电阻值;采用电路板01上布置的绝缘电阻测试图形时,该测试图形的位置可根据机框工作时的热分布,将测试图形放置在工作表面温度与实际环境温度相差不大的单板或者单板表面。
这样,通过本实施例二的系统就完成了对电路板表面绝缘电阻的测量,并通过与腐蚀风险判别映射表的比较,快速的判别出电路板腐蚀的风险,并据此对电路板进行后续处理,通过现场容易测量的表面绝缘电阻及时的反映了电路板的被腐蚀风险。
权利要求
1.一种评估电路板腐蚀风险的方法,其特征在于,所述方法的步骤包括S01.测量电路板的表面绝缘电阻值;S02.将表面绝缘电阻值与电路板腐蚀风险判别映射进行比较,确定所述表面绝缘电阻值在所述映射中的映射关系,所述电路板腐蚀风险判别映射包含不同电阻值范围和与其一一对应的电路板腐蚀风险等级的映射关系;S03.根据所述的映射关系确定电路板腐蚀风险等级。
2.如权利要求1所述的一种评估电路板腐蚀风险的方法,其特征在于,所述步骤S03后包括显示所述电路板腐蚀风险等级。
3.如权利要求1或2所述的一种评估电路板腐蚀风险的方法,其特征在于,所述步骤S03后还包括根据所述电路板腐蚀风险等级,进行报警操作。
4.一种评估电路板腐蚀风险的系统,包括电路板,其特征在于,所述系统还包括测试模块和判别模块,所述测试模块包括测试装置,用于测量所述电路板的表面绝缘电阻值;所述判别模块与所述测试模块相连接,用于接收测试模块测量的电路板表面绝缘电阻值,判定并获取电路板腐蚀风险等级。
5.如权利要求4所述的一种评估电路板腐蚀风险的系统,其特征在于,所述测试装置为测试电路板绝缘电阻的电阻测试仪,或者为布置在电路板绝缘材料上的导体电阻测试图形。
6.如权利要求4所述的一种评估电路板腐蚀风险的系统,其特征在于,所述测试模块还包括测试启动单元,所述测试启动单元与所述测试装置连接,用于发送启动命令,启动测试装置进行测试操作。
7.如权利要求4所述的一种评估电路板腐蚀风险的系统,其特征在于,所述判别模块包括电路板腐蚀风险判别映射和评估单元,所述电路板腐蚀风险判别映射与所述评估单元相连接,是不同电阻值范围和与其一一对应的电路板腐蚀风险等级的映射关系;所述评估单元接收所述测试模块测量的所述电路板表面绝缘电阻值并确定所述电路板腐蚀风险判别映射中的电阻值范围,根据所述电阻值范围在所述电路板腐蚀风险判别映射中进行查找得到对应的电路板腐蚀风险等级。
8.如权利要求4所述的一种评估电路板腐蚀风险的系统,其特征在于,所述系统还包括显示装置,和所述判别模块连接,用于显示所述电路板腐蚀风险等级。
9.如权利要求4或8所述的一种评估电路板腐蚀风险的系统,其特征在于,所述系统还包括报警装置,与所述判别模块相连接,用于对所述电路板腐蚀风险等级进行报警操作。
全文摘要
本发明涉及电子设备的测试技术领域,尤其涉及一种评估电路板腐蚀风险的方法和系统。该方法通过测量电路板的表面绝缘电阻值,并与电路板被腐蚀风险判别映射比较,获取电路板被腐蚀的风险等级。本发明还提出了一种现场快速评估电路板腐蚀风险的系统,包括电路板、测试模块和判别模块,测试模块测量电路板的表面绝缘电阻,并将其发送给判别模块,判别模块比较绝缘电阻值并与腐蚀风险判别映射比较得到电路板被腐蚀的风险等级。本发明通过现场容易测量的表面绝缘电阻表征电路板被腐蚀风险,可以在现场快速评估电路板的腐蚀风险,在及时对电路板采取保护措施方面有良好的效果。
文档编号G01N17/00GK101038263SQ20061005753
公开日2007年9月19日 申请日期2006年3月13日 优先权日2006年3月13日
发明者徐焰, 陈普养 申请人:华为技术有限公司
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