一种微型麦克风电容测试方法
【专利摘要】本发明公开了一种微型麦克风电容测试方法，在对目标微型麦克风进行质量检测的过程中，先通过电流测试回路，确定出与正极焊盘接触连接的正极探针接触情况；然后根据具体的正极探针接触情况，通过电容测试回路，测得目标微型麦克风的电容值，并与对应的正极探针接触情况下的的电容合格范围值进行比对判断合格情况，细化了微型麦克风测试过程中会出现的各种情况，能够消除线间电容对电容测试结果的影响，从而消除了线间电容造成的嵌入式控制模块对目标微型麦克风的产品质量误判，提高了测量的准确性。
【专利说明】一种微型麦克风电容测试方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子元器件测量【技术领域】，具体地说，涉及一种微型麦克风电容测试方法。
【背景技术】
[0002]近年来，微型麦克风在电子产品中逐步得到广泛应用，现有的微型麦克风包括多种类型，其中有一种呈圆柱形，其外部为金属导电外壳和线路板构成的封装结构，在线路板上设有正极焊盘和负极焊盘用于与终端产品上的电路连接，其导电外壳电连接麦克风内部电容与线路板上的负极焊盘，内部电容用于将声音信号转换为电信号，线路板上还设有用于进行信号处理的外接电容。目前，像这种圆柱形的微型麦克风产品一般通过自动化生产线自动组装，生产效率比较高。但是对于其质量测试，由于微型麦克风为圆柱形，因此难以自动控制两个焊盘之间的角度，导致无法用固定角度的两条探针与焊盘接触进行自动测试，传统的方法一般是手工进行测试，由于微型麦克风产品的尺寸较小，手工测试也非常困难，效率低下。而且测试工人很难将测试设备的两个探针正确地连通到目标微型麦克风的焊盘，使测试工人无法正确地对麦克风产品进行性能参数的测试，测试容易出现错误。
[0003]目前，也出现了用探针组来进行测试的设备，通过探针组实现自动化识别微型麦克风正极焊盘，例如申请号为201020254859.2的中国专利就披露了一种利用探针组、通过通道选择开关轮流导通每个探针回路，检测回路电流，从而确定与正极焊盘接触的正极探针来进行测试。但是由于探针组包括多条探针，当麦克风的焊盘较大时，会出现多根探针同时接触正极焊盘的情况，而且探针到通道选择开关之间的连线多为多芯线，使得同时接触正极焊盘的多根探针与负极之间存在线间电容，线间电容的存在使得在测试麦克风时由于线间电容影响会导致测量不准确或误判情况。例如，图1为用现有的微型麦克风电容测试设备及测试方法出现的误判情况的电容测试原理图。如图1所示:定义目标微型麦克风的内部电容为Cl，线路板上的外接电容为C2，若只有一根正极探针与正极焊盘接触时，其与负极探针之间的线间电容为C3，若有两根正极探针，与正极焊盘接触时，两根正极探针与负极探针之间的线间电容分别为C3、C4。现有的微型麦克风的电容测试设备及其测试方法会出现以下误判情况:
[0004]误判情况1:目标微型麦克风产品为合格产品，测试时有两根正极探针同时接触正极焊盘，其电容正常测试值应该为C1+C2+C3，但是测试时由于还存在线间电容C4，这样实际测得的电容值为:C1+C2+C3+C4，超过了标准比较值:C1+C2+C3，测试设备就会将本来合格的微型麦克风产品判断为不合格产品，出现误判情况。
[0005]误判情况2:目标微型麦克风产品内部电容Cl漏焊，为不合格产品，测试时有两根正极探针同时接触正极焊盘。其电容正常测试值应该为C2+C3，低于标准比较值:C1+C2+C3，但是测试时由于还存在线间电容C4，这样实际测得的电容值为:C2+C3+C4，这样由于线间电容C4的加入，抵消了漏掉的Cl的电容值，因此，测试设备可能会将本来不合格的微型麦克风产品判断为合格产品，出现误判情况。[0006]另外，由于微型麦克风产品都是批量生产，物料及工艺等变化导致批量电容参数整体迁移，而测试时仅仅对电容的一致性有要求时，还需要人工重新测量该批微型麦克风产品的电容值，耗时耗力。
【发明内容】
[0007]本发明所要解决的技术问题是:提供一种能够消除线间电容对微型麦克风电容测试结果的影响、准确性高的微型麦克风电容测试方法。
[0008]为解决上述技术问题，本发明的技术方案是:
[0009]一种微型麦克风电容测试方法，包括以下步骤:
[0010]a.准备测试探针组、通道选择开关、供电与电流检测模块、电容检测模块和嵌入式控制模块，其中，
[0011]所述测试探针组包括一个负极探针和环形阵列分布的m (m>l)个正极探针；
[0012]所述通道选择开关的输入端与所述正极探针电连接，所述通道选择开关的输出端分别与所述供电与电流检测模块、电容检测模块电连接，所述负极探针分别与所述供电与电流检测模块和所述电容检测模块的接地端子电连接；
[0013]所述通道选择开关、所述供电与电流检测模块和所述电容检测模块分别与所述嵌入式控制模块的I/o 口连接；
[0014]b.使所述测试探针组与目标微型麦克风接触，其中，所述负极探针与目标微型麦克风的导电外壳接触连接，所述环形阵列分布的m个正极探针与目标微型麦克风的线路板同心接触连接；
[0015]C.所述嵌入式控制模块控制所述通道选择开关将m个正极探针逐一与所述供电与电流检测模块轮流连通，轮流形成电流测试回路，所述嵌入式控制模块控制所述供电与电流检测模块产生供电电压并逐一检测每个电流测试回路的电流值，所述嵌入式控制模块根据所测得的电流值判断每个正极探针与目标微型麦克风的线路板接触连接的情况:如果电流值为供电电压/ (麦克风产品内阻+电流测试回路中的外置电阻)，则该正极探针与线路板上的正极焊盘接触连接；如果电流值为供电电压/电流测试回路中的外置电阻，则该正极探针与线路板上的负极焊盘接触连接；如果电流值为零，则该正极探针与线路板上的绝缘位置接触连接；
[0016]所述嵌入式控制模块根据上述分析，确定与正极焊盘接触连接的正极探针接触情况，所述正极探针接触情况包括:无正极探针与正极焊盘接触连接的一种情况、一个正极探
针与正极焊盘接触连接的m种情况、相邻的n(n=2, 3，......，m_l)个正极探针与正极焊盘接
触连接的种情况、m个正极探针与正极焊盘接触连接的一种情况；
[0017]d.如果所述嵌入式控制模块根据分析确定无正极探针与正极焊盘接触连接，则判断该目标微型麦克风为不合格产品，该目标微型麦克风的测试结束，重复步骤a之后的步骤进行下一个目标微型麦克风的测试；
[0018]e.如果所述嵌入式控制模块根据分析确定有正极探针与正极焊盘接触连接，且确定出具体是哪一种正极探针接触情况，则所述嵌入式控制模块控制所述通道选择开关将与正极焊盘接触连接的其中一个正极探针电连接到供电与电流检测模块，并控制所述通道选择开关使该正极探针电连接到所述电容检测模块形成电容测试回路，所述嵌入式控制模块控制所述电容检测模块检测所述电容测试回路的电容值；
[0019]f.所述嵌入式控制模块将测得的电容值与对应的正极探针接触情况下的电容合格范围值进行比较，如果测得的电容值在电容合格范围值之内，则判断该目标微型麦克风为合格产品；如果测得的电容值在电容合格范围值之外，则判断该目标微型麦克风为不合格产品，该目标微型麦克风的测试结束，重复步骤a之后的步骤进行下一个目标微型麦克风的测试。
[0020]优选的，步骤f之前，通过下述自动学习步骤获得每种正极探针接触情况下的电容合格范围值:重复b、C、d、e步骤，所述嵌入式控制模块将对若干个目标微型麦克风测得的电容值按照正极探针接触情况分别进行统计，每种正极探针接触情况下统计k (k ^ 20)个电容值，根据所述k个电容值确定一个电容标准值,然后根据该电容标准值确定一个电容合格范围值；
[0021]在确定出某种正极探针接触情况下的电容合格范围值之前，所述嵌入式控制模块判断该种正极探针接触情况下的目标微型麦克风为无法判断阶段，该目标微型麦克风的测试结束，重复步骤a之后的步骤进行下一个目标微型麦克风的测试。
[0022]优选的，所述自动学习步骤中，是将每种正极探针接触情况下统计的k个电容值取平均值作为电容标准值。
[0023]优选的，所述自动学习步骤中，是将每种正极探针接触情况下统计的k个电容值去除最大和最小的h个值后取平均值作为电容标准值。
[0024]优选的，所述自动学习步骤中，是将每种正极探针接触情况下统计的k个电容值的中间值直接作为电容标准值。
[0025]优选的，所述测试探针组包括一个负极探针和四个正极探针，正极探针接触情况包括:无正极探针与正极焊盘接触连接的一种情况、一个正极探针与正极焊盘接触连接的四种情况、相邻的两个正极探针与正极焊盘接触连接的四种情况、相邻的三个正极探针与正极焊盘接触的四种情况、以及四个正极探针与正极焊盘接触连接的一种情况。
[0026]优选的，50^ k ^ 150，5 ≤Ii1 ≤15。
[0027]优选的，所述供电与电流检测模块、所述电容检测模块、所述通道选择开关和所述嵌入式控制模块安装于一块电路板上。
[0028]优选的，所述通道选择开关为模拟开关芯片或继电器开关。
[0029]优选的，所述嵌入式控制模块设有通讯接口，用于将所述嵌入式控制模块的分析处理结果传输给外围设备，所述通讯接口采用RS-232、RS-485、GPIB或者CAN总线接口方式。
[0030]采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是:
[0031]本发明的微型麦克风电容测试方法，在对微型麦克风进行质量检测的过程中，首先确定与正极焊盘接触连接的正极探针接触情况；如果测试结果为无正极探针与目标微型麦克风的线路板上的正极焊盘接触连接，则判断该目标微型麦克风为不合格产品；如果测试结果为有正极探针与目标微型麦克风的线路板上的正极焊盘接触连接时，根据具体的正极探针接触情况，如果对目标微型麦克风测得的电容值未超出对应的正极探针接触情况下的电容合格范围值，则该目标微型麦克风为合格产品；如果对目标微型麦克风测得的电容值超出了对应的正极探针接触情况下的电容合格范围值，则该目标微型麦克风为不合格产品O
[0032]因此，本发明的微型麦克风电容测试方法，细化了测试过程中会出现的各种情况，根据具体的正极探针接触情况，将测试电容值与对应的电容合格范围值进行比较判断是否合格，而每种正极探针接触情况下的电容合格范围值是根据微型麦克风本身电容值加上具体正极探针接触情况下的线间电容值设置的，因此可以消除不同正极探针接触情况下线间电容对电容测试结果的影响，从而消除了线间电容造成的嵌入式控制模块对目标微型麦克风的产品质量误判，提高了测量的准确性。
[0033]本发明的微型麦克风电容测试方法，还可以通过自动学习步骤，统计每种正极探针接触情况下k个电容值之后自动获取一个电容标准值，进而确定一个电容合格范围值，作为后序微型麦克风质量测试的判断依据，通过自动学习步骤可以更加准确的获取每种正极探针接触情况下的电容合格范围值，进一步提高测试的准确性。
【专利附图】
【附图说明】
[0034]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明:
[0035]图1为用现有的微型麦克风电容测试设备及测试方法出现的误判情况的电容测试原理图；
[0036]图2为本发明的微型麦克风电容测试方法中所使用的设备的结构示意图；
[0037]图3是本发明的微型麦克风电容测试方法的流程图；
[0038]图4是图3中的两个正极探针与正极焊盘接触连接情况下的详细流程图；
[0039]图中:1、目标微型麦克风；2、通道选择开关；3、供电与电流检测模块；4、电容检测模块；5、嵌入式控制模块；6、正极探针；7、负极探针。
【具体实施方式】
[0040]下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的描述。
[0041]图2为本发明的微型麦克风电容测试方法中所使用的设备的结构示意图；图3是本发明的微型麦克风电容测试方法的流程图；图4是图3中的两个正极探针与正极焊盘接触连接情况下的详细流程图。参照图2、图3和图4，本发明的微型麦克风电容测试方法，包括以下步骤:
[0042]a.准备测试探针组、通道选择开关2、供电与电流检测模块3、电容检测模块4和嵌入式控制模块5，为了使结构紧凑减小占用空间，可以将供电与电流检测模块3、电容检测模块4、通道选择开关2和嵌入式控制模块5安装于一块电路板上。其中，
[0043]测试探针组包括一个负极探针7和环形阵列分布的m (m>l)个正极探针6 ；
[0044]通道选择开关2可以选择模拟开关芯片或继电器开关，通道选择开关2的输入端与正极探针6电连接，通道选择开关2的输出端分别与供电与电流检测模块3、电容检测模块4电连接，负极探针7分别跟供电与电流检测模块3和电容检测模块4的接地端子电连接；
[0045]通道选择开关2、供电与电流检测模块3和电容检测模块4分别与嵌入式控制模块5的I/O 口连接，嵌入式控制模块5上还设有通讯接口，用于将嵌入式控制模块5的分析处理结果传输给外围设备，通讯接口采用RS-232、RS-485、GPIB或者CAN总线接口方式；[0046]b.使测试探针组与目标微型麦克风I接触，其中，负极探针7与目标微型麦克风I的导电外壳接触连接，环形阵列分布的m个正极探针6与目标微型麦克风I的线路板同心接触连接；
[0047]c.嵌入式控制模块5控制通道选择开关2将m个正极探针6逐一跟供电与电流检测模块3轮流连通，轮流形成电流测试回路，嵌入式控制模块5控制供电与电流检测模块3产生供电电压并逐一检测每个电流测试回路的电流值，嵌入式控制模块5根据所测得的电流值判断每个正极探针6与目标微型麦克风I的线路板接触连接的情况:如果电流值为供电电压/ (麦克风产品内阻+电流测试回路中的外置电阻)，则该正极探针6与线路板上的正极焊盘接触连接；如果电流值为供电电压/电流测试回路中的外置电阻，则该正极探针6与线路板上的负极焊盘接触连接；如果电流值为零，则该正极探针6与线路板上的绝缘位置接触连接；
[0048]嵌入式控制模块5根据上述分析，确定与正极焊盘接触连接的正极探针6接触情况，正极探针6接触情况包括:无正极探针与正极焊盘接触连接的一种情况、一个正极探针
与正极焊盘接触连接的m种情况、相邻的n(n=2, 3，......，m_l)个正极探针与正极焊盘接触
连接的(m-2) *m种情况、m个正极探针与正极焊盘接触连接的一种情况；
[0049]本实施例中，具体的测试探针组包括一个负极探针7和四个正极探针6，定义四个正极探针分别为A、B、C、D，该种情况下，正极探针接触情况包括:无正极探针与正极焊盘接触连接的一种情况；一个正极探针与正极焊盘接触连接的四种情况，分别为A、B、C、D ;相邻的两个正极探针与正极焊盘接触连接的四种情况，分别为AB、BC、CD、DA ;相邻的三个正极探针与正极焊盘接触的四种情况，分别为ABC、BCD、CDA、DAB ;以及四个正极探针与正极焊盘接触连接的一种情况，为AB⑶；
[0050]d.如果嵌入式控制模块5根据分析确定无正极探针6与正极焊盘接触连接，则判断该目标微型麦克风I为不合格产品，该目标微型麦克风I的测试结束，重复步骤a之后的步骤进行下一个目标微型麦克风的测试；
[0051]e.如果嵌入式控制模块5根据分析确定有正极探针6与正极焊盘接触连接，且确定出具体是哪一种正极探针接触情况，则嵌入式控制模块5控制通道选择开关2将与正极焊盘接触连接的其中一个正极探针6电连接到供电与电流检测模块3，并控制通道选择开关2使该正极探针6电连接到电容检测模块4形成电容测试回路，嵌入式控制模块5控制电容检测模块4检测电容测试回路的电容值；
[0052]f.嵌入式控制模块5将测得的电容值与对应的正极探针6接触情况下的电容合格范围值进行比较，如果测得的电容值在电容合格范围值之内，则判断该目标微型麦克风I为合格产品；如果测得的电容值在电容合格范围值之外，则判断该目标微型麦克风I为不合格产品，该目标微型麦克风I的测试结束，重复步骤a之后的步骤进行下一个目标微型麦克风的测试。
[0053]本实施例中，步骤f之前，通过下述自动学习步骤获得每种正极探针6接触情况下的电容合格范围值:重复b、c、d、e步骤，嵌入式控制模块5将对若干个目标微型麦克风测得的电容值按照正极探针6接触情况分别进行统计，每种正极探针6接触情况下统计k(k > 20)个电容值，根据k个电容值确定一个电容标准值，然后根据该电容标准值确定一个电容合格范围值，电容合格范围值可以在电容标准值的基础上自动设置或人为设置，根据需要在电容标准值基础上加减一个偏差值即可获得。通过自动学习步骤可以更加准确的获取每种正极探针接触情况下的电容合格范围值，进一步提高测试的准确性。
[0054]在取电容标准值时，可以采取但不限于以下三种方法:
[0055]1.自动学习步骤中，是将每种正极探针6接触情况下统计的k个电容值取平均值作为电容标准值。
[0056]2.自动学习步骤中，是将每种正极探针6接触情况下统计的k个电容值去除最大和最小的&个值后取平均值作为电容标准值。
[0057]3.自动学习步骤中，是将每种正极探针6接触情况下统计的k个电容值的中间值直接作为电容标准值。
[0058]其中，50≤k ≤150，5 ≤k1 ≤15。
[0059]在确定出某种正极探针6接触情况下的电容合格范围值之前，嵌入式控制模块5判断该种正极探针6接触情况下的目标微型麦克风为无法判断阶段，该目标微型麦克风I的测试结束，重复步骤a之后的步骤进行下一个目标微型麦克风的测试。
[0060]综上，本发明的微型麦克风电容测试方法，细化了测试过程中会出现的各种情况，根据具体的正极探针接触情况，将测试电容值与对应的电容合格范围值进行比较判断是否合格，而每种正极探针接触情况下的电容合格范围值是根据微型麦克风本身电容值加上具体正极探针接触情况下的线间电容值设置的，因此可以消除不同正极探针接触情况下线间电容对电容测试结果的影响，从而消除了线间电容造成的嵌入式控制模块对目标微型麦克风的产品质量误判，提高了测量的准确 性。
[0061]以上所述为本发明最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本发明的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本发明的技术启示而进行的等效变换，也在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种微型麦克风电容测试方法，其特征在于，包括以下步骤: a.准备测试探针组、通道选择开关、供电与电流检测模块、电容检测模块和嵌入式控制模块，其中， 所述测试探针组包括一个负极探针和环形阵列分布的m (m>l)个正极探针； 所述通道选择开关的输入端与所述正极探针电连接，所述通道选择开关的输出端分别与所述供电与电流检测模块、电容检测模块电连接，所述负极探针分别与所述供电与电流检测模块和所述电容检测模块的接地端子电连接； 所述通道选择开关、所述供电与电流检测模块和所述电容检测模块分别与所述嵌入式控制模块的I/O 口连接； b.使所述测试探针组与目标微型麦克风接触，其中，所述负极探针与目标微型麦克风的导电外壳接触连接，所述环形阵列分布的m个正极探针与目标微型麦克风的线路板同心接触连接； c.所述嵌入式控制模块控制所述通道选择开关将m个正极探针逐一与所述供电与电流检测模块轮流连通，轮流形成电流测试回路，所述嵌入式控制模块控制所述供电与电流检测模块产生供电电压并逐一检测每个电流测试回路的电流值，所述嵌入式控制模块根据所测得的电流值判断每个正极探针与目标微型麦克风的线路板接触连接的情况:如果电流值为供电电压/ (麦克风产品内阻+电流测试回路中的外置电阻)，则该正极探针与线路板上的正极焊盘接触连接；如果电流值为供电电压/电流测试回路中的外置电阻，则该正极探针与线路板上的负极焊盘接触连接；如果电流值为零，则该正极探针与线路板上的绝缘位置接触连接； 所述嵌入式控制模块根据上述分析，确定与正极焊盘接触连接的正极探针接触情况，所述正极探针接触情况包括:无正极探针与正极焊盘接触连接的一种情况、一个正极探针 与正极焊盘接触连接的m种情况、相邻的n(n=2, 3，......，m_l)个正极探针与正极焊盘接触连接的种情况、m个正极探针与正极焊盘接触连接的一种情况； d.如果所述嵌入式控制模块根据分析确定无正极探针与正极焊盘接触连接，则判断该目标微型麦克风为不合格产品，该目标微型麦克风的测试结束，重复步骤a之后的步骤进行下一个目标微型麦克风的测试； e.如果所述嵌入式控制模块根据分析确定有正极探针与正极焊盘接触连接，且确定出具体是哪一种正极探针接触情况，则所述嵌入式控制模块控制所述通道选择开关将与正极焊盘接触连接的其中一个正极探针电连接到供电与电流检测模块，并控制所述通道选择开关使该正极探针电连接到所述电容检测模块形成电容测试回路，所述嵌入式控制模块控制所述电容检测模块检测所述电容测试回路的电容值； f.所述嵌入式控制模块将测得的电容值与对应的正极探针接触情况下的电容合格范围值进行比较，如果测得的电容值在电容合格范围值之内，则判断该目标微型麦克风为合格产品；如果测得的电容值在电容合格范围值之外，则判断该目标微型麦克风为不合格产品，该目标微型麦克风的测试结束，重复步骤a之后的步骤进行下一个目标微型麦克风的测试。
2.如权利要求1所述的微型麦克风电容测试方法，其特征在于，步骤f之前，通过下述自动学习步骤获得每种正极探针接触情况下的电容合格范围值:重复b、C、d、e步骤，所述嵌入式控制模块将对若干个目标微型麦克风测得的电容值按照正极探针接触情况分别进行统计，每种正极探针接触情况下统计k (k > 20)个电容值，根据所述k个电容值确定一个电容标准值，然后根据该电容标准值确定一个电容合格范围值； 在确定出某种正极探针接触情况下的电容合格范围值之前，所述嵌入式控制模块判断该种正极探针接触情况下的目标微型麦克风为无法判断阶段，该目标微型麦克风的测试结束，重复步骤a之后的步骤进行下一个目标微型麦克风的测试。
3.如权利要求2所述的微型麦克风电容测试方法，其特征在于，所述自动学习步骤中，是将每种正极探针接触情况下统计的k个电容值取平均值作为电容标准值。
4.如权利要求2所述的微型麦克风电容测试方法，其特征在于，所述自动学习步骤中，是将每种正极探针接触情况下统计的k个电容值去除最大和最小的Ic1个值后取平均值作为电容标准值。
5.如权利要求2所述的微型麦克风电容测试方法，其特征在于，所述自动学习步骤中，是将每种正极探针接触情况下统计的k个电容值的中间值直接作为电容标准值。
6.如权利要求1至5任一项所述的微型麦克风电容测试方法，其特征在于，所述测试探针组包括一个负极探针和四个正极探针，正极探针接触情况包括:无正极探针与正极焊盘接触连接的一种情况、一个正极探针与正极焊盘接触连接的四种情况、相邻的两个正极探针与正极焊盘接触连接的四种情况、相邻的三个正极探针与正极焊盘接触的四种情况、以及四个正极探针与正极焊盘接触连接的一种情况。
7.如权利要求4所述的微型麦克风电容测试方法，其特征在于，50 ^ k ^ 150，5 ^ ki ^ 15。
8.如权利要求1至5任一项所述的微型麦克风电容测试方法，其特征在于，所述供电与电流检测模块、所述电容检测模块、所述通道选择开关和所述嵌入式控制模块安装于一块电路板上。
9.如权利要求1至5任一项所述的微型麦克风电容测试设备，其特征在于:所述通道选择开关为模拟开关芯片或继电器开关。
10.如权利要求1至5任一项所述的微型麦克风电容测试方法，其特征在于，所述嵌入式控制模块设有通讯接口，用于将所述嵌入式控制模块的分析处理结果传输给外围设备，所述通讯接口采用RS-232、RS-485、GPIB或者CAN总线接口方式。
【文档编号】H04R29/00GK103888885SQ201410141185
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年4月9日 优先权日:2014年4月9日
【发明者】王维奎, 穆德宝, 陈军生 申请人:歌尔声学股份有限公司