专利名称：利用容性引线框传感检测开路缺陷的装置和方法
技术领域：
本发明总地涉及检测电气连通性(continuity)，具体而言涉及用于利 用容性引线框传感(capacitive lead frame sensing)来检测开路缺陷(open defect)的装置和方法。
背景技术：
在对集成电路组件(integrated circuit assembly)的连通性测试期间经 常会发现的一种常见缺陷是"开路"缺陷。在开路缺陷中，在电路中的其 间本应当存在电气连通性的两个点之间缺少了电连接。开路缺陷通常是由 制造过程中的问题(例如漏焊)导致的。因此，在连通性测试期间，需要 诊断比如焊点断开这样的连接缺陷。对开路缺陷的检测通常是利用公知的 容性引线框传感技术来进行的。
图1示出了一种现有技术的引线框传感测量配置。图1所示的测试装 置101包括AC (交流)源102、传感板(sensor plate) 103、检测器104、 缓冲器105和接地装置106。如图1所示，连接器107是电子器件的一个 示例，它具有N个引脚110-1、 110-2、、 110-N (在本示例中N=9)， 并且被安装在电路组件108上。为了清晰起见，在图1中只明确标记出了 引脚110-1和110-9。这同样适用于其他要素和随后的附图。在连接器的引 脚和电路组件之间形成了九个节点109-1、 109-2、 . 、 109-9。在本示例 中，左起第一个节点，即节点109-1，将会是开路连接检测的目标节点。 如图1所示，AC源102连接到被测节点109-1。节点109-1处的信号将会 容性耦合到传感板103，从而检测器104可测量缓冲器105的输出处的电 信号，以验证电路组件108和连接器的最左边引脚110-1之间的连通性， 也就是判断在节点109-1处是否存在开路缺陷。在本示例中，应当测量的 容性耦合实际上是最左边引脚110-1的接触弹簧111-1和传感板之间的耦
4合。但是，也存在经由相邻的引脚以及经由电路组件上的导电线的额外耦 合。为了消除这种散乱的容性耦合并使噪声最小化，所有的其他节点都通
过接地装置106连接到信号地。在此情况下，接地装置106是用于将其他 节点连接到地的导线。这被称为"保护(guarding)"技术。
图2示出了与图1相同的设置，只不过左边的五个节点被短路在一 起。这种短路在实际的设计中是可能发生的，它或者是通过电路组件上的 导电线而发生的，或者是通过器件内的导电线而发生的，或者是通过安装 在电路组件上的低阻抗器件而发生的。如果利用图1所示的传统的传感 板，就不能再测试被短路在一起的节点，因为现在总的容性耦合是通过五 个连接器弹簧再加上经由相邻引脚的额外散乱耦合来完成的。"保护"技 术不能再用来分离开五个短路的引脚的耦合，因为这五个短路的引脚或者 被直接连接在一起，或者阻抗太低。上述这种情况通常发生在"电源节 点"上，在当今的电路设计中电源节点通常与许多器件引脚连接，这可能 大大降低传统的引线框传感技术的故障覆盖率(fault coverage)
可见，现有的引线框传感技术的设计使得其只能在器件引脚未经由电 路组件或器件本身而短路在一起时才能检测连通性故障。希望能够为直接 短路的弓I脚或者通过电路组件上的低阻抗路径而虚拟地短路在一起的弓I脚 提供故障覆盖和诊断。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种用于检测形成于电子器件的引脚 和安装该电子器件的电路组件之间的节点处的开路缺陷的装置，该装置包 括AC源，其向所述节点中当前被测的节点施加AC信号以及传感 板，其根据所述器件的布局而被划分成区块，使得对于每个所述节点有一 个区块与之相对应。检测器测量与所述被测节点相对应的区块处由于所述 被测节点和所述对应区块之间的容性耦合而产生的信号，并且基于所述测 量的结果来判断在所述被测节点处是否存在开路缺陷。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于检测形成于电子器件的引脚 和安装该电子器件的电路组件之间的节点处的开路缺陷的方法，该方法包
5括放置根据所述器件的布局而被划分成区块的传感板，使得对于每个所述 节点有一个区块与之相对应。向所述节点中当前被测的节点施加AC信 号。测量与所述被测节点相对应的区块处由于所述被测节点和所述对应区 块之间的容性耦合而产生的信号。基于所述测量的结果来判断在所述被测 节点处是否存在开路缺陷。
结合附图阅读下面的说明，可以更充分地理解本发明的前述和其他特 征，附图中
图l示出了现有技术的引线框传感测量设置。
图2示出了与图1相同的设置，只不过左边的五个引脚被短路在一起。
图3示出了根据本发明第一实施例的引线框传感测量设置。 图4示出了图3所示的传感板的俯视图。 图5示出了根据本发明第二实施例的弓I线框传感测量设置。 图6示出了根据本发明第三实施例的引线框传感测量设置。 图7示出了用于利用例如图3所示的容性引线框传感设置来检测开路 缺陷的方法的流程图。
具体实施例方式
现在将参考附图描述本发明的实施例。
图3示出了根据本发明第一实施例的引线框传感测量设置。类似于图 1，图3所示的测试装置101包括AC源102、传感板103、检测器104、 缓冲器105和接地装置106。连接器107 (例如存储器连接器)具有N个 引脚110-1、 110-2、…、IIO画N (在本示例中N=9)，并且被安装在电路 组件108上。因此，在连接器的引脚和电路组件之间形成了 9个节点109-1、 109-2、…、109-9。与图2所示类似，左边的五个节点被短路在一起， 这种情况通常发生在"电源节点"上，如上所述。
本领域的技术人员可以理解，这里的连接器只是可安装在电路组件上
6的电子器件的一个示例。本发明也可用于测试例如CPU插槽和PCB板之 间的电气连通性。还可以设想其他类型的电子器件和电路组件。并且，这 里的引脚数目(以及对应的节点数目)和被短路的节点数目都只是示例。 器件可具有任意数目的引脚，引脚与电路组件之间可形成任意数目的节 点，并且其中可有任意数目的节点被短路，或者没有节点被短路。
根据本发明，在第一实施例的测试装置101中，传感板103被划分成 区块(segment)，并且每个区块与其自己的缓冲器相连接。对传感板的区 块划分将取决于器件的布局。具体到本例中，区块划分将联系节点的布局 来进行，更具体地说是对应于接触弹簧的物理形状和位置来完成的。在本 示例中接触弹簧的形状是矩形。因此用于该示例性器件的分区后传感板的 外观将如图4所示。本领域的技术人员可以理解，对传感板的区块划分可 以按其他方式完成。例如，如果容性耦合是通过器件的引线框而发生的， 则划分成的区块的形状应当对应于引线框的形状。
具体而言，在本示例中，传感板103被划分成区块103-1、 103-2、…、103-6。在传感板被这样划分之后，对于每个被短路的节点，有一 个单独的区块与之唯一对应。例如，区块103-1对应于节点109-1，区块 103-2对应于节点109-2，…，区块103-5对应于节点109-5。对于所有未 被短路的节点，即节点109-6、 109-7、 109-8禾口 109-9，有一个公共的区块 103-6与之相对应，如图3所示。相应地，存在6个缓冲器105-1、 105-2、…、105-6分别与区块103-1、 103-2、…、103-6相连接。
这样，当当前被测的节点109-1被AC信号源102施加以AC信号 时，该AC信号将会容性耦合到与之对应的区块103-1。随后，检测器104 可测量缓冲器105-1的输出信号以判断在节点109-1处是否存在开路缺 陷。检测器104中进行的根据测量结果来判断开路缺陷是否存在的操作是 本领域中公知的，这里将不再详述。对其他节点处的连通性的测试可按类 似的方式完成。
图5示出了根据本发明第二实施例的引线框传感测量设置。与图3所 示的设置类似，图5所示的设置使用了划分成区块的传感板。但是，为了 节省昂贵的缓冲器电子器件，利用了一个多路复用器112来共享共同的缓冲器105并将该缓冲器连接到使用中的区块。该多路复用器112的输入分 别与传感板103的区块之一相连接，并且其输出与公共的缓冲器105相连 接，如图5所示。例如，如果当前被测节点为节点109-1，则多路复用器 将把区块103-1处的信号输出到缓冲器105。
图6示出了根据本发明第三实施例的引线框传感测量设置。第一实施 例与第三实施例之间的差别在于传感板103以图6所示的方式被划分成区 块，使得对于九个节点109-1、 109-2、…、109-9中的每一个，将有一个 单独的区块与之唯一地对应。例如，区块103-1对应于节点109-1，区块 103-2对应于节点109-2，…，区块103-9对应于节点109-9。相应地，存 在9个缓冲器105-1、 105-2、…、105-9分别连接到区块103-1、 103-2、…、103-9。显然，在此情况下也可结合图5所示的配置，即用一个多 路复用器和一个公共的缓冲器来取代9个缓冲器。
图7示出了用于利用例如图3所示的容性引线框传感设置来检测开路 缺陷的方法的流程图。在步骤S701中，传感板103被放置在连接器107 上方的适当位置处，该连接器107己被安装在电路组件108上，如图3所 示。在步骤S702中，AC源102被连接到被测节点，例如节点109-1。在 步骤S703中，将当前未被测试并且也未被短路在一起的节点109-6、 109-7、 109-8和109-9接地。在步骤S704，用检测器104测量从缓冲器105-1 输出的信号。在步骤S705，检测器104根据步骤S704中执行的测量的结 果来判断在节点109-1处是否存在开路缺陷。根据测量结果来判断开路缺 陷是否存在的方法是本领域中公知的，这里将不再详述。在步骤S706，判 断是否已经测试了所有节点。如果是，则该过程结束。否则，该过程返回 到步骤S702。对于下一节点重复步骤S702-S706。
由上可见，本发明改进了传统的引线框传感技术。对于直接短路的引 脚或者通过电路组件上的低阻抗路径而虚拟地短路在一起的引脚的情形， 本发明提高了容性引线框传感测试技术的故障覆盖率。
在不脱离本发明的精神和实质特性的情况下，可以用其他具体形式来 实现本发明。因此，所给出的实施例应当只被认为是示例性的，而不是限 制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是前述说明所限定，因此所有 落在权利要求的等同物的含义和范围内的变化都将被涵盖于此。
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权利要求
1. 一种用于检测形成于电子器件的引脚和安装该电子器件的电路组件之间的节点处的开路缺陷的装置，该装置包括交流源，其向所述节点中当前被测的节点施加交流信号；传感板，其根据所述器件的布局而被划分成区块，使得对于每个所述节点有一个区块与之相对应；以及检测器，其测量与所述被测节点相对应的区块处由于所述被测节点和所述对应区块之间的容性耦合而产生的信号，并且基于所述测量的结果来判断在所述被测节点处是否存在开路缺陷。
2. 如权利要求1所述的装置，其中所述传感板根据所述节点的位置和 形状而被划分成区块。
3. 如权利要求1或2所述的装置，其中所述传感板被划分以使得对于 每个所述节点，有一个单独的区块与之唯一地对应。
4. 如权利要求1或2所述的装置，其中所述节点中的一些节点被短路 在一起，并且所述传感板被划分以使得对于每个短路的节点，有一个单独 的区块与之唯一地对应，并且对于所有未被短路的节点，有一个公共的区 块与之相对应，并且该公共区块不同于任何与所述短路节点相对应的区 块。
5. 如权利要求1所述的装置，还包括接地装置，用于将所有当前未被 测试并且未被短路在一起的节点连接到地。
6. 如权利要求1所述的装置，还包括缓冲器，每个缓冲器被连接在所 述传感板的区块之一和所述检测器的输入之间。
7. 如权利要求1所述的装置，还包括缓冲器，其连接在所述检测器的输入和多路复用器的输出之间；以及所述多路复用器，其包括分别连接到所述传感板的区块之一的输入。
8. —种用于检测形成于电子器件的引脚和安装该电子器件的电路组件之间的节点处的开路缺陷的方法，该方法包括放置根据所述器件的布局而被划分成区块的传感板，使得对于每个所述节点有一个区块与之相对应；向所述节点中当前被测的节点施加交流信号；测量与所述被测节点相对应的区块处由于所述被测节点和所述对应区 块之间的容性耦合而产生的信号；并且基于所述测量的结果来判断在所述被测节点处是否存在开路缺陷。
9. 如权利要求8所述的方法，其中所述传感板根据所述节点的位置和 形状而被划分成区块。
10. 如权利要求8或9所述的方法，其中所述传感板被划分以使得对 于每个所述节点，有一个单独的区块与之唯一地对应。
11. 如权利要求8或9所述的方法，其中所述节点中的一些节点被短 路在一起，并且所述传感板被划分以使得对于每个短路的节点，有一个单 独的区块与之唯一地对应，并且对于所有未被短路的节点，有一个公共的 区块与之相对应，并且该公共区块不同于任何与所述短路节点相对应的区 块。
12. 如权利要求8所述的方法，还包括将所有当前未被测试并且未被 短路在一起的节点连接到地。
13. 如权利要求8所述的方法，还包括布置缓冲器，每个缓冲器被连 接在所述传感板的区块之一和所述检测器的输入之间。
14. 如权利要求8所述的方法，还包括布置缓冲器和多路复用器，其 中所述缓冲器被连接在所述检测器的输入和所述多路复用器的输出之间， 并且所述多路复用器的每个输入被连接到所述传感板的区块之一。
全文摘要
本发明提供了利用容性引线框传感检测开路缺陷的装置和方法。根据本发明的一个方面，提供了一种用于检测形成于电子器件的引脚和安装该电子器件的电路组件之间的节点处的开路缺陷的装置，该装置包括AC源，其向所述节点中当前被测的节点施加AC信号以及传感板，其根据所述器件的布局而被划分成区块，使得对于每个所述节点有一个区块与之相对应。检测器测量与所述被测节点相对应的区块处由于所述被测节点和所述对应区块之间的容性耦合而产生的信号，并且基于所述测量的结果来判断在所述被测节点处是否存在开路缺陷。
文档编号G01R31/02GK101458288SQ20071019863
公开日2009年6月17日 申请日期2007年12月11日 优先权日2007年12月11日
发明者艾尔弗雷德·保利德尔 申请人:安捷伦科技有限公司