[实用新型]用于监测PCB在板卡测试过程中形变的数据处理电路

说明书

本实用新型公开了用于监测PCB在板卡测试过程中形变的数据处理电路，涉及PCB检测领域，包括FPGA以及与其相连的DSP、温度采集电路和形变采集电路，形变采集电路包括非接触式形变采集电路和接触式形变采集电路，其中非接触式形变采集电路的多个线圈传感器间隔放置在基板上，数据处理电路的其他电路和待测PCB放置在设定框架中，基板正对待测PCB放置，线圈传感器用于间接测量待测PCB的形变量，实现非接触式测量，温度采集电路用于测量待测PCB的环境温度，DSP用于构建待测PCB的形变量与环境温度的关系，实现PCB在环境应力筛选过程中的形变监测及变化过程重构，并由上位机进行展示。

技术领域

本实用新型涉及PCB检测领域，尤其是用于监测PCB在板卡测试过程中形变的数据处理电路。

背景技术

常规印制电路板(Printed Circuit Board，PCB)是一种由FR4与铜箔压合而成的结构，FR4材料相对于铜有较高的膨胀系数，因此在高温、低温变化过程中FR4会产生一定的形变，同时电路图形的设计也会影响形变，尤其是不合理的设计会加剧这种形变。当形变超过一定幅度或经过一定的受热次数，会导致PCB内部的过孔断裂、线断裂、BGA焊球断裂等不可逆损伤。尤其在高可靠性的设备中，PCB在装配前需要经过一定程序的环境应力筛选，如高低温筛选，如果高低温情况下导致PCB内部损伤，则PCB在使用过程中存在严重的隐患。目前的PCB裸板测量手段为大理石平台，通过测量形变量判断PCB的翘曲度。热应力筛选时常用手段为在PCB表面粘贴应变片，通过采集应变片的形变量获取PCB变形程度，很难直观的测量还原出形变过程，因此一种用于监测PCB在板卡测试过程中形变的数据处理电路应运而生。

实用新型内容

本发明人针对上述问题及技术需求，提出了用于监测PCB在板卡测试过程中形变的数据处理电路。该数据处理电路可以对PCB裸板、电装后的电路板进行非接触式和/或接触式形变量采集，实现PCB在环境应力筛选过程中的形变监测及变化过程重构。

本实用新型的技术方案如下：

用于监测PCB在板卡测试过程中形变的数据处理电路，包括数据处理电路包括FPGA以及与FPGA相连的DSP、温度采集电路和形变采集电路，形变采集电路包括非接触式形变采集电路，非接触式形变采集电路包括多个线圈传感器、多个信号调理电路和电感转换电路，每个线圈传感器与相应的信号调理电路的输入端对应连接，各个信号调理电路的输出端通过电感转换电路与FPGA相连，多个线圈传感器间隔放置在基板上，数据处理电路的其他电路和待测PCB放置在设定框架中，基板正对待测PCB放置，线圈传感器用于间接测量待测PCB的形变量，实现非接触式测量，温度采集电路用于测量待测PCB的环境温度，DSP用于构建待测PCB的形变量与环境温度的关系，DSP的网络接口作为数据处理电路的输出端连接上位机。

其进一步的技术方案为，形变采集电路包括接触式形变采集电路，接触式形变采集电路包括依次相连的应变片、信号调理电路和ADC转换器，ADC转换器连接FPGA，在设定框架中，应变片粘接在待测PCB表面，用于直接测量待测PCB的形变量。

其进一步的技术方案为，温度采集电路包括依次相连的温度传感器、信号调理电路和ADC转换器，ADC转换器连接FPGA，在设定框架中，温度传感器粘接在待测PCB表面，用于测量待测PCB的环境温度。

其进一步的技术方案为，数据处理电路还包括DAC转换器和恒流源，DAC转换器与FPGA相连，恒流源的输入端连接DAC转换器、输出端分别连接温度采集电路、接触式形变采集电路的输入端，用于提高温度采集电路和接触式形变采集电路的精度。

其进一步的技术方案为，FPGA基于XC7K325T芯片实现，DSP基于TMS320C6748芯片实现，电感转换电路基于LDC1614RGH芯片实现，ADC转换器基于ADS1220芯片实现。

本实用新型的有益技术效果是：