在測試電路組件節點間短路時使用超節點的方法和設備的製作方法

2023-11-30 12:08:56 1

專利名稱：在測試電路組件節點間短路時使用超節點的方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及對電路組件的節點之間的短路進行測試的方法和設備。
技術背景在線測試儀(in-circuit tester)可以執行短路測試，以搜索印刷電路板 (PCB)的節點之間不希望的連接(短路)。這樣做的一種方法是通過具 有"搜索階段"和"隔離階段"的短路測試來進行的。在搜索階段，PCB 的節點中的每一個在其他所有節點接地時被激勵。如果在對一特定節點進 行激勵時檢測到電流，則進入隔離階段。在隔離階段，再次對所述特定節 點進行激勵，但同時將該PCB的節點的不同的子集接地。隔離階段常常實 現二進位分割(chop)算法，其中先前接地的節點中的一半開路， 一半仍 閉合，依此類推，直到隔離出一對短路節點。這種短路測試的更多細節可 以在D. Gizopoulos編著的題為"Electronic Testing Methodologies ，， (Springer-Verlag，2005)的書的第ll章找到。發明內容在本發明的一方面中，公開了一種用於測試電路組件中的短路的方法，該方法包括對電路設計數據進行解析，以識別電路組件的節點的位置數據；使用所述位置數據，將所述節點中的一些節點分類為一超節點的 成員，其中所述超節點的每個成員不可能與所述超節點的其他任何成員短 路；對一組節點中的短路進行測試，所述的一組節點包括所述超節點和所 述電路組件的多個其他節點，所述測試是通過反覆地執行以下操作來進行 的i)對所述一組節點中的一個特定節點進行激勵，以及ii)在對所述一組 節點中的所述一個特定節點進行激勵的同時，將所述一組節點中的至少一 個其他節點接地，並監視流經所述一組節點中的所述一個特定節點的電流，其中對所述超節點進行激勵或接地包括對所有作為所述超節點成員的 節點進行激勵或接地；以及如果通過所述被激勵的節點之一檢測到了電 流，則指示所述電路組件有缺陷。在本發明的另一方面中，公開了一種用於測試電路組件中的短路的方 法，該方法包括對電路設計數據進行解析，以識別電路組件的節點的位 置數據；使用所述位置數據，將所述節點中的一些節點分類為一個或多個 超節點的成員，其中一特定超節點的每個成員不可能與該特定超節點的其他任何成員短路；對一組節點中的短路進行測試，所述的一組節點包括所述一個或多個超節點和所述電路組件的未被包括在超節點中的任何節點，所述測試是通過反覆地執行以下操作來進行的i)對所述一組節點中的一個特定節點進行激勵，以及ii)在對所述一組節點中的所述一個特定節點進 行激勵的同時，將所述一組節點中的至少一個其他節點接地，並監視流經 所述一組節點中的所述一個特定節點的電流，其中對超節點進行激勵或接地包括對所有作為該超節點成員的節點進行激勵或接地；以及如果通過所述被激勵的節點之一檢測到了電流，則指示所述電路組件有缺陷。在本發明的另一方面中，公開了一種用於對電路組件的節點間的短路 進行測試的設備，該設備包括計算機系統和電路測試儀，計算機系統被配 置為i)對電路設計數據進行解析，以識別電路組件的節點的位置數據，以 及ii)使用所述位置數據，將所述節點中的一些節點分類為一個或多個超節 點的成員，其中一特定超節點的每個成員不可能與所述特定超節點的其他任何成員短路；電路測試儀被配置為對一組節點中的短路進行測試，所述 的一組節點包括所述一個或多個超節點和所述電路組件的未被包括在超節 點中的任何節點，所述測試是通過反覆地執行以下操作來進行的i)對所述一組節點中的一個特定節點進行激勵，以及ii)在對所述一組節點中的所 述一個特定節點進行激勵的同時，將所述一組節點中的至少一個其他節點 接地，並監視流經所述一組節點中的所述一個特定節點的電流，其中對超 節點進行激勵或接地包括對所有作為該超節點成員的節點進行激勵或接 地；以及如果通過所述被激勵的節點之一檢測到了電流，則指示所述電路 組件有缺陷。在附圖中示出了本發明的說明性實施例，在附圖中

圖1示出了測試電路組件節點間短路的第一示例性方法；圖2示出了測試電路組件節點間短路的第二示例性方法；圖3示出了用於將節點分類為一個或多個超節點的成員的示例性方法；圖4示出了可以使用圖l一圖3所示的方法進行短路測試的示例性電 路組件的一部分；圖5示出了測試一組節點中的短路的示例性方法；以及 圖6示出了用於實現圖1、 2、 3和5所示的方法的示例性設備。
具體實施方式
首先，應當注意的是，在以下的描述中，不同附圖中出現的相似的標 號指的是相似的元件/特徵。因此，通常出現在不同附圖中的相似的元件/ 特徵將不會被針對每幅附圖而詳細描述。圖1示出了測試電路組件(例如印刷電路板或多晶片模塊)節點間短 路的示例性方法100。根據方法100，對電路設計數據進行解析，以識別 電路組件的各個節點的位置數據(在框102)。然後，使用位置數據將節 點中的一些分類成一超節點(supemode)的成員，其中超節點的每個成員 不可能與該超節點的其他任何成員短路(在框104)。然後，對一組節點 進行短路測試，所述的一組節點包括所述超節點和電路組件的多個其他節 點(在框106)。所述短路測試是通過反覆進行以下操作來進行的i)對 所述一組節點中的一個特定節點進行激勵，以及ii)在對該特定節點進行激 勵的同時，將所述一組節點中的至少一個其他節點接地，並監視流經所述 特定節點的電流。如果通過被激勵的節點之一檢測到了電流，則指示電路 組件有缺陷(在框108)。方法100的優勢在於，它減少了需要進行短路測試的節點數目。例 如，如果一個電路組件具有500個節點，但電路組件的位置數據表明10010個節點中的每一個不可能與這100個節點中其他任何一個短路，則這100 個節點可以被編組成一個"超節點"以進行短路測試，從而將需要進行短路測試的節點數目從500個減少到401個。結果，提高了短路測試的吞吐在一個實施例中，方法100可被修改以將不同的節點分類為不同超節 點的成員，從而進一步減少需要進行短路測試的節點的數目。例如，如圖 2所示，方法200可以包括對電路設計數據進行解析，以識別電路組件的 節點的位置數據(在框202)。然後，使用位置數據將節點中的一些分類 成一個或多個超節點的成員，其中一個特定超節點的每個成員不可能與該 特定超節點的其他任何成員短路(在框204)。然後，對一組節點進行短 路測試，所述一組節點包括所述一個或多個超節點，還包括電路組件的未 被包括在超節點中的任何節點(如果這樣的節點存在的話)(在框 206)。所述短路測試是通過反覆進行以下操作來進行的i)對所述一組節 點中的一個特定節點進行激勵，以及ii)在對特定節點進行激勵的同時，將 所述一組節點中的至少一個其他節點接地，並監視流經所述特定節點的電 流。如果通過被激勵的節點之一檢測到了電流，則指示出電路組件有缺陷 (在框208)。注意，由方法IOO和200激勵或接地的節點可以包括超節點。如果對 一超節點進行激勵，則其所有成員節點都被激勵。如果一超節點接地，則 其所有成員節點都接地。用來將節點編組成超節點的位置數據可以具有各種形式，包括如下形 式耦合到節點的器件管腳的坐標；耦合到節點的電氣路徑(例如信號、 電源或接地路徑)的布線信息；以及關於組件布置的信息。 一般而言，在 實體上彼此遠離的節點不可能短路。然而，怎樣才被認為"在實體上遠 離"的參數可能取決於諸如以下因素而不同用來製造電路組件的工藝； 以及電路組件上節點的密度。典型地，最常見的短路原因是管腳間的焊料橋(solder bridge)。因 此，在方法100、 200的一些實施例中，使用器件管腳的坐標(即位置數 據)以及關於管腳和節點間的關聯的信息，來將節點分類成一個或多個超節點的成員。圖3示出了這樣做的一種方法，但這樣做的方法有很多。方法300 (圖3)開始於對"管腳對"的識別，所述"管腳對"的管腳i)間距不大於所定義的短路半徑，但ii)與不同的節點相關聯。參見框302。因此，識別出的管腳對表示節點間短路的可能位置。方法300使用 識別出的管腳對以及關於管腳和節點間的關聯的信息，來識別未通過任何 管腳對而聯繫起來的"節點對"。參見框304。因此，所述節點對是不可 能短路的節點對。識別了不可能短路的節點對之後，方法300將電路組件的節點中的一 些節點分類為一個或多個超節點的成員(在框306)。這是通過以下操作 來完成的將其中一個節點對的節點分類為一個新的超節點的成員，然後 基於先前識別出的"節點對"，向該新的超節點添加不可能與任何已經是 該新的超節點成員的節點短路的任何節點。參見框308、 310。然後，可以 反覆地重複步驟308和310，直到已將儘可能多的節點編組成超節點。在用於將節點分類為超節點成員的方法300的一個實施例(圖3) 中，從識別出的管腳對中排除已被證明無短路的管腳對。從而，即使兩個 管腳位於所定義的短路半徑之內，當它們已被證明無短路時，也可以將它 們從被識別為可能的短路候選者的管腳對中排除。在方法300的一些實施例中，可以隨機地選擇用來開始下一新的超節 點的節點對。然而，在其他情況下，初始節點對例如可以基於以下信息來 選擇對兩個節點在實體上彼此遠離的先驗知識；或者一個特定節點出現 在未通過在實體上靠近的管腳對而聯繫起來的"節點對"中的頻率。或 者， 一個算法可以試圖生成具有不同成員的多個可能的超節點，然後選擇 將電路組件的最多數目的節點拉進超節點中的一組超節點——從而試圖將 需要進行短路測試的節點(包括超節點)的數目減少到最小節點數。圖4示出了示例性電路組件400的一部分，該部分具有七個節點 402、 404、 406、 408、 410、 412、 414，以及十五個管腳(例如管腳416、 418、 420)。根據方法400， 一個具有短路半徑"R"的圓形窗422可以概 念性地在組件400上移動，以確定管腳416、 418、 420中的哪幾對彼此位 於短路半徑之內。例如，當窗422的圓心在管腳418上時，可以看出管腳416距管腳418在短路半徑"R"之內，但管腳420不在。然後，確定識別 出的管腳對中的管腳屬於哪些節點，並識別出未通過任何"管腳對"聯繫 起來的"節點對"。在圖4中，未通過任何管腳對聯繫起來的節點對是 402/404、 402/408 、 402/410、 402/412、 404/408 、 404/410、 404/412 、 406/410、 406/412和408/412。示例性地，從這些節點對中可以形成兩個超 節點。第一超節點424可以包括節點402、 404、 408和412。第二超節點 426可以包括節點406和410。地節點414由於其遍布的特性而無法被包括 在任何超節點中。從而，為了在方法200 (圖2)下進行短路測試，可以 認為電路組件400具有三個節點414、 424、 426。注意，圖4示出了節點402、 404、 406、 408、 410、 412、 414和管腳 416、 418、 420的二維陣列。然而，許多電路組件的節點和管腳可以出現 在電路組件的一面或兩面上(例如，在印刷電路板的一面或兩面上)。結 果，方法100和200 (圖l和圖2)所考慮的位置數據不應被限制為x-y位 置數據，而是可以包括x-y-z位置數據，以及關於電路組件的哪些節點和 管腳從電路組件的一面延伸到另一面的信息。圖5示出了測試一組節點中的短路的示例性方法500。方法500包括 "搜索階段"，其中反覆地對所述節點中的一些節點進行激勵，當對所述 節點中的一個特定節點進行激勵的同時，將所述一組節點中的多個其他節 點接地，並監視流經所述一個特定節點的電流(在框502)。流經該特定 節點的電流例如可以通過測量i)與該特定節點串聯耦合的已知的負載電阻 兩端的電壓，或ii)與多個接地節點中的每個節點相耦合的多個己知的負載 電阻兩端的電壓來監視。如果在所述多個其他節點接地的同吋檢測到了流 經該特定節點的電流，則可以在"隔離階段"期間隔離出該特定節點所短 路到的(一個或多個)節點，這是通過在i)將所述多個其他節點的不同子 集接地，並且ii)監視流經該特定節點的電流的同時對該特定節點進行激勵 (步驟504)來實現的。這種短路測試的更多細節可以在D. Gizopoulos編 著的題為"Electronic Testing Methodologies " ( Springer-Verlag, 2005)的 書的第ll章找到。方法100和200 (圖1和圖2)可以用各種方法指示出電路組件有缺陷。例如，方法100、 200可以包括通過在顯示屏上顯示警告，或者通過 觸發警告燈，來通知用戶部件有缺陷。或者，方法100、 200可以讓機器 人將有缺陷的電路組件移動到有缺陷部件箱。方法100、 200還可以通過生成報告來指示出電路組件有缺陷，所述 報告包括關於短路存在於何處或可能存在於何處的更詳細的數據。例如， 可以生成標識出如下信息的報告i) 一組節點中的哪些節點短路，以及 對於每一對短路節點，有一個管腳與該對短路節點中的每個節點相關聯的 管腳對。例如，方法100、 200可以通過被配置為一起執行方法100或方法200 的步驟的計算機系統和電路測試儀來實現。在一個實施例中，計算機系統 600 (圖6)被配置為對電路設計數據進行解析，並識別一個或多個超節點 的成員(節點)。然後，諸如在線測試儀之類的電路測試儀602被配置為 對被測的電路組件604進行短路測試，並指示出電路組件604是否有缺 陷。通常，電路測試儀602將會被親合到計算機系統600，並由計算機系 統600控制。然而，電路測試儀的部分或全部功能可由計算機系統600來 實現。例如，計算機系統600可以i)接收指示有缺陷的電路組件的原始數 據，然後ii)經由計算機系統600的顯示屏傳達所述指示，生成報告，或開 始短路測試方法的"隔離階段"。
權利要求
1.一種用於測試電路組件中的短路的方法，該方法包括對電路設計數據進行解析，以識別電路組件的節點的位置數據；使用所述位置數據，將所述節點中的一些節點分類為一超節點的成員，其中所述超節點的每個成員不可能與所述超節點的其他任何成員短路；對一組節點中的短路進行測試，所述的一組節點包括所述超節點和所述電路組件的多個其他節點，所述測試是通過反覆地執行以下操作來進行的i)對所述一組節點中的一個特定節點進行激勵，以及ii)在對所述一組節點中的所述一個特定節點進行激勵的同時，將所述一組節點中的至少一個其他節點接地，並監視流經所述一組節點中的所述一個特定節點的電流，其中對所述超節點進行激勵或接地包括對所有作為所述超節點成員的節點進行激勵或接地；以及如果通過所述被激勵的節點之一檢測到了電流，則指示所述電路組件有缺陷。
2. —種用於測試電路組件中的短路的方法，該方法包括對電路設計數據進行解析，以識別電路組件的節點的位置數據； 使用所述位置數據，將所述節點中的一些節點分類為一個或多個超節 點的成員，其中一特定超節點的每個成員不可能與該特定超節點的其他任何成員短路；對一組節點中的短路進行測試，所述的一組節點包括所述一個或多個 超節點和所述電路組件的未被包括在超節點中的任何節點，所述測試是通 過反覆地執行以下操作來進行的i)對所述一組節點中的一個特定節點進行激勵，以及ii)在對所述一組節點中的所述一個特定節點進行激勵的同 時，將所述一組節點中的至少一個其他節點接地，並監視流經所述一組節 點中的所述一個特定節點的電流，其中對超節點進行激勵或接地包括對所有作為該超節點成員的節點進行激勵或接地；以及如果通過所述被激勵的節點之一檢測到了電流，則指示所述電路組件有缺陷。
3. 如權利要求2所述的方法，其中所述識別出的位置數據包括耦合到 所述節點的器件管腳的坐標。
4. 如權利要求3所述的方法，其中使用所述位置數據將所述節點中的 一些節點分類為一個或多個超節點的成員包括使用所述器件管腳的坐標，以及關於管腳和節點之間的關聯的信息，來識別下述管腳對，所述管腳對的管腳i)間距不大於所定義的短路半徑， 並且ii)與不同的節點相關聯；使用所述管腳對，以及所述關於管腳和節點之間的關聯的信息，來識別未通過所述管腳對中的任何管腳對而聯繫起來的節點對；以及通過反覆地執行如下操作，將所述節點中的一些節點分類為所述一個 或多個超節點的成員，將所述節點對中的一個節點對的節點分類為 一新的超節點的成 員；以及基於所述識別出的節點對，向所述新的超節點添加不可能與任何 已經是所述新的超節點的成員的節點短路的任何節點。
5. 如權利要求4所述的方法，還包括在識別節點對之前，從所述管腳對中將任何已被證明無短路的管腳對 排除出去。
6. 如權利要求2所述的方法，其中對一組節點中的短路進行測試包括，在對所述一組節點中的所述一個特定節點進行激勵的同時，將所 述一組節點中的多個其他節點接地，並監視流經所述一組節點中的所述一個特定節點的電流；以及如果在所述多個其他節點接地的同時檢測到流經所述特定節點的 電流，則通過在i)將所述多個其他節點中的不同的子集接地，以及ii) 監視流經所述特定節點的電流的同時對所述特定節點進行激勵，從而 隔離出與所述特定節點短路的那些節點；並且指示所述電路組件有缺陷包括標識出所述一組節點中的哪些節點短路。
7. 如權利要求6所述的方法，其中所述識別出的位置數據包括耦合到 所述節點的器件管腳的坐標，所述方法還包括使用所述器件管腳的坐標，以及關於管腳和節點之間的關聯的信息， 來識別下述管腳對，所述管腳對的管腳i)間距不大於所定義的短路半徑， 並且ii)與不的節點相關聯；其中對所述一組節點中的短路進行測試包括，在對所述一組節點中的所述一個特定節點進行激勵的同時，將所 述一組節點中的多個其他節點接地，並監視流經所述一組節點中的所 述一個特定節點的電流；以及如果在所述多個其他節點接地的同時檢測到流經所述特定節點的 電流，則通過在i)將所述多個其他節點中的不同的子集接地，以及li) 監視流經所述特定節點的電流的同時對所述特定節點進行激勵，從而隔離出與所述特定節點短路的那些節點；並且其中指示所述電路組件有缺陷包括，對於每一對短路節點，指示有一 個管腳與所述一對短路節點中的每個節點相關聯的管腳對。
8. 如權利要求2所述的方法，其中所述識別出的位置數據包括耦合到 所述節點的電氣路徑的布線信息。
9. 如權利要求2所述的方法，其中所述識別出的位置數據包括關於組 件布置的信息。
10. 如權利要求2所述的方法，還包括使用所述位置數據將所述節點 中的一些節點分類為多個超節點的成員。
11. 一種用於對電路組件的節點間的短路進行測試的設備，該設備包括計算機系統，其被配置為i)對電路設計數據進行解析，以識別電路組 件的節點的位置數據，以及ii)使用所述位置數據，將所述節點中的一些節 點分類為一個或多個超節點的成員，其中一特定超節點的每個成員不可能 與所述特定超節點的其他任何成員短路；以及電路測試儀，其被配置為，對一組節點中的短路進行測試，所述的一組節點包括所述一個或 多個超節點和所述電路組件的未被包括在超節點中的任何節點，所述 測試是通過反覆地執行以下操作來進行的i)對所述一組節點中的一 個特定節點進行激勵，以及ii)在對所述一組節點中的所述一個特定節 點進行激勵的同時，將所述一組節點中的至少一個其他節點接地，並 監視流經所述一組節點中的所述一個特定節點的電流，其中對超節點 進行激勵或接地包括對所有作為該超節點成員的節點進行激勵或接 地；以及如果通過所述被激勵的節點之一檢測到了電流，則指示所述電路 組件有缺陷。
12. 如權利要求11所述的設備，其中所述識別出的位置數據包括耦合到所述節點的器件管腳的坐標。
13. 如權利要求12所述的設備，其中所述計算機系統被配置為通過如 下操作來使用所述位置數據將所述節點中的一些節點分類為所述超節點的成員使用所述器件管腳的坐標，以及關於管腳和節點之間的關聯的信息， 來識別下述管腳對，所述管腳對的管腳i)間距不大於所定義的短路半徑，並且ii)與不同的節點相關聯；使用所述管腳對，以及所述關於管腳和節點之間的關聯的信息，來識 別未通過所述管腳對中的任何管腳對而聯繫起來的節點對；以及通過反覆地執行如下操作，將所述節點中的一些節點分類為所述一個 或多個超節點的成員，將所述節點對中的 一 個節點對的節點分類為 一 新的超節點的成員；以及基於所述識別出的節點對，向所述新的超節點添加不可能與任何 已經是所述新的超節點的成員的節點短路的任何節點。
14. 如權利要求13所述的設備，其中所述計算機系統被配置為在識別 節點對之前，從所述管腳對中將任何已被證明無短路的管腳對排除出去。
15. 如權利要求11所述的設備，其中所述電路測試儀被配置為通過以下操作對所述一組節點中的短路進行測試在對所述一組節點中的所述一個特定節點進行激勵的同時，將所 述一組節點中的多個其他節點接地，並監視流經所述一組節點中的所 述一個特定節點的電流；以及如果在所述多個其他節點接地的同時檢測到流經所述特定節點的 電流，則通過在i)將所述多個其他節點中的不同的子集接地，以及il) 監視流經所述特定節點的電流的同時對所述特定節點進行激勵，從而 隔離出與所述特定節點短路的那些節點；並且通過標識出所述一組節點中的哪些節點短路，來指示所述電路組件有 缺陷。
16. 如權利要求15所述的設備，其中所述識別出的位置數據包括耦合到所述節點的器件管腳的坐標，並且其中所述計算機系統被配置為使用所述器件管腳的坐標，以及關於管腳和 節點之間的關聯的信息，來識別下述管腳對，所述管腳對的管腳1)間距不大於所定義的短路半徑，並且ii)與不同的節點相關聯；所述電路測試儀被配置為通過以下操作來測試所述一組節點中的短路，在對所述一組節點中的所述一個特定節點進行激勵的同時，將所 述一組節點中的多個其他節點接地，並監視流經所述一組節點中的所 述一個特定節點的電流；以及如果在所述多個其他節點接地的同時檢測到流經所述特定節點的 電流，則通過在i)將所述多個其他節點中的不同的子集接地，以及ii) 監視流經所述特定節點的電流的同時對所述特定節點進行激勵，從而 隔離出與所述特定節點短路的那些節點；並且所述電路測試儀被配置為通過對於每一對短路節點，指示有一個管腳 與所述一對短路節點中的每個節點相關聯的管腳對，從而指示所述電路組 件有缺陷。
17. 如權利要求11所述的設備，其中所述識別出的位置數據包括耦合 到所述節點的電氣路徑的布線信息。
18. 如權利要求11所述的設備，其中所述識別出的位置數據包括關於 組件布置的信息。
19. 如權利要求11所述的設備，其中所述電路測試儀耦合到所述計-黨 機系統並由所述計算機系統控制。
20. 如權利要求11所述的設備，其中所述電路測試儀的功能的至少一 部分是由所述計算機系統實現的。
21. 如權利要求11所述的設備，其中所述計算機系統被配置為在所述 電路測試儀指示出所述電路組件有缺陷時，通過所述計算機系統的顯示屏 傳達所述指示。
全文摘要
本發明公開了一種測試電路組件節點間短路的方法，其包括解析電路設計數據以識別電路組件的節點的位置數據，以及使用位置數據將其中一些節點分類為一超節點的成員，其中超節點的每個成員不可能與其他任何成員短路。然後通過反覆執行i)對包括超節點和電路組件的多個其他節點在內的一組節點中的一特定節點進行激勵，和ii)在激勵所述特定節點的同時將所述一組節點中至少一個其他節點接地，並監視流經所述特定節點的電流，從而對所述一組節點中的短路進行測試。當對超節點進行激勵或接地時，所有作為所述超節點成員的節點都被激勵或接地。如果通過被激勵的節點之一檢測到了電流，則指示電路組件有缺陷。還公開了其他實施例。
文檔編號G01R31/02GK101329380SQ20071010849
公開日2008年12月24日 申請日期2007年6月19日 優先權日2007年6月19日
發明者克裡斯·理察·雅各布森, 肯尼思·P·帕克 申請人:安捷倫科技有限公司