印刷电路板阻抗检测装置的制作方法

1.本发明是有关于一种阻抗检测装置，特别是一种印刷电路板阻抗检测装置。


背景技术：

2.请参考图1，其为相关技术的印刷电路板阻抗检测装置的简易电路方块图；在印刷电路板制作完成之后，印刷电路板有许多的线路，为了检测该些线路是否有依照设计被布置制作，因此需要检测该些线路之间的阻抗是否有异常(例如，检测是否存在不该连接的却连接的状况，或是检测应该连接的却没有连接的状况)；此时，会利用图1的电路原理(亦即，利用欧姆定律)以计算当下所检测的两条线路的阻抗(亦即，图1当中的检测阻抗204的阻值)以判断是否有异常。其中，在图1当中，检测电压供应装置30提供检测电压302，而侦测电阻106具有侦测电压114(亦即，跨压)。
3.其中，上述图1的电路原理为：检测阻抗204的阻值＝检测阻抗204的跨压/电流＝(检测电压302-侦测电压114)/电流＝(检测电压302-侦测电压114)/(侦测电压114/侦测电阻106的阻值)；其中，该检测电压302及该侦测电阻106的阻值皆为已知，而利用一电压侦测器(未示于图1)即可侦知该侦测电压114，因此可以计算出该检测阻抗204的阻值，借以判断该检测阻抗204的阻值是否有异常。
4.请参考图2，其为相关技术的印刷电路板阻抗检测装置50的一例子的电路方块图；图2所示的元件与图1所示的元件相同者，为简洁因素，故于此不再重复其叙述。承上所述，在印刷电路板20制作完成之后，因为印刷电路板20有许多的印刷电路板线路202需要检测，所以会利用如图2所示的复数个上侧开关116及复数个下侧开关118进行切换以检测；其中，虚线箭头表示电流方向。请参考图3，其为相关技术的印刷电路板阻抗检测装置50的另一例子的电路方块图；图3所示的元件与图2所示的元件相同者，为简洁因素，故于此不再重复其叙述。
5.承上所述，在该些上侧开关116及该些下侧开关118切换完成之后，整体电路应该要立即地达到稳态，借以利用上述图1的电路原理以检测该检测阻抗204的阻值是否有异常；然而，实际上，在该些上侧开关116及该些下侧开关118切换完成之后，整体电路却仍要等待一段时间(例如等待1.2毫秒)才能达到稳态，因此整体的检测时间将会非常的冗长。
6.请复参考图2及图3，该些开关(尤其是该些下侧开关118)为了能够耐高压(亦即，承受高的该检测电压302，例如10伏特至300伏特)，该些开关都是采用高压制程所制造，因此产生了寄生电容112，且经实验推估得知寄生电容112的容值大约为5nf(容后详述)，而因为该检测阻抗204的阻值都很大(例如1m欧姆以上)，所以会导致寄生电容112需要充电很久才能达到稳态(稳态才能利用前述图1的电路原理以计算出该检测阻抗204的阻值)，此即为整体的检测时间(亦即，检测是否存在不该连接的却连接的状况，或是检测应该连接的却没有连接的状况)非常的冗长的原因。
7.其中，可进行以下三个实验以推估得知寄生电容112的容值：第一个实验只采用上侧开关116但不使用下侧开关118，在上侧开关116由不导通变为导通后，观察该侦测电压
114的电压波形可发现只需1.5微秒即可达到稳态；第二个实验采用上侧开关116及下侧开关118，但下侧开关118一直为导通，在上侧开关116由不导通变为导通后，观察该侦测电压114的电压波形可发现需要1.2毫秒才能达到稳态；第三个实验只采用上侧开关116但不使用下侧开关118，并且该侦测电阻106并联连接一个5nf的电容，在上侧开关116由不导通变为导通后，观察该侦测电压114的电压波形可发现需要1.2毫秒才能达到稳态。因此，由以上三个实验可推估得知寄生电容112大约为5nf。


技术实现要素：

8.为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种印刷电路板阻抗检测装置。
9.为达成本发明的上述目的，本发明的印刷电路板阻抗检测装置应用于一印刷电路板及一预充电电压供应装置，该印刷电路板包含复数个印刷电路板线路，该些印刷电路板线路形成一检测阻抗，该印刷电路板阻抗检测装置包含：一控制器；一电压侦测器，电性连接至该控制器；一侦测电阻，电性连接至该电压侦测器；一预充电开关，电性连接至该控制器、该电压侦测器及该侦测电阻；及一开关电路，电性连接至该控制器、该电压侦测器、该侦测电阻及该预充电开关，其中，该开关电路具有复数个寄生电容；该控制器被配置为控制该预充电开关以使该些寄生电容被该预充电电压供应装置所提供的一预充电电压充电一预充电时间；该控制器被配置为借由该电压侦测器侦测并得到该侦测电阻的一侦测电压；该控制器被配置为判断该侦测电压以判断该检测阻抗的一电阻值与一预设电阻值的关系。
10.本发明的功效在于快速地判断制造好的印刷电路板是否有异常。
11.为了能更进一步了解本发明为达成预定目的所采取的技术、手段及功效，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，相信本发明的目的、特征与特点，当可由此得到深入且具体的了解，然而所附附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。
附图说明
12.图1为相关技术的印刷电路板阻抗检测装置的简易电路方块图。
13.图2为相关技术的印刷电路板阻抗检测装置的一例子的电路方块图。
14.图3为相关技术的印刷电路板阻抗检测装置的另一例子的电路方块图。
15.图4为本发明的印刷电路板阻抗检测装置的简易电路方块图。
16.图5为本发明的侦测电压的一实验电压波形图。
17.图6为本发明的侦测电压的另一实验电压波形图。
18.图7为操作本发明的印刷电路板阻抗检测装置的方法流程图。
19.图8为本发明的印刷电路板阻抗检测装置的一具体实施例的电路方块图。
20.图9为本发明的印刷电路板阻抗检测装置的另一具体实施例的电路方块图。
21.其中，附图标记：
22.10:印刷电路板阻抗检测装置
23.20:印刷电路板
24.30:检测电压供应装置
25.40:预充电电压供应装置
26.50:相关技术的印刷电路板阻抗检测装置
27.102:控制器
28.104:电压侦测器
29.106:侦测电阻
30.108:预充电开关
31.110:开关电路
32.112:寄生电容
33.114:侦测电压
34.116:上侧开关
35.118:下侧开关
36.202:印刷电路板线路
37.204:检测阻抗
38.302:检测电压
39.402:预充电电压
40.s02:步骤
41.s04:步骤
42.s06:步骤
43.s08:步骤
44.s10:步骤
45.s12:步骤
46.s14:步骤
47.s16:步骤
48.t1:第一时间点
49.t2:第二时间点
具体实施方式
50.在本揭露当中，提供了许多特定的细节，以提供对本发明的具体实施例的彻底了解；然而，本领域技术人员应当知晓，在没有一个或更多个该些特定的细节的情况下，依然能实践本发明；在其他情况下，则未显示或描述众所周知的细节以避免模糊了本发明的主要技术特征。兹有关本发明的技术内容及详细说明，配合附图说明如下：
51.请复参考图2及图3；如前所述，该些开关(尤其是该些下侧开关118)为了能够耐高压(亦即，承受高的该检测电压302，例如10伏特至300伏特)，该些开关都是采用高压制程所制造，因此产生了该些寄生电容112，而因为该检测阻抗204的阻值都很大(例如1m欧姆以上)，所以导致该些寄生电容112需要充电很久才能达到稳态(稳态才能利用前述图1的电路原理以计算出该检测阻抗204的阻值)，此即为整体的检测时间(亦即，检测是否存在不该连接的却连接的状况，或是检测应该连接的却没有连接的状况)非常的冗长的原因。
52.针对上述相关技术的缺点，本发明的解决方法及原理详述如下：请参考图4，其为本发明的印刷电路板阻抗检测装置的简易电路方块图；首先，本发明利用图4进行以下实验：
53.本发明将该检测阻抗204设置为100m欧姆，将该检测电压302设置为10伏特，将该
侦测电阻106设置为10k欧姆，将该寄生电容112设置为5nf，将该预充电电压402设置为0.1伏特；接着，该检测电压供应装置30提供该检测电压302，且该预充电开关108被导通一预充电时间(例如20微秒至30微秒)以使该寄生电容112被该预充电电压402充饱电；其中，因为该预充电电压402没有经过该检测阻抗204，所以该寄生电容112可以快速地充饱电而达到0.1伏特。
54.承上所述，于是本发明可以得到图5的电压波形图，图5为本发明的侦测电压114的一实验电压波形图。如图5所示，第一时间点t1之前代表该检测电压供应装置30已提供该检测电压302、该预充电开关108已导通了该预充电时间以使该寄生电容112已被充饱电且该预充电开关108刚被断路，而第二时间点t2减去第一时间点t1(亦即，本文后述的等待时间)等于70微秒；也就是说，在70微秒之后即可侦测到该侦测电压114下降了百分之十(亦即，0.1-0.09＝0.01，0.01/0.1＝10％)。亦即，基于该检测阻抗204设置为100m欧姆以及上述的设定，在该侦测电压114达到稳态之前，即可侦测到该侦测电压114下降。
55.接着，重复上述实验数次，将该检测阻抗204依序地设置为小于100m欧姆(例如，80m欧姆、60m欧姆等等
…
)，而其余设置及步骤同上，仍然可以类似地侦测到该侦测电压114在第一时间点t1之后会下降的现象；直到将该检测阻抗204设置为10m欧姆而其余设置及步骤同上时，该侦测电压114在第一时间点t1之后会下降的现象变得不明显，甚至将该检测阻抗204设置为小于10m欧姆(例如，1m欧姆)而其余设置及步骤同上时，该侦测电压114在第一时间点t1之后会上升，可得到图6的电压波形图，图6为本发明的侦测电压114的另一实验电压波形图。如图6所示，在第二时间点t2减去第一时间点t1(70微秒)的时间即可侦测到该侦测电压114上升了百分之百(亦即，0.2-0.1＝0.1，0.1/0.1＝100％)。亦即，基于检测阻抗204设置为1m欧姆以及上述的设定，在该侦测电压114达到稳态之前，即可侦测到该侦测电压114上升。
56.从以上实验可知，基于适当地设置该些设定及步骤，在该侦测电压114达到稳态之前，可侦测到该侦测电压114为下降或上升；以上面的实施例而言，如果侦测到该侦测电压114为下降，则该检测阻抗204会大于10m欧姆，而如果侦测到该侦测电压114为上升，则该检测阻抗204会小于10m欧姆；此处的10m欧姆为分水岭，即为本文后述的预设电阻值，且此预设电阻值会随着不同的该些设定而改变，端视设计者的需求而定。
57.然而，这种印刷电路板阻抗检测当中的该检测阻抗204的阻值都很大(例如1m欧姆以上)，所以本发明基于该预设电阻值较大(例如10m欧姆)而设计上述该些设定；亦即，基于上面的实施例，如果侦测到该侦测电压114为下降，则该检测阻抗204会大于10m欧姆，而该检测阻抗204大于10m欧姆可被推断为该检测阻抗204中的印刷电路板线路是不连接的(即类似所谓的断路)；如果侦测到该侦测电压114为上升，则该检测阻抗204会小于10m欧姆，而该检测阻抗204小于10m欧姆可被推断为该检测阻抗204中的印刷电路板线路是连接的(即类似所谓的短路)。
58.也就是说，本发明不是在该侦测电压114稳态之后实际地计算出该检测阻抗204的阻值以判断该检测阻抗204是否有异常(因为这样的整体的检测时间会非常的冗长)，而是在该侦测电压114稳态之前侦测该侦测电压114为下降或上升以判断该检测阻抗204大于或小于该预设电阻值以进一步地判断该检测阻抗204是否有异常(该侦测电压114为下降则该检测阻抗204大于该预设电阻值，而基于该预设电阻值为10m欧姆，则该检测阻抗204大于该
预设电阻值即类似所谓的断路；该侦测电压114为上升则该检测阻抗204小于该预设电阻值，而基于该预设电阻值为10m欧姆，则该检测阻抗204小于该预设电阻值即类似所谓的短路)。
59.请参考图7，其为操作本发明的印刷电路板阻抗检测装置的方法流程图；请参考图8，其为本发明的印刷电路板阻抗检测装置10的一具体实施例的电路方块图；请参考图9，其为本发明的印刷电路板阻抗检测装置10的另一具体实施例的电路方块图；图9所示的元件与图8所示的元件相同者，为简洁因素，故于此不再重复其叙述。
60.如图8所示，本发明的印刷电路板阻抗检测装置10应用于一印刷电路板20、一检测电压供应装置30及一预充电电压供应装置40，该印刷电路板20包含复数个印刷电路板线路202，该些印刷电路板线路202形成一检测阻抗204，该印刷电路板阻抗检测装置10包含一控制器102、一电压侦测器104、一侦测电阻106、一预充电开关108及一开关电路110，该开关电路110具有复数个寄生电容112，上述该些元件彼此电性连接。如图9所示，该开关电路110包含复数个上侧开关116及复数个下侧开关118，上述该些元件彼此电性连接。
61.请同时参考图7、图8及图9；如图7所示，操作本发明的印刷电路板阻抗检测装置的方法包含以下步骤：
62.步骤s02：控制该些上侧开关116及该些下侧开关118以使该些印刷电路板线路202形成该检测阻抗204。接着，方法进入步骤s04。
63.步骤s04：导通该预充电开关108。接着，方法进入步骤s06。其中，步骤s04可与步骤s02交换，亦即步骤s04先于步骤s02，或者是两者同时进行。
64.步骤s06：不导通该预充电开关108。接着，方法进入步骤s08。其中，导通该预充电开关108及不导通该预充电开关108之间为一预充电时间。
65.步骤s08：等待一等待时间。接着，方法进入步骤s10。
66.步骤s10：侦测并得到该侦测电阻106的一侦测电压114。接着，方法进入步骤s12。
67.步骤s12：判断该检测阻抗204的一电阻值为大于或小于一预设电阻值。接着，方法进入步骤s14。
68.步骤s14：是否有下一个该检测阻抗204需要判断？如果有，则方法回到步骤s02；如果没有，则方法进入步骤s16。
69.步骤s16：结束。
70.请复参考图8；该控制器102被配置为控制该预充电开关108以使该些寄生电容112被该预充电电压供应装置40所提供的一预充电电压402充电一预充电时间；该控制器102被配置为借由该电压侦测器104侦测并得到该侦测电阻106的一侦测电压114；该控制器102被配置为判断该侦测电压114以判断该检测阻抗204的一电阻值与一预设电阻值的关系。
71.再者，如果该控制器102判断该侦测电压114大于该预充电电压402(例如前述图6，该侦测电压114上升)，则该控制器102被配置为判断该检测阻抗204的该电阻值小于或等于该预设电阻值；如果该控制器102判断该侦测电压114小于或等于该预充电电压402(例如前述图5，该侦测电压114下降)，则该控制器102被配置为判断该检测阻抗204的该电阻值大于该预设电阻值。
72.再者，该控制器102被配置为基于该侦测电阻106及该些寄生电容112决定该预充电时间。该预充电电压供应装置40基于该默认电阻值提供该预充电电压402，该默认电阻值
与该预充电电压402成反比(例如：如果该预设电阻值为10m欧姆(越小)，则该预充电电压402为0.1伏特(越大)；如果该预设电阻值为20m欧姆(越大)，则该预充电电压402为0.05伏特(越小))。
73.请复参考图9；该检测电压供应装置30传送一检测电压302至该开关电路110。该控制器102被配置为控制该开关电路110的该些上侧开关116及该些下侧开关118以使该些印刷电路板线路202形成该检测阻抗204。该控制器102被配置为在该预充电时间加上一等待时间之后，借由该电压侦测器104侦测并得到该侦测电阻106的该侦测电压114。该预充电开关108可为例如但本发明不限定为一晶体管开关，该些上侧开关116可为例如但本发明不限定为复数个晶体管开关，该些下侧开关118可为例如但本发明不限定为复数个晶体管开关。在本发明的一具体实施例当中，该检测电压302为10伏特，该侦测电阻106为10k欧姆，该预充电电压402为0.1伏特，该预充电时间为20微秒至30微秒(旨在将该些寄生电容112预先充饱电)，该等待时间为70微秒，该预设电阻值为10m欧姆。
74.再者，该等待时间与该侦测电阻106成正比；亦即，如果该侦测电阻106越小，则该等待时间越短；如果该侦测电阻106越大，则该等待时间越长。该等待时间亦与该检测阻抗204成正比；亦即，如果该检测阻抗204越小，则该等待时间越短；如果该检测阻抗204越大，则该等待时间越长。
75.再者，该些上侧开关116的第一端连接至该检测电压供应装置30，该些上侧开关116的第二端连接至该控制器102，该些上侧开关116的第三端连接至该些印刷电路板线路202及该些下侧开关118的第一端，该些下侧开关118的第二端连接至该控制器102，该些下侧开关118的第三端连接至该电压侦测器104、该侦测电阻106及该预充电开关108。该控制器102被配置为导通该些上侧开关116当中的其中一个，并且不导通其余的该些上侧开关116，并且不导通最靠近导通的该上侧开关116的该下侧开关118，并且导通其余的该些下侧开关118，借以形成该检测阻抗204。
76.本发明的功效在于快速地判断制造好的印刷电路板是否有异常。
77.然以上所述者，仅为本发明的较佳实施例，当不能限定本发明实施的范围，即凡依本发明权利要求所作的均等变化与修饰等，皆应仍属本发明的专利涵盖范围意图保护的范畴。本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。综上所述，当知本发明已具有产业实用性、新颖性与创造性，又本发明的构造亦未曾见于同类产品及公开使用，完全符合发明专利申请要件，爰依专利法提出申请。

技术特征：
1.一种印刷电路板阻抗检测装置，其特征在于，应用于一印刷电路板及一预充电电压供应装置，该印刷电路板包含复数个印刷电路板线路，该些印刷电路板线路形成一检测阻抗，该印刷电路板阻抗检测装置包含：一控制器；一电压侦测器，电性连接至该控制器；一侦测电阻，电性连接至该电压侦测器；一预充电开关，电性连接至该控制器、该电压侦测器及该侦测电阻；及一开关电路，电性连接至该控制器、该电压侦测器、该侦测电阻及该预充电开关，其中，该开关电路具有复数个寄生电容；该控制器被配置为控制该预充电开关以使该些寄生电容被该预充电电压供应装置所提供的一预充电电压充电一预充电时间；该控制器被配置为借由该电压侦测器侦测并得到该侦测电阻的一侦测电压；该控制器被配置为判断该侦测电压以判断该检测阻抗的一电阻值与一预设电阻值的关系。2.如权利要求1所述的印刷电路板阻抗检测装置，其特征在于，该控制器被配置为在该预充电时间加上一等待时间之后，借由该电压侦测器侦测并得到该侦测电阻的该侦测电压。3.如权利要求2所述的印刷电路板阻抗检测装置，其特征在于，该控制器被配置为控制该开关电路以使该些印刷电路板线路形成该检测阻抗。4.如权利要求3所述的印刷电路板阻抗检测装置，其特征在于，该开关电路包含：复数个上侧开关，电性连接至该控制器。5.如权利要求4所述的印刷电路板阻抗检测装置，其特征在于，该开关电路还包含：复数个下侧开关，电性连接至该控制器、该电压侦测器、该侦测电阻、该预充电开关及该些上侧开关。6.如权利要求5所述的印刷电路板阻抗检测装置，其特征在于，该控制器被配置为控制该些上侧开关及该些下侧开关以使该些印刷电路板线路形成该检测阻抗。7.如权利要求6所述的印刷电路板阻抗检测装置，其特征在于，该预充电开关为一晶体管开关。8.如权利要求7所述的印刷电路板阻抗检测装置，其特征在于，该些上侧开关为复数个晶体管开关。9.如权利要求8所述的印刷电路板阻抗检测装置，其特征在于，该些下侧开关为复数个晶体管开关。10.如权利要求9所述的印刷电路板阻抗检测装置，其特征在于，该侦测电阻为10k欧姆，该预充电电压为0.1伏特，该预充电时间为20微秒至30微秒，该等待时间为70微秒，该预设电阻值为10m欧姆。

技术总结
一种印刷电路板阻抗检测装置，包含一控制器、一电压侦测器、一侦测电阻、一预充电开关及一开关电路；该控制器控制该预充电开关以使该开关电路的寄生电容被一预充电电压供应装置所提供的一预充电电压充电一预充电时间；该控制器借由该电压侦测器侦测并得到该侦测电阻的一侦测电压；该控制器判断该侦测电压以判断一印刷电路板的一检测阻抗的一电阻值与一预设电阻值的关系。设电阻值的关系。设电阻值的关系。


技术研发人员：许哲嘉 吴育诚
受保护的技术使用者：兴城科技股份有限公司
技术研发日：2022.03.25
技术公布日：2023/10/7