技术领域
[0001] 本发明涉及空焊检测领域，特别是涉及一种空焊检测装置及电子设备。
相关背景技术
[0002] 随着电子设备的应用逐渐增加，PCB板(Printed Circuit Board，印制电路板)的使用也越来越广泛。电子设备能正常工作的前提是电子设备中的PCB板能够正常工作，空焊是在PCB板上焊接元件时经常出现的焊接缺陷，因此需要对PCB板上是否出现空焊进行检测。现有技术中常通过AOI(Automatic Optic Inspection，全自动光学检测)检测方法对PCB板进行空焊检测，具体为通过摄像头自动采集PCB板上的测试焊点的图像，并将测试焊点的图像与数据库中的合格图像进行比较从而确定测试焊点的焊接情况，但是当PCB板摆放位置不正或者PCB板表面有污渍的情况下，AOI检测方法可能会出现误检测的问题。
具体实施方式
[0030] 本发明的核心是提供一种能够检测PCB板是否出现空焊，且检测结果不受PCB板摆放位置以及PCB板表面是否有污渍的影响，提高对PCB板空焊检测的准确性。
[0031] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0032] 请参照图1，图1为本发明提供的一种空焊检测装置的结构示意图，该空焊检测装置包括：
[0033] 设置于PCB板的上表面与PCB板的内层之间的盲孔1；
[0034] 设置于内层与PCB板的下表面之间的通孔2；
[0035] 设置于盲孔1内的第一填充物3，且第一填充物3的材质为导电材质；
[0036] 设置于通孔2内的第二填充物4，且第二填充物4受到的压力不同时第二填充物4的颜色不同。
[0037] 空焊是在PCB板上焊接元件时常见的焊接缺陷，空焊问题会影响PCB板的正常使用，因此需要及时对PCB板是否出现空焊进行检测。现有技术中进行空焊检测的方法多种多样，例如人工检测、AOI检测、电磁振动实验检测、X射线检测以及红墨水实验等，但是现有技术中进行空焊检测的方式都存在一定的缺陷，例如，现有技术中通过人工依次观察PCB板上的焊点是否出现空焊的方式不直观并且容易出现误判；AOI检测容易受PCB板摆放位置以及PCB板表面是否有污渍等因素的影响；电磁振动实验检测需要利用共振原理进行检测，检测过程非常复杂并且前期需要对检测仪器进行校准；X射线检测需要设计专门的测试模具，测试周期长且价格昂贵；红墨水试验属于破坏性试验，通过验证焊点内部是否有红墨水来验证元件与焊盘之间的焊点是否出现空焊时，需要将PCB板和元件拆开，使得PCB板无法再次正常使用。
[0038] 为解决现有技术中对PCB板进行空焊检测时所采用的各种方式的缺点，在本申请中提供了一种空焊检测装置，包括设置于PCB板的上表面与PCB板的内层之间的盲孔1、设置于盲孔1内且材质为导电材质的第一填充物3、设置于PCB板的内层与PCB板的下表面之间的通孔2以及设置于通孔2内的第二填充物4且第二填充物4的颜色会随着第二填充物4受到的压力而改变。请参照图1，图1为本发明提供的一种空焊检测装置的结构示意图，图1中L1表示PCB板的上表面。Ln表示PCB板的下表面，L2和L3表示位于PCB板的上表面和PCB板的下表面之间的PCB板的不同内层。
[0039] 具体的，需要将元件焊接在PCB板上时通常会将元件的引脚焊接在盲孔1上方位于PCB板的上表面的焊盘上，当元件的引脚与焊盘焊接成功时元件即可通过焊盘下方的盲孔1与PCB板上的其他元件共同工作以实现指定的功能。本申请中的空焊检测装置包括设置于PCB板的上表面与PCB板的内层之间的盲孔1以及设置于盲孔1内的第一填充物3，并且第一填充物3的材质为导电材质，因此，当元件正常焊接于焊盘上也即元件与焊盘之间不存在空焊的问题时，元件能够通过盲孔1以及盲孔1内填充的导电的第一填充物3正常得电或者正常与PCB板上与该元件连接的其他元件配合工作。
[0040] 需要说明的是，目前常用的PCB板通常都为多层PCB板也即PCB板的上表面与下表面之间设置有多个内层，本申请对于盲孔1设置的具体位置不作特别限定，例如，可以设置在PCB板的上表面与PCB板的第一个内层之间，此时该盲孔1为一阶盲孔1。
[0041] 并且，本申请对于盲孔1的尺寸以及盲孔1内的第一填充物3具体的材质均不作特别限定，例如盲孔1的尺寸可以与PCB板的上表面上的焊盘的尺寸一致，第一填充物3具体可以为铜等导电金属。
[0042] 为了更加直观的判断PCB板是否出现空焊的问题，本申请中的空焊检测装置还包括设置于PCB板的内层与PCB板的下表面之间的通孔2以及设置于通孔2内的第二填充物4，且第二填充物4的颜色会随着第二填充物4受到的压力而改变。通常在进行PCB板自动焊接之前会通过多次焊接测试确定元件与焊盘之间不会出现空焊问题时的预设空焊压力临界值，当在焊盘上焊接元件时施加的压力大于预设空焊压力临界值时元件与焊盘之间通常不会出现空焊的问题。由于本申请中的第二填充物4的颜色会随着第二填充物4受到的压力的大小而发生改变，因此第二填充物4的颜色在第二填充物4受到的压力(也即元件与焊盘进行焊接时施加的压力)小于预设空焊压力临界值时的颜色与第二填充物4受到的压力大于预设空焊压力临界值时会有明显的差别，并且由于第二填充物4设置于通孔2内，因此可以通过观察第二填充物4在PCB板的下表面的颜色来判断在焊接元件和焊盘时的压力是否大于预设空焊压力临界值，可见，本申请中的空焊检测装置的检测结果直观且检测方式简单。
[0043] 此外，本申请对第二填充物4的具体材质不作特别限定，只要满足当第二填充物4受到的压力不同时第二填充物4的颜色不同的条件即可。
[0044] 综上所述，本发明提供了一种空焊检测装置，包括设置于PCB板的上表面与PCB板的内层之间的盲孔1以及设置于盲孔1中的第一填充物3，且第一填充物3的材质为导电材质，因此元件与盲孔1对应的焊盘焊接后能够正常工作；还包括设置于PCB板的内层与PCB板的下表面之间的通孔2以及设置于通孔2中的第二填充物4，且第二填充物4受到的压力不同时第二填充物4的颜色也不同，因此第二填充的颜色能够反映在PCB板的焊盘上焊接元件时的焊接压力是否足够，进而可以判断PCB板是否出现空焊的情况。
[0045] 并且，本申请中的空焊检测装置观察第二填充物4的颜色的方式相比于现有技术中直接观察焊点的方式更加直观，不易出错；本申请提供的空焊检测装置相比于现有技术中的AOI检测方法而言不受PCB板摆放位置以及表面是否有污渍的影响；并且，本申请中的空焊检测装置的结构非常简单，成本低，还能够提高对PCB板空焊检测的准确性。
[0046] 在上述实施例的基础上：
[0047] 作为一种优选的实施例，还包括：
[0048] 设置于第一填充物3与第二填充物4之间的压敏电阻5；
[0049] 控制模块，用于检测压敏电阻5承受的压力，并基于压力判断与盲孔1对应的焊点是否出现空焊。
[0050] 参照图2，图2为本发明提供的另一种空焊检测装置的结构示意图，图2中L1表示PCB板的上表面。Ln表示PCB板的下表面，L2和L3表示位于PCB板的上表面和PCB板的下表面之间的PCB板的不同内层。
[0051] 为了进一步提高空焊检测装置对PCB板上的焊点是否出现空焊的检测结果的准确性，在本实施例中，还在第一填充物3和第二填充物4之间设置了压敏电阻5，压敏电阻5能够感受元件焊接在PCB上的焊盘上的压力的大小，当压敏电阻5承受的压力比较大时可以判定焊接元件与焊盘时施加的压力比较大，PCB板上与该压敏电阻5对应的盲孔1上的焊点不会出现空焊的问题；当压敏电阻5承受的压力比较小时，可以判定焊接元件与焊盘时施加的压力比较小，PCB上与该压敏电阻5对应的盲孔1上的焊点可能会出现空焊的问题。
[0052] 为了基于压敏电阻5承受的压力分析PCB板上的焊点是否出现空焊的问题，还设置有控制模块，控制模块能够检测压敏电阻5承受的压力也即将元件焊接在焊盘上时施加的压力，并基于压敏电阻5承受的压力判断与盲孔1对应的焊点是否出现空焊的问题。例如，将压敏电阻5承受的压力与预先根据实验确定的预设空焊压力临界值进行比较，若压敏电阻5承受的压力大于预设空焊压力临界值，则证明压敏电阻5对应的焊点未出现空焊；或者判断压敏电阻5承受的压力是否在预设范围内，当压敏电阻5承受的压力在预设范围内时，证明压敏电阻5对应的焊点未出现空焊。本申请对于控制模块具体如何基于压力判断与盲孔1对应的焊点是否出现空焊不作特别限定，只要能实现上述功能即可。
[0053] 例如，在工厂利用空焊检测装置检测是否出现空焊时，通过VGA(Video Graphic Array，显示绘图阵列)/DVI(Digital Visual Interface，数字化视像接口)信号将检测结果以及在出现空焊问题时焊点的具体位置输出值客户端，并结合空焊的焊点下方的通孔2内的第二填充物4的颜色综合判断该焊点是否确实出现空焊的问题。例如，当电子设备等装置在运输途中意外导致PCB板上的零件脱落或零件松动的意外情况时，压敏电阻5能够感受到压力的变化，同时控制模块采集到压力的变化并对压敏电阻5承受的压力进行数据处理判断焊点是否异常，输出判断结果以及焊点出现异常的情况下焊点所在的具体位置，然后维修人员观察出现异常的焊点处的第二填充物4的颜色，以便对PCB板进行进一步确认和维修。
[0054] 此外，本申请中的控制模块可以为CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、CPLD(Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)或者FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)等具有处理功能的芯片，本申请对此不做特别限定。
[0055] 还需要说明的是，在本实施例中与盲孔1对应的焊点即为PCB板上位于盲孔1上方的焊盘与元件焊接时产生的焊点。
[0056] 利用本实施例提供的空焊检测装置对PCB板进行空焊检测的全过程可以归纳为：首先通过实验归纳统计各类元件，尤其是贴片型元件焊接在焊盘上不出现空焊问题时的预设空焊压力临界值；在空焊检测装置的过孔上设计盲孔1加通孔2，并且在盲孔1内填充材质为导电材质的第一填充物3，在通孔2内填充颜色随着压力而改变的第二填充物4；PCB板上件阶段在焊接仪器内输入预设空焊压力临界值，在焊接时按照预设空焊压力临界值为元件和焊盘施加压力；压敏电阻5承受的压力值传输给控制模块，并结合第二填充物4的颜色检查元件与焊盘是否出现空焊。
[0057] 综上，本实施通过在空焊检测装置中增加设置于第一填充物3和第二填充物4之间的压敏电阻5以及用于检测压敏电阻5的压力并基于该压力判断与盲孔1对应的焊点是否出现空焊的控制模块，使得能够在通过第二填充物4的颜色判断PCB板是否出现空焊的基础上结合压敏电阻5承受的压力对PCB板是否出现空焊进行检测，进一步提高了对PCB板是否空焊的检测结果的准确度，且检测方式比较简单易操作。
[0058] 作为一种优选的实施例，控制模块具体用于：
[0059] 检测压敏电阻5承受的压力；
[0060] 判断压力是否大于预设空焊压力临界值；
[0061] 若是，则判定与盲孔1对应的焊点未出现空焊；
[0062] 若否，则判定与盲孔1对应的焊点出现空焊。
[0063] 在本实施例中，在利用空焊检测装置对PCB板进行空焊检测之前先通过多次实验计算出在PCB板上焊接元件与焊盘不出现空焊的问题时的预设空焊压力临界值。由于压敏电阻5承受的压力即为焊接元件与焊盘时施加的压力，因此控制模块可以通过检测压敏电阻5承受的压力来判断焊接元件与焊盘时施加的压力是否足够，进而确定元件与焊盘之间是否有可能出现空焊的问题。还需要说明的是，在本实施例中与盲孔1对应的焊点即为PCB板上位于盲孔1上方的焊盘与元件焊接时产生的焊点。
[0064] 控制模块利用压敏电阻5判断盲孔1上焊接的焊点是否出现空焊的具体过程为检测压敏电阻5承受的压力，然后判断压敏电阻5上的压力是否大于预设空焊压力临界值，并在压敏电阻5上的压力大于预设空焊压力临界值时判定与盲孔1对应的焊点未出现空焊，在压敏电阻5上的压力不大于预设空焊压力临界值时判定与盲孔1对应的焊点出现空焊，进一步保证了利用本申请中的空焊检测装置对PCB板上的焊点是否出现空焊的检测结果更加准确。
[0065] 作为一种优选的实施例，控制模块还用于在基于压力判定与盲孔1对应的焊点出现空焊时，将压敏电阻5当前承受的压力输出至客户端。
[0066] 在本实施例中，当控制模块确定与盲孔1对应的焊点出现空焊的问题时，还会将压敏电阻5当前承受的压力输出至客户端，以便使用者通过客户端及时了解出现空焊的焊点在焊接时的压力情况，并再次确认该焊点是否出现空焊的问题，若该焊点确实出现空焊的问题则可以对自动焊接装置在焊接元件与焊盘时施加的焊接压力值等因素进行调整，若该焊点并没有出现空焊的问题则考虑可能需要对控制装置的判断标准进行调整，例如将预设空焊压力临界值减小等。还需要说明的是，在本实施例中与盲孔1对应的焊点即为PCB板上位于盲孔1上方的焊盘与元件焊接时产生的焊点。
[0067] 综上，本实施例中通过使控制装置在判定与盲孔1对应的焊点出现空焊之后将压敏电阻5当前承受的压力输出值客户端进一步优化利用空焊检测装置对PCB板进行空焊检测的方案。
[0068] 作为一种优选的实施例，控制模块还用于在基于压力判定与盲孔1对应的焊点出现空焊时，将焊点在PCB板上的位置输出至客户端。
[0069] 考虑到PCB板上的焊点的数量比较多，可能会出现有多个焊点同时空焊的情况，为了实现对出现空焊问题的焊点的精准定位，在本实施例中当控制模块确定与盲孔1对应的焊点出现空焊的问题时，还会将焊点在PCB板上的具体位置输出至客户端，以便使用者通过客户端确定当前出现空焊问题的焊点的实际位置，从而后续更加精准的对出现空焊问题的焊点进行维护。还需要说明的是，在本实施例中与盲孔1对应的焊点即为PCB板上位于盲孔1上方的焊盘与元件焊接时产生的焊点。
[0070] 综上，在本实施例中控制模块还能将出现空焊问题的焊点的具体位置输出值客户端，因一部优化了本申请提供的空焊检测装置的检测性能。
[0071] 作为一种优选的实施例，还包括提示装置；
[0072] 控制模块还用于在基于压力判定与盲孔1对应的焊点出现空焊时生成提示指令；
[0073] 提示装置用于在接收到提示指令时生成提示焊点出现空焊的提示信息。
[0074] 为了及时提醒使用者当前PCB板上有焊点出现了空焊的问题，在本实施例中还设置有提示装置，当控制模块基于压敏电阻5上的压力确定与盲孔1对应的焊点出现空焊时还会生成提示指令，当提示装置接收到提示指令后便会基于提示指令生成用于提示焊点出现空焊的提示信息。
[0075] 例如，提示装置可以为显示屏、显示灯或者蜂鸣器中的任意一种或多种的组合。例如，当提示装置为显示屏时，当显示屏接收到控制模块生成的提示指令后可以在显示屏上显示出现空焊问题的焊点的位置等；当提示装置为显示灯时，显示灯可以在接收到控制模块生成的提示指令后闪烁；当提示装置为蜂鸣器时，蜂鸣器可以在接收到控制模块生成的提示指令后发出蜂鸣声，总之，本申请对提示装置的具体结构不作特别限定，只要能实现提示焊点出现空焊的功能即可。
[0076] 还需要说明的是，在本实施例中与盲孔1对应的焊点即为PCB板上位于盲孔1上方的焊盘与元件焊接时产生的焊点。
[0077] 综上，在本实施例中通过设置提示装置对PCB出现空焊问题的情况进行提示，进一步优化了本申请提供的空焊检测装置的性能。
[0078] 作为一种优选的实施例，盲孔1的尺寸与PCB板的上表面上的焊盘的尺寸相同。
[0079] 在本实施例中，将盲孔1的尺寸设置为与PCB板的上表面上的焊盘的尺寸相同的尺寸，因此可以保证元件的引脚与焊盘以及盲孔1之间的接触面积，进而使得元件焊接在焊盘上之后的性能更加稳定，从而对PCB板的工作性能以及应用该PCB板的电子设备的工作性能提供了保证。
[0080] 作为一种优选的实施例，第一填充物3的材质为铜。
[0081] 在本实施例中，设置于PCB板的上表面与PCB板的内层之间的盲孔1内填充的第一填充物3的材质为铜，在满足元件与焊盘焊接后可正常工作的基础上还能够进一步提高PCB板的抗氧化能力，从而保证PCB板的性能以及应用该PCB板的电子设备的性能。
[0082] 作为一种优选的实施例，第二填充物4的材质为不导电材质。
[0083] 在本实施例中，设置于PCB板的内层与PCB板的下表面之间的通孔2内的第二填充物4的材质为不导电材质，因此PCB板的下表面与其他物体接触时不会影响与PCB板上的盲孔1对应的焊盘焊接的元件的工作性能，进一步提高了PCB板的抗干扰能力，从而保证了PCB板的性能以及应用该PCB板的电子设备的性能。
[0084] 本发明还提供了一种电子设备，包括上述的空焊检测装置。
[0085] 电子设备中包括设置于PCB板的上表面与PCB板的内层之间的盲孔1以及设置于盲孔1中的第一填充物3，且第一填充物3的材质为导电材质，因此元件与盲孔1对应的焊盘焊接后能够正常工作；还包括设置于PCB板的内层与PCB板的下表面之间的通孔2以及设置于通孔2中的第二填充物4，且第二填充物4受到的压力不同时第二填充物4的颜色也不同，因此第二填充的颜色能够反映在焊盘上焊接元件时的焊接压力是否足够，进而可以判断PCB板是否出现空焊的情况，且不受PCB板摆放位置以及表面是否有污渍的影响，提高对PCB板空焊检测的准确性，进而对电子设备的正常工作提供保证。
[0086] 对于本申请提供的电子设备的相关介绍请参照上述空焊检测装置的实施例，本申请在此不做赘述。
[0087] 需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0088] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
