自动化静电放电测试系统

技术领域

本发明涉及静电放电测试技术领域，尤其涉及一种自动化静电放电测试系统。

背景技术

随着半导体IC集成度越来越高，栅极氧化层越来越薄，ESD静电放电现象，对电子产品而言是致命的，它可能导致元器件内部电子线路受损，影响电子产品的使用寿命。因此需要开展静电放电测试以评估电气及电子产品遭受静电放电时的抗干扰性能，从而确保产品可靠性。

静电放电发生器，也称为静电放电模拟器，是电磁兼容ESD测试中用到的重要仪器。静电放电发生器主要用于模拟人体持金属物对电子产品的静电放电过程，考察被测电子产品的抗静电放电的能力。

ESD放电测试时通常采用两种方法：接触放电和空气放电。接触放电测试时，ESD发生器的探头尖部直接接触到被测产品进行放电；空气放电测试时，ESD发生器的探头不能直接接触待测产品，靠近时探头发出电火花传向待测产品，实现间接放电。

目前ESD测试常用的操作方法是由人工手持ESD发生器进行逐点测试，每次静电测试后，用接地线对枪头放电的部位进行放电。操作人员需穿戴防静电服装，戴防静电腕带或足跟带，以保证人体在安全状态下接地。

但有些电子产品需要测试的点位较多，需操作人员长时间重复操作，容易造成人员疲劳，导致测试效率低下，测试质量受影响。并且，由于不同人员操作上的差异，容易影响测试结果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种自动化静电放电测试系统，可提高测试效率，保证测试质量和测试结果。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种自动化静电放电测试系统，包括六轴机械臂、静电放电发生器、压力传感器和旋转平台；所述静电放电发生器设置于所述六轴机械臂的末端；所述压力传感器设置于所述六轴机械臂与所述静电放电发生器的连接处，以检测静电放电发生器对待测产品施加的压力。

本发明的有益效果在于：通过设置六轴机械臂，并把静电放电发生器安装在六轴机械臂上，由六轴机械臂代替人工实现ESD测试，可提高测试效率，且可避免不同人员操作产生的差异，保证测试质量和测试结果；通过设置压力传感器，可在静电放电发生器接触待测产品时感知并控制静电放电发生器对待测产品的压力，实现过压保护，保证测试过程中待测产品不受破坏。本发明可提高测试效率，保证测试质量，且可避免待测产品与静电放电发生器接触时碎裂。

附图说明

图1为本发明实施例一的一种自动化静电放电测试系统的侧面示意图；

图2为本发明实施例一的一种自动化静电放电测试系统的结构示意图。

标号说明：

1、六轴机械臂；2、静电放电发生器；3、压力传感器；4、旋转平台；5、第一消电刷；6、第二消电刷；7、第一置物架；8、第二置物架；9、摄像头；

41、旋转分割器；42、旋转台；

421、工位。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图1，一种自动化静电放电测试系统，包括六轴机械臂、静电放电发生器、压力传感器和旋转平台；所述静电放电发生器设置于所述六轴机械臂的末端；所述压力传感器设置于所述六轴机械臂与所述静电放电发生器的连接处，以检测静电放电发生器对待测产品施加的压力。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：可提高测试效率，保证测试质量，且可避免待测产品与静电放电发生器接触时碎裂。

进一步地，还包括主控制器，所述主控制器分别与所述六轴机械臂、静电放电发生器、压力传感器和旋转平台连接。

由上述描述可知，通过主控制器，实现对系统的整体控制。

进一步地，所述旋转平台包括旋转电机、旋转分割器和旋转台，所述旋转电机与所述旋转分割器连接，所述旋转台设置于所述旋转分割器上；所述旋转台上设有两个工位。

由上述描述可知，旋转电机用于驱动旋转分割器进行转动，使得旋转台随着旋转分割器的转动而转动，从而使得旋转台上两个工位可在上料工位和检测工位之间进行交替；通过采用双工位的旋转台，将检测工位与上料工位隔离，保障操作安全性，同时可提高产品检测的有序性及检测效率。

进一步地，还包括第一消电刷，所述第一消电刷设置于所述旋转台上，所述第一消电刷用于消除所述静电放电发生器上的静电电荷。

进一步地，还包括第二消电刷，所述第二消电刷设置于所述六轴机械臂的末端或所述静电放电发生器上，所述第二消电刷用于消除待测产品上的静电电荷。

由上述描述可知，通过设置消电刷，在静电放电发生器对待测产品进行放电后，能够使待测产品和静电放电发生器自动泄放电，以便进行下一次的放电测试。

进一步地，还包括摄像头，所述摄像头设置于所述六轴机械臂的末端，所述摄像头与所述主控制器连接。

由上述描述可知，通过设置摄像头来拍摄静电放电发生器对待测产品的放电过程，后续通过图像识别和神经网络进行分类，可在实现静电放电自动化测试的同时，实现对ESD静电放电的异常电弧情况的监测。

进一步地，还包括第一置物架和第二置物架，所述六轴机械臂位于所述第一置物架上，所述旋转平台设置于所述第二置物架上。

进一步地，所述静电放电发生器为静电枪。

实施例一

请参照图1-2，本发明的实施例一为：一种自动化静电放电测试系统，可应用于电子产品的ESD测试。

如图1所示，包括六轴机械臂1、静电放电发生器2、压力传感器3和旋转平台4，所述静电放电发生器2设置于所述六轴机械臂1的执行末端，所述压力传感器3设置于六轴机械臂1与静电放电发生器2的连接处。其中，旋转平台用于放置待测产品，压力传感器用于检测静电放电发生器对待测产品施加的压力。

本实施例中，静电放电发生器可采用静电枪，静电枪的枪头动作、枪头角度可调节。

进一步地，还包括主控制器(图中未示出)，所述主控制器分别与六轴机械臂1、静电放电发生器2、压力传感器3和旋转平台4连接。主控制器可接收压力传感器检测到的压力数值，还可分别对六轴机械臂、静电放电发生器和旋转平台进行控制。

其中，六轴机械臂的行进轨迹可由预设的控制程序控制。例如，可预先操作六轴机械臂移动静电放电发生器至需要放电的点位，记录点位位置，记录所有点位位置后生成点位文件，将点位文件导入主控制器，后续主控制器即可按照点位文件中设定的轨迹，控制六轴机械臂行进到相应的位置，然后控制静电放电发生器进行放电，从而可实现批量产品的自动化的静电放电测试，有效提升测试效率。

压力传感器设置于六轴机械臂与静电放电发生器的连接处，在接触放电模式下，当静电放电发生器接触待测产品时，压力传感器会有感应。由于有些待测产品较薄且易碎，因此，通过压力传感器感知静电放电发生器对待测产品施加的压力，并发送给主控制器，主控制器可根据压力值，通过控制六轴机械臂来控制静电放电发生器的位置，例如，当压力值过大时(如超过预设的阈值)，则控制静电放电发生器的位置稍微上移，以降低对待测产品施加的压力，从而实现过压保护，避免待测产品在测试过程中碎裂。

另外，本实施例的系统在空气放电模式下，也可准确控制枪头速度及枪头与产品距离，避免人员操作上的差异，确保测试结果的准确可靠。

进一步地，如图1所示，所述旋转平台4包括旋转电机(图中未示出)、旋转分割器41和旋转台42，所述旋转电机与所述旋转分割器41连接，所述旋转台42设置于所述旋转分割器41上；如图2所示，所述旋转台42上设有两个工位421。

旋转电机用于驱动旋转分割器进行转动，使得旋转台随着旋转分割器的转动而转动，从而使得旋转台上两个工位可在上料工位和检测工位之间进行交替。例如，两个工位分别为工位A和工位B，当工位A作为上料工作时，工位B则作为检测工位，此时，主控制器通过控制六轴机械臂和静电放电发生器，对工位B上的待测产品进行静电放电测试；当工位B上的待测产品测试完后，主控制器通过控制旋转电机以使旋转台进行旋转(当两个工位的相对位置如图2所示时，则旋转180°)，旋转后，工位A变为检测工位，主控制器通过控制六轴机械臂和静电放电发生器，对工位A上的待测产品进行静电放电测试；工位B变为上料工位，将工位B上已测试完的待测产品取下，放上新的待测产品。

通过采用双工位自动转盘，有效隔离六轴机械臂与人工之间的接触点，避免人工作业时，机器误动作导致的危险。

进一步地，如图2所示，还包括第一消电刷5和第二消电刷6，第一消电刷5设置于旋转台42上，用于消除静电放电发生器上的静电电荷。第二消电刷6设置于六轴机械臂1的末端或者静电放电发生器2上。本实施例中，六轴机械臂的末端设有安装支架，压力传感器设置于六轴机械臂和安装支架之间，静电放电发生器和第二消电刷均设置于安装支架上；第二消电刷的刷头朝向检测工位，用于消除待测产品上的静电电荷。

通过设置消电刷，在静电放电发生器对待测产品进行放电后，能够使待测产品和静电放电发生器自动泄放电。

进一步地，如图1所示，还包括第一置物架7和第二置物架8，所述六轴机械臂1位于所述第一置物架7上，所述旋转平台4设置于所述第二置物架8上。本实施例中，第一置物架5可为电控柜，主控制器放置于电控柜中；第二置物架6可为防静电木桌。

本实施例可实现电子产品的静电放电自动化测试，操作简便，省时省力；通过设置压力传感器，可避免在接触放电模式下，静电放电发生器压迫到待测产品；通过采用双工位的旋转台，将检测工位与上料工位隔离，保障操作安全性，同时可提高产品检测的有序性及检测效率；通过在旋转台上设置消电刷，在静电放电发生器对待测产品进行放电后，能够使待测产品和静电放电发生器自动泄放电，以便进行下一次的放电测试。

实施例二

请参照图1-2，本实施例是实施例一的进一步拓展，相同之处不再累述，区别在于，还包括摄像头9，摄像头9设置于六轴机械臂1的末端，摄像头9与主控制器连接。本实施例中，摄像头9也可设置于安装支架上。

其中，摄像头用于拍摄静电放电发生器对待测产品的放电过程。摄像头拍摄得到放电过程图像后，后续将拍摄得到的图像预处理后，送入已训练好的神经网络模型进行电弧的分类识别，可实现静电电弧检测。具体地，静电电弧检测方法包括如下步骤：

S1：在静电放电发生器进行放电时，通过摄像头采集现场图片。本实施例中，主控制器可在控制静电放电发生器进行放电时，同步控制摄像头进行拍摄。

S2：将采集的现场图片转换为灰度图片，排除电弧颜色的影响；采集的现场图片是彩色图像，若存在电弧，阳光下或有光照的情况下则不能分辨出电弧，因此需要将现场图片转换为灰度图片，排除电弧颜色的影响。

S3：利用阈值化处理将灰度图片中的疑似电弧从正常环境中分割出来；由于电弧和周围环境存在较大的亮度差别，因此利用阈值化处理分割出疑似电弧。

S4：对灰度图片进行分割后，利用帧差法将疑似电弧的最小外接矩形作为疑似区域图片。

S5：将疑似区域图片送入已训练好的神经网络模型中进行分类，判断是否存在真实电弧。

本实施例实现了以少量监视摄像头监测ESD静电放电的异常电弧情况。综上所述，本发明提供的一种自动化静电放电测试系统，通过设置六轴机械臂，并把静电放电发生器安装在六轴机械臂上，由六轴机械臂代替人工实现ESD测试，可提高测试效率，且可避免不同人员操作产生的差异，保证测试质量和测试结果；通过设置压力传感器，可在接触放电模式下，感知静电放电发生器对待测产品施加的压力，并通过主控制器实现过压保护，保证测试过程中待测产品不受破坏；通过采用双工位的旋转台，将检测工位与上料工位隔离，保障操作安全性，同时可提高产品检测的有序性及检测效率；通过在旋转台上设置消电刷，在静电放电发生器对待测产品进行放电后，能够使待测产品和静电放电发生器自动泄放电，以便进行下一次的放电测试；通过设置摄像头来拍摄静电放电发生器对待测产品的放电过程，后续通过图像识别和神经网络进行分类，可实现对ESD静电放电的异常电弧情况的监测。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。