一种柔性电路板的性能检测系统及方法与流程

本发明涉及柔性电路板检测，具体为一种柔性电路板的性能检测系统及方法。

背景技术：

1、柔性电路板是一种具有特殊性能的电路板，是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的一种具有高度可靠性、绝佳可挠性的印刷电路板，具有配线密度高、重量轻、厚度薄、弯折性好的特点。柔性电路板在移动设备、汽车电子设备、工业控制和自动化等多个领域都有广泛的应用。

2、柔性电路板检测技术是确保产品质量和可靠性的重要环节。包含电路的通断、电压和电流数值及波动曲线、振幅、噪音、疲劳性能等参数的测试。柔性电路板在加工、上料、贴装等生产过程中可能出现断路、短路、线宽不符等瑕疵，因此柔性电路板测试是提升质量的关键。通过严格的检测技术，可以确保柔性电路板的质量和可靠性，满足各种应用领域的需求。

3、但在实际应用中，柔性电路板检测技术存在很多问题和不足，包括检测技术难度大、检测方法局限、检测成本高、检测系统操作较大，检测结果的数据可解释性不足等；因此，有必要设计一种柔性电路板的性能检测系统及方法以克服上述不足。

技术实现思路

1、为了克服背景技术中存在的问题和不足，本发明实施例提供了一种柔性电路板的性能检测系统及方法。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种柔性电路板的性能检测系统，包括变形性能检测模块、耐用性能检测模块、电性能检测模块、综合分析模块和报告生成模块。

3、变形性能检测模块通过声波仪测得柔性电路板中超声波的纵波速度v0，记为初速度。通过加载装置弯折柔性电路板，以预设速度一v1将柔性电路板反复弯折柔性电路板预设次数一n1次，以预设速度二v2将柔性电路板反复弯折柔性电路板预设次数二n2次，然后再次通过声波仪测得柔性电路板中超声波的纵波速度v1，记为弯折后速度。

4、作为本发明的一种优选方式，耐用性能检测模块取若干柔性电路板，按预设比例k1：k2：k3分为高温组、高湿组和振动组。获取高温组、高湿组和震动组柔性电路板的平均电路板面积，分别记为s1、s2和s3；将高温组的柔性电路板置于预设温度a1的环境中保持预设时间一t1；将高湿组的柔性电路板置于预设空气湿度a2的环境中保持预设时间二t2；通过振动设备将振动组的柔性电路板置于预设频率a3，预设振幅a4的振动环境中，保持预设时间三t3。

5、作为本发明的一种优选方式，电性能检测模块获取高温组、高湿组和震动组的柔性电路板，使用大电流弹片微针模组进行连接和导通测试，获取高温组、高湿组和震动组的柔性电路板的绝缘电阻r1、r2和r3。将高温组、高湿组和震动组的柔性电路板置于外电场中，逐渐增加外电场的强度直到柔性电路板中的绝缘材料被击穿，记录此时的电场强度为介电强度，通过实验获得高温组、高湿组和震动组的柔性电路板的介电强度e1、e2和e3。

6、作为本发明的一种优选方式，将柔性电路板与交流电源连接，通过录波器记录柔性电路板的电流波形，通过傅里叶变换提取其中的基波幅值f（1）、3次谐波幅值f（3）和5次谐波幅值f（5），在通过傅里叶变换得到的频率谱图中提取基波、3次谐波和5次谐波对应的频率峰面积，分别记为sf（1）、sf（3）和sf（5）。通过公式计算整体电路稳定指数e5，其中β1和β2是预设的权重因子；、和是预设的谐波标准幅值；、和是预设的频率峰面积标准值。利用公式i=β5/e5得到测试点个数i，在柔性电路板上选取i个元件作为局部电路测试点。

7、作为本发明的一种优选方式，基于飞针测试仪对柔性电路板上的电路进行高速信号测试，向柔性电路板中的预设测试点i发送测试信号并接收测试点的响应信号，其中i为测试点编号，i=1，2，…，n；n为预设测试点总数。对接收到的响应信号进行放大和滤波处理，使用快速傅里叶变换将响应信号从时域转换到频域得到响应信号频率谱图。按编号j=1，2，…，m将响应信号频率谱图中的频率峰进行编号，其中m为频率峰总数。获取各个频率峰的最高点对应的横坐标，记为峰值频率，获取各个频率峰最高点对应的纵坐标，记为峰值信号强度。将上述高速信号测试过程遍历所有预设测试点获得一组峰值频率和峰值信号强度。

8、作为本发明的一种优选方式，综合分析数据获取变形性能检测模块、耐用性能检测模块和电性能检测模块的数据并展开分析计算，具体为：

9、通过公式计算抗弯折系数e1，其中λ1为预设的权重因子。

10、基于双差定位法确定柔性电路板中微裂缝的发生位置，具体为：预设各个柔性电路板的几何形心点的坐标为（0，0，0），预设柔性电路板的长边方向为x轴；短边方向为y轴；厚度方向为z轴，通过反演模型公式计算裂缝发生的位置（x，y，z）、时间和速度结构，其中和是时间m和事件n到测站的预测到达时间和实际到达时间的差，记为初至到时残差；是事件m和事件n的双差；和代表事件m和事件n到测站的观测到时；是事件m发生的位置坐标分量，p=1，2，3；是事件n发生的位置坐标分量，p=1，2，3；和分别代表事件m和n震源位置扰动的修正量，p=1，2，3；和分别是时间m和事件n的始动时刻；和分别是事件m和事件n的慢速扰动；将获得的裂缝发生位置（x，y，z）

11、通过公式计算高温适应指数e2、高湿适应指数e3和高频振动适应指数e4，其中α1、α2、α3、α4、α5和α6为预设的权重因子。

12、通过公式得到局部电路稳定指数e6，其中和为预设的频率峰值标准值和峰值信号强度标准值，其中η和ω为预设的影响因子。

13、将抗弯折系数e1、高温适应指数e2、高湿适应指数e3、高频振动适应指数e4、整体电路稳定指数e5和局部电路稳定指数e6中超过各自阈值的进行标记。

14、作为本发明的一种优选方式，报告生成模块显示抗弯折系数e1、高温适应指数e2、高湿适应指数e3、高频振动适应指数e4、整体电路稳定指数e5和局部电路稳定指数e6的数值，将超过阈值指数的计算过程，采集到的参数进行显示，生成详细计算书。

15、作为本发明的一种优选方式，一种柔性电路板的性能检测方法，具体包括以下步骤：

16、步骤一、采集变形性能数据；

17、通过声波仪测得柔性电路板中超声波的纵波速度v0，记为初速度。通过加载装置弯折柔性电路板，以预设速度一v1将柔性电路板反复弯折柔性电路板预设次数一n1次，以预设速度二v2将柔性电路板反复弯折柔性电路板预设次数二n2次，然后再次通过声波仪测得柔性电路板中超声波的纵波速度v1，记为弯折后速度。

18、步骤二、采集耐用性能和电性能数据；

19、取若干柔性电路板，按预设比例k1：k2：k3分为高温组、高湿组和振动组。获取高温组、高湿组和震动组柔性电路板的平均电路板面积，分别记为s1、s2和s3；将高温组的柔性电路板置于预设温度a1的环境中保持预设时间一t1；将高湿组的柔性电路板置于预设空气湿度a2的环境中保持预设时间二t2；通过振动设备将振动组的柔性电路板置于预设频率a3，预设振幅a4的振动环境中，保持预设时间三t3。

20、电性能检测模块获取高温组、高湿组和振动组的柔性电路板，使用大电流弹片微针模组进行连接和导通测试，获取高温组、高湿组和振动组的柔性电路板的绝缘电阻r1、r2和r3。将高温组、高湿组和震动组的柔性电路板置于外电场中，逐渐增加外电场的强度直到柔性电路板中的绝缘材料被击穿，记录此时的电场强度为介电强度，通过实验获得高温组、高湿组和震动组的柔性电路板的介电强度e1、e2和e3。

21、将柔性电路板与交流电源连接，通过录波器记录柔性电路板的电流波形，通过傅里叶变换提取其中的基波幅值f（1）、3次谐波幅值f（3）和5次谐波幅值f（5），在通过傅里叶变换得到的频率谱图中提取基波、3次谐波和5次谐波对应的频率峰面积，分别记为sf（1）、sf（3）和sf（5）。通过公式计算整体电路稳定指数e5，其中β1和β2是预设的权重因子；、和是预设的谐波标准幅值；、和是预设的频率峰面积标准值。利用公式i=β5/e5得到测试点个数i，在柔性电路板上选取i个元件作为局部电路测试点。

22、基于飞针测试仪对柔性电路板上的电路进行高速信号测试，向柔性电路板中的预设测试点i发送测试信号并接收测试点的响应信号，其中i为测试点编号，i=1，2，…，n；n为预设测试点总数。对接收到的响应信号进行放大和滤波处理，使用快速傅里叶变换将响应信号从时域转换到频域得到响应信号频率谱图。按编号j=1，2，…，m将响应信号频率谱图中的频率峰进行编号，其中m为频率峰总数。获取各个频率峰的最高点对应的横坐标，记为峰值频率，获取各个频率峰最高点对应的纵坐标，记为峰值信号强度。将上述高速信号测试过程遍历所有预设测试点获得一组峰值频率和峰值信号强度。

23、步骤三、数据分析；

24、通过公式计算抗弯折系数e1，其中λ1为预设的权重因子。

25、基于双差定位法确定柔性电路板中微裂缝的发生位置，具体为：预设各个柔性电路板的几何形心点的坐标为（0，0，0），预设柔性电路板的长边方向为x轴；短边方向为y轴；厚度方向为z轴，通过反演模型公式计算裂缝发生的位置（x，y，z）、时间和速度结构，其中和是时间m和事件n到测站的预测到达时间和实际到达时间的差，记为初至到时残差；是事件m和事件n的双差；和代表事件m和事件n到测站的观测到时；是事件m发生的位置坐标分量，p=1，2，3；是事件n发生的位置坐标分量，p=1，2，3；和分别代表事件m和n震源位置扰动的修正量，p=1，2，3；和分别是时间m和事件n的始动时刻；和分别是事件m和事件n的慢速扰动；将获得的裂缝发生位置（x，y，z）

26、通过公式计算高温适应指数e2、高湿适应指数e3和高频振动适应指数e4，其中α1、α2、α3、α4、α5和α6为预设的权重因子。

27、通过公式得到局部电路稳定指数e6，其中和为预设的频率峰值标准值和峰值信号强度标准值，其中η和ω为预设的影响因子。

28、步骤四、报告生成；

29、显示抗弯折系数e1、高温适应指数e2、高湿适应指数e3、高频振动适应指数e4、整体电路稳定指数e5和局部电路稳定指数e6的数值，将超过阈值指数的计算过程，采集到的参数进行显示，生成详细计算书。

30、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

31、1、本发明通过傅里叶变换提取柔性电路板中的基波、3次谐波和5次谐波，对高次谐波进行识别和提取，通过放大、滤波处理和傅里叶变换提取响应信号中的特征值，减少了检测过程中数据噪声误差造成的干扰，提高了检测系统的数据准确性；

32、2、本发明通过弯折实验和超声波传感器监测柔性电路板的整体抗弯折实验，通过双差定位法定位弯折实验中微裂缝产生的具体位置，不仅在整体上分析评价柔性电路板的变形性能，更对薄弱位置进行定位，从而为柔性电路板的优化方向提供了详细的数据支持，有利于及时发现潜在的安全隐患，确保柔性电路板使用过程中的安全。

33、3、本发明从抗弯折能力、高温适应能力、高湿适应能力、高频振动适应能力、整体电路稳定性能和局部电路稳定性能等多个角度对柔性电路板做出系统性检测和评价，提高了检测手段的可靠性和全面性，并给出具体的计算过程和参数，提高了数据的可解释性，有利于对检测结果不合格的产品做出针对性优化调整。