专利名称：基于单向探头对电子装置进行多维测试的方法和机器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于测试电子装置的方法和机器。在整个文本中，“电子组件”这一表述指多件电子部件的任意集成套件，它们根据 预定电路彼此连接并结合，同时最常见地具有外部连接端子；例如，这可以涉及单一封装中 的集成电路(具有有源部件(微处理器、存储器等)和/或无源部件(电阻器、电容器、感 应器等)和/或微型系统(例如MEMS))的印刷电路板(PCB)组件(称为SiP或“封装中系 统”)，各件部件彼此并排安装和/或堆叠和/或嵌入在多层或其他结构中；可以借助于导 电迹线，通过焊接，通过连接线(“引线键合”)，通过粘接(“倒装芯片”)等制造这些电子 组件中的电连接，尤其是各件部件之间的电连接。 为了各种目的，尤其是为了探测和定位故障，或为了辅助设计或确定其特性，能够 测试电子装置，例如集成电路和电子组件是有必要的。执行这些测试的已知方法之一包括，为电子装置供应电能和预定输入信号(测试 矢量)，然后对工作的电子装置执行测量。特别地，由于现代电子装置的小型化程度很大且 集成规模很大，测量常常是通过显微镜检查法进行的。此外，被考虑的非破坏性测量技术之 一包括探测由电子装置内部的电流流转(circulation)在与该电子装置直接相邻处诱发 的至少一个磁场。具体而言，众所周知，可以利用靠近装置布置的磁探头(例如磁阻传感器 或SQUID传感器“超导量子干涉器件”)对电子装置中流动的电流进行成像。这样的探头 能够评估磁场沿相对于探头固定的预定轴ZZ’(一般对应于探头的纵轴)的分量Bz，从而能 够在与探头轴ZZ’正交的平面中对分量Bz进行二维成像。基于磁场的这一二维图像(假 设平行于视为零厚度的观测目标)，可以通过计算评估这个物体上流动的电流的二维分布。然而，现代电子装置，例如电子组件，越来越常在三维空间中设计。这种探头的有 效性预先假定所测物体的厚度相对于探头和物体之间的距离可以忽略，该探头不适于评估 电子装置厚度之内远离探头的电流并对其成像。为了解决这个问题而想到的方案(INFANTEF "Failure Analysis for System in Package devices using Magnetic Microscopy", THESIS XP009114669 (
公开日期未指 明)；US 2003/0001596)包括在电子装置的不同面上执行多次测量，探头沿着不同的相互 正交轴取向，以便获得各种二维图像，通过彼此组合和重构，二维图像能够获得对电流的评 估。不过，这种涉及二维图像组合的方法不能适应在电路内部三维空间中遇到的所有情况， 例如，如果有多个导电线路彼此既不共面也不正交，或导电线路不平行于探头探测的平面 或在环路中延伸，或在电子装置不是立方体形状时。此外，在电子装置三个正交面前方沿着 三个正交方向进行测量的先决条件是，包括三个正交探头的特别复杂的测量机器或相继操 控电子装置以在探头前提供该电子装置的不同面，这既耗时又不十分可靠。在这个语境中，本发明的目的是提供一种测试方法和机器，其基于单向型测量探 头，能够获得不限于电子装置发射的磁场的轴向分量Bz的测量。更具体而言，本发明的目的是提供一种测试方法和机器，使得能够执行测量，从而 不仅在与探头轴ZZ’正交的平面中，而且也在至少一个平行于该轴ZZ’的平面中评估电流 的流转。
具体而言，本发明的目的是提供这样的测试方法和这样的机器，使得能够仅仅基 于设置于电子装置仅一个面之前的单向探头执行的测量，以很大可靠性和高精度获得电子 装置中电流在三维空间中流转诱发的磁场的所有三个分量的表达。更具体而言，本发明的目的是提供这样的方法和这样的机器，其可以用于探测和 定位三维类型电子装置，例如电子组件中的故障。为了实现这个目的，本发明提供了一种用于测试电子装置的方法，其中由单向测 量探头测量由所述电子装置中至少一个电流流转发射的磁场，所述单向测量探头能够提供 表示所述磁场沿预定轴ZZ’的分量Bz值的信号，所述预定轴ZZ’相对于所述探头是固定的， 其中-将所述探头放到所述电子装置一个面前方距离d0处，为所述电子装置供应电能 和施加到所述电子装置输入端子的预定输入信号，对于所述轴ZZ’相对于所述面的每个位 置(X，y)，由所述探头测量所述磁场沿所述轴ZZ’的分量Bz的第一值Bzl并对其进行记录，-然后通过绕着与所述轴ZZ’正交的轴XX’根据小于90°的角幅度α的相对枢 转(relative pivoting)使所述探头和所述电子装置彼此相对移动，将所述探头保持在所 述电子装置同一面前方同一距离d0处，为所述电子装置供应电能和预定输入信号，对于所 述轴ZZ’相对于所述面的每个位置(X，y)，由所述探头测量所述磁场沿所述轴W的分量 Bz的第二值Bz2并对其进行记录，-然后基于已经获得的第一值Bzl和 第二值Bz2确定所述磁场沿着与所述轴W 和XX’正交的轴YY’的分量By的值并对其进行记录。具体而言，本发明基于如下观测结果，根据这种观测结果，基于利用电子装置相对 于探头关于正交于探头轴ZZ’的轴XX’的不同角位置(它们之间小于90°，尤其是小于 45° )对同一磁场分量Bz执行的两次测量，可以计算磁场第二分量By的值。此外，通过绕正交于前两个轴的第三轴YY’彼此相对地枢转电子装置和探头(并 且仅绕本第三轴YY’，通过电子装置面且正交于与轴ZZ’正交第二轴XX’的方向，相对于用 于测量磁场分量Bz的第一值Bzl的其位置不绕所述第二轴XX’枢转电子装置)，还可以计 算磁场的第三分量Bx的值。于是，有利地，根据本发明的方法也是这样的方法，其中-通过绕着所述轴YY’根据小于90°的角幅度相对枢转使所述探头和所述电子装 置彼此相对移动，将所述探头保持在所述电子装置同一面前方同一距离d0处，为所述电子 装置供应电能和预定输入信号，对于所述轴ZZ’相对于所述面的每个位置(x，y)，由所述探 头测量所述磁场沿所述轴ZZ’的分量Bz的第三值Bz3并对其进行记录，-然后基于已经获得的所述第一值Bzl和所述第三值Bz3确定所述磁场沿着所述 轴XX’的分量Bx的值并对其进行记录。具体而言，根据本发明的测试方法可用于探测和定位电子装置的电路中的故障。于是，有利地，根据本发明的方法也是这样的方法，其中-基于本电子装置发射的磁场的三个分量Bx、By、Bz之一形成所述电子装置的至 少一部分的图像，称为实测图像，所述三个分量是基于所述探头针对所述探头的轴ZZ’相对 于所述面的不同位置(X，y)提供的测量确定的，-基于针对所述轴W相对于所述面的每个位置(X，y)仿真计算出的，电子装置 的所述部分中电流流转存在至少一个故障时该电子装置会发射的磁场对应分量Bx、By、Bz的值，通过仿真形成所述电子装置的所述部分的多个仿真图像，每个仿真图像对应于能够 与所述实测图像以相同方式获得的图像，-将所述仿真图像与所述实测图像进行比较。 这种比较可以由用户人员执行(视觉比较)，或另一方面，例如使用处理和比较图 像的软件(例如，DALSA Digital Imaging公司(加拿大本拿比)的图像处理软件WIT ) 自动执行。在这点上要指出的是，产生同时图像并将这些同时图像与实测图像进行比较能 够基于磁场分量值排除电流强度的任何计算，这种计算并非总是具有简单解析解。此外，这 种图像比较能够克服由于这种测量的特定原理导致的测量误差，尤其是由于探头和电子装 置之间必然存在的距离导致的误差，因为实测图像和仿真图像上都包含这些误差。通过根据电路性质适当选择各仿真图像，可以迅速定位电路中的故障。具体而言，有利地并根据本发明，用于比较的所述电子装置的所述部分的实测图 像对应于基于参考电子装置整体发射的磁场对应分量Bx、By、Bz获得的图像(或对应矩阵) 和要测试的电子装置整体发射的磁场的对应分量Bx、By、Bz获得的图像(或对应矩阵)的 减影，所述参考电子装置对应于要测试但没有故障的电子装置，针对所述参考电子装置的 本分量是针对所述轴ZZ’相对于所述面的每个位置(X，y)测量的，针对所述电子装置的本 分量也是针对所述轴ZZ’相对于所述面的每个位置(X，y)测量的，且其中每个仿真图像是 通过针对所述轴ZZ’相对于所述面的每个位置(X，y)基于仿真计算的所述参考电子装置 整体会发射的磁场对应分量Bx、By、Bz的值获得的图像(或对应矩阵)和针对所述轴W 相对于所述面的每个位置(χ，y)基于仿真计算的存在至少一个故障的情况下所述电子装 置整体会发射的磁场的对应分量Bx、By、Bz的值获得的图像(或对应矩阵)进行减影形成 的。通过这种方式，减去电子装置的所有无故障部分，并因此减去对应图像，且在比较中不 使用，因此尤其简单、精确和迅速。作为变体，决不禁止使用其他方法选择要仿真的电路部分。对于复杂电路而言，例 如，可以通过迭代对容易包含至少一个故障的电子装置体积部分进行假设，在每次迭代，仅 在一个体积部分上执行仿真和比较。相反，对于简单电路而言，实测图像和每个仿真图像可 以对应于电子装置整体。有利地并根据本发明，使用包括从SQUID传感器和磁阻传感器中选择的传感器的 测量探头。此外，有利地，根据本发明的方法也是这样的方法，其中，所述电子装置为三维电 子组件，为了测量所述第一值Bzl，对所述探头进行取向，使得所述轴ZZ’与本电子组件的 外表面之一正交，尤其是与本电子组件的主面(尺寸最大的上或下表面)正交。在根据本发明的方法中，为了使探头和电子装置彼此相对地枢转，可以相对于电 子装置在其上保持固定的机架移动探头，或相对于机架(探头的轴ZZ’的取向相对于其保 持固定)移动电子装置，或相对于共同机架同时移动探头和电子装置。有利地并根据本发明，通过根据超过10°且小于45°，尤其是介于10和30°之间 的角幅度相对枢转使所述探头和所述电子装置彼此相对移动。本发明扩展到适于执行根据本发明的测试方法的测试机器。于是本发明还提供了一种用于测试电子装置的机器，包括-单向测量探头，所述单向测量探头能够提供表示由所述电子装置中至少一个电流流转在所述探头附近发射的磁场沿预定轴ZZ’的分量Bz值的信号，所述预定轴W相对 于所述探头是固定的，-用于承纳(receive)电子装置的支座以及用于为本电子装置供应电能和施加到 所述电子装置的输入端子的预定输入信号的模块，-适于彼此相对地放置所述探头和所述承纳支座中承纳的电子装置的机构，-用于记录与所述探头提供的信号对应的值的模块，其中-所述机构被配置成能够通过绕正交于所述轴ZZ’的轴XX’根据小于90°的角幅 度相对枢转，针对所述轴ZZ’相对于所述电子装置的每个位置(X，y)改变所述探头和所述 电子装置相互间的取向，所述探头在所述电子装置的同一面前方保持在距离d0处，-所述机器包括计算模块，所述计算模块被配置成针对所述轴W相对于所述面 的每个位置(χ，y)，基于所述探头和所述电子装置相对于所述轴XX’的第一相对角位置下 所述探头测量的沿轴ZZ’的磁场分量Bz的第一值Bzl，以及所述探头和所述电子装置相对 于所述轴XX’的第二相对角位置下所述探头测量的沿轴ZZ’的磁场分量Bz的第二值Bz2， 在相同距离d0，确定并记录所述磁场沿正交于所述轴ZZ’和XX’的轴YY’的分量By的值， 相对于所述轴XX’的所述第一和第二角位置彼此分隔小于90°，尤其是小于45°的角度。有利地并根据本发明，所述机构还被配置成能够通过绕所述轴YY’根据小于90° 的角幅度相对枢转来改变所述探头和所述电子装置相互间的取向，所述探头在所述电子装 置的同一面前方保持在距离do处，并且所述计算模块被配置成针对所述轴W相对于所 述面的每个位置(X，y)，基于所述探头和所述电子装置相对于所述轴YY’的第一相对角位 置下所述探头测量的沿轴ZZ’的磁场分量Bz的第一值Bzl，以及所述探头和所述电子装置 相对于所述轴YY’的第二相对角位置下所述探头测量的沿轴ZZ’的磁场分量Bz的第三值 Bz3，在相同距离d0，确定并记录所述磁场沿所述轴XX’的分量Bx的值，相对于所述轴YY’ 的所述第一和第二角位置彼此分隔小于90°的角度。此外，有利地并根据本发明，所述测量探头包括从SQUID传感器和磁阻传感器中 选择的传感器。有利地并根据本发明，根据本发明的机器还包括-基于本电子装置发射的磁场的三个分量Bx、By、Bz之一产生被称为实测图像的 图像的模块，所述三个分量是基于所述探头针对所述探头的轴ZZ’相对于所述面的不同位 置(x，y)提供的测量确定的，-用于针对所述轴ZZ’相对于所述面的每个位置(x，y)，通过仿真计算所述电子装 置的所述部分中电流流转存在至少一个故障时所述电子装置的所述部分会发射的磁场的 三个分量Bx、By、Bz的计算值的模块，-基于通过仿真计算的所述磁场的对应分量Bx、By、Bz的一组所述值，针对所述轴 ZZ’相对于所述面的每个位置(x，y)，通过仿真产生所述电子装置的所述部分的多个仿真图 像的模块，每个仿真图像对应于能够与所述实测图像以相同方式获得的图像。此外，有利地并根据本发明 -所述承纳支座被布置成能够承纳由三维电子组件形成的电子装置，-所述机构被配置成能够对所述探头进行取向，使得轴W正交于所述支座中承纳的电子组件的外表面之一。在第一变体中，有利地且根据本发明，用于承纳所述电子装置的支座相对于机架 是固定的，且其中所述机构被配置成能够相对于本机架枢转所述探头。在第二变体中，有利 地且根据本发明，相对于机架安装所述探头，从而相对于所述机架具有轴ZZ’的固定取向， 所述机构被配置成能够相对所述机架枢转用于承纳电子装置的支座，且借助于绞合电缆为 所述支座中承纳的电子装置供电。本发明还涉及一种测试方法和机器，其组合起来具有上述或下述特征的全部或一
些。 在阅读其若干优选实施例的以下描述后，本发明的其他目的、特征和优点将变得 显而易见，优选实施例仅作为非限制性范例给出并参考附图，其中

图1是根据本发明实施例的测试方法的总体流程图，图2为流程图，示出了根据本发明的用于通过图像比较探测和定位故障的方法，图3是根据本发明的测试机器的示意图，图4a和4b是图表，分别示出了用于测量值Bzl和Bz2的两个位置，图4b示出了 磁场分量By的计算，图5a为透视图，示出了电子组件的范例，图5b是示出了同一电子组件电路的分解 透视图，图6示出了根据本发明的方法在图5a和5b的电子组件上获得的实测图像范例，图7a，7b，7c是示出了电子组件电路中故障假设的三个范例的分解透视图，图8a， 8b,8c示出了对应模拟图像的范例。根据本发明的测试机器总体上由已知机器构成，该已知机器例如是磁式显微镜， 例如NE0CERA公司(美国马里兰州Beltsville)以参照Magma C30 销售的磁式显微镜，如 下所述改造这种机器以便执行根据本发明的方法。结果，下文仅描述本发明的主要特征和 特定特征，用于测试电子装置的机器的其他一般特征本身是已知的。根据本发明的测试机器4包括借助于机腿42放置于地板上的固定主机架41，其 特别承载着水平工作台43，在水平工作台43上安装了用于承纳要测试的电子装置39的承 纳支座44。机架41还承载着上方控制台45，控制台45在承纳支座44上方一定距离处承 载并引导单向磁场测量探头46，具体而言，该探头包括具有垂直轴(与支撑台43正交)的 SQUID传感器。测量探头46能够沿着相对于所述探头46固定的预定轴W传输表示分量 Bz的值的信号。在该实施例中轴ZZ’优选是垂直的，但决不禁止根据任何其他取向布置探 头46的轴，只要该轴ZZ’能够与承纳支座44交叉并因此与这一承纳支座44中布置的电子 装置交叉即可。根据本发明的测试机器4还包括被布置成能够彼此相对地放置和取向探头46，尤 其是轴ZZ’和承纳支座44中承纳和固定的电子装置的机构。该机构首先包括本身公知的电动模块(例如参考上述Magma C30 机器)，使得能 够沿着三个正交轴在平移中相互移动探头和承纳支座44，所谓沿着三个正交轴亦即，一方 面，在平行于台43的水平面(XX，，YY，)中，另一方面，平行于探头46的垂直轴ZZ，。例如， 这些电动位移和定位模块形成承载探头46的控制台45的一部分，该控制台45包括台架状 支座，该支座具有在两个水平横臂之间平移承载和引导的主要水平纵臂，探头46自身沿着主纵臂平移引导，包括用于垂直引导磁传感器的立柱，基于与编码器相关联的多个电动机 驱动各种运动以识别探头46的传感器相对于机架41的精确位置。承纳支座44包括用于固定电子装置的托架47、48，该托架包括两个水平并相互正 交的固定交搭(bracing)元件47，允许电子装置在水平平面中相对于承纳支座44固定不 动，另一方面，至少一个移动交搭元件48被安装为能够在固定交搭元件47之一前面相对于 台43水平移动，以便能够夹紧电子装置。该承纳支座44进一步由绕第一水平轴XX’枢转的第一台50的移动板49承载，第 一台50自身由绕正交于第一水平轴的第二水平轴YY’枢转的第二台52的移动板51承载， 使得承纳支座44能够根据关于水平轴XX’的预定角度α和/或根据关于水平轴ΥΥ’的预 定角度β相对于工作台43的水平面倾斜。每个枢轴台50、52都使得能够将承纳支座44关于对应水平轴XX’或YY的倾角α 或β保持固定。如所周知，这样的枢轴台50或52可以手动控制和/或由电动机驱动。根据 本发明的测试机器4还包括自动化控制单元40，一方面用于控制探头46和承 纳支座44在平移和倾斜中的各种运动，另一方面用于驱动机器的总体运行。这种自动化控 制单元40 —方面连接到测量探头46，另一方面连接到至少一个连接器53，连接器53可以 连接到承纳支座44中承载的电子装置。该自动化控制单元40包括计算机装置，计算机装 置特别包括大容量存储器，用于记录与探头46传输的信号对应的值。自动化控制单元40尤其被配置成能够形成预定测试信号，所述预定测试信号被 提供给承纳支座44中承纳的电子装置的输入端。这些测试信号是根据每个电子装置，以公 知的方式形成的，例如，利用CREDENCE SYSTEMC0RP0RATI0N公司(美国Milpitas)销售的参 照DlO的部件测试仪，这是自动化单元40的一部分。作为变体，可以与(例如，由Agitent TechnologiesFrance公司(法国Massy)销售的)电源电路、伏特计、安培计关联使用GPIB 型仪表驱动器软件(例如，法国National Instruments公司(法国Le Blanc-Mesnil)销 售的Labview 软件)。此外，如下所述，根据本发明的测试机器4被配置成能够基于单向磁探头46提供 的信号执行计算和数字处理操作，尤其是成像，以便执行根据本发明的测试方法。为了这么 做，可以通过任何适当方式对自动化计算机控制单元40进行编程以实现该目的。在根据本发明的方法的第一步骤10中，将要测试的电子装置39放到位置上并固 定于根据本发明的测试机器4的承纳支座44上。优选放置电子装置使得其大的主表面水 平向上取向。枢轴台50、52放置成角度α和β为零，承纳支座44和电子装置为水平的。然后使测量探头对于固定轴W在水平面中的每个位置都距电子装置距离d0，亦 艮口，对于该ZZ’的每一对坐标(x，y)，对电子装置发射的磁场的分量Bz进行第一次测量，电 子装置连接到连接器53，其在输入端被供应适当的测试信号，以在其电路中，至少在要测试 的本电路的部分中产生电流。然后获得并记录磁场分量Bz的第一值Bzl (x, y)。然后通过改变χ和y在水平平面中移动探头46，以便扫描整个电路，同时保持同样 的距离d0，针对每个位置(x，y)测量和记录磁场分量Bz的第一值Bzl (x，y)(步骤11)。选择在平面中执行的测量次数，即分量x(沿轴XX’)和坐标y (沿轴Ti，)的变化 增量，以便能够在步骤12中基于各种值Bzl (x，y)获得正交于轴ZZ’的平面中的二维图像， 其表示由电路的至少一个预定部分发射的磁场的分量Bz。可以通过公知的方式，例如利用集成到上述Magma C30 机器中的软件获得这样的图像。在后续步骤13中，枢转第一枢轴台50，因此承纳支座44和电子装置相对于轴XX’ 倾斜预定角度α，其值超过10°，优选在10°和30°之间。α的值大提高了计算结果的 精确度，但会干扰将探头46放在距电子装置适当距离d0。另一方面，维持β =0(关于轴 ΥΥ’无倾斜)。在这个位置，重复如上所述对磁场分量Bz的测量(步骤14)，同时保持测量探头 46的传感器距电子装置相同的距离d0，同时如在步骤11中那样扫描水平面的同一位置(X， y)。要指出的是，在沿着轴Ti，移动探头46时，必须要改变测量探头46相对于工作台43 的高度，以便在尽管有倾斜α的情况下也将探头保持在恒定距离d0。在步骤14期间，因此针对每个位置(X，y)测量和记录磁场分量Bz的第二值 Bz2(x, y)。从图4b可以看出，通过构造Bz2 = Bzl. cos α -By. sin α因此通过以下公式，在针对每个位置(x，y)的步骤15期间能够从其推断出磁场沿 轴YY’的分量By的值By= (Bzl. cos α-Bz2)/sin α 由自动化单元40记录磁场分量By的该值。同样地，在后续步骤16中，枢转第二枢轴台52，因此承纳支座44和电子装置相对 于轴ΥΥ’倾斜预定角度β，其值超过10°，优选在10°和30°之间。β的值大提高了计 算结果的精确度，但会干扰将探头46放在距电子装置适当距离d0。另一方面，复位α = 0(关于轴XX’无倾斜)。在这个位置，重复如上所述对磁场分量Bz的测量(步骤17)，同时保持测量探头 46的传感器距电子装置相同的距离d0，同时如在步骤11中那样扫描水平面的同一位置(X， y)。在沿着轴xX’移动探头46时，也必须要改变测量探头46相对于工作台43的高度，以 便在尽管有倾斜β的情况下也将探头保持在恒定距离d0。在步骤17期间，因此针对每个位置(X，y)测量和记录磁场分量Bz的第三值 Βζ3 (X，y) ο如前面那样Bz3 = Bzl. cos β -Bx. sin β 因此通过以下公式，在针对每个位置(x，y)的步骤18期间能够从其推断出磁场沿 轴XX，的分量Bx的值Bx = (Bzl. cos β-Bz3)/sin β由自动化单元40记录磁场分量Bx的该值。根据本发明对分量By和Bx的计算假设电子装置发射的磁场值不会被倾斜α或 β改变。在这里图示和描述的实施例中，移动承纳支座44并因而移动电子装置以便产生对 应的倾斜，优选利用端接于连接器53的绞合电缆54为电子装置供电，使得在该电缆54中 流动的电流不会由于倾斜而改变磁场。在备选实施例(未示出)中，相反可以保持承纳装置44和电子装置固定在水平面 中，并通过改变测量探头46的轴相对于机架41的取向获得关于轴XX’和ΥΥ’的倾角α和β，而在这样情况下通过枢轴活接头相对于控制台45安装该测量探头46，以便能够绕这些 轴倾斜。通过这种方式，所发射的磁场不被改变，因为在各测量步骤之间电子装置未移动。在测量和计算步骤10到18的结束，对于电子装置发射的磁场的每个分量Bx、By、 Bz，获得矩阵[Bx (X，y, d0)]、[By (χ, y, d0) ]、[Bz (χ, y, d0)]，其中针对每个位置(x，y)记 录所述分量Bx、By、Bz的值。可以用图像的形式使每个矩阵可视化，通过这种方式针对这三 个分量获得的实测图像表示电子装置中的电流流转，同时考虑到所有三维中的电流流转， 无论导线形状如何。如下文参考图2所述，接下来可以使用这种实测图像以便探测和定位电子装置电 路中的故障。在第一步骤21中，选择参考电子装置，其电路24作为参考电路，已知是无故障的 且对应于要测试的电子装置39的设计电路，其中预计会探测到可能的故障。在接下来的步骤22中，对参考电子装置执行根据本发明的测试方法的上述步骤 10到19，以便针对磁场的每个分量Bx、By、Bz获得矩阵和实测标准图象23。基于已知的参考电路24并利用例如适当的仿真软件，如CEDRAT Group公司(法 国Meylan)销售的Flux 3I> 有限元分析软件或RIPPL0N公司(加拿大Burnaby)销售的电 路元件软件BI0SAVART ，在步骤25中，计算参考电子装置会发射的磁场的各分量Bx、By、 Bz，然后，针对每个分量Bx、By、Bz，计算能够与实测图像以相同方式获得的仿真参考图像 26，但是基于先前通过仿真计算的磁场分量Bx、By、Bz。然后执行测试27，通过测试检查仿真的校准是正确的，亦即，仿真的参考图像26 对应于实测的参考图像23。如果情况不是这样的，重复仿真步骤25，同时校正参数。如果 认为测试27进行的比较是正确的，记录两个参考图像23和26之间的这种比较的结果28。用户(操作人员)然后对要测试的电子装置39的电路中可能存在故障做出若干 假设。每种假设由数据库30中的电路记录29表示。对于每条记录29，执行与前述仿真步 骤25相同的仿真步骤31，但利用包含记录29所表示的故障的电路执行。在这些仿真步骤 结束时获得仿真图像，即针对每个故障假设，即针对每条记录29 —幅仿真图像32。此外，在可能在仿真步骤31之前、之后或期间执行的步骤33中，利用要测试的电 子装置39执行根据本发明的测试方法的上述步骤10到19，以便获得本电子装置的实测图 像34。在接下来的步骤35中，将每幅仿真图像32与实测图像34进行比较，以便确定与 实测图像34具有最佳相关性的仿真图像32，S卩，与基于参考电子装置获得的结果28最接近 的比较结果。该比较35可以简单地由用户(操作人员)目视执行，或通过图像比较软件完 全自动执行，或由操作员在图像比较软件的辅助下以半自动组合方式执行。例如，可以借助 于DALSADigital Imaging公司(加拿大Burnaby)的图像处理软件WIT 进行该图像比较。于是，通过对电路中可能故障做出各种假设而获得的仿真图像的使用使得能够借 助于根据本发明的测试方法探测和定位电子装置中的故障，并且在这样做的同时通过对磁 场分量Bx、By、Bz的集成避免了任何分析计算。此外，由于在测量磁场的范围 中，电路的每一贡献都被增加到其他贡献上，所以在 根据本发明的整个方法中，能够避免测量和/或仿真电子装置的电子电路中不需要测试的 部分，尤其是因为这些部分必然是无故障的。
为了这样做，尤其可以通过从电子装置的实测图像34减去实测参考图像23来计 算差别实测图像，并通过从每幅仿真图像32减去仿真参考图像26来计算差别仿真图像，之 后仅对这些差别图像执行比较35。甚至可以仅在差别实测图像上具有非零值的部分上产生 仿真图像。通过这种方式，大大简化和加快了该方法。范例 在图5a的范例中，要测试的电子装置是由图5b中所示的七个矩形板的叠置体构 成的电子组件。该电子组件具有参考电子电路，在图5b中用沿着通过各板的导线的电流流 转-i、+i表示该参考电子电路。图6表示利用装备着SQUID传感器的Magma C30 机器根据本发明获得的实测参 考图像。图7a、7b、7c示出了电子电路中故障的三种假设，其可以由操作员创制，每个假设 由数据库30中对应电路的记录29表示。图8a、8b、8c是与实测图像以相同方式以图像形式表达的分量Bz的仿真图像，对 应于以上三种假设，一方面基于Flux 3D 有限元分析软件获得，该软件能够获得磁场不同 分量的各个矩阵。可以看出，接下来将仿真图像与根据本发明对有故障装置测量的图像进行比较， 基于这些仿真图像，能够找到与该实测图像，因而与故障对应最好的仿真图像。
权利要求
1.一种用于测试电子装置的方法，其中单向测量探头G6)测量由所述电子装置(39) 中至少一个电流流转发射的磁场，所述单向测量探头G6)能够提供表示所述磁场沿预定 轴^’的分量Bz的值的信号，所述预定轴ZZ’相对于所述探头是固定的，其中-将所述探头G6)放到所述电子装置的一个面的前方一距离d0处，为所述电子装置供 应电能和预定输入信号，所述预定输入信号被施加到所述电子装置的输入端子，对于所述 轴ZZ’相对于所述面的每个位置(x，y)，由所述探头G6)测量所述磁场沿所述轴W的分 量Bz的第一值Bzl并对其进行记录，-然后通过绕着与所述轴ZZ’正交的轴XX’根据小于90°的角幅度进行相对枢转使所 述探头G6)和所述电子装置彼此相对移动，将所述探头G6)保持在所述电子装置的同一 面的前方同一距离d0处，为所述电子装置供应电能和预定输入信号，对于所述轴W相对 于所述面的每个位置(X，y)，由所述探头G6)测量所述磁场沿所述轴ZZ’的分量Bz的第 二值Bz2并对其进行记录，-然后基于已经获得的所述第一值Bzl和所述第二值Bz2，针对所述轴W的每个位置 (χ，y)，确定所述磁场沿着与所述轴ZZ’和XX’正交的轴YY’的分量By的值并对其进行记 录。
2.根据权利要求1所述的方法，其中根据如下公式计算所述磁场的分量By的值By = (Bz 1. cos α -Bz2)/sin α 0
3.根据权利要求1和2中的一项所述的方法，其中-通过绕着所述轴ΥΥ’根据小于90°的角幅度进行相对枢转使所述探头G6)和所述 电子装置彼此相对移动，将所述探头G6)保持在所述电子装置的同一面的前方同一距离 do处，为所述电子装置供应电能和预定输入信号，对于所述轴W相对于所述面的每个位 置(X，y)，由所述探头G6)测量所述磁场沿所述轴ZZ’的分量Bz的第三值Bz3并对其进 行记录，-然后基于已经获得的所述第一值Bzl和所述第三值Bz3，针对所述轴ZZ’的每个位置 (χ，y)，确定所述磁场沿着所述轴XX’的分量Bx的值并对其进行记录。
4.根据权利要求3所述的方法，其中根据如下公式计算所述磁场的分量Bx的值Bx= (BzL cos3-Bz3)/sin β
5.根据权利要求1到4中的一项所述的方法，其中-基于该电子装置发射的磁场的三个分量Bx、By、Bz之一来形成所述电子装置(39)的 至少一部分的图像，称为实测图像(34)，所述三个分量是基于所述探头06)针对所述探头 的轴ZZ’相对于所述面的不同位置(X，y)提供的测量所确定的，-基于针对所述轴ZZ’相对于所述面的每个位置(X，y)仿真计算出的、在该电子装置 (39)的所述部分中的电流流转存在至少一个故障时该电子装置(39)会发射的磁场的对应 分量Bx、By、Bz的值，通过仿真形成所述电子装置(39)的所述部分的多个仿真图像(32)， 每个仿真图像对应于能够与所述实测图像以相同方式获得的图像，-将所述仿真图像(3 与所述实测图像(34)进行比较。
6.根据权利要求5所述的方法，其中用于比较的所述电子装置(39)的所述部分的实测 图像，对应于基于参考电子装置整体发射的磁场的对应分量Bx、By、Bz获得的图像和基于要测试的电子装置(39)整体发射的磁场的对应分量Bx、By、Bz获得的图像的减影，所述参 考电子装置对应于要测试但没有故障的电子装置(39)，所述参考电子装置整体发射的磁场 的对应分量是针对所述轴ZZ’相对于所述面的每个位置(X，y)测量的，所述要测试的电子 装置(39)整体发射的磁场的对应分量也是针对所述轴ZZ’相对于所述面的每个位置(x，y) 测量的，且其中每个仿真图像是通过对如下图像进行减影形成的，即通过对针对所述轴ZZ’ 相对于所述面的每个位置(χ，y)，基于仿真计算的所述参考电子装置整体会发射的磁场的 对应分量Bx、By、Bz的值获得的图像，和针对所述轴W相对于所述面的每个位置(X，y)， 基于仿真计算的存在至少一个故障的情况下所述电子装置(39)整体会发射的磁场的对应 分量Bx、By、Bz的值获得的图像进行减影形成的。
7.根据权利要求1到6中的一项所述的方法，其中使用包括传感器的测量探头(46)， 所述传感器是从SQUID传感器和磁阻传感器中选择的。
8.根据权利要求1到7中的一项所述的方法，其中所述电子装置(39)为三维电子组 件，为了测量所述第一值Bzl，对所述探头(46)进行取向，使得所述轴ZZ’与该电子组件的 外表面之一正交。
9.根据权利要求1到8中的一项所述的方法，其中通过根据大于10°且小于45°的角 幅度，尤其是介于10°和30°之间的角幅度进行相对枢转，使所述探头(46)和所述电子装 置(39)彼此相对移动。
10.一种用于测试电子装置(39)的机器，包括_单向测量探头(46)，所述单向测量探头(46)能够提供表示由所述电子装置(39)中 至少一个电流流转在所述探头(46)附近发射的磁场沿预定轴ZZ’的分量Bz的值的信号， 所述预定轴ZZ’是相对于所述探头固定的，-用于承纳电子装置(39)的支座(44)、以及用于为该电子装置(39)供应电能和预定 输入信号的模块(53，54)，其中所述预定输入信号被施加到所述电子装置(39)的输入端 子，-适于彼此相对地放置所述探头(46)和所述承纳支座(44)中承纳的电子装置(39)的 机构，_用于记录与所述探头(46)提供的信号对应的值的模块(40)，其中-所述机构被配置成能够针对所述轴ZZ’相对于所述电子装置的每个位置(X，y)， 通过绕正交于所述轴ZZ’的轴XX’根据小于90°的角幅度进行相对枢转，来改变所述探头 (46)和所述电子装置(39)相互间的取向，所述探头(46)被保持在所述电子装置(39)的同 一面的前方一距离d0处，_所述测试机器包括计算模块(40)，所述计算模块被配置成针对所述轴ZZ’的每个位 置(χ，y)，基于在所述探头(46)和所述电子装置(39)相对于所述轴XX’的第一相对角位 置下所述探头(46)测量的沿轴ZZ’的磁场分量Bz的第一值Bzl、以及在所述探头(46)和 所述电子装置(39)相对于所述轴XX’的第二相对角位置下所述探头(46)测量的沿轴ZZ’ 的磁场分量Bz的第二值Bz2，并且在相同距离d0处，确定并记录所述磁场沿正交于所述轴 ZZ'和XX’的轴YY’的分量By的值，相对于所述轴XX’的所述第一角位置和所述第二角位 置彼此分隔小于90°的角度。
11.根据权利要求10所述的机器，其中所述机构被配置成能够通过绕所述轴YY’根据 小于90°的角幅度进行相对枢转来改变所述探头(46)和所述电子装置(39)相互间的取 向，所述探头(46)被保持在所述电子装置(39)的同一面的前方一相同距离d0处，且其中 所述计算模块(40)被配置成针对所述轴ZZ’的每个位置(X，y)，基于在所述探头(46)和 所述电子装置(39)相对于所述轴YY’的第一相对角位置下所述探头(46)测量的沿所述 轴ZZ’的磁场分量Bz的第一值Bzl、以及在所述探头(46)和所述电子装置(39)相对于所 述轴YY’的第二相对角位置下所述探头(46)测量的沿所述轴W的磁场分量Bz的第三值 Bz3，并且在相同距离d0处，确定并记录所述磁场沿所述轴XX’的分量Bx的值，相对于所述 轴YY’的所述第一角位置和所述第二角位置彼此分隔小于90°的角度。
12.根据权利要求10和11之一所述的机器，还包括-基于该电子装置发射的磁场的三个分量Bx、By、Bz之一来产生称为实测图像的图像 的模块，所述三个分量是基于所述探头(46)针对所述探头的轴ZZ’相对于所述面的不同位 置(X，y)提供的测量所确定的，-用于针对所述轴ZZ’相对于所述面的每个位置(x，y)，通过仿真计算在所述电子装置 (39)的所述部分中电流流转存在至少一个故障时所述电子装置(39)的所述部分会发射的 磁场的三个分量Bx、By、Bz的计算值的模块(40)，-基于通过仿真计算的所述磁场的对应分量Bx、By、Bz的一组所述值，针对所述轴ZZ’ 相对于所述面的每个位置(x，y)，通过仿真产生所述电子装置(39)的所述部分的多个仿真 图像的模块，每个仿真图像对应于能够与所述实测图像以相同方式获得的图像。
13.根据权利要求10到12之一所述的机器，其中所述探头(46)包括从SQUID传感器 和磁阻传感器中选择的传感器。
14.根据权利要求10到13之一所述的机器，其中_所述承纳支座(44)被布置成能够承纳由三维电子组件形成的电子装置(39)，-所述机构被配置成能够对所述探头(46)进行取向，使得轴ZZ’正交于所述支座(44) 中承纳的电子组件的外表面之一。
15.根据权利要求10到14之一所述的机器，其中用于承纳所述电子装置(39)的支座 (44)是相对于机架(41)固定的，并且其中所述机构被配置成能够相对于该机架(41)枢转 所述探头(46)。
16.根据权利要求10到14之一所述的机器，其中相对于机架(41)安装所述探头(46)， 从而使轴ZZ’相对于所述机架(41)具有固定取向，其中所述机构被配置成能够相对所述机 架(41)枢转用于承纳所述电子装置(39)的支座(44)，并且其中借助于绞合电缆(54)为所 述支座(44)中承纳的电子装置(39)供电。
全文摘要
本发明涉及一种用于测试电子装置的方法和机器，其中由单向测量探头(46)测量所发射的磁场，其特征在于由探头(46)测量沿轴ZZ’的磁场分量Bz的第一值(Bz1)并对其进行记录，然后通过绕着与所述轴ZZ’正交的轴XX’根据小于90°的角幅度相对枢转使所述探头(46)和所述电子装置彼此相对移动，同时针对轴ZZ’的每个位置(x，y)保持在同一距离d0处，由探头(46)测量沿轴ZZ’的磁场分量Bz的第二值(Bz2)并对其进行记录，然后基于已经获得的第一值Bz1和第二值Bz2确定所述磁场沿着与所述轴ZZ’和XX’正交的轴YY’的分量By的值并对其进行记录。
文档编号G01R31/265GK102105806SQ200980129201
公开日2011年6月22日 申请日期2009年6月24日 优先权日2008年6月25日
发明者P·佩迪 申请人:法国国家太空研究中心