專利名稱：自動多探針印刷電路板測試設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測試印刷電路板的自動設(shè)備的新結(jié)構(gòu)和一種新測試方法，這種自動測試設(shè)備和測試方法可用于探測印刷電路板的缺陷。被測印刷電路板可以是單面的，雙面的，多層的，穿孔安裝型的，或表面安裝型的印刷電路板。
探測印刷電路板的短路或開路并根據(jù)一個已知的標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)被測試印刷電路板的電氣特征是在印刷電路板生產(chǎn)過程中保證質(zhì)量的一個重要環(huán)節(jié)。
目前市場上用于探測印刷電路板的短路或開路的測試設(shè)備可以分為兩種基本類型一種是接觸型，另一種是非接觸型。傳統(tǒng)的飛針型測試設(shè)備屬于接觸型，它通常有兩個能在X和Y方向上獨(dú)立地移動的探針。要探測一個印刷電路網(wǎng)路的開路，(一個印刷電路由多個網(wǎng)路組成，而一個網(wǎng)路由多個支路構(gòu)成，)這兩個探針必須一對一對地接觸這個網(wǎng)路的每一個支路的端頭并進(jìn)行測試。而要探測一個網(wǎng)路的短路不是一個直接了當(dāng)?shù)牟僮鳌Ｊ紫缺仨毚_定所有的與被測網(wǎng)路相臨的網(wǎng)路，然后兩個探針必須分別接觸所有相臨的網(wǎng)路，也是一對一對地進(jìn)行測試。很顯然，這種測試過程非常費(fèi)時和低效。有些飛針型測試設(shè)備使用多個可在X或Y方向上獨(dú)立移動的探針來提高測試速度。但是，可移動的探針的數(shù)量受價(jià)格和空間的限制，因?yàn)槊總€可移動的探針至少需要一個高精度的反饋控制的驅(qū)動器或伺服定位系統(tǒng)；并且，把大量的可移動的探針安裝在一個小區(qū)域內(nèi)來測試單獨(dú)的一塊被測印刷電路板是不現(xiàn)實(shí)的。
還有些飛針型測試設(shè)備使用可移動的探針從被測試印刷電路板的各支路端頭上測量被測試印刷電路板的網(wǎng)路與一塊共同導(dǎo)電板之間的電容。這塊共同導(dǎo)電板被安裝在被測試印刷電路板的一面，而可移動的探針被安裝在被測試印刷電路板的另一面，Robert W.Wedwick在一篇題為“根據(jù)電容來測試導(dǎo)通性”的文章中對這種測試方法作了描述。文章被發(fā)表在《電路制造》1974年11月，第60-61頁。這種測試方法也被專利權(quán)人Larry W.Webb發(fā)表在美國專利No.3975680，以及被專利權(quán)人Robert P.Burr等人發(fā)表在美國專利No.4565966。但是，通常共同導(dǎo)電板與在移動探針一側(cè)的被測試印刷電路板的網(wǎng)路之間的電容非常小，特別是當(dāng)測量一個在移動探針一側(cè)的很細(xì)很短的與共同導(dǎo)電板一側(cè)的電路沒有任何聯(lián)接的網(wǎng)路時，要快速取得可靠的測量是非常困難的。
另一種接觸型測試設(shè)備把許多探針裝在一個測試夾具中進(jìn)行測試。這種測試設(shè)備克服了飛針型測試設(shè)備的缺點(diǎn)，但需要很長的時間去制造或準(zhǔn)備測試夾具，并且受印刷電路板電路間距的限制。因?yàn)橛糜跍y試小間距印刷電路板的探針非常脆弱，在生產(chǎn)過程中不耐用。另一方面，非接觸型的印刷電路板的測試設(shè)備用視覺圖像技術(shù)或X-射線圖像技術(shù)來探測印刷電路板的短路或開路。但是視覺圖像技術(shù)只能用于測試單層的印刷電路板。而X-射線圖像技術(shù)只能用于幫助檢驗(yàn)人員用視覺觀察多層印刷電路板，所以這種測試過程不是自動化的，通常非接觸型的印刷電路板的測試設(shè)備比接觸型的印刷電路板的測試設(shè)備要昂貴得多。
我發(fā)現(xiàn)以上所說的傳統(tǒng)的測試設(shè)備的缺點(diǎn)可以被本發(fā)明的測試設(shè)備所克服。本發(fā)明的測試設(shè)備具有大量的集成化的電磁驅(qū)動的探針以及兩塊信號激勵板。這兩塊信號激勵板被分別安裝在被測印刷電路板的兩面，并通過板間電容耦合將高頻信號注入被測印刷電路板的電路。集成化的電磁驅(qū)動的探針被安裝在上部信號激勵板上，呈兩維矩陣分布。上部信號激勵板被鉆有許多小孔，使集成化的電磁驅(qū)動的探針頭可以通過小孔接觸被測試印刷電路板，并從印刷電路板上的所有支路端頭采集信號。所采集的信號被用于綜合成被測試印刷電路板的電氣特征。被測試印刷電路板的電氣特征與一個已知是無缺陷的同類印刷電路板的電氣特征相比較，從而可以判斷被測試印刷電路板是否有短路或開路。由于大量的集成化的電磁驅(qū)動的探針可以同時采集信號，并且每個探針只需從被測印刷電路板的一個小區(qū)域中采集信號，本發(fā)明的印刷電路板的自動測試設(shè)備與傳統(tǒng)的飛針型測試設(shè)備相比較可以大大提高測試速度，同時保持了測試多層印刷電路板的能力。另一方面，所發(fā)明的印刷電路板的自動測試設(shè)備與非接觸型的印刷電路板的測試設(shè)備相比要便宜得多。因?yàn)楹笳?用視覺圖像技術(shù)或X-射線圖像技術(shù)的測試設(shè)備)需要很高的圖像掃描精度和分辨能力，并且需要高速，大容量，和昂貴的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，以及復(fù)雜的軟件來處理龐大的圖像測試數(shù)據(jù)，所以非常昂貴。
以下對于本發(fā)明的一個實(shí)施例的詳細(xì)圖解將會使以上所說的本發(fā)明的優(yōu)越性明顯化。


圖1-圖6用于說明本發(fā)明的一個實(shí)施例。圖1是這個實(shí)施例的裝配圖，圖2是這個實(shí)施例的右視圖，圖3是圖1中探針裝配箱以及有關(guān)部件的局部剖視圖，圖4是圖3中通過線A-A的剖視圖，用于顯示在上部信號激勵板上的呈兩維矩陣分布的小孔，圖5是顯示兩條印刷電路的支路被一個短路所聯(lián)接，圖6顯示一條印刷電路的支路被一個開路所分割，在以下對本發(fā)明的實(shí)施例的詳述中同一個部件在不同視圖中用同一個數(shù)字或符號來表示。
圖1和圖2顯示本發(fā)明的一個實(shí)施例，它包括一個固定于支架9的探針裝配箱1，支架9安裝在Z拖板10上，而Z拖板10被安裝在構(gòu)架8上；一個安裝于探針裝配箱1底部的上部信號激勵板3；一個固定于Y拖板11頂部的夾具臺(或真空夾具臺)6；一個安裝在夾具臺上的下部信號激勵板4，下部信號激勵板4與夾具臺6之間是電氣絕緣的。Y拖板11被安裝在X拖板12的頂部，而X拖板12和構(gòu)架8被固定于基座7上。被測印刷電路板5被安置于下部信號激勵板4上，位于上部信號激勵板3下面。上，下部信號激勵板3和4由導(dǎo)電材料制成，其表面附有電介質(zhì)27。集成化的電磁驅(qū)動的探針31被裝配于探針裝配箱1中。X，Y，和Z拖板分別附有位移傳感器，并分別由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動。步進(jìn)電機(jī)以及探針裝配箱1中的電路被聯(lián)接到一個微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(圖中沒有顯示)，以實(shí)現(xiàn)，X，Y，和Z拖板的反饋控制，信號采集，以及數(shù)據(jù)分析的測試過程。
圖3顯示探針裝配箱1的一個局部剖視圖以及有關(guān)部件。探針裝配箱1有一個頂蓋2和箱壁29，它是一個集成化的電磁驅(qū)動的探針總成的外殼。集成化的電磁驅(qū)動的探針總成包括大量的安裝在上部信號激勵板3上的集成化的電磁驅(qū)動的探針31，一塊裝配在集成化的電磁驅(qū)動的探針31上部的接地板14，以及一塊安裝在接地板14上面的傳感器信號放大電路板13。如圖3和圖4所示，集成化的電磁驅(qū)動的探針31被安裝在上部信號激勵板3和接地板14之間，呈兩維矩陣分布，即在一個與被測印刷電路板5的表面相平行的平面內(nèi)，在X和Y方向上等距離地分布。上部信號激勵板3被鉆有許多小孔33，每個探針頭22對準(zhǔn)一個小孔33，使探針頭22可以通過小孔33接觸被測印刷電路板5，并從被測印刷電路板5上的支路端頭采集信號。(小孔33的尺寸應(yīng)盡可能小以減小遺漏的激勵面積，但又足夠大以避免探針頭22在通過小孔33接觸被測印刷電路板5并采集信號時不接觸上部信號激勵板3。)探針頭22上附有一個絕緣環(huán)17和一個鐵環(huán)18。當(dāng)電磁線圈24通電時，鐵環(huán)18被電磁力吸引并驅(qū)動探針頭22向下運(yùn)動。當(dāng)電磁線圈24斷電時，探針頭22被彈簧19舉起。絕緣環(huán)17把探針頭22和鐵環(huán)18絕緣開來。塑料軸承21和端蓋16給探針頭22起導(dǎo)向作用。探針頭22由導(dǎo)電材料制成，或者用鍍有單根或雙根導(dǎo)線的絕緣塑料制成。導(dǎo)線用于聯(lián)接探針頭22的頭部和尾部。單根導(dǎo)線的探針頭22可與單端輸入的前置信號放大器聯(lián)接，雙根導(dǎo)線的探針頭22可與雙端輸入的差動前置信號放大器聯(lián)接。一個管形鐵芯32被用于增強(qiáng)電磁線圈的磁力線密度。一個用(非導(dǎo)磁材料)黃銅或鋁制成的管形外殼15被用于裝配電磁線圈24。在黃銅管形外殼15內(nèi)，在管形鐵芯32和附在探針頭22上的絕緣環(huán)17和鐵環(huán)18之間，氣室被形成。當(dāng)探針頭22被驅(qū)動作快速往復(fù)運(yùn)動時，氣室中的空氣作用于附在探針頭22上的絕緣環(huán)17和鐵環(huán)18上，阻尼探針頭22的運(yùn)動，防止反彈，并穩(wěn)定探針頭22與被測印刷電路板5的接觸。傳感器信號放大電路板13被絕緣墊圈26，螺栓25，螺帽30，和絕緣塑料管28安裝于接地板14上，用于信號放大，數(shù)據(jù)采集，以及控制電磁驅(qū)動的探針31。接地板14把傳感器信號放大電路板13和上部信號激勵板3隔離開來。被接地板14裝配的管形鐵芯32以及黃銅管形外殼15也把探針頭22與上部信號激勵板3隔離開來，以避免電磁干擾。接頭20用于聯(lián)接探針頭22與被安裝在傳感器信號放大電路板13上的前置信號放大器。
本發(fā)明的自動測試過程被說明如下第一，被測印刷電路板5被安放在下部信號激勵板4上，并由定位針23定位；第二，X拖板12帶動被測印刷電路板5使整個被測印刷電路板5被上部信號激勵板3所覆蓋；然后Z拖板10驅(qū)動探針裝配箱1并自動調(diào)整上部信號激勵板3與被測印刷電路板5之間的間隙。當(dāng)適當(dāng)?shù)拈g隙被調(diào)整好后，高頻電源被接通到上，下部信號激勵板3，4上，并通過板間電容耦合激勵被測印刷電路板5上的導(dǎo)體電路。然后X拖板12和Y拖板11開始帶動被測印刷電路板5按照被測印刷電路板的座標(biāo)網(wǎng)格的尺寸一步一步地，一行一行地進(jìn)行掃描。被測印刷電路板5的位移步長與座標(biāo)網(wǎng)格的尺寸相吻合，并且每個探針頭22的掃描行的長度等于按照二維矩陣分布的兩個相臨的探針頭22之間的距離。(座標(biāo)網(wǎng)格是一種標(biāo)準(zhǔn)的座標(biāo)尺寸系統(tǒng)，它以0.1，0.05，0.025或別的以0.005英寸為倍數(shù)的單位長度作為優(yōu)先選擇的單位長度，用于標(biāo)注印刷電路板的所有的孔，測試點(diǎn)，和總體尺寸。)每當(dāng)掃描到一行的端頭，X拖板12驅(qū)動被測印刷電路板5到下一個掃描行。然后Y拖板11繼續(xù)驅(qū)動被測印刷電路板5向相反的方向一步一步地進(jìn)行一行的掃描。由于(根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)MIL-STD-275E，MIL-STD-2118，和IPC-C-300G所推薦)被測印刷電路板5上的所有的支路端頭都位于標(biāo)準(zhǔn)座標(biāo)網(wǎng)格的交點(diǎn)上，所以被測印刷電路板5上的每一個支路端頭都有機(jī)會與探針頭22相對準(zhǔn)。當(dāng)某一個或多個支路端頭與探針頭22瞬時相對準(zhǔn)時，對應(yīng)的集成化的被電磁驅(qū)動的探針31通電，使探針頭22接觸支路端頭并從其上采集信號。為了實(shí)現(xiàn)這一掃描和信號采集過程，被測印刷電路板5上的所有支路端頭的X-Y座標(biāo)被存儲于一個微型計(jì)算機(jī)的存儲器中，因此微型計(jì)算機(jī)在任何瞬時都知道哪些支路端頭與探針頭22相對準(zhǔn)，并驅(qū)動那些探針頭22從對應(yīng)的支路端頭上采集信號。在信號被采集之后，電磁線圈24斷電，探針頭22被彈簧19舉起從而脫離與被測印刷電路板5的接觸。這個測試過程持續(xù)進(jìn)行，直到被測印刷電路板5上的所有的支路端頭上的信號被采集完為止。然后夾具臺6從上部信號激勵板3下面的測試區(qū)退出，以便更換被測印刷電路板5。如果被測印刷電路板5是雙面型的，當(dāng)其第一面被測試完后，應(yīng)將其翻面，以便測試所有網(wǎng)路的支路端頭。但是，如果一個支路端頭，比如說一個鍍有導(dǎo)體的穿孔，可以從任何一面測試的話，那么只需從一面進(jìn)行測試。這里應(yīng)指出，在這個測試過程中每個電磁驅(qū)動的探針31可以同時地，獨(dú)立地采集信號，并且只需從被測印刷電路板5的一個以四個相臨的探針頭22為頂角的(約6.25平方厘米的)長方形的小區(qū)域中的支路端頭上采集信號。一個支路端頭被定義為被測印刷電路板5上的只有一個支路入口的結(jié)點(diǎn)。如果一個結(jié)點(diǎn)有兩個或兩個以上的支路入口，即使它們從被測印刷電路板5的不同的面或不同的層與該結(jié)點(diǎn)相聯(lián)接，那么該結(jié)點(diǎn)也不是一個支路端頭。
本發(fā)明的測試過程是基于以下原理被測印刷電路板5上的每個導(dǎo)體網(wǎng)路都與上，下部信號激勵板3，4之間有一個本征的耦合電容。從原理上說，這個本征的耦合電容與該網(wǎng)路與上，下部信號激勵板3，4之間的有效耦合面積成正比。而從被測印刷電路板5的某一支路端頭上采集的信號幅值與該支路端頭所在網(wǎng)路的本征的耦合電容成正比。如果這個網(wǎng)路有短路或開路，其有效耦合面積必發(fā)生變化，從而使這個網(wǎng)路的所有支路端頭上的信號幅值發(fā)生變化。因此從一個支路端頭上所采集的信號是這個網(wǎng)路的一個電氣特征，它可以被用作判斷該網(wǎng)路是否有短路或開路的依據(jù)。一個被測印刷電路板5的所有網(wǎng)路的電氣特征構(gòu)成該被測印刷電路板5的綜合電氣特征。用這綜合電氣特征與一個已知是無缺陷的同類印刷電路板的綜合電氣特征相比較，從而可以判斷被測印刷電路板5是否有短路或開路。這里需指出，這個探測短路或開路的方法要求從被測印刷電路板5的每一個支路端頭上采集信號來構(gòu)成該被測印刷電路板5的綜合電氣特征。因?yàn)橐粋€網(wǎng)路的短路或開路不一定對該網(wǎng)路的每一個支路端頭上的信號幅值都有顯著的影響，但至少對其中的一個支路端頭上的信號幅值有顯著的影響。圖5和圖6顯示兩個簡單的例子，用以說明這種影響。圖5顯示兩條印刷電路的支路被一個短路所聯(lián)接，圖6顯示一條印刷電路的支路被一個開路所分割。在這兩個例子中，短路或開路只對箭頭所指的支路端頭有顯著的影響。事實(shí)上可以作一個結(jié)論由短路或開路所引起的網(wǎng)路的有效耦合面積的最大變化比其原來的有效耦合面積的一半要大。相似的結(jié)論也可以從對雙面型的或多層的印刷電路板的網(wǎng)路分析中得出。因此，一個用于探測被測印刷電路板5的短路或開路的判據(jù)可陳述如下如果一個被測印刷電路板的某個網(wǎng)路的電氣特征不同于另一個已知是無缺陷的同類印刷電路板的對應(yīng)網(wǎng)路的電氣特征，并且差值大于50％，那么該被測印刷電路板有短路或開路。
這里所說的電氣特征的差值計(jì)算如下電氣特征的差值＝｜A-B｜/B式中A是從被測印刷電路板5的某一網(wǎng)路的支路端頭上采集的信號幅值；B是從已知是無的同類印刷電路板的對應(yīng)網(wǎng)路的支路端頭上采集的信號幅值。
這是一個保守的判據(jù)，假定短路或開路不同時在臨近一個支路端頭的部位發(fā)生。但是這個作為判據(jù)的百分?jǐn)?shù)可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需要進(jìn)行修正。由于這個判據(jù)是基于被測印刷電路板5與一個已知是無缺陷的同類印刷電路板的電氣特征的顯著差別，所以它對電噪聲的干擾不敏感。
由于由短路或開路所引起的被測印刷電路板5上的網(wǎng)路的有效耦合面積的變化與其原來的有效耦合面積的大小成正比，因此增大被測印刷電路板的網(wǎng)路的有效耦合面積可以提高測試系統(tǒng)的靈敏度。這就說明本發(fā)明用上，下部兩塊信號激勵板3，4來增大被測印刷電路板5上的網(wǎng)路的有效耦合面積的優(yōu)越性。
在圖4所顯示的本發(fā)明的實(shí)施例中，總共有576(24×24)個集成化的電磁驅(qū)動的探針31被裝配在上部信號激勵板3上，探針頭22呈兩維矩陣分布，間距為2.5厘米。但別的探針總數(shù)或間距也可行。
在圖1和圖2所顯示的本發(fā)明的實(shí)施例中，探針裝配箱1被固定于支架9上，并由Z拖板10驅(qū)動以便調(diào)整上部信號激勵板3與被測印刷電路板5之間的氣隙。但如果需要的話，探針裝配箱1也可以被鉸接在支架8上，并由自動回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動，轉(zhuǎn)上或轉(zhuǎn)下，以便安裝和更換被測印刷電路板5。而對于每一種被測印刷電路板5，上部信號激勵板3與被測印刷電路板5之間的氣隙可以用手一次調(diào)整好。
在圖3所顯示的本發(fā)明的實(shí)施例中，只有一塊傳感器信號放大板13被安裝在接地板14上并與接地板14相平行，用于信號放大和數(shù)據(jù)采集。但如果需要的話多塊傳感器信號放大板13可被安裝在接地板14上并與接地板14相垂直，用于信號放大和數(shù)據(jù)采集。
雖然本發(fā)明涉及一個接觸型的探測印刷電路板的短路或開路的設(shè)備，集成化的電磁驅(qū)動的探針31可以被電容性傳感器所取代，從而構(gòu)成非接觸型測試設(shè)備。這種改變需用不同的探測短路或開路的判據(jù)，并會導(dǎo)致不同的測試系統(tǒng)特征，但測試設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)不變。
雖然本發(fā)明的特征已由它的一個實(shí)施例和附圖所說明。內(nèi)行的人顯然可以對其作各種各樣的修改。但應(yīng)指出，除非所作的修改具有不同的特征，都應(yīng)包括在本發(fā)明所要求的專利保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種自動測試設(shè)備；這種自動測試設(shè)備可用于探測印刷電路板的短路或開路，并可根據(jù)一個已知的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)證被測試印刷電路板電氣特征；這種自動測試設(shè)備由如下部件組成(a)兩塊表面附有電介質(zhì)的信號激勵板，被安放在被測試印刷電路板的兩面，通過兩信號激勵板與被測試印刷電路板之間的電容耦合將高頻信號注入被測印刷電路板，其中一塊信號激勵板被鉆有許多小孔，被放在被測試印刷電路板的上面，稱為上部信號激勵板，另一塊信號激勵板被放在被測試印刷電路板的下面，稱為下部信號激勵板；(b)一個集成化的電磁驅(qū)動的探針總成，包括大量的(至少4個)電磁驅(qū)動的探針，它們被安裝在上部信號激勵板上，呈兩維矩陣分布，在一個平行于被測試印刷電路板表面的平面內(nèi)，在X和Y方向上等距離地分布，電磁驅(qū)動的探針可以在Z方向上被獨(dú)立地驅(qū)動，從被測印刷電路板上的支路端頭采集信號，但不能在X和Y方向上獨(dú)立地移動；(c)一塊或多塊傳感器信號放大板，它屬于集成化的電磁驅(qū)動的探針總成的一個部件，用于信號放大和數(shù)據(jù)采集；(d)被電機(jī)驅(qū)動的X和Y拖板，用于驅(qū)動被測印刷電路板和下部信號激勵板，按照一步一步，一行一行的順序，跟隨被測印刷電路板的座標(biāo)網(wǎng)格在X和Y方向上移動，因此，安裝在上部信號激勵板上的集成化的電磁驅(qū)動的探針可以從與探針頭瞬時相對準(zhǔn)的被測印刷電路板的支路端頭上采集信號，以實(shí)現(xiàn)掃描，信號采樣，和數(shù)據(jù)采集的測試過程；(e)一個調(diào)節(jié)裝置，用于調(diào)整并保持上部信號激勵板與被測印刷電路板之間的氣隙；(f)一個安裝在X和Y拖板上的夾具臺；(g)用于把被測印刷電路板安放到下部信號激勵板上并使其定位的裝置，以及把被測印刷電路板從下部信號激勵板上拆下來的裝置；(h)用于數(shù)據(jù)采集，分析，并驗(yàn)證被測試印刷電路板電氣特征的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
2.權(quán)利要求1中所定義的自動測試設(shè)備，其中每一個電磁驅(qū)動的探針由如下原件組成一個用非導(dǎo)磁材料制成的管形外殼，一個管形鐵芯，一個線圈繞組，一個附有絕緣環(huán)和鐵環(huán)的探針頭，一個彈簧，以及用絕緣塑料做成的導(dǎo)向軸承和端蓋。當(dāng)線圈繞組通電時，探針頭被驅(qū)動向下運(yùn)動；當(dāng)線圈繞組斷電時，探針被彈簧舉起。
3.權(quán)利要求1和2所定義的自動測試設(shè)備，其中在每一個電磁驅(qū)動的探針中，在用非導(dǎo)磁材料制成的管形外殼內(nèi)，在管形鐵芯和附在探針頭上的絕緣環(huán)和鐵環(huán)之間，氣室被形成。當(dāng)探針頭被驅(qū)動作快速往復(fù)運(yùn)動時，氣室中的空氣作用于探針頭上的絕緣環(huán)和鐵環(huán)，阻尼探針頭的運(yùn)動，防止反彈，并穩(wěn)定探針頭與被測印刷電路板的接觸。
4.權(quán)利要求1所定義的自動測試設(shè)備，其中集成化的電磁驅(qū)動的探針總成由如下部件組成(a)大量的(至少4個)電磁驅(qū)動的探針，它們被安裝在上部信號激勵板上，呈兩維矩陣分布，在一個平行于被測試印刷電路板表面的平面內(nèi)，在X和Y方向上等距離地分布，電磁驅(qū)動的探針可以在Z方向上被獨(dú)立地驅(qū)動，從被測印刷電路板的支路端頭上采集信號，但不能在X和Y方向上獨(dú)立地移動；(b)被鉆有許多小孔的上部信號激勵板；(c)一塊或多塊傳感器信號放大板，它們被安裝在集成化的電磁驅(qū)動的探針的上部，很接近電磁驅(qū)動的探針；(d)一塊接地板，它被安裝于傳感器信號放大板和集成化的電磁驅(qū)動的探針之間，用于裝配電磁驅(qū)動的探針并起屏蔽作用，避免上部信號激勵板與傳感器信號放大板之間的信號干擾；(e)用于把上部信號激勵板，電磁驅(qū)動的探針，接地板，和傳感器信號放大板組裝起來并絕緣開來的絕緣件和緊固件；(f)一個探針裝配箱，用作集成化的電磁驅(qū)動的探針總成外殼，并把集成化的電磁驅(qū)動的探針總成與調(diào)節(jié)裝置聯(lián)接起來。
5.權(quán)利要求1和4所定義的自動測試設(shè)備，其中上部信號激勵板被固定于探針裝配箱的底部，其上被鉆有許多小孔。上部信號激勵板上的小孔與探針相對準(zhǔn)，每個探針頭對準(zhǔn)一個小孔，因此探針頭可以被驅(qū)動通過小孔接觸被測印刷電路板上的支路端頭并采集信號。
6.權(quán)利要求1和4所定義的自動測試設(shè)備，其中上部信號激勵板被鉆有許多小孔。小孔尺寸盡可能地小，從而減小被遺漏的激勵面積，但又足夠地大，因此當(dāng)探針頭通過小孔接觸被測印刷電路板上的支路端頭并采集信號時不會接觸上部信號激勵板。
7.權(quán)利要求1所定義的自動測試設(shè)備，其中下部信號激勵板被固定在夾具臺上，而夾具臺被固定在被電機(jī)驅(qū)動的X和Y拖板上。下部信號激勵板和夾具臺上有定位裝置，因此被測印刷電路板可以被安放在下部信號激勵板上的一個確定的位置上。
8.一種用于探測印刷電路板的短路或開路的方法，包括如下步驟(a)把上部信號激勵板和下部信號激勵板安放在被測試印刷電路板的兩面，并通過兩信號激勵板與被測試印刷電路板之間的電容耦合將高頻信號注入被測印刷電路板的電路中；(b)用大量的集成化的電磁驅(qū)動的探針從被測印刷電路板的所有的支路端頭上采集信號；(c)每個電磁驅(qū)動的探針只從被測印刷電路板上的一個以四個相臨的探針頭為頂角的小區(qū)域中的支路端頭上采集信號；(d)用被電機(jī)驅(qū)動的X和Y拖板帶動被測印刷電路板和下部信號激勵板，按照一步一步，一行一行的順序，跟隨被測印刷電路板的座標(biāo)網(wǎng)格在X和Y方向上移動，并用安裝在上部信號激勵板上的集成化的電磁驅(qū)動的探針從與探針頭瞬時對準(zhǔn)的被測印刷電路板的支路端頭上采集信號，從而實(shí)現(xiàn)掃描，信號采樣，和數(shù)據(jù)采集的測試過程；(e)用從被測印刷電路板的所有支路端頭上采集的信號幅值(該幅值在原理上與兩信號激勵板與被測試印刷電路板之間的耦合電容成正比)綜合成被測印刷電路板的電氣特征；(f)把被測印刷電路板的電氣特征與一個已知是無缺陷的印刷電路板的電氣特征相比較，并根據(jù)如下缺陷探測判據(jù)來確定被測印刷電路板是否有短路或開路，如果一個被測印刷電路板的某個網(wǎng)路的電氣特征不同于另一個已知是無缺陷的同類印刷電路板的對應(yīng)網(wǎng)路的電氣特征，并且差別大于一個給定的差值，那么該被測印刷電路板有短路或開路。
9.權(quán)利要求8所定義的用于探測印刷電路板的短路或開路方法，其中給定的差值可為50％。
全文摘要
一種測試印刷電路板的自動設(shè)備的新結(jié)構(gòu)以及一種測試方法。這種自動測試設(shè)備可用于探測印刷電路板的缺陷。自動測試設(shè)備具有兩塊信號激勵板，被分別安放在被測印刷電路板的上，下兩面。通過上，下信號激勵板與被測印刷電路板之間的電容耦合把高頻信號注入印刷電路。自動測試設(shè)備用大量的集成化的電磁驅(qū)動的探針從被測印刷電路板的各支路端頭上采集信號。電磁驅(qū)動的探針被裝配在上部信號激勵板上面呈兩維矩陣分布。
文檔編號G01R31/28GK1167921SQ9711078
公開日1997年12月17日 申請日期1997年4月22日 優(yōu)先權(quán)日1996年4月23日
發(fā)明者鐘國楨 申請人:鐘國楨