專利名稱：在線電路的檢測設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用來檢測在線電路和在線電路元件的設備，在這種設備工作時，由于第一腔室內(nèi)的負壓的作用，一塊包括被測電元件的板固定在設備的支架上，并且，由于第一腔室和第二腔室之間的壓力差，使得在橫切于板的方向可移動的接觸板位于使被測板與設備的測試單元電連接的位置上。
美國專利4，115，735號公開了一種上段所述的設備，這種設備具有第一接觸板和第二接觸板，第一接觸板位于支架和第二接觸板之間。兩塊接觸板都帶有一組測試探針，這些探針都在橫切于被測板的方向延伸。在第一接觸板上設有開孔，第二接觸板的測試探針能夠插入這些開孔中。在這種公知的設備中，第一腔室位于電路板和第一接觸板之間，而第二腔室位于兩塊接觸板之間。當僅在第一腔室中加負壓時，則僅第一接觸板的測試探針與電路板接觸，因而可以檢測電路元件。當兩個腔室中都加負壓時，則所有測試探針都與電路板接觸，因而可以檢測整個電路的工作情況。
這種公知設備的缺點之一是，為了使兩個腔室之間達到令人滿意的密封效果，第二接觸板的測試探針與第一接觸板的開孔之間必須精確地配合。這會使得制造費用相對較高。這種公知設備的另一缺點是，接觸板難以更換，致使這種公知設備原則上只適用于檢測一種類型的電路板。最后，當這種公知設備的第一腔室或者兩個腔室中都供給負壓時，此負壓使許多測試探針與電路板接觸，而同時又將電路板固定在支架上，因而測試探針可能與電路板接觸得過快，使電路板不能準確地置于支架上，或者甚至被損壞。
本發(fā)明的目的是提供一種起始段所述的設備，以這種設備可以避免上述缺點。
根據(jù)本發(fā)明，為此目的設備的特征在于，接觸板可更換地安置在一塊隔離板上，這塊隔離板將第一腔室與第二腔室氣密性地隔離，并且在被測電路板與支架之間獲得預定的保持力之后，隔離板可以在兩個腔室之間的壓力差的作用下移動。
通過使用一塊帶有可更換的接觸板的隔板使得兩個腔室之間得到簡單而有效的密封效果，而且能夠檢測不同類型的電路板，其中接觸板安置在隔離板上，接觸板每次都能與待測電路板適配。
依照本發(fā)明的設備的具體實施例具有如下特征設備上設置有一套與被測電路板垂直的測試探針，該套探針中的一部分與被測電路板相對應，在操作過程中接觸板移動之后，這一部分探針與被測電路板上與之對應的觸點組合相接觸。在這個帶有大量測試探針的設備上可以檢測多種類型的電路。
依照本發(fā)明的設備的進一步的實施例提供了一種簡單而有效的測試探針在設備中的排列方式，該實施例的特征在于這些測試探針安置在一組按柵狀排列的孔中，這些孔設置在支架和接觸板之間的字模板中，孔的延伸方向橫切于板，借助于接觸板可以使每一個測試探針在相應的孔中移動，而且測試探針至少有一個觸針，它可以借助于接觸板而相對于測試探針移動。在這樣一塊基本上簡單的字模板中按固定節(jié)距排列測試探針，而且在每塊被測板上按一個相等于或多倍于所述節(jié)距的相互間距排列接觸點，這會使得測試探針和接觸點分別形成空間分布，它們能容易地相互在同一位置上。
依本發(fā)明的設備的更進一步的實施例，在接觸板和設備的測試單元之間提供了一個結構簡單且有效的電連接，該實施例的特征在于該設備帶有一套垂直于接觸板的連接探針，這些連接探針安置在一塊與接觸板平行的連接板的孔中，上述連接探針與設備的測試單元電連接，當移動接觸板使設備處于工作狀態(tài)時，其中的一部分連接探針與接觸板上的相應觸點組合相接觸。
依本發(fā)明的設備的一個具體的實施例，它提供了一種結構簡單而又實用的接觸板。該實施例的特征在于接觸板上有印刷電路，借助于該印刷電路，接觸板上的第一組接觸點與接觸板的第二組接觸點電連接，在接觸板移動之后，第一組接觸點與連接探針接觸，第二組接觸點與測試探針接觸。所述的接觸板的簡單的結構使得能夠用比較簡單的手段來更換接觸板。
在依本發(fā)明的設備的進一步的實施例中，在接觸板移動之前的工作期間，在被測電路板和支架之間有效地獲得一個滿意的保持力，該實施例的特征在于在第一腔室和第二腔室中可以同時建立相等的負壓。在兩個腔室中建立同樣的負壓使得電路板能夠被吸而保持在支架上，同時，帶有接觸板的隔板保持在使電路板和測試探針間不接觸的位置上。
依本發(fā)明的設備的又一個進一步的實施例中，測試探針與測試單元之間的電連接能夠用一種簡單的方式來檢查，該實施例的特征在于在第二腔室中能夠建立一個高于設備的環(huán)境壓力的壓力。在第二腔室中提供過壓使得接觸板能位于這樣的位置，即在這個位置上，接觸板與測試探針及連接探針接觸而無需在支架上安置鑲板，因而測試探針可以接受電阻測量，以檢查所述的電連接。
下面參照附圖對本發(fā)明作更詳細地說明，其中

圖1是本發(fā)明的設備的縱向剖面圖;
圖2是該設備沿圖1中的Ⅱ-Ⅱ線的截面視圖;
圖3是該設備沿圖1中的Ⅲ-Ⅲ線的截面視圖;
圖4詳細示出了圖1所示設備的一個測試探針;
圖5詳細示出了圖1所示設備的一個連接探針;
圖6是根據(jù)圖1所示設備的一個接觸板的平面圖。
圖1-6所示的設備包括一個矩形金屬座1，它固定在一塊矩形的金屬底板3上，金屬座1還包括一個帶有支架7的矩形直壁5，帶有待測電路的電路板9可以相對于座1精確地定位于支架7上，于是，電路板9的邊緣部分就擱置在一個橡膠墊圈11上，墊圈11固定在支架7上。
在座1中有一塊金屬隔離板13，它平行于電路板9并且將座1的內(nèi)部空間分隔成第一腔室15和第二腔室17，第一腔室15位于電路板9和隔離板13之間，第二腔室17位于隔離板13和底板3之間，如圖1和2所示。數(shù)個垂直于電路板9的圓柱形導銷21(見圖3)固定在底板3和座1的水平壁板19之間。在隔離板13上設有同樣數(shù)目的孔23，導向軸襯25固定在孔23中，與導銷21同軸配合并且?guī)缀鯖]有間隙。此外，在隔離板13的孔23的區(qū)域上裝有扁平密封圈27，該密封圈的內(nèi)側邊緣封住導銷21，因而，在兩個腔室15和17之間有壓力差的情況下，阻止了沿導銷21的氣體泄漏。于是，隔離板13可以沿所述的導銷21沿橫跨于電路板9的方向移動。
在隔離板13和壁板19之間布設數(shù)個預壓螺旋彈簧29，在這些彈簧的作用下，如果腔室15和17內(nèi)的壓力相同，則隔離板13就頂壓在底板3的止動部分31上(見圖1和3)。
從圖1和2中可以看出，座1具有垂直的內(nèi)側壁33，每個側壁33上都具有一個平行于電路板9的臺階35。從圖1和2還可以看出，在隔離板13的每個側面37上都有一個凸出的邊緣39，它平行于電路板9。臺階35和凸出邊緣39在隔離板13的側面37旁邊圍成了一個框形腔室41，在腔室41內(nèi)的一個密封圈43被擠壓在座1的內(nèi)側壁33和隔離板13的側面37之間，因此，第一腔室15與第二腔室17氣密性地隔離開。腔室41在橫切電路板9的方向上有足夠大的空間，因而當隔離板13移動時，密封圈43能在內(nèi)壁33和側面37之間滾動而不能滑動。
在座1的直壁5的內(nèi)側裝有一個環(huán)氧玻璃鋼的字模板45，該字模板45上有大量的呈柵格分布的孔47，孔47沿著橫切于電路板9的方向上延伸。這些孔47具有固定的節(jié)距。每個孔47中都有一個可移動的銅質測試探針49，當腔室15、17中的壓力相等時，測試探針49以其端部朝向隔離板13地擱在一塊水平支承板51上。
圖4詳細示出了測試探針49的一個。每個測試探針49都包含一個管53，管53的兩端都有折圈55。銅針57能夠在管53的端部附近滑動。在圖4所示的情況下，由于兩根針57之間的一銅鈹合金螺旋彈簧59的預伸展力的作用，兩根針57分別頂在管53的各自相應折圈55上，同時，測試探針49頂在支承板51上，其折圈55朝向隔離板13，底針57穿過支承板51上的孔61而伸出。
如圖1所示，由電絕緣材料制成的連接板63裝在座1的水平壁板19上，它離字模板45一定的距離并與之相隔。橫切于電路板9而延伸的孔65按柵格形分布在連接板63上，并且其節(jié)距是恒定的，這與在字模板45上的情形一樣。在每個孔65中固定一個銅連接探針67，并且通過如圖1僅以圖示表示的背離隔離板13的一端將連接探針67電連接到設備的電子測試單元69上。圖5詳細示出了一個連接探針67。每個連接探針67包括一根銅管71，在該銅管71的面朝隔離板13的一端設置了一個折圈73。銅針75能夠在管71內(nèi)設有折圈73的端部附近滑動。當腔室15和17中的壓力相同時，在位于管71中的螺旋彈簧77的預伸展力的作用下，針75頂置在折圈73上。
如圖1所示，隔離板13的朝向電路板9的一面帶有兩個平行的直導軌79，在隔離板13的整個寬度方向上，每個導軌79都在靠近隔離板13的一個側面37上伸展。導軌79支承一個接觸板81，接觸板81與等待設備檢測的電路板9的類型相對應。接觸板81的對著字模板45的一部分包括第一套電接觸點83和在接觸板81中的開孔85，如圖6所示意的那樣。相鄰的接觸點83以及開孔85之間的距離等于在字模板45中的測試探針49的節(jié)距，接觸點83和開孔85的總數(shù)量與測試探針49的數(shù)量相等。接觸板81的對著連接板63的一部分包括一第二套電接觸點87，正如圖6所示意的那樣。相鄰接觸點87之間的距離等于連接板63中的連接探針67的節(jié)距，而連接點87的數(shù)量等于連接探針67的數(shù)量。利用接觸板81上的印刷線路89將第一套中的每個接觸點83電連接到第二套中的每一個接觸點87上，如圖6所示。
如圖2所示，在導軌79的端部附近，在座1的一個側壁91內(nèi)有一個孔90?？衫蒙w93將孔90封蓋起來。接觸板81能夠沿導軌79經(jīng)孔90從隔離板13上移走。蓋93提供了一種裝置(圖中未示出任何具體細節(jié))，當接觸板81裝到隔離板13上之后，并且當蓋93蓋住時，上述裝置就將接觸板81相對于字模板45和連接板63鎖定在一個精確的位置上。
如圖1所示，第一腔室15與真空泵95相連。第二腔室17通過第一電操縱閥97也與真空泵95相連。在電路板9置于支架7上之后，當打開閥97時，真空泵95使得兩個腔室15、17同時產(chǎn)生負壓。這樣，利用設備的環(huán)境和兩個腔室15、17之間的壓差將電路板9壓在支架7上，通過墊圈11使電路板9和支架7之間得到滿意的密封效果。在電路板9被真空吸附期間，帶有接觸板81的隔離板13保持在圖1所示的位置上。
此外，在電路板9被真空吸附期間，位于第二腔室17和設備外面的第二電操縱閥99關閉。在板9受負壓而向下固定以后，閥97首先關閉，隨后閥99打開，從而在第二腔室17中產(chǎn)生一個與設備周圍的環(huán)境壓力相等的壓力，第一腔室15中保持負壓。由于在第一腔室15和第二腔室17之間存在壓差，因而帶有接觸板81的隔離板13沿著導銷21向電路板9的方向移動。隨著隔離板13的移動，一些測試探針49逐漸靠近接觸板81上的接觸點83，最終與之接觸，這些測試探針49沿字模板45的孔47被頂壓到電路板9的電測試點101上(見圖4)。在這期間，通過觸針57擠壓螺旋彈簧59而在接觸板81的一端和電路板9以及相關測試探針49的另一端之間獲得足夠的接觸力。剩下的、未啟用的測試探針49在隔離板13移動過程中保持在圖5所示的位置，相關的測試探針49的朝向隔離板13的觸針57從接觸板81的開孔85中伸出。此外，隨著隔離板13的移動，接觸板81的接觸點87逐漸靠近連接板63的連接探針67，最終與之接觸。在這個過程中，螺旋彈簧77被相應觸針75擠壓，從而確保連接探針67和接觸板81之間有足夠的接觸力。
隔離板13按上述方式移動導致了被測電路板9的測試接觸點101與電測試單元69的電連接，其后，借助于測試單元69就能對合適的電路板9進行測試。對每一塊待測電路板9來說，這里用一塊唯一適合于這種類型的電路板9的接觸板81，這塊接觸板81包括一組接觸點83和開孔85，它們與相應類型的電路板9上設置的測試接觸點101相對應。
在完成對電路板9的測試以后，真空泵95關掉，第一閥97打開，以致于第一腔室15中的壓力變得與環(huán)境壓力一樣。因此，帶有接觸板81的隔離板13在螺旋彈簧29的力的作用下，沿導銷21移動，頂在止動部分31上，即又頂在圖1所示的位置，以使電路板9可以從支架7上取走。
進一步如圖1所示，第二腔室17通過第三電操縱閥103連接到壓力源105上。當設備處于上述工作狀態(tài)時，閥103關閉。當電路板9從支架7上取走之后，給第二腔室17中供給一個壓力，該正壓力高于第一腔室15的壓力，即環(huán)境壓力，此時閥97和99關閉，閥103打開，兩個腔室15和17的壓力差使得隔離板13朝支架7的方向移動，在這個過程中，接觸板81使得字模板45中的一些測試探針49移動，而連接探針67與接觸板81的接觸點87進入接觸狀態(tài)。在設備的這個位置上，字模板45中被移動的測試探針49與測試單元69之間的電連接可以通過電阻測量法進行檢查。在測量之后，閥103關閉，閥97和99又打開，以使得在兩個腔室15和17的壓力相等，并且隔離板13回到止動部分31上。
圖1還示出了一個壓力傳感器107，其本身是公知類型的壓力傳感器，這個壓力傳感器安裝在座1的壁板19內(nèi)，它測量第一腔室15中的壓力，并傳送一個檢測信號給一個控制閥97、99和103以及真空泵95的控制單元109。在電路板9置于支架7上以后，控制單元109打開閥97并關閉閥99和103，隨后真空泵95被打開。在電路板9受負壓而被吸附的過程中，如果壓力傳感器107測出的壓力低于極限值，那么控制單元109就關閉閥97，然后打開閥99，因而，接觸板81被移開。接觸板81的移動通過一種其本身公知的感應式位移傳感器111來測量，位移傳感器111也傳送一個測試信號給控制單元109。當接觸板81足夠靠近電路板9時，由控制單元109啟動測試單元69。最后，當測試完成以后，控制單元109關掉真空泵95，并打開閥97，于是帶接觸板81的隔離板13回到止動部分31上。
應該注意，通過在座1的腔室15和17中象上面所述的那樣施加負壓，因而簡單有效地驅動了接觸板81，同時，不需要其它特殊裝置將待測電路板9固定在支架7上。實際上，首先由于借助于兩個腔室15、17中的負壓將電路板9固定在支架7上，隨后，利用兩個腔室15、17之間的壓力差使帶有接觸板81的隔離板13移動，因此，固定電路板9和移動接觸板81的順序是十分清楚的，并且在測試過程中，電路板9總是牢固地壓在支架7上。顯然，接觸板81也可以由其它的驅動裝置來推動，例如電磁驅動裝置或者氣動驅動裝置，這些驅動裝置本身是公知的。然而，在那種情況下，還必須用單獨的裝置來固定電路板9。這些裝置應該用于可能經(jīng)過簡化的設備實施例中，其中，僅僅使用座中的位于電路板9和接觸板81之間的負壓腔室。這是因為，在這樣的結構中，負壓吸附電路板9和移動接觸板81同時進行，因此，如果沒有使用進一步的固定裝置，那么在接觸板81移動時，電路板9可被敲離開支架7。
還應注意，字模板45上測試探針49的柵狀排列在測試時與被測電路板9上測試觸點101的分布是相互關聯(lián)的。電路板9上的測試點101的排列必須與字模板45中的測試探針49的位置相對應。然而，如果對某些類型電路板9必須使測試觸點101的排列不同，那么原則上能使用一個不同的字模板45，它帶有相應排列的測試探針49和一組合適的接觸板81。在上述實施例中，測試探針49及附設的孔47的數(shù)量為13020(124×105)，這樣大的數(shù)量足以使被設備檢測的任何一塊電路板9上的所有測試點101都能夠接觸與之相應的那部分測試探針49。連接板63中的連接探針67的排列取決于所用設備中的測試單元69的類型。如果對某些類型的電路板9需要使用不同類型的測試單元69，那么就應該使用合適的連接板63。在上述實施例中，連接探針67及其附設的孔65的數(shù)量為2448。
還應該指出，通過使用上述帶有觸針57的測試探針49使得字模板45的結構簡單。顯然，可以改用結構比較簡單的沒有彈性觸針的測試探針。然后將這些簡單的測試探針整體地、彈性地安裝在字模板45中。這需要一個不同結構的字模板45。
最后還應該指出，接觸板81的接觸點83和接觸點87之間的電連接也可以用傳統(tǒng)的方式借助于接觸板81的遠離電路板9的一面上的連接導線來實現(xiàn)。然而，這種方式的導線連接比較容易出故障，并且在將接觸板81插入座1或從座1中拔出的過程中會受到損壞。
權利要求
1.一種用來檢測在線電路和在線電路元件的設備，其中，在這種設備工作時，由于第一腔室內(nèi)的負壓的作用，包括被測電元件的電路板固定在設備的支架上，并且，由于第一腔室和第二腔室之間的壓力差，使得在橫切于電路板的方向可移動的接觸板位于將電路板電連接到設備的測試單元上的位置。此種設備的特征在于接觸板可更換地安置在一塊隔離板上，這塊隔離板將第一腔室與第二腔室氣密性地隔離開來，并且，在電路板和支架之間獲得預定的保持力之后，隔離板可以在兩個腔室之間的壓力差的作用下移動。
2.根據(jù)權利要求1所述的設備，其特征在于這種設備帶有一組垂直于電路板的測試探針，用于電路板的這組測試探針的一部分，在測試時，與在接觸板移動后處于工作狀態(tài)時所述的一部分探針相對應的電路板的接觸點組合相接觸。
3.根據(jù)權利要求2所述的設備，其特征在于所述的測試探針安置在一組按柵格排列的孔中，這些孔設置在支架和接觸板之間的字模板中，孔的延伸方向橫切于電路板，借助于接觸板可以使每一個測試探針在相應的孔中移動，而且每個測試探針至少有一個測試觸針，該測試觸針可以借助于接觸板而相對于測試探針移動。
4.根據(jù)權利要求1、2或3所述的設備，其特征在于這種設備帶有一組垂直于接觸板的連接探針，這些連接探針安置在一塊與接觸板相平行的連接板上的孔中，上述連接探針與設備的測試單元電連接，當移動接觸板后使設備處于工作狀態(tài)時，其中對應的一部分連接探針與接觸板上的觸點組合相接觸。
5.根據(jù)權利要求4所述的設備，其特征在于接觸板上有印刷電路，借助于該印刷電路，接觸板上的第一組接觸點與第二組接觸點電連接，在接觸板移動之后，第一組接觸點與連接探針接觸，第二組接觸點與測試探針接觸。
6.根據(jù)權利要求1到5中的任意一項所述的設備，其特征在于在第一腔室和第二腔室中能夠同時建立相等的負壓。
7.根據(jù)權利要求1到6中的任意一項所述的設備，其特征在于在第二腔室中能夠建立一個高于設備的環(huán)境壓力的壓力。
全文摘要
一種用來檢測電路板上的電路或該電路的元件的設備，利用第一腔室中的負壓將電路板固定在支架上。借助于接觸板實現(xiàn)電路板與設備的電測試單元的電連接。接觸板可更換地安置在隔離板上，隔離板將第一腔室與第二腔室氣密性地隔開，借助于兩個腔室間的醫(yī)力差使隔離板在橫切于電路板的方向移動。接觸板與電路板的類型相稱，并且在隔離板移動之后，按觸板對在字模板中一組測試探針中的測試探針的組合起作用，且這種組合對電路板的類型來說是唯一的。
文檔編號H01L21/66GK1057719SQ91104150
公開日1992年1月8日 申請日期1991年6月25日 優(yōu)先權日1990年6月28日
發(fā)明者羅伯特·K·A·范克洛斯特 申請人:菲利浦光燈制造公司