CN101581757B - 测试系统及测试方法 - Google Patents

Abstract

一种测试系统及测试方法。测试系统包括印刷电路板及测试装置。印刷电路板包括多条线路及对应设置于多条线路上的多个测试点，各测试点表面包括以锡膏形成的一球状凸起结构。测试装置包括多个探针，各探针包括一探针针头且各探针对应于各测试点，藉由多个探针与多个球状凸起结构接触以测试印刷电路板。其中各探针针头截面的直径大于各测试点的直径。

Description

测试系统及测试方法

技术领域

本发明涉及一种测试系统及测试方法，特别是一种通过印刷电路板及测试探针的配合设计，以提高印刷电路板线路的可测率及测试质量的测试系统及测试方法。

背景技术

为了确保电子产品的质量及合格率，必须针对各类电子产品内的印刷电路板进行电性测试，以判断印刷电路板各组件的电性参数(例如阻值、容值或感抗等)是否合乎标准。常见印刷电路板的测试方式是在印刷电路板线路上设置测试点(test pad)，并将锡膏印刷于测试点表面，通过自动化测试设备或在线测试设备，以探针直接接触测试点的锡膏部位以取得相关的电性参数。为提高测试的效果，一般印刷电路板会采用直径大于28mil以上的测试点，配合尖头形式的探针接触测试点以进行测试。但随着电子组件制造技术日益进步，印刷电路板朝向小型化与精密化方向发展，使得前述大尺寸的测试点在实际应用上无法针对印刷电路板上所有线路设置，造成测试点的含盖率无法提升甚至必须降低，如此将影响印刷电路板的可测率及测试质量；同时因测试点所占面积较大，也会增加对印刷电路板的电路布局的困难度。

此外，在印刷电路板制造过程中，一般会在锡膏中加入助焊剂，以方便锡膏印刷于测试点表面。但由于助焊剂本身具有较高的阻抗值，当锡膏成型时若表面残留过多的助焊剂，在进行测试时将会影响到探针所测出的数值而降低测试质量。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种通过印刷电路板及测试探针的配合设计，以提高印刷电路板线路的可试率及测试质量的测试系统。

为达到上述的目的，本发明的测试系统包括印刷电路板及测试装置。印刷电路板包括多条线路(trace)及对应设置于多条线路上的多个测试点，各测试点表面包括以锡膏(solderpaste)形成的一球状凸起结构。测试装置包括多个探针，各探针包括一探针针头且各探针对应于各测试点，藉由多个探针与多个球状凸起结构接触以测试印刷电路板。其中各探针针头截面的直径大于各测试点的直径。藉此设计，在相同印刷电路板规格下可针对每一线路设置测试点，并通过大尺寸的探针确保与测试点间的接触，以提高测试点的含盖率及测试质量。

本发明的测试方法应用如前述的测试装置，包括以下步骤：提供一印刷电路板，印刷电路板包括多条线路及对应设置于多条线路上的多个测试点，各测试点表面包括以锡膏形成的一球状凸起结构；提供一测试装置，测试装置包括多个探针，各探针包括一探针针头，各探针对应于各测试点，其中各探针针头截面的直径大于各测试点的直径；将多个探针接触多个球状凸起结构以测试印刷电路板。

本发明的印刷电路板应用于前述测试系统及测试方法，印刷电路板包括多条线路及对应设置于多条线路上的多个测试点，各测试点表面包括以锡膏形成的一球状凸起结构，其中各测试点的直径约为10mil至14mil。藉由缩减测试点尺寸以增加可设置测试点的空间及数量，提高印刷电路板的可测率。

本发明的印刷电路板制造方法包括以下步骤：提供一印刷电路板，印刷电路板包括多条线路及对应设置于多条线路上的多个测试点；在印刷电路板的表面形成一防焊层(soldermask)，防焊层包括多个开口以露出多个测试点；将锡膏印刷于多个测试点表面；藉由高温加热方式使锡膏形成多个球状凸起结构。

附图说明

图1是本发明的印刷电路板的示意图。

图2是本发明的印刷电路板的局部剖视图。

图3是本发明的印刷电路板的局部俯视图。

图4是本发明的印刷电路板制造方法的流程图。

图5(a)是本发明的印刷电路板制造方法的锡膏印刷示意图。

图5(b)是本发明的印刷电路板制造方法的模板的填料孔示意图。

图6是本发明的测试系统的示意图。

图7是本发明的测试方法的流程图。

主要组件符号说明：

测试系统1        探针22

印刷电路板10     探针针头222

线路12           模板30

测试点14         填料孔32

球状凸起结构142  环状沟槽的宽度S

防焊层16         测试点的直径D1

开口162          探针针头截面的直径D2

环状沟槽18       填料孔的边长L

测试装置20       圆角半径R

具体实施方式

为能让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出本发明的具体实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

请参考图1，图1是本发明的印刷电路板的示意图。如图1所示，本发明的印刷电路板10包括多条线路12及对应设置于多条线路上的多个测试点14。多条线路12的两端与印刷电路板10上的电子组件11电性连接。各测试点14表面包括以锡膏形成的一球状凸起结构142，其中各测试点的直径约为10mil至14mil。藉此设计，可减少测试点14在印刷电路板10上所占的空间，使得印刷电路板10所有的线路12均设置有测试点14，因此可针对印刷电路板10的任意线路进行测试。

以下请一并参考图2及图3，图2及图3是本发明的印刷电路板的局部剖视图及局部俯视图。如图2及图3所示，本发明的印刷电路板10表面形成有一防焊层16，防焊层16包括多个开口162以露出多个测试点14，使得多个测试点14不会被防焊层16所遮蔽，影响对多个测试点14的测试结果。又如图3所示，前述防焊层16与各测试点14之间设有一环状沟槽18，因各测试点14表面的球状凸起结构142在成型过程中，会有助焊剂残留的问题，若残留过多助焊剂将影响测试点的测试结果，因此藉由环状沟槽18的设计，使得多余的助焊剂可流入环状沟槽18中，不致于对测试点14造成影响。在本实施例中，环状沟槽的宽度S约为2mil，以配合前述测试点14的规格，但本发明并不以此为限。

请参考图4，图4是本发明的印刷电路板制造方法的流程图。须注意的是，以下虽以图1至图3所示的印刷电路板10说明本发明的印刷电路板制造方法，但本发明并不以适用于印刷电路板10为限，任何具有类似前述测试点结构的印刷电路板皆可适用本发明的印刷电路板制造方法。如图4所示，本发明的印刷电路板制造方法包括步骤110至140。以下将详细说明本发明的印刷电路板制造方法的各个步骤。

首先，本发明的印刷电路板制造方法进行步骤110：提供一印刷电路板，印刷电路板包括多条线路及对应设置于多条线路上的多个测试点。如图1所示，为了对印刷电路板10进行测试，在印刷电路板10的多条线路12上对应设置多个测试点14，其中各测试点的直径D1约为10mil至14mil。

接着，进行步骤120：在印刷电路板的表面形成一防焊层，防焊层包括多个开口以露出多个测试点。如图2所示，在印刷电路板10表面会形成一层防焊层16，以保护印刷电路板10结构及各线路14，但为了不让防焊层16影响多个测试点14的测试结果，故防焊层16会包括有多个开口162对应多个测试点14，以使多个测试点14露出于防焊层16外。此外在防焊层16与各测试点14之间可设一环状沟槽18，其中环状沟槽18的宽度S约为2mil。

在步骤120后进行步骤130.将锡膏印刷于多个测试点表面。如图1所示，在测试过程中为了通过与多个测试点14的电性连接以取得电性参数，将锡膏以印刷方式形成在多个测试点14表面，并针对锡膏做进一步的成型处理。

以下请一并参考图5(a)、(b)，5(a)、(b)是本发明的印刷电路板制造方法的锡膏印刷示意图及模板的填料孔示意图。如图5(a)所示，前述锡膏可藉由一模板30印刷于印刷电路板10的多个测试点14表面，模板30包括多个填料孔32，多个填料孔32对应于多个测试点14。当欲进行锡膏印刷步骤时，可先将模板30重叠放置于印刷电路板10上，此时多个填料孔32也与多个测试点14重叠，因此可将锡膏印刷于多个测试点14表面。为了控制锡膏所成型的多个球状凸起结构的高度及形状，可藉由模板30的厚度及多个填料孔32的形状尺寸来决定。在本实施例中，各填料孔32实质上为一圆角正方形，且模板厚度约为约为0.12mm，但本发明并不以此为限。

最后，本发明的印刷电路板制造方法进行步骤140：藉由高温加热方式使锡膏形成多个球状凸起结构。如图2及图5(a)所示，将锡膏印刷在多个测试点14表面后，将印刷电路板10经过高温加热程序，以使锡膏熔解成型。由于锡膏熔解后会产生内聚力，再加上前述模板30的厚度及填料孔32的形状尺寸配合设计，可使锡膏形成多个球状凸起结构142。在本实施例中，可通过一锡膏印刷机将锡膏印制于多个测试点14表面，并利用一回焊炉高温加热以熔锡。此外，通过如前所述的环状沟槽1的设计，使得锡膏成型过程中所残留的助焊剂可顺势流入环状沟槽18内，以减少助焊剂对成型的多个球状凸起结构142或印刷电路板10所造成的影响，提高测试质量。

又如图5(b)所示，在本实施例中为了使锡膏形成理想的球状凸起结构142，针对填料孔的尺寸规格进行实验，根据实验结果，当测试点14的直径D1约为10mil时，所采用填料孔32的边长L约为12mil，且圆角的半径R约为2mil；当测试点14的直径D1约为12mil时，所采用填料孔32的边长L约为14mil，且圆角的半径R约为2.5mil；当测试点14的直径D1约为14mil时，所采用填料孔32的边长L约为16mil，且圆角的半径R约为3mil，但本发明并不以此为限。

请参考图6，图6是本发明的测试系统的示意图。如图6所示，本发明的测试系统1包括如前所述的印刷电路板10及测试装置20。印刷电路板10包括多条线路12，在多条线路12上对应设置有多个测试点14，各测试点14表面包括以锡膏形成的一球状凸起结构142。测试装置20包括多个探针22，各探针22包括一探针针头222，且各探针22对应于各测试点14。藉由多个探针22与多个球状凸起结构142接触，以针对印刷电路板10进行电性测试。如图2所示，其中各探针针头222截面的直径D2大于各测试点14的直径D1。在本实施例中，各测试点14的直径D1约为10mil至14mil，而各探针针头222截面的直径D2约为30mil，但本发明并不以此为限。

藉由本发明的设计缩减了各测试点14的尺寸，使得测试点14可设置在印刷电路板10的所有线路12上以达到100％的可测率，提高印刷电路板10面积使用率；并且利用大尺寸的探针针头222来压抵小尺寸的球状凸起结构142，可确保两者间的确实接触，还可通过探针针头222将球状凸起结构142上残存的助焊剂层经施压而破裂，使探针针头222更能与球状凸起结构142直接接触以增加测试的准确度。在本实施例中，多个探针22可采用平头式探针或皇冠式探针，但也可利用其他探针针头接触面积较大的探针所取代，不以本实施例为限。

请参考图7，图7是本发明的测试方法的流程图。须注意的是，以下虽以图6所示的测试系统1说明本发明的测试方法，但本发明并不以适用于测试系统1为限，任何具有前述所提及测试点与探针规格配合设计的测试系统，皆可适用本发明的测试方法。如图7所示，本发明的测试方法包括步骤210至230。以下将详细说明本发明的测试方法的各个步骤。

首先，本发明的测试方法进行步骤210：提供一印刷电路板，印刷电路板包括多条线路及对应设置于多条线路上的多个测试点，各测试点表面包括以锡膏形成的一球状凸起结构。如图6所示，印刷电路板10的多条线路12上均设有对应的多个测试点14，且在各测试点14表面以锡膏形成的球状凸起结构142，以便于接触球状凸起结构142进行测试。又如图5(a)、(b)所示，其中多个球状凸起结构142藉由一模板30将锡膏印刷于多个测试点14表面，并经高温加热所形成。模板30包括对应于多个测试点14的多个填料孔32。在本发明的一实施例中，各填料孔32实质上为一圆角正方形，且模板厚度约为0.12mm，但本发明并不以此为限。此外，在本实施例中，当测试点14的直径D1约为10mil时，所采用填料孔32的边长L约为12mil，且圆角的半径R约为2mil；当测试点14的直径D1约为12mil时，所采用填料孔32的边长L约为14mil，且圆角的半径R约为2.5mil；当测试点14的直径D1约为14mil时，所采用填料孔32的边长L约为16mil，且圆角的半径R约为3mil，但本发明并不以此为限。

接着，进行步骤220：提供一测试装置，测试装置包括多个探针，各探针包括一探针针头，各探针对应于各测试点，其中各探针针头截面的直径大于各测试点的直径。如图1所示，利用测试装置20的多个探针22对应于多个测试点14，由于探针针头222面积大于测试点14的面积，可确保探针针头222与测试点14接触。在本实施例中，各测试点14的直径D1约为10mil至14mil，而各探针针头222截面的直径D2约为30mil，但本发明并不以此为限。

最后，本发明的测试方法进行步骤230：将多个探针接触多个球状凸起结构以测试印刷电路板。藉由多个探针14与多个球状凸起结构142接触以形成电性连接，用以测试印刷电路板10上多条线路的电性参数，来判断印刷电路板10的质量。

综上所陈，本发明无论就目的、手段及功效，处处均显示其迥异于公知技术的特征，为一大突破，恳请审查员明察，早日赐准专利，使嘉惠社会，实感德便。惟须注意，上述实施例仅为示例性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明的范围。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的技术原理及精神下，对实施例作修改与变化。本发明的权利保护范围应如所附的权利要求书范围所述。

Claims (25)

1.一种测试系统，包括：

一印刷电路板，包括多条线路及对应设置于所述多条线路上的多个测试点，其中所述印刷电路板表面形成有一防焊层，所述防焊层包括多个开口以露出所述多个测试点，各所述测试点表面包括以锡膏形成的一球状凸起结构，且所述防焊层与各所述测试点之间设有一环状沟槽；以及

一测试装置，包括多个探针，各所述探针包括一探针针头，各所述探针对应于各所述测试点，藉由所述多个探针与所述多个球状凸起结构接触以测试所述印刷电路板；

其中各所述探针针头截面的直径大于各所述测试点的直径。

2.如权利要求1所述的测试系统，其中各所述测试点的直径为10mil至14mil，而各所述探针针头截面的直径为30mil。

3.如权利要求1所述的测试系统，其中所述环状沟槽的宽度为2mil。

4.一种测试方法，包括以下步骤：

提供一印刷电路板，所述印刷电路板包括多条线路及对应设置于所述多条线路上的多个测试点，其中所述印刷电路板表面形成有一防焊层，所述防焊层包括多个开口以露出所述多个测试点，各所述测试点表面包括以锡膏形成的一球状凸起结构，且所述防焊层与各所述测试点之间设有一环状沟槽；

提供一测试装置，所述测试装置包括多个探针，各所述探针包括一探针针头，各所述探针对应于各所述测试点，其中各所述探针针头截面的直径大于各所述测试点的直径；以及

将所述多个探针接触所述多个球状凸起结构以测试所述印刷电路板。

5.如权利要求4所述的测试方法，其中各所述测试点的直径为10mil至14mil，而各所述探针针头截面的直径为30mil。

6.如权利要求4所述的测试方法，其中所述环状沟槽的宽度为2mil。

7.如权利要求4所述的测试方法，其中所述多个球状凸起结构藉由一模板将所述锡膏印刷于所述多个测试点表面，并经高温加热所形成。

8.如权利要求7所述的测试方法，其中所述模板包括多个填料孔，所述多个填料孔对应于所述多个测试点。

9.如权利要求8所述的测试方法，其中所述填料孔为一圆角正方形。

10.如权利要求9所述的测试方法，其中当所述测试点的直径为10mil时，所采用所述填料孔的边长为12mil，且所述圆角的半径为2mil。

11.如权利要求9所述的测试方法，其中当所述测试点的直径为12mil时，所采用所述填料孔的边长为14mil，且所述圆角的半径为2.5mil。

12.如权利要求9所述的测试方法，其中当所述测试点的直径为14mil时，所采用所述填料孔的边长为16mil，且所述圆角的半径为3mil。

13.如权利要求7所述的测试方法，其中所述模板的厚度为0.12mm。

14.一种印刷电路板制造方法，所述方法包括以下步骤：

提供一印刷电路板，所述印刷电路板包括多条线路及对应设置于所述多条线路上的多个测试点；

在所述印刷电路板的表面形成一防焊层，所述防焊层包括多个开口以露出所述多个测试点，且其中所述防焊层与各所述测试点之间设有一环状沟槽；

将锡膏印刷于所述多个测试点表面；以及

藉由高温加热方式使所述锡膏形成多个球状凸起结构。

15.如权利要求14所述的方法，其中各所述测试点的直径为10mil至14mil。

16.如权利要求14所述的方法，其中所述环状沟槽的宽度为2mil。

17.如权利要求14所述的方法，其中所述锡膏藉由一模板印刷于所述多个测试点表面。

18.如权利要求17所述的方法，其中所述模板包括多个填料孔，所述多个填料孔对应于所述多个测试点。

19.如权利要求18所述的方法，其中所述填料孔为一圆角正方形。

20.如权利要求19所述的方法，其中当所述测试点的直径为10mil时，所采用所述填料孔的边长为12mil，且所述圆角的半径为2mil。

21.如权利要求19所述的方法，其中当所述测试点的直径为12mil时，所采用所述填料孔的边长为14mil，且所述圆角的半径为2.5mil。

22.如权利要求19所述的方法，其中当所述测试点的直径为14mil时，所采用所述填料孔的边长为16mil，且所述圆角的半径为3mil。

23.如权利要求17所述的方法，其中所述模板的厚度为0.12mm。

24.一种印刷电路板，包括多条线路及对应设置于所述多条线路上的多个测试点，其中所述印刷电路板表面形成有一防焊层，所述防焊层包括多个开口以露出所述多个测试点，各所述测试点表面包括以锡膏形成的一球状凸起结构，且所述防焊层与所述测试点之间设有一环状沟槽，其中各所述测试点的直径为10mil至14mil。

25.如权利要求24所述的印刷电路板，其中所述环状沟槽的宽度为2mil。

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