CN104360258A - 内部电路测试固定装置自动开启和弹出系统 - Google Patents

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Abstract

内部电路测试自动开启和关闭系统，设备和方法包括：具有上层板和下层板的内部电路测试器，其中上下层板被用于检测一个或多个电子单元的电连接。一个或多个执行器的每一个执行器耦接到上层板和下层板从而它们能够相对于彼此移动上层板和下层板。结果是，在测试程序开始时，与内部电路测试器和执行器耦接的控制器可以使得执行器自动关闭层板以便层板将电子单元夹入其中，在测试程序结束后，自动开启层板从而层板相互分离。

Description

内部电路测试固定装置自动开启和弹出系统
相关申请的权益的声明
本专利申请要求在35U.S.C.119(e)下联合审理的美国临时申请的优先权，该临时申请序列号为61/772,991，于2013年3月5日提交，题目为“固定装置ICT固定装置自动开启&弹出系统(ICT FIXTURE Auto Open&EjectSystem)”，该临时申请通过引用合并于此。
技术领域
本发明通常涉及内部电路测试(ICT)固定装置领域。更具体地，本发明涉及用于测试印刷电路板组件和印刷电路板的ICT固定装置的领域。
背景技术
通常在制造后测试印刷电路板组件(PCBAs)和印刷电路板(PCBs)，以检测任何制造缺陷。一般而言，PCB测试可以被归类为裸板(bare-board)测试而PCBA测试则被归类为加载板(loaded-board)测试。在裸板测试期间，测试裸PCB，而没有任何组件和/或设备附加到该裸PCB，以用于验证板上的焊盘和/或通路孔(vias)之间路径的连续性。在加载板测试期间，测试具有一些或所有电子元件和/或对其安装了设备的PCBA，从而验证所有被要求的电子连接都已经被恰当地完成。此外，加载板测试也可以包括集成电路(以后被称为“IC”或“ICs”)测试以验证放置在PCB板上的元件在规范内执行。这些测试的操作要求一个或多个操作者来为测试控制器提供输入，以持续监测正在被测的单元(UUT)，还有，在测试之前和测试之后手动开启和关闭测试设备。所有这些动作都增加了测试过程的成本，因此也增加了UUTs的成本。
发明内容
ICT设备、系统和操作方法的实施例涉及电耦接到测试设备的控制器，一个或多个UUTs和执行器。在UUTs处于被测试时和/或已经完成测试后，控制器能够利用该执行器自动开启或关闭测试设备。结果，系统提供去除人工操作员开启和关闭测试设备的风险和成本的优势。
一个方面是针对一内部电路测试设备。设备包含内部电路测试器，内部电路测试器包括具有上层板和下层板的主体。上层板和下层板被配置为测试一个或多个电子单元的电连接。一个或多个执行器每一个所述执行器耦接到与上层板和下层板，并被配置为能够相对于彼此而移动上层板和下层板。控制器与内部电路测试器和执行器耦接，并被配置为使得执行器自动关闭层板，从而使得在测试程序开始时层板能够将电子单元夹入中间，并且在测试程序结束后自动开启层板从而使得层板分离。在一些具体实施方式中，内部电路测试器包括真空装置(vacuum)，在层板关闭之后，控制器使得真空装置在上下层板和单元之间产生密封的封层。在一些具体实施例中，内部电路测试器包含一个或多个用于检测物体何时处于上下层板之间的安全传感器。在一些具体实施方式中，控制器包括用于存储测试程序的存储器，其中测试程序启动由内部电路测试器所执行的对单元的测试，并且包括用于使得执行器开启上下层板的嵌入开启命令和用于使得执行器关闭上下层板的关闭命令。在一些具体实施方式中，一个或多个执行器是气动执行器。在一些具体实施方式中，内部电路测试器包括切断开关(kill switch)，当被激活时，所述切断开关覆盖其它所有输入，并使得上下层板能够被开启。在一些具体实施方式中，控制器被集成到内部电路测试器的外壳(housing)中。在一些具体实施方式中，内部电路测试器包括一个或多个单元固定装置，其中所述单元固定装置提供单元和内部电路层板之间的电接口，从而使得内部电路测试器和单元能够通过单元固定装置来交换电信号。
另一方面，针对操作内部电路测试设备的方法。方法包括在内部电路测试器内部放置一个或多个电子单元，内部电路测试器具有包括上层板和下层板的主体，在测试程序开始时，使得一个或多个执行器能够利用耦接到内部电路测试器的控制器自动关闭层板，以便层板能够将电子单元夹入其中，其中一个或多个执行器的每一个所述执行器耦接到上层板和下层板，并被配置为能够相对于彼此移动上层板和下层板，基于测试程序利用上下层板测试一个或多个电子单元的电连接，并能够在测试程序结束时使得一个或多个执行器伴随控制器自动开启层板，使得层板相互分离。在一些具体实施方式中，方法进一步包括在层板关闭后，利用控制器，产生内部电路测试器的真空空间，从而在上下层板和单元之间产生密封的封层。在一些具体实施方式中，方法进一步包括利用内部电路测试器上的一个或多个安全传感器检测是否有物体在上下层板之间，并且当通过安全传感器检测到有物体在上下层板之间时，停止执行器关闭上下层板。在一些具体实施方式中，测试程序能够通过内部电路测试器执行对单元的测试，其包含使得执行器开启上下层板的、嵌入式的开启命令，和使得执行器关闭上下层板的关闭命令。在一些具体实施方式中，一个或多个执行器是气动执行器。在一些具体实施方式中，方法进一步包括当激活内部电路测试器的切断开关(kill switch)时，不考虑来自测试程序的任何冲突输入，而使得上下层板能够被开启。在一些具体实施方式中，控制器被集成到内部电路测试器的外壳(housing)中。在一些具体实施方式中，内部电路测试器内部放置一个或多个电子单元至包括将单元与内部电路测试器的一个或多个单元固定装置耦接，其中单元夹提供单元和在线层板之间的电接口，使得便内部电路测试器和单元能够通过单元固定装置交换电信号。
附图说明
参考附图，一些示例性的具体实施方式被描述，其中相同的元件具有相同的参考标记。该示例性实施方式意在阐述，但不限制，该发明。包含以下附图：
图1示出了根据一些具体实施方式的ICT系统。
图2示出了根据一些具体实施方式的ICT设备。
图3A和3B示出了根据一些具体实施方式的ICT控制命令。
图4示出了根据一些具体实施方式的操作ICT系统的方法。
具体实施方式
当前申请的实施例针对ICT设备、系统和操作方法。本领域技术人员应该意识到，针对ICT设备，系统和操作方法的以下详细描述仅仅是示例性的，并不意图以任何方式进行限定。受益于本公开，本领域的技术人员将容易地想到本发明的其它实施例。
现在将对附图中图示的ICT装置、系统和方法的实现进行详细地描述。贯穿整个附图和随后的详细描述，相同的参考标记指代相同或相似的部分。为了清楚起见，并非实施方式的所有常规特征都在此被示出和描述。当然，应意识到，随着任何这样的实际实施方式的发展，必须做出众多实施方式特定的决定，以实现研发人员的特定目标，例如，遵守应用和商业相关的限制，并且这些特定目标将随着每个实施方式和随着每个研发者而改变。此外，应意识到，虽然这样的研发成就将是复杂的并且是耗时的，但是，对于收益于本公开的本领域普通技术人员而言将不过是一个例行的工程承包。
图1示出了根据一些实施例的ICT系统100。如图1所示，系统100包括ICT102、执行器106、控制器104和一个或多个UUTs108。可替换地，控制器104能够与ICT102合并，使得ICT102包含在ICT102内部的、控制ICT102操作的嵌入(built-in)控制器。在一些实施例中，控制器104包含显示器和/或一个或多个用于显示的外围设备，以向用户显示和提供具有ICT102测试结果的用户界面。可替换地，若控制器104与ICT102合并时，显示器和/或外围能够从控制器104分离。应该理解白，ICT102，执行器106和/或控制器104可以包括处理组件，存储器和/或其他本领域熟知的电路，为了简要起见，此处将其省略。
ICT102能够与执行器106物理连接，使得该机构106能够物理上开启或关闭ICT102。UUTs108能够选择性地与ICT102电耦接，以便ICT102能够在每一个耦接的UUTs108上执行电测试。尽管图1所示的ICT102与三个UUTs108相连，更多或更少的UUTs108都是可能预期的。控制器104与ICT102和/或执行器106电耦接，以便向ICT102和/或执行器106发送控制它们的操作的电控制信号(举例来说，参见图3A和3B)。例如，当UUTs108位于ICT102内部时，控制器104能够使得执行器106关闭ICT102，使得ICT102测试UUT108，然后，当测试完成时，使得执行结构106自动开启(ICT102)。结果，系统100提供这样一个优势，即排除了对于操作员不断开启和关闭ICT102的需求。
在一些实施例中，系统100进一步包括一个或多个UUT和/或耦接到ICT102、控制器104和/或执行器106的操作者安全传感器。在一些实施例中，一个或多个UUT传感器能够检测ICT102内部的UUTs108的位置，若一个或多个UUTs108错位(misalign)或者与ICT102不合适地耦接，则通过执行器106防止执行器ICT102关闭。在一些实施例中，UUT安全传感器能够基于由传感器监视的、UUTs108与ICT102之间的物理的和/或电子的连接，机械地和/或电子地检测UUT108的位置。可替换的或附加的，UUT安全传感器能够基于摄像机或其他感光设备视觉地检测UUTs108的位置，摄像机或其他感光设备能够观测ICT102内部的UUTs108的定位。在一些实施例中，一个或多个操作者安全传感器能够检测操作者或其他使用者相对于ICT102的位置，并且如果操作者或用户在一个危险的区域中，则通过执行器106防止ICT102关闭。例如，操作者安全传感器能够检测，物体(例如，操作员的手)是否在ICT102层板之间或是否接近ICT102层板和/或是否在关闭ICT102层板的路径中。与UUT安全传感器类似，这些操作传感器能够基于摄像机或其他感光设备视觉地检测操作者的位置，摄像机或其他感光设备能够观测操作者相对于ICT102的定位。
在操作中，如上述所描述的，在UUTs108已被放置在ICT102内部之后(并且没有接收到安全传感器的警告)，控制器104发送控制命令给ICT102和/或执行器106，以自动关闭围绕UUTs108的ICT102，并且开始测试处理。在测试处理期间，ICT102通过测量UUTs中每一元件以检查该元件是否在正确的位置和具有正确的值，来提供有用的和有效的形式的UUT108(例如，印刷电路板)测试。由于关于UUT108的大部分错误都是制造过程中产生，并且通常包含短路、开路或错误元件，所以测试这些形式捕获板上的大部分问题。使用UUTs108上两个点之间的简单测量或阻抗、电容、有时候是电感能够容易地检测。在一些实施例中，并行地检测UUTs108的每一个。可替换地，一个或多个UUTs108能够被串联检测。随后，已完成检测UUTs108之后，控制器104发送控制命令给ICT102和/或执行器106以自动开启围绕UUTs108的ICT102，使得能够移除UUTs108。
图2示出了依据一些实施例的ICT设备200。如图2A所示，设备200包含具有顶部层板202a和底部层板202b的ICT202，具有多个扩展元件206a和控制接口206b的执行器206，具有显示器204a和一个或多个外围204b的控制器204以及一个或多个UUT208。如上面所描述的，控制器204的一些或全部都能够合并到ICT202内部。在一些实施例中，如上所描述的，ICT102能够包含一个或多个UUT安全传感器98和/或一个或多个操作者安全传感器97。尽管如图2中所示的，安全传感器98和97位于ICT202的底部层板202b上，一个或多个安全传感器98，97可以在ICT202的其他位置(例如，顶部层板202a)，和/或与ICT202分离但耦接在一起。
执行器206的每一个扩展元件206a具有耦接到ICT202的顶部层板202a的第一终端，和耦接到底部层板202b的第二终端。如图2中所示的，元件206a耦接到ICT202的相对的边。可替换地，一个或多个元件206a能够被放置在ICT202的其他部分。附加地，扩展元件206a的第一终端和第二终端能够相对于彼此移动(例如，通过伸缩式动作)，这使得当终端移动得更加相互靠近时，顶部层板202a覆盖和/或接触底部层板202b以将UUT208夹入其中；并且当终端相互远离时，顶部层板202a和底部层板202b分离，以移除UUT208。控制接口206b与控制器204电耦接，并且可操作地(例如，电子地)和/或物理地与扩展元件206b连接，使得基于从控制器204接收的命令，控制接口206b能够如所期望的选择性地扩展或缩回它们的终端，从而选择性地自动地开启或关闭ICT层板202a、202b。在一些实施例中，控制接口206b使得终端在开启位置和关闭位置之间移动。可替换地，控制接口206b可以将元件206a一起移动，或在任何数目的位置或扩展长度之间独立移动。在一些实施例中，扩展元件206a包括气动活塞，气压阀、管式分离器、气压调节器、和/或空气释放阀。可替换地，一个或多个扩展元件206a可以包含气动的、水压的、机械的、电子的、或其他类型的活塞、执行器或其他本领域熟知的执行器。在一些实施例中，控制器204通过ICT202(例如，ICT系统卡)与控制接口206b交互或通信。可替换地，控制器204能够直接与控制接口206b交互或通信。
ICT202与控制器204电耦接，并且可选择性地与UUT208电耦接，使得ICT202能够在每一个耦接的UUT208上实施测试。尽管图2仅示出了ICT202与两个UUT208耦接，然而，更多或更少的UUT208都是可预期的。控制器204与ICT202(和/或执行器206的控制接口206b，如上所描述的)电耦接，以便发送电控制信号(例如，参见图3A和3B)至ICT202和/或执行器206来控制它们运行。结果，在向ICT202发送命令信号至使得ICT202开始对关闭的UUT208开始测试的同时，控制器204能够通过发送控制信号至控制接口206b来选择ICT层板202a、202b的位置(例如，开启或关闭状态)。附加地，在一些实施例中，控制器204能够从传感器98和97接收一个或多个警告信号，并基于这些警告信号停止和/或撤销ICT202和/或执行器206的运行，从而防止伤害或故障。
ICT202的层板202a、202b能够被旋转地耦接到一起，使得层板202a可以相对于另一层板202b移动。例如，在一些实施例中，层板202a、202b的终端通过铰链连接到一起，使得层板202a、202b能够从堆叠或平行的位置相对于彼此进行旋转，其中在所述堆叠或平行的位置UUT208被在层板202a、202b之间夹入到“张嘴”位置，在所述“张嘴”位置层板202a、202b相互呈一角度使得UUT208容易获取。在一些实施例中，层板202a、202b包含用于建立和执行UUT208测试的测量和操作的驱动器和传感器的矩阵UUT208。例如，层板202a、202b能够包括1000个或更多个这些驱动传感器点。在一些实施例中，层板202a、202b包含一真空机构，当它们在关闭位置中时，通过在层板202a、202b之间应用真空，将层板202a、202b密封在一起。结果，UUT208可以被密封在层板202a、202b形成的空间之内，从而创造一个更好的测试环境。
在一些实施例中，ICT202能够进一步包括一个或多个提供层板202a、202b和UUT208之间的接口的固定装置202c202a、202b。具体地，固定装置202c能够为层板202a、202b的驱动传感器点提供连接，使用不同的布线(route)机制(例如，“针床”)将它们直接布线到UUT208上相关的点上。尽管所有的固定装置202c可以与层板202a、202b(和/或ICT202的其它组件)进行交互，但是每一个固定装置202c都是UUT特定的，使得它们都是基于UUT208的一个或多个类型来设计或配置的，它们仅仅能够和与设计它们相匹配的UUT208类型进行交互。结果，不同固定装置202c可以被替代和/或混合以及匹配，使得通过简单地选取基于UUT208所期望的类型或多种类型设计的固定装置202c来实现ICT202能够与不同类型的UUT208交互和测试。在一些具体实施例中，ICT202包括切断开关99，其被配置为自动使得执行器206开启层板202a、202b，和/或使得执行器206脱离(disengage)，从而确保在紧急情况下可以手动开启层板202a、202b。可替换地，切断开关99可以被配置为打开和关闭ICT202。在一些具体实施例中，UUT208包括集成电路和/或具有集成电路和/或其它电子元件的印刷电路组件。可替换地，一个或多个UUT208可以包含用于测试的其它电子设备。结果，设备200提供能够避免操作员连续开启和关闭ICT202的优势，并且提供对于自动开启和关闭的更加安全的操作的安全测量。
图3A和3B示出了依据一些实施例的ICT控制命令。具体地，图3A阐述了示例性的测试程序启动300a，其中ICT自动关闭命令302a嵌入在该程序300a中。结果，在执行程序300a的过程中，控制器204将使得机构206在关闭环绕UUT208的层板202a、202b，然后执行测试操作。在一些实施例中，测试程序300a进一步包括一嵌入式的真空密封命令，如上所述，该命令能够促使层板202a、202b之间产生真空。在一些具体实施例中，测试程序300a进一步包括安全关闭检查命令，如上所述，该命令在自动关闭和/或执行测试操作之前，查询或检查来自于一个或多个安全传感器98、97的输入。相似地，图3B图示了示例性的测试程序关闭300b，其中ICT自动开启命令302b嵌入在程序300b中。结果，在执行程序300b的过程中，在UUT208进行的测试操作完成之后，控制器204使得机构206自动开启层板202a、202b，暴露出UUT208。在一些实施例中，测试程序300b可以进一步包括安全开启检查命令，如上所述，在自动开启之前，该命令查询或检查来自于一个或多个安全传感器98、97的输入，从而确保没有东西在危险区域中。应该注意到，程序300a，300b的特定测试操作语言是基于ICT202软件/硬件和/或被测试的UUT208的类型的。例如，如程序300a，300b指示执行不同类型的测试和/或用于测试的不同参数能够被基于要测试的UUT208的类型而被量身打造。
图4示出了依据一些实施例操作ICT系统的一种方法。在步骤402，一个或多个UUT208可操作地与ICT202耦接。在一些实施例中，与ICT202的耦接包括将每一个UUT208与ICT202上相应的固定装置202c进行物理的和/或电连接。在步骤404，控制器204执行测试启动程序，其中所述测试启动程序使用执行器206自动关闭ICT202的层板202a、202b，并开始测试UUT208。在一些具体实施例中，在执行测试启动程序的同时，控制器204检查来自于一个或多个安全传感器98、97的状态或输入，如果安全传感器98、97指示执行关闭层板操作安全，才关闭层板202a、202b。在一些具体实施例中，在执行测试启动程序的同时，控制器204使得ICT202的真空机构在层板202a、202b中间创建真空空间，以便密封ICT202内部的UUT208。在步骤406，控制器执行测试关闭程序，即当对UUT208的测试完成后，使用执行器206自动开启层板202a、202b。在一些具体实施例中，在执行测试关闭程序的同时，控制器204检查来自于一个或多个安全传感器98、97的状态或输入，如果安全传感器98、97指示执行开启层板操作安全时(即，在所述区域内没有检测到使用者)，才开启层板202a、202b。结果，该方法提供无需操作者开启和关闭ICT202的优势，这可以去除人工失误，节省了成本并且降低了受伤的危险。
本申请依据特定实施例已被描述，特定实施例合并了细节，从而有助于理解电源转换器的结构和操作原理。在各个附图中示出和描述的许多元件都可以交换，以实现必要的结果，并且阅读这些说明时，也应当将这些交换包括在内。同样地，此处特定实施例的参考和相应的描述并不旨在限制随后的权利要求的范围。本领域技术人员将清楚，在不违背本申请的精神和范围的情况下，可对为了阐述所选择的实施例做出修改。

Claims (16)

1.一内部电路测试设备，包括：
内部电路测试器，包括具有上层板和下层板的主体，其中所述上层板和下层板被配置为测试一个或多个电子单元的电连接；
一个或多个执行器，每一个所述执行器耦接到上层板和下层板，并被配置为能够相对于彼此移动上层板和下层板；和
控制器，与内部电路测试器和执行器耦接，并被配置为使得执行器自动关闭层板，从而使得在测试程序开始时层板能够将电子单元夹入中间，并且在测试程序结束时自动开启层板从而使得层板分离。
2.如权利要求1所述的设备，其中所述内部电路测试器包括真空装置，在层板关闭后，控制器使得真空装置在上下层板和单元之间产生密封的封层。
3.如权利要求1所述的设备，其中内部电路测试器包含一个或多个用于检测物体何时处于上下层板之间的安全传感器。
4.如权利要求1所述的设备，其中所述控制器包括用于存储测试程序的存储器，其中所述测试程序启动由内部电路测试器所执行的对单元的测试，并且包括用于使得执行器开启上下层板的嵌入开启命令和用于使得执行器关闭上下层板的关闭命令。
5.如权利要求1所述的设备，其中一个或多个执行器是气动执行器。
6.如权利要求1所述的设备，其中所述内部电路测试器包括切断开关，当被激活时，所述切断开关覆盖其它所有输入，并使得上下层板能够被开启。
7.如权利要求1所述的设备，所述控制器被集成到内部电路测试器的外壳中。
8.如权利要求1所述的设备，所述内部电路测试器包括一个或多个单元固定装置，其中所述单元固定装置提供单元和内部电路层板之间的电接口，从而使得内部电路测试器和单元能够通过所述单元固定装置交换电信号。
9.一种操作内部电路测试设备的方法，所述方法包括：
在内部电路测试器内部放置一个或多个电子单元，所述内部电路测试器具有包括上层板和下层板的主体；
使得一个或多个执行器能够利用耦接到内部电路测试器的控制器自动关闭层板，使得在测试程序开始时层板能够将电子单元夹入其中，其中所述一个或多个执行器的每一个所述执行器耦接到上层板和下层板，并被配置为能够可以相对于彼此移动上层板和下层板；
基于测试程序利用所述上下层板测试一个或多个电子单元的电连接；和
在测试程序结束时，使得一个或多个执行器利用控制器自动开启层板，使得层板相互分离。
10.如权利要求9所述的方法，进一步包括：在层板关闭后，利用控制器，产生内部电路测试器的真空空间，从而在上下层板和单元之间产生密封的封条。
11.如权利要求9所述的方法，进一步包括：利用内部电路测试器的一个或多个安全传感器检测是否有物体在上下层板之间，并且当通过安全传感器检测到有物体在上下层板之间时，停止执行器关闭上下层板。
12.如权利要求9所述的方法，其中，所述测试程序能够通过内部电路测试器执行对单元的测试，其包含使得执行器开启上下层板的、嵌入开启命令，和使得执行器关闭上下层板的关闭命令。
13.如权利要求9所述的方法，其中，一个或多个执行器是气动执行器。
14.如权利要求9所述的方法，进一步包括：当激活内部电路测试器的切断开关时，不考虑来自测试程序的冲突输入，而使得上下层板能够被开启。
15.如权利要求9所述的方法，其中控制器被集成到内部电路测试器的外壳中。
16.如权利要求9所述的方法，其中，放置一个或多个电子单元至内部电路测试器内部包括将单元与所述内部电路测试器的一个或多个单元固定装置耦接，其中单元固定装置提供单元和内部电路层板之间的电接口，使得内部电路测试器和单元能够通过单元固定装置交换电信号。
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