CN107315099B - 探针切换装置及pcb阻抗测试机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种探针切换装置及PCB阻抗测试机，该探针切换装置包括：支撑体(10)；第一探针部，相对支撑体(10)可移动设置，第一探针部具有至少两个第一检测位置，第一探针部可在至少两个第一检测位置之间移动切换；至少两个第二探针部，相对支撑体(10)可移动设置，每个第二探针部具有与第一探针部配合的第二检测位置及避让第一探针部与其余的第二探针部配合的避让位置，第二探针部可在第二检测位置与避让位置之间移动切换。本发明有效的解决了现有技术中切换探针时需要更换探针组件拆卸繁琐、测试精度低的问题，可实现自动化测试。

Description

探针切换装置及PCB阻抗测试机

技术领域

本发明涉及PCB测试技术领域，具体涉及一种探针切换装置及PCB阻抗测试机。

背景技术

目前，PCB阻抗测试机包括探针组件，探针组件包括探针座和固定在探针座上且用于测试PCB的差分的一对探针，一对探针之间的间距是固定的，高频阻抗测试需要将两个探针短接(即导通探针电路)，两个探针之间通过短接铜片进行短接。测试完差分之后，需要手动将测试机上的探针组件拆卸下来，换上用于测试单端的探针组件。探针组件需要切换时，都是手动将整个探针组件拆卸下来，拆卸繁琐，降低测试效率，需要制作更多的探针，成本较高，并且更换频繁会发生磨损及导致装配位置不精确，从而导致测试精度降低。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种探针切换装置及PCB阻抗测试机，以解决现有技术中更换探针组件时拆卸繁琐、测试精度低的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种探针切换装置，包括：支撑体；第一探针部，相对支撑体可移动设置，第一探针部具有至少两个第一检测位置，第一探针部可在至少两个第一检测位置之间移动切换；至少两个第二探针部，相对支撑体可移动设置，每个第二探针部具有与第一探针部配合的第二检测位置及避让第一探针部与其余的第二探针部配合的避让位置，第二探针部可在第二检测位置与避让位置之间移动切换。

进一步地，探针切换装置还包括设置在支撑体上且与第一探针部连接的第一驱动机构，第一驱动机构驱动第一探针部在至少两个第一检测位置之间进行切换。

进一步地，第一驱动机构驱动第一探针部沿水平方向直线移动。

进一步地，探针切换装置还包括连接在第一驱动机构和第一探针部之间的连接部，第一驱动机构通过驱动连接部沿水平方向移动带动第一探针部移动。

进一步地，第一驱动机构为直线电机，连接部固定在直线电机的输出端上，或者，第一驱动机构为气缸，连接部固定在气缸的活塞杆上，或者，第一驱动机构包括电机和滚珠丝杠，电机的输出轴与滚珠丝杠的螺杆连接，连接部固定在滚珠丝杠的螺母上。

进一步地，第一驱动机构固定在支撑体的上表面，连接部的一端与第一驱动机构连接，连接部的另一端穿过支撑体与位于支撑体的下方的第一探针部连接。

进一步地，第一探针部包括第一探针座和第一探针，第一探针座固定在连接部上，第一探针安装在第一探针座上。

进一步地，探针切换装置还包括与每个第二探针部连接的第二驱动机构，第二驱动机构驱动每个第二探针部在第二检测位置和避让位置之间进行切换。

进一步地，第二驱动机构驱动第二探针部沿竖直方向移动，避让位置高于第二检测位置和第一检测位置。

进一步地，第二驱动机构为固定在连接部上的切换部，切换部具有顶升结构，在切换部的移动过程中，顶升结构顶起第二探针部以使第二探针部从第二检测位置切换至避让位置。

进一步地，第二探针部的个数为两个，两个第二探针部分别与第一探针部配合以测试两种不同数据。

进一步地，切换部具有两个相对于竖直方向倾斜设置且其倾斜方向相反的斜面及连接在两个斜面之间的平面，两个斜面形成顶升结构并分别与两个第二探针部的楔块上的配合斜面配合。

进一步地，探针切换装置还包括与至少两个第二探针部一一对应的至少两个安装支架，安装支架与支撑体相对固定设置，第二探针部可相对于安装支架可移动地设置。

进一步地，第二探针部包括第二探针座、第二探针、导向杆和楔块，第二探针和导向杆均固定在第二探针座上，安装支架具有与导向杆配合的导向孔，切换部具有供导向杆的穿设的长孔，长孔沿切换部的移动方向延伸，导向杆的远离第二探针座一端依次穿过导向孔和长孔后设有楔块，楔块支撑在长孔的外侧。

进一步地，第二探针部还包括向第二探针座施加压力以使第二探针座复位的复位件。

进一步地，复位件为套装在导向杆上并位于第二探针座和安装支架之间的弹簧。

进一步地，探针切换装置还包括用于检测第一探针部的移动位移的位移传感器，在检测时第一驱动机构调节第一探针部与至少两个第二探针部中的一个之间的间距以检测不同间距的数据。

进一步地，位移传感器为激光传感器。

本发明还提供一种PCB阻抗测试机，包括：探针切换装置，探针切换装置为上述的探针切换装置。

本发明技术方案，具有如下优点：第一探针部位于至少两个第一检测位置中的第一个第一检测位置时，第一探针部与至少两个第二探针部中的第一个第二探针部配合进行检测，其余的第二探针部处于避让位置；检测完之后，将第一探针部移动至第二个第一检测位置，第二探针部与第二个第二探针部配合进行检测，其余的第二探针部处于避让位置；第一探针部其他位置的检测过程与上述相同，此处不再详细赘述。上述结构不需要拆卸探针部，只需要来回移动第一探针部和第二探针部即可，就可以实现切换，有效的提高测试效果，进而避让由于频繁更换探针发生磨损导致测试精度低的情况，从而提高测试精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1示出了根据本发明的探针切换装置的实施例的立体结构示意图；

图2示出了图1的探针切换装置的另一角度的示意图；

图3示出了图2的探针切换装置的切换部的立体结构示意图；

图4示出了图2的探针切换装置的连接部的立体结构示意图；

图5示出了图1的探针切换装置带有位移传感器和旋转盘的立体结构示意图；

图6示出了图5的探针切换装置的主视示意图。

其中，上述附图中的附图标记为：

10、支撑体；20、直线电机；31、第一探针座；32、第一探针；41、第二探针座；42、第二探针；43、导向杆；44、楔块；45、复位件；50、切换部；51、斜面；52、平面；53、长孔；60、连接部；70、安装支架；80、位移传感器；90、旋转盘。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本实施例的探针切换装置包括：支撑体10、第一探针部和至少两个第二探针部，第一探针部相对支撑体10可移动设置，第一探针部具有至少两个第一检测位置，第一探针部可在至少两个第一检测位置之间移动切换；每个第二探针部相对支撑体10可移动设置，每个第二探针部具有与第一探针部配合的第二检测位置及避让第一探针部与其余的第二探针部配合的避让位置，第二探针部可在第二检测位置与避让位置之间移动切换。

应用本实施例的探针切换装置，第一探针部位于至少两个第一检测位置中的第一个第一检测位置时，第一探针部与至少两个第二探针部中的第一个第二探针部配合进行检测，其余的第二探针部处于避让位置；检测完之后，将第一探针部移动至第二个第一检测位置，第二探针部与第二个第二探针部配合进行检测，其余的第二探针部处于避让位置；第一探针部其他位置的检测过程与上述相同，此处不再详细赘述。上述结构不需要拆卸探针部，只需要来回移动第一探针部和第二探针部即可，就可以实现切换，有效的提高测试效果，进而避让由于频繁更换探针发生磨损导致测试精度低的情况，从而提高测试精度。并且，上述结构采用一个对应多个的形式，避免采用现有技术中多对探针的情况，进而可以减少探针的个数，使得探测试成本大大降低。

在本实施例中，探针切换装置还包括设置在支撑体10上且与第一探针部连接的第一驱动机构，第一驱动机构驱动第一探针部在至少两个第一检测位置之间进行切换。通过第一驱动机构驱动第一探针部移动，实现自动控制和切换，使得测试效率和精度大大提高。第一驱动机构驱动第一探针部沿水平方向直线移动，第一探针部的多个检测位置位于一条直线上，结构简单，便于移动。

在本实施例中，探针切换装置还包括连接在第一驱动机构和第一探针部之间的连接部60，第一驱动机构通过驱动连接部60沿水平方向移动带动第一探针部移动。连接部60起到连接第一驱动机构和第一探针部的作用，连接简便。当然，第一驱动机构也可以直接与第一探针部连接。

在本实施例中，第一驱动机构为直线电机20，连接部60固定在直线电机20的输出端上。探针通过电机可以进行无级切换，极大的提高了测试精度。当然，第一驱动机构也可以采用气缸、液压缸、齿轮齿条、蜗轮蜗杆等结构，第一驱动机构为气缸时，连接部固定在气缸的活塞杆上。可以理解，在其他实施例中，第一驱动机构也可以包括电机和滚珠丝杠，电机的输出轴与滚珠丝杠的螺杆连接，连接部固定在滚珠丝杠的螺母上。

在本实施例中，如图1和图4所示，第一驱动机构固定在支撑体10的上表面，连接部60的一端与第一驱动机构连接，连接部60的另一端穿过支撑体10与位于支撑体10的下方的第一探针部连接。这样可以简化结构，布置紧凑。具体地，连接部为连接块。

在本实施例中，第一探针部包括第一探针座31和第一探针32，第一探针座31固定在连接部60上，第一探针32安装在第一探针座31上。

在本实施例中，探针切换装置还包括与每个第二探针部连接的第二驱动机构，第二驱动机构驱动每个第二探针部在第二检测位置和避让位置之间进行切换。通过第二驱动机构驱动第二探针部移动，实现自动控制和切换，有效的提高测试效率和精度。

在本实施例中，第二驱动机构驱动第二探针部沿竖直方向移动，避让位置高于第二检测位置和第一检测位置。结构简单，便于移动。具体地，第二驱动机构为固定在连接部60上的切换部50，切换部50具有顶升结构，在切换部50的移动过程中，顶升结构顶起第二探针部以使第二探针部从第二检测位置切换至避让位置。直线电机20既可以驱动第一探针部切换位置，也可以同时驱动第二探针部切换位置，第一探针部的移动和第二探针部的移动共用一个电机，简化探针切换装置的整体结构，大大降低成本。

在本实施例中，第二探针部的个数为两个，两个第二探针部分别与第一探针部配合以测试两种不同数据。由于测差分时需要两个探针都连接电缆，测单端时两个探针中只有一个探针连接电缆，因此，一个第二探针部和第一探针部上连接高频电缆，另一个第二探针部上不连接电缆，然后通过电机驱动第一探针部移动实现了在两个第二探针部之间的自动切换，进而实现了测单端和差分的切换。

如图2和图3所示，切换部50具有两个相对于竖直方向倾斜设置且其倾斜方向相反的斜面51及连接在两个斜面51之间的平面52，两个斜面51形成顶升结构并分别与两个第二探针部的楔块44上的配合斜面配合。当一个第二探针部的楔块44与切换部50上的一个斜面配合时，另一个第二探针部的楔块44与切换部50上的平面配合，在切换部50移动的过程中，一个第二探针部的楔块44从一个斜面滑至平面处，另一个第二探针部的楔块44从平面滑至切换部50的另一个斜面上。通过切换部50和楔块配合即可实现探针的自动切换，结构简单，操作方便。当然，切换部也可以设置为如下结构：切换部具有间隔设置的两个平面及连接在两个平面之间的两个斜面，两个斜面相对于竖直方向倾斜设置且其倾斜方向相反，切换部的结构也并不限于此。

具体地，切换部50为切换板，切换板包括相对设置的两个斜板及连接在两个斜板之间的平板，两个斜板相对于平板的中线向上且向外倾斜设置。当然，切换板和楔块的配合方式也可以通过凸轮、连杆等其他机构替代。

在本实施例中，如图1所示，探针切换装置还包括与至少两个第二探针部一一对应的至少两个安装支架70，安装支架70与支撑体10相对固定设置，第二探针部可相对于安装支架70可移动地设置。安装支架70的设置可以便于简化支撑体的结构，同时也便于安装第二探针部。具体地，安装支架70呈L形。

在本实施例中，如图1至图3所示，第二探针部包括第二探针座41、第二探针42、导向杆43和楔块44，第二探针42和导向杆43均固定在第二探针座41上，安装支架70具有与导向杆43配合的导向孔，切换部50具有供导向杆43的穿设的长孔53，长孔53沿切换部50的移动方向延伸，导向杆43的远离第二探针座41一端依次穿过导向孔和长孔53后设有楔块44，楔块44支撑在长孔53的外侧。导向杆竖直设置，导向杆与导向孔配合起到导向的作用。在切换部水平移动的过程中，导向杆在长孔的位置发生变化。

在本实施例中，第二探针部还包括向第二探针座41施加压力以使第二探针座41复位的复位件45。复位件45能够保证第二探针部处于测试位置的稳定性，保证测试精度。具体地，复位件45为套装在导向杆43上并位于第二探针座41和安装支架70之间的弹簧。弹簧使用方便，成本低廉。当然，也可以采用其他弹性装置代替弹簧。

在本实施例中，支撑体10为支撑圆盘，圆盘结构简单，也便于安装电机等其他部件。具体地，安装支架70安装在支撑体10的下表面上。

在本实施例中，第二探针上设有短接金属片，测试时第二探针通过短接金属片与第一探针短接。短接金属片优选为短接铜片。

在本实施例中，探针切换装置还包括用于检测第一探针部的移动位移的位移传感器80，在检测时第一驱动机构调节第一探针部与至少两个第二探针部中的一个之间的间距以检测不同间距的数据。通过电机驱动连接块移动，进而带动第一探针32移动，在第一探针32与第一个第二探针配合进行检测时，电机调节第一探针与第一个探针之间的间距，位移传感器可以检测第一探针32的移动位移，进而测试不同间距的数据，从而实现测不同间距的数据时无需更换探针。如图5和图6所示，探针切换装置还包括设置在支撑圆盘上方的旋转盘90，旋转盘90通过多个支柱支撑在支撑圆盘上，位移传感器80固定在旋转盘90的下表面上，电机及部分连接块位于支撑圆盘和旋转盘之间。具体地，位移传感器80为激光传感器。当然，也可以采用其他位移传感器代替激光传感器。

现有技术中探针装置基本都是采用手工或者固定探针间距测试方式，手工测试时，探针每次在PCB板上的压力不同使得测试结果不稳定、测试精度低、重复性差、测试效率低下；采用固定探针间距测试时，由于探针间距固定，测不同间距的PCB板阻抗时需要更换探针，使得测试效率无法提高，并且由于需要制作大量不同间距的探针，极大提高了阻抗测试的成本。因此，相比现有技术中的手工测试或固定探针间距测试，本发明的探针切换装置可以测试任意间距的PCB阻抗(含差分和单端)，实现无级调距，其明显具有以下优点：1、自动化程度高，无需根据不同探针间距进行探针更换，直接通过电机等装置在极短的时间内完成两个探针之间的间距的调整；2、两个探针之间的间距的无级调整，可以不再制作不同间距的探针组，由于探针组的价格较高，可以节省大量的侧视成本；3、通过PLC或软件控制探针之间的间距的精密调节可以极大的提高测试的准确性和测试精度；4、由于自动化程度高，可以大大提升测试结果的可靠性、重复性和测试效率。

下面将结合图1至图3对本实施例中的探针切换装置的工作过程进行说明，为便于描述，用探针B替换第一探针及探针A和探针C替换两个第二探针进行描述，电机驱动连接块移动，切换板和连接块一起移动，使得探针B靠近探针A或探针C。当探针B靠近探针A时，由于弹簧的作用楔块的下平面和和切换板的上水平面接触，使探针A和探针B的针尖在同一水平面上，同时由于切换板的斜面的作用将探针C通过楔块向上移动，使得探针C的针尖高于探针A和探针B的水平面，此时可以用探针A和探针B进行PCB板阻抗测试，调节探针A和探针B之间的间距，测试不同间距的数据。反之，当探针B靠近探针C时，可以用探针B和探针C进行PCB板阻抗测试，调节探针B和探针C之间的间距，测试不同间距的数据。如此，就实现了探针阻抗测试的自动无级切换，使得测试效率大大提高，并且无需准备多组探针组，使得探针测试成本大大降低。

本发明还提供一种PCB阻抗测试机，其包括：探针切换装置，探针切换装置为上述的探针切换装置。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (13)

1.一种探针切换装置，其特征在于，包括：

支撑体(10)；

第一探针部，相对所述支撑体(10)可移动设置，所述第一探针部具有至少两个第一检测位置，所述第一探针部可在所述至少两个第一检测位置之间移动切换；

至少两个第二探针部，相对所述支撑体(10)可移动设置，每个第二探针部具有与所述第一探针部配合的第二检测位置及避让所述第一探针部与其余的所述第二探针部配合的避让位置，所述第二探针部可在所述第二检测位置与所述避让位置之间移动切换，

设置在所述支撑体(10)上且与所述第一探针部连接的第一驱动机构，所述第一驱动机构驱动所述第一探针部在至少两个所述第一检测位置之间进行切换，所述第一驱动机构驱动所述第一探针部沿水平方向直线移动，

连接在所述第一驱动机构和所述第一探针部之间的连接部(60)，所述第一驱动机构通过驱动所述连接部(60)沿水平方向移动带动所述第一探针部移动，

与每个所述第二探针部连接的第二驱动机构，所述第二驱动机构驱动每个所述第二探针部在所述第二检测位置和所述避让位置之间进行切换，所述第二驱动机构驱动所述第二探针部沿竖直方向移动，所述避让位置高于所述第二检测位置和所述第一检测位置，所述第二驱动机构为固定在所述连接部(60)上的切换部(50)，所述切换部(50)具有顶升结构，在所述切换部(50)的移动过程中，所述顶升结构顶起所述第二探针部以使所述第二探针部从所述第二检测位置切换至所述避让位置。

2.根据权利要求1所述的探针切换装置，其特征在于，所述第一驱动机构为直线电机(20)，所述连接部(60)固定在所述直线电机(20)的输出端上，或者，所述第一驱动机构为气缸，所述连接部(60)固定在所述气缸的活塞杆上，或者，所述第一驱动机构包括电机和滚珠丝杠，所述电机的输出轴与所述滚珠丝杠的螺杆连接，所述连接部(60)固定在所述滚珠丝杠的螺母上。

3.根据权利要求1所述的探针切换装置，其特征在于，所述第一驱动机构固定在所述支撑体(10)的上表面，所述连接部(60)的一端与所述第一驱动机构连接，所述连接部(60)的另一端穿过所述支撑体(10)与位于所述支撑体(10)的下方的所述第一探针部连接。

4.根据权利要求1所述的探针切换装置，其特征在于，所述第一探针部包括第一探针座(31)和第一探针(32)，所述第一探针座(31)固定在所述连接部(60)上，所述第一探针(32)安装在所述第一探针座(31)上。

5.根据权利要求1所述的探针切换装置，其特征在于，所述第二探针部的个数为两个，两个所述第二探针部分别与所述第一探针部配合以测试两种不同数据。

6.根据权利要求5所述的探针切换装置，其特征在于，所述切换部(50)具有两个相对于竖直方向倾斜设置且其倾斜方向相反的斜面(51)及连接在两个所述斜面(51)之间的平面(52)，两个所述斜面(51)形成所述顶升结构并分别与两个所述第二探针部的楔块(44)上的配合斜面配合。

7.根据权利要求1所述的探针切换装置，其特征在于，所述探针切换装置还包括与至少两个所述第二探针部一一对应的至少两个安装支架(70)，所述安装支架(70)与所述支撑体(10)相对固定设置，所述第二探针部可相对于所述安装支架(70)可移动地设置。

8.根据权利要求7所述的探针切换装置，其特征在于，所述第二探针部包括第二探针座(41)、第二探针(42)、导向杆(43)和楔块(44)，所述第二探针(42)和所述导向杆(43)均固定在所述第二探针座(41)上，所述安装支架(70)具有与所述导向杆(43)配合的导向孔，所述切换部(50)具有供所述导向杆(43)的穿设的长孔(53)，所述长孔(53)沿所述切换部(50)的移动方向延伸，所述导向杆(43)的远离所述第二探针座(41)一端依次穿过所述导向孔和所述长孔(53)后设有所述楔块(44)，所述楔块(44)支撑在所述长孔(53)的外侧。

9.根据权利要求8所述的探针切换装置，其特征在于，所述第二探针部还包括向所述第二探针座(41)施加压力以使所述第二探针座(41)复位的复位件(45)。

10.根据权利要求9所述的探针切换装置，其特征在于，所述复位件(45)为套装在所述导向杆(43)上并位于所述第二探针座(41)和所述安装支架(70)之间的弹簧。

11.根据权利要求1所述的探针切换装置，其特征在于，所述探针切换装置还包括用于检测所述第一探针部的移动位移的位移传感器(80)，在检测时所述第一驱动机构调节所述第一探针部与至少两个所述第二探针部中的一个之间的间距以检测不同间距的数据。

12.根据权利要求11所述的探针切换装置，其特征在于，所述位移传感器(80)为激光传感器。

13.一种PCB阻抗测试机，其特征在于，包括：探针切换装置，所述探针切换装置为权利要求1至12中任一项所述的探针切换装置。

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