CN110618377A - 一种用于线路板测试的主副室结构靶室系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于线路板测试的主副室结构靶室系统及其使用方法，包括：系统架台；主靶室，固定在系统架台上，所述主靶室内具有满足线路板测试时所需的真空度，所述主靶室的下底板上设置四维定位台，所述四维定位台上设置有线路板接收架；至少一个副室，通过气动阀与所述主靶室上留有的接口相连接，所述副室的底部设置有与其内腔连通的抽真空装置；线路板传递机构，连接在所述副室上，其包括分布于所述副室内的线路板固定架，以及固定设置在所述副室上的传递组件；所述线路板固定架上装有待测线路板，所述传递组件的一端伸入所述副室内，并与所述线路板固定架连接；可编程逻辑控制器控制箱，与所述抽真空装置以及传递组件连接。

Description

一种用于线路板测试的主副室结构靶室系统及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种用于线路板测试的主副室结构靶室系统及其使用方法，特别涉及一种利用副室实现在不破坏主靶室真空度的条件下更换待测线路板的系统及其使用方法，属于加速器真空辐照试验中待测线路板更换技术领域。

背景技术

兰州重离子回旋加速器是我国用于单粒子效应测试的重要装置，但由于每年能够用于测试的束流时间有限，远远不能满足日益增长的单粒子效应测试需求，因此，需要充分利用有限的束流时间。受加速器离子能量的限制，一些较重离子的单粒子效应测试要在真空环境完成。真空中测试需要将带有待测器件的测试线路板装入真空靶室，当真空靶室经过长时间抽真空直到真空度达到要求后，才允许打开与加速器连通的真空阀门；测量完毕后要等待分子泵完全停止放气完毕才能取出样品；每更换一个器件都重复经历上述过程，使得测试十分耗时，试验束流的利用效率低。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种用于线路板测试的主副室结构靶室系统及其使用方法，能够在保持主靶室真空的条件下实现待测线路板的更换，提高束流利用率，提高试验效率。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案，一种用于线路板测试的主副室结构靶室系统，其特征在于，包括：

系统架台；

主靶室，固定在系统架台上，所述主靶室内具有满足线路板测试时所需的真空度，所述主靶室的下底板上设置四维定位台，所述四维定位台上设置有线路板接收架；

至少一个副室，通过气动阀与所述主靶室上留有的副室接口相连接，所述副室的底部设置有与其内腔连通的抽真空装置；

线路板传递机构，连接在所述副室上，其包括分布于所述副室内的线路板固定架，以及固定设置在所述副室上的传递组件；所述线路板固定架上装有待测线路板，所述传递组件的一端伸入所述副室内，并与所述线路板固定架连接，所述传递组件用于在测试前后将装有待测线路板的所述线路板固定架在所述主靶室和副室之间进行传递和交接；

可编程逻辑控制器控制箱，与所述抽真空装置以及传递组件连接。

优选地，在所述主靶室的一侧设置两副室，两所述副室的几何中心之间呈90°角分布，其中一所述副室的几何中心与所述主靶室内的束流方向呈45°角，另一所述副室的几何中心与所述主靶室内的束流方向呈135°角，每一所述副室对应与一所述线路板传递机构连接。

优选地，所述主靶室的顶部设置有操作门，在所述操作门上间隔设置多个照明窗，每一所述照明窗上安装有照明灯；在所述主靶室的顶部以及侧壁上开设有多个观察窗，在所述主靶室设置观测摄像头；所述主靶室的侧壁上开设有与所述副室连通的副室接口；在所述主靶室的侧壁上开设供束流穿过的束流管道接口和束流引出窗；在所述主靶室的底部设置分子泵，在所述主靶室的下底板上开设有分子泵接口，所述分子泵通过分子泵阀门连接在所述分子泵接口上；在所述主靶室内且对应于所述四维定位台的两侧设置两探测器，在所述主靶室的外部设置与两所述探测器对应连接的两驱动机构，所述驱动机构用于在测试时驱动对应的所述探测器分布在束流方向上。

优选地，所述副室呈方形结构，所述副室的顶壁上设有接线法兰，所述副室的底壁四角设置有支撑脚；在所述副室的四个侧壁上分别设有带有正面观察窗的换样门、主靶室接口、侧面观察窗和传递机构接口，在所述副室的与所述侧面观察窗同侧的侧壁上还设置有真空规管；在所述副室的与所述传递机构接口同侧的侧壁上还设有放气阀；所述抽真空装置为分子泵，在所述副室的底部开设分子泵接口，所述分子泵通过分子泵闸板阀连接在所述副室上的所述分子泵接口上。

优选地，所述传递组件包括支撑架、传递轴、直线驱动机构和旋转驱动机构；所述支撑架固定设置在所述系统架台上，所述传递轴水平设置在所述支撑架上，所述传递轴的一端伸入所述副室内，并与所述副室内的所述线路板固定架连接，所述直线驱动机构固定设置在所述支撑架上，所述直线驱动机构驱动所述传递轴带着所述线路板固定架在所述主靶室和所述副室之间作直线往复运动，以使所述线路板固定架上的待测线路板在所述主靶室和副室之间进行传递；所述旋转驱动机构固定在所述支撑架上，并与所述传递轴的另一端连接，所述旋转驱动机构驱动所述传递轴正反转，以使所述传递轴和线路板固定架之间处于连接或松开状态。

优选地，在所述支撑架的头端固定设置有安装块，在所述支撑架上滑动设置滑块，所述直线驱动机构与所述滑块连接，用于驱动所述滑块沿所述支撑架的长度方向滑动，所述旋转驱动机构固定在所述滑块上；

所述传递轴包括传递轴本体、带有通气孔的保护长管、定位波纹管和运动密封波纹管；所述保护长管套置在所述传递轴本体的外部，所述运动密封波纹管水平安装在所述安装块和滑块之间，所述传递轴本体和保护长管设置在所述运动密封波纹管内，所述传递轴本体和保护长管的头端均穿过所述安装块、定位波纹管伸入所述副室内，所述传递轴本体的头端与所述线路板固定架连接，所述传递轴本体的尾端与所述旋转驱动机构的动力输出端固定连接，所述保护长管的尾端固定在所述滑块上；所述定位波纹管的一端通过连接法兰固定在所述副室上，所述定位波纹管的另一端通过连接法兰固定在安装块上，两所述连接法兰之间通过螺杆连接，三个螺杆绕所述定位波纹管的圆周方向间隔分布；

所述直线驱动机构包括蜗轮蜗杆组件、丝杠和驱动电机；在所述支撑架内设有平行分布的两导向轨道，所述滑块滑动设置在两所述导向轨道上，所述蜗轮蜗杆组件分布在所述导向轨道的头端并固定在所述支撑架上，所述驱动电机固定设置在所述支撑架的外部，并通过联轴器与所述蜗轮蜗杆组件的蜗杆传动连接，所述丝杠水平转动设置所述支撑架内，所述丝杠的一端穿过所述蜗轮蜗杆组件的蜗轮并与之固定配合，所述丝杠的另一端穿过所述滑块并与之转动连接；所述驱动电机与所述可编程逻辑控制器控制箱连接；

所述旋转驱动机构包括通过联轴器与所述传递轴本体连接的旋转驱动电机，所述旋转驱动电机固定在所述滑块上，所述旋转驱动电机与所述可编程逻辑控制器控制箱连接。

优选地，所述线路板固定架包括用于装载待测线路板的L型支架，固定设置在所述L型支架上的支架卡头，设置在所述L型支架并与所述支架卡头同侧分布的固线器，以及设置在所述L型支架上用于定位待测线路板的限位器；

在所述传递轴的伸入所述副室的一端上设置连接器，在所述连接器上固定连接卡锁，所述卡锁与所述线路板固定架上的所述支架卡头转动卡扣连接。

优选地，所述线路板接收架包括固定背板、固定块、槽板、挡板、固定顶丝和定位进入槽；所述固定背板竖直安装在所述四维定位台上，所述固定块连接在所述固定背板的一侧下方，所述槽板与所述固定块呈平行间隔设置，形成供所述线路板固定架进入的卡槽，所述挡板设置在所述卡槽的后端，并与所述固定块连接，所述定位进入槽设置在所述卡槽的前端，所述定位进入槽的槽口呈喇叭型结构。

优选地，所述四维定位台采用四维定位系统，在整个系统的外部设置与所述四维定位系统配合使用的电机驱动控制箱；所述电机驱动控制箱与可编程逻辑控制器控制箱连接。

本发明还提供了一种基于上述的用于线路板测试的主副室结构靶室系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将装有待测芯片的不同的规格尺寸的待测线路板装入线路板固定架上；

2)保持主靶室内的真空度，关闭气动阀，进行副室内的放气；

3)将步骤1)中的线路板固定架放置于副室内，并与传递组件的伸入副室内的一端连接，副室通过线路板电缆与外界测试设备，上电检查测试电路工作正常；

4)可编程逻辑控制器控制箱控制传递组件运动，使得传递组件与线路板固定架连接锁死；

5)通过抽真空装置对副室进行抽真空，当副室内的真空度满足高真空要求，打开副室上的气动阀，驱动主靶室内的四维定位台运行，使得四维定位台上的线路板接收架定位于主靶室和副室之间的交接位置处；

6)传递组件推动线路板固定架进入主靶室内，并进入主靶室的四维定位台上的线路板接收架上，传递组件松开与线路板固定架的连接，并退出四维定位台外部；

7)四维定位台带动线路板固定架运动将待测线路板定位于束线中心开始带束测试；

8)测试完成后，四维定位台带动线路板固定架定位于主靶室和副室之间的交接位置；

9)控制传递组件进入主靶室和副室之间的交接位置处，传递组件与线路板固定架连接锁死，并带着线路板固定架退回至副室内；关闭副室上的气动阀，一次换样测试过程结束。

本发明采用以上技术方案，其具有如下优点：

1、本发明在主靶室上设置副室，主靶室设置四维定位台，四维定位台上设置线路板接收架，副室内设置线路板固定架，副室上设置线路板传递机构，保持主靶室的真空度不变，在副室内进行换样，并对副室进行抽真空，大大减小换样时间以及抽真空时间，提高试验效率，提高束流利用率。

2、本发明提出用于线路板测试的主副室结构的真空辐照靶室系统，利用两个副室预抽真空，交替传递线路板的方式减少待测线路板的真空预抽时间和器件更换时间；提高试验束流的利用效率、减少换样时间。

3、本发明通过建立副室，使得一个待测线路板辐照的过程中，另一个待测线路板处于第二个副室中预抽真空，当第一个测试板测试完成后，退回第一副室，第二个测试板从第二副靶室直接传入主靶室进行测试，大大节省换样时间。

4、本发明只需要从副室更换测试线路板，一方面由于副室(约30升)相对于主靶室(约800升)有较小的真空体积，只需要对副室进行真空抽放，能够避免对超大真空腔主靶室的真空抽放过程，从而，能够减少换样时间。另一方面，采用两个副室结构，一个副室的抽真空过程是在另一个副室的测试过程中完成的，因而可以完全节省换样的抽真空时间，大大提高束流的利用效率。

5、本发明针对不同规格的线路板，设计标准化的线路板固定架，实现传递过程的自动化控制。

6、本发明在主靶室设置多个观测摄像头，主靶室上开设多个观察孔，能够实时观测传递过程，保证传递交接的准确性。

7、本发明通过电机旋转驱动蜗杆推动涡轮转动，进而带动丝杆运动，实现传递轴的前进与后退。

8、本发明采取待测线路板和测试电缆同在副室安装的方式，避免传递过程线缆的缠绕。

9、本发明通过可编程逻辑控制器PLC控制箱控制传递过程分步停顿进行，在传递有偏离的情况下可以手动微调，保证传递交接的准确进行。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明中主副室结构相对于束流中心方向的几何布局示意图；

图3为本发明主靶室的内部结构示意图；

图4为本发明副室与传递机构的连接结构示意图；

图5为本发明传递机构的结构示意图；

图6为本发明传递机构的剖视结构示意图；

图7为本发明线路板接收架的结构示意图；

图8为本发明线路板固定架的结构示意图；

图9为本发明线路板传递的工作流程图。

图中，1、系统架台；2、主靶室；20、下底板；21、四维定位台；22、线路板接收架；221、固定背板；222、固定块；223、槽板；224、挡板；225、固定顶丝；226、定位进入槽；227、卡槽；23、副室接口；200、操作门；201、照明窗；202、观察窗；203、观测摄像头；204、束流管道接口；205、束流引出窗；206、分子泵；207、探测器；208、驱动机构；3、副室；30、气动阀；301、接线法兰；302、支撑脚；303、正面观察窗；304、换样门；305、主靶室接口；306、侧面观察窗；307、传递机构接口；308、真空规管；309、放气阀；31、抽真空装置；310、分子泵；311、分子泵接口；312、分子泵闸板阀；4、线路板传递机构；41、线路板固定架；410、L型支架；411、支架卡头；412、固线器；413、限位器；42、传递组件；421、支撑架；4211、安装块；4212、滑块；4213、导向轨道；422、传递轴；4221、传递轴本体；4222、带有通气孔的保护长管；4223、定位波纹管；4224、运动密封波纹管；423、直线驱动机构；4231、蜗轮蜗杆组件；4231a、蜗杆；4231b、蜗轮；4232、丝杠；4233、驱动电机；424、旋转驱动机构；425、联轴器；426、旋转驱动电机；427、卡锁；428、连接器；429、连接法兰；430、螺杆。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。

如图1～4、图7所示，本发明提供一种用于线路板测试的主副室结构靶室系统，其包括：

系统架台1；

主靶室2，固定在系统架台1上，主靶室2内具有满足线路板测试时所需的真空度，主靶室2内的下底板20上设置四维定位台21，四维定位台21上设置有线路板接收架22；

至少一个副室3，通过气动阀30与主靶室2上留有的副室接口23相连接，副室3的底部设置有与其内腔连通的抽真空装置31；

线路板传递机构4，连接在副室3上，其包括分布于副室3内的线路板固定架41，以及固定设置在副室3上的传递组件42；线路板固定架41上装有待测线路板，传递组件42的一端伸入副室3内，并与线路板固定架41连接，传递组件42用于测试前后将装有待测线路板的线路板固定架41在主靶室2和副室3之间进行传递和交接；

可编程逻辑控制器PLC控制箱(图中未示出)，与抽真空装置31以及传递组件42连接。

在上述实施例中，优选的，如图2所示，为节省换样时间，提高试验效率，在主靶室2的一侧设置两副室3，两副室3的几何中心之间呈90°角分布，其中一副室3的几何中心与主靶室2内的束流方向呈45°角，另一副室3的几何中心与主靶室2内的束流方向呈135°角，每一副室3上对应连接一线路板传递机构4。

在上述实施例中，优选的，如图1、图3所示，主靶室2的顶部设置有操作门200，在操作门200上间隔设置多个照明窗201，每一照明窗201上安装有照明灯；在主靶室2的顶部以及侧壁上开设有多个观察窗202，在主靶室2设置观测摄像头203，观测摄像头203通过多个观察窗202对主靶室2和副室3之间待测线路板的传递交接过程进行全方位观测，以判断传递是否到位从而可手动微调进行修正。主靶室2的侧壁上开设有与副室3连通的副室接口23；在主靶室2的侧壁上开设供束流穿过的束流管道接口204和束流引出窗205；在主靶室2的底部设置分子泵206，在主靶室2的下底板20上开设有分子泵接口，分子泵206通过分子泵阀门连接在分子泵接口上；在主靶室2内且对应于四维定位台21的两侧设置两探测器207，在主靶室2的外部设置与两探测器207对应连接的两驱动机构208，驱动机构208用于在测试时驱动对应侧的探测器207分布在束流方向上，以实现辐照过程中束流注量的在线监测，测试时，根据实际需求，启动其中一驱动机构208，使其驱动对应侧的探测器207运动。

在上述实施例中，优选的，如图3所示，在位于四维定位台21两侧的下底板20上设置两滑轨209，滑轨209的延伸方向与束流方向垂直，每一滑轨209上滑动设置一支架210，每一支架210上固定一探测器207，驱动机构208与支架210连接；测试时，根据实际需求，启动其中一驱动机构208，驱动支架210沿滑轨209运动，使得探测器207分布于束流方向上，对束流注量进行在线测量，测试结束后，控制探测器207退出束流方向。

在上述实施例中，优选的，如图1、图4所示，副室3呈方形结构，副室3的顶壁上设有接线法兰301，副室3的底壁四角设置有支撑脚302；在副室3的四个侧壁上分别设有带有正面观察窗303的换样门304、主靶室接口305、侧面观察窗306和传递机构接口307，在副室3的与侧面观察窗306同侧的侧壁上还设置有真空规管308，用于实时检测副室3内的真空度；在副室3的与传递机构接口307同侧的侧壁上还设有放气阀309。抽真空装置31为分子泵310，在副室3的底部开设分子泵接口311，分子泵310通过分子泵闸板阀312连接在副室3上的分子泵接口311上。

在上述实施例中，优选的，如图4～6所示，传递组件42包括支撑架421、传递轴422、直线驱动机构423和旋转驱动机构424；支撑架421固定设置在系统架台1上，传递轴422水平设置在支撑架421上，传递轴422的一端伸入副室3内，并与副室3内的线路板固定架41连接，直线驱动机构423固定设置在支撑架421上，直线驱动机构423驱动传递轴422带着线路板固定架41在主靶室2和副室3之间作直线往复运动，以实现线路板固定架41上的待测线路板在主靶室2和副室3之间的传递；旋转驱动机构424固定在支撑架421上，并与传递轴422的另一端连接，旋转驱动机构423驱动传递轴422正反转，以实现传递轴422和线路板固定架41的连接或松开，进而实现装有待测线路板的线路板固定架41在主靶室2和副室3之间的交接。

在上述实施例中，优选的，如图4～6所示，在支撑架421的头端固定设置有安装块4211，在支撑架421上滑动设置滑块4212，直线驱动机构423与滑块4212连接，用于驱动滑块4212沿支撑架421的长度方向滑动，旋转驱动机构424固定在滑块4212上；传递轴422包括传递轴本体4221、带有通气孔的保护长管4222、定位波纹管4223和运动密封波纹管4224；保护长管4222套置在传递轴本体4221的外部，运动密封波纹管4224水平安装在安装块4211和滑块4212之间，传递轴本体4221和保护长管4222设置在运动密封波纹管4224内，传递轴本体4221和保护长管4222的头端穿过安装块4211、定位波纹管4223伸入副室3内，传递轴本体4221的头端与线路板固定架41连接，传递轴本体4221的尾端与旋转驱动机构424的动力输出端固定连接，保护长管4222的尾端固定在滑块4212上；定位波纹管4223的一端通过连接法兰429固定在副室3上，定位波纹管4223的另一端通过连接法兰429固定在安装块4211上，两连接法兰429之间通过螺杆430连接，三个螺杆430绕定位波纹管4223的圆周方向间隔分布。安装时，通过调节三个螺杆430的长度来调整传递轴的位置，使得传递轴422的中心轴线穿过副室3的几何中心，副室3的几何中心与主靶室2内的束流方向之间呈预定角度(45°夹角)。利用保护长管4222保护传递轴本体4221，以避免运动密封波纹管4224变形造成传递轴本体4221的损坏；传递过程中通过运动密封波纹管4224的压缩和回弹带动传递轴本体4221和保护长管4222一起运动。

在上述实施例中，优选的，直线驱动机构423包括蜗轮蜗杆组件4231、丝杠4232和驱动电机4233；在支撑架421内设有平行分布的两导向轨道4213，滑块4212滑动设置在两导向轨道4213上，蜗轮蜗杆组件4231分布在导向轨道4211的头端并固定在支撑架421上，驱动电机4233固定设置在支撑架421的外部，并通过联轴器与蜗轮蜗杆组件4231的蜗杆4231a传动连接，丝杠4232水平转动设置支撑架421内，丝杠4232的一端穿过蜗轮蜗杆组件4231的蜗轮4231b并与之固定配合，丝杠4232的另一端穿过滑块4212并与之转动连接，驱动电机4233与可编程逻辑控制器PLC控制箱连接。使用时，可编程逻辑控制器PLC控制箱控制驱动电机4235启动，驱动电机4235带动蜗杆4231a转动，蜗杆4231a带动蜗轮4231b以及丝杠4232转动，丝杠4232转动则驱动滑块4212沿导向轨道4213作往复运动，滑块4212则带动传递轴422在主靶室2和副室3之间往复运动。

在上述实施例中，优选的，旋转驱动机构424包括通过联轴器425与传递轴本体4221连接的旋转驱动电机426，旋转驱动电机426固定在滑块4212上，旋转驱动电机426与可编程逻辑控制器PLC控制箱连接，使用时，可编程逻辑控制器PLC控制箱控制旋转驱动电机426正反转，以实现传递轴本体4221和线路板固定架41的连接或松开，进而实现装有待测线路板的线路板固定架41在主靶室2和副室3之间的交接。

在上述实施例中，优选的，在滑块4212上设置有限位片，在靠近支架421的尾端的位置处设置光学探头，光学探头与可编程逻辑控制器PLC控制箱连接，当滑块4212上的限位片触碰到支架421上的光学探头时,光学探头发出信号给PLC控制箱，PLC控制箱强制停止驱动电机4233运行，用以避免运动过程中的运动失控造成的损伤。

在上述实施例中，优选的，如图7所示，线路板固定架41包括用于装载待测线路板的标准L型支架410，固定设置在标准L型支架410上的支架卡头411，设置在标准L型支架410并与支架卡头411同侧分布的固线器412，以及设置在标准L型支架410上用于定位待测线路板的限位器413。

在上述实施例中，优选的，在传递轴422的伸入副室3的一端上设置连接器428，在连接器428上固定连接卡锁427，卡锁427与线路板固定架41上的支架卡头411转动卡扣连接。使用时，控制旋转驱动电机426带着传递轴422正反转动，使得卡锁427卡紧连接在支架卡头411上或松开与支架卡头411的连接，从而实现传递轴422和线路板固定架41的连接或松开。

在上述实施例中，优选的，如图8所示，线路板接收架22包括固定背板221、固定块222、槽板223、挡板224、固定顶丝225和定位进入槽226；固定背板221竖直安装在四维定位台21上，固定块222连接在固定背板221一侧下方，槽板223与固定块222呈平行间隔设置，形成供线路板固定架41进入的卡槽227，挡板224设置在卡槽227的后端，并与固定块222连接，定位进入槽226设置在卡槽227的前端，定位进入槽226的槽口呈喇叭型结构；当传递轴422携带线路板固定架41进入卡槽227时，由于线路板自身的重量会导致线路板固定架41的位置略显下垂，喇叭型槽口的定位进入槽225将弥补这种位置改变，引导线路板固定架41进入卡槽227内；在槽板223上间隔设置固定顶丝225，固定顶丝225伸入卡槽227内，线路板固定架41进入卡槽227，固定顶丝225抵着线路板固定架41，使得线路板固定架41沿卡槽227滑动时不再发生晃动，挡板224用来阻挡线路板固定架41滑出卡槽227，避免过度传递造成的错误。

在上述实施例中，优选的，四维定位台21采用德国PI公司进口的适用于高真空系统的四维定位系统，具有三维平动和一维转动功能，四轴设有真空适用的伺服电机，在整个系统的外部设置与四维定位系统配合使用的电机驱动控制箱。通过电机驱动控制箱控制四维定位台21运行，使得四维定位台21上的线路板接收架22在主靶室2内运动，并且能够控制位于待测线路板上的待测芯片位于束线中心，电机驱动控制箱与可编程逻辑控制器PLC控制箱连接。

如图9所示，基于上述用于线路板测试的主副室结构靶室系统，本发明还提供了一种用于线路板测试的主副室结构靶室系统的使用方法，以主靶室2上安装有一个副室3为例，其包括以下步骤：

1)将装有待测芯片的不同的规格尺寸的待测线路板装入线路板固定架41上，

2)保持主靶室2内的真空度，关闭气动阀20，进行副室3内的放气；

3)打开副室3上的换样门304，将步骤1)中的线路板固定架41上的支架卡头411插入传递轴422上的卡锁427上；通过副室3上的接线法兰301连接线路板电缆与外界测试设备，用线路板固定架41上的固线器412固定电缆，上电检查测试电路工作正常。

4)可编程逻辑控制器PLC控制箱控制旋转驱动电机426启动，旋转驱动电机426带动传递轴422转动，使传递轴422与线路板固定架41连接锁死。

5)关闭换样门304，利用抽真空装置31对副室3进行抽真空，当副室3内的真空度满足高真空要求，打开副室3上的气动阀30，驱动主靶室2内的四维定位台21定位于主靶室2和副室3之间的交接位置处。

8)在多个摄像头的配合观测下，驱动电机4233通过蜗轮蜗杆组件4231带动传递轴422将线路板固定架41推进主靶室2内，并进入主靶室2的四维定位台21上的线路板接收架22上。

9)旋转驱动电机426带动传递轴422反向转动使传递轴422与线路板固定架41松开。

10)驱动电机4233带动传递轴422后退离开四维定位台21。

11)四维定位台21带动线路板固定架41运动将待测芯片定位于束线中心开始带束测试。

12)测试完成四维定位台21带动线路板固定架41定位于主靶室2和副室3之间的交接位置。

13)在摄像头的观测下，驱动电机4233带动传递轴422前进使传递轴422上的卡锁427对准线路板固定架41上的连接卡头411插入。

14)旋转驱动电机426带动传递轴422转动使传递轴422与线路板固定架41连接锁死。

15)驱动电机4233带动传递轴422后退回到副室3，关闭副室3上的气动阀30，一次换样测试过程结束。

本发明的换样过程与没有副室3、仅采用主靶室2测试时比较如下：仅采用主靶室2，由于主靶室2体积庞大，总的停泵及换样时间大约为1小时，主靶室2从大气到加速器允许真空度的抽气时间约为1小时，因此，仅采用主靶室2测试的总换样时间为2小时，即120分钟。而采用本发明测试时，副室3的总的放气、停泵、抽气、时间为大约50分钟，总的样品传递时间大约为25分钟，总过程大约为75分钟，如果副室抽气过程是在另一个副室的辐照过程中完成的，则换样时间还会节省35分钟抽气时间，换样过程将缩短至40分钟，换样时间缩短约3倍，从而提高束流利用率；提升试验效率。

本发明仅以上述实施例进行说明，各部件的结构、设置位置及其连接都是可以有所变化的。在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进或等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (10)

1.一种用于线路板测试的主副室结构靶室系统，其特征在于，包括：

系统架台(1)；

主靶室(2)，固定在系统架台(1)上，所述主靶室(2)内具有满足线路板测试时所需的真空度，所述主靶室(2)的下底板(20)上设置四维定位台(21)，所述四维定位台(21)上设置有线路板接收架(22)；

至少一个副室(3)，通过气动阀(30)与所述主靶室(2)上留有的副室接口(23)相连接，所述副室(3)的底部设置有与其内腔连通的抽真空装置(31)；

线路板传递机构(4)，连接在所述副室(3)上，其包括分布于所述副室(3)内的线路板固定架(41)，以及固定设置在所述副室(3)上的传递组件(42)；所述线路板固定架(41)上装有待测线路板，所述传递组件(42)的一端伸入所述副室(3)内，并与所述线路板固定架(41)连接，所述传递组件(42)用于在测试前后将装有待测线路板的所述线路板固定架(41)在所述主靶室(2)和副室(3)之间进行传递和交接；

可编程逻辑控制器控制箱，与所述抽真空装置(31)以及传递组件(42)连接。

2.如权利要求1所述的一种用于线路板测试的主副室结构靶室系统，其特征在于：在所述主靶室(2)的一侧设置两副室(3)，两所述副室(3)的几何中心之间呈90°角分布，其中一所述副室(3)的几何中心与所述主靶室(2)内的束流方向呈45°角，另一所述副室(3)的几何中心与所述主靶室(2)内的束流方向呈135°角，每一所述副室(3)对应与一所述线路板传递机构(4)连接。

3.如权利要求1或2所述的一种用于线路板测试的主副室结构靶室系统，其特征在于：所述主靶室(2)的顶部设置有操作门(200)，在所述操作门(200)上间隔设置多个照明窗(201)，每一所述照明窗(201)上安装有照明灯；在所述主靶室(2)的顶部以及侧壁上开设有多个观察窗(202)，在所述主靶室(2)设置观测摄像头(203)；所述主靶室(2)的侧壁上开设有与所述副室(3)连通的副室接口(23)；在所述主靶室(2)的侧壁上开设供束流穿过的束流管道接口(204)和束流引出窗(205)；在所述主靶室(2)的底部设置分子泵(206)，在所述主靶室(2)的下底板(20)上开设有分子泵接口，所述分子泵(206)通过分子泵阀门连接在所述分子泵接口上；在所述主靶室(2)内且对应于所述四维定位台(21)的两侧设置两探测器(207)，在所述主靶室(2)的外部设置与两所述探测器(207)对应连接的两驱动机构(208)，所述驱动机构(208)用于在测试时驱动对应的所述探测器(207)分布在束流方向上。

4.如权利要求1或2所述的一种用于线路板测试的主副室结构靶室系统，其特征在于：所述副室(3)呈方形结构，所述副室(3)的顶壁上设有接线法兰(301)，所述副室(3)的底壁四角设置有支撑脚(302)；在所述副室(3)的四个侧壁上分别设有带有正面观察窗(303)的换样门(304)、主靶室接口(305)、侧面观察窗(306)和传递机构接口(307)，在所述副室(3)的与所述侧面观察窗(306)同侧的侧壁上还设置有真空规管(307)；在所述副室(3)的与所述传递机构接口(308)同侧的侧壁上还设有放气阀(309)；所述抽真空装置(31)为分子泵(310)，在所述副室(3)的底部开设分子泵接口(311)，所述分子泵(310)通过分子泵闸板阀(312)连接在所述副室(3)上的所述分子泵接口(311)上。

5.如权利要求1所述的一种用于线路板测试的主副室结构靶室系统，其特征在于：所述传递组件(42)包括支撑架(421)、传递轴(422)、直线驱动机构(423)和旋转驱动机构(424)；所述支撑架(421)固定设置在所述系统架台(1)上，所述传递轴(422)水平设置在所述支撑架(421)上，所述传递轴(422)的一端伸入所述副室(3)内，并与所述副室(3)内的所述线路板固定架(41)连接，所述直线驱动机构(423)固定设置在所述支撑架(421)上，所述直线驱动机构(423)驱动所述传递轴(422)带着所述线路板固定架(41)在所述主靶室(2)和所述副室(3)之间作直线往复运动，以使所述线路板固定架(41)上的待测线路板在所述主靶室(2)和副室(3)之间进行传递；所述旋转驱动机构(424)固定在所述支撑架(421)上，并与所述传递轴(422)的另一端连接，所述旋转驱动机构(423)驱动所述传递轴(422)正反转，以使所述传递轴(422)和线路板固定架(41)之间处于连接或松开状态。

6.如权利要求5所述的一种用于线路板测试的主副室结构靶室系统，其特征在于：在所述支撑架(421)的头端固定设置有安装块(4211)，在所述支撑架(421)上滑动设置滑块(4212)，所述直线驱动机构(423)与所述滑块(4212)连接，用于驱动所述滑块(4212)沿所述支撑架(421)的长度方向滑动，所述旋转驱动机构(424)固定在所述滑块(4212)上；

所述传递轴(422)包括传递轴本体(4221)、带有通气孔的保护长管(4222)、定位波纹管(4223)和运动密封波纹管(4224)；所述保护长管(4222)套置在所述传递轴本体(4221)的外部，所述运动密封波纹管(4224)水平安装在所述安装块(4211)和滑块(4212)之间，所述传递轴本体(4221)和保护长管(4222)设置在所述运动密封波纹管(4224)内，所述传递轴本体(4221)和保护长管(4222)的头端均穿过所述安装块(4211)、定位波纹管(4223)伸入所述副室(3)内，所述传递轴本体(4221)的头端与所述线路板固定架(41)连接，所述传递轴本体(4221)的尾端与所述旋转驱动机构(424)的动力输出端固定连接，所述保护长管(4222)的尾端固定在所述滑块(4212)上；所述定位波纹管(4223)的一端通过连接法兰(429)固定在所述副室(3)上，所述定位波纹管(4223)的另一端通过连接法兰(429)固定在安装块(4211)上，两所述连接法兰(429)之间通过螺杆(430)连接，三个螺杆(430)绕所述定位波纹管(4223)的圆周方向间隔分布；

所述直线驱动机构(423)包括蜗轮蜗杆组件(4231)、丝杠(4232)和驱动电机(4233)；在所述支撑架(421)内设有平行分布的两导向轨道(4213)，所述滑块(4212)滑动设置在两所述导向轨道(4213)上，所述蜗轮蜗杆组件(4231)分布在所述导向轨道(4213)的头端并固定在所述支撑架(421)上，所述驱动电机(4233)固定设置在所述支撑架(421)的外部，并通过联轴器与所述蜗轮蜗杆组件(4231)的蜗杆(4231a)传动连接，所述丝杠(4232)水平转动设置所述支撑架(421)内，所述丝杠(4232)的一端穿过所述蜗轮蜗杆组件(4231)的蜗轮(4231b)并与之固定配合，所述丝杠(4232)的另一端穿过所述滑块(4212)并与之转动连接；所述驱动电机(4233)与所述可编程逻辑控制器控制箱连接；

所述旋转驱动机构(424)包括通过联轴器(425)与所述传递轴本体(4221)连接的旋转驱动电机(426)，所述旋转驱动电机(426)固定在所述滑块(4212)上，所述旋转驱动电机(426)与所述可编程逻辑控制器控制箱连接。

7.如权利要求1所述的一种用于线路板测试的主副室结构靶室系统，其特征在于：所述线路板固定架(41)包括用于装载待测线路板的L型支架(410)，固定设置在所述L型支架(410)上的支架卡头(411)，设置在所述L型支架(410)并与所述支架卡头(411)同侧分布的固线器(412)，以及设置在所述L型支架(410)上用于定位待测线路板的限位器(413)；

在所述传递轴(422)的伸入所述副室(3)的一端上设置连接器(428)，在所述连接器(428)上固定连接卡锁(427)，所述卡锁(427)与所述线路板固定架(41)上的所述支架卡头(411)转动卡扣连接。

8.如权利要求1所述的一种用于线路板测试的主副室结构靶室系统，其特征在于：所述线路板接收架(22)包括固定背板(221)、固定块(222)、槽板(223)、挡板(224)、固定顶丝(225)和定位进入槽(226)；所述固定背板(221)竖直安装在所述四维定位台(21)上，所述固定块(222)连接在所述固定背板(221)的一侧下方，所述槽板(223)与所述固定块(222)呈平行间隔设置，形成供所述线路板固定架(41)进入的卡槽(227)，所述挡板(224)设置在所述卡槽(227)的后端，并与所述固定块(222)连接，所述定位进入槽(226)设置在所述卡槽(227)的前端，所述定位进入槽(226)的槽口呈喇叭型结构。

9.如权利要求1所述的一种用于线路板测试的主副室结构靶室系统，其特征在于：所述四维定位台(21)采用四维定位系统，在整个系统的外部设置与所述四维定位系统配合使用的电机驱动控制箱；所述电机驱动控制箱与可编程逻辑控制器控制箱连接。

10.一种基于权利要求1至9任一项所述的用于线路板测试的主副室结构靶室系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将装有待测芯片的不同的规格尺寸的待测线路板装入线路板固定架(41)上；

2)保持主靶室(2)内的真空度，关闭气动阀(30)，进行副室(3)内的放气；

3)将步骤1)中的线路板固定架(41)放置于副室(3)内，并与传递组件(42)的伸入副室(3)内的一端连接，副室(3)通过线路板电缆与外界测试设备，上电检查测试电路工作正常；

4)可编程逻辑控制器控制箱控制传递组件(42)运动，使得传递组件(42)与线路板固定架(41)连接锁死；

5)通过抽真空装置(31)对副室(3)进行抽真空，当副室(3)内的真空度满足高真空要求，打开副室(3)上的气动阀(30)，驱动主靶室(2)内的四维定位台(21)运行，使得四维定位台(21)上的线路板接收架(22)定位于主靶室(2)和副室(3)之间的交接位置处；

6)传递组件(42)推动线路板固定架(41)进入主靶室(2)内，并进入主靶室(2)的四维定位台(21)上的线路板接收架(22)上，传递组件(42)松开与线路板固定架(41)的连接，并退出四维定位台(21)外部；

7)四维定位台(21)带动线路板固定架(41)运动将待测线路板定位于束线中心开始带束测试；

8)测试完成后，四维定位台(21)带动线路板固定架(41)定位于主靶室(2)和副室(3)之间的交接位置；

9)控制传递组件(42)进入主靶室(2)和副室(3)之间的交接位置处，传递组件(42)与线路板固定架(41)连接锁死，并带着线路板固定架(41)退回至副室(3)内；关闭副室(3)上的气动阀(30)，一次换样测试过程结束。