CN111566488A - 用于测试印刷电路板的测试针、测试探针、及飞针测试器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于测量印刷电路板的孔洞中的导电层的测试针，以及涉及配备有此类测试针的测试探针及涉及用于测试印刷电路板的配备有此类测试针或此类测试探针的飞针测试器。该测试针具有电容测量主体，该电容测量主体经由缆线连接到电容测量设备。该缆线被屏蔽为使得只有该电容测量主体可以与其他的导电主体形成电容耦接。这使得可能用高局部分辨率确定此电容耦接。

Description

用于测试印刷电路板的测试针、测试探针、及飞针测试器

技术领域

本发明涉及用于测量印刷电路板的孔洞中的导电层的测试针，以及涉及具有此类测试针的测试探针及涉及用于用此类测试针或用此类测试探针来测试印刷电路板的飞针测试器。

背景技术

在制造印刷电路板时，印刷电路板通常一开始被生产为具有所谓的试件。该试件是印刷电路板的区域，该区域具有预定的导体轨道以容许在该区域上执行测量。在已经执行测量以测试印刷电路板是否已被正确制造之后，将试件与印刷电路板的其余部分分离。印刷电路板的其余部分包括一或更多个所谓的使用区域或面板，该一或更多个使用区域或面板配备有电气组件且被用在电气产品中。

在试件上，可以测量不同的电气性质。试件具有特殊的导体轨道，在该导体轨道中，可以容易确定生产过程是否已经例如符合适用于高频的导体轨道的制造需求。也可以将试件的导体轨道用于执行负载测试，该负载测试也可以破坏试件上个别的导体轨道。因为试件的导体轨道未被用在后续的产品中，可以特别针对某些测试程序将该导体轨道优化。

但并非试件上的所有测量都可以转移到使用区域的导体轨道。一方面，使用区域中的导体轨道通常具有与试件上的几何形状不同的几何形状，使得试件中的测量结果的转移并不总是可适用于使用区域的导体轨道。

长期以来，也已经有了用于向使用区域的导体轨道施加高频信号以测试该导体轨道的高频性质的测量探针。只有在导体轨道的接触是用电气调适的方式发生时才可以可靠地执行此类高频测量。若产生反射，则难以识别缺陷的实际位置。此外，高频测量总是需要接近接触点的接地参考点。因此，对应的测量头的设计是昂贵的。

为了测量背钻孔中的导电层，从US 9,459,285 B2中得知了一种具有导电弹性体的对应测试头，该测试头可以机械地感测及电测量导电层。

从US 8,431,834 B2也得知要将印刷电路板设置有额外的导体轨道，使得此额外导体轨道与实际导体轨道之间的阻抗测量值可以用来验证背钻孔是否做得够深或是已经太深了。提供这种额外的导体轨道是非常昂贵的，且显著增加了多层印刷电路板的成本。

US 2015/047892 A1已揭露了一种方法，在该方法中，钻头被同时用作探针以能够在背钻孔期间测量与导体轨道的电接触且因此据此控制钻头。

专利US 9,341,670 B2、US 9,488,690 B2、及US 9,739,825 B2已揭露了可以用来测量印刷电路板的孔洞中所谓的“残材”的方法及设备。此类残材是印刷电路板的孔洞中的导电层的剩余物或残根，该剩余物或残根一般被电连接到导体轨道。为了移除此类残材，通常将印刷电路板的孔洞钻孔第二次，这称为背钻孔。此种背钻孔可以移除已经在将个别的层涂覆有导电层(一般是铜层)的期间无意中产生的这些残材。然而，此种背钻孔也可能截断导体轨道所需的电连接。此设备具有电容探针，该电容探针被安插到印刷电路板的背钻孔孔洞中。测量电容探针的电容。借由电容检测存在于背钻孔孔洞中的其他的导电材料。因此可能检测背钻孔中的缺陷。

发明内容

本发明背后的目的是产生一种用于测量印刷电路板的孔洞中的导电层的测试针以及对应的测试探针及飞针测试器，该测试针、测试探针、及飞针测试器可以根据US 9,341,670 B2中所描述的方法容易地、可靠地、且非常精确地测量印刷电路板的背钻孔孔洞。

通过独立权利要求的主题达到了该目的。本发明的有利实施例被揭露在相应的从属权利要求中。

一种根据本发明的用于测量印刷电路板的孔洞中的导电层的测试针，该测试针包括：导电体，被屏蔽物包封；该测试针具有连接端，在该连接端处，该测试针可以被电连接到电容测量设备；及测量端，在测量期间可以被安插到洞中。

此测试针的特征在于，在该测量端处，连接到该导电体的电容测量主体被定位在该屏蔽物外部，且可以与该孔洞中的导电层形成电容耦接。

因为该测试针的该导电体被屏蔽且只有该电容测量主体可以与另一导电主体形成电容耦接，该测试针可以基于相对于导电层所测量到的该电容非常精确地检测该电容测量主体的位置。

该测量主体优选地被电绝缘层包封，使得没有电接触可以发生在该测量主体与另一导电主体之间。

可以用空心圆柱的形式实施该测量主体。

也可以借由该导电体的一或更多个绕组来实施该测量主体，其中这些绕组位于该屏蔽物外部。

该测量主体优选地具有1.5mm的最大直径，特别是1mm的最大直径，且优选地是0.75mm的最大直径。

在该测试针的轴向方向上，该测试针优选地具有0.5mm的最大长度，优选地是0.25mm的最大长度，且特别是0.15mm的最大长度。

该测量主体被实施得越小，可以用该测试针检测的局部分辨率就越精确。

另一方面，该测量主体延伸的面积越大，对该孔洞中的导电层的该电容耦接就越大且所测量到的该信号就越强。为了检测导电层，必须在局部分辨率与电容耦接之间折衷。

该测试针可以具有导电管，该导电管形成该屏蔽物，在该导电管中引导有缆线，该缆线包括该导电体及电绝缘层。该缆线可以在该连接端处从该管子突出一小段距离以连接到该电容测量设备。在该测量端处，该缆线可以突出一小段距离以围绕该管子而安置，以便用一或更多个绕组的方式形成该测量主体。这是该测试针的一个非常简单的设计，但是仍然允许进行非常精确的测量。优选地，该缆线围绕该导电管用两个、三个、四个、或更多个绕组缠绕以产生该测量主体。

一种用于测量印刷电路板的孔洞中的导电层的测试探针可以设置有上述的测试针且具有触碰传感器，可能用该触碰传感器来确定该测试针是否正在触碰另一主体。

可以用以下方式使用该触碰传感器来测量盲孔的深度：测试探针首先触碰待测试的该印刷电路板的表面，且接着触碰该盲孔的底部；该触碰各被检测且在如此做时检测该测试探针的位置。两个位置之间的差异产生了该盲孔的深度。

实际的电容测量应该尽可能是无接触的，这就是为何也可以将触碰传感器用来尝试确定另一主体是否正被触碰，以接着在必要时移动测试针使得它不再触碰该主体。

该触碰传感器可以具有用于固持该测试针的弹簧弹性架座及用于检测该弹簧弹性架座的偏斜的传感器。

用于检测该弹簧弹性架座的偏斜的该传感器可以是光传感器。此种光传感器可以用不同的方式实施。可以直接或间接地借由光纤将光源例如定位在该弹簧弹性架座上，其中借由光传感器来检测光输出。在该弹簧弹性架座偏斜时，光锥移动远离该光传感器，这由于亮度的改变而是可检测的。同样地可能提供光电射束。

在测试探针上可以装设止动器，测试针和/或弹簧弹性架座在非偏斜状态下抵靠该止动器。因此相对于该测试探针明确地界定了非偏斜状下的测试针的位置。若测试探针的位置是已知的，则也可能基于此推断测试针的位置且因此推断测量主体的位置。

一种用于测试印刷电路板，特别是用于测试裸印刷电路板的飞针测试器，优选地具有测试指状物，该测试指状物能够在预定的测试区域中自由移动以能够移动到印刷电路板的预定接触点附近。该测试指状物可以设置有上述的测试针或设置有上述的测试探针。

该飞针测试器可以具有多个测试指状物，其中该额外测试指状物中的一或更多个被实施为具有用于电接触印刷电路板的特定接触点的测试针。

根据另一个方面，本发明与一种用于测量印刷电路板的孔洞中的导电层的方法相关。为此使用了上述的测试针或上述的测试探针或上述的飞针测试器。将具有该电容测量主体的该测试针安插到孔洞中。在此情况下检测电容测量主体的位置，且同时，测量该电容测量主体相对于该电容测量主体的周围环境的电容。基于所测量到的电容，作出关于导电体是否存在于所检测的位置附近的确定。通过同时检测电容测量主体的位置及连同该位置测量的电容，因此可能确定导电体的位置。也可以将该电容测量主体安插到小型孔洞中，使得可以容易检测到实施在内表面上的导电层。

除了电容的实际测量值以外，也可能使用上述的触碰传感器来确定待测量的盲孔的深度。可以在电容测量之前、期间、或之后实现此种深度确定。

为了测量电容，施加了具有至少1kHz的频率的电信号。也可以使用例如至少2kHz或至少4kHz的较高频率。可以向测试针的导体且因此向电容测量主体施加测量信号。在要连接到导电体的待测量的节段的导体轨道中，感测在该导体轨道中所感应的测量信号。然而，优选地，是向一个导体轨道施加测量信号，该导体轨道要被连接到用电容测量主体感测的导电体。接着，此导电体的测量信号在电容测量主体中被感应且可以对应地被测量设备检测到及被估算。这在导电体被连接到定位在不同孔洞中的许多导电节段时是特别有利的。接着，必须将测试指状物安置在此导电体上，且测试探针可以一个接一个地感测多个孔洞中的导电体。

在确定导电体是否被定位在测量主体附近时，可以实现与正确实施的孔洞的电容分布进行的比较。“正确实施的孔洞”是一种孔洞，在该孔洞中，内表面的所需区域设置有导电层且这些区域被连接到测量信号所施加到的导电体，而孔洞的内表面的其他区域未设置有导电层。可以因此基于该比较来确定孔洞的内表面上的导电层的位置。若所测量到的电容分布匹配预定的电容分布，则孔洞是正确实施的，即导电层仅被装设在所需的地点中。但若存在偏差，则这意味着，在特定地点处缺少导电层，或导电层被装设在不应存在导电层的地点。

利用此种方法，测试针总是被保持与待测试的印刷电路板的表面尽可能垂直，因为照例，孔洞是被产生为与印刷电路板的表面垂直的。因此，测试针与相应的孔洞轴向对准，且与孔洞的内表面碰撞的风险很小。

附图说明

将基于绘图中所示的示例性实施例于下文更详细地解释本发明。在该示意图中：

图1示出飞针测试器的透视图；

图2a-2c示出根据本发明的具有测试针的测试探针的透视图及侧视图；

图3示出具有测试尖端的测试针的细节的横截面图；

图4示意性地描绘用于测量印刷电路板的电镀通孔中的导电层的测量设备，其中印刷电路板是用横截面描绘的，且其中接地导体轨道被连接到电接地；

图5示意性地描绘用于测量印刷电路板的电镀通孔中的导电层的测量设备，其中印刷电路板是用横截面描绘的，且其中接地导体轨道不被连接到电接地；及

图6示出根据图4及5用于非接触地测量电镀通孔中的导电层的测量设备的等效电路图。

具体实施方式

可以借由飞针测试器1来实施本发明，该飞针测试器具有多个测试指状物2，每个测试指状物设置有测试探针3，可以利用该测试探针电接触待测试的印刷电路板4以在导体轨道中馈入或感测对应的测量信号(图1)。

此种测试探针3例如被描述在WO 03/048787A1中，在这方面参考该文献。

在本示例性实施例中，飞针测试器具有上面定位有多个导轨6的两个横向单元5，该横向单元跨可以容纳待测试的印刷电路板4的测试区域延伸。每个横向单元5形成具有长方形通口的框架。两个横向单元5垂直竖立在支撑物7上，使得该横向单元的通口彼此齐平。用于容纳印刷电路板4的测试区域延伸通过横向单元5的通口。在本示例性实施例中，每个横向单元具有四个导轨6，横向单元5的每一侧上有两个导轨。在横向单元的每一侧上，导轨6中的一个被定位在通口8上方，而导轨中的另一个被定位在该通口下方。

每个导轨6具有用滑动方式定位在该导轨上的至少一个滑件9，每个滑件支撑测试指状物2中的一个。在本示例性实施例中，在每个导轨6上装设了两个滑件9。然而，基本上，也可以在导轨6上装设两个以上的滑件9。

测试指状物2在一端处用枢转的方式固定到滑件9。可以例如从WO 2014/140029A1推断飞针测试器的此类设计。在这方面，参考此文件的整体内容。

测试探针3被定位在背向滑件9定向的末端(即测试指状物2的自由端)处，且每个测试探针具有测试针10，该测试针被定向为接触尖端11是在待接触的印刷电路板4的方向上。测试指状物2可以在朝向印刷电路板4及背向印刷电路板4的方向上与测试探针3一起移动，以将接触尖端11定位在印刷电路板的表面上或将该接触尖端安插到印刷电路板4中的孔洞中。

根据本发明，测试指状物2中的至少一个或几个具有相应的测试探针12(图2a-2c)，该测试探针被实施为用于非接触地电容感测印刷电路板4中的孔洞且特别是该印刷电路板中的盲孔。此类测试探针12具有基部板13，该基部板被实施为印刷电路板。基部板13设置有制动主体14，该制动主体具有两个制动臂15，可以利用该制动臂将测试探针12用制动方式固定到测试指状物2中的一个。两个弹簧臂16、17被固定到制动主体14。两个弹簧臂中的一个直接抵靠基部板13且被夹在基部板13与制动主体14之间。另一个弹簧臂17借由两个螺钉固定到制动主体14背向基部板13的表面。弹簧臂16、17彼此平行定向。从上方看，从制动主体14开始，基板13及弹簧臂16、17向自由端18逐渐变尖，在该自由端处，两个弹簧臂16、17各突出一小段距离。在弹簧臂16、17的这些末端处，相应的测试针19被固定为使得弹性弹簧臂16、17、制动主体14、及测试针19的接合两个弹簧臂16、17的节段形成平行四边形。两个弹簧臂16、17的自由端可以背向基部板13枢转，使得测试针用弹性的方式被支撑在测试探针12上。直接安置在基部板上的弹簧臂16在下文称为基部弹簧臂16，而在基部板13远程的弹簧臂17称为自由弹簧臂17。基部板13因此构成了基部弹簧臂16的止动器，且因此构成了测试针19相对于测试针12的主体的其余部分的移动的止动器。

从上方看，两个弹簧臂16、17形成近似三角形的框架。指向基部板13的测量终端20被定位在自由弹簧臂17上。

在基部板13上装设了光电射束设备21，具有光源及光传感器的该光电射束设备形成光电射束，在弹簧臂16、17未偏斜时，测量终端20中断该光电射束。在弹簧臂偏斜时，测量终端20移出光电射束，使得光传感器检测到亮度增加。此光电射束设备21因此与测量终端20一起形成了触碰传感器，该触碰传感器检测弹簧臂16、17何时因为测试针19触碰另一主体而偏斜。

测试针具有连接端22及测量端23。在连接端22的区域中，自由弹簧臂17被连接到测试针19。测试针19被连接到基部弹簧臂16，使得在弹簧臂16、17的未偏斜状态下(即在基部弹簧臂16抵靠基部板13时)，测试针19与基部板13的平面垂直地定位。

此测试探针12及对应的测试指状物2被实施为使得在被安装在测试指状物2上时在未偏斜状态下，测试针与测试区域垂直地定位且与定位在测试区域中的印刷电路板4垂直地定位。

测试探针12上的测试针19相对于基部板13突出一小段距离。测试针19具有金属管，该金属管是导电的且优选地具有最多0.2mm且特别是最多0.18mm的外径。缆线25在金属管24中被引导且具有导电体，该导电体被绝缘层包围。在本示例性实施例中，缆线25被连接到导体轨道，该导体轨道被实施在基部板13上且被电连接到电容测量设备(未示出)。在测量端23处，缆线25的导体被连接到电容测量主体26。电容测量主体是围绕管子而定位且与管子电绝缘的金属环形主体。电容测量主体26可以是设置有绝缘层的金属环，该金属环被电连接到缆线25的导体。然而，电容测量主体26也可以由缆线25的一或更多个绕组组成。

金属管24用来屏蔽缆线25，使得只有电容测量主体26可以与定位在附近的导电体形成电容耦接且只有该电容测量主体与此另一导电体进行的电容耦接可以借由缆线25感测到。

测试针19的测量端23处设置了测量尖端27。此测量尖端仅用于机械触碰另一主体。测量尖端可以包括由非导电材料组成或可以设置有绝缘层。在本示例性实施例中，其不用于电接触印刷电路板的接触点。

然而，在本发明的背景下，也可以将测量尖端实施为是导电的，使其可以用于对印刷电路板的接触点产生电连接。若将此类导电接触尖端电连接到电容测量主体26，则也可以将接触尖端考虑在电容测量主体26与待测量的导电制品形成的电容耦接中。

测量尖端27的示例性实施例由套管28组成，该套管的一端借由焊接连接结构29用导电的方式机械连接到管子或屏蔽物24。在焊接连接结构29的区域中，套管具有例如0.3mm的直径。套管在测量尖端27的方向上轴向地定向，且在测量尖端27的区域中具有0.2mm或更小的直径。在测量尖端的区域中，套管28用倾斜的方式被切割，从而产生用倾斜的方式延伸的出口开口30。

缆线25被引导通过管子24及套管28且在出口开口30处离开套管28。在测量尖端27的区域中，缆线围绕套管28缠绕三个绕组且形成电容测量主体26。

测量尖端27本身是导电的且用导电的方式连接到管子24。

用导电的方式实施的此类测量尖端具有以下优点：测试针19可以例如与校准面接触，该校准面具有导电及非导电的表面区段，使其可能校准测试针19的位置且因此校准内部固定有测试针19的测试指状物2的位置。

图3中所示的测试针19是容易生产的，且具有非常小的测量主体26，使得局部分辨率是对应精确的。

用于借由飞针测试器1测量印刷电路板的盲孔中的导电涂料的典型测量程序是如下实现的：

-根据本发明的测试探针12所具有的测试指状物2机械接触印刷电路板4的待测试表面，以确定该表面的高度。

-具有测试针的测试探针被安插到属于印刷电路板4且待测量的盲孔中，直到测量尖端27触碰到印刷电路板4的盲孔的底部为止。借由触碰传感器检测在盲孔的底部被触碰时的时间的测试探针12的位置，使得基于此位置与测试探针(或更精确地是其测量尖端27)已经触碰到印刷电路板的表面的位置之间的高度差来确定盲孔的深度。

-在电容测量主体26被定位在盲孔中的情况下，电容测量主体26与定位在盲孔中的导电体之间的电容的电容测量是在该盲孔中借由以下方式来执行的：借由接触印刷电路板的连接到此导电体的接触点的另一测试指状物2，向此导电体施加预定的测量信号。测量信号优选地具有至少1kHz的频率且特别是至少4kHz或至少10kHz的频率。

在电容测量主体26中由此感应的信号被电容测量主体26经由缆线25感测且被中继到测量设备。用此种方式所测量到的信号的幅度被用来确定在电容测量主体26与跟该电容测量主体相邻的导电体之间产生的电容。同时，电容测量主体26的位置被检测，该位置是由测试探针12的借由对应的测试指状物2的移动来设定的位置预先确定的且在飞针测试器1上是已知的。通过在电容测量主体26在盲孔中移动的期间同时检测位置及电容，可能取决于位置地确定电容测量主体26相对于其周围事物所表现的电容。这产生了电容的分布，基于该分布，可能推断盲孔的内表面是否涂覆有导电体。

优选地，飞针测试器1具有多个测试指状物2，每个测试指状物设置有根据本发明的测试探针12。借此，可以同时测量多个盲孔或通孔。优选地，在同时测量的期间使用了就频率的角度而言不同的测量信号。因此可能使用对应的带通滤波器来防止一个测量对另一个测量的串扰。

优选地，每个导轨6设置有具有测试探针3的至少一个测试指状物2，该测试探针配备有常规的测试针10以供电接触印刷电路板的接触点，且该导轨设置有具有根据本发明的测试探针12的另一测试指状物2。提供具有有着常规测试探针3的两个测试指状物2及配备有根据本发明的测试探针12的另一测试指状物2的导轨6也可以是有利的。

然而，也可以将本发明用在常规的飞针测试器上，该飞针测试器具有不定位在组合的横向单元5上的多个单独的横向梁。在此类的飞针测试器中，转而有利的是将每个横向梁设置有具有根据本发明的测试探针12的至少一个测试指状物2及具有常规测试探针3的一或更多个测试指状物。

在使用根据本发明的测试探针的情况下，因此可能非常容易精确地确定盲孔或通孔的几何形状，且在另一方面来说可能非常容易确定盲孔或通孔的内表面是否涂有导电体。

并且，可以将根据本发明的测试探针12用在常规的飞针测试器中。不需要其他的机械更改。只需要将飞针测试器设置有合适的控制程序，该控制程序能够处理由根据本发明的测试探针12所产生的测量信号、能够施加合适的测量信号、及能够控制具有根据本发明的测试探针12的测试指状物2的移动。

将于下文解释用于测量印刷电路板38的孔洞37中的电镀通孔31的方法。电镀通孔31是孔洞的内表面上的导电涂料。在印刷电路板38被生产时，整个孔洞一开始是被涂覆的。接着，孔洞被背钻孔第二次到一定深度，使得在预定的节段中，孔洞37的涂料被再次移除。在这方面，可能在背钻孔已经被实施为使得背钻孔不够深或太深而使得孔洞中的涂料的轮缘相对于其所需位置偏移一点时发生误差。第二孔洞也可能相对于第一孔洞偏移一点，使得两个孔洞不同心。其结果是，涂料中薄的、不想要的条纹可能仍然存在于孔洞的区域中。条纹在与孔洞的中心轴大约平行的方向上延伸。也可能在第二孔洞被实施为相对于第一孔洞稍微倾斜时产生此类条纹。

印刷电路板38具有多个层32，导体轨道33被实施在该层之间。存在着更大及更小的导体轨道。照例，所谓的接地导体轨道是印刷电路板的最大导体轨道且通常可以跨多个层32延伸。在下文所述的测量方法中，接地导体轨道被连接到电接地34(图4)。也可能使用同时连接到电接地34的多个个别较小的导体轨道，而不是使用个别的接地导体轨道。在以下的说明中，术语“接地导体轨道”被用来描述一或更多个导体轨道，该一或更多个导体轨道可以同时连接到电接地且扩大跨越印刷电路板38的大区域，特别是跨越数个层。此种对于电接地34的连接优选地是借由将飞针测试器的移动接触指状物安置为抵着导体轨道来产生的，此接触指状物具有连接到电接地的导电接触尖端。

在测试探针3被安插到孔洞中时，电容测量主体26与周围的导电体形成电容。此方法的目标是在电容测量主体被安插到孔洞中时测量此电容或更精确地是测量此电容的改变。

为此，使用信号产生器35来向电镀通孔31施加相对于电接地的振荡信号。此测量信号沿着电镀通孔31经由电镀通孔31与电容测量主体26之间的电容C1流动到电容测量主体26中且从那里经由缆线25流动到电流测量设备36，在电容测量主体26行进到电镀通孔31附近时用该电流测量设备测量电压且因此测量电容C1或更精确地是其电容改变。

在电镀通孔31与相邻的导体轨道之间产生了寄生电容C2。这主要在该寄生电容产生在电镀通孔与接地导体轨道之间时是有关系的。若接地导体轨道并未接地，则寄生电容会使得其他导体轨道上的测量信号经由电容耦接(电容C3)传送到接地导体轨道。其结果是，利用电容测量主体，会经由电容测量主体26与位于电镀通孔外部的导体轨道之间的其他电容耦接(电容C4)观察到测量信号(图5)。

其结果是，会不再可能精确地确定是否正在测量测量主体26与电镀通孔31之间的电容C1还是测量主体26与其他导体轨道中的一者之间的电容C4。

将基于等效电路图(图6)在下文解释来自图4及5的测量设备的功能性。此等效电路图包括以下构件：

26测量主体

31电镀通孔

34电接地(＝接地指状物，可切换)

35信号产生器

36电流测量设备

电容器C1是电镀通孔31与测量主体26之间的耦接。

电容器C2被定位在电镀通孔31与如由以上说明所界定的接地导体轨道之间。电容器C3是接地导体轨道与其他导体轨道之间的耦接。电容器C4是导体轨道与测量主体26进行的耦接。可以借由接地导体轨道或借由耦接到接地导体轨道的其他导体轨道的电容C3来实现导体轨道对测量主体26的耦接。若耦接是直接在接地导体轨道与测量主体26之间产生的，则电容器C3被消除，这就是为何它在等效电路图中用虚线短接且不需要被考虑在以下考虑中。

接地导体轨道对电接地的连接34在等效电路图中是用开关来描绘的(图6)；在根据图4的测量设备中，该开关是闭合的，而在根据图5的测量设备中，该开关是断开的。

若接地导体轨道未连接到电接地(图6中的34处的开关断开)，则以下条件为真：

电容器C2(、C3)及C4被并联连接到电容器C1。若由C2(、C3)及C4组成的串行电路大于C1，则电镀通孔31与测量主体26之间的总电容主要是由电容器C2(、C3)及C4的串行电路所确定的，且由电流测量设备36所测量到的电流主要是通过由C2(、C3)及C4组成的串行电路所确定的。

若接地导体轨道被连接到电接地(图6中的34处的开关闭合)，则C2与C3之间的连接被连接到电接地。

电流测量设备36是电流转电压转换器，该电流转电压转换器具有操作放大器39及测量电阻器40。例如，操作放大器属于AD549型。在电流测量设备36的输出处存在电压信号Um，该电压信号与在电流测量设备的输入处流动的电流成比例。

操作放大器的输入被连接到测量主体26，而其他的输入则被连接到电接地。操作放大器的输入侧及输出侧经由测量电阻器40进行的反馈将操作放大器39的两个输入保持在电接地的电势下。

电容器C3及C4因此被定位在两个点之间，每个点处于电接地的电势下，使得没有电流流过该两个点。它们因此在测量中是不可见的。

信号产生器35的电压信号存在于电容器C2的一侧上，而电容器C2的另一侧则被连接到电接地，使得电流流过此电容器。此电流不被测量设备测量到，因为它直接流出到电接地。此电流影响由信号产生器35所输出的功率，但不影响由信号产生器35所输出的电压。因为存在于电容器C1处的电压信号U及流过电容器的电流I是已知的，可以在接地导体轨道被连接到电接地时在测量不被其他电容C2、C3、及C4影响的情况下使用该电压信号及该电流来确定电容器C1的电容。

此结果是，借由将接地导体轨道连接到电接地，可以精确地测量测量主体26与电镀通孔31之间的电容耦接C1；电容耦接C1的量可以被确定且容许搜集关于电镀通孔中的缺陷的几何尺寸的信息。

此种方法精确到使得它也可以被更改为使得可以将信号产生器的信号施加到单个导体轨道，该导体轨道延伸到通孔，使得可以基于此信号来检测测量主体对此导体轨道的电容耦接。借此，可以确定测量主体在通孔中的位置，且可以确定此导体轨道正在正确地将测量信号传导到电镀通孔的区域。

通常，测试探针相对于待测试的印刷电路板位置的位置是借由使得测试探针12的接触尖端与印刷电路板的表面接触来校准的。可以由电气校准替换此种机械校准；在实现电气校准时，向与通孔相邻的导体轨道施加振荡信号，该信号接着被测试探针或更精确地是它的测量主体检测到。

也可以将此种方法更改为使得向不同的导体轨道和/或向电镀通孔施加具有不同频率的多个测量信号。在测量期间区分不同的频率。这例如可以用以下方式实现：电流测量设备36之前是可调谐带通滤波器，可以将该可调谐带通滤波器分别连接到分别包括该信号中的一个的频率的频带。借此，可能检测通孔附近的多个导体轨道，条件是该导体轨道不被电镀通孔屏蔽。

附图标记列表

1 飞针测试器

2 测试指状物

3 测试探针

4 印刷电路板

5 横向单元

6 导轨

7 支撑物

8 通口

9 滑件

10 测试针

11 接触尖端

12 测试探针

13 基部板

14 制动主体

15 制动臂

16 弹簧臂(基部弹簧臂)

17 弹簧臂(自由弹簧臂)

18 自由端

19 测试针

20 测量终端

21 光电射束设备

22 连接端

23 测量端

24 管子

25 缆线

26 电容测量主体

27 测量尖端

28 套管

29 焊接连接结构

30 出口开口

31 电镀通孔

32 层

33 导体轨道

34 电接地

35 信号产生器

36 电流测量设备

37 孔洞

38 印刷电路板

39 操作放大器

40 测量电阻器

Claims (19)

1.一种用于测量印刷电路板的孔洞中的导电层的测试针，该测试针包括：

导电体，被屏蔽物(24)包封；该测试针(19)具有连接端，在该连接端处，该测试针可以被电连接到电容测量设备；及在测量期间可以被安插到孔洞中的测量端(23)，

其中在所述测量端(23)处，连接到该导电体的电容测量主体(26)被定位在该屏蔽物(24)外部且可以与该孔洞中的导电层形成电容耦接。

2.根据权利要求1所述的测试针，其中，该测量主体(26)被电绝缘层包封。

3.根据权利要求1或2所述的测试针，其中，该测量主体(26)是用空心圆柱的形式实施的。

4.根据权利要求1或2所述的测试针，其中，该测量主体(26)是借由该导电体的一或更多个绕组来实施的，且这些绕组位于该屏蔽物(24)外部。

5.根据权利要求4所述的测试针，其中，该测试针(19)具有导电管(24)，该导电管形成该屏蔽物，在该导电管中，缆线(25)被引导且在该测量端处，该缆线(25)包括该导电体及电绝缘层，该缆线(25)在该连接端处从该管子(24)突出一小段距离以连接到该电容测量设备且在该测量端(23)处突出一小段距离以便围绕该管子(24)用一或更多个绕组的方式形成该测量主体(26)。

6.根据权利要求5所述的测试针，其中，在测量尖端(27)的区域中，该导电管(24、28)用一倾斜方式被切割，使得在该管子(24、28)的轴向方向上，产生用一倾斜方式延伸的出口开口(30)，其中该缆线被规划路线通过该出口开口。

7.一种用于测量印刷电路板的孔洞中的导电层的测试探针，该测试探针具有：

根据权利要求1-6中的任一项所述的测试针(12)，以及

触碰传感器(20、21)，能够用该触碰传感器来确定该测试针(12)是否正在触碰另一主体。

8.根据权利要求7所述的测试探针，其中，该触碰传感器(20、21)具有用于固持该测试针(12)的弹簧弹性架座(16、17)及用于检测该弹簧弹性架座(16、17)的偏斜的传感器。

9.根据权利要求8所述的测试探针，其中，用于检测该弹簧弹性架座(16、17)的偏斜的该传感器是光传感器，特别是光电射束设备(21)。

10.根据权利要求8或9所述的测试探针，其中，在该测试探针(12)上设置止动器(13)，该测试针(19)和/或该弹簧弹性架座(16、17)在非偏斜状态下靠抵该止动器。

11.一种用于测试印刷电路板，特别是用于测试裸印刷电路板的飞针测试器，具有至少一个测试指状物(2)，该至少一个测试指状物能够在预定测试区域中自由移动以能够移动到该印刷电路板(4)的预定接触点附近，其中该测试指状物具有根据权利要求1到6中的任一项所述的测试针或根据权利要求7所述的测试探针。

12.根据权利要求11所述的飞针测试器，其中，该飞针测试器(1)具有多个测试指状物(2)，且该测试指状物中的一或更多个被实施为具有用于电接触该印刷电路板(4)的预定接触点的测试针(10)。

13.一种用于测量印刷电路板的孔洞中的导电层的方法，其中：使用根据权利要求11或12所述的飞针测试器，将具有该电容测量主体(26)的该测试针安插到孔洞中，检测该电容测量主体(26)的位置，及同时，测量该电容测量主体(26)相对于该电容测量主体的周围环境的电容，使得基于所测量到的该电容作出关于导电体是否被定位在所检测的该位置附近的确定。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，为了测量该电容，向导体轨道施加具有至少1kHz的频率的电信号，该导体轨道在待测量的该孔洞附近具有导电区段，和/或向该测量主体(26)施加该电信号。

15.根据权利要求13或14所述的方法，其中，关于导电体是否被定位在该测量主体(26)附近的该确定是借由与正确孔洞的电容分布进行比较来实现的。

16.根据权利要求13-15中任一项所述的方法，其中，该印刷电路板的至少一个导体轨道(23)被连接到电接地，且此导体轨道(33)优选地是延伸跨越到该印刷电路板的远处的导体轨道，诸如接地导体轨道。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，为了测量该电容，使用电流测量设备，该电流测量设备的输入侧具有施加到该输入侧的电接地电势。

18.根据权利要求16或17所述的方法，其中，测量信号被施加到电镀通孔的区域中的多个导电层，且此信号可以被该测量主体(26)检测到。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，该多个测量信号为具有不同频率的振荡信号，且在该测量中，基于该不同频率来区分不同的测量信号。

Images