CN112305405A - 线路板四线测试系统及测试方法 - Google Patents

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邹亚洪
张婕
辛涛
罗斌
肖火亮
刘自荣
王俊
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    • G01R31/281—Specific types of tests or tests for a specific type of fault, e.g. thermal mapping, shorts testing
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Abstract

本申请适用于线路板测试技术领域，提出一种线路板四线测试系统，包括线路板和四线测试模组，线路板中设有第一通孔，第一通孔的两端分别设有第一孔环和第二孔环；线路板的两面分别设有第一测试焊盘和第二测试焊盘，第一测试焊盘与第一孔环相导通，第二测试焊盘与第二孔环相导通；四线测试模组包括两个第一测试针和两个第二测试针，两个第一测试针分别连接第一孔环和第二孔环且用于测试第一通孔的电压，两个第二测试针分别连接第一测试焊盘和第二测试焊盘且用于向第一通孔施加恒定的电流。上述线路板四线测试系统能够精准地测试线路板中通孔的电阻。本申请同时提出一种线路板四线测试方法。

Description

线路板四线测试系统及测试方法
技术领域
本发明涉及线路板测试技术领域，尤其涉及一种线路板四线测试系统及测试方法。
背景技术
在PCB板的制程中，通常需要对金属化孔(Plating Through Hole，PTH孔)的阻值进行检测，以检查PTH孔有无孔铜过薄、孔无铜等问题。现有技术中通常使用四线测试法进行检测，四线测试法需要在PTH孔的四周设置测试针。但是，当PTH孔的孔环的宽度过小时，例如孔环小于0.12mm，无法在孔环上设定测试针，造成无法使用四线测试法来测试PTH孔的电阻。
发明内容
本申请提供了一种线路板四线测试系统及测试方法，能够精准地测试线路板中通孔的电阻，以解决上述问题。
本申请实施例提出一种线路板四线测试系统，包括线路板和四线测试模组；
所述线路板中设有第一通孔，所述第一通孔的两端分别设有第一孔环和第二孔环，所述第一孔环和所述第二孔环电性连接；
所述线路板的两面分别设有第一测试焊盘和第二测试焊盘，所述第一测试焊盘与所述第一孔环相导通，所述第二测试焊盘与所述第二孔环相导通；
所述四线测试模组包括两个第一测试针和两个第二测试针，两个所述第一测试针分别连接所述第一孔环和所述第二孔环且用于测试所述第一通孔的电压，两个所述第二测试针分别连接所述第一测试焊盘和所述第二测试焊盘且用于向所述第一通孔施加恒定的电流。
在一实施例中，所述线路板包括相对设置的第一表面和第二表面，所述第一测试焊盘和所述第二测试焊盘分别设于所述第一表面和所述第二表面；
所述第一孔环通过设于所述第一表面上的第一外层线路与所述第一测试焊盘相导通；所述第二孔环通过所述线路板中的内层线路及设于所述第二表面上的第二外层线路与所述第二测试焊盘相导通。
在一实施例中，所述第一测试针的端部为锥形，且所述第一测试针的端部设于所述第一通孔的中部且接触所述第一通孔的内环。
在一实施例中，所述第一测试针的端部的直径大于所述第一通孔的孔径。
在一实施例中，所述线路板中还设有第二通孔，所述第二通孔的两端分别设有第三孔环和第四孔环，所述第三孔环和所述第四孔环相导通；
所述四线测试模组还包括两个第三测试针和两个第四测试针，两个所述第三测试针分别连接所述第三孔环和所述第四孔环，两个所述第四测试针分别连接所述第一测试焊盘和所述第二测试焊盘。
在一实施例中，所述第三孔环通过所述内层线路及所述第一外层线路与所述第一测试焊盘相导通；
所述第四孔环通过所述第二外层线路与所述第二测试焊盘相导通。
在一实施例中，所述第三测试针的端部为锥形，所述第三测试针的端部设于所述第二通孔的中部且接触所述第二通孔的内环。
在一实施例中，所述线路板四线测试模组还包括分别设于所述线路板两侧的第一测试架和第二测试架；
一个所述第一测试针、一个所述第二测试针、一个所述第三测试针和一个所述第四测试针设于所述第一测试架上且接触所述线路板的第一表面；
另一所述第一测试针、另一所述第二测试针、另一所述第三测试针和另一所述第四测试针设于所述第二测试架上且接触所述线路板的第二表面。
在一实施例中，两个所述第一测试针分别通过所述第一测试架和所述第二测试架连接所述四线测试模组的电压测试输入端；两个所述第二测试针分别通过第一测试架和所述第二测试架连接所述四线测试模组的电流测试输入端。
本申请同时提出一种线路板四线测试方法，适用于上述任一项实施例所述的线路板四线测试系统，所述线路板四线测试方法包括：
将两个第一测试针分别连接第一孔环和第二孔环，将两个第二测试针分别连接第一测试焊盘和第二测试焊盘；
通过两个第二测试针向所述第一通孔施加恒定的电流，并通过两个所述第一测试针获取所述第一通孔的电压；
依据所述电压和所述电流，计算所述第一通孔的电阻。
上述线路板四线测试系统中，两个第一测试针分别连接第一孔环和第二孔环，两个第二测试针分别连接第一测试焊盘和第二测试焊盘，同时第一孔环和第一测试焊盘相导通，第二孔环和第二测试焊盘相导通，因此，上述线路板四线测试系统无需将四个测试针均设置于孔环上，解决了因孔环宽度较小而无法设置测试针的问题。同时，由于两个第一测试针分别设于第一通孔的两侧，测得的电阻不包括线路的电阻，仅保留了第一通孔的电阻，保证了测试的精确性。因此，该线路板四线测试系统能够精准地测试线路板中通孔的电阻。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请一实施例提供的线路板四线测试系统的原理示意图；
图2是本申请一实施例提供的线路板、测试针和测试架的示意图；
图3是本申请一实施例提供的线路板四线测试方法的流程图。
图中标记的含义为：
100、线路板四线测试系统；
10、线路板；101、第一表面；102、第二表面；
11、第一通孔；111、第一孔环；112、第二孔环；
12、第二通孔；121、第三孔环；122、第四孔环；
13、第一测试焊盘；
14、第二测试焊盘；
15、第一外层线路；16、内层线路；17、第二外层线路；
20、四线测试模组；
21、第一测试针；22、第二测试针；23、第三测试针；24、第四测试针；
25、第一测试架；26、第二测试架。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图即实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以是直接或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”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，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，因此不能理解为对专利的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
为了说明本发明所述的技术方案，下面结合具体附图及实施例来进行说明。
请同时参照图1和图2，本申请的实施例提供一种线路板四线测试系统100，包括线路板10和四线测试模组20。
线路板10中设有第一通孔11，第一通孔11的两端分别设有第一孔环111和第二孔环112，第一孔环111和第二孔环112电性连接。在一实施例中，第一通孔11为PTH孔，第一孔环111和第二孔环112通过第一通孔11内中的导电材质实现电性连接，例如，第一孔环111和第二孔环112通过第一通孔11中的镀铜实现电性连接。
线路板10的两面分别设有第一测试焊盘(pad)13和第二测试焊盘14，第一测试焊盘13与第一孔环111相导通，第二测试焊盘14与第二孔环112相导通。
四线测试模组20包括两个第一测试针21和两个第二测试针22，两个第一测试针21分别连接第一孔环111和第二孔环112且用于测试第一通孔11的电压，两个第二测试针22分别连接第一测试焊盘13和第二测试焊盘14且用于向第一通孔11施加恒定的电流，因此，可通过电流值和测得的电压值来计算第一通孔11的电阻，以检测第一通孔11是否导通，及是否存在孔铜过薄、孔无铜等不良。
上述线路板四线测试系统100中，两个第一测试针21分别连接第一孔环111和第二孔环112，两个第二测试针22分别连接第一测试焊盘13和第二测试焊盘14，同时第一孔环111和第一测试焊盘13相导通，第二孔环112和第二测试焊盘14相导通，因此，上述线路板四线测试系统100无需将四个测试针均设置于孔环上，解决了因孔环宽度较小而无法设置测试针的问题，从而通过两个第一测试针21和两个第二测试针22测得第一通孔11的电压，以检测第一通孔11的电阻。
同时，由于两个第一测试针21分别设于第一通孔11的两侧，上述线路板四线测试系统100测得的电阻不包括线路的电阻，仅保留了第一通孔11的电阻，保证了测试的精确性。因此，该线路板四线测试系统100能够精准地测试线路板10中通孔的电阻。
具体地，线路板10包括相对设置的第一表面101和第二表面102，第一测试焊盘13和第二测试焊盘14分别设于第一表面101和第二表面102上。
第一孔环111通过设于第一表面101上的第一外层线路15与第一测试焊盘13相导通；第二孔环112通过线路板10中的内层线路16及设于第二表面102上的第二外层线路17与第二测试焊盘14相导通。如此，第一孔环111、第二孔环112分别可与第一测试焊盘13和第二测试焊盘14相导通，从而一个第一测试针21和一个第二测试针22为一组，分别连接第一测试焊盘13和第一孔环111，另一个第一测试针21和另一个第二测试针22为一组，分别连接第二测试焊盘14和第二孔环112，满足了四线测试的要求。该线路板四线测试系统100能够适用于第一通孔11处未设置测试焊盘且孔环宽度较小的情况。
在一实施例中，线路板10为多层线路板；可以理解，在其他实施例中，线路板10也可为双面线路板，此时第一通孔11两端的孔环可分别通过外层线路与第一测试焊盘13和第二测试焊盘14相导通，而无需内层线路。
在一实施例中，第一孔环111和第二孔环112的宽度较小，例如宽度小于0.12mm，两个第一测试针21的端部分别设于第一通孔11的中部且接触第一通孔11的内环，所述内环可为设于第一通孔11内的镀铜，如此，第一测试针21仍能够接触第一通孔11中的镀铜，以连接第一孔环111或第二孔环112。较佳地，第一测试针21的端部为锥形。
在一实施例中，第一测试针21的端部的直径大于第一通孔11的孔径，即锥形端部的边缘能够接触第一通孔11的内环，从而便于将第一测试针21连接于第一通孔11。
在一实施例中，线路板10中还设有第二通孔12，第二通孔12的两端分别设有第三孔环121和第四孔环122，第三孔环121和第四孔环122相导通。
四线测试模组20还包括两个第三测试针23和两个第四测试针24，两个第三测试针23分别连接第三孔环121和第四孔环122，两个第四测试针24分别连接第一测试焊盘13和第二测试焊盘14。
其中，第三孔环121通过内层线路16及第一外层线路15与第一测试焊盘13相导通；第四孔环122通过第二外层线路17与第二测试焊盘14相导通。
在本实施例中，两个第三测试针23用于测试第二通孔12的电压，两个第四测试针24用于向第二通孔12施加恒定的电流，线路板四线测试系统100可同时测试第一通孔11和第二通孔12的电阻。
可以理解，在其他实施例中，两个第四测试针24也可连接第一测试焊盘13和第二测试焊盘14之外的其他焊盘。
由于两个第三测试针23分别设于第二通孔12的两侧，在测试第二通孔12的电阻时，该电阻仅包括第二通孔12的电阻，而不包括第一外层线路15、第二外层线路17或内层线路16的电阻，因此，该线路板四线测试系统100能够测试第二通孔12的电阻，且滤除了其他线路的影响，测试较为精准。
在一实施例中，当第三孔环121和第四孔环122的宽度较小时，两个第三测试针23的端部分别设于第二通孔12的中部且接触第二通孔12的内环。如此，第三测试针23仍能够接触第二通孔12中的镀铜。较佳地，第三测试针23的端部可为锥形。
在一实施例中，线路板四线测试系统100还包括分别设于线路板10两侧的第一测试架25和第二测试架26。一个第一测试针21、一个第二测试针22、一个第三测试针23和一个第四测试针24设于第一测试架25上且接触线路板10的第一表面101；另一第一测试针21、另一第二测试针22、另一第三测试针23和另一第四测试针24设于第二测试架26上且接触线路板10的第二表面102。
其中，两个第一测试针21分别通过第一测试架25和第二测试架26连接四线测试模组20的电压测试输入端(图未示)；两个第二测试针22分别通过第一测试架25和第二测试架26连接四线测试模组20的电流测试输入端(图未示)。
同样地，两个第三测试针23分别通过第一测试架25和第二测试架26连接四线测试模组20的电压测试输入端；两个第四测试针24分别通过第一测试架25和第二测试架26连接四线测试模组20的电流测试输入端。
可以理解，除了第一测试针21之外，第一测试架25上还设有多个测试针；除了第二测试针22之外，第二测试架26上还设有多个测试针。本文所述的“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于便于描述目的。在实际测试时，选定第一测试架25上的测试针与相应的孔环或测试焊盘连接即可。
本申请同时提出一种线路板四线测试方法，适用于上述线路板四线测试系统100，请同时参照图1至图3，线路板四线测试方法包括以下步骤。
S110：将两个第一测试针21分别连接第一孔环111和第二孔环112，将两个第二测试针22分别连接第一测试焊盘13和第二测试焊盘14。
S120：通过两个第二测试针22向第一通孔11施加恒定的电流，并通过两个第一测试针21获取第一通孔11的电压。
S130：依据电压和电流，计算第一通孔11的电阻。
具体地，通过以下公式来计算第一通孔11的电阻：
R＝U/I
其中，R为待测电阻，U为测试得到的电压，I为向第一通孔11施加的电流。
上述线路板四线测试方法的测试结果只保留了第一通孔11的电阻，而不受线路电阻的影响，提升了检测的精确性。
在一实施例中，线路板10同时包括第一通孔11和第二通孔12，线路板四线测试方法还包括以下步骤。
在步骤S110中，同时将两个第三测试针23分别连接第一孔环111和第二孔环112，将两个第四测试针24分别连接第一测试焊盘13和第二测试焊盘14。
在步骤S120中，同时通过两个第四测试针24向第一通孔11施加恒定的电流，并通过两个第三测试针23获取第二通孔12的电压。
在步骤S130中，同时计算第二通孔12的电阻。
可以理解，在其他实施例中，两个第四测试针24也可连接第一测试焊盘13和第二测试焊盘14之外的其他焊盘。
上述线路板四线测试方法中，两个第一测试针21分别连接第一孔环111和第二孔环112，两个第二测试针22分别连接第一测试焊盘13和第二测试焊盘14，同时第一孔环111和第一测试焊盘13相导通，第二孔环112和第二测试焊盘14相导通，因此，上述线路板四线测试方法无需将四个测试针均设置于孔环上，解决了因孔环宽度较小而无法设置测试针的问题，从而通过两个第一测试针21和两个第二测试针22测得第一通孔11的电压，以检测第一通孔11的导通性能。同时，由于两个第一测试针21分别设于第一通孔11的两侧，测得的电阻不包括第一外层线路15、第二外层线路17或内层线路16的电阻，仅保留了第一通孔11的电阻，提升了测试的精准性。因此，上述线路板四线测试系统及测试方法能够精准地测试线路板10中通孔的电阻。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种线路板四线测试系统，包括线路板和四线测试模组，其特征在于，
所述线路板中设有第一通孔，所述第一通孔的两端分别设有第一孔环和第二孔环，所述第一孔环和所述第二孔环电性连接；
所述线路板的两面分别设有第一测试焊盘和第二测试焊盘，所述第一测试焊盘与所述第一孔环相导通，所述第二测试焊盘与所述第二孔环相导通；
所述四线测试模组包括两个第一测试针和两个第二测试针，两个所述第一测试针分别连接所述第一孔环和所述第二孔环且用于测试所述第一通孔的电压，两个所述第二测试针分别连接所述第一测试焊盘和所述第二测试焊盘且用于向所述第一通孔施加恒定的电流。
2.如权利要求1所述的线路板四线测试系统，其特征在于，
所述线路板包括相对设置的第一表面和第二表面，所述第一测试焊盘和所述第二测试焊盘分别设于所述第一表面和所述第二表面；
所述第一孔环通过设于所述第一表面上的第一外层线路与所述第一测试焊盘相导通；所述第二孔环通过所述线路板中的内层线路及设于所述第二表面上的第二外层线路与所述第二测试焊盘相导通。
3.如权利要求1所述的线路板四线测试系统，其特征在于，所述第一测试针的端部为锥形，所述第一测试针的端部设于所述第一通孔的中部且接触所述第一通孔的内环。
4.如权利要求3所述的线路板四线测试系统，其特征在于，所述第一测试针的端部的直径大于所述第一通孔的孔径。
5.如权利要求2所述的线路板四线测试系统，其特征在于，所述线路板中还设有第二通孔，所述第二通孔的两端分别设有第三孔环和第四孔环，所述第三孔环和所述第四孔环相导通；
所述四线测试模组还包括两个第三测试针和两个第四测试针，两个所述第三测试针分别连接所述第三孔环和所述第四孔环，两个所述第四测试针分别连接所述第一测试焊盘和所述第二测试焊盘。
6.如权利要求5所述的线路板四线测试系统，其特征在于，所述第三孔环通过所述内层线路及所述第一外层线路与所述第一测试焊盘相导通；
所述第四孔环通过所述第二外层线路与所述第二测试焊盘相导通。
7.如权利要求5所述的线路板四线测试系统，其特征在于，所述第三测试针的端部为锥形，所述第三测试针的端部设于所述第二通孔的中部且接触所述第二通孔的内环。
8.如权利要求5所述的线路板四线测试系统，其特征在于，所述线路板四线测试模组还包括分别设于所述线路板两侧的第一测试架和第二测试架；
一个所述第一测试针、一个所述第二测试针、一个所述第三测试针和一个所述第四测试针设于所述第一测试架上且接触所述线路板的第一表面；
另一所述第一测试针、另一所述第二测试针、另一所述第三测试针和另一所述第四测试针设于所述第二测试架上且接触所述线路板的第二表面。
9.如权利要求8所述的线路板四线测试系统，其特征在于，两个所述第一测试针分别通过所述第一测试架和所述第二测试架连接所述四线测试模组的电压测试输入端；两个所述第二测试针分别通过第一测试架和所述第二测试架连接所述四线测试模组的电流测试输入端。
10.一种线路板四线测试方法，应用于如权利要求1至9任一项所述的线路板四线测试系统，所述线路板四线测试方法包括：
将两个第一测试针分别连接第一孔环和第二孔环，将两个第二测试针分别连接第一测试焊盘和第二测试焊盘；
通过两个第二测试针向所述第一通孔施加恒定的电流，并通过两个所述第一测试针获取所述第一通孔的电压；
依据所述电压和所述电流，计算所述第一通孔的电阻。
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