CN113092986A - 一种水平式飞针测试机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水平式飞针测试机，包括机架以及固定连接于所述机架的测试台，所述测试台的台面设有用于装夹待测PCB的真空吸附载具，以及用于测试所述待测PCB的测试单元。本发明的飞针测试机，安装测试头的滑轨安装于测试台的台阶，而驱动测试头运动的驱动件和待测PCB皆设于测试台的一平整面，使整个运动机构具有较高的精度，另外，通过活动安装的活动架使得吸附台能够适用于多种尺寸的电路板，从而能够提高测试效率和测试质量。

Description

一种水平式飞针测试机

技术领域

本发明属于PCB测试技术领域，特别是涉及一种水平式飞针测试机。

背景技术

飞针测试机用来测试电路板，分为两大类，一类是测试PCB，另一类是测试PCBA，测试PCB的飞针测试机是针对元件布置高密度、层数多、布线密度大、测点距离小的PCB板(印刷电路板)进行测试的一种仪器，主要测试线路板的绝缘和导通值，能对测试过程和故障点进行实时监控；

水平式飞针机的PCB装夹方式是水平式，现有技术中，用于装夹PCB以及放置测试头运动机构的测试台采用铸铁的结构，其加工面(就是指具有精度要求的装夹面、安装滑轨和驱动件的安装面等)较多，在加工时对尺寸精度不太好把控，从而会影响飞针机的整体测试性能；

另外，水平式飞针机采用真空吸附的方式，能够给PCB或FPC的板面予以支撑，防止测试头接触测试的时候由于PCB或FPC的弯曲造成测试的不准确，现有的真空吸附结构，都是采用固定的吸附气孔配合固定设置的凹槽构成的吸附结构，通过真空发生器(真空泵)使得凹槽产生负压，进而能够固定PCB或FPC，在实际生产中，由于待测的电路板尺寸规格具有非常多的种类，单一的真空吸附台在面对尺寸不匹配的电路板时，经常出现由于空闲的吸附孔太多而造成的吸附力不够的情况，从而造成测试时电路板的位移，影响测试效率和测试质量。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种水平式飞针测试机，安装测试头的滑轨安装于测试台的台阶，而驱动测试头运动的驱动件和待测PCB皆设于测试台的一平整面，使整个运动机构具有较高的精度，另外，通过活动安装的活动架使得吸附台能够适用于多种尺寸的电路板，从而能够提高测试效率和测试质量。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：

一种水平式飞针测试机，包括机架以及固定连接于所述机架的测试台，所述测试台的台面设有用于装夹待测PCB的真空吸附载具，以及用于测试所述待测PCB的测试单元；

所述测试单元包括测试头，所述测试头通过X轴滑轨以及Y轴滑轨安装于所述测试台，所述测试台的相对两侧边缘处皆具有台阶，两个所述台阶之间为一平整面，所述X轴滑轨设于所述台阶，待测PCB装夹于所述平整面，驱动所述测试头运行的驱动件安装于所述平整面；

所述真空吸附载具包括固定连接于所述测试台的真空吸附台，所述真空吸附台的表面具有若干阵列排布的吸附孔；

所述真空吸附台的一侧具有一包覆所述吸附孔的集气腔，所述集气腔具有接气口，所述接气口连通真空泵，所述真空吸附台的另一侧具有一凹槽，所述凹槽的槽底覆盖所有所述吸附孔；

所述真空吸附载具还包括活动架，所述活动架为板状，且其厚度小于等于所述凹槽的深度，所述活动架能够放置于所述凹槽内，以使所述活动架能够遮盖和漏出部分所述吸附孔。

进一步地说，所述驱动件包括电机、丝杆和安装所述电机和所述丝杆的安装座，安装所述电机和安装所述丝杆的安装座为一体结构。

进一步地说，所述X轴滑轨和所述Y轴滑轨皆设有两组，所述Y轴滑轨安装于所述X轴滑轨的第一滑块，所述测试头安装于所述Y轴滑轨的第二滑块。

进一步地说，两个所述X轴滑轨的所述第一滑块之间固定连接有安装板，所述Y轴滑轨安装于所述安装板。

进一步地说，所述安装板包括固定连接于其中一个所述第一滑块的第一安装板以及固定连接于另一个所述第一滑块的第二安装板，所述第一安装板和所述第二安装板的一端相互靠近，且具有1.5-3mm的间隙，且所述第一安装板和所述第二安装板之间设有将两者固定连接的连接件。

进一步地说，所述连接件包括设于所述第一安装板的端部的定位销，以及设于所述第二安装板端部的销孔，所述定位销与所述销孔为间隙配合，所述定位销能够沿其轴向运动，且设有使其伸缩具有弹性的弹性件。

进一步地说，所述活动架为与所述凹槽的开口形状相同的框形结构，所述框形机构的边框宽度小于相邻的所述吸附孔的间距；

所述活动架具有多个，且多个所述活动架为形状相同且为逐渐变小或变大的嵌套设置，相邻的所述活动架之间具有间隙，通过所述间隙漏出所述吸附孔，所述活动架能够变换其摆放位置。

进一步地说，所述活动架包括遮挡部和吸附部，所述遮挡部为能够遮挡所述出气口的板状，所述吸附部为能够漏出所述出气口的镂空结构。

进一步地说，所述活动架的轮廓与所述凹槽的开口相匹配，以使其能够固定放置于所述凹槽内。

进一步地说，所述集气腔包括分隔设置的第一集气腔和第二集气腔，所述接气口包括与所述第一集气腔连通的第一接气口，以及与所述第二集气腔连通的第二接气口。

本发明的有益效果：

本发明的飞针机测试头运动机构，安装测试头的滑轨安装于测试台的台阶，而驱动测试头运动的驱动件和待测PCB皆设于测试台的一平整面，使整个运动机构具有较高的精度，并且测试台加工精度也能够很好的保证(一次装夹就能加工完所有装配面)。

真空吸附载具通过能够活动放置在吸附台上的活动架实现吸附孔的有效利用，能够使得本吸附载具能够适用于多种尺寸规格的电路板，并且放置活动架的部位具有凹槽，能够对活动架进行定位、固定，提高活动架使用时的可靠性。

所述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明的水平式飞针测试机的整体结构示意图；

图2是本发明的水平式飞针机的结构示意图(无外壳、翻盖)；

图3是本发明的测试台的结构示意图；

图4是本发明的驱动件的安装结构示意图；

图5是本发明的安装板的分解结构示意图；

图6是本发明的连接件的结构示意图；

图7是本发明的真空吸附台的结构示意图；

图8是本发明的真空吸附台的剖视图；

图9是图8的A部放大图(集气腔)；

图10是本发明中组合式活动架的结构示意图(同心放置)；

图11是本发明中组合式活动架的结构示意图(偏置)；

图12是本发明中固定式活动架的结构示意图；

附图中各部分标记如下：

机架1、翻盖2；

测试单元20、测试头201；

X轴滑轨202、第一滑块2021、安装板2022、第一安装板20221、第二安装板20222、连接件2023、定位销20231、销孔20232、弹性件2024；

Y轴滑轨203、第二滑块2031；

测试台204、台阶2041、平整面2042；

驱动件205、电机2051、丝杆2052、安装座2053；

真空吸附载具30、真空吸附台301、吸附孔3011、集气腔3012、第一集气腔30121、第二集气腔30122、接气口3013、第一接气口30131、第二接气口30132、凹槽3014、

活动架302、遮挡部3021、吸附部3022；

边框宽度W1和吸附孔的间距W2。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例：一种水平式飞针测试机，如图1和图2所示：包括机架1以及固定连接于所述机架的测试台204，所述测试台的台面设有用于装夹待测PCB的真空吸附载具30，以及用于测试所述待测PCB的测试单元20，所述测试台的上方设有可以开合的翻盖2；

如图2到图4所示：所述测试单元包括测试台201，所述测试头通过X轴滑轨202以及Y轴滑轨203安装于测试台204；

所述测试台为大理石(材质的)测试台，大理石材质的测试台能够防止静电的产生，从而防止击穿PCB上的芯片。

所述测试台的相对两侧边缘处皆具有台阶2041，两个所述台阶之间为一平整面2042，所述X轴滑轨设于所述台阶，待测PCB装夹于所述平整面；

驱动所述测试头运行的驱动件205安装于所述平整面；

本发明的飞针机测试头运动机构，安装测试头的滑轨安装于测试台的台阶，而驱动测试头运动的驱动件和待测PCB皆设于测试台的一平整面，使整个运动机构具有较高的精度，并且测试台加工精度也能够很好的保证(一次装夹就能加工完所有装配面)。

所述驱动件包括电机2051、丝杆2052和安装所述电机和所述丝杆的安装座2053，安装所述电机和安装所述丝杆的安装座为一体结构；

一体结构的安装座同样能够降低设备的制备难度和成本，而且一体机构的安装座也具有较高的尺寸精度，能够降低电机输出轴和丝杆之间的同轴度误差，从而能够降低联轴器的工作强度，提高其寿命。

本实施例中，所述X轴滑轨和所述Y轴滑轨皆设有两组，即共4组滑轨构成“口”字形。

所述Y轴滑轨安装于所述X轴滑轨的第一滑块2021，所述测试头安装于所述Y轴滑轨的第二滑块2031，很好理解的，设置为两组的滑轨能够保证测试头的运动精度。

如图5和图6所示：所述两个所述X轴滑轨的所述第一滑块之间固定连接有安装板2022，所述Y轴滑轨安装于所述安装板。

安装板能够给所述Y轴滑轨提供很好的刚性支撑，避免运行时滑轨的震动影响测试头的运动精度。

而本实施例中，为了提高安装板的易装配性，所述安装板包括固定连接于其中一个所述第一滑块的第一安装板20221以及固定连接于另一个所述第一滑块的第二安装板20222，所述第一安装板和所述第二安装板的一端相互靠近，且具有1.5-3mm的间隙，且所述第一安装板和所述第二安装板之间设有将两者固定连接的连接件2023；

就是将安装板分为两块，装配时两块安装板分别装载两个滑块上，在通过连接件连接，能够防止安装板上的孔距与滑块有误差时无法安装或者影响滑台滑动流畅性。

进一步的，所述连接件包括设于所述第一安装板的端部的定位销20231，以及设于所述第二安装板端部的销孔20232，所述定位销与所述销孔为间隙配合。

采用销定位的结构是非常简单有效的，而且销定位也能保证两个安装板连接之后的刚性。

本实施例中，所述定位销能够沿其轴向运动，且设有使其伸缩具有弹性的弹性件2024，本实施例的弹性件为螺旋弹簧，具有弹性的定位销进一步的提高第一安装板和第二安装板固定后的刚性，并且弹性的设置能够使两个安装板之间的配合更简单，即两者之间如果由于加工误差造成的间隙过大问题也能够通过伸缩的弹性定位销实现高效的固定。

如图2所示：所述真空吸附载具包括固定连接于测试台204的真空吸附台301，所述真空吸附台如图7所示：其表面具有若干阵列排布的吸附孔3011；

如图7到图9所示：所述真空吸附台的一侧具有一包覆所述吸附孔的集气腔3012，所述集气腔具有接气口3013，所述接气口连通真空泵，所述真空吸附台的另一侧具有一凹槽3014，所述凹槽的槽底覆盖所有所述吸附孔；

本实施例中，所述集气腔包括分隔设置的第一集气腔30121和第二集气腔30122，所述接气口包括与所述第一集气腔连通的第一接气口30131，以及与所述第二集气腔连通的第二接气口30132；

本实施例采用集气腔分区的设置，可以实现两个区域分别或者同时吸附，进一步提高可控性和稳定性。

还包括活动架302，所述活动架为板状，且其厚度小于等于所述凹槽的深度，所述活动架能够放置于所述凹槽内，以使所述活动架能够遮盖和漏出部分所述吸附孔。

所述活动架的轮廓与所述凹槽的开口相匹配，以使其能够固定放置于所述凹槽内，这也是很好理解的，匹配的尺寸能够放置活动架位移，提高稳定性。

本发明的真空吸附载具，通过能够活动放置在吸附台上的活动架实现吸附孔的有效利用，能够使得本吸附载具能够适用于多种尺寸规格的电路板，并且放置活动架的部位具有凹槽，能够对活动架进行定位、固定，提高活动架使用时的可靠性。

本发明的所述活动架具有两种结构，第一种如图10和图11所示：所述活动架为与所述凹槽的开口形状相同的框形结构，所述框形机构的边框宽度W1小于相邻的所述吸附孔的间距W2；

所述活动架具有多个，且多个所述活动架为形状相同且为逐渐变小或变大的嵌套设置，相邻的所述活动架之间具有间隙，通过所述间隙漏出所述吸附孔，所述活动架能够变换其摆放位置。

活动架为多个形状相同的框形结构，如图10所示：所有的活动架可以组合使用，当待测电路板较大时，可将所有的活动架以同心的位置摆放，此时相邻的所述活动架之间具有的间隙都是一样的，依次将阵列排布的所述吸附孔漏出来；

当待测的电路板尺寸较小时，如图11所示：可以将所有的活动架以一边或者一个角为基准抵靠放置，此时抵靠在一起的一边或者一角组合成密封的板状，能够遮盖部分吸附孔，是的暴露出来(能够吸气使用)的吸附孔变少，即改变有效吸附孔的面积，从而使其具有较稳定的负压来吸附较小的电路板。

本实施例中，所述凹槽的开口为矩形，多个所述活动架将所述出气口构成“回”字形排布，实际上也可以认为是每相邻的活动架之间构成的是“口”字形的气路，多个活动架构成多个嵌套的“口”字形，也就是“回”字形；

由于电路板的形状多为带角的矩形或不规则多边形，因此吸附台设计成矩形(也就是凹槽的开口为矩形)能够最大化的去适配各种电路板。

上述的活动架为活动组合的结构，也可以采用固定的方式，如图12所示：所述活动架包括遮挡部3021和吸附部3022，所述遮挡部为能够遮挡所述出气口的板状，所述吸附部为能够漏出所述出气口的镂空结构；

该结构相对于组合式的活动架，具有更好的吸附稳定性，只是成本相对于组合的方式有所增加，如果是某种产量较高的电路板，可以采用固定吸附孔的方式，以达到最好的吸附可靠性。

进一步的，所述镂空结构为回字形结构。

本实施例中，所述活动架为大理石材质的活动架，大理石材质的测试台能够防止静电的产生，从而防止击穿电路板上的芯片。

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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种水平式飞针测试机，其特征在于：包括机架(1)以及固定连接于所述机架的测试台(204)，所述测试台的台面设有用于装夹待测PCB的真空吸附载具(30)，以及用于测试所述待测PCB的测试单元(20)；

所述测试单元包括测试头(201)，所述测试头通过X轴滑轨(202)以及Y轴滑轨(203)安装于所述测试台，所述测试台的相对两侧边缘处皆具有台阶(2041)，两个所述台阶之间为一平整面(2042)，所述X轴滑轨设于所述台阶，待测PCB装夹于所述平整面，驱动所述测试头运行的驱动件(205)安装于所述平整面；

所述真空吸附载具包括固定连接于所述测试台的真空吸附台(301)，所述真空吸附台的表面具有若干阵列排布的吸附孔(3011)；

所述真空吸附台的一侧具有一包覆所述吸附孔的集气腔(3012)，所述集气腔具有接气口(3013)，所述接气口连通真空泵，所述真空吸附台的另一侧具有凹槽(3014)，所述凹槽的槽底覆盖所有所述吸附孔；

所述真空吸附载具还包括活动架(302)，所述活动架为板状，且其厚度小于等于所述凹槽的深度，所述活动架能够放置于所述凹槽内，以使所述活动架能够遮盖和漏出部分所述吸附孔。

2.根据权利要求1所述的一种水平式飞针测试机，其特征在于：所述驱动件包括电机(2051)、丝杆(2052)和安装所述电机和所述丝杆的安装座(2053)，安装所述电机和安装所述丝杆的安装座为一体结构。

3.根据权利要求1所述的一种水平式飞针测试机，其特征在于：所述X轴滑轨和所述Y轴滑轨皆设有两组，所述Y轴滑轨安装于所述X轴滑轨的第一滑块(2021)，所述测试头安装于所述Y轴滑轨的第二滑块(2031)。

4.根据权利要求3所述的一种水平式飞针测试机，其特征在于：两个所述X轴滑轨的所述第一滑块之间固定连接有安装板(2022)，所述Y轴滑轨安装于所述安装板。

5.根据权利要求4所述的一种水平式飞针测试机，其特征在于：所述安装板包括固定连接于其中一个所述第一滑块的第一安装板(20221)以及固定连接于另一个所述第一滑块的第二安装板(20222)，所述第一安装板和所述第二安装板的一端相互靠近，且具有1.5-3mm的间隙，且所述第一安装板和所述第二安装板之间设有将两者固定连接的连接件(2023)。

6.根据权利要求5所述的一种水平式飞针测试机，其特征在于：所述连接件包括设于所述第一安装板的端部的定位销(20231)，以及设于所述第二安装板端部的销孔(20232)，所述定位销与所述销孔为间隙配合，所述定位销能够沿其轴向运动，且设有使其伸缩具有弹性的弹性件(2024)。

7.根据权利要求1所述的一种水平式飞针测试机，其特征在于：所述活动架为与所述凹槽的开口形状相同的框形结构，所述框形机构的边框宽度(W1)小于相邻的所述吸附孔的间距(W2)；

所述活动架具有多个，且多个所述活动架为形状相同且为逐渐变小或变大的嵌套设置，相邻的所述活动架之间具有间隙，通过所述间隙漏出所述吸附孔，所述活动架能够变换其摆放位置。

8.根据权利要求1所述的一种水平式飞针测试机，其特征在于：所述活动架包括遮挡部(3021)和吸附部(3022)，所述遮挡部为能够遮挡所述出气口的板状，所述吸附部为能够漏出所述出气口的镂空结构。

9.根据权利要求8所述的一种水平式飞针测试机，其特征在于：所述活动架的轮廓与所述凹槽的开口相匹配，以使其能够固定放置于所述凹槽内。

10.根据权利要求1所述的一种水平式飞针测试机，其特征在于：所述集气腔包括分隔设置的第一集气腔(30121)和第二集气腔(30122)，所述接气口包括与所述第一集气腔连通的第一接气口(30131)，以及与所述第二集气腔连通的第二接气口(30132)。

Images