CN114062840A - 用于ate测试机接口板卡连接器导通的测试装置和测试方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于ATE测试机接口板卡连接器导通的测试装置和测试方法，该装置包括待测PCB板卡、连接器对接线缆、探针治具、控制及测试中心和用于短路和导通测试时进行相关的测量工作的仪表。因此，本发明通过自动对待测PCB板卡各数据通道和引脚通道的接触连接是否会出现短路和断路的现象的测量与筛选，提高了测试的效率，增加了待测PCB板卡压接连接器后的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及半导体自动测试设备(Automatic Test Equipment，简称ATE)领域，尤其涉及一种用于ATE测试机接口板卡连接器导通的测试装置和测试方法。
背景技术
在集成电路设计和制造阶段，需要验证方案是否能够达到设计要求，或者在产品使用中是否能够正常地工作，测试测量设备必不可少。为了满足测试的要求，测试和测量设备在高精度、高速、可靠性、小型化和可扩展性方面的特征变得越来越重要。尤其是对测试和测量的可靠性更敏感的应用中，测试和测量设备必须足够可靠以承受测试。
为了满足当今测试和测量设备发展的要求，连接器的发展方向具有几个明显的特征：
①、更高的互连性能：信号连接器将追求更高的数据传输速率；
②、更高的连接密度：在不影响互连性能的基础上，最小化板卡连接器引脚间距，外壳宽度和堆叠高度，以最大程度地提高单位空间中的连接密度。
也就是说，现有测试设备信号外接板卡连接器呈现通道数越来越多，分布越来越密的情况。目前，主要是通过压接单元让连接器和PCB板卡连接，现有检查工艺主要针对压接完成后的压接外观尺寸等进行检查，再有就是使用万用表进行点测。
然而，如果板卡连接器具有的通道数多，上述的人工测试不仅浪费人工和时间，还容易出错，甚至在点测的时候表笔还存在损坏板卡连接器和PCB金手指的风险。业界普遍存在不测试，直接在客户端进行使用的情况，即通过实际使用是否有问题来反向推导前期压接工艺是否有问题，这种测试方法在实际使用中存在很大的风险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于ATE测试机接口板卡连接器导通的测试方法，其可以解决板卡连接器和PCB接口板卡在压接后不能快速测试的问题。为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种用于ATE测试机接口板卡连接器导通的测试装置，其包括：
待测PCB板卡，所述的待测PCB板卡包括多个电路布图层、压接单元、M1*N1的PCB金手指阵列和具有M2*N2个数据通道的连接器，所述PCB金手指阵列包括M1*N1个引脚通道；所述压接单元将所述连接器的一端和PCB板卡压接在一起；其中，M1、N1、M2和N2为正整数；
连接器对接线缆，同所述连接器另一端的各数据通道对应连接；
探针治具，用于同所述M1*N1的PCB金手指阵列的各引出通道触点相连接；
控制及测试中心，同所述探针治具和测试仪表相连，用于控制所述测试仪表对M2*N2个数据通道的短路测试和对所述M1*N1的PCB金手指阵列的各引出通道的断路测试；其中，所述各引出通道通过一预设电阻R同所述控制及测试中心相连，所述短路测试为对所述M2*N2个数据通道中相邻的两个通道间的短路状态测试。
进一步地，所述控制及测试中心包括测试模式选择模块、测试执行模块和判断模块；所述测试模式选择模块用于选择当前的测试是短路测试还是断路测试；其中，如果是处于短路测试模式，所述测试执行模块将所述M2*N2个数据通道中相邻的两个通道形成测试组，按所述测试组的顺序将所述M2*N2个数据通道中相邻的两个通道间的短路状态进行测试，并将测试结果发送到所述判断模块，所述判断模块根据所述测试仪表检测到的阻值，判断是否有短路的通道；如果是处于断路测试模式，所述测试执行模块依次将所述M1*N1的PCB金手指阵列的各引出通道的断路状态进行测试，并将测试结果发送到所述判断模块，所述判断模块根据所述测试仪表检测到的阻值，判断是否有断路的通道。
进一步地，在测试时，所述测试模式选择模块先选择短路测试模式，完成后再选择断路测试模式。
进一步地，所述测试执行模块包括继电器或导通开关。
为实现上述目的，本发明的又一技术方案如下：
一种用于ATE测试机接口板卡连接器导通的测试装置的测试方法，其采用上述的用于ATE测试机接口板卡连接器导通的测试装置，其包括短路测试步骤S1和断路测试步骤S2：
短路测试步骤S1包括：
步骤S11：将所述M2*N2个数据通道中相邻的两个通道形成测试组；
步骤S12：所述测试仪表测量端直接依次连接到每一个所述测试组中的相邻两个数据通道，通过所述连接器对接线缆直接把第一测试结果传输到所述控制及测试中心；
步骤S13：根据所述测试结果，所述控制及测试中心判断是否有短路的通道；
断路测试步骤S2包括：
步骤S21：依次接通由所述M1*N1的PCB金手指阵列的各引出通道、所述预设电阻R和所述测试仪表形成的检测通道，所述测试仪表输出第二测试结果；
步骤S22：根据所述测试仪表检测到的所述第二测试结果，判断是否有断路的通道。
进一步地，所述第一测试结果为阻抗值，如果所述阻抗值为无穷大则无短路，如果所述阻抗值为低阻抗则判断为短路。
进一步地，所述第二测试结果为阻抗值，如果所述阻抗值为无穷大则断路，如果所述阻抗值为低阻抗则判断为导通。
从上述技术方案可以看出，本发明可以搭配相关治具和连接器对接线缆对压接好的待测PCB板卡进行短路和导通的测试，其不仅可以提前排除压接完成后的连接器的完好性，也能节约人力，时间等成本。
也就是说，本发明能有效的对ATE测试机接口板卡连接器压接后的导通进行有效的测量与筛选。
此外，对于一个具有300通道左右的板卡连接器，如果人工点测下来可能两个人需要半小时，使用此发明的方法，同样一个具有300通道左右的板卡连接器，整个检测过程只需要2-3分钟。因此，本发明还可以大大提高了测试的效率，增加了板卡连接器压接后的可靠性。
附图说明
图1所示为本发明实施例中用于ATE测试机接口板卡连接器导通的测试装置的示意图
图2所示为本发明用于短路测试的一较佳实施例示意图
图3所示为本发明用于断路测试的一较佳实施例示意图
具体实施方式
下面结合附图1-3，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
请参阅图1，图1所示为本发明实施例中用于ATE测试机接口板卡连接器导通的测试装置的示意图。如图1所示，该用于ATE测试机接口板卡连接器导通的测试装置，其包括待测PCB板卡、连接器对接线缆、探针治具、控制及测试中心和用于短路和导通测试时进行相关的测量工作的仪表。也就是说，其通过对探针治具的制作、连接器对接线缆框架的设计、控制及测试中心电路的绘制以及程序的编写就可以成功对待测PCB板卡各数据通道和引脚通道的接触连接是否会出现短路和断路的现象。
与现有技术相同的是，待测PCB板卡，所述的待测PCB板卡包括多个电路布图层、压接单元、M1*N1的PCB金手指阵列和具有M2*N2个数据通道的连接器，所述PCB金手指阵列包括M1*N1个引脚通道；所述压接单元将所述连接器的一端和PCB板卡压接在一起；其中，M1、N1、M2和N2为正整数。具体地，如果N1和N2等于1的时候，M1*N1的PCB金手指阵列的数据通道和连接器的引脚通道就是一排通道。
通常，压接好的待测PCB板卡，其多个电路布图层的上表面包括M1*N1的PCB金手指阵列(M1*N1个引脚通道)，下表面包括具有与连接器相连的M2*N2个数据通道。
连接器对接线缆用于同所述连接器另一端的各数据通道对应连接；该连接器对接线缆主要功能是把连接器对应的每一个数据通道和引脚通道都通过线缆引出到控制及测试中心。在本发明的实施例中，可以根据压接不同规格型号的连接器进行公母头的线缆端匹配，从而更灵活，适应对不同的规格型号的连接器压接后的PCB板卡进行测试。需要说明的是，该连接器对接线缆不管是在短路测试还是导通测试时，都是要和被测部件的连接器进行连接的。
在本发明的实施例中，探针治具用于同所述M1*N1的PCB金手指阵列的各引出通道触点相连接。也就是说，探针治具的主要功能是在做连接器导通测试时使用。在进行导通测试(短路和/或断路)时，探针治具会固定到PCB板子上，并且每一根探针都会和PCB板子上表面连接器通道的金手指焊盘所对接，该金手指焊盘都是和PCB下端连接器压接的点位有联通关系的。并且探针治具的探针测量数量可以根据PCB板子上的通道数不同而进行模块化更换，这样就可以满足不同规格和尺寸的PCB板卡连接器压接后的测试。
控制及测试中心同所述探针治具和测试仪表相连，控制及测试中心的功能主要是在进行短路测试和导通测试时进行测试通道的切换和数据采样等工作。即用于控制所述测试仪表对M2*N2个数据通道的短路测试和对所述M1*N1的PCB金手指阵列的各引出通道的断路测试。
其中，所述各引出通道通过一预设电阻R同所述控制及测试中心相连，所述短路测试为对所述M2*N2个数据通道中相邻的两个通道间的短路状态测试。较佳地，预设电阻R可以为1KΩ。
在本发明的实施例中，所述控制及测试中心包括测试模式选择模块、测试执行模块和判断模块；所述测试模式选择模块用于选择当前的测试是短路测试还是断路测试；其中，如果是处于短路测试模式，所述测试执行模块将所述M2*N2个数据通道中相邻的两个通道形成测试组，按所述测试组的顺序将所述M2*N2个数据通道中相邻的两个通道间的短路状态进行测试，并将测试结果发送到所述判断模块，所述判断模块根据所述测试仪表检测到的阻值，判断是否有短路的通道；如果是处于断路测试模式，所述测试执行模块依次将所述M1*N1的PCB金手指阵列的各引出通道的断路状态进行测试，并将测试结果发送到所述判断模块，所述判断模块根据所述测试仪表检测到的阻值，判断是否有断路的通道。
在本发明的实施例中，测试模式可以包括短路测试模式和断路测试模式(导通测试)。在测试时，所述测试模式选择模块先选择短路测试模式，完成后再选择断路测试模式。采用本发明的用于ATE测试机接口板卡连接器导通的测试装置，进行测试可以包括短路测试步骤S1和断路测试步骤S2：
实施例1(短路测试)
需要说明的是，短路测试主要功能是当本发明的用于ATE测试机接口板卡连接器导通的测试装置，与待测PCB板卡连接后，检测每个通道与通道(通常是相邻的两个通道之间)，以及每个同轴数据通道的芯线和外部是否有短路的情况。
短路测试就是测两个相邻的通路是否短路，短路测试步骤S1可以包括：
步骤S11：将所述M2*N2个数据通道中相邻的两个通道形成测试组；
步骤S12：所述测试仪表测量端直接依次连接到每一个所述测试组中的相邻两个数据通道，通过所述连接器对接线缆直接把第一测试结果传输到所述控制及测试中心；
步骤S13：根据所述测试结果，所述控制及测试中心判断是否有短路的通道。
为方便叙述起见，下面仅根据如下两个相邻通道的简易测量方法进行测量描述，在实际的短路测试时，其它相邻通道可以以此类推进行逐一控制测量，在此不再赘述。
请参阅图2，图2所示为本发明用于短路测试的一较佳实施例示意图。如图2所示，连接器对接线缆和PCB板卡上的被测连接器已进行了对接，假设通道1和通道2为相邻两个数据通道，在进行测量时，通道1和通道2通过连接器对接线缆直接把信号传输到控制及测试中心内相对应的继电器1和继电器2输入端，继电器1和继电器2的输出端直接连到仪表的测量端。
当需要开始测试时，由控制及测试中心(具体为信号处理中心)对继电器1和继电器2进行信号控制触发，此时继电器工作吸合，相当于仪表测量端直接连接到通道1和继电器2。测试仪表把测量的第一结果值(例如，阻抗值)传输给控制及测试中心，然后，控制及测试中心对阻抗值进行判断，如果阻抗值为无穷大则可以判断为无短路，如果阻抗值为低阻抗则可以判断为短路。
实施例2(断路测试)
需要说明的是，导通测试主要功能是当本发明的用于ATE测试机接口板卡连接器导通的测试装置，与待测PCB板卡连接后，测试连接器通道与PCB板卡的接触是否正常的情况。
断路测试步骤S2可以包括：
步骤S21：依次接通由所述M1*N1的PCB金手指阵列的各引出通道、所述预设电阻R和所述测试仪表形成的检测通道，所述测试仪表输出第二测试结果；
步骤S22：根据所述测试仪表检测到的所述第二测试结果，判断是否有断路的通道。
为方便叙述起见，下面仅根据如下一条通道的简易测量方法进行测量描述，在实际的断路测试时，其它通道可以以此类推进行逐一控制测量，在此不再赘述。
请参阅图3，图3所示为本发明用于断路测试的一较佳实施例示意图。如图3所示，导通测试时需要把探针治具与PCB板卡上端进行固定，让探针治具上的探针接触到PCB上表面的金手指，下端把连接器对接线缆和PCB板卡上的被测连接器进行对接。
例如，对通道1进行导通测试，由于前期已先做过短路测试，排除了所有通道之前的短路的可能，因此，通道1中的通路只能是一对一导通，不会存在一对多导通。并且，探针治具的通道1通过一个1K的电阻，连接到继电器1的输入端；连接器对接线缆的通道1通过线缆连接到继电器2的输入端，继电器1和继电器2的输出端直接连到仪表的测量端。
当需要开始测试时，由控制及测试中心(具体为信号处理中心)对继电器1和继电器2进行信号控制触发，此时继电器工作吸合，相当于仪表测量端连接到通道1上下两端。测量仪表把第二测量结果值(例如，阻抗值)传输给控制及测试中心，然后，控制及测试中心对阻抗值进行判断，如果阻抗值无读数或者读数无穷大时，则可以判断为断路，如果阻抗值为1K左右的阻抗读数则可以判断为导通。此外，在本发明的实施例中，还可以通过对所有通道读数的进行比较，判断所列出通道阻抗是否有偏大或者异常的，从而可以筛选出连接单元同PCB板卡压接后导通的一致性。
综上所述，本发明一种用于ATE测试机接口板卡连接器导通的测试方法，其不仅可以提前排除压接完成后的待测PCB板卡的连接完好性，也能节约人力，时间等成本。也就是说，本发明能有效地对ATE测试机接口板卡连接器压接后的导通进行有效的测量与筛选，即通过自动对待测PCB板卡各数据通道和引脚通道的接触连接是否会出现短路和断路的现象的测量与筛选，提高了测试的效率，增加了待测PCB板卡压接连接器后的可靠性。
以上所述的仅为本发明的优选实施例，所述实施例并非用以限制本发明的专利保护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种用于ATE测试机接口板卡连接器导通的测试装置，其特征在于，包括：
待测PCB板卡，所述的待测PCB板卡包括多个电路布图层、压接单元、M1*N1的PCB金手指阵列和具有M2*N2个数据通道的连接器，所述PCB金手指阵列包括M1*N1个引脚通道；所述压接单元将所述连接器的一端和PCB板卡压接在一起；其中，M1、N1、M2和N2为正整数；
连接器对接线缆，同所述连接器另一端的各数据通道对应连接；
探针治具，用于同所述M1*N1的PCB金手指阵列的各引出通道触点相连接；
控制及测试中心，同所述探针治具和测试仪表相连，用于控制所述测试仪表对M2*N2个数据通道的短路测试和对所述M1*N1的PCB金手指阵列的各引出通道的断路测试；其中，所述各引出通道通过一预设电阻R同所述控制及测试中心相连，所述短路测试为对所述M2*N2个数据通道中相邻的两个通道间的短路状态测试。
2.根据权利要求1所述的用于ATE测试机接口板卡连接器导通的测试装置，其特征在于，所述控制及测试中心包括测试模式选择模块、测试执行模块和判断模块；所述测试模式选择模块用于选择当前的测试是短路测试还是断路测试；其中，如果是处于短路测试模式，所述测试执行模块将所述M2*N2个数据通道中相邻的两个通道形成测试组，按所述测试组的顺序将所述M2*N2个数据通道中相邻的两个通道间的短路状态进行测试，并将测试结果发送到所述判断模块，所述判断模块根据所述测试仪表检测到的阻值，判断是否有短路的通道；如果是处于断路测试模式，所述测试执行模块依次将所述M1*N1的PCB金手指阵列的各引出通道的断路状态进行测试，并将测试结果发送到所述判断模块，所述判断模块根据所述测试仪表检测到的阻值，判断是否有断路的通道。
3.根据权利要求2所述的用于ATE测试机接口板卡连接器导通的测试装置，其特征在于，在测试时，所述测试模式选择模块先选择短路测试模式，完成后再选择断路测试模式。
4.根据权利要求2所述的用于ATE测试机接口板卡连接器导通的测试装置，其特征在于，所述测试执行模块包括继电器或导通开关。
5.一种用于ATE测试机接口板卡连接器导通的测试装置的测试方法，其采用权利要求1所述的用于ATE测试机接口板卡连接器导通的测试装置，其特征在于，包括短路测试步骤S1和断路测试步骤S2：
短路测试步骤S1包括：
步骤S11：将所述M2*N2个数据通道中相邻的两个通道形成测试组；
步骤S12：所述测试仪表测量端直接依次连接到每一个所述测试组中的相邻两个数据通道，通过所述连接器对接线缆直接把第一测试结果传输到所述控制及测试中心；
步骤S13：根据所述测试结果，所述控制及测试中心判断是否有短路的通道；
断路测试步骤S2包括：
步骤S21：依次接通由所述M1*N1的PCB金手指阵列的各引出通道、所述预设电阻R和所述测试仪表形成的检测通道，所述测试仪表输出第二测试结果；
步骤S22：根据所述测试仪表检测到的所述第二测试结果，判断是否有断路的通道。
6.根据权利要求4所述的测试方法，其特征在于，所述第一测试结果为阻抗值，如果所述阻抗值为无穷大则无短路，如果所述阻抗值为低阻抗则判断为短路。
7.根据权利要求4所述的测试方法，其特征在于，所述第二测试结果为阻抗值，如果所述阻抗值为无穷大则断路，如果所述阻抗值为低阻抗则判断为导通。
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