CN114594368A - 电容式检测装置及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种电容式检测装置及其检测方法，所述装置包括工控机、底座、XY轴驱动机构、真空机构，底座上设有吸盘机构，吸盘机构由吸盘腔和设于吸盘腔上的金属吸盘组成；真空机构连通吸盘腔；XY轴驱动机构对应设于底座上，XY轴驱动机构上对应设有探针驱动机构和CCD相机；所述探针驱动机构上设有测试探针，驱动测试探针沿Z轴方向上下运动；工控机连接真空机构、XY轴驱动机构、探针驱动机构和CCD相机。本发明可以快速的检测到PCB上线路是否有断开和线路短路，通过CCD自动对位，可移动式探针方式，可以快速精准的进行测量。

Description

电容式检测装置及其检测方法

技术领域

本发明涉及PCB及触控屏幕测试技术领域，尤其涉及一种电容式检测装置及其检测方法。

背景技术

PCB或者触控屏幕等在生产完成后，需要测试P板上线路是否良好。目前测试线路是否有断开或者短路，主要通过电阻的方式进行测试，通过测量每条线路的电阻来判断是否有问题，这样的测试效率比较低，同时每个测试点可能会被测试多次，导致测试效率低，测试点可能会被探针扎伤。

现有的PCB和触控面板测试中，存在以下问题：针对软性PCB(FPC)板薄或者触控屏幕的问题，传统测试无法使其平整，测试时探针无法准确扎到端点上；传统测试是使用电阻的测试方式，每个线路的端点需要相互测试出电阻，以判断线路是否有断开问题，使得测试效率低，同时一个端点可能被多次测试；PCB的线路之间要进行相互测试，线路端点被多次测试，端点会被探针多次下扎，测试会有明显痕迹。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种电容式检测装置及其检测方法，以提升测试效率。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提出了一种电容式检测装置，包括工控机、底座、XY轴驱动机构、真空机构，底座上设有吸盘机构，吸盘机构由吸盘腔和设于吸盘腔上的金属吸盘组成；真空机构连通吸盘腔；XY轴驱动机构对应设于底座上，XY轴驱动机构上对应设有探针驱动机构和CCD相机；所述探针驱动机构上设有测试探针，驱动测试探针沿Z轴方向上下运动；工控机连接XY轴驱动机构、探针驱动机构和CCD相机，工控机通过测试探针检测待测板的线路和金属吸盘之间的电容变化来判断线路是否故障。

进一步地，所述金属吸盘为平板状，金属吸盘上均匀开设有若干通孔。

进一步地，金属吸盘采用金属材料制成，金属吸盘上方设有一层透气的绝缘网。

进一步地，所述探针驱动机构包括基座，基座上设有伺服电机、导轨，导轨上设有滑块，测试探针设于滑块前端；伺服电机的输出轴上设有主动轮，基座上对应设有从动轮，主动轮和从动轮上对应套设有带动滑块沿Z轴移动的同步带。

相应地，本发明实施例还提供了一种电容式检测装置的检测方法，包括：

步骤1：录入待测板信息以及待测板的线路信息，线路信息包括待测量线路的测试点信息和待测量线路与金属吸盘之间的投影面积信息，根据面积信息计算获取对应的基准电容值；

步骤2：从待测板上选取对应的CCD对位点，建立所有待测量线路的测试点与CCD对位点的相对坐标；

步骤3：将待测板放置于金属吸盘上，通过真空机构抽真空将待测板吸附平整并固定；

步骤4：通过CCD相机进行定位，驱动测试探针测试待测量线路的测试点，得到对应待测量线路与金属吸盘之间的电容值，根据所测的电容值与基准电容值进行比较，判断待测量线路为正常、短路或断路；

步骤5：依次测量待测板上其他待测量线路，直至待测板上的待测量线路全部测试完成后取下待测板，完成整个待测板的测试。

进一步地，步骤4之后还包括重新测试步骤：若判断为短路或断路，则重新测试一次该线路。

进一步地，在首次测试时，若缺失待测板上的待测量线路的投影面积信息，则依次测试出每条线路与金属吸盘之间的电容值，将所测电容值作为后续测试时的基准电容值，以保证测试的准确性。

进一步地，步骤1中采用下式计算基准电容值C：

C＝εS/4πd；

其中，ε为介电常数，d为待测量线路与金属吸盘之间的距离，S为待测量线路与金属吸盘之间的投影面积。

本发明的有益效果为：本发明可以快速的检测到待测板(印刷线路板或触控面板等)上线路是否有断开或者与其他的线路短路，同时通过CCD自动对位，可移动式探针方式，可以快速精准的进行测量；测试出每条线路的电容值，使用电容比对的方式，如果电容变小，则线路有断路，如果电容变大，则线路有短路。

附图说明

图1是本发明实施例的电容式检测装置的立体结构图。

图2是本发明实施例的电容式检测装置的部分立体结构图。

图3是本发明实施例的金属吸盘的立体结构图。

图4是本发明实施例的探针驱动机构的立体结构图。

图5是本发明实施例的电容式检测装置的检测方法的流程示意图。

附图标号说明

工控机10，底座20，金属吸盘21，吸盘腔22，XY轴驱动机构30，探针驱动机构40，基座41，伺服电机42，导轨43，滑块44，测试探针45。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明实施例中若有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中若涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

请参照图1～图4，本发明实施例的电容式检测装置包括工控机、底座、XY轴驱动机构、真空机构(图未示出)。

底座上设有吸盘机构，吸盘机构由吸盘腔和设于吸盘腔上的金属吸盘组成。吸盘机构用于将待测板(PCB或者触控面板等)吸附平整并固定。真空机构连通吸盘腔。真空机构为真空泵等抽真空设备。

XY轴驱动机构对应设于底座上，XY轴驱动机构优选采用XY轴直线丝杆驱动机构。XY轴驱动机构上对应设有探针驱动机构和CCD相机。XY轴驱动机构驱动探针驱动机构和CCD相机在金属吸盘的上方沿XY轴方向移动。

探针驱动机构上设有测试探针，探针驱动机构驱动测试探针沿Z轴方向上下运动。工控机连接XY轴驱动机构、探针驱动机构和CCD相机。工控机通过测试探针检测待测板的线路和金属吸盘之间的电容变化来判断线路是否故障。

作为一种实施方式，所述金属吸盘为平板状，金属吸盘上均匀开设有若干通孔。在真空吸附的作用下，待测板紧贴金属吸盘，进而实现待测板的固定和平整。本发明的金属吸盘能够适用于各种规格大小的待测板。

作为一种实施方式，金属吸盘采用金属材料制成，金属吸盘上方设有一层透气的绝缘网。绝缘网防止双面的待测板和金属吸盘之间导通，即防止放置于金属吸盘上的待测板的下表面和金属吸盘之间导通。

作为一种实施方式，所述探针驱动机构包括基座，基座上设有伺服电机、导轨，导轨上设有滑块，测试探针设于滑块前端；伺服电机的输出轴上设有主动轮，基座上对应设有从动轮，主动轮和从动轮上对应套设有带动滑块沿Z轴移动的同步带。同步带带动滑块，进而驱动测试探针与待测的待测板的测试点柔性接触。相比其他驱动机构，本发明采用同步带带动，能够有效防止待测板的线路上出现测试痕迹。

请参照图5，本发明实施例的电容式检测装置的检测方法包括：

步骤1：录入待测板信息以及待测板的线路信息，线路信息包括待测量线路的测试点信息和待测量线路与金属吸盘之间的投影面积信息，根据面积信息计算获取对应的基准电容值；

步骤2：从待测板上选取对应的CCD对位点，建立所有待测量线路的测试点与CCD对位点的相对坐标；

步骤3：将待测板放置于金属吸盘上，控制真空机构抽真空将待测板吸附平整并固定；

步骤4：通过CCD相机进行定位，驱动测试探针测试待测板上表面的待测量线路的测试点，得到对应待测量线路与金属吸盘之间的电容值，根据所测的电容值与基准电容值进行比较，判断待测量线路为正常、短路或断路；

步骤5：依次测量待测板上其他待测量线路，直至待测板上的待测量线路全部测试完成后取下待测板；若待测板为双面，则测试完一面后，将待测板翻面，测试依次另一面，另一面全部测试完成后取下待测板，完成整个待测板的测试。

本发明将待测板上的线路和金属吸盘作为电容的两极，当线路发生短路时，其线路面积增大，即所测的电容值C会变大；当线路发生断路(开路)时，其线路面积减小，即所测的电容值C会变小；因此，本发明通过比较所测的电容值和基准电容值的大小，即可快速判断出待测量线路为正常、短路或断路。

作为一种实施方式，步骤4之后还包括重新测试步骤：若判断为短路或断路，则重新定位，并重新测试一次该线路，进一步提升测试的准确性。

作为一种实施方式，在首次测试时，若缺失待测板上所有的待测量线路的投影面积信息，则依次测试出每条线路与金属吸盘之间的电容值，将所测电容值作为后续测试时的基准电容值，以保证测试的准确性，从而快速判定开短路。

作为一种实施方式，步骤1中采用下式计算基准电容值C：

C＝εS/4πd；

其中，ε为介电常数，d为待测量线路与金属吸盘之间的距离，S为待测量线路与金属吸盘之间的投影面积。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同范围限定。

Claims (8)

1.一种电容式检测装置，其特征在于，包括工控机、底座、XY轴驱动机构、真空机构，底座上设有吸盘机构，吸盘机构由吸盘腔和设于吸盘腔上的金属吸盘组成；真空机构连通吸盘腔；XY轴驱动机构对应设于底座上，XY轴驱动机构上对应设有探针驱动机构和CCD相机；所述探针驱动机构上设有测试探针，驱动测试探针沿Z轴方向上下运动；工控机连接XY轴驱动机构、探针驱动机构和CCD相机，工控机通过测试探针检测待测板的线路和金属吸盘之间的电容变化来判断线路是否故障。

2.如权利要求1所述的电容式检测装置，其特征在于，所述金属吸盘为平板状，金属吸盘上均匀开设有若干通孔。

3.如权利要求2所述的电容式检测装置，其特征在于，金属吸盘采用金属材料制成，金属吸盘上方设有一层透气的绝缘网。

4.如权利要求1所述的电容式检测装置，其特征在于，所述探针驱动机构包括基座，基座上设有伺服电机、导轨，导轨上设有滑块，测试探针设于滑块前端；伺服电机的输出轴上设有主动轮，基座上对应设有从动轮，主动轮和从动轮上对应套设有带动滑块沿Z轴移动的同步带。

5.一种电容式检测装置的检测方法，其特征在于，包括：

步骤1：录入待测板信息以及待测板的线路信息，线路信息包括待测量线路的测试点信息和待测量线路与金属吸盘之间的投影面积信息，根据面积信息计算获取对应的基准电容值；

步骤2：从待测板上选取对应的CCD对位点，建立所有待测量线路的测试点与CCD对位点的相对坐标；

步骤3：将待测板放置于金属吸盘上，通过真空机构抽真空将待测板吸附平整并固定；

步骤4：通过CCD相机进行定位，驱动测试探针测试待测量线路的测试点，得到对应待测量线路与金属吸盘之间的电容值，根据所测的电容值与基准电容值进行比较，判断待测量线路为正常、短路或断路；

步骤5：依次测量待测板上其他待测量线路，直至待测板上的待测量线路全部测试完成后取下待测板，完成整个待测板的测试。

6.如权利要求5所述的电容式检测装置的检测方法，其特征在于，步骤4之后还包括重新测试步骤：若判断为短路或断路，则重新测试一次该线路。

7.如权利要求5所述的电容式检测装置的检测方法，其特征在于，在首次测试时，若缺失待测板上的待测量线路的投影面积信息，则依次测试出每条线路与金属吸盘之间的电容值，将所测电容值作为后续测试时的基准电容值，以保证测试的准确性。

8.如权利要求5所述的电容式检测装置的检测方法，其特征在于，步骤1中采用下式计算基准电容值C：

C＝εS/4πd；

其中，ε为介电常数，d为待测量线路与金属吸盘之间的距离，S为待测量线路与金属吸盘之间的投影面积。

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