CN114942381A - 基于悬臂式结构测试电路板的飞针测试机及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种基于悬臂式结构测试电路板的飞针测试机及测试方法,其中,该基于悬臂式结构测试电路板的飞针测试机包括:支持框,包括:与地面垂直设置的两条竖直支持架,以及分别与竖直支持架上下两端水平连接的两条水平支持臂,将支持框形成内封闭平面;至少八个偶数个飞针测试模块,所有飞针测试模块均匀地分布在内封闭平面的两侧,其中,所有飞针测试模块通过悬臂式结构均匀滑动地设置在水平支持臂上;电路板夹持结构,可拆卸式地设置在竖直支持架上,以使至少两个同时处于工作状态的飞针测试模块对电路板实现线路测试。该分针测试机可有效提高电路板测试效率,减少飞针测试机的占地面积且减少能耗。
Description
技术领域
本发明涉及电路板测试技术领域,尤其涉及一种基于悬臂式结构测试电路板的飞针测试机及测试方法。
背景技术
PCB(Printed Circuit Board,印制电路板),是重要的电子部件、元器件的支撑体和电子元器件电气连接的载体。由于它是采用电子印刷术制作的,故被称为“印刷”电路板。
飞针测试机是在制造环境测试PCB的系统。不是使用在传统的在线测试机上所有的传统针床界面,飞针测试使用四个独立控制的探针,移动到测试中的元件。在测单元(UUT, unit under test)通过皮带或者其它UUT传送系统输送到测试机内。然后固定,测试机的探针接触测试焊盘(test pad)和通路孔(via)从而测试在测单元(UUT)的单个元件。
如何满足高速增长的PCB生产需求提高PCB测试的效率成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种基于悬臂式结构测试电路板的飞针测试机及测试方法,以解决满足高速增长的PCB生产需求提高PCB测试的效率的问题。
一种基于悬臂式结构测试电路板的飞针测试机,包括:
支持框,包括:与地面垂直设置的两条竖直支持架,以及分别与竖直支持架上下两端水平连接的两条水平支持臂,将支持框形成内封闭平面;
至少八个偶数个飞针测试模块,所有飞针测试模块均匀地分布在内封闭平面的两侧,其中,所有飞针测试模块通过悬臂式结构均匀滑动地设置在水平支持臂上,用于实现飞针测试模块的水平移动,并通过悬臂式结构实现竖直运动;
电路板夹持结构,可拆卸式地设置在竖直支持架上,用于将电路板固定在内封闭平面内,以使至少两个同时处于工作状态的飞针测试模块推送可伸缩测试飞针,用于实现对电路板的指定区域的线路测试。
进一步地,水平支持臂包括水平滑轨,悬臂式结构通过水平驱动电机的驱动支持悬臂式结构在水平滑轨上实现水平移动。
进一步地,悬臂式结构上包括竖直驱动电机和与竖直驱动电机螺旋连接且驱动的螺旋滑轨,用于支持飞针测试模块在悬臂式结构上实现竖直运动。
进一步地,飞针测试模块通过可拉伸拉链与悬臂式结构实现拉伸式连接。
进一步地,飞针测试模块包括镜头朝向内封闭平面的CCD镜头、与CCD镜头电性连接的测试控制板以及与测试控制板电性连接的测试飞针,测试飞针的针头朝向内封闭平面,用于测试内封闭平面上的电路板的电压。
进一步地,测试控制板通过支持框实现电路走线,用于通过电路走线电性连接测试控制机。
进一步地,电路板夹持结构通过设置在进入侧的竖直支持架上的水平滑动电机的驱动,用于水平传送电路板夹持结构滑动式的通过内封闭平面。
进一步地,还包括设置在进入所述飞针测试机的一侧放置多块电路板的送料机、用于将每一所述电路板从所述送料机取料后夹持到所述电路板夹持结构上的送料机器人、设置在所述飞针测试机另一侧的收料机以及用于将所述电路板从所述电路板夹持结构上拿下并放置到所述收料机上的收料机器人。
一种基于悬臂式结构测试电路板的测试方法,采用前述基于悬臂式结构测试电路板的飞针测试机实现的如下步骤:
采用三轴光耦对飞针测试机的内封闭平面上的电路板进行位置和面积检测,获取电路板的位置零点和待测试面积;
基于零点和待测试面积,确定将处于工作状态的飞针测试模块作为目标测试模块;
启动目标测试模块,基于位置零点对电路板进行线路测试。
进一步地,在基于位置零点对所述电路板进行线路测试之后,还包括:
若电路板上存在故障点,则采用CCD镜头拍摄故障点的故障图并返回显示到测试控制机的界面上。
上述基于悬臂式结构测试电路板的飞针测试机及测试方法,通过立式结构上设置至少八个偶数个飞针测试模块对支持框构成的内封闭平面两侧的电路板进行测试,有效提高电路板测试效率,减少飞针测试机的占地面积且减少能耗,降低整体测试成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对本发明实施例的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发明的一些实施例,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绘示本发明一实施例中基于悬臂式结构测试电路板的飞针测试机的组成结构示意图;
图2绘示本发明一实施例中基于悬臂式结构测试电路板的飞针测试机中悬臂式结构的结构示意图;
图3绘示本发明第一实施例中基于悬臂式结构测试电路板的测试方法的流程图。
附图标记说明:
10、支持框;11、竖直支持架;12、水平支持臂;121、水平驱动电机;
20、飞针测试模块;21、悬臂式结构;211、竖直驱动电机;212、可拉伸拉链;213、螺旋滑轨;214、测试飞针;
30、电路板夹持结构。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
一种基于悬臂式结构测试电路板的飞针测试机,如图1所示,包括:
支持框10,包括:与地面垂直设置的两条竖直支持架11,以及分别与竖直支持架上下两端水平连接的两条水平支持臂12,将支持框形成内封闭平面13;
至少八个偶数个飞针测试模块20,所有飞针测试模块均匀地分布在内封闭平面的两侧,其中,所有飞针测试模块通过悬臂式结构21均匀滑动地设置在水平支持臂12,用于实现飞针测试模块20的水平移动,并通过悬臂式结构21实现竖直运动;
电路板夹持结构30,可拆卸式地设置在竖直支持架11上,用于将电路板固定在内封闭平面内,以使至少两个同时处于工作状态的飞针测试模块20推送可伸缩测试飞针214,用于实现对电路板的指定区域的线路测试。
具体地,飞针测试模块通过悬臂式结构实现沿X轴进行水平方向的运动,通过悬臂式结构实现Y轴在竖直方向的运动,并通过飞针测试模块内推送结构的驱动实现测试飞针214前后运动,也即Z轴方向的运动,也即通过本实施例提供的至少八个偶数个飞针测试模块中的每个测试飞针214,都可在内封闭平面内实现X、Y和Z轴方向上的同时运动,从而实现对内封闭平面内的电路板进行测试的目的。
可以理解的是,当待测试的电路板面积较小时,可仅采用一到两个测试飞针214即可完成测试。当待测试的电路板面积较大时,可按需开启多个或者全部开启所有的飞针测试模块对电路板进行线路测试。
本实施例提供的基于悬臂式结构测试电路板的飞针测试机,通过立式结构上设置至少八个偶数个飞针测试模块对支持框构成的内封闭平面两侧的电路板进行测试,有效提高电路板测试效率,减少飞针测试机的占地面积且减少能耗,降低整体测试成本。
进一步地,水平支持臂12包括水平滑轨,悬臂式结构通过水平驱动电机121的驱动支持悬臂式结构在水平滑轨上实现水平移动。
具体地,本实施例可采用交流伺服电机作为水平驱动电机121以及后续涉及的竖直驱动电机等。
交流伺服电机通常都是单相异步电动机,有鼠笼形转子和杯形转子两种结构形式。与普通电机一样,交流伺服电机也由定子和转子构成。定子上有两个绕组,即励磁绕组和控制绕组,两个绕组在空间相差90°电角度。固定和保护定子的机座一般用硬铝或不锈钢制成。笼型转子交流伺服电机的转子和普通三相笼式电机相同。杯形转子交流伺服电机的结构由外定子,杯形转子和内定子三部分组成。它的外定子和笼型转子交流伺服电机相同,转子则由非磁性导电材料(如铜或铝)制成空心杯形状,杯子底部固定在转轴7上。空心杯的壁很薄(小于0.5mm),因此转动惯量很小。内定子由硅钢片叠压而成,固定在一个端盖上,内定子上没有绕组,仅作磁路用。电机工作时,内﹑外定子都不动,只有杯形转子在内、外定子之间的气隙中转动。对于输出功率较小的交流伺服电机,常将励磁绕组和控制绕组分别安放在内、外定子铁心的槽内。
进一步地,如图2所示,悬臂式结构上包括竖直驱动电机211和与竖直驱动电机211螺旋连接且驱动的螺旋滑轨213,用于支持飞针测试模块20在悬臂式结构上实现竖直运动。
具体地,飞针测试模块20可通过竖直驱动电机211对于螺旋滑轨213的驱动,从而通过螺旋滑轨213的旋转,带动适配在其上的飞针测试模块20实现Y轴放浪息的竖直运动,从而带动测试飞针214的竖直方向上的定位。
进一步地,飞针测试模块20通过可拉伸拉链212与悬臂式结构实现拉伸式连接。
具体地,本实施例为了保障和支持飞针测试模块20的多向运动,通过可拉伸拉链212与支持飞针测试模块20进行拉伸式连接,保障飞针测试模块20的多向运动稳定性和可靠性。
进一步地,飞针测试模块20包括镜头朝向内封闭平面的CCD镜头、与CCD镜头电性连接的测试控制板以及与测试控制板电性连接的测试飞针214,测试飞针214的针头朝向内封闭平面,用于测试内封闭平面上的电路板的电压。
具体地,CCD(Charge Coupled Device)电荷耦合器件,是半导体装置,能够把光学影像转化为数字信号。 CCD上植入的微小光敏物质称作像素(Pixel)。一块CCD上包含的像素数越多,其提供的画面分辨率也就越高。CCD的作用如胶片,但它是把图像像素转换成数字信号。CCD在摄像机、数码相机和扫描仪中应用广泛,在摄像机中使用的是点阵CCD,即包括x、y两个方向用于摄取平面图像。
飞针测试机可检查短路、开路和元件值。在飞针测试上也使用了一个相机来帮助查找丢失元件。用相机来检查方向明确的元件形状,如极性电容。随着探针定位精度和可重复性达到5-15微米的范围,飞针测试机可精密地探测UUT(unit under test,被测部件)。测试探针通过多路传输系统连接到驱动器(信号发生器、电源供应等)和传感器(数字万用表、频率计数器等)来测试UUT上的元件。
进一步地,测试控制板通过支持框实现电路走线,用于通过电路走线电性连接测试控制机。
具体地,为了避免线路的缠绕,本实施例可将涉及的各种线路按走线来源有序捆绑在支持框上,实现线路的走线整齐和可分辨性。
进一步地,电路板夹持结构30通过设置在进入侧的竖直支持架11上的水平滑动电机的驱动,用于水平传送电路板夹持结构30滑动式地通过内封闭平面。
具体地,本实施例可人工将电路板直接加紧到内封闭平面内,也可通过水平滑动电机的驱动实现在竖直支持架11外侧进行夹紧后,通过电路板夹持结构30滑动式地将预先夹紧的电路板传送到内封闭平面内。
进一步地,还包括设置在进入所述飞针测试机的一侧放置多块电路板的送料机、用于将每一所述电路板从所述送料机取料后夹持到所述电路板夹持结构上的送料机器人、设置在所述飞针测试机另一侧的收料机以及用于将所述电路板从所述电路板夹持结构上拿下并放置到所述收料机上的收料机器人。
一种基于悬臂式结构测试电路板的测试方法,采用前述基于悬臂式结构测试电路板的飞针测试机实现的如下步骤:
S10.采用三轴光耦对飞针测试机的内封闭平面上的电路板进行位置和面积检测,获取电路板的位置零点和待测试面积。
S20.基于零点和待测试面积,确定将处于工作状态的飞针测试模块作为目标测试模块。
S30.启动目标测试模块,基于位置零点对电路板进行线路测试。
具体地,本实施例提供的基于悬臂式结构测试电路板的测试方法,可基于电路板的待测试面积灵活确定适配的飞针测试模块的工作数量,提高测试灵活性,节约测试能源,提高测试电路板的兼容性。
进一步地,在基于位置零点对所述电路板进行线路测试之后,还具体包括如下步骤:
S40.若电路板上存在故障点,则采用CCD镜头拍摄故障点的故障图并返回显示到测试控制机的界面上。
具体地,本实施例提供的基于悬臂式结构测试电路板的测试方法,可直观快速地从显示器界面上看出电路板上故障点的所在,从而进行修复等工作。
本实施例提供的基于悬臂式结构测试电路板的飞针测试机,通过立式结构上设置至少八个偶数个飞针测试模块对支持框构成的内封闭平面两侧的电路板进行测试,有效提高电路板测试效率,减少飞针测试机的占地面积且减少能耗,降低整体测试成本。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,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发明各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于悬臂式结构测试电路板的飞针测试机,其特征在于,包括:
支持框,包括:与地面垂直设置的两条竖直支持架,以及分别与所述竖直支持架上下两端水平连接的两条水平支持臂,将所述支持框形成内封闭平面;
至少八个偶数个飞针测试模块,所有所述飞针测试模块均匀地分布在所述内封闭平面的两侧,其中,所有所述飞针测试模块通过悬臂式结构均匀滑动地设置在所述水平支持臂上,用于实现所述飞针测试模块的水平移动,并通过悬臂式结构实现竖直运动;
电路板夹持结构,可拆卸式地设置在所述竖直支持架上,用于将电路板固定在所述内封闭平面内,以使至少两个同时处于工作状态的所述飞针测试模块推送可伸缩测试飞针,用于实现对电路板的指定区域的线路测试。
2.根据权利要求1所述的基于悬臂式结构测试电路板的飞针测试机,其特征在于,所述水平支持臂包括水平滑轨,所述悬臂式结构通过水平驱动电机的驱动支持所述悬臂式结构在所述水平滑轨上实现水平移动。
3.根据权利要求2所述的基于悬臂式结构测试电路板的飞针测试机,其特征在于,所述悬臂式结构上包括竖直驱动电机和与所述竖直驱动电机螺旋连接且驱动的螺旋滑轨,用于支持所述飞针测试模块在所述悬臂式结构上实现竖直运动。
4.根据权利要求2所述的基于悬臂式结构测试电路板的飞针测试机,其特征在于,所述飞针测试模块通过可拉伸拉链与所述悬臂式结构实现拉伸式连接。
5.根据权利要求1所述的基于悬臂式结构测试电路板的飞针测试机,其特征在于,所述飞针测试模块包括镜头朝向所述内封闭平面的CCD镜头、与所述CCD镜头电性连接的测试控制板以及与所述测试控制板电性连接的测试飞针,所述测试飞针的针头朝向所述内封闭平面,用于测试所述内封闭平面上的所述电路板的电压。
6.根据权利要求5所述的基于悬臂式结构测试电路板的飞针测试机,其特征在于,所述测试控制板通过所述支持框实现电路走线,用于通过所述电路走线电性连接测试控制机。
7.根据权利要求1所述的基于悬臂式结构测试电路板的飞针测试机,其特征在于,所述电路板夹持结构通过设置在进入侧的所述竖直支持架上的水平滑动电机的驱动,用于水平传送所述电路板夹持结构滑动式地通过所述内封闭平面。
8.根据权利要求7所述的基于悬臂式结构测试电路板的飞针测试机,其特征在于,还包括设置在进入所述飞针测试机的一侧放置多块电路板的送料机、用于将每一所述电路板从所述送料机取料后夹持到所述电路板夹持结构上的送料机器人、设置在所述飞针测试机另一侧的收料机以及用于将所述电路板从所述电路板夹持结构上拿下并放置到所述收料机上的收料机器人。
9.一种基于悬臂式结构测试电路板的测试方法,其特征在于,采用如权利要求1至8任一项所述的基于悬臂式结构测试电路板的飞针测试机实现的如下步骤:
采用三轴光耦对所述飞针测试机的内封闭平面上的电路板进行位置和面积检测,获取所述电路板的位置零点和待测试面积;
基于所述零点和待测试面积,确定将处于工作状态的飞针测试模块作为目标测试模块;
启动所述目标测试模块,基于所述位置零点对所述电路板进行线路测试。
10.根据权利要求9所述的基于悬臂式结构测试电路板的测试方法,其特征在于,在所述基于所述位置零点对所述电路板进行线路测试之后,还包括:
若所述电路板上存在故障点,则采用CCD镜头拍摄所述故障点的故障图并返回显示到测试控制机的界面上。
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