CN1251425A - 联合测试系统和采用这种系统的测试方法 - Google Patents

Abstract

一种用于测试印刷电路板组件性能的联合测试系统及其测试方法。掩蔽板和印刷电路板组件安装在插接板上,具有不同高度的测试方法连接插脚从插接板伸出。测试方法连接插脚、电源输入连接器和信号接口连接器与印刷电路板组件和安装在其上的插脚连接。产生电路内测试信号以测试印刷电路板组件。仅将电路功能测试连接插脚与印刷电路板组件分离,测试印刷电路板组件和一头磁盘组件之间的功能。最后显示电路内测试方法和电路功能测试方法的结果。

Description

联合测试系统和采用这种系统的测试方法

本申请参照、引用以下申请并根据35U.S.C.§119要求以其作为优先权：早先于1998年10月13日提交给韩国工业产权局的题为“联合测试系统和采用这种系统的测试方法”(“Unified Test System and TestMethod using the same”)且正式给定序号为98-42751的申请。

本发明涉及一种硬盘驱动器制造方法，更具体地讲是涉及一种用于测试印刷电路板组件(PCBA)性能的联合测试系统以及一种采用该系统的测试方法。

在制造用作计算机的辅助存储装置的硬盘驱动器的方法中，ICT(电路内测试)方法和FCT(电路功能测试)方法被用于测试PCBA的性能。

在ICT方法中，在由多个部分组成的单元中对通过SMD(表面安装器件)方法制备的PCBA的焊接质量和每个电路元件的质量进行测试，以检测缺陷，例如检测是否存在任何部分的短路或错误插接。在ICT方法之后，在FCT方法中，PCBA被连接至一个头磁盘组件(HDA)，以测试PCBA和HDA之间的功能以及读/写能力。

通常，硬盘驱动器制造商各自独立地实施上述两种测试方法，因此测试PCBA的性能要花费较长的时间。另外，由于为了实施ICT和FCT方法，PCBA和HDA的相互连接需要人工操作，因此需要许多工人，并且可能因手工操作而降低生产率。此外，由于被连接用于测试PCBA性能的HDA可能因为有缺陷的PCBA或手工操作而遭受损坏，从而造成经济损失。

因此，本发明的一个目的是要提供一种联合测试系统和一种采用这种系统的测试方法，这种系统和方法可以节省测试所需的成本，并且通过将用于测试硬盘驱动器之PCBA性能的各方法联合起来而节约工作时间。

本发明的另一个目的是要提供一种联合测试系统和一种采用这种系统的测试方法，这种系统和方法通过将测试硬盘驱动器的PCBA性能的各方法联合起来且使之自动化而得以提高生产率。

根据本发明的一个方面，提供了一种联合测试系统，用于测试印刷电路板组件的性能，该联合测试系统包括：一个插接板，该插接板上伸出用于连接具有不同高度的测试工序的连接插脚，而此插接板安装在一主支架上；一掩蔽板，其上形成有孔，使得在将该掩蔽板安装在插接板上时，连接插脚可以穿过这些孔而与安装在此掩蔽板上的印刷电路板组件连接；第一支架，它由竖直安装在主支架上的第一导引杆支撑并且具有第一缸，该第一缸安装在其上部并且被上下驱动；第二支架，其下部安装有一个电源输入连接器和一个信号接口连接器，其中当第一缸被驱动时，第二支架沿第一导引杆移动，从而通过下压印刷电路板组件而使连接插脚与印刷电路板组件连接；第二缸，它安装在第二支架的上部并且被前后驱动；和第三支架，其上部具有一头磁盘组件，当第二支架已经向下移动时，此头磁盘组件通过连接插脚与印刷电路板组件连接，其中当第二缸被驱动时，第三支架沿第二导引杆移动，从而使电源输入连接器和信号接口连接器分别与印刷电路板组件的电源输入插脚和信号接口插脚连接。

根据本发明的另一方面，一种用于测试印刷电路板组件性能的联合测试方法包括以下步骤：将一掩蔽板和印刷电路板组件安装在一插接板上，而用于连接具有不同高度的测试工序的连接插脚从此插接板伸出；将测试方法连接插脚、一电源输入连接器和一信号接口连接器与印刷电路板组件和安装在印刷电路板组件上的插脚连接；产生电路内测试信号，以测试印刷电路板组件；仅仅将测试方法连接插脚中的电路功能测试连接插脚与印刷电路板组件分离，并且测试印刷电路板组件和一头磁盘组件之间的功能；以及显示印刷电路板组件和功能的测试结果。

通过结合附图所做的以下详细说明，本发明的上述和其它目的、特征和优点将变得更加清楚，在所有图中相同的参考数字或符号表示相同的元件，并且其中：

图1是根据本发明提供的联合测试方法的构思示意图；

图2是根据本发明实施例所提供的联合测试系统的立体图；

图3是根据本发明实施例所提供的联合测试系统的正视图；

图4是根据本发明实施例所提供的联合测试系统的侧视图；

图5是根据本发明实施例所提供的联合测试系统的后视图；

图6是一个掩蔽板的立体图，此掩蔽板安装在根据本发明的联合测试系统的一个插接板上；

图7是显示一个安装在图6所示掩蔽板上的PCBA的立体图；

图8是根据本发明实施例所提供的联合测试系统的周边电路的方框图；

图9是显示根据本发明实施例所提供的联合测试方法的流程图；

图10A、10B和10C是显示在实施本发明联合测试方法的过程中联合测试系统的驱动状态的示意图。

下面将参照附图描述本发明的一个优选实施例。在以下的说明中，对公知的结构或功能不再详细描述，以便更清楚地显现本发明。

参照图1，由硬盘驱动器制造商独立实施的ICT方法和FCT方法被合并为一种联合测试(UT)方法，该方法采用根据本发明的一种联合测试系统(UTS)。

现在将描述联合测试系统的结构。

参照图2，第一气缸20设置在第一板式支架10的上部中央，第一板式支架10由第一导引杆g1支撑。第二气缸22设置在第二板式支架12的上部中央，通过第一气缸20的驱动，板式支架12沿第一导引杆g1如箭头(1)所示上下移动。第三板式支架14通过第二气缸22的驱动而沿第一导引杆g1上下移动。第三气缸24安装在第四板式支架16的上部中，第三气缸24可以沿导引支架13从第三板式支架14的下部拉出或者被置入其中，其中该导引支架13被固定在板式支架14下部的两侧。通过第三气缸24的驱动，安装在第四支架16上的第五板式支架18沿第二导引杆g2如箭头(2)所示前后移动。

第一支架10由第一导引杆g1支撑，第一导引杆g1竖直安装在一个插接板4的四个角上，插接板4安装在一个主支架2上。通过第一和第二气缸20和22的驱动，第二、第三和第四支架12、14和16上下移动，通过第三气缸24的驱动，第五支架18沿第二导引杆g2前后移动。也就是说，第一、第二和第三气缸20、22和24通过其输气管的气压使第二、第三、第四和第五支架12、14、16和18移动。气压是通过固定在每个气缸上的空气阀20a和22a人工控制的。成对的电磁阀21安装在第一气缸20的一侧，其数量相应于气缸的数量，这些电磁阀用于控制流入或流出气缸的空气量。即，成对的电磁阀就是指为驱动每个气缸所需的空气流入用电磁阀和空气流出用电磁阀。电磁阀21通过一个控制器(图8中所示的标号44)接通或关断，这将在后面描述。

同时，插接板4与主支架2接触。一个掩蔽板6安装在插接板4上。在一个组装工序之后，用于测试的PCBA被安装在掩蔽板6的上部之上，如图7所示。多个连接插脚4a和4b位于插接板4的上部中央，如图3、4和5所示。为了在第四支架16上下移动的同时保持掩蔽板6的平衡，圆柱16b安装在掩蔽板6的右侧和左侧。多个孔形成在掩蔽板6上，以便设置在插接板4上的连接插脚4a和4b可以通过该多个孔而贯穿PCBA上所形成的孔。连接插脚4a和4b的高度是不同的，如图3、4和5所示，以采用该联合测试系统实施ICT方法和FCT方法。在以下的说明中，具有较小高度的连接插脚将被称为ICT方法连接插脚4a，其它连接插脚将被称为FCT方法连接插脚4b。

压缩螺旋弹簧S安装在插接板4上，如图4中所示，用以吸收在第四支架16向下移动的同时当形成于第四支架16下部的连接插脚17和34a与安装于插接板4上的插脚连接器或圆柱16b连接时所产生的冲击。压缩螺旋弹簧S在其两端的直径是不同的。如图4所示，上部的短插脚34a安装在第四支架16的下部。下部的短插脚34b(未示出)安装在当第四支架16向下移动时与上部的短插脚34a连接的位置处。在第四支架16向下移动的同时，当安装于插接板4上的连接插脚4a和4b穿过掩蔽板6和PCBA上所形成的孔时，上部和下部的短插脚34a和34b相互连接。图8中所示的控制器44检测当上部和下部的短插脚34a和34b相互连接时第四支架16向下移动的预定高度。

带有空气阀20a的第一气缸20安装在第一支架10的上部中央。三对电磁阀21安装在第一气缸20的一侧。公知的空气阀20a和22a被分别用于人工控制供给至第一和第二气缸20和22的气压。电磁阀21通过控制器44接通或关闭，控制器44用于控制该联合测试系统的总体操作。因此，第二支架12通过由气压驱动的第一气缸20而向下移动，第三和第四支架14和16也通过第二气缸22的驱动而向下移动。如果第四支架16向下移动预定的高度，在其下部形成的插脚17和34a可以与安装在掩蔽板6上的PCBA的连接插脚以及形成于插接板4上的连接插脚34b连接。

再参照图2，通过第三气缸24的驱动，安装在第三和第四支架14和16之间的第五支架18沿第二导引杆g2前后移动，如箭头(2)所示。两个头磁盘组件(HDA)安装在第五支架18上，如图3所示。与HDA的主轴电动机连接的柔性PCB 35是与主轴电动机驱动插脚17电连接的，如图5所示。另一方面，4插脚连接器30和40插脚连接器32设置在第四支架16的下部两侧，如图2所示，该4插脚连接器30是电源输入连接器，该40插脚连接器32是信号接口连接器。连接器30和32与第五支架18一起移动。在第二、第三和第四支架12、14和16已经通过第一和第二气缸20和22的驱动而向下移动之后，如果第三气缸24被驱动，那么4插脚连接器30和40插脚连接器32可以分别与安装在掩蔽板6上的PCBA的4个插脚和40个插脚连接，因为第五支架18是向后移动的。

固定销16a安装在第四支架16的上部两侧，以便当第四支架16向下移动时，ICT方法和FCT方法连接插脚4a和4b可以精确地穿过PCBA上形成的孔。当第四支架16向下移动时，固定销16a插入安装在插接板4上的圆柱16b的孔中，从而将掩蔽板6固定。多个连接插脚36安装在固定销16a的旁边。4插脚连接器30通过电缆与安装在第四支架16侧部的连接插脚36连接。40插脚连接器32通过扁平电缆32a与安装在第四支架16侧部的插脚连接器31连接。

图6是安装在插接板4上的掩蔽板6的立体图。图7显示出安装在掩蔽板6上的PCBA。

参照图6，孔6a用于保持掩蔽板6的位置，孔6b用于使连接插脚4a和4b穿过其中。导引部件6c固定在孔6b的两侧，以便精确地将PCBA安装在掩蔽板6上。因此，操作者可以将PCBA插入导引部件6c的狭口中。

图8中示出了该联合测试系统的周边电路的方框图。一个供气源40通过一个输气管42提供给定压力的空气。输气管通过一个电磁阀21与一个气缸20连接。气缸20代表前面描述的全部第一、第二和第三气缸。电磁阀21通过由控制器44给出的通/断控制信号而接通或关闭。因此，通过电磁阀21接通或关闭时流入或流出的空气压力来驱动气缸20上下或前后移动。控制器44包括一个存储器，此存储器是由一个只读存储器(ROM)和一个随机存取存储器(RAM)构成的，在只读存储器中存储用于控制该联合测试系统操作的控制程序，随机存取存储器用于暂时存储在控制操作过程中产生的数据。控制器44根据储存在存储器中的控制程序产生用于测试PCBA 50性能的测试信号，并且接收测试信号的响应信号。一个监视器46显示控制器44所给出的响应信号的数据。而后，操作者可以通过监视器46上显示的结果数值确定PCBA 50是否合格。

以下结合图9、图10a-10c，对于本发明所提供的联合测试方法予以详细描述。首先，操作者将两个PCBA 50插入固定于掩蔽板6的导引部件6c的狭口中，如图7所示。为了加速测试程序，最好事先将掩蔽板6安装在插接板4上。如果操作者输入一个测试命令，例如，如果操作者接通一个开始开关，控制器44将响应于步骤60的测试命令而使程序前进至步骤62。在步骤62中，控制器44接通第一和第二空气流入电磁阀21，以便空气可以流入第一和第二气缸20和22。然后，通过第一气缸20的驱动，第二支架12向下移动，并且通过第二气缸22的驱动，第三和第四支架14和16也向下移动，如图10A中箭头所示。在步骤64中，控制器44通过检查当短插脚34a和34b相互连接时接收到的短插脚连接信号的逻辑电平值，以便核查短插脚34a和34b是否已经相互连接。

如果短插脚34a和34b已经连接，在步骤66中，控制器44就停止驱动第一和第二气缸20和22，并且接通第三空气流入电磁阀。随后，空气流入第三气缸24，第五支架18沿第二导引杆g2移动，移动方向如图10B中的箭头(3)所示。如果第五支架18移动，PCBA 50的4个插脚和40个插脚将分别与安装在第五支架18下部的4插脚连接器30和40插脚连接器32连接。在步骤68中，控制器44通过检查经连接器30和32所输入信号的响应信号来核查4插脚连接器30和40插脚连接器32是否已经连接。如果它们已经连接，控制器44将关闭第三空气流入电磁阀，以停止驱动第三气缸24。

通过第一和第二气缸20和22的驱动，安装在插接板4上的ICT方法连接插脚4a和FCT方法连接插脚4b均与PCBA 50接触。通过第三气缸24的驱动，与控制器44连接的40插脚连接器32与40个插脚连接。因此，ICT方法的插脚已经被连接。

如果ICT方法的插脚已经被连接，控制器44将在步骤70中实施ICT方法，并且在步骤72中通过监视器46输出ICT方法的结果。即，控制器44通过设置在插接板4上的ICT方法连接插脚4a施加一个测试信号，以探测组装在PCBA 50上的每个电路元件的故障状态及其焊接状态。通过观察监视器46上显示的结果，操作者可以确定每个电路元件的故障状态和其焊接状态。

如果ICT方法已经实施，控制器44将在步骤74中接通第二空气流入电磁阀。随后，通过第二气缸22的驱动，第三和第四支架14和16向上移动，并且ICT方法连接插脚4a与掩蔽板6分离，如图10C所示。即，只有FCT方法连接插脚4b与PCBA 50连接。

如果FCT方法连接插脚已经连接，在步骤76中，控制器44向HDA和PCBA 50供电。随后，在步骤78中，控制器44通过经由40插脚连接器32产生各种测试信号来实施FCT方法。即，控制器44向PCBA 50提供测试信号，诸如磁迹搜索命令和数据读/写命令，并且根据HDA和PCBA50之间的操作来接收响应信号，由此测试PCBA 50的性能。在步骤80中，接收了全部测试信号的响应信号之后，控制器44通过监视器46输出FCT方法的结果。

在步骤82中，控制器44接通第三空气流出电磁阀。随后，第三气缸24被驱动，并且第五支架18沿第二导引杆g2向后移动。结果，40个插脚与40插脚连接器32脱开连接。在步骤84中，控制器44接通第一空气流出电磁阀，以驱动第一气缸20。由此，第二、第三和第四支架12、14和16向上移动，即它们移动到原始位置。

通过利用监视器46核查ICT方法和FCT方法的结果，操作者可以知道PCBA 50性能的测试结果。根据测试结果判断每个PCBA是否合格。操作者将PCBA安装在掩蔽板6上，并且再次使联合测试系统工作。因此，ICT方法和FCT方法可以由一个联合方法快速实施。

如上所述，由于测试PCBA性能的方法是由单一的自动方法实施的，因此可以节约造价和工作时间且提高生产率。

尽管已经参照一个特定的优选实施例对本发明进行了图示和描述，但应当理解，本发明不应局限于上面描绘的此特定实施例。例如，支架12、14、16和18可以采用油缸驱动。用于使支架上下移动的两个气缸或油缸可以使用一个气缸或油缸来驱动。因此，本发明应被理解为包括不脱离由权利要求书限定的本发明精神和范围的所有可能的实施方式和改进形式。

Claims (12)

1.一种联合测试系统，用于测试印刷电路板组件的性能，该联合测试系统包括：

一个插接板，具有不同高度的连接插脚从此插接板伸出，其中所述插接板安装在一个主支架上；

一个掩蔽板，其上形成有孔，在将该掩蔽板安装在所述插接板上时，所述连接插脚可以穿过所述孔而与安装在此掩蔽板上的所述印刷电路板组件连接；

第一支架，它由竖直安装在所述主支架上的第一导引杆支撑，并且具有安装在其上部的用于上下驱动的第一缸；

第二支架，其下部安装有一个电源输入连接器和一个信号接口连接器，其中当所述第一缸被驱动时，所述第二支架沿所述第一导引杆移动，从而通过下压所述印刷电路板组件而使所述连接插脚与所述印刷电路板组件连接；

第二缸，它安装在所述第二支架的上部并且被前后驱动；和

第三支架，其上部具有一个头磁盘组件，当所述第二支架已经向下移动时，此头磁盘组件通过连接插脚与所述印刷电路板组件连接，其中当所述第二缸被驱动时，所述第三支架沿第二导引杆移动，从而使所述电源输入连接器和所述信号接口连接器分别与所述印刷电路板组件的电源输入插脚和信号接口插脚连接。

2.根据权利要求1的联合测试系统，其特征在于，所述第一和第二缸是由气压驱动的气缸。

3.根据权利要求1的联合测试系统，其特征在于，所述第一和第二缸是由油压驱动的油压缸。

4.根据权利要求1的联合测试系统，还包括压缩螺旋弹簧，这些弹簧安装在所述插接板上并且其两端的直径不同，以便吸收当安装在所述掩蔽板上的所述印刷电路板组件被下压时所产生的冲击。

5.根据权利要求1的联合测试系统，其特征在于，所述测试方法连接插脚包括电路内测试方法连接插脚和电路功能测试方法连接插脚，电路功能测试方法连接插脚的高度大于所述电路内测试方法连接插脚的高度。

6.一种联合测试系统，用于测试印刷电路板组件的性能，该联合测试系统包括：

一个主支架，其上竖直设置有用于支撑支架的第一导引杆；

一个插接板，具有不同高度的连接插脚从此插接板伸出，其中此插接板安装在一个主支架上；

一个掩蔽板，其上形成有孔，以便在将该掩蔽板安装在所述插接板上时，所述连接插脚可以通过从其上部按压而穿过这些孔，其中所述掩蔽板在其上部安装有所述印刷电路板组件；

第一支架，它由所述的第一导引杆支撑并且具有安装在其上部并且被上下驱动的第一缸；

第二支架，当所述第一缸被驱动时，它沿所述第一导引杆上下移动，并且具有安装在其上部的第二缸；

第三支架，当所述第二缸被驱动时，它沿所述第一导引杆上下移动，并且具有固定至其下部的导引支架；

第四支架，其下部固定安装有一个电源输入连接器和一个信号接口连接器，其上部具有支撑部件，支撑部件用于支撑沿所述导引支架插入的一个水平部件；

第三缸，它安装在所述第四支架的上部并且被前后驱动；和

第五支架，其上部具有一个头磁盘组件，当所述第三支架已经向下移动时，此头磁盘组件通过连接插脚与所述印刷电路板组件连接，其中当所述第三缸被驱动时，所述第五支架沿第二导引杆移动，从而使所述电源输入连接器和所述信号接口连接器与设置在所述印刷电路板组件后部的插脚连接。

7.根据权利要求6的联合测试系统，其特征在于，所述第一、第二和第三缸是由气压驱动的气缸。

8.一种联合测试系统，用于测试印刷电路板组件的性能，该联合测试系统包括：

一个插接板，具有不同高度的连接插脚从此插接板伸出，其中此插接板安装在一个主支架上；

一个掩蔽板，它具有导引支架以用于将至少一个印刷电路板组件安装在其上部，并且具有孔，在将该掩蔽板安装在所述插接板上时，所述连接插脚可以穿过所述孔而与安装在此掩蔽板上的所述印刷电路板组件连接；和

弹簧，这些弹簧用于支撑安装在所述插接板上的所述掩蔽板的下部，以便将所述测试方法连接插脚的一部分连接至所述印刷电路板组件，并且用以吸收为了将全部所述测试方法连接插脚与所述印刷电路板组件连接而将它们下压时所产生的冲击。

9.根据权利要求8的联合测试系统，其特征在于，所述弹簧为压缩螺旋弹簧，其两端的直径不同。

10.根据权利要求8的联合测试系统，还包括安装在所述插接板上的固定销，用以保持安装在所述插接板上的所述掩蔽板的平衡。

11.根据权利要求8的联合测试系统，其特征在于，所述测试方法连接插脚包括电路内测试方法连接插脚和电路功能测试方法连接插脚，电路功能测试方法连接插脚的高度大于所述电路内测试方法连接插脚的高度。

12.一种联合测试方法，用于测试印刷电路板组件的性能，该联合测试方法包括以下步骤：

将一个掩蔽板和所述印刷电路板组件安装在一个插接板上，具有不同高度的连接插脚从此插接板伸出；

将所述测试方法连接插脚、一个电源输入连接器和一个信号接口连接器与所述印刷电路板组件和安装在所述印刷电路板组件上的插脚连接；

产生电路内测试信号，以便测试所述印刷电路板组件；

仅仅将所述测试方法连接插脚中的电路功能测试连接插脚与所述印刷电路板组件连接，并且测试所述印刷电路板组件和一个头磁盘组件之间的功能；和

显示所述印刷电路板组件和所述功能的测试结果。

Images