CN201069462Y - 电路基板的测量装置 - Google Patents
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Abstract
一种电路基板测量装置，可使用在二线式或四线式测量上，所测量的电路基板上布设有多个导电线路及导电贯孔，本实用新型提供一密布多个平行直导电条的第一测量板，覆贴于该电路基板的一面，使该导电贯孔或该导电线路能电性接触于该直导电条，再提供一密布多个平行横导电条的第二测量板，覆贴于该电路基板的另一面，使该导电贯孔或该导电线路能电性接触于该横导电条，接着测量任一直导电条及任一横导电条间、任二直导电条间或任二横导电条间的电压、电流、电阻等电性物理值，因此本实用新型是一种全新测量方式，完全不同于探针式的测量方式。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电路基板的测量装置，特别是关于一种可测量高密度电路基板的线路或导电贯孔的微小阻值的测量装置。
背景技术
由于科技的进步使得电子产品能够越来越小，而功能却越来越多，而电子产品需使用电路基板来承载电子组件及其连接线路，目前最高密度的电路基板莫过于使用在中央处理器(CPU)的球门阵列(Ball Grid Array，BGA)封装技术的电路基板，该种BGA封装技术的好处是在同样尺寸面积下的电路基板，可连接的引脚数高达300支接脚以上的高密度封装IC。
又由于目前电子产品的工作电压相当的低，如新式CPU的工作电压约在1.3V左右，在如此低电压的高密度电路基板上，其线路或导电贯孔的微阻值大小就非常重要，若线路阻值过大，或导电贯孔发生微破孔，都会影响电子组件的正常动作，因此电路板裸板的微阻值测量是目前各IC厂商在封装制程前或电路基板厂商出货前皆必须要测量的。
电路基板有单面式、双面式或多层式，且电路基板有分为硬式基板或软式基板两种，而其制程又可分印刷式及压合式两种，不论那一种电路基板其上皆会设有导电线路以连接电子组件，而在双面式或多层式电路基板上会设导电贯孔以连接的每一层的导电线路，为降低阻值会在其导电线路或导电贯孔上镀金、镀银或镀铜，如银胶贯孔，目前针对电路基板导电线路或导电贯孔(以下简称待测物)的微小阻值测量有二种方式，第一种是二线式测量法，第二种是四线式测量法。
首先请先参阅图1所示，为二线式测量的电路连接示意图，主要利用二支探针电气接触在待测物(DUT)之两端，再施加电压V以测量电流值A，即可测量该待测物的阻值RDUT＝V/A，然而在该种二线式测量法中，若是探针或测量仪器导线的阻值(r1、r2)与该待测物阻值(RDUT)越接近时，其实际测量阻值(RMEAS)的误差会越大，亦即RMEASV/A＝r1+r2+RDUT，故而仅能测量欧姆级(Ω)的电路基板，亦即无法测量镀金、镀银或镀铜，如银胶贯孔的电路基板。
再参阅图2所示，为四线式测量的电路连接示意图，该四线式测量是为测量毫欧姆级(mΩ)的电路基板，主要是利用四支探针分别电气接触在待测物(DUT)的两端(每端各二支)，该四支探针可将其定义为S+、M+、S-及M-各探针及导线的阻值为(r1、r2、rm1及rm2)，此时分别在M+及M-两端施加电压V，而在S+及S-两端测量电流值A，由于V的内阻为高阻抗，故流经该电压V的电流Im+及Im- 
0，所以测量电压(VMEAS)
待测物电压(VDUT)，所以实际测量阻值(RMEAS)＝V/A＝待测物阻值(RDUT)，而不会受到r1+r2及rm1+rm2的影响。
然而该种四线式测量必需在每一待测物的两端各接触二支探针，共四支探针，而某些高密度电路基板上的线路或导电贯孔相当细小(如BGA的导电贯孔约在0.50mm)，而最细的探针约为0.7mm，根本无法采用四线式测量法，又需考虑基板偏移及两探针的间距，故测点边缘尚需留0.5mm至0.7mm为宜，否则会因电路基板的偏移而伸入贯孔中，一不小心即会有折断探针，况且该种最细探针的单价相当昂贵，若测量点多时根本不敷成本，更别提使用镀金或镀银的探针了。
上述不论是二线式或四线式测量，现有探针式的测量方式并不能测量软式电路基板，且在使用探针测量电路基板之前，必须先针对待测电路基板制作测量治具，并需规划设计该测量治具每一探针的精确位置，才能搭配测试仪器来测量，故通常会针对各种不同线路的电路基板制作不同的测量治具，而每一测量治具上皆布满数百甚至数千支的探针，亦因此厂商在测量电路基板上的最大成本即在于探针，以及测量治具的制作。
于是，本案实用新型人即为解决上述现有测量高密度电路基板所具有不便与缺失，乃特潜心研究并配合学理的运用，提出一种不使用探针及测量治具的电路基板测量装置，可达成使用四线式测量法，测量两面式或多层式电路基板的阻值的目的。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种全新的电路基板测量装置，以解决高密度电路基板无法使用四线式测量的问题，亦可测量软式、硬式等任何种类的电路基板，完全不需针对不同电路基板制作治具，且因不使用探针，故亦无探针昂贵及探针损耗的问题，可大幅降低测量成本。
为了实现上述的目的，本实用新型提供一种电路基板测量装置，该电路基板上布设有多个导电线路，每一导电线路电性连接至少一导电贯孔，该测量装置包括：一第一测量板，其上密布有多个相互平行的直导电条，可覆贴于该电路基板的一面，使该导电贯孔或该导电线路电性接触至少一该直导电条；一第二测量板，其上密布有多个相互平行的横导电条，可覆贴于该电路基板的另一面，使该导电贯孔或该导电线路电性接触至少一该横导电条；至少一选择开关电连接至所有该直导电条及该横导电条；一测量单元电连接至该选择开关，藉由该选择开关选择测量任一该直导电条与任一该横导电条间、任二该直导电条间或任二该横导电条间的电性物理值，以达成不需使用探针即能测量电路基板的导电线路或导电贯孔的功效。
本实用新型具有以下有益的效果：本实用新型提供了一种全新的电路基板测量装置，完全取代探针及测试治具的测量装置，但又能兼容于现有的测试仪器上，且可测试任何类型的电路基板，完全不需针对不同电路基板制作治具，且因不使用探针，故亦无探针昂贵及探针损耗的问题，可大幅降低测量成本。
为使能更进一步了解本实用新型的特征及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。
附图说明
图1为二线式测量的电路连接示意图；
图2为四线式测量的电路连接示意图；
图3为本实用新型的硬件架构示意图；
图4为本实用新型的使用状态剖面示意图；
图5为本实用新型测量电路基板的流程示意图；
图6为本实用新型二线式测量双面电路基板的等效示意图；
图7为本实用新型二线式测量单面电路基板的等效示意图；
图8为本实用新型四线式测量双面电路基板的等效示意图；及
图9为本实用新型四线式测量单面电路基板的等效示意图。
其中，附图标记：
测量装置 1
第一测量板 11
直导电条 111
第二测量板 12
横导电条 121
选择开关 13
第一选择开关 131
第二选择开关 132
第三选择开关 133
第四选择开关 134
测量单元 14
电路基板 2
第一板面 21
第二板面 22
导电线路 23
导电贯孔 24、241、242
电性焊点 25
具体实施方式
为了使贵审查委员能更进一步了解本实用新型为达成预定目的所采取的技术、手段及功效，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，相信本实用新型的目的、特征与特点，当可由此得一深入且具体的了解，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制者。
请参阅图3所示，为本实用新型电路基板测量装置的硬件架构示意图，图4为本实用新型的使用状态剖面示意图，图5本实用新型测量电路基板的流程示意图。本实用新型为一种完全不同于传统探针式的电路基板测量装置1，而所测量的电路基板2可以为硬式或软式的电路基板，亦可为单面、双面或多层电路基板，该电路基板2具有一第一板面21及一第二板面22，其上布设有多个导电线路23，每一导电线路23皆电性连接有至少一导电贯孔24或者至少一电性焊点25，该导电贯孔24贯穿该电路基板2，用以电性连接该第一板面21、第二板面22或内层板面的导电线路23，如银胶贯孔，而该电性焊点25则系可电性焊接至一电子组件的一接脚。
本实用新型的测量装置1由一第一测量板11、一第二测量板12、至少一选择开关13及一测量单元14所组成。其中该第一测量板11上密布有多个相互平行的直导电条111，可覆贴于该电路基板2的第一板面21，使该导电贯孔24、该导电线路23或该电性焊点25可电性接触于至少一该直导电条111(200)，而该第二测量板12上亦同样密布有多个相互平行的横导电条121，可覆贴于该电路基板2的第二板面22，使该导电贯孔24、该导电线路23或该电性焊点25可电性接触于至少一该横导电条121(202)。
该第一测量板11与该第二测量板12可以为一可挠性不导电材质，如软性橡胶片，使其可完全覆贴于该电路基板2上，而其上方所密布的该直导电条111或该横导电条121的宽度可以为0.01mm～1.7mm之间任一规格，两相邻该直导电条间或两相邻该横导电条间的间距可以为0.1mm～2.54mm之间任一规格，完全视所要测量电路基板2的大小或导电线路、导电贯孔或电性焊的密度而定。
其中该选择开关13电连接至所有该直导电条111或所有该横导电条121，可以选择任一直导电条111(204)及任一横导电条121(206)作为测量的端点，或者任二直导电条111或任二横导电条作为测量的端点。而该测量单元14电连接至该选择开关13，可以为一电压源及一测量电表，亦可以一测试仪器，藉由该选择开关13的选择，使该电压源供应一测量电压V(208)于任一直导电条与任一横导电条间、任二直导电条间或任二横导电条间，以该测量电表测量任一直导电条与任一横导电条间、任二直导电条间或任二横导电条间的电压值、电流值或电阻值等电性物理值(210)。
当该第一测量板11与该第二测量板12贴覆于该电路基板2时，如图4，可使该直导电条111电性接触如标号241的导电贯孔或标号231的导电线路，亦可使该横导电条121电性接触于如标号242的导电贯孔或232的导电线路，该241的导电贯孔与231的导电线路、242的导电贯孔及232的导电线路皆相互电连性连接者，故可藉其电性连接的关系，而测量导电贯孔或导电线路上的微阻值。
如图6所示即为本实用新型二线式测量双面基板的等效示意图。而该选择开关13可以由一第一选择开关131、一第二选择开关132、一第三选择开关133及一第四选择开关134所组成，该第一选择开关131或该第三选择开关133可选择电连接至任一直导电条111，而该第二选择开关132或第四选开关则选择电连接至任一横导电条121，如此即可形成二线式测量的二个测量端点。
由该测量单元14提供一电压源141至第一或第三选择开关131、133所选择到的任一该直导电条111，以及第二或第四选择开关132、134所选择到的该横导电条121上，以供应该直导电条111与该横导电121条间一测量电压V，使能测量流经该直导电条111与该横导电条121间的电流值A，即可得知该直导电条111与该横导电条121所电性连接的导电线路23、导电贯孔24或电性焊点的阻值R。
请参阅图7所示，为实用新型二线式测量单面基板的等效示意图。由图所示该实施例可藉由该第一或第三选择开关131、133以及第二或第四选择开关132、134来选择该第一测量板11上任二条的该直导电条111或任二条的该横导电条121，而所选择的任二直导电条111或任二条的该横导电条121皆电性接触同一电性连接的导电贯孔24或导电线路23，如此即形成二线式测量的二个测量端点。
而如图8所示，即为本实用新型四线式测量双面基板的等效示意图，该四线式测量经由该第一选择开关131及该第三选择开关132所选择到的任一该直导电条111，以及由该第二选择开关133及第四选择开关134所选择到的任一该横导电条121，由该测量单元14提供一电压源141，供应该第二选择开关132与该第三选择开关133间一测量电压V，使能测量流经该第一选择开关131与该第四选择开关134间的电流值A，即可得知所择的该直导电条111与该横导电条121所电性连接的导电线路23、导电贯孔24或电性焊点的阻值R。
又如图9所示，为本实用新型四线式测量单面基板的等效示意图。由图所示该实施例可藉由该第一及第三选择开关131、133来选择任一条该直导电条111或任一条该121，以及第二及第四选择开关132、134来选择另一条该直导电条111或另一条的该横导电条121，而所选择的二直导电条111或横导电条121皆电性接触同一电性连接的导电贯孔24或导电线路23，如此即形成四线式测量的四个测量端点。
当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的普通技术人员当可根据本实用新型做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
Claims (17)
1.一种电路基板测量装置，该电路基板具有一第一板面及一第二板面，其上布设有多个导电线路，每一导电线路电性连接至少一导电贯孔，贯穿该电路基板，其特征在于，该测量装置包括：
一第一测量板，其上密布有多个相互平行的直导电条，可覆贴于该电路基板的第一板面，使该导电贯孔或该导电线路电性接触至少一该直导电条；
一第二测量板，其上密布有多个相互平行的横导电条，可覆贴于该电路基板的第二板面，使该导电贯孔或该导电线路电性接触至少一该横导电条；
至少一选择开关，电连接至所有该直导电条及所有该横导电条；及
一测量单元，电连接至该选择开关，藉由该选择开关选择测量任一该直导电条与任一该横导电条间、任二该直导电条间或任二该横导电条间的电性物理值。
2.根据权利要求1所述的电路基板测量装置，其特征在于，该电路基板的导电线路可电性连接至少一电性焊点，可电性接触该直导电条或该横导电条。
3.根据权利要求2所述的电路基板测量装置，其特征在于，该电性焊点可电性焊接至一电子组件的一接脚。
4.根据权利要求1所述的电路基板测量装置，其特征在于，该电路基板可为一硬式或软式的电路基板。
5.根据权利要求1所述的电路基板测量装置，其特征在于，该电路基板可为一多层电路基板。
6.根据权利要求1所述的电路基板测量装置，其特征在于，该第一测量板与该第二测量板为一可挠性不导电材质，使可完全覆贴于该电路基板。
7.根据权利要求1所述的电路基板测量装置，其特征在于，该直导电条或该横导电条的宽度可为0.01～1.7mm。
8.根据权利要求1所述的电路基板测量装置，其特征在于，两相邻该直导电条间的间距可为0.1～2.54mm。
9.根据权利要求1所述的电路基板测量装置，其特征在于，两相邻该横导电条间的间距可为0.1～2.54mm。
10.根据权利要求1所述的电路基板测量装置，其特征在于，该选择开关包括一第一选择开关、一第二选择开关、一第三选择开关及一第四选择开关。
11.根据权利要求10所述的电路基板测量装置，其特征在于，该第一或该第三选择开关电连接至任一该直导电条，及该第二或该第四选择开关电连接至任一该横导电条，用以作为二线式测量。
12.根据权利要求10所述的电路基板测量装置，其特征在于，该第一或该第三选择开关，以及该第二或第四选择开关分别电连接至任二该直导电条间或任二该横导电条间，用以作为二线式测量。
13.根据权利要求10所述的电路基板测量装置，其特征在于，该第一及该第三选择开关电连接至任一该直导电条，以及该第二及该第四选择开关电连接至任一该横导电条，用以作为四线式测量。
14.根据权利要求10所述的电路基板测量装置，其特征在于，该第一及该第三选择开关，以及该第二及该第四选择开关分别电连接至任二该直导电条或任二该横导电条，用以作为四线式测量。
15.根据权利要求1所述的电路基板测量装置，其特征在于，该测量单元为测量的电压值、电流值或电阻值的电性物理值测量单元。
16.根据权利要求1所述的电路基板测量装置，其特征在于，该测量单元还连接一用于测量流经该导电贯孔或该导电线路的电流值或电阻值的电压源，设置在任一该直导电条与该横导电条间、任二该直导电条间或任二该横导电条间。
17.根据权利要求1所述的电路基板测量装置，其特征在于，该测量单元为一测试仪器，用以测量该导电贯孔或该导电线路的电流值或电阻值。
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