CN204302417U - 线性镀膜探针测试治具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种线性镀膜探针测试治具，包括针盘、探针及线盘，其中，上述针盘包括上板层组件及下板层组件，两板层组件之间间隔设置，并通过支柱支撑固定；上述探针由下而上插入针盘内，探针的头部伸出针盘的上表面，以便靠近待检测的电路板；上述线盘设置在针盘下部，线盘的上部与探针电连接，线盘的下部通过导线连接检测设备。本实用新型以探针本身的刚性取代了传统弹簧的构造，结构简单，降低了生产成本，使探针的探测针头大为减少。

Description

线性镀膜探针测试治具

技术领域

本实用新型电路板检测领域，特别指一种线性镀膜探针测试治具。

背景技术

因应科技的发展趋势及电子产品的精巧化，随之而来的就是需要进行相关缜密的印制电路板测试，以确保产品的质量。传统的测试治具由于细致度受到限制，无法有效的进行测试。随着科技质量的要求，更需要进行线性镀膜探针测试治具的研发及生产，进而开始进行微细线路的测试。随着规模化生产的不断发展，品种繁多的电子元器件和集成电路得到极大量产，测试治具通过直接对在线器件电气性能测试来发现制造工艺的缺陷和元器件的不良。元件类可以检查出元件的超差、失效或损坏；Memory类的程序错误等。对工艺类可发现如锡焊短路、元件插错、插反、漏装、管脚翘起、虚焊、PCB短路、断线等故障。在线测试通常是生产中第一道测试工序，能及时反映生产制造状况，利于工艺改进和提升。测试治具测试过的故障板，因故障定位准，维修方便，可大幅度提升生产效率和减少维修成本，因其测试项目具体，是现代化大生产的品质保证的重要测试手段之一。

行业测试技术问题缺陷及未来发展趋势：

1、PCB电性能测试技术

电性测试基板线路测试的导通性及绝缘性，导通性测试是指通过测量同一网络内结点间的电阻值是否小于导通阀值从而判断该线路是否有断开现象，即通常所说的开路；绝缘阻值是指通过测量同一网络内结点间的电阻值是否大于导通阀值从而判断该线路是否有短路的现象。随着线路密度的增加，测试的难度也随之增加，相继产生了新的技术来应对PCB的发展。

2、测试难度增大的因素

印制电路板基板表面的PAD大小、PAD跨度(Pitch)、导线间距缩小使导通孔径缩小、PAD表面电镀的压痕限制、测量阻值精度要求的提高、测试速度的要求等因素，是增加目前印制电路板测试行业发展的重要因素

3、印制电路板电性测试的分类

从原理上分为：电阻法测试和电容法测试两大类。电阻法测试又可分为两线式和四线式。按照测试探头接触可分为：接触式和非接触式。

4、行业内常用的测试方法

随着电子产品日新月异的发展,家用电器、手机及个人电脑等电子产品体积越来越小，功能越来越齐全。势必对电路板的要求也越来越高，要求在小面积的电路板上实现各种集成功能，电路板发展从单面、双面、多层到目前的HDI板，线路越来越细，势必对测试的要求越来越高。最常用的测试治具从最原始的万用表到专用测试治具、通用测试治具再到复合式测试治具等。

5、未来测试存在的问题

随着电路板密度的增高，更能突出测试治具向高精密度发展、不但成本高昂

且存在测试难度大，如：误判增多、测试存在盲区。这一系列的问题会直接影响着印制电路板的发展。

6、未来测试趋势

随着电路板测试技术的不断发展和各客户的高品质要求，测试技术逐渐由传统的两线测试转变成四线。测试探针直径有原来的最小0.15mm变化成线性镀膜探针直径0.04mm，势必使用镀膜线性测试治具。

电路板是一切电子产品的基石,没有电路板,就没有电子化。随着终端电子产品朝高、精、细发展，传统的测试治具已无法进行高精度电路板的测试。目前市场被广泛应用的印制电路板测试治具属于弹簧针结构，其测试原理是通过测试探针与弹簧的接触形成测试，弹簧针结构针对的测试产品主要是：双面、4层和多层印制电路板，线路的PITH比较大，弹簧针结构最小的测试探针直径目前为：0.15mm无法实现高精度的测试需求。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种线性镀膜探针测试治具。

本实用新型采取的技术方案如下：一种线性镀膜探针测试治具，包括针盘、探针及线盘，其中，上述针盘包括上板层组件及下板层组件，两板层组件之间 间隔设置，并通过支柱支撑固定；上述探针由下而上插入针盘内，探针的头部伸出针盘的上表面，以便靠近待检测的电路板；上述线盘设置在针盘下部，线盘的上部与探针电连接，线盘的下部通过导线连接检测设备。

优选地，所述的上板层组件及下板层组件分别由三块工业塑料板组成，上板层组件及下板层组件之间设置支柱；支柱包括四个，分别设置在靠近上下板层四角处，以便支撑上下板层，提供探针弯曲的空间。

优选地，所述的上板层组件及下板层组件上分别开有通孔，上述探针由下至上插入通孔内。

优选地，所述的探针包括探针本体及绝缘膜层，其中绝缘膜层镀在探针本体的外部，并使探针本体的两端暴露在外，以便进行电链接。

优选地，所述的绝缘膜层的材料为聚对二甲苯。

优选地，所述的线盘包括底座、固定座、电极板及铜线，其中，上述固定座固定设置在底座上，电极板设置在固定座的顶部，铜线穿过电极板并向上伸出。

优选地，所述的固定座的下端连接有线管，线管内设有导线，导线的上端与上述铜线的下端连接，导线的下端伸出线管外，并连接在检测设备上。

优选地，所述的底座上设有槽口，上述线管的下端延伸至槽口处，以便使导线穿过槽口连接检测设备。

优选地，所述的铜线的顶端面与探针的下端面接触，铜线的顶端面上由下而上依此涂覆有镍层及金层，以增加通导性。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型解决了现有技术存在的缺陷，测试方式由传统的弹簧针结构演变成线性探针测试。可应用的领域：智能手机、笔记本电脑、汽车芯片、医疗电子设备等都是透过此方式对线路板的通电性能检测，来确保电路板质量。为适应高密度印制电路板测试，我司特研发超微细线性探针四线式测试治具，具有巨大的市场推广价值和社会价值。本实用新型线性镀膜探针测试治具的特点：1.以探针本身的刚性取代了传统弹簧的构造，测试时不需要有弹簧构造使测试治具本身变得轻巧简单；2.探针针本身有聚对二甲苯的镀膜，可确保镀膜线针 弯曲时仍有绝缘的效果。3.线性镀膜探针治具，结构上治具针盘有篓空的部分，以利镀膜线针的弯曲。4.以工业塑料PPS(聚苯硫醚)钻孔，穿入铜线后倒入胶水固化，切削形成铜线切面，让镀膜线性探针充分接触。5.印制电路板测试治具减少零件，不再需要套管、弹簧、铜棒、套筒、电线等，有效降低制造成本。6.镀膜线性探针直径可以达到0.04mm。传统探针最小直径为0.15mm。7.在线性镀膜探针测试治具，材料的选择上，使用模块化、受温湿度影响下小的材料，保证尺寸精确、稳定。

附图说明

图1为本实用新型针盘的立体结构示意图。

图2为图1中探针的立体结构示意图。

图3为本实用新型线盘的立体结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步描述：

如图1至图3所示，本实用新型采取的技术方案如下：一种线性镀膜探针测试治具，包括针盘、探针5及线盘，其中，上述针盘包括上板层组件1及下板层组件2，两板层组件之间间隔设置，并通过支柱3支撑固定；上述探针5由下而上插入针盘内，探针5的头部伸出针盘的上表面，以便靠近待检测的电路板；上述线盘设置在针盘下部，线盘的上部与探针5电连接，线盘的下部通过导线连接检测设备。

上板层组件1及下板层组件2分别由三块工业塑料板组成，上板层组件1及下板层组件2之间设置支柱3；支柱3包括四个，分别设置在靠近上下板层四角处，以便支撑上下板层，提供探针5弯曲的空间。

上板层组件1及下板层组件2上分别开有通孔4，上述探针5由下至上插入通孔4内。

探针5包括探针本体51及绝缘膜层52，其中绝缘膜层52镀在探针本体51的外部，并使探针本体51的两端暴露在外，以便进行电链接。

绝缘膜层52的材料为聚对二甲苯。

线盘包括底座6、固定座7、电极板8及铜线9，其中，上述固定座7固定 设置在底座6上，电极板8设置在固定座7的顶部，铜线9穿过电极板8并向上伸出。

固定座7的下端连接有线管10，线管10内设有导线，导线的上端与上述铜线9的下端连接，导线的下端伸出线管10外，并连接在检测设备上。

底座6上设有槽口11，上述线管10的下端延伸至槽口11处，以便使导线穿过槽口11连接检测设备。

铜线9的顶端面与探针5的下端面接触，铜线9的顶端面上由下而上依此涂覆有镍层及金层，以增加通导性。

进一步，线性镀膜探针测试治具概要：本项目用于确认各种型式的电路板导通是否良好，利用线性镀膜探针本身的刚性，在受到压缩时，能够提供一股反作用力，使得镀膜探针能够更顺利的接触到电路板。由于透过镀膜探针本身的刚性弯曲提供的弹力，所以治具本身并没有弹簧的结构，而正因弯曲的动作有可能会造成治具短路的现象，所以在探针表面必须镀上绝缘膜(聚对二甲苯Poly-para-xylyl-ene)。此项发明除了降低零件成本外，更提高了测试的稳定度，使得原本复杂的电测治具，仅需要区分成两大部份(探针部份与电极部份)。

线性镀膜探针测试治具的测试原理和特征：该项目包含接触电路板的线针探针结构及电极导线两部份。线针治具依据电路板各接脚部位进行探针设置,利用板材的层与层堆栈，使得探针有效的放置于电路板上。另一端则与电极面的铜线切面相接触，而电极面的铜线另一端，则透过接触器与电测设备结合，达到测试的效果。

线针治具，其特征在于:与电路板接触的弹力，由线针本身的刚性提供，不会有任何的弹簧构造安装于治具上，探针两面分别接触电路板及电极导线的电极面，探针外观有镀膜层，使得探针在弯曲时不会因距离过近或接触发生短路，镀膜探针针盘部分采取6层堆栈的结构，区分上3层、下3层，中间以支撑柱形成篓空状态，用以提供探针弯曲时所需要的空间。

另一特征在于:电极面部位为漆包铜线切面后镀镍后再镀金，以增加通导性，铜线另一面的尾端，则可以依据不同的需求，于末端设置扁平电缆连接器或者连接盘，以利连接于电测设备上。依据不同的探针型式，可选择不同直径 的漆包铜线来加以搭配。

进一步，本实用新型的技术特点为：(1).测试治具的设计,及治具ID的数据植入，可与设备对接直接读取数据。(2).治具的钻孔技术，设备能力需要达到机械钻孔最小直径0.03mm；精度在5um以内。(3).治具检测设备，需要孔位检查，精度要求达到0.1um以内。(4).治具板材要求0公差，需使用高精度的加工中心进行。(5).需支持测试设备CCD对位功能,更精准的进行测试,达到误测率为:0。(6).治具对清洁度的要求很高，需在无尘车间完成制作。

进一步，镀膜线性探针测试治具的结构设计；

线针式治具涉及到电路板测试所使用的电测治具，所谓的线针式治具(Coating Probe type Fixture)，乃是以结构扶持来达到稳定测试及降低成本的一种电测治具。

电路板在焊接电子零件前必须经过测试的动作，来确认开短路。而目前产业间所采用的电路板测试方式，乃是利用弹簧针与套管连接线材来进行测试，或者是用弹簧联机组合探针来进行。探针位置的设置，最主要是依据待测电路板来设置，由于目前的方式皆需要透过弹簧来增加接触性，使得测试时能够有较佳的通导效果。

线针治具，主要排除了弹簧的构造，透过6层工业塑料板及支柱构造，将镀膜探针支撑起，6层工业塑料板分成上3层及下3层，中间为支柱构造，主要提供篓空的空间，以利探针的弯曲。为避免弯曲时探针之间互相的接触，所以在探针的侧边有着绝缘层的镀膜(图2)。

由于电路板测试治具并非是1种能够批量生产的产品，而是针对一种电路板型式所制作一套的产品，所以每套测是治具的探针设置位置会依据电路板的不同而有所不同。然而设置的探针必须有一个专属结构的支撑架让探针能够设置在应当设置的位置。

泛称这样将探针支撑起的结构为针盘(图1)，由于必须将电路板需测试的点位都设置探针，所以与电路板最接近的板层上所有孔的位置，除了必要的固定支柱及定位PIN孔外，其它都是依据电路板的型式来加以设计。而第二片板材，必须将绝缘层卡于篓空部分，才能避免探针因倒置而掉落。所以孔径的控 制是线针治具在制作上一个必须要控制的环节，确切来说，必须先了解待测电路板PAD的大小，选择适当的探针大小，然后依据探针型式来选择适当的孔径。如此才能有效设置探针。

第三片板材主要作用是方便与支柱固定，以确保篓空部分的高度。至于下三层板材，分别为第四、第五、第六层板材，主要提供探针另一端的支撑及些许的斜率，有效的将探针支撑直立，些许的斜率可确保探针弯曲时的方向能够受到控制。在孔径方面，由于针盘组装完成后，探针式由第六片板材方向开始插入，所以孔径会比第一及第二片板要来的大，主要让绝缘层能有效通过第六、第五、第四、第三层后，针尖的部分通过第二、第一层，如此探针在篓空位置处，皆有镀膜层的保护，确保不会因此而发生短路的现象。

另一个构成主件，主要为铜线的切面及其支撑底座，泛称之为线盘。线盘与探针相接触的地方，乃是由漆包线的铜线切面所构成的一个平面，探针一面接触待测电路版，另一面则与该平面相接触。平面由加工机切削后，加以电镀，在表面镀镍后再镀上金，使其能够加强铜面的通导性及抗氧化性。切面的材料为工业塑料PPS(聚苯硫醚)，由于其材料电绝缘性佳，且市购容易，且不易受温度影响而改变其特性，所以适合用于电路测试的材料。侧板的部分以UNILATE(聚对苯二甲酸乙二酯)实施安装，由于其特性为抗高温、绝缘性强及吸水度低，所以适合做为该治具的材料之一。铜线延伸后，连接与电测设备的Connecto。

本实用新型的实施例只是介绍其具体实施方式，不在于限制其保护范围。本行业的技术人员在本实施例的启发下可以作出某些修改，故凡依照本实用新型专利范围所做的等效变化或修饰，均属于本实用新型专利权利要求范围内。

Claims (9)

1.一种线性镀膜探针测试治具，其特征在于：包括针盘、探针(5)及线盘，其中，上述针盘包括上板层组件(1)及下板层组件(2)，两板层组件之间间隔设置，并通过支柱(3)支撑固定；上述探针(5)由下而上插入针盘内，探针(5)的头部伸出针盘的上表面，以便靠近待检测的电路板；上述线盘设置在针盘下部，线盘的上部与探针(5)电连接，线盘的下部通过导线连接检测设备。

2.根据权利要求1所述的一种线性镀膜探针测试治具，其特征在于：所述的上板层组件(1)及下板层组件(2)分别由三块工业塑料板组成，上板层组件(1)及下板层组件(2)之间设置支柱(3)；支柱(3)包括四个，分别设置在靠近上下板层四角处，以便支撑上下板层，提供探针(5)弯曲的空间。

3.根据权利要求2所述的一种线性镀膜探针测试治具，其特征在于：所述的上板层组件(1)及下板层组件(2)上分别开有通孔(4)，上述探针(5)由下至上插入通孔(4)内。

4.根据权利要求3所述的一种线性镀膜探针测试治具，其特征在于：所述的探针(5)包括探针本体(51)及绝缘膜层(52)，其中绝缘膜层(52)镀在探针本体(51)的外部，并使探针本体(51)的两端暴露在外，以便进行电链接。

5.根据权利要求4所述的一种线性镀膜探针测试治具，其特征在于：所述的绝缘膜层(52)的材料为聚对二甲苯。

6.根据权利要求5所述的一种线性镀膜探针测试治具，其特征在于：所述的线盘包括底座(6)、固定座(7)、电极板(8)及铜线(9)，其中，上述固定座(7)固定设置在底座(6)上，电极板(8)设置在固定座(7)的顶部，铜线(9)穿过电极板(8)并向上伸出。

7.根据权利要求6所述的一种线性镀膜探针测试治具，其特征在于：所述的固定座(7)的下端连接有线管(10)，线管(10)内设有导线，导线的上端与上述铜线(9)的下端连接，导线的下端伸出线管(10)外，并连接在检测设备上。

8.根据权利要求7所述的一种线性镀膜探针测试治具，其特征在于：所述的底座(6)上设有槽口(11)，上述线管(10)的下端延伸至槽口(11)处，以便使导线穿过槽口(11)连接检测设备。

9.根据权利要求8所述的一种线性镀膜探针测试治具，其特征在于：所述的铜 线(9)的顶端面与探针(5)的下端面接触，铜线(9)的顶端面上由下而上依此涂覆有镍层及金层，以增加通导性。