CN218240168U - 一种平板电容自动测试设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种平板电容自动测试设备，包括两个探针机构及一个位于两个探针机构之间的平板电容夹具，平板电容夹具两侧布置的探针机构均包括一根探针或一个设有若干探针的探针卡；每个探针机构均包括用于驱动探针或探针卡三维运动的驱动传动机构，探针或探针卡与驱动传动机构中的传动机构相连；平板电容夹具上设有平板电容固定槽，固定槽的槽底中心设有便于平板电容夹具下方探针机构的探针对平板电容测试的开口。本实用新型可采用串行方式，依次按序测试平板电容上所有孔电极之间、所有孔电极与地之间的四个参数，较为灵活；也可以采用并行方式进行测试，效率大大提升，适于大批量、少量品种的平板电容的测试。

Description

一种平板电容自动测试设备

技术领域

本实用新型涉及一种平板电容自动测试设备。

背景技术

平板电容主要用于有滤波功能的插头、插座或连接器，平板电容通常由带有多个金属化通孔电极(由金属化孔及孔的水平金属化翻边形成的金属圆环部分)的多层陶瓷电容板构成，平板电容的外边缘周边也被金属化，通常与插头、插座或连接器的地相连。通孔电极的通孔中将安装焊接插针或弹性插孔部件。

在安装插针或插孔部件前，需对平板电容中的相邻孔电极之间、孔电极与定义为地的外边缘周边金属化部分之间的耐压、绝缘电阻、容量、损耗4个参数进行测试，其中耐压试验及绝缘电阻测试均需持续一定时间，而多个电极的测试需要的总时间较长。因为平板电容通常种类数量众多，有成百上千种，大部分种类生产数量较小，少部分生产数量较大。实际生产中的测试操作需一种测试设备，既能满足生产数量较小、品种较多的平板电容的灵活测试模式(这时测试速度可以不用太快)，也能满足生产数量较大、要求测试速度较快的批量测量模式，但测试设备的成本还要尽可能降低。

现有技术采用单面布置的两根飞针装置，均布置在同一个面上。每根均可以在X、Y、Z三个方向上运动，并以一定斜角向前运动，接触平板电容上的一个测试点。用这两根探针的独立运动可分别接触平板电容所有孔电极的功能，测试所有孔电极之间、所有通孔电极与平板电容周边金属化部分之间的耐压、绝缘电阻、容量、损耗四个参数的测试，更换产品时不需更换探针系统。这种方式满足了平板电容种类众多、需灵活测试的要求，但每次测试耐压及绝缘电阻试均需按规定等待较长时间，使总体测试效率极低，不能满足批量平板电容的测试对较高效率的要求。同时这种测试设备的成本相对较高，也不能满足低成本的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种平板电容自动测试设备，可采用串行方式，依次按序测试平板电容上所有孔电极之间、所有孔电极与地之间的四个参数，较为灵活；也可以采用并行方式进行测试，效率大大提升，适于大批量、少量品种的平板电容的测试。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是设计一种平板电容自动测试设备，包括两个探针机构及一个位于两个探针机构之间的平板电容夹具，平板电容夹具上下布置的探针机构均包括一根探针或一个设有若干探针的探针卡；

每个探针机构均包括用于驱动探针或探针卡三维运动的驱动传动机构，探针或探针卡与驱动传动机构中的传动机构相连；平板电容夹具上设有平板电容固定槽，固定槽的槽底中心设有便于平板电容夹具下方探针机构的探针对平板电容测试的开口。采用两个分布在平板电容两面的、可独立进行三维运动的探针机构，对于小批量、多品种的平板电容的测试，采用每个探针机构配置一根探针，针对平板电容的一个面上的多个孔电极进行不同时间的分别接触，两根探针布置在平板电容的两个面的两侧，针尖朝向平板电容的一面。每次同时接触各自对应面上的不同通孔电极，探针或探针卡可以实现X轴、Y轴、Z轴三个方向的运动，实现精准达到孔电极处进行测试。

进一步的技术方案是，平板电容夹具上下布置的探针机构中的探针的针尖均朝向平板电容设置；平板电容夹具高度上位于两个探针机构之间。平板电容的上表面面对上方的探针，上方探针的针尖朝下。

进一步的技术方案是，平板电容自动测试设备还包括设置于探针机构一侧的耐压测试机构、绝缘电阻测试机构、容量测试机构以及损耗测试机构共四个测试机构；所有探针均通过选通开关与前述四个测试机构相连。

进一步的技术方案为，固定槽的槽侧壁上设有以弹性接触平板电容的金属化外周边的金属弹性触点；平板电容夹具表面设有与金属弹性触点相连的测试点；

所述探针卡上设有用于接触平板电容上孔电极或用于接触平板电容夹具上的测试点的探针；

测试点设置于平板电容夹具的上表面或下表面上；所述固定槽呈与电容的横向形状一致，槽底壁设有尺寸上小于电容的开口；

所述探针包括针尖端及针柱端，针尖端呈与待测孔电极适配的形状，针尖端的尺寸小于针柱端，针尖端的尺寸小于平板电容孔电极的尺寸，针柱端的尺寸大于平板电容孔电极的尺寸。平板电容固定在夹具的固定槽中，固定槽周边设有台阶(台阶也即通过沿固定槽长度方向贯穿整个固定槽槽底的开口形成)，平板电容只是靠近边缘的很小部分由台阶支撑，大部分底面暴露给处于下方的探针，探针针尖槽朝上。探针包括针尖端及针柱端，针柱端呈圆锥台状，针尖端呈圆柱状，针尖端的直径小于针柱端，针尖端的直径小于平板电容孔电极其圆孔的直径，针柱端的直径大于平板电容孔电极其圆孔的直径。所用探针可以选用锥形探针，其尖端头可以有一定圆弧状，当探针端头尺寸小于平板电容孔电极圆孔的直径，而探针锥形体的锥体后部直径大于平板电容孔电极的圆孔直径，用这种探针接触园孔电极时，针尖部分只要在圆孔范围内，探针锥体的边缘都会与圆孔的孔壁与孔上下段头的水平翻边的金属化圆环的结合部分实现良好接触，这种接触对金属化孔壁及翻边的金属化圆环部分均没有损伤，而且一种探针锥体尺寸可以适应多种圆孔电极的不同孔直径。金属弹性触点与夹具表面的测试点相连，对应的探针可以通过接触此测试点，实现与平板电容金属化外周边的电连接，也就是与地连接。此测试点可选择布置在夹具的任一面上。

进一步的技术方案为，平板电容夹具上下布置的探针机构均包括一根探针；所有探针均通过选通开关与耐压测试机构、绝缘电阻测试机构、容量测试机构以及损耗测试机构相连。按以上方式连接，设备既可测试耐压性能、测试绝缘电阻值，也可测试容量、损耗。

另一种技术方案为，平板电容夹具上下布置的探针机构均包括一个设有若干探针的探针卡。

进一步的技术方案为，每个探针卡均与多通道测试线连接，多通道测试线与若干个高压继电器的公共端一一相连，高压继电器的常闭端与容量、损耗测试线一一相连，常开端与高压测试线一一相连；每根容量、损耗测试线均与容量测试机构以及损耗测试机构相连；每根耐压、绝缘电阻测试线均与耐压测试机构、绝缘电阻测试机构相连。按以上方式连接，设备既可测试耐压性能、测试绝缘电阻值，也可测试容量、损耗。

进一步的技术方案为，每个探针卡与多通道测试线连接，多通道测试线与高压继电器构成的高压多路矩阵的一侧多个连接端相连，高压多路矩阵的另一侧设有两个通道，一个通道连接耐压测试机构、绝缘电阻测试机构，另一个通道连接容量测试机构以及损耗测试机构相连。

本实用新型的优点和有益效果在于：可采用串行方式，依次按序测试平板电容上所有孔电极之间、所有孔电极与地之间的四个参数，较为灵活；也可以采用并行方式进行测试，效率大大提升，适于大批量、少量品种的平板电容的测试。

采用两个分布在平板电容两面的、可独立进行三维运动的探针机构，对于小批量、多品种的平板电容的测试，采用每个探针机构配置一根探针，针对平板电容的一个面上的多个孔电极进行不同时间的分别接触，两根探针布置在平板电容的两个面的两侧，针尖朝向平板电容的一面，每次同时接触各自对应面上的不同通孔电极。

利用上述探针装置及平板电容夹具，可以串行方式，依次按顺序测试平板电容上所有孔电极之间、所有孔电极与地(金属化外周边)之间的上述四个参数的测试。此方式很灵活，但测试效率较低。

装载平板电容的夹具可一次装载多个平板电容，以提高测试装置的自动化程度，大幅减少人工操作。

附图说明

图1是本实用新型一种平板电容自动测试设备实施例一的示意图；

图2是图1的主视图；

图3是图1的侧视图；

图4是图1的俯视图；

图5是本实用新型实施例二的示意图；

图6是图5的主视图；

图7是图5的侧视图；

图8是图5的俯视图；

图9是本实用新型实施例二中方式一的电路原理图；

图10是本实用新型实施例二中方式二的电路原理图。

图中：1、平板电容夹具；2、探针；3、驱动传动机构；4、探针卡。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

实施例一：

如图1至图4所示，本实用新型是一种平板电容自动测试设备，包括两个探针机构及一个位于两个探针机构之间的平板电容夹具1，平板电容夹具1上下布置的探针机构均包括一根探针2。每个探针机构均包括用于驱动探针2三维运动的驱动传动机构3，探针2与驱动传动机构3中的传动机构相连；平板电容夹具1上设有平板电容固定槽，固定槽的槽底中心设有便于平板电容夹具1下方探针机构的探针2对平板电容测试的开口。平板电容夹具1上下布置的探针机构中的探针2的针尖均朝向平板电容设置；平板电容夹具1高度上位于两个探针机构之间。平板电容自动测试设备还包括设置于探针机构一侧的耐压测试机构、绝缘电阻测试机构、容量测试机构以及损耗测试机构共四个测试机构；所有探针2均通过选通开关与前述四个测试机构相连。固定槽的槽侧壁上设有以弹性接触平板电容的金属化外周边的金属弹性触点；平板电容夹具1表面设有与金属弹性触点相连的测试点；测试点设置于平板电容夹具1的上表面或下表面上；所述固定槽呈矩形槽且开口沿固定槽长度方向贯穿整个固定槽槽底；探针2包括针尖端及针柱端，针柱端呈圆锥台状，针尖端呈圆柱状，针尖端的直径小于针柱端，针尖端的直径小于平板电容孔电极其圆孔的直径，针柱端的直径大于平板电容孔电极其圆孔的直径。平板电容夹具1上下布置的探针机构均包括一根探针2；所有探针2均通过选通开关与耐压测试机构、绝缘电阻测试机构、容量测试机构以及损耗测试机构相连。

使用平板电容自动测试设备对平板电容测试的方法，包括依次进行的如下步骤：

平板电容夹具1将平板电容移至两个探针机构的上下两根探针2之间，上探针2按不同时间下压以对平板电容上表面的所有孔电极进行分次接触，下探针2按不同时间上升以对平板电容下表面的所有孔电极进行分次接触即完成依次按序测试平板电容上所有孔电极之间、所有孔电极与地之间的耐压、绝缘电阻、容量、损耗四个参数的测试；

测试相邻通孔电极之间的耐压、绝缘电阻、容量、损耗参数的方式为：上探针下压的同时下探针上升；其中，上探针与下探针同时运动时所接触的两个孔电极是相邻而错位的；

两探针机构均包括一根探针2，其中一个探针机构上还设有用于接触平板电容夹具1上的测试点的探针。

实施例二：

与实施例一的不同在于，如图5至图10所示，平板电容夹具1上下布置的探针机构均包括一个设有若干探针的探针卡4。每个探针机构均包括用于驱动探针卡4三维运动的驱动传动机构3，所述探针卡4上设有用于接触平板电容上孔电极的探针以及用于接触平板电容夹具1上的测试点的探针；每个探针卡4均与多通道测试线连接，多通道测试线与若干个高压继电器的公共端一一相连，高压继电器的常闭端与容量、损耗测试线一一相连，常开端与高压测试线一一相连；每根容量、损耗测试线均与容量测试机构以及损耗测试机构相连；每根耐压、绝缘电阻测试线均与耐压测试机构、绝缘电阻测试机构相连。每个探针卡4与多通道测试线连接，多通道测试线与高压继电器构成的高压多路矩阵的一侧多个连接端相连，高压多路矩阵的另一侧设有两个通道，一个通道连接耐压测试机构、绝缘电阻测试机构，另一个通道连接容量测试机构以及损耗测试机构相连。

使用平板电容自动测试设备对平板电容测试的方法，包括依次进行的如下步骤：平板电容夹具1将平板电容移至两个探针机构的上下两块探针卡4之间，一个探针机构上的一块探针卡4同时接触平板电容一个面上的多个孔电极中的一部分，另一个探针机构上的另一块探针卡4在平板电容另一面同时接触剩余的其它孔电极；

其中，一个探针机构上的一块探针卡4上设有用于接触与金属弹性触点相连的平板电容对地测试点；

其中，耐压测试的步骤如下：

用上探针机构其探针卡4上的一个上探针对一个孔电极施加电压，分布在这个孔电极周边的其它孔电极与下探针卡4的对应位置的探针接触，与下探针卡4的前述探针位置对应的上探针卡4的各探针相连的选通开关关断，下探针卡4的前述探针在测试装置的内部选接加压电源的地，即完成多个相邻的孔电极之间同时进行耐压测试；

耐压测试结束后，在内部连接至电源地的、接触相邻通孔电极的多根探针，其内部连接从内部电源地切换至串联绝缘电阻测试机构到地，同样以并行方式同时充电一定时间，然后快速测试漏电流，即可得到绝缘电阻参数；

耐压测试、绝缘电阻测试结束后，探针内部连接即切换至容量测试机构以及损耗测试机构，即可得到相邻孔电极之间以及孔电极与平板电容金属化侧边之间的容量、损耗参数。

对于双针测试模式，所用的每根探针均与耐压、绝缘电阻测试装置以及容量、损耗测试装置进行选通连接。对于多针测试模式，有两种连接方式，方式1:多针探针卡4与多通道测试线连接，多通道测试线与多个高压继电器的公共端一一相连，高压继电器的常闭端与容量、损耗测试线一一相连，常开端与高压测试线一一相连。多根容量、损耗测试线与多通道容量、损耗测试表相连。多根耐压、绝缘电阻测试线与多通道耐压、绝缘电阻测试装置相连。

方式2:多针探针卡4与多通道测试线连接，多通道测试线与高压继电器构成的高压多路矩阵的一侧多个连接端相连。高压多路矩阵的另一侧(相交侧)设有两个通道，一个通道连接连接耐压、绝缘电阻测试装置，另一个通道容量、损耗测试仪表。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种平板电容自动测试设备，其特征在于，包括两个探针机构及一个位于两个探针机构之间的平板电容夹具，平板电容夹具两侧布置的探针机构均包括一根探针或一个设有若干探针的探针卡；

每个探针机构均包括用于驱动探针或探针卡三维运动的驱动传动机构，探针或探针卡与驱动传动机构中的传动机构相连；平板电容夹具上设有平板电容固定槽，固定槽的槽底中心设有便于平板电容夹具下方探针机构的探针对平板电容测试的开口。

2.根据权利要求1所述的一种平板电容自动测试设备，其特征在于，两个探针机构上下布置在平板电容夹具上下侧，平板电容夹具上下布置的探针机构中的探针的针尖均朝向平板电容设置；平板电容夹具在位置上位于两个探针机构之间。

3.根据权利要求1所述的一种平板电容自动测试设备，其特征在于，所述平板电容自动测试设备还包括设置于探针机构一侧的耐压测试机构、绝缘电阻测试机构、容量测试机构以及损耗测试机构共四个测试机构。

4.根据权利要求3所述的一种平板电容自动测试设备，其特征在于，所述固定槽的槽侧壁上设有以弹性接触平板电容的金属化外周边的金属弹性触点；平板电容夹具表面设有与金属弹性触点相连的测试点；

所述探针卡上设有用于接触平板电容上孔电极或用于接触平板电容夹具上的测试点的探针；

测试点设置于平板电容夹具的上表面或下表面上；所述固定槽呈与电容的横向形状一致，槽底壁设有尺寸上小于电容的开口；

所述探针包括针尖端及针柱端，针尖端呈与待测孔电极适配的形状，针尖端的尺寸小于针柱端，针尖端的尺寸小于平板电容孔电极的尺寸，针柱端的尺寸大于平板电容孔电极的尺寸。

5.根据权利要求3所述的一种平板电容自动测试设备，其特征在于，平板电容夹具上下布置的探针机构均包括一根探针；所有探针均通过选通开关与耐压测试机构、绝缘电阻测试机构、容量测试机构以及损耗测试机构相连。

6.根据权利要求3所述的一种平板电容自动测试设备，其特征在于，所述平板电容夹具上下布置的探针机构均包括一个设有若干探针的探针卡。

7.根据权利要求6所述的一种平板电容自动测试设备，其特征在于，每个探针卡均与多通道测试线连接，多通道测试线与若干个高压继电器的公共端一一相连，高压继电器的常闭端与容量、损耗测试线一一相连，常开端与高压测试线一一相连；每根容量、损耗测试线均与容量测试机构以及损耗测试机构相连；每根耐压、绝缘电阻测试线均与耐压测试机构、绝缘电阻测试机构相连。

8.根据权利要求6所述的一种平板电容自动测试设备，其特征在于，每个探针卡与多通道测试线连接，多通道测试线与高压继电器构成的高压多路矩阵的一侧多个连接端相连，高压多路矩阵的另一侧设有两个通道，一个通道连接耐压测试机构、绝缘电阻测试机构，另一个通道连接容量测试机构以及损耗测试机构相连。

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