TW202305377A - 用於手指測試器的測試頭以及具有多個這樣的測試頭的手指測試器以及用於測試印刷電路板的方法 - Google Patents

Abstract

本發明係關於：一種用於一手指測試器的測試頭，該手指測試器用於測試印刷電路板；一種手指測試器；以及一種用於測試印刷電路板的方法。該測試頭包含 - 一 滑塊，該滑塊可被可移動地配置在該手指測試器的一導線上， - 一固持模組，該固持模組用於固持一轉動臂，該轉動臂形成於與該固持模組相遠隔的自由端處以用於接納一測試探針， - 一升降裝置，藉由該升降裝置，該固持模組適於在垂直方向上相對於該滑塊可移動，該升降裝置包含具有一滾動軸承的一垂直導軌，及 - 轉動裝置，該轉動裝置用於使固持模組及因此樞轉臂繞垂直旋轉軸旋轉，其中轉動裝置包含用於使轉動裝置旋轉的馬達。 該測試頭的特徵在於該轉動裝置包含一軸桿或軸，其中該轉動裝置的一旋轉構件與該軸桿或軸同心地配置，因此該旋轉構件圍繞該軸桿或軸，且該旋轉構件利用至少一個軸承安裝在該軸上或者該軸桿利用至少一個軸承安裝在該滑塊上，且該馬達形成為一直接驅動，其中該旋轉構件形成該馬達的轉子。

Description

用於手指測試器的測試頭以及具有多個這樣的測試頭的手指測試器以及用於測試印刷電路板的方法

本發明係關於用於手指測試器的測試頭，以及具有若干這樣的測試頭的手指測試器以及用於利用這樣的手指測試器測試印刷電路板的方法。

手指測試器係測試裝置，利用它依次接觸印刷電路板的接觸點，每個接觸點一個接觸指或測試指。在測試未組裝的PCB時，待測PCB的跡線主要針對跡線中的中斷且針對跡線之間的短路進行測試。通常作為電阻及/或電容量測進行量測。這樣的手指測試器的基礎設計可見於EP 0 468 153 B1。它揭示了一種具有若干接觸指的手指測試器，該等接觸指安裝在滑塊上以便可繞垂直軸旋轉且高度可調整，其中各個接觸指的滑塊可滑動地安裝在水平交叉構件上。導線本身可在水平方向上移動，水平方向橫向於相應導線的縱向方向。

亦已知這樣的手指測試器，其中若干導線配置在固定位置中。

EP 0 853 242 A1描述一種用於使用手指測試器測試印刷電路板的方法。

EP 1 542 023 B1描述一種用於測試未組裝的印刷電路板的手指測試器，其包含測試頭上的空氣軸承線性馬達。這樣的空氣軸承線性馬達允許測試頭極快的垂直移動，藉此可快速使測試探針與待測印刷電路板的接觸點接觸。

DE 10 2013 102 564 A1展示用於印刷電路板的測試裝置的導線單元，其特徵在於導線單元經設計來容納至少兩個相互獨立的線性導件，該等線性導件分別用於導引定位單元中之至少一者。

本專利申請案的申請者以產品名稱A7及A8出售這樣的手指測試器，其包含具有帶有滾柱軸承的垂直導軌的測試頭且因此並非安裝在空氣軸承上。

申請者還以產品名稱S2及S3生產並出售手指測試器，其在測試頭上具有帶有空氣軸承的線性馬達以用於垂直移動。

具有空氣軸承的測試頭比沒有空氣軸承的測試頭顯著更快，但是它們亦在製造上顯著更複雜且對應地更貴。在空氣軸承測試頭的情況下，空氣軸承所支撐的零件重量極輕。此等零件特定而言係接觸指的臂，該等臂攜載測試探針。此等臂極為纖細。因此，它們僅造成極低的慣性力矩。然而，它們的長度有限且它們對損壞很敏感。在更換測試探針時，臂因此可容易損壞。

除了手指測試器之外，亦已知用於測試印刷電路板的平行測試器，其中每一者具有配接器以用於同時接觸待測印刷電路板的所有接觸點。這樣的平行測試器原則上比手指測試器快得多，但是必須針對每一類型的PCB製造額外的配接器，這又很貴。

手指測試器在市場上的成功主要由可對待測PCB上的複數個接觸點進行量測的測試速度決定。印刷電路板通常具有幾千個接觸點。許多印刷電路板僅在小系列中製造或者係加速大量生產所需的生產前系列，因此用於平行測試器的配接器的製造常常並非有益的。然而，由於它們的複雜性及大量接觸點，它們的測試極為複雜。

本發明的目標係進一步以如下方式開發手指測試器：一方面，它的設計簡單且可以低成本製造；另一方面，它實現待測印刷電路板的高通量。

根據本發明的第一態樣，提供了一種用於手指測試器的測試頭，該手指測試器用於測試印刷電路板的，該測試頭包含： - 滑塊，該滑塊可被可移動地配置在手指測試器的導線上， - 固持模組，該固持模組用於固持轉動臂，該轉動臂適於在與固持模組相遠隔的末端處接納測試探針， - 升降裝置，固持模組經設計成利用該升降裝置在垂直方向上相對於滑塊可移動，其中升降裝置包含具有滾動軸承的垂直導軌， - 轉動裝置，該轉動裝置用於使固持模組及因此樞轉臂繞垂直旋轉軸旋轉，其中轉動裝置包含用於使轉動裝置旋轉的馬達。

測試頭的特徵在於轉動裝置包含軸桿或軸，其中轉動裝置的旋轉構件與軸桿或軸同心地配置，因此旋轉構件圍繞軸桿或軸，且旋轉構件利用至少一個軸承安裝在軸上或者利用至少一個軸承經由軸桿安裝在滑塊上，且馬達形成為直接馬達，其中旋轉構件形成馬達的轉子。

軸固定至滑塊，即，軸不會旋轉，而軸桿可相對於滑塊旋轉。

馬達適於在沒有齒輪裝置介入的情況下直接驅動轉動裝置。因為旋轉構件圍繞軸或軸桿，所以它的直徑大於軸或軸桿。一方面，旋轉構件表示馬達的轉子，另一方面，旋轉構件係轉動裝置的整體部分。另外，由於旋轉構件的直徑相對大，可施加高轉矩，這允許旋轉移動期間對應的高加速度。

較佳地，馬達係轉矩馬達。簡言之，轉矩馬達可被視為針對高轉矩最佳化的大型伺服馬達。轉矩馬達通常建構為無刷DC馬達。然而，切換式磁阻馬達有時亦用作轉矩馬達。較佳地，轉矩馬達係具有例如至少20個極點的高極點伺服馬達。

本發明係基於以下發現： 1. 在量測待測PCB上的多個接觸點時，大部分時間用來使測試指從PCB上的一個接觸點移動至PCB上的另一個接觸點，而不是進行各個量測。 2. 如上文所解釋，空氣軸承線性導件允許測試頭極快的垂直移動且因此縮短移動時間，但是缺點在於，由於空氣軸承，藉由空氣軸承支撐的測試頭的移動質量有限且因此唯有臂長度相對短(至多為約150 mm的最大值)的測試指係可能的。使用滾動軸承(諸如滾珠軸承、交叉滾柱軸承或類似者)的軸承配置亦可可靠地傳遞更高的質量及轉矩且允許測試指的臂長度更長。更大的臂長度具有若干優點。第一，更大的臂長度意謂附接至轉動臂的測試探針的移動速度在相同旋轉速度下更快。第二，更長的轉動臂亦允許測試區域更大。申請者使用僅僅在0°與約45°的最大值之間的角範圍內的轉動臂，其中0°意謂轉動臂配置成平行於上面安裝有測試探針的滑塊的導線，且45°角意謂轉動臂與導線成45°角。在此角度範圍內，達成測試探針背離導線或朝向導線的極快移動。在更大的角度下，測試探針的移動速度在相對於導線的橫向方向上減小。轉動臂越長，測試頭沿著對應的導線可覆蓋的區域的寬度越大。 3. 在轉動移動結束時，轉動臂略微振盪。開頭處描述的測試夾具包含鋼軸桿，直徑為8 mm且軸桿上馬達的嚙合點(=驅動)與轉動臂的附接點(=輸出)之間的距離為大約20 mm。軸桿由實心體組成。由於驅動與輸出之間的軸向偏移，此等軸桿在制動期間會有一些振動。軸桿因此形成經受扭轉振動的體。

在本發明中，大體上避免了此等扭轉振動，因為顯著大於軸桿的旋轉構件被直接驅動，由於其大小及剛性，該旋轉構件本身並不經受扭轉，且直接耦接至轉動裝置或形成轉動裝置的整體部分，因此避免了經由細長軸桿傳遞轉矩。軸或軸桿僅用於支撐轉動裝置，而不用於將馬達所施加的驅動力傳遞至待旋轉的轉動裝置(特定而言，升降裝置及轉動臂)的質量。這避免了習知軸桿的扭轉。此係藉由將出現在軸桿或軸上的軸承與旋轉構件上的驅動分離來達成。

較佳地，形成在軸桿或軸上軸承所在的區域處具有至少10 mm的最小外徑的軸或軸桿。轉動裝置支撐在軸上或藉由軸桿支撐。軸或軸桿在軸承的區域中亦可具有至少20 mm的外徑，特定地至少25 mm或至少30 mm或甚至至少35 mm。軸桿或軸的直徑越大，轉動裝置的軸承越穩定。

較佳地，旋轉構件設計成具有至少50 mm的最大外徑。旋轉構件亦可具有至少60 mm的最大外徑，特定地至少70 mm且較佳地至少80 mm。旋轉構件/轉子的外徑越大，由它產生的轉矩越大。

若測試探針將被設定成其探針尖端向寬度為5 μm的目標區域中轉動移動，則扭轉振動在其衰減前會造成延遲，在直徑為8 mm的習知軸桿及軸桿上驅動與輸出之間的距離為20 mm的情況下，延遲為40 ms。在目標窗口為25 μm的情況下，仍然需要5 ms來讓振盪衰減。

已展示，使用外徑為至少15 mm的軸或軸桿及根據本發明的測試頭設計將振盪時間針對5 μm的目標窗口減少至7 ms且針對25 μm的目標窗口減少至1 ms。若軸或軸桿具有55 mm的外徑，則將向外搖擺的時間針對5 μm的目標窗口減少至小於0.5 ms。

在此暫態振盪期間，軸桿沒有扭轉振盪，但是存在轉動臂的複雜振盪行為及軸桿或軸的傾斜振盪，軸桿或軸的直徑越大，傾斜振盪越小。在軸或軸桿的外徑為55 mm的情況下，由於軸承的高硬度，因此實際上對轉動移動的向外搖擺不再有任何時間要求。

轉動裝置不是由馬達所驅動的軸桿來驅動，而是可旋轉地安裝在固定或非旋轉軸上或者藉由較佳地具有10 mm的最小外徑的軸桿來安裝。這樣的外徑需要對應的大且穩定的軸承。另外，轉矩馬達獨立於軸或軸桿直接與轉動裝置嚙合。在直徑大於軸桿或軸的旋轉構件處引入力。這避免了先前技術中常見的沿著細長軸桿的軸向方向的驅動與輸出偏移。因為在習知的轉動裝置中，細長軸桿上的驅動及輸出在軸向方向上彼此間隔開，這造成軸桿的扭轉振動，如發明者已發現，扭轉振動會顯著延遲待測印刷電路板的小接觸點上的暫態振盪。

在申請者的手指測試器中，印刷電路板水平配置在測試區域中。因此，在本描述中，「垂直」係指垂直於位於手指測試器中的待測印刷電路板的表面的方向。原則上，亦有可能在測試裝置中，待測印刷電路板可能並非水平配置的，而是例如以一定角度或垂直地配置。在此情況下，測試夾具的各個元件必須相應地對準。

轉動臂的臂長度較佳地為至少150 mm。臂長度係從垂直旋轉軸至轉動臂的自由端量測的，測試探針可附接至該自由端。有效臂長度係從垂直旋轉軸至測試探針的尖端的臂長度，待測印刷電路板的接觸點將與該尖端接觸。有效臂長度較佳地為至少160 mm，特定地至少170 mm或至少180 mm。

軸承較佳地為至少斜角滾珠軸承。

較佳地，利用一組至少兩個斜角滾珠軸承將軸桿支撐在滑塊上或者旋轉構件支撐在軸桿上，這允許旋轉零件相對於旋轉軸極為精確地定位及固持。

斜角接觸軸承較佳地包含陶瓷球。

較佳地，將馬達及旋轉構件大致配置在與至少一個滾動軸承相同的平面中。這意謂沒有傾斜力矩或僅有極低的傾斜力矩，傾斜力矩可由驅動及軸承的軸向偏移造成。另外，將馬達、旋轉元件及軸承(特定而言，滾動軸承)配置在大致一個平面中極為節省空間且緊湊。

在大致一個平面中意謂存在如下平面：它同時延伸穿過配置有滾動軸承的區域，且同時延伸穿過旋轉構件及馬達。由此，馬達與軸承同心地配置在一個平面中，因此馬達的操作不會對旋轉構件或軸桿施加傾斜力矩或僅施加極低的傾斜力矩。

若轉動裝置具有軸桿，則軸桿的最大長度較佳地為40 mm且特定地僅為30 mm。軸桿越短，它的剛度越高。

轉動臂較佳地為管狀且由纖維複合材料製成。這給予轉動臂高強度及低重量。

特定而言，轉動臂由單塊體組成。纖維複合材料的纖維較佳地為碳纖維。這樣的單塊體具有高剛度。

一方面，這樣的轉動臂可能相對長且重量輕，另一方面，它的高強度可有助於防止測試探針在接近待測印刷電路板的接觸點時振動。這特別適用於由纖維複合材料製成的轉動臂的單塊管狀設計。此轉動臂因此在與上文所解釋的直接驅動及利用滾動軸承安裝升降裝置相結合時極為有利。直接驅動避免了先前技術中已知的驅動軸桿上的扭轉振動，且升降裝置上的滾柱軸承允許使用長的轉動臂。

轉動臂可朝向自由端漸縮。這減少了在朝向轉動臂的自由端的方向上的重量，從而保持轉動臂的慣性力矩較低。另外，漸縮亦有助於加固轉動臂。

轉動臂可在側視圖中以如下方式彎曲：轉動臂的自由端從附接至轉動裝置的末端偏移少許。轉動臂因此可配置成自由端從滑塊偏移少許。轉動臂因此在測試區域的方向上彎曲少許，試樣配置在測試區域中以供測試。轉動臂的此曲率增大了轉動臂的剛性且為在轉動臂上方配置相機創造了空間，相機可附接至轉動裝置，因此可利用相機偵測測試探針且特定而言測試探針的接觸尖端，以便判定待測印刷電路板的測試點是否與測試探針正確接觸。

測試頭可因此具備相機以用於監測測試探針的探針尖端的定位。

旋轉構件或轉子可在外圓周上包含若干永久磁鐵，該等永久磁鐵與馬達的定子的磁場線圈相互作用。因為磁場線圈配置在定子上，所以不需要傳遞電流至轉子來驅動馬達。這簡化了裝置的設計。

馬達的定子及轉子較佳地設計成圍繞完整的圓延伸。因為馬達本身僅用於在± 45°的範圍內旋轉，所以定子及/或轉子亦可僅設計成圓的一段的形式。然而，若定子及轉子圍繞完整的圓延伸，則利用馬達的緊湊設計可達成的轉矩比定子或轉子僅在圓的一段上延伸的情況下大得多。由於此種大的轉矩，可使轉動裝置快速轉動。這在與長的轉動臂相結合時尤其有利，因為這允許測試探針在待測電路板的各個接觸點之間極快地移動。

升降裝置較佳地配置在轉動裝置上且包含線性馬達以用於移動固持模組。

線性馬達的動輪可形成於滑塊上以使滑塊移動。

較佳地，升降裝置配置成從轉動裝置的垂直旋轉軸偏移，因此基本上用於傳遞量測信號且用於馬達控制的纜線在固持模組與滑塊之間的區域中大致沿著垂直旋轉軸選路。儘管這稍微增大了測試頭的慣性力矩，但是它具有顯著延長此纜線的服務壽命的效果，因為在測試頭的不同設計中，它在轉動頭旋轉時將會移動更多。

根據本發明的另一態樣，提供了一種用於測試印刷電路板、特定而言用於測試未組裝的印刷電路板的手指測試器，其包含至少兩個導線，至少一個測試頭配置於至少兩個導線中之每一者上，如上文所解釋。

在測試未組裝的PCB時，針對相鄰PCB之間的中斷及短路來測試跡線。與已組裝的PCB相比，PCB上有更多的測試點要接觸且測試頭需要更頻繁地移動。因此，使探針從PCB上的一個測試點移動至待測PCB上的另一個測試點的行進時間在測試未組裝的PCB時比在測試已組裝的PCB時多得多。此手指測試器的測試頭允許測試探針與其測試針從一個測試點至另一個測試點的極快移動。

較佳地，每個導線由一塊石頭製成。石塊可包含凹槽，線性馬達的定子位於凹槽中，因此線性馬達的設置在測試頭上的動輪相對於定子移動。此外，導引元件或導軌可設置於石塊上，其中沿著導線導引滑塊。石塊較佳地為花崗岩塊。

根據本發明的另一態樣，提供一種用於使用上文所解釋的手指測試器來測試印刷電路板、特定而言用於測試未組裝的印刷電路板的方法。在此方法中，在轉動臂中之一者的轉動移動之後，等待轉動臂向內搖擺直至接觸待測接觸點為止的時間不超過5 ms。

根據本發明的手指測試器1的實施例包含框架2，總共四個導線3或交叉構件分別形成於框架2上，兩個測試頭4可移動地配置在四個導線3或交叉構件中之每一者中。

框架2由花崗岩塊製成且包含在平面圖中為雙T形的底板5以及在平面圖中為雙T形的頂板6。底板5及頂板6各自包含縱向構件7，在縱向構件7的末端處，突出部8在每一側上突出。頂板6及底板5在平面圖中彼此對準，其中垂直柱9位於相應的突出部8之間。

兩個縱向延伸的凹槽10形成於縱向構件7的相向的表面中之每一者上，凹槽10中之每一者形成導線3中之一者。線性馬達的定子11配置在凹槽10中之每一者中，定子11在凹槽10的大部分長度上延伸。

在與凹槽10相鄰處，導軌12配置在縱向構件7的面向彼此的表面上，測試頭4可與對應的配合導引元件18在該等導軌上滑動。

測試區域13形成於中心且平行於縱向構件7，待測印刷電路板可容納在測試區域13中。在第2圖及第3a圖中，僅由位於待測印刷電路板將被配置之處的板示意性地展示測試區域13。測試區域13包含對應的固持元件以用於固持印刷電路板，為了簡化圖式，此處將其省略。

測試頭4各自包含基體14，基體14在平面圖中為大致板形的且包含面向導線的導線側15及背對導線的測試頭側16。

線性馬達的板形動輪17附接至導線側15，該動輪垂直地配置在導線側15上。在與動輪17相鄰處，設置導引元件18以用於在導軌12中滑動。

轉動裝置19設置在測試頭側16上，升降裝置20形成於測試頭側16上，升降裝置20可使固持模組21在垂直方向上移動，轉動臂22附接至固持模組21。轉動臂形成於與固持模組21相遠隔的自由端處以用於接納測試探針23。測試探針23包含測試針24，測試針24具有用於接觸待測印刷電路板的接觸點的探針尖端25。

轉動裝置19經設計用於使包含升降裝置20、固持模組21、轉動臂22及測試探針23的單元繞旋轉軸41旋轉，旋轉軸41垂直於測試區域13。

轉動裝置19包含固定地附接至基體14的垂直軸26。在本實施例中，垂直軸26由管狀體形成。兩個滾動軸承27配置在垂直軸26的外圓周上。垂直軸26在軸承27鄰接軸的區中具有大的外徑，該外徑在本示例性實施例中為35 mm。滾動軸承27為在相反的方向上按壓在一起且對準的斜角滾珠軸承。這使得有可能達成極為抗傾斜的軸承配置。旋轉構件28位於滾動軸承27的外圓周上。旋轉構件28係大致圓柱形的旋轉對稱體，其藉由滾動軸承27繞垂直軸26可旋轉地安裝。

旋轉構件28在其外圓周上包含以規則間隔配置的永久磁鐵29且形成馬達30的轉子。馬達30被設計為轉矩馬達。馬達30的定子固定地附接至基體14且圍繞旋轉構件28。定子31包含複數個磁線圈(未圖示)，以如下方式控制該等磁線圈：對形成馬達30的轉子的旋轉構件28施加轉矩。

在本實施例中，馬達30具有二十八個極點，即，對應數目個永久磁鐵配置在旋轉構件28上。較佳地，馬達包含至少二十個極點。

轉動基體32附接至旋轉構件28，其包含中心區段33、升降軌體34及補償區段35，補償區段35在中心區段33處與升降軌體34直徑上對置。補償區段35在平面圖中具有圓弧段的形狀且用作升降軌體34的配重。因此，轉動裝置19的重心位於旋轉軸41附近。線標度形成於補償區段35的外圓周上，藉由光學感測器36掃描該線標度。這偵測轉動裝置19的旋轉位置。

升降軌體(34)包含垂直導軌。

固持模組21藉由滾動軸承37安裝在升降軌體34上，因此固持模組21經設計成能夠在垂直方向上在升降軌體34上移動。升降軌體34包含線性馬達的定子38且固持模組21包含線性馬達的對應滑塊39。滾動軸承37係配置在固持模組21與升降軌體34之間的交叉滾柱導件的一部分。

固持模組21與滑塊39一起形成平面圖中的T形體，其中滑塊39位於由定子38形成的凹槽中，因此可利用向上或向下的力矩應用線性馬達以使固持模組21在垂直方向上移動。因此，固持模組21與轉動臂22一起向下或向上移動。

轉動臂22係由纖維強化複合材料製成的一件式單塊體。特定而言，轉動臂係由具有碳纖維的纖維複合材料製成。轉動臂的形狀為管狀，具有稍微圓形或橢圓形的橫截面。轉動臂具有附接至支撐模組21的一個末端且包含與支撐模組21相遠隔的自由端40。測試探針23配置在轉動臂22的自由端40處。例如從WO 03/048787已知這樣的測試探針。

為了便於說明，圖式中未展示用來控制馬達或用來將量測信號從測試探針23傳遞至評估裝置(未圖示)的電線。用於傳遞量測信號的電線在中空轉動臂內且穿過中空垂直軸26選路。升降裝置20從旋轉軸41略微偏移，旋轉軸41在中心處穿過中空垂直軸26。中空垂直軸26表示體，而旋轉軸41係幾何線。軸26、滾動軸承27、旋轉構件28及馬達30的定子31全部相對於旋轉軸41同心地配置且全部位於同一平面中。此配置不僅節省空間而且沒有傾斜力矩，在驅動相對於旋轉軸41從軸承27偏移的情況下將存在傾斜力矩。

此種特殊類型的驅動或軸承結合藉由滾動軸承37安裝的升降裝置20允許使用大的轉動臂22，因此可利用測試頭4沿著導線掃描寬的掃描範圍，且另外可極快地使測試探針23從導線移開或在導線的方向上移動。與具有空氣軸承的測試頭相比，測試頭4具有更簡單且更便宜的設計。轉動裝置的特殊設計允許轉動裝置快速旋轉，在到達待接觸的接觸點時不需要振盪或僅需要輕微的振盪。因此，在測試特定印刷電路板時可以更簡單的方式達成高通量。

以下解釋本發明的第二實施例(第4圖)。第二示例性實施例基本上對應於第一示例性實施例，因此相同零件具備相同的參考符號且不再進行解釋。除非下文另外陳述，否則以上的第一示例性實施例的解釋同樣適用於本第二示例性實施例。

第二實施例與第一實施例不同之處在於，提供了旋轉軸桿42而不是固定垂直軸26，旋轉軸桿42藉由滾動軸承27可旋轉地安裝在襯套43上。襯套43同心地圍繞軸桿42及滾動軸承27且固定地附接至測試頭4的基體14。軸桿42在襯套43之上以薄的圓盤形壁在徑向方向上延伸且連接至旋轉構件28。旋轉構件28因此經由軸桿42可旋轉地安裝在測試頭4的基體或滑塊14上。

軸桿42可被設計為實心體或者亦可被設計為中空軸桿。在軸桿42靠在滾動軸承27的內側上的區域中，軸桿42的外徑同樣為35 mm。

藉由兩種類型的測試頭4，均可完成快速的轉動移動而沒有長的向內轉動時間。與整體包含導線3的石頭框架2相結合，提供了手指測試器，利用它可靠地且快速地接觸具有最小接觸點的印刷電路板。框架2的重量及其剛性防止由於測試頭4的移動引起的振動或其他不受控制的移動，其可能降低測試探針的定位準確性。

較佳地，每個第二測試頭具備相機44 (第1圖)以便監測測試針24或探針尖端25相對於待測印刷電路板的對應接觸點的位置。

1:手指測試器 2:框架 3:導線 4:測試頭 5:底板 6:頂板 7:縱向構件 8:突出部 9:柱 10:凹槽 11:定子 12:導軌 13:測試區域 14:基體 15:導線側 16:測試頭側 17:動輪 18:導引元件 19:轉動裝置 20:升降裝置 21:固持模組 22:轉動臂 23:測試探針 24:測試針 25:探針尖端 26:垂直軸 27:滾動軸承 28:旋轉構件 29:永久磁鐵 30:轉矩馬達 31:定子 32:轉動基體 33:中心區段 34:升降軌體 35:補償區段 36:光學感測器 37:滾動軸承 38:線性馬達的定子 39:線性馬達的滑塊 40:自由端 41:旋轉軸 42:軸桿 43:襯套 44:相機

下文中，參考附圖以舉例的方式更詳細地解釋本發明，其中：

第1圖展示具有四個導線及八個測試頭的手指測試器的透視圖，

第2圖展示沒有測試頭的手指測試器的花崗岩框架的側視圖，

第3a圖以從測試區域朝向測試頭的視圖展示測試頭，

第3b圖以橫向剖視圖展示第3a圖的測試頭，

第3c圖以透視剖視圖展示第3a圖的測試頭，

第4圖展示穿過另一實施例的測試頭的剖視圖。

國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

1:手指測試器

2:框架

3:導線

4:測試頭

5:底板

6:頂板

7:縱向構件

8:突出部

9:柱

10:凹槽

13:測試區域

Claims (17)

1. 一種用於一手指測試器(1)的測試頭(4)，該手指測試器(1)用於測試印刷電路板，該測試頭(4)包含： - 一滑塊(14)，該滑塊(14)可被可移動地配置在該手指測試器的一導線(3)上， - 一固持模組(21)，該固持模組(21)用於固持一轉動臂(22)，該轉動臂(22)適於在與該固持模組(21)相遠隔的自由端(40)處接納一測試探針(23)， - 一升降裝置(20)，藉由該升降裝置(20)，該固持模組(21)適於在垂直方向上相對於該滑塊可移動，該升降裝置(20)包含具有一滾動軸承(37)的一垂直導軌，及 - 一轉動裝置(19)，該轉動裝置(19)用於使該固持模組(21)及因此樞轉臂繞一垂直旋轉軸(41)旋轉，該轉動裝置(19)包含用於使該轉動裝置(19)旋轉的一馬達(30) 其特徵在於該轉動裝置(19)包含一軸桿(42)或軸(26)，其中該轉動裝置(19)的一旋轉構件(28)與該軸桿(42)或軸(26)同心地配置，因此該旋轉構件(28)圍繞該軸桿(42)或軸(26)，且該旋轉構件(28)利用至少一個軸承(27)安裝在該軸桿(26)上或者利用至少一個軸承(27)經由該軸桿(42)安裝在該滑塊(14)上，且 該馬達(30)形成為一直接驅動，其中該旋轉構件(28)形成該馬達(30)的轉子。
2. 如請求項1所述之測試頭(4)， 其特徵在於 該轉動臂的長度為至少150 mm。
3. 如請求項1或2所述之測試頭(4)， 其特徵在於 該軸(26)或軸桿(42)形成為在該軸承(27)配置在該軸桿(42)或軸(26)上的區域處具有至少10 mm的一外徑。
4. 如請求項1至3中之一項所述之測試頭(4)， 其特徵在於 該旋轉構件形成為具有至少50 mm的一最大外徑。
5. 如請求項1至4中之一項所述之測試頭(4)， 其特徵在於 該轉動臂(22)為管狀且由纖維複合材料製成。
6. 如請求項5所述之測試頭(4)， 其特徵在於 該轉動臂(22)在該自由端(40)的方向上漸縮及/或在側視圖中以如下方式彎曲：該轉動臂(22)的該自由端(40)配置成相對於緊固至該轉動裝置(19)的末端(40)偏移少許。
7. 如請求項1至6中任一項所述之測試頭(4)， 其特徵在於 該馬達(30)及該旋轉構件(28)配置在與該至少一個軸承(27)相同的平面上。
8. 如請求項1至7中之一項所述之測試頭(4)， 其特徵在於 該轉動裝置(19)包含該軸桿(42)，該軸桿(42)具有40 mm的一最大長度且特定地為30 mm的一最大長度。
9. 如請求項1至8中之一項所述之測試頭(4)， 其特徵在於 該升降裝置(20)配置成從該轉動裝置的該垂直旋轉軸偏移，因此用於傳遞量測信號的一纜線在該固持模組(21)與該滑塊(14)之間的區中大致沿著該垂直旋轉軸(41)導引。
10. 如請求項1至9中之一項所述之測試頭(4)， 其特徵在於 該旋轉構件(28)在外圓周上包含複數個永久磁鐵(29)，該等永久磁鐵(29)與該馬達(30)的一定子的磁場線圈相互作用。
11. 如請求項1至10中任一項所述之測試頭(4)， 其特徵在於 該馬達(30)包含各自圍繞一完整的圓延伸的一定子及一轉子。
12. 如請求項1至11中之一項所述之測試頭(4)， 其特徵在於 該升降裝置(20)配置在該轉動裝置(19)上且包含一線性馬達以用於移動該固持模組(21)。
13. 如請求項1至12中之一項所述之測試頭(4)， 其特徵在於 該滑塊(14)包含一線性馬達的一動輪以用於移動該滑塊。
14. 如請求項1至13中任一項所述之測試頭(4)， 其特徵在於 該測試頭(4)包含一相機(44)，該相機(44)用於偵測一測試探針(23)的一測試尖端。
15. 一種用於測試印刷電路板、特定而言用於測試未組裝的印刷電路板的手指測試器(1)，其包含 至少兩個導線(3)，如請求項1至14中之一項所述之至少一個測試頭(4)可移動地配置在該至少兩個導線(3)中之每一者上。
16. 如請求項15所述之手指測試器(1)， 其特徵在於 每個導線(3)由一塊石頭形成。
17. 一種用於測試印刷電路板、特定而言用於測試未組裝的印刷電路板的方法，其中使用如請求項15或16所述之手指測試器(1)， 其中在該等轉動臂(22)中之一者的一轉動移動之後，等待相應的轉動臂向內搖擺直至接觸一待測印刷電路板的一對應接觸點為止的時間基本上不超過5 ms。

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