TWI412770B - 電路板測試裝置及測試方法 - Google Patents

Description

電路板測試裝置及測試方法

本發明涉及電路板測試技術領域，尤其涉及一種可得到全面之檢測結果之電路板測試裝置及測試方法。

隨著數位整機產品向多功能、小型化、密集型、智慧化方向之發展，薄膜開關於智慧化儀錶、數控機床、數位衡器以及眾多其他數位產品中得到愈來愈廣泛應用。詳情請參閱熊祥玉發表於網印工業1998年第1期之文獻薄膜開關技術入門。

彈片式薄膜開關以其良好之手感而得到尤其廣泛應用。彈片式薄膜開關包括位於電路板之導電部位（例如金手指）上方之金屬彈片，該金屬彈片之中心點向遠離電路板方向凸起。使用時，該金屬彈片依次經歷形變階段、導通階段及形變恢復階段。形變階段即金屬彈片開始發生形變，其中心點向靠近電路板之方向移動之階段。形變階段中，金屬彈片未接觸電路板之導電部位，此時，彈片式薄膜開關應該處於斷開狀態，若閉合，則說明該金屬彈片彈性不足，即彈性係數未達到預定值，使用時手感不佳。導通階段即金屬彈片已形變並接觸到電路板之導電部位，此時，彈片式薄膜開關應該處於閉合狀態，若斷開，則說明說明金屬彈片與電路板之導電部位之間存於膠層碎屑等可能影響該彈片式薄膜開關之導通性能之異物。形變恢復階段即金屬彈片之中心點向遠離電路板之方向移動之階段。於形變恢復階段中，金屬彈片應與電路板之導電部位脫離接觸，彈片式薄膜開關應該處於斷開狀態，若閉合，亦說明該金屬彈片之回彈力不足，即彈性係數過大，對力之變化反應不明顯。以上彈性不足或回彈力不足之金屬彈片之彈性係數均不在規定範圍內，都屬於不合格產品。

彈片式薄膜開關形成於電路板之後，通常要對其進行測試以淘汰不良品。先前之測試方法係採用人工或氣缸敲擊該金屬彈片，若將該金屬彈片按壓下時，測試電路檢測到該處有電流藉由，則認為該彈片式薄膜開關合格。然而，採用上述方法進行測試，僅能檢測到該彈片式薄膜開關於整個測試過程中是否能實現導通，而不能檢測出該彈片式薄膜開關之彈性係數是否處於規定之範圍內。

有鑑於此，提供一種可得到全面之檢測結果之電路板測試裝置及測試方法實屬必要。

一種電路板測試裝置，用於測試包括金屬彈片及電連接點之電路板。所述金屬彈片用於於壓力作用下發生形變以與電連接點相接觸從而實現電路板之導通。所述電路板測試裝置包括至少一施壓器、一驅動器、一測試電路及一處理器。所述驅動器用於驅動所述施壓器靠近或遠離所述電路板以向所述電路板之金屬彈片施加壓力以使得金屬彈片與電連接點相接觸或相脫離。所述測試電路用於測試所述電路板之金屬彈片是否與電連接點相導通。所述處理器用於根據所述驅動器之位移以及測試電路測得之金屬彈片與電連接點之導通情況判定所述電路板之金屬彈片是否合格。

一種電路板測試方法，包括步驟：提供待測試之電路板及如上所述之電路板測試裝置，所述待測試之電路板包括金屬彈片及電連接點，所述金屬彈片用於於壓力作用下發生形變以與電連接點相接觸從而實現電路板之導通；將所述測試電路連接於所述電路板，並使所述施壓器恰與所述金屬彈片相接觸；驅動器驅動所述施壓器發生靠近電路板方向之位移，直至所述測試電路檢測到金屬彈片與電連接點相導通後使得驅動器驅動施壓器遠離電路板，處理器根據金屬彈片與電連接點導通時驅動器之位移以及施壓器遠離電路板後測試電路檢測之金屬彈片與電連接點之導通情況判定金屬彈片是否合格。

本技術方案之電路板測試裝置包括驅動器、測試電路及處理器，所述處理器可綜合處理來自所述驅動器之位移資訊以及來自測試電路之導通資訊，從而使用本技術方案提供之電路板測試裝置進行電路板測試時，不僅可測試該電路板之金屬彈片能否實現與電連接點之導通，還可篩選並淘汰彈性係數不於規定範圍內之金屬彈片。

以下將結合附圖及實施例，對本技術方案提供之電路板測試裝置及測試方法進行詳細描述。

請一併參閱圖1及圖2，一種電路板測試裝置100，用於測試包括金屬彈片及電連接點之電路板，所述金屬彈片用於於壓力作用下發生形變以與電連接點相接觸從而實現電路板之導通。所述電路板測試裝置100包括一機台10、一控制器20、一驅動器30、至少一施壓器40、一測試電路50及一處理器60。

所述機台10包括一承載板11、兩個滑軌12以及一移動板13。所述承載板11用於承載所述電路板。所述兩個滑軌12均垂直於所述承載板11設置，用於引導移動板13相對於承載板11移動之方向。所述移動板13滑動連接於所述滑軌12並與所述承載板11相對，從而可沿所述滑軌12向靠近或遠離承載板11方向移動。所述移動板13靠近所述承載板11，且具有相對之第一表面130及第二表面131，所述第一表面130靠近承載板11，第二表面131遠離承載板11。所述移動板13還具有至少一貫穿所述第一表面130及第二表面131之通孔132。

所述控制器20用於控制所述驅動器30。

請一併參閱圖1至圖3，所述至少一施壓器40設置於所述移動板13，且與所述移動板13之至少一通孔132一一對應。本實施例中，所述施壓器40之數量為兩個，當然，所述施壓器40之數量及分佈方式可根據實際待測試之電路板之金屬彈片之數量及分佈方式而做相應之改變。所述驅動器30於控制器20控制下驅動所述移動板13移動，所述移動板13帶動至少一施壓器40發生靠近或遠離電路板方向之位移以向金屬彈片施加壓力或不再施加壓力。所述驅動器30可為馬達、氣缸等，其與所述移動板13機械連接。

每一施壓器40均包括外殼41、彈性件42及施壓桿43。所述外殼41固設於所述移動板13之通孔132。所述外殼41包括相連接之端部410及主體部411。所述端部410位於遠離所述承載板11之一側，且承載於承載板11之第二表面131。所述主體部411穿過所述移動板13之通孔132並與所述承載板11相對。所述端部410可為圓柱體形，其直徑大於所述通孔132之孔徑。所述主體部411亦可為圓柱體形，其直徑略小於所述通孔132之孔徑。所述外殼41還具有相連通之第一收容孔412及第二收容孔413。所述第一收容孔412遠離承載板11，其具有相連接之第一底壁414、第一側壁415及第二底壁416。所述第二收容孔413靠近所述承載板11，其具有與所述第二底壁416相連接之第二側壁417。所述第二收容孔413之孔徑略小於所述第一收容孔412之孔徑。本實施例中，所述第一收容孔412及第二收容孔413均位於所述主體部411。當然，所述第一收容孔412還可延伸至所述端部410。

所述彈性件42位於所述外殼41之第一收容孔412內。所述彈性件42可為彈簧、彈片等。本實施例中，所述彈性件42為彈簧，其彈性係數為K1。所述彈性件42具有相對之第一端部420及第二端部421，所述第一端部420與所述第一收容孔412之第一底壁414相抵靠，所述第二端部421連接於所述施壓桿43。

所述施壓桿43可移動之設置於所述外殼41之第一收容孔412，且連接於所述彈性件42，用於與所述金屬彈片相互作用。所述施壓桿43包括相對之移動端430及施壓端431，所述移動端430及施壓端431之橫截面分別與第一收容孔412及第二收容孔413之橫截面相對應。所述移動端430位於所述外殼41之第一收容孔412內，且可於第一收容孔412內移動。具體之，當施壓器40不受驅動時，移動端430承載於第一收容孔412之第二底壁416。施壓端431穿過所述外殼41之第二收容孔413並暴露於外殼41外部，用於與所述金屬彈片接觸並對其施壓。

所述測試電路50用於測試待測電路板之金屬彈片是否與電連接點相導通。所述測試電路50可設置於機台10，其可包括電源（圖未示）、電阻（圖未示）、電容（圖未示）以及複數測試探針51。所述測試探針51用於與金屬彈片附近之測試點接觸以進行測試。當測試探針51有電流藉由時，則說明金屬彈片與電連接點相導通。

所述處理器60與所述控制器20及測試電路50電連接，用於接收來自控制器20中與驅動器30有關之工作資料以及來自測試電路50之測試結果。所述與驅動器30有關之工作資料包括於驅動器30之作用下移動板13之位移大小，即施壓器40之位移大小。所述測試電路50之測試結果包括待測電路板之導通情況。處理器60根據移動板13之位移之大小與待測電路板之導通情況判定電路板之金屬彈片是否於某一特定範圍之壓力下與電連接點相接觸，並於壓力減小時以及未壓力時與電連接點脫離接觸。所述處理器60可為單片機等，其亦可設置於機台10。

請一併參閱圖1、圖4及圖5，使用本技術方案實施例提供之電路板測試裝置100進行測試時，可包括以下步驟：

第一步，提供一待測試之電路板200。

所述電路板200具有一待測表面201及至少一金屬彈片202。所述待測表面201上具有至少一電連接點203。所述至少一電連接點203與所述至少一金屬彈片202一一對應，每一電連接點203均位於待測表面201與與之對應之金屬彈片202之間。每一金屬彈片202均自所述待測表面201向外凸起，且其中心處與與之對應之電連接點203之間距為D。每一金屬彈片202之兩側均具有第一測試點204及第二測試點205。

第二步，將所述測試電路50連接於所述電路板200，並使所述施壓器40接觸所述金屬彈片202且不施壓於所述金屬彈片202。

可先將電路板200承載於承載板11，使電路板200之待測表面201與移動板13相對，再使所述測試電路50之測試探針51與金屬彈片202之第一測試點204及第二測試點205相接觸，最後藉由驅動器30調整所述施壓器40之位置，使所述施壓器40之施壓桿43恰接觸所述金屬彈片202且不施壓於所述金屬彈片202，即，所述金屬彈片202不產生彈性變形。

第三步，於控制器20之控制下，所述驅動器30驅動所述施壓器40發生靠近電路板200方向之位移，直至所述測試電路50檢測到金屬彈片202與電連接點203相接觸，即實現電路板200之導通後使得驅動器30驅動施壓器40遠離電路板200直至回復至開始測試之前之位置，於這個過程中處理器60根據電路板200導通時驅動器30之位移資訊判定電路板200之金屬彈片202之導通狀態是否合格，並根據施壓器40遠離電路板200後金屬彈片202是否脫離電連接點203判定電路板200之金屬彈片202之不導通狀態是否合格。

具體地，藉由所述驅動器30驅動所述移動板13沿所述滑軌12向靠近承載板11方向移動，施壓桿43從與金屬彈片202相接觸之狀態變化至施壓於金屬彈片202之狀態。於施壓桿43施壓於金屬彈片202之同時，金屬彈片202受壓後產生之彈性回復力使得彈性件42亦被壓縮並產生彈性形變。如此直至金屬彈片202與電連接點203相導通，設此時金屬彈片202發生之彈性變形為D，金屬彈片202之彈性係數為K2，所述施壓器40發生位移為L，彈性件42產生之彈性變形為X。此時存於關係式：

L=X+D；

K2*D=K1*X；

整理上述兩個關係式，可得到關係式：L=K2*D/K1+D。

所述處理器60根據電路板200導通時所述驅動器30之位移資訊判定電路板200之金屬彈片202之導通狀態是否合格。若指定金屬彈片202之彈性係數K2之大小為M到N之間為合格時，那麼，僅於施壓器40發生之位移L為（M*D/K1+D）到（N*D/K1+D）之間時，處理器60判定金屬彈片202之導通狀態合格，若施壓器40之L於這個範圍之外，則判定金屬彈片202之導通狀態不合格。並且，當施壓器40發生遠離電路板200之位移後，處理器60根據測試電路50測試得到之電路板200之金屬彈片202與電連接點203是否導通之狀況判定電路板200之金屬彈片202之不導通狀態是否合格。當施壓器40脫離金屬彈片202後，與電連接點203脫離接觸之金屬彈片202則被處理器60判定為合格。亦即，於施壓器40脫離金屬彈片202後，測試電路50測試電路板200處於不導通狀態則判定電路板200合格，反之則不合格。

本技術方案之電路板測試裝置100包括驅動器30、測試電路50及處理器60，所述處理器60可綜合處理來自所述驅動器30之位移資訊以及來自測試電路50之導通資訊，從而使用本技術方案提供之電路板測試裝置100進行測試時，不僅可測試該電路板之金屬彈片能否實現與電連接點之導通，還可篩選並淘汰掉彈性係數不於規定範圍內之金屬彈片。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

100‧‧‧電路板測試裝置

10‧‧‧機台

20‧‧‧控制器

30‧‧‧驅動器

40‧‧‧施壓器

50‧‧‧測試電路

60‧‧‧處理器

11‧‧‧承載板

12‧‧‧滑軌

13‧‧‧移動板

130‧‧‧第一表面

131‧‧‧第二表面

132‧‧‧通孔

41‧‧‧外殼

42‧‧‧彈性件

43‧‧‧施壓桿

34‧‧‧止擋件

410‧‧‧端部

411‧‧‧主體部

412‧‧‧第一收容孔

413‧‧‧第二收容孔

414‧‧‧第一底壁

415‧‧‧第一側壁

416‧‧‧第二底壁

417‧‧‧第二側壁

420‧‧‧第一端部

421‧‧‧第二端部

430‧‧‧移動端

431‧‧‧施壓端

51‧‧‧測試探針

200‧‧‧電路板

201‧‧‧待測表面

202‧‧‧金屬彈片

203‧‧‧電連接點

204‧‧‧第一測試點

205‧‧‧第二測試點

圖1係本技術方案實施例提供之電路板測試裝置之結構示意圖。

圖2係本技術方案實施例提供之電路板測試裝置之連接示意圖。

圖3係本技術方案實施例提供之施壓器之剖面示意圖。

圖4係使用本技術方案實施例提供之電路板測試裝置進行電路板測試之示意圖。

圖5係使用本技術方案實施例提供之電路板測試裝置進行電路板測試之另一示意圖。

100‧‧‧電路板測試裝置

10‧‧‧機台

30‧‧‧驅動器

40‧‧‧施壓器

50‧‧‧測試電路

60‧‧‧處理器

11‧‧‧承載板

12‧‧‧滑軌

13‧‧‧移動板

130‧‧‧第一表面

131‧‧‧第二表面

132‧‧‧通孔

51‧‧‧測試探針

Claims (10)

1. 一種電路板測試裝置，用於測試包括金屬彈片及電連接點之電路板，所述金屬彈片用於於壓力作用下發生形變以與電連接點相接觸從而實現電路板之導通，所述電路板測試裝置包括至少一施壓器、一驅動器、一測試電路及一處理器，所述驅動器用於驅動所述施壓器靠近或遠離所述電路板以向所述電路板之金屬彈片施加壓力以使得金屬彈片與電連接點相接觸或相脫離，所述測試電路用於測試所述電路板之金屬彈片是否與電連接點相導通，所述處理器用於根據所述驅動器之位移以及測試電路測得之金屬彈片與電連接點之導通情況判定所述電路板之金屬彈片是否合格。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電路板測試裝置，其中，所述施壓器包括外殼、彈性件及施壓桿，所述彈性件位於所述外殼內，所述施壓桿可移動之設置於該外殼，且連接於所述彈性件，所述施壓桿用於與所述金屬彈片相接觸。
3. 如申請專利範圍第2項所述之電路板測試裝置，其中，所述外殼具有相連通之第一收容孔及第二收容孔，所述第一收容孔遠離所述電路板，所述第二收容孔靠近所述電路板，所述彈性件位於所述第一收容孔內，所述施壓桿包括相對之移動端及施壓端，所述移動端位於所述外殼之第一收容孔內，用於與彈性元件相連接，所述施壓端穿過所述第二收容孔並暴露於外殼外部，用於與所述金屬彈片接觸並對金屬彈片施壓。
4. 如申請專利範圍第3項所述之電路板測試裝置，其中，所述第一收容孔之孔徑大於第二收容孔之孔徑，所述移動端之尺寸與第一收容孔之尺寸相配合，所述施壓端之尺寸與第二收容孔之尺寸相配合。
5. 如申請專利範圍第1項所述之電路板測試裝置，其中，所述電路板測試裝置還包括移動板及承載板，所述承載板用於承載所述電路板，所述至少一施壓器固設於所述移動板，所述驅動器與所述移動板機械連接，用於驅動所述移動板相對於承載板移動而使得所述至少一施壓器向靠近或遠離電路板之方向移動。
6. 如申請專利範圍第5項所述之電路板測試裝置，其中，所述移動板具有至少一通孔，所述至少一施壓器與至少一通孔一一對應，所述每一施壓器均固設於與之對應之一通孔內。
7. 如申請專利範圍第5項所述之電路板測試裝置，其中，所述電路板測試裝置還包括滑軌，所述移動板設置於所述滑軌，所述滑軌垂直於所述承載板設置，用於引導所述移動板相對於所述承載板移動之方向。
8. 一種測試方法，包括步驟：
   提供待測試之電路板及申請專利範圍第1項所述之電路板測試裝置，所述待測試之電路板包括金屬彈片及電連接點，所述金屬彈片用於於壓力作用下發生形變以與電連接點相接觸從而實現電路板之導通；
   將所述測試電路連接於所述電路板，並使所述施壓器恰與所述金屬彈片相接觸；
   驅動器驅動所述施壓器發生靠近電路板方向之位移，直至所述測試電路檢測到金屬彈片與電連接點相導通後使得驅動器驅動施壓器遠離電路板，處理器根據金屬彈片與電連接點導通時驅動器之位移以及施壓器遠離電路板後測試電路檢測之金屬彈片與電連接點之導通情況判定金屬彈片是否合格。
9. 如申請專利範圍第8項所述之測試方法，其中，當金屬彈片與電連接點導通時，驅動器之位移於預設位移區間範圍，當施壓器遠離電路板後，測試電路檢測金屬彈片與電連接點不導通，則判定電路板之金屬彈片合格。
10. 如申請專利範圍第8項所述之測試方法，其中，當所述施壓器恰與所述金屬彈片相接觸時，所述金屬彈片不產生彈性變形。