TWI449938B - 電子試驗機設置及校正裝置 - Google Patents

Description

電子試驗機設置及校正裝置

本發明係關於用於包括複數個試驗模組之電子試驗機器之設置及校正的設備及方法，其中每一試驗模組具有用於試驗電子組件之複數個接觸點。

電子試驗機器之設置及校正已知為困難的及耗時的任務。通常，設置及校正過程包括以下任務中之一或多個者：接觸點對準及驗證、電壓源校正及驗證、電流源校正及驗證、絕緣電阻(IR)洩漏量測校正及驗證，及源及量測補償。

目前已知藉由上部接觸點對準工具而使用軟體對準來執行對準驗證，該工具使用試驗板中之一列零件及接觸點檢查來使對準量測自動化，但此工具對被動台不起作用。亦已知藉由手動使用數位電壓計(DVM)來量測電壓及電流而執行源驗證，其為勞動密集動作，因為必須藉由導線及寫下之量測來手動探測每一接觸點。已知藉由在具有連接至電纜中之精密電阻器的系統上試驗量測卡而執行對於洩漏之量測驗證。此為需要精密電阻器多次交換之耗時任務，藉由實例而非限制，諸如對於具有64個通道及4個範圍之系統為256次。手動記錄量測之結果。此不在隔離中試驗量測卡，而包括來自源之雜訊及電壓位準錯誤。已知藉由將零件手動插入至試驗板中而執行用於補償之量測驗證，(例如)以便執行零件存在接觸點檢查驗證或電容與耗散量測驗證(CD)。已知執行用於校正之量測驗證需要技術人員具有對電子試驗機器之存取以便連接試驗電纜及器具。一埠通常連接至執行校正之外部電腦。此為半自動任務，其需要技術人員在校正序列期間交換大量電纜。

由於接線可為故障之主要來源，故將需要提供一種快速方式來檢查接線是否交叉或處於不良條件中，或檢查電子試驗機器中之任何電纜中斷。亦將需要提供一種用於在隔離中檢查量測卡之準確性的過程。將進一步需要直接源自國家工業標準試驗(NIST)經校正「Keithley」源之電流以在隔離中試驗量測卡。

如本文中所描述，電子試驗機器包括複數個試驗模組。每一試驗模組可定位於自相關聯中心軸延伸之角向隔開之徑向線上且可具有用於試驗電子組件之複數個接觸點對。一種用於該電子試驗機器之電子試驗設置及校正的設備及方法包括一板，該板對於每軌道具有至少一電極或接觸點，該至少一電極或接觸點可在試驗位置之間移動以將一試驗裝置選擇性地電插入於任一接觸點對之間。該設備及方法亦包括控制程式。試驗裝置可選自由伏特計、電流計、精密電流源、精密電壓源、校正電阻器及校正電容器組成之群。藉由實例而非限制，校正電阻器可為國家工業標準試驗(NIST)可追溯電阻器或穩定基準電阻器，且校正電容器可為國家工業標準試驗(NIST)可追溯電容器或穩定基準電容器。控制程式經由板而執行至少一試驗功能。試驗功能可選自由對準驗證、電壓/電流源驗證、絕緣電阻(IR)洩漏量測驗證、零件存在接觸點檢查驗證、電容與耗散(CD)量測驗證、IR/CD補償及IR/CD校正組成之群。

在結合隨附圖式而閱讀以下描述時，本發明之此等及其他應用將對熟習此項技術者變得顯而易見。

本文中之描述參看隨附圖式，其中相同參考數字貫穿若干視圖指代相同零件。

簡短地參看圖6及圖7，電子試驗機器10具有試驗模組12之至少一上部接觸點14及至少一下部接觸點16。每一試驗模組12可定位於自相關聯中心軸延伸之角向隔開的徑向線上，且具有用於試驗電子組件之複數個接觸點對14、16。生產試驗板或圓盤50包括複數個凹穴52。每一凹穴52可將電子組件54載運至試驗位置26，以電插入於電子試驗機器10之試驗模組的上部接觸點14與下部接觸點16之間，以對電子組件54執行一或多個試驗。試驗板50繞中心軸旋轉以將電子組件54轉移至與不同試驗模組12之相應上部接觸點14及下部接觸點16相關聯的試驗位置26，及自試驗位置26轉移電子組件54。應理解，在不脫離本發明之範疇的情況下，接觸點對14、16可經定位以在待試驗之電子組件裝置54之相對端上接觸(如圖7及圖8中所說明)，或可經定位以在待試驗之電子組件54的單一側面上接觸，其視電子組件裝置之組態而定。又，生產試驗板或圓盤50經組態以在該板之相對側面上呈現第一電極36及第二電極38(如圖2及圖8中所說明)，或可經組態以在板50之單一側面上呈現第一電極36及第二電極38，其視待試驗之接觸點對14、16之組態而定。

現參看圖1至圖5及圖8，電子試驗設置及校正設備20可包括具有至少一試驗電極或接觸點24之校正板或圓盤22，該至少一試驗電極或接觸點24可在試驗位置26之間移動，以將試驗裝置28選擇性地電插入於電子試驗機器10之接觸點對14、16之間。試驗裝置28可係選自由伏特計、電流計、精密電流源、精密電壓源、校正電阻器及校正電容器組成之群。校正電阻器可為國家工業標準試驗(NIST)可追溯電阻器或穩定基準電阻器。校正電容器可為國家工業標準試驗(NIST)可追溯電容器或穩定基準電容器。控制程式經由板22而執行至少一試驗功能。試驗功能可係選自由對準驗證、電壓/電流源驗證、絕緣電阻(IR)洩漏量測驗證、零件存在接觸點檢查驗證、電容與耗散(CD)量測驗證、IR/CD補償及IR/CD校正組成之群。可提供查找表以補償由試驗裝置28所引起之將限制準確性的偏移。抵抗軌道至軌道變化之穩固性可有助於簡化裝置之設計、製造及成本。

校正板22可包括旋轉軸線，該旋轉軸線可與電子試驗機器10之與該複數個試驗模組12相關聯的中心軸30同軸對準以用於繞該旋轉軸線而旋轉至不同角位置。若需要，校正板22可與中心軸30嚙合以用於驅動校正板22繞一軸而旋轉至不同角位置以便選擇性地順序對準接觸點對14、16以用於試驗。該至少一試驗電極或接觸點24可與待試驗之該複數個試驗模組12中之每一者的與每一試驗位置26相關聯的接觸點對角向及徑向對準。

複數個軌道32定位於板22上。試驗電極24可繞板22之旋轉軸線以均勻角度間隔隔開。該至少一電極或接觸點24可包括與每一軌道32相關聯之單一連線接觸點34。每一連線接觸點34包括彼此電隔離之第一電極36及第二電極38。連線接觸點34可定位於該板上，以使得每一次僅單一連線接觸點34正接觸電子試驗機器10之接觸點對14、16。為了降低試驗期間的電子干擾，四個徑向槽可形成於板22之兩個在直徑上相對的側面上，其中存在八個軌道32。第一組之四個槽可試驗板22之四個軌道32，藉由實例而非限制，諸如四個外部軌道32，且第二組之四個槽可試驗板22之四個軌道32，藉由實例而非限制，諸如四個內部軌道32。

連接器40安裝至板22，如圖3中所展示。第一電極36可彼此電連接且連接至連接器40之內部及外部導體中的一者。第二電極38可彼此電連接且連接至連接器40之內部及外部導體中的另一者。如圖9之簡化電路圖中最佳地看出，第一電極36彼此電連接且連接至連接器40之內部及外部導體中的一者。第二電極38彼此電連接且連接至安裝至校正板22之連接器40之內部及外部導體中的另一者。連接器40將第一電極36及第二電極38連接至可定位於電子組件試驗機器10外部之試驗裝置28。

藉由實例而非限制，試驗台42定位於每四個連線接觸點34之間，以使得試驗台42之間存在三個連線接觸點34。在板22由均勻角度間隔分度時，使當前處於試驗下之連線接觸點34自與接觸點對14、16之嚙合移出來，且使另一連線接觸點34移動至與待試驗之不同接觸點對14、16之嚙合中。可使板22旋轉360度以用於試驗200個經組合之連線接觸點34及試驗台42。

揭示已知用於電子組件試驗機器10之設置及校正的方法或過程。電子試驗機器10包括試驗模組12之複數個接觸點14。每一試驗模組12具有用於試驗電子組件之複數個接觸點對14、16。該過程或方法可包括安置用於旋轉移動之校正板22以將至少一電極24安置於試驗位置26之間以選擇性地如上文所描述將試驗裝置28電插入於接觸點對14、16之間。該方法或過程亦可包括藉由控制程式經由板22而執行至少一試驗功能，亦如上文所描述。該方法或過程亦可包括藉由查找表值來補償由試驗裝置28所引起之將限制準確性的偏移。抵抗軌道至軌道變化之穩固性可有助於簡化裝置28之設計、製造及成本。

該方法或過程可包括驅動板22繞一軸而旋轉至不同角位置以便選擇性地使接觸點對14、16與該至少一電極24順序地對準以用於試驗。該過程可使該至少一試驗電極24與待試驗之該複數個試驗模組12中之每一者的與每一試驗位置26相關聯的接觸點對14、16角向及徑向對準。藉由實例而非限制，共八個軌道32可形成於板22上，其中試驗電極24繞板22之旋轉軸線以均勻角向隔開之間隔按每1.8°隔開。該過程可包括在板22上將第一電極36及第二電極38彼此電隔離以界定與每一軌道32相關聯之單一連線接觸點34。若連線接觸點34(例如)定位於板22上，則使得每一次僅單一連線接觸點34正接觸電子試驗機器10之接觸點對14、16。

如圖9中最佳地看出，第一電極36可彼此電連接且連接至安裝於板22上之連接器40之內部及外部導體中的一者。第二電極38可彼此電連接且連接至連接器40之內部及外部導體中的另一者。藉由實例而非限制，試驗台42可定位於對應於7.2°之旋轉的每四個連線接觸點34之間，以使得試驗台42之間存在三個連線接觸點34。該過程可包括使板22按1.8°分度，以使得當前處於試驗下之連線接觸點34自與接觸點對14、16之嚙合移出來，且使另一連線接觸點35移動至與待試驗之不同接觸點對14、16之嚙合中。使板22旋轉360度之過程試驗200個經組合之連線接觸點34及試驗台42。

校正板或圓盤22為提供一自動方式以將裝置28電插入於上部/下部(U/L)接觸點對14、16之間的機電機構。經電插入於上部/下部(U/L)接觸點14、16之間的裝置28可選自上文所提及之計量錶及裝置。藉由適當的支援軟體，校正板或圓盤22可將一週之系統檢驗減少成數小時。根據本發明之一實施例的裝置20可用於子系統檢驗、校正及系統/布纜試驗。根據本發明之一實施例的裝置20可藉由在上部/下部接觸點14、16之間使用精密電阻器來校正IR洩漏量測而簡化場校正。根據本發明之一實施例的裝置20可藉由軟體支援而執行對準驗證。若需要，軟體可指定調整哪一根螺釘及需要將該螺釘調整多少。根據本發明之一實施例的裝置20可藉由將國家工業標準試驗(NIST)可追溯電流/電壓計連接至bayonet Neill-Concelman(BNC)連接器40及使該板分度360度，以個別地將每一接觸點對呈現至計量錶而執行電壓/電流源驗證。通用介面匯流排(GPIB)用以俘獲資料，且軟體將結果輸出至試算表。可藉由使BNC 40之內部/外部導體短接而以根據本發明之一實施例的裝置20來試驗佈線，接著隨著校正板或圓盤22旋轉可針對電流消耗(current draw)而掃描所有通道，以判定是否存在佈線問題。查找表可補償由試驗裝置所引起之可能限制準確性的偏移。抵抗軌道至軌道變化之穩固性可有助於簡化裝置之設計、製造及成本。

對於絕緣電阻洩漏，可以兩種方式執行量測驗證。首先，精密電阻器或標準電容器(standard cap)可置於BNC 40上以與精密電壓源進行電通信，使得在精密電阻器之一端接地的情況下，自動可用以驗證系統絕緣電阻(IR)效能。其次，為了在隔離中試驗量測(ME)卡的量測，精密電流可直接源自國家工業標準試驗(NIST)之經校正「Keithley」源而進入ME卡。可基於在絕緣電阻(IR)、零件存在接觸點檢查及電容與耗散(CD)之量測驗證期間獲得的值來執行補償。BNC 40提供一種將標準電容器或精密電阻器跨越接觸點14、16而放置的容易方式。藉由連接至BNC 40之正確支援電子硬體，可在圓盤22之三次旋轉中使開路/短路/標準補償自動化。可基於在絕緣電阻(IR)、零件存在接觸點檢查及電容與耗散(CD)之量測驗證期間獲得的值來執行校正。替代將校正器具塞進電子組件試驗機器10之背部中，試驗器具28可直接連接至圓盤22且降低錯誤或差錯的可能性。精密電阻器可插入至圓盤22上，且用以校正電子試驗機器源及量測單元。藉由有效率的方法及工具來檢修、維護及校正電子試驗機器之系統的能力，減少與電子試驗機器系統相關聯之任何停工時間及與執行任務相關聯之勞動時間。可基於在接觸點對準檢查期間獲得的值來執行對準，其中可使校正板22微步越過接觸點對14、16，以告知試驗電極24何時處於與電子試驗機器10之接觸點對14、16的電嚙合中。角位置可經記錄及轉化成接觸點對14、16之在電子試驗機器10之特定試驗台處所需的任何實體調整。

在一實施例中之本發明為校正板22，其具有預定數目之軌道32及以預定角度間隔隔開之連線電極24、36、38或接觸點34。藉由實例而非限制，共可提供每1.8度隔開之八個具有連線電極36、38或接觸點34的軌道32，其中每一軌道32具有單一連線電極36、38或接觸點34。在此實例中，共可存在八個連線電極36、38，對於每一軌道32界定一接觸點34。每一連線電極36、38位置具有彼此電隔離之第一或下部電極36及第二或上部電極38。連線電極36、38置於校正板22上，以使得每一次僅單一連線電極36、38或接觸點34正接觸電子試驗機器10之上部接觸點14、16。在此實例中，BNC連接器40安裝至校正板22。八個上部電極38可彼此電連接且連接至BNC 40之內部及外部導體中的一者。八個下部電極36可彼此電連接且連接至BNC 40之內部及外部導體中的另一者。可根據本發明之一實施例而提供自動化。在此實例中，在上部接觸點14、16下方，每四個接觸點34或每7.2度可提供試驗台，因此試驗台之間存在三個接觸點34。在使校正板22分度1.8度時，當前處於試驗下之連線接觸點36、38或接觸點34自與電子試驗機器10之接觸點14、16之電嚙合移出來，且新的連線電極36、38或接觸點34在電子試驗機器10之不同接觸點14、16下方移動及進入至與不同接觸點對14、16之電嚙合中。藉由實例而非限制，可使校正板22旋轉360度，以使得可試驗電子試驗機器10之兩百個接觸點14、16中的每一者。

雖然已結合特定實施例來描述本發明，但應理解，本發明並不限於已揭示之實施例，而相反，本發明意欲涵蓋所附申請專利範圍之範疇內所包括之各種修改及均等配置，此範疇應符合最廣泛之解釋以便涵蓋如法律准許之所有該等修改及均等結構。

10．．．電子試驗機器/電子組件試驗機器

12．．．試驗模組

14．．．上部接觸點

16．．．下部接觸點

20．．．電子試驗設置及校正設備

22．．．校正板或圓盤

24．．．試驗電極或接觸點/連線電極

26．．．試驗位置

28．．．試驗裝置/試驗器具

30．．．中心軸

32．．．軌道

34．．．連線接觸點

36．．．第一電極/連線電極/下部電極

38．．．第二電極/連線電極/上部電極

40．．．連接器

42．．．試驗台

50．．．生產試驗板或圓盤

52．．．凹穴

54．．．電子組件/電子組件裝置

圖1為經切割至校正板或圓盤中之複數個徑向槽中之一者的簡化橫截面詳圖；

圖2為經切割至校正板或圓盤中之複數個徑向槽的簡化透視圖，其中前部中之四個徑向槽試驗校正板或圓盤之外部四個軌道，且後部中之四個徑向槽試驗校正板或圓盤之內部四個軌道；

圖3為校正板或圓盤在安裝於電子試驗機器中時之頂部的簡化平面圖，其中同軸電纜可用於上部/下部電極/接觸點布纜；

圖4為下部電極/接觸點之簡化透視圖，其中柔性電極/接觸點突出圓盤外以接觸單一下部電極/接觸點；

圖5為上部電極/接觸點之簡化透視圖，其中接觸點之安置係重要的，因此校正板或圓盤可用於接觸點對準試驗；

圖6為具有至少一試驗模組之電子試驗機器的簡化透視圖，每一試驗模組具有用於試驗在試驗位置之間的由組件試驗板載運之電子組件的複數個接觸點對；

圖7為生產試驗板之詳細橫截面透視圖，該生產試驗板可在試驗位置之間移動以將待試驗之電子組件選擇性地電插入於電子試驗機器之相對的上部及下部接觸點對之間；

圖8為校正板或圓盤安裝於其上之電子試驗設置及校正設備的簡化橫截面視圖，該校正板或圓盤具有至少一試驗電極或接觸點，該至少一試驗電極或接觸點可在試驗位置之間移動以將試驗裝置選擇性地電插入於電子試驗機器之相對的上部及下部接觸點對之間；及

圖9為說明該複數個試驗電極或接觸點之簡化電路圖，該複數個試驗電極或接觸點可在與校正板或圓盤之旋轉相關聯的試驗位置之間移動以將試驗裝置選擇性地電插入於電子試驗機器之相對的觸點對之間。

10．．．電子試驗機器/電子組件試驗機器

20．．．電子試驗設置及校正設備

22．．．校正板或圓盤

26．．．試驗位置

28．．．試驗裝置/試驗器具

30．．．中心軸

32．．．軌道

34．．．連線接觸點

40．．．連接器/bayonet Neill-Concelman(BNC)連接器

42．．．試驗台

Claims (15)

1. 一種具有定位於自一中心軸延伸之經角向隔開之徑向線上之複數個試驗模組的電子試驗機器，每一試驗模組具有用於試驗電子組件之複數個接觸點對，該電子試驗機器特徵在於：一用於電子試驗設置及校正之設備，其包含：一板，其具有至少一試驗電極，該試驗電極係結合至該板以與該板一起移動，該板可在試驗位置之間移動以將一試驗裝置選擇性地電插入於該複數個接觸點對之一接觸點對之間，該試驗裝置係選自一由一伏特計、一電流計、一精密電流源、一精密電壓源、一校正電阻器及一校正電容器組成之群；及一控制程式，其經組態以經由該板而執行至少一試驗功能，該試驗功能係選自一由對準驗證、電壓/電流源驗證、絕緣電阻(IR)洩漏量測驗證、零件存在接觸點檢查驗證、電容與耗散(CD)量測驗證、IR/CD補償及IR/CD校正組成之群。
2. 如請求項1之電子試驗機器，進一步包含：該板具有一與該中心軸同軸對準之旋轉軸線，用於繞該旋轉軸線而旋轉至不同角位置，以選擇性地使該至少一試驗電極與該複數個接觸點對之不同接觸點對順序地對準以用於試驗。
3. 如請求項1之電子試驗機器，其中該至少一試驗電極可與待試驗之該複數個試驗模組中之每一者之與每一試驗 位置相關聯的該複數個接觸點對之該接觸點對角向及徑向對準。
4. 如請求項1之電子試驗機器，進一步包含：複數個軌道，其定位於該板上，且該至少一試驗電極包含繞該板之該旋轉軸線以均勻角度間隔隔開的試驗電極。
5. 如請求項4之電子試驗機器，其中該至少一電極進一步包含：一單一連線接觸點，其與每一軌道相關聯，每一連線接觸點具有彼此電隔離之一第一電極及一第二電極，且每一連線接觸點係定位於該板上使得每一次僅一單一連線接觸點正接觸待試驗之該複數個接觸點對之一單一接觸點對。
6. 如請求項5之電子試驗機器，進一步包含：一連接器，其安裝至該板，該等第一電極彼此電連接且連接至該連接器之一內部導體，且該等第二電極彼此電連接且連接至該連接器之一外部導體。
7. 如請求項5之電子試驗機器，進一步包含：一試驗台，其定位於每四個連線接觸點之間，使得鄰近試驗台之間存在三個連線接觸點；且其中在該板由該均勻角度間隔分度時，使當前處於試驗下之該連線接觸點自與該複數個接觸點對之一接觸點對之嚙合移出來，且使另一連線接觸點移動至與該複數個接觸點對之一待試驗之不同接觸點對之嚙合中。
8. 如請求項7之電子試驗機器，其中旋轉該板360度試驗200個連線接觸點/試驗台。
9. 如請求項1之電子試驗機器，進一步包含：一查找表，用於補償由該試驗裝置所引起之偏移。
10. 如請求項1之電子試驗機器，其中該板進一步包含：共八個軌道，其係定位於該板上，其中試驗電極以每1.8度隔開，各試驗電極包含彼此電隔離之一第一電極與一第二電極。
11. 一種用於一具有定位於自一中心軸延伸之經角向隔開之徑向線上之複數個試驗模組之電子試驗機器的設置及校正的過程，每一試驗模組具有用於試驗電子組件之複數個接觸點對，該過程包含：安置一用於相對於待試驗之該等試驗模組繞一旋轉軸線旋轉移動之板，以選擇性地將至少一電極安置於複數個試驗位置中之一者處，以選擇性地將一試驗裝置電插入於該複數個接觸點對之一接觸點對之間，該至少一電極係結合該板以與該板一起移動；自一由一伏特計、一電流計、一精密電流源、一精密電壓源、一校正電阻器及一校正電容器組成之群，選擇待插入之該試驗裝置；藉由一控制程式而經由該板執行至少一試驗功能；及自一由對準驗證、電壓/電流源驗證、絕緣電阻(IR)洩漏量測驗證、零件存在接觸點檢查驗證、電容與耗散(CD)量測驗證、IR/CD補償及IR/CD校正組成之群，選擇 待執行之該試驗功能。
12. 如請求項11之過程，進一步包含：驅動該板繞該旋轉軸線旋轉至不同角位置，以選擇性地使該至少一電極與該複數個接觸點對之不同接觸點對順序地對準以用於試驗。
13. 如請求項11之過程，進一步包含：使該至少一試驗電極與待試驗之該複數個試驗模組中之每一者之與每一試驗位置相關聯的該複數個接觸點對之一接觸點對角向及徑向對準。
14. 如請求項11之過程，其中對準該至少一電極進一步包含一第一電極與一第二電極，該第一電極與該第二電極藉由該板之至少一部分在該板上彼此電隔離，以界定與該板之每一軌道相關聯之一單一連線接觸點，該連線接觸點定位於該板上，以使得每一次僅有一單一連線接觸點之該第一電極與該第二電極正分別接觸待試驗之該複數個接觸點對之一接觸點對之每一接觸點。
15. 如請求項11之過程，進一步包含：藉由一查找表來補償由該試驗裝置所引起之偏移。