[發明專利]自動多探針印刷電路板測試設備和方法

無效

• 申請號: 97110787.4
• 申請日: 1997-04-22
• 公開（公告）號: CN1167921A
• 公開（公告）日: 1997-12-17
• 發明（設計）人: 鐘國楨
• 申請（專利權）人: 鐘國楨
• 主分類號: G01R31/02
• 分類號: G01R31/02;G01R31/304
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 杜日新

本發明涉及一種測試印刷電路板的自動設備的新結構和一種新測試方法，這種自動測試設備和測試方法可用于探測印刷電路板的缺陷。被測印刷電路板可以是單面的，雙面的，多層的，穿孔安裝型的，或表面安裝型的印刷電路板。

探測印刷電路板的短路或開路并根據一個已知的標準檢驗被測試印刷電路板的電氣特征是在印刷電路板生產過程中保證質量的一個重要環節。??目前市場上用于探測印刷電路板的短路或開路的測試設備可以分為兩種基本類型：一種是接觸型，另一種是非接觸型。傳統的飛針型測試設備屬于接觸型，它通常有兩個能在X和Y方向上獨立地移動的探針。要探測一個印刷電路網路的開路，(一個印刷電路由多個網路組成，而一個網路由多個支路構成，)這兩個探針必須一對一對地接觸這個網路的每一個支路的端頭并進行測試。而要探測一個網路的短路不是一個直接了當的操作。首先必須確定所有的與被測網路相臨的網路，然后兩個探針必須分別接觸所有相臨的網路，也是一對一對地進行測試。很顯然，這種測試過程非常費時和低效。有些飛針型測試設備使用多個可在X或Y方向上獨立移動的探針來提高測試速度。但是，可移動的探針的數量受價格和空間的限制，因為每個可移動的探針至少需要一個高精度的反饋控制的驅動器或伺服定位系統；并且，把大量的可移動的探針安裝在一個小區域內來測試單獨的一塊被測印刷電路板是不現實的。

還有些飛針型測試設備使用可移動的探針從被測試印刷電路板的各支路端頭上測量被測試印刷電路板的網路與一塊共同導電板之間的電容。這塊共同導電板被安裝在被測試印刷電路板的一面，而可移動的探針被安裝在被測試印刷電路板的另一面，Robert?W.Wedwick在一篇題為“根據電容來測試導通性”的文章中對這種測試方法作了描述。文章被發表在《電路制造》1974年11月，第60-61頁。這種測試方法也被專利權人Larry?W.Webb發表在美國專利No.3975680，以及被專利權人Robert?P.Burr等人發表在美國專利No.4565966。但是，通常共同導電板與在移動探針一側的被測試印刷電路板的網路之間的電容非常小，特別是當測量一個在移動探針一側的很細很短的與共同導電板一側的電路沒有任何聯接的網路時，要快速取得可靠的測量是非常困難的。

另一種接觸型測試設備把許多探針裝在一個測試夾具中進行測試。這種測試設備克服了飛針型測試設備的缺點，但需要很長的時間去制造或準備測試夾具，并且受印刷電路板電路間距的限制。因為用于測試小間距印刷電路板的探針非常脆弱，在生產過程中不耐用。另一方面，非接觸型的印刷電路板的測試設備用視覺圖像技術或X-射線圖像技術來探測印刷電路板的短路或開路。但是視覺圖像技術只能用于測試單層的印刷電路板。而X-射線圖像技術只能用于幫助檢驗人員用視覺觀察多層印刷電路板，所以這種測試過程不是自動化的，通常非接觸型的印刷電路板的測試設備比接觸型的印刷電路板的測試設備要昂貴得多。

我發現以上所說的傳統的測試設備的缺點可以被本發明的測試設備所克服。本發明的測試設備具有大量的集成化的電磁驅動的探針以及兩塊信號激勵板。這兩塊信號激勵板被分別安裝在被測印刷電路板的兩面，并通過板間電容耦合將高頻信號注入被測印刷電路板的電路。集成化的電磁驅動的探針被安裝在上部信號激勵板上，呈兩維矩陣分布。上部信號激勵板被鉆有許多小孔，使集成化的電磁驅動的探針頭可以通過小孔接觸被測試印刷電路板，并從印刷電路板上的所有支路端頭采集信號。所采集的信號被用于綜合成被測試印刷電路板的電氣特征。被測試印刷電路板的電氣特征與一個已知是無缺陷的同類印刷電路板的電氣特征相比較，從而可以判斷被測試印刷電路板是否有短路或開路。由于大量的集成化的電磁驅動的探針可以同時采集信號，并且每個探針只需從被測印刷電路板的一個小區域中采集信號，本發明的印刷電路板的自動測試設備與傳統的飛針型測試設備相比較可以大大提高測試速度，同時保持了測試多層印刷電路板的能力。另一方面，所發明的印刷電路板的自動測試設備與非接觸型的印刷電路板的測試設備相比要便宜得多。因為后者(用視覺圖像技術或X-射線圖像技術的測試設備)需要很高的圖像掃描精度和分辨能力，并且需要高速，大容量，和昂貴的計算機系統，以及復雜的軟件來處理龐大的圖像測試數據，所以非常昂貴。

以下對于本發明的一個實施例的詳細圖解將會使以上所說的本發明的優越性明顯化。