一種高可靠性的pcb板測試治具的製作方法

2023-05-12 20:18:31 1

專利名稱：一種高可靠性的pcb板測試治具的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種半導體器件的電性能測試設備，尤其是涉及一種高可靠性的 PCB板測試治具。
背景技術：
在印刷電路板的生產時，需要通過治具來測試其電性能，PCB板測試治具是一種以 PCB板為模型而設計的、用於電性能通斷測試的一種專用夾具，有單面治具、雙面治具之分； 隨著電子行業的技術進步和大量的生產應用，測試治具也在不斷地技術改進，例如為了為了更便於易於更換探針、彈簧且便於探針、彈簧重複使用，就有發明人提出了名為「電子及測試業專用複合式治具」(公開號CN 15^181A)，其包括底座、牛角連接器、針板、底板、若干探針組件及導線，針板由多層板組合而成，在板之間設有間隔，底板由多層板疊置而成， 在針盤和底板上均設有若干穿孔，探針組件置於針板和底板的穿孔內，其探針的頭部露出於針板的表面，針板和底板固定成為整體的針盤，底座包括底座板和支架，在底座板上設有與底板對應的穿孔，針盤與底座板之間為可拆式連接，導線的一端與牛角連接器的接線柱連接，另一端定位於底座板的穿孔內，並與探針組件的底部通過接觸的方式導通。該發明達到了維修方便，易於更換探針、彈簧且便於探針、彈簧重複使用的效果，但仍存在一些不足: 首先是隨著技術的進步，PCB板上的針腳越來越密，因此探針也越來越細、越來越長，在待測試PCB板下壓與探針頭部接觸時，探針易受力致損；其次是定期更換探針、彈簧的方式，會因為不同階段所測試的PCB批量不同，一些尚具有較長使用壽命的探針、彈簧也會被棄用， 形成一種浪費，不利於生產成本的降低；再次是在實際生產中，PCB板多為批量製造，故在測試時也是批量進行，由於PCB板外形一致，使測試操作時，操作者往往難以分辨已測試和未測試的PCB板，給實際生產帶來困擾，易造成重複測試現象而導致生產效率下降，尤其嚴重的是將未測試的產品當做已測試產品而形成質量事故；另外，在實際生產中，PCB板多為批量製造，故開短路測試也是批量進行，從外部開短路測試設備上讀取測試結果的方式，測試效率較低。
發明內容本實用新型主要目的是提供一種針盤對探針支撐較好使探針不易受損、使用壽命長的高可靠性的PCB板測試治具；本實用新型另一目的是提供一種可記錄針盤實際測試的次數而充分利用針盤使用壽命的高可靠性的PCB板測試治具；本實用新型再一目的是提供一種可在測試過程中在被測試的PCB板上作出可識別的標記從而防止PCB板漏測的高可靠性的PCB板測試治具；本實用新型再一目的是提供一種開短路測試的結果直接顯示在治具上的高可靠性的PCB板測試治具。本實用新型的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的一種高可靠性
3的PCB板測試治具，包括上治具和下治具，下治具包括針盤與底座；針盤包括針板、探針，探針可滑動地斜置在針板上的過孔中；底座設有牛角接頭、與探針對應的若干套筒，牛角接頭電連接於套筒；其特徵在於所述針板設置為4-6層結構，各層間距自頂部至底部逐漸增大；所述針板包括頂板、底板和兩者之間的若干中間板，頂板和底板的厚度大於中間板的厚度。套筒上設有給探針徑向施加彈簧力的彈簧，該彈簧可設於套筒內或套筒外；由於探針為斜置狀態，當上治具下壓，探針受到來自PCB板壓力，該壓力為豎直方向的作用力，探針需要將該輸入壓力分解為軸向分力和徑向分力，軸向分力傳遞給外部的套筒或彈簧，而徑向分力需要針板承擔；由於探針直徑微小，且具有一定的彈性易受力變形，因此在實際使用中，徑向分力更多地集中在探針頭部區域，所以在待測試PCB板下壓與探針頭部接觸時，與探針接觸的針板間距越小，則提供給探針頭部的支撐越好，亦即探針將輸入力的徑向分力儘可能地在探針頭部區域傳遞給針板，避免探針針體變形而在軸向移動中受損，因此這種結構使針盤對探針支撐較好使探針不易受損、使用壽命長。針板設為4-6層結構，為探針提供多個部位的徑向支撐，使探針尾部保持為較大密度的情況下，其頭部可以設置為更小密度，也可使探針直徑更小，這種結構下探針最小直徑可達0. 12MM，使測試精度高；當然多層板結構，也減少了針板與探針直接接觸的面積，從而減小相對摩擦力。套筒、探針分置於底座和針盤上，方便套筒與牛角接頭的接線，便於製造和裝配；另外，僅探針設於針盤的針板上，探針的更換較為方便，裝配工藝性良好；使用時，將針盤置於底座上，各個探針滑入對應的套筒內，並構成電接觸，操作簡單方便。探針頭部和尾部需要分別於外部接觸受力，所述頂板和底板的厚度大於中間板的厚度，這種結構，使探針頭尾兩個的受力輸入端得到更好的支撐。作為優選，所述的針盤上設有觸碰開關，觸碰開關的觸發端凸出於針盤的上表面； 該觸碰開關電連接有計數器。每次測試PCB板，上治具下壓PCB板，由於觸碰開關的觸發端凸出於針盤的上表面，故PCB板觸發觸碰開關，形成一次測試計數，並顯示在計數器上；通過計數器的統計，操作者可確定針盤的總測試次數，並根據總測試次數而確定的針盤是否達到預期或設計的使用壽命，達到則更換針盤；這種方式，可有效地控制針盤的使用壽命， 在保證測試的穩定性和可靠性的情況下，充分地利用了針盤的，降低了生產成本。為了便於操作者觀察計數結果，作為優選，所述的計數器設於針盤與底座之間。計數器安裝在針盤與底座之間，使之與下治具構成一種整體結構，不佔用外部空間，並方便使用和存放。作為優選，所述的針盤上埋設有可在被檢測的PCB板表面壓制坑狀可識別標記的防漏測針頭。測試時，將PCB板置於下治具的針盤上，上治具下壓，使PCB板與針盤電連接的同時，還使防漏測針頭在PCB板壓出坑狀的印記，該印記便構成可由人工識別的標記；通過該標記，測試者可區分已測試和未測試的PCB板。由於壓制標記的過程，與測試過程同步完成，故不影響生產效率。作為優選，所述的防漏測針頭為硬質材料製作、頭部呈錐形的柱狀體。柱狀體結構便於安裝固定於針盤中；錐形頭部與PCB板表面接觸，並易於在壓力下壓制標記。為提高安全性，防止壓制標記時破壞PCB板上的導電結構，作為優選，所述的防漏測針頭設在針盤上對應於被檢測的PCB板非布線區的區域內。PCB板非布線區，即沒有敷銅的區域。
4[0013]坑狀標記需要足夠大，才便於操作者肉眼識別；但坑越大，則壓制的力量需要相應加大，壓制的力量增加到一定程度，將會使PCB板產生較大的變形而使鄰近的覆銅受損；作為優選，防漏測針頭的頭部凸出於針盤上表面1. 1-2. 2mm。這種凸出結構，易於在PCB板上壓制坑狀標記，所壓制的坑狀標記，具有足夠大的面積以方便人工識別，與此同時，壓制時力量不會過大而損傷PCB板。作為優選，所述的針盤上設有LED燈，該LED燈電連接於外部開短路測試設備的測試結果輸出電路。LED燈具有亮度高、能耗小的優點，可直接接入常規的開短路測試設備的測試結果輸出電路，無需對開短路測試設備進行大幅改造。PCB板的開短路測試，只有通過與不通過兩種測試結果，因此，選用兩類顏色的LED燈就可以代表這兩種測試結果；將這兩類LED燈設置在針盤上，即可將結果在治具上直接顯示給操作者，供操作者操作，而不必再從外部開短路測試設備讀取測試結果後，再對治具操作；顯然，這些LED燈也可以選用同種顏色，用以顯示其中一種測試結果。因此，設置LED燈顯示開短路測試結果的方式，可提高測試效率；對於大批量製造而言，這種效率的提升，可大幅降低生產成本。為了便於安裝，作為優選，所述的LED燈的燈體埋設於針盤中，燈的頭部低於針盤上表面。這種結構，空間利用率較高，LED燈不外置，其安全防護性較好、不易遭磕碰損傷。作為優選，所述針板為玻璃纖維材質，中間板之間以及中間板與底板之間設置銅質連接件。層與層之間用銅件緊密結合，使針盤更加穩固，測試更加穩定。為了便於探針頭部和尾部與底座上的套筒較為可靠地接觸，作為優選，所述探針頭部具有若干種不同直徑大小規格，並凸出於頂板表面0. 3-0. 6mm，探針尾部伸出於底板。因此，本實用新型具有結構合理、易於製作等特點，尤其是具有如下有益效果1、針盤對探針支撐較好、探針不易受損、使用壽命長；工藝性良好易於製造和安裝、易於更換探針；2、通過計數裝置，在保證測試的穩定性和可靠性的情況下，充分地利用了針盤的使用壽命，降低了生產成本；3、設置可壓制標記的結構，在測試板上壓制標記且不影響生產效率，使操作者易於分辨未測試和已測試的PCB板；4、通過雙色LED燈可在治具上顯示測試結果，提高了測試效率。
附圖1是本實用新型一種高可靠性的PCB板測試治具的一種結構示意圖；附圖2是附圖1中的III處放大圖；附圖3是附圖1中的IV處放大圖；附圖4是本實用新型一種高可靠性的PCB板測試治具的的一種結構示意圖；附圖5是附圖4的II處放大圖；附圖6是本實用新型一種高可靠性的PCB板測試治具的的一種結構示意圖；附圖7是附圖6的I處放大圖；附圖8是針盤的一種結構示意圖；附圖9是探針的一種結構示意圖。
具體實施方式
下面通過實施例，並結合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步具體的說明。實施例本實用新型一種高可靠性的PCB板測試治具，如附圖1、附圖4、附圖7、附圖8所示，其包括上治具1和下治具，下治具包括針盤2與底座3 ；針盤2包括針板10、探針 30，探針30可滑動地斜置在針板10上的過孔中；針板10設置為4-6層結構，各層間距自頂部至底部逐漸增大。如附圖8、附圖9所示，針板10包括頂板101、底板102和兩者之間的若干中間板 103 ；頂板101和底板102的厚度大於中間板103的厚度。針板10為玻璃纖維材質，中間板 103之間以及中間板103與底板102之間設置銅質連接件。探針30頭部凸出於頂板101的高度為0. 3-0. 6mm，底部伸出於底板102。如附圖4所示，底座3設有牛角接頭6，還設有與探針3對應的若干套筒7，如附圖 9所示；牛角接頭6電連接於套筒7，外部裝置可電連接於牛角接頭6 ；各個套筒7與探針30 接觸的接觸端相同；各個探針30的頭部的直徑具有若干種不同大小規格。如附圖1、附圖2、附圖3所示，針盤2上設有觸碰開關對，觸碰開關M的觸發端凸出於針盤2的上表面；該觸碰開關M電連接有計數器25。計數器25設於針盤2與底座3 之間。如附圖3所示，計數器25可設於下治具中或外部，較佳的選擇是設於針盤2與底座 3之間。如附圖2所示，觸碰開關M可設於遠離計數器25 —側，其觸發端凸出於針盤2的上表面。觸碰開關M的觸發端下壓至極限位置時，其觸發端頂部低於針盤2上表面。使用時，將待測試的PCB板放置到下治具的針盤2上，上治具1下壓，待測試的PCB板接觸並下壓觸碰開關M的觸發端，使觸碰開關M得到觸發並發出控制信號，計數器25隨之增加一次計數；至此，測試計數完成。當計數器25統計的數量達到針盤2預期的使用次數，則更換針盤M，或更換下治具。如附圖6、附圖7所示，針盤2上埋設有可在被檢測的PCB板表面壓制坑狀可識別標記的防漏測針頭21。防漏測針頭21為硬質材料製作、頭部呈錐形的柱狀體。防漏測針頭 21設在針盤2上對應於被檢測的PCB板非布線區的區域內。防漏測針頭21的頭部凸出於針盤2上表面1. 1-2. 2mm。使用時，將待檢測PCB板放置在針盤2上，上治具1下壓，使待檢測PCB板壓與針盤2貼靠；在下壓力的作用下，防漏測針頭21在待檢測PCB板表面上壓製出小坑，形成坑狀標記，以供人工識別。本文僅以在下治具針盤2上設置防漏測針頭21的結構作為舉例說明；顯而易見地，對於具有針盤2的上治具1，防漏測針頭21同樣亦可設於上治具1的針盤2上。將若干個LED燈可設為一組並設置同種顏色，或設置為兩組並每組設置一種顏色。PCB板的開短路測試，只有通過與不通過兩種測試結果，因此，兩種顏色的LED燈就可以代表這兩種測試結果；顯然，這些LED燈也可以全部選用一種顏色，用以顯示其中一種測試結果，即顯示通過或不通過的一種情況。如附圖4、附圖5所示，針盤2上設有兩類不同顏色的LED燈22、23，兩類顏色的LED燈22、23可分別電連接於外部開短路測試設備的測試結果輸出電路。LED燈22、23的燈體可以設於針盤2的側部或設於針盤2中，LED燈22、23的燈體埋設於針盤2中時，燈的頭部低於所在針盤2表面。LED燈22、23設為2_6個。使用時， LED燈22、23的顏色一般可分別設為紅色和綠色，以紅色等亮代表開短路測試不通過，綠色燈亮代表開短路測試通過；將紅色燈、綠色燈分別接入相應的開短路測試儀的測試結果輸
6出電路上。 本實用新型通過4-6層且層間距從頂至底逐步放大的的針板結構，探針在針盤上保持良好的滑動性能的同時，還獲得較好地支撐性，使探針不易受損、延長探針使用壽命； 還使探針尾部保持為較大密度的情況下，其頭部可以設置為更小密度，也可使探針直徑更小，這種結構下探針最小直徑可達0. 12MM，使測試精度高。另外，通過計數裝置解決了探針使用壽命的控制問題，通過顯示燈裝置提高了測試操作判斷速度和生產效率，通過設置可壓制標記的結構解決了漏測試問題。
權利要求1.一種高可靠性的PCB板測試治具，包括上治具(1)和下治具，下治具包括針盤(2)與底座(3)；針盤( 包括針板(10)、探針(30)，探針(30)可滑動地斜置在針板(10)上的過孔中；底座(3)設有牛角接頭(6)、與探針(3)對應的若干套筒(7)，牛角接頭(6)電連接於套筒(7)；其特徵在於所述針板(10)設置為4-6層結構，各層間距自頂部至底部逐漸增大。
2.根據權利要求1所述的一種高可靠性的PCB板測試治具，其特徵在於所述的針盤 (2)上設有觸碰開關(M)，觸碰開關04)的觸發端凸出於針盤O)的上表面；該觸碰開關 (24)電連接有計數器(25)。
3.根據權利要求2所述的一種高可靠性的PCB板測試治具，其特徵在於所述的計數器05)設於針盤(2)與底座(3)之間。
4.根據權利要求1所述的一種高可靠性的PCB板測試治具，其特徵在於所述的針盤 (2)上埋設有可在被檢測的PCB板表面壓制坑狀可識別標記的防漏測針頭01)。
5.根據權利要求4所述的一種高可靠性的PCB板測試治具，其特徵在於所述的防漏測針頭為硬質材料製作、頭部呈錐形的柱狀體。
6.根據權利要求4所述的一種高可靠性的PCB板測試治具，其特徵在於所述的防漏測針頭設在針盤( 上對應於被檢測的PCB板非布線區的區域內。
7.根據權利要求1所述的一種高可靠性的PCB板測試治具，其特徵在於所述的針盤 (2)上設有LED燈02、23)，該LED燈Q2、23)電連接於外部開短路測試設備的測試結果輸出電路。
8.根據權利要求7所述的一種高可靠性的PCB板測試治具，其特徵在於所述的LED燈 (22,23)的燈體埋設於針盤O)中，燈的頭部低於針盤( 上表面。
9.根據權利要求1或2或3或4或5或6或7或8所述的一種高可靠性的PCB板測試治具，其特徵在於所述針板(10)包括頂板(101)、底板(10 和兩者之間的若干中間板 (103)，頂板(101)和底板(102)的厚度大於中間板(103)的厚度；所述針板(10)為玻璃纖維材質，中間板(103)之間以及中間板(103)與底板(102)之間設置銅質連接件。
10.根據權利要求1或2或3或4或5或6或7或8所述的一種高可靠性的PCB板測試治具，其特徵在於所述探針(30)頭部具有若干種不同直徑大小規格，並凸出於頂板(101) 表面 0. 3-0. 6mm。
專利摘要本實用新型涉及一種高可靠性的PCB板測試治具，其包括上治具和下治具，下治具包括針盤與底座；針盤包括針板、探針，探針可滑動地斜置在針板上的過孔中；底座設有牛角接頭、與探針對應的若干套筒，牛角接頭電連接於套筒；針板設置為4-6層結構，各層間距自頂部至底部逐漸增大，針板包括頂板、底板和兩者之間的若干中間板，頂板和底板的厚度大於中間板的厚度。本實用新型針盤對探針支撐較好使探針不易受損，易於製造和安裝、更換探針；在保證測試的穩定性和可靠性的情況下，充分地利用了針盤的使用壽命，降低了生產成本；設置了可壓制標記的結構，使操作者易於分辨未測試和已測試的PCB板；通過LED燈可在治具上顯示測試結果，提高了測試效率。
文檔編號G01R1/067GK202075364SQ20112012065
公開日2011年12月14日 申請日期2011年4月22日 優先權日2011年4月22日
發明者張正太, 彭梅春, 文東升 申請人:蘇州市科林源電子有限公司