专利名称：用于测试无零件印刷电路板的并行测试器的全网式卡匣,用于该全网式卡匣的弹簧接触 ...的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于测试无零件(non-componented)印刷电路板的并行测试器的全 网式卡匣、用于该全网式卡匣的弹簧接触销以及用于测试无零件印刷电路板的并行测试器 的适配器。
背景技术：
用于测试印刷电路板的设备分成两类即，利用多个接触指来连续扫描待测试印 刷电路板的测试点的指状测试器、和利用适配器来同时接触待测试印刷电路板的所有测试 点的并行测试器。也可认为所述适配器是网格图案适配器，因其将测试设备的预调规则性 基本网格转换成待测试印刷电路板上通常不规则排列的测试点。此类适配器一般包含多个 间隔导板，所述间隔导板设有导孔以容纳测试针。测试针可斜置于适配器内，借助测试针使 得在规则性基本网格的接触点与印刷电路板测试点之间形成电性连接，所述测试针通常偏 离基本网格的规则排列。适配器一般不直接设在基本网格上，而所谓的全网式卡匣置于基本格网与适配器 之间。与适配器相类似，全网式卡匣包含多个导板，在导板中设有与基本网格的图案相匹配 的接触针。所述接触针被设计成弹簧接触销。采用所述全网式卡匣的原因在于，太粗而无 法斜置于适配器内的弹簧接触销可安装到用于适配器将基本网格的图案绘制到待测试印 刷电路板的测试点上的适配器中。另一方面，需补偿由待测试印刷电路板的不规则表面和 /或通过使用全网式卡匣的弹簧接触销将针斜置于适配器内所引起的高度变化。这种全网式卡匣可为测试设备的整体部件，或者，可设计成可替换地置于测试设 备的基本网格上的个别零件。各种待测试印刷电路板必须配设特殊的适配器，另一方面，所述全网式卡匣与待 测试印刷电路板的种类无关。所谓的平针可用于适配器中。它们是金属线的细直的段，厚度为0. 1毫米(mm)至 0. 2mm。几乎所有的测试器现今均设计用来测试印刷电路板的两侧，测试设备需在待测试印 刷电路板的下方和上方配设适配器。倘若不想让针从适配器中掉出，则必须将针固定其内。 若使用这种平针，则可利用穿孔乳胶膜或尼龙织布将其固定。乳胶膜需要预先在针穿过之 处穿孔。所述类型的穿孔膜非常昂贵且制造困难。使用织布显然较简单，因为针可在单线之 间刺入织布。然而，这容易造成针的偏移，随着印刷电路板测试点的密度和针的密度增加， 这将导致较大问题。从EP 149 776B1可以看出，已知用于适配器的测试针的一端具有圆球头，用以防 止测试针滑入适配器。然此公开所述的适配器只适合用于印刷电路板的单面测试的设备， 这是因为具有圆球头的 测试针必须一直位于适配器顶面，且适配器不能上下翻转。该类型 测试针更进一步在其上端不远处设有球面塑料头。如此一来，另一穿孔板可放在适配器上，进而将测试针的塑料头固定于穿孔板与又一导板之间。依此固定的针不再从适配器中掉 出。然而，塑料头和附加固定板需在相邻测试针间保留最小距离，故采取此固定法无法进一 步提高针的排列密度。德国专利申请案DE 102006 059 429. 0 (尚未公开)描述了用于测试非构件型印 刷电路板的并行测试器，其基本网格是由二交错的方形网格组成。各方形网格的网格间距 为50密耳(mil)。所述两格网在X与Y方向上互相偏移半个网格间距(=25mil)(图8)。 此网格可描绘成以45度角放置的方形网格，倾斜的方形网格的网格间距约为0. 89毫米。基 本网格的接触点密度整体看来为每平方厘米有124个接触点。由于待测试印刷电路板的测 试点排列为不规则图案，有些区域的密度会明显增加。例如在1厘米(cm) X Icm的区域中， 密度可达到超过600个印刷电路板测试点。使用已知适配器可局部地让相邻测试针间隔非常紧密。从EP 206 704 Bl可以看 出，已知用于适配器的测试针的自由端具有锥形接触尖端。使用此针，相邻接触尖端的间距 可缩减成0.25mm或以下。然而，采取上述固定法(乳胶膜、织布、塑料头)无法将多个如 此紧密相隔的测试针布置在如IcmX Icm的区域上。因此亟需一种用于接触印刷电路板的 装置，使面向待测试印刷电路板的测试针的末端排列的密度可达每平方厘米有600个测试 针。DE 196 44 725 Cl描述了全网式卡匣的基本结构。在所述全网式卡匣中，安装有 全网式针，各针均包含上、下针段且利用线圈弹簧以弹性及导电方式彼此相连。弹簧的直径 大于针段。容纳针段和弹簧的孔洞是阶梯状的，支撑全网式卡匣内的全网式针。DE 199 00 833 B4描述了测试设备中用来支撑印刷电路板的测试支架。测试支 架包含支撑板，其上设置探针板。支撑板12和探针板中均设有用于容纳弹簧压力探针的孔 洞。支撑板与探针板之间设有探针定位膜，弹簧压力探针延伸穿过探针定位膜。此膜可由 闭孔橡胶(close-celled rubber)组成，特别是乳胶橡胶。FR 2 887 034说明非包覆式弹性接触触针的使用，其是由具有螺旋卷绕弹簧区段 的金属线组成。此弹性接触触针位于基板与印刷电路板的焊接点之间。审查员已引用此文 件作为独立权利要求的参考。
发明内容
因此，本发明为基于以下问题用于测试无零件印刷电路板的并行测试器的全网 式卡匣、用于该全网式卡匣的弹簧接触销、和用于测试无零件印刷电路板的并行测试器的 适配器，相较于传统装置，其可局部配置更高的接触点密度，且更适合用来测试印刷电路板 的双侧。上述问题的解决方式是利用分别具有权利要求1或8的特征结构的全网式卡匣、 具有权利要求14的特征结构的弹簧接触销、和具有权利要求17的特征结构的适配器。本 发明的更多优点进一步详述于相关从属权利要求。根据本发明的第一方面，提出用于测试无零件印刷电路板的设备的全网式卡匣， 用以电性连接基本网格的接触点和网格图案适配器的独立测试针。其包含定位朝向基本网 格的基本网格板和定 位朝向适配器的适配器板，并设置对准穿孔来容纳弹簧接触销。各个 弹簧接触销是由具有螺旋卷绕弹簧区段的金属线制成，且采用非包覆方式位于该适配器板和基本网格板的穿孔内。弹簧区段至少延伸穿过适配器板与基本网格板间的区域。膜置于 适配器板与基本网格板之间。膜设有孔洞供各弹簧接触销穿过，孔洞宽度小于弹簧接触销 弹簧区段的直径。弹簧接触销安装时不需插进适配器板和基本网格板的穿孔。此相较于设有具有套 管的接触 销的全网式卡匣，网格密度较高。弹簧接触销可具有最大外径(不超过0. 75mm)， 且可插入对应尺寸的孔洞。利用这些小的弹簧接触销，具两交错方形网格(图8)的全网式 卡匣的网格间距可为50mil ( = 1. 27mm)。另外，该两个规则方形网格可偏移半个网格间距， 使得弹簧接触销密度为单个方形网格的两倍。弹簧接触销更利用置于适配器板与基本网格板间的膜装设在适配器上并将其固 定以避免掉落。如此，适配器可将任何一面朝上操作，而不会有弹簧接触销掉落。此特别有 利于测试针只固定以避免从一侧掉出的适配器。现有网格卡匣可放在此适配器上，以将其 固定以避免测试针从两侧掉出。包含全网式卡匣和适配器的单元的任一侧可配置成面朝 上，两上述单元可安装于测试印刷电路板两侧的测试设备。本发明的发明人察觉到，对在此所需的接触点密度来说，利用膜或织布将适配器 的测试针固定于适配器以免掉落远比将比测试针还粗的弹簧接触销固定于全网式卡匣以 免掉落困难。膜的孔洞较佳是设计成狭缝，其长度约略大于弹簧接触销弹簧区段的外径，宽度 约略小于弹簧接触销弹簧区段的外径和/或加厚位置。当弹簧接触销装到全网式卡匣时， 若预定压力施加于弹簧接触销，其将被推挤通过狭缝而横向移动。当弹簧接触销位于全网 式卡匣内时，狭缝的长边猛然折入主要加厚位置的后面或弹簧接触销的线圈间，进而将弹 簧接触销固定于全网式卡匣。聚酰亚胺(PI)膜已证实特别适合固定全网式卡匣的弹簧接触销。根据本发明的第二方面，提出用于测试无零件印刷电路板的设备的全网式卡匣， 用以电性连接基本网格的接触点和网格图案适配器的独立测试针。全网式卡匣包含定位朝向基本网格的基本网格板和定位朝向适配器的适配器板，其中设置对准穿 孔来容纳弹簧接触销，各个弹簧接触销是由具有螺旋卷绕弹簧区段的金属线制成，且采用 非包覆方式位于该适配器板和基本网格板的穿孔内；以及引导装置，设于适配器板与基本网格板之间，使适配器板和基本网格板得以沿着 弹簧接触销的轴向互相移动，并在垂直弹簧接触销的轴向的平面上运作。弹簧接触销安装时不需包覆插进适配器板和基本网格板的穿孔。各个弹簧接触销 是由金属线制成，且至少弹簧区段呈螺旋卷绕。如此，弹簧接触销在其轴向上产生弹簧作 用。若弹簧接触销未由套管等包覆，则其在与轴向呈直角的方向上亦具有一定的弹性。引导装置引导适配器板和基本网格板，使适配器板和基本网格板沿着弹簧接触销 的轴向互相移动。此外，引导装置设计在适配器板与基本网格板间的与轴向呈直角上的方 向上运作。如此，适配器板和基本网格板彼此亦可在垂直弹簧接触销的轴向的横向上排列。 由于每个弹簧接触销在横向上有一定弹性，故不会妨碍适配器板相对基本网格板移动。因 此两板可独立地相对基本网格和/或适配器排列。对目前基本网格和适配器均要求高接触 点密度来说，由于测试设备的适配器相对测试设备的框架精确调整，其可能因基本网格的 接触垫较小，以致在适配器结构常用容差下产生故障接触，故以上运作方式提供测试设备很重要的优势。在此运作中，基本网格板可相对适配器板自由移动，故基本网格板可准确对 准对应的基本网格，且可补偿任何现存容差。运作范围最好介于60微米(μ m)至200 μ m，较佳为80 μ m至150 μ m。根据一较佳实施例，适配器板设有对准销，用以接合适配器，而基本网格板设有对 准销，用以接合基本网格板，适配器板的对准销与基本网格板的对准销是独立的且分开设
置。
根据本发明的第三方面，提出用于全网式卡匣的弹簧接触销，其是由金属线螺旋 卷绕而成，且包含至少一弹簧区段，弹簧接触销的最大直径不超过0.8mm。在弹簧接触销的 一端，金属线的末端线圈的半径小于相邻线圈，如此金属线的一端相对相邻线圈置于中心， 并形成中心弹簧接触点。用于全网式卡匣的弹簧接触销的最小长度为约15_20mm。金属线的粗细为约 0. 12mm。弹簧接触销卷绕的最小直径一般约为0. 6mm。此表示最小卷绕半径为约0. 3mm。半 径越小越难且需越大的力量。根据本发明的弹簧接触销具有卷绕段，其一端的半径小于相 邻线圈的半径。如此，此卷绕段末端相对相邻线圈置于中心。弯曲该最后卷绕段是非常复 杂的操作，因为该卷绕区段比其他线圈需要更大的力量来弯曲金属线。弹簧接触销置中的 接触点用来接触基本网格的接触点。由于接触点相对弹簧接触销置于中心，若弹簧接触销 完全对准，则接触基本网格上的接触垫中心。使用弹簧接触点位于中心外面的传统弹簧接 触销时，即使弹簧接触销完全对准，接触也会偏离垫阵列中心。因此，传统弹簧接触销的弹 簧接触点将设置在基本网格的接触垫外面，以免因基本网格的接触垫略微偏离弹簧接触销 而妨碍电性接触。置中的弹簧接触点明显提高了公差带，就圆形接触垫而言，其相当于圆形 接触垫的最大半径。具有中心弹簧接触点的弹簧接触销特别适合具高接触点密度的基本网 格，因其接触垫很小，即使弹簧接触销与基本网格的接触垫间略微偏移，也可能造成接触误 差。根据本发明的第四方面，提出用于测试无零件印刷电路板的设备的适配器。适配 器用来使全网式卡匣的探针和待测试印刷电路板的接触点电性连接。适配器包含多个导 板，设有导孔供接触针或接触销穿过，其中接触销用来接触待测试印刷电路板的电镀穿孔 和探针尖端，且各个接触销具有锁定凸出件。面对待测试印刷电路板的适配器器的导板设 有孔洞让锁定凸出件从待测试印刷电路板侧通到远离待测试印刷电路板的一侧，邻接该孔 洞设置有锁定凹陷，用以容纳锁定凸出件。根据本发明的此方面，提出一种用于使全网式卡匣的探针和待测试印刷电路板的 接触点电性连接的适配器。适配器包含接触针和接触销。接触针用来接触印刷电路板上的 垫阵列。接触针为细直金属线元件，其面对全网式卡匣的一端稍粗或宽。该全网式卡匣的接 触针为已知的。一端加宽固定接触针以防掉出适配器面对待测试印刷电路板的一侧。另一 方面，接触销的探针尖端实质上比接触销面对待测试印刷电路板侧的其余部分宽。待测试 印刷电路板的电镀穿孔牢牢接触探针尖端。这些接触销面对全网式卡匣的一端不能设计变 宽来固定避免其从面对待测试印刷电路板的一侧掉出。有鉴于此，接触销应设有锁定凸出 件，适配器面对待测试印刷电路板的导板应设有键孔。从上方观之，键孔呈“横杆”与“直柱” 构成的T形。横杆长度足够让具有锁定凸出件的接触销(较佳设于两侧)穿过横杆。横杆 更设置稍微偏离接触销的理想位置，使后者得以经由导板的引导而位于T形孔的直柱。如此，锁定凸出件将位于具有键孔的导板上，并固定接触销避免掉落。在另一配置中，凹陷设 在远离印刷电路板的侧具键孔的导板上，用以容纳锁定凸出件及固定接触销避免扭曲。在 此实施例中，接触销和其锁定凸出件穿过的孔洞不需设在接触销的理想位置外面。在导板 远离待测试印刷电路板的一侧，容纳锁定凸出件的凹陷设在孔洞旁。如此可固定接触销避 免扭曲，且其位于具锁定凸出件的导板上，还可将其固定以避免从面对待测试印刷电路板 的一侧掉出。此适配器若安装到全网式卡匣，则适配器的接触针和接触销不再掉出全网式卡匣侧。另一方面，接触针因其线圈而固定避免掉出适配器远离全网式卡匣的一侧，接触销则由 其锁定凸出件固定。故包含适配器和全网式卡匣的单元可以任一侧面朝下的操作，而不会 损失任何接触针或接触销。
本发明将配合所附图式详加说明，其中图1为适配器区域和全网式卡匣的毗连区域的剖面图；图2为图1的全网式卡匣区域和适配器区域的剖面图；图3绘示适配器的接触针与全网式卡匣的弹簧接触销间的接触区域的剖面图；图4a及图4b为全网式卡匣和适配器于卸除状态(图4a)与装载状态(图4b)的 截面示意图；图5为适配器的各种接触针与接触销和待测试印刷电路板的示意图；图6a为适配器的接触销的示意图，设有锁定凸出件和适配器的部分导板；图6b为设有孔洞来容纳图6a的接触销的导板的剖面图；图7为设有中心弹簧接触点的弹簧接触销末段的示意图；以及图8为模块的基本格网结构部分的俯视图。附图标记说明1-基本网格元件；2-全网式卡匣；3-弹簧接触销(Spring contact pin) ；4_基本 网格板；5-适配器板；6-适配器板的穿孔；7-基本网格板的穿孔；8-环状台阶；9-引导装 置；10-弹簧接触销的轴向；11-弹簧区段；12-喇叭形区段；13-加厚区段；14-插入区段； 15-中心弹簧接触点；16-基本网格接触垫；17-环线；18-模块；19-邻边；20-膜；21-适 配器；22-BG单元；23-盖板；24-结构板；25-固定板；26-导板；27-PCB单元；28-结构板； 29-导板；30-盖板；31-接触针；32-接触销；33-圆柱机构；34-对准销；35-印刷电路板； 36-垫阵列(pad array) ；37-电镀穿孔；38-加厚部分；39-扫描头；40-锁定凸出件；41-键 孔；42-凹陷；43-横杆；44-直柱；45-对准销；46-对准孔；47-对准销；48-对准孔。
具体实施例方式并行测试器包含板状基本网格元件1(图2)，其具有多个接触垫形式的接触点排 成规则网格图案。基本网格板1的各个接触点分别连接电子评估单元的一端口。基本网格 板1支撑设有弹簧接触销3的全网式卡匣2。全网式卡匣2的弹簧接触销3排列成与基本 网格板的接触点相同的网格图案，使得基本网格板1的各接触点接触到弹簧接触销3并与 之电性连接。弹簧接触销3互相并行排列。
在本实施例中，全网式卡匣2包含基本网格板4和适配器板5。板4、5的厚度为7 毫米(mm)。具有固定截面的穿孔6设在适配器板5中，分别用以容纳弹簧接触销3。穿孔 6的直径约为0. 75mm。类似地，基本网格板4设有穿孔7。穿孔7具有环状台阶8，穿孔7在环状台阶8 与基本网格板4面对适配器板5的一侧之间的直径对应适配器板5的穿孔6的直径，而穿 孔7从环状台阶8到基本网格板4面对基本网格板1的一侧的直径则略小，例如0. 6毫米。数个引导装置9配置在两块板4、5的边缘区域。每一引导装置9包含两个圆柱 形套管，其可互相替换，其内并设置螺旋弹簧(未绘示)。引导装置9非确实和/或确实 (positively)连结板4、5。基本网格板4和适配器板5的对应孔洞配置为使其可一定程度 地弹性推开两块板4、5。若无外力作用于全网式卡匣2，引导装置9将于两块板4、5间形成 约2-5mm的距离。如此，如果两块板4、5处于加载状态，引导装置9将以这种方式只沿着弹 簧接触销3的轴向10引导二板4、5移向彼此。然而，引导装置9置于两块板4、5上，且在基本网格板4与适配器板5间以垂直轴 向10的角度运作。粗细例如为0. 12mm的金属线卷绕成弹簧接触销3，其包含沿着弹簧接触 销3几乎为弹簧接触销3全长延伸的弹簧区段11。在弹簧区段11中，弹簧接触销3呈螺旋 卷绕，相邻线圈相隔一定距离，以使弹簧区段可提供有弹性的弹簧的作用。在面对适配器的末端处，弹簧区段11合并成所谓的喇叭形区段12。喇叭形区段 12包含一些没有轴向间隔的线圈。故喇叭形区段12是刚硬的。其具有向末端方向再次变 宽的锥形体。如此会形成面对适配器的凹陷。所述的凹陷容纳适配器的接触针或接触销的 末端。此锥形体赋予喇叭形区段喇叭形状和名称。申请人将具有喇叭形区段的弹簧接触销 定义为“喇叭形弹簧”。在远离喇叭形区段12的末端处，弹簧区段11合并成加厚区段13，并具有一些直径 大于弹簧接触销3的所有的其他线圈直径的线圈。加厚区段13毗连弹簧接触销3的插入区段14。插入区段14的单个线圈直径小于 弹簧区段11的线圈直径且没有间隔，故插入区段14是刚硬的。在插入区段14面对基本网 格板1的末端处，弹簧接触销3略有锥度，最后的卷绕区段弯成的半径比相邻线圈还小，使 弹簧接触销3的金属线末端相对相邻线圈近乎位于中心。此将形成中心弹簧接触点15(图 2、图 8)。图8为具有接触垫16的基本网格部分的俯视图。该基本网格包含两交错方形网 格。各方形网格的网格间距为50密耳(mil)。两网格在X与Y方向上互相偏移半个网格间 距(=25mil)。传统弹簧接触销的接触点位于弹簧接触销的中心外面的环线上，如图8的环线17 表示。若弹簧接触销相对接触垫未准确地置于中心，则弹簧接触销可能会有碰到接触点外 面的基本网格元件的风险，而该处的电接触是应该避免的。在接触点偏心放置的情况下，即 使只有相当于圆圈17至接触垫16外缘的间距(=As)的偏移量，也会造成接触故障。将弹簧接触销3的弹簧接触点15置于中心，若其完全对准，则弹簧接触销3会准 确接触到位于中心的接触垫16。因此，可能有接触故障风险的公差带(toleranceband)覆 盖接触垫16的整个半径(full radius)R，其为精确放置传统弹簧接触销所能达成的公差 带As的数倍。
此特别适合基本网格由多个模块18构成的情况。在模块之间具有邻边19。在模 块的邻边19的区域内，接触垫16因制造技术而稍作切割，故弹簧接触销相对于接触垫16 偏离的公差带会减小更多。在邻边19的区域内，与偏心接触点产生接触故障的风险会显著 增加。图8中，接触垫的直径D为0. 635mm、或半径为0. 317mm,因此可获得的最佳公差带 为0. 317mm。就传统弹簧销而言，环线17的直径为0. 4mm(r = 0. 2mm)，导致其公差带仅为 0. 117mm。若接触垫16在其邻边处遭切割，则公差带将减小至0. 06mm。膜20放置在基本网格板4与适配器板5之间的区域。该塑料薄膜设有弹簧接触 销3的网格图案的孔洞。这些孔洞较佳为狭缝，其长度大概等于或约略大于弹簧接触销在 弹簧区段11区域的外径，其宽度约略小于弹簧接触销的最粗部分。当弹簧接触销插进全网式卡匣时，膜20的孔洞暂时弹性扩张，尤其是加厚区段13 插入期间，狭缝的纵向边缘往外弯曲。当弹簧接触销抵达末端位置时，所述的纵向边缘在加 厚区段的后面猛然折回并且/或者折入两线圈之间。如此可固定弹簧接触销3从而避免从 全网式卡匣中掉出。特别地，弹簧接触销3的重量并不足以推动其通过粗厚区段13旁的各 个狭缝。在本实施例中，膜是由聚酰亚胺(PI)制成。基本网格板4和适配器板5是由非纤维塑料材料制成。这使得穿孔6、7具有平滑 表面而有助于插入弹簧接触销。适合的塑料材料一例为聚醚醚酮(PEEK)。在本实施例中， 板4、5的厚度为7mm。而板的厚度在5-lOmm之间都是可行的。按规则网格图案排列的弹簧接触销和待测试印刷电路板上不规则排列的接触点 (以下称为印刷电路板测试点图案之间的电性连接是通过适配器21实现的。适配器21是 由多个互相并行布置的导板构成。全网式卡匣2旁设置具有两块板的板组件，其设有分别 匹配全网式卡匣的弹簧接触销或基本网格的接触点图案的孔洞。所述板组件以下称为基本 网格单元或BG单元22。BG单元22包含盖板23和结构板24。盖板23紧邻全网式卡匣2， 且其厚度约为1.5mm。结构板24接触盖板23。其厚度为3mm，并提供适配器面对全网式卡 匣一侧所需的机械强度。固定板25设置在与结构板24相距一小段距离处。固定板的厚度为3mm。四个薄导板26相隔设置。各导板厚度为0. 3mm。在适配器21面对印刷电路板的 一侧，设置具有三块板的组件(以下称为印刷电路板单元或PCB单元27)。PCB单元27包 含结构板28、导板29和盖板30。结构板28提供PCB单元27所需的机械强度。结构板28 的厚度为4mm。盖板23和盖板30在测试区域外用螺栓固定至其他适配器板上。故这些螺纹连接 不会影响适配器的电气特性。导板29同样为厚度0. 3mm的薄导板。比起较厚的结构板和固定板，在该薄板上能 更易用更高的精度制造用来引导接触针和接触销的孔洞。导板29的孔洞图案匹配印刷电 路板测试点的图案，以此确保适配器21的测试针准确对准印刷电路板测试点。除了盖板23、30以外，所有板皆利用若干已知圆柱机构33保持所需间隔。对准销 34设在BG单元22与PCB单元27之间，其各自完全穿过固定板25和导板26的孔洞中，用 以精确对准固定板25和导板26。
适配器21可同时设有接触针31和接触销32作为测试针。接触针31用来接触待 测试印刷电路板上的垫阵列。接触销32设计成用来接触印刷电路板35的电镀穿孔37。接触针31可具有不同直径。在本实施例中，接触针31的直径为0. 15mm，接触针 31. 2的直径为0. 25mm。每一接触针31具有圆形截面。在面对全网式卡匣的一端，其设有 加厚部分38。加厚部分38可利用搭锁(snap-on)或缩套(shrimk-on)套管38. 1或利用接 触针31. 2的卷边38. 2制造而成。卷边比较容易且费用较低。然而其需要接触针材料具有 一定的厚度，而且其主要适合于较粗的接触针。细接触针适合搭配使用附加套管38. 1。盖板23设有梯状孔洞，用以容纳接触针31. 2的卷边38. 2，固定板25亦设有梯状 孔洞，用以容纳套管38. 1。这些梯状孔洞可防止接触针31的加厚部分38穿过盖板23和固 定板25，进而将其固定以避免其向待测试印刷电路板的一侧掉出。原则上，这样的接触针31可接触印刷电路板35表面上电镀穿孔37的边缘区域。 然而，从经验得知，由于采用不同的生产过程，垫阵列36的偏移和电镀穿孔37的偏移彼此 无关。这表示所有的垫阵列36相对于其理想位置，通常沿着一预定方向而具有一预定数量 的预定偏移量；同时，所有电镀穿孔则沿着一预定方向而具有一预定数量的不同偏移量。接 触针31必须非常精确地调整及对准到小的垫阵列36。特别设计为用于电镀穿孔37的接触销32在面对印刷电路板35的末端设有加宽 的扫描头39。扫描头39的三角顶点指向印刷电路板35。如此，即使当接触针31对准垫阵 列36的同时接触销32未精确对准电镀穿孔37，仍可确保接触销32接触到电镀穿孔37。因 此，即便适配器21主要按照接触针31和对应的垫阵列36对准印刷电路板35，仍可确保其 接触到所有印刷电路板测试点36、37。按本实施例，接触销32是由薄板材金属(厚度例如为0.2mm)制成。同样地，扫描 头也是由薄板材金属制成。锁定凸出件40设于接触销32上，并与邻近的扫描头39稍有距离(图5及图6a)。为容纳接触销32，PCB单元27设有特殊孔洞(以下称为键孔41)。所述键孔足够 大从而能够让接触销32及其锁定凸出件40 —起穿过。键孔41可毗连PCB单元27的侧面 上，该PCB单元27以用来容纳锁定凸出件40的凹陷42与印刷电路板隔开。在图6b的实 施例中，如果从上方观察，键孔41呈T形，故接触销32和其锁定凸出件40能够一起被引导 穿过“T形的横杆43”，而在锁定凸出件40与扫描头39间的区域以接触销32的细窄区段 沿“T形的直柱44”移动。用来容纳锁定凸出件40的凹陷42毗连直柱44远离横杆43的 一端。锁定凸出件40安装到凹陷42内，用以防止接触销往回移向横杆43及避免适配器21 从面对印刷电路板的一侧掉出。凹陷42形成在PCB单元27的结构板28中。在本发明的范围内，键孔41和凹陷42显然可呈其他形状。从上方观察，键孔41 可设计成狭缝，凹陷42则垂直狭缝延伸。此时，接触销32必须在插入锁定凸出件40后，在 键孔41中转动90度，以使锁定凸出件40位于凹陷42中。键孔41或可设计成无对应凹陷。其他导板26的导孔设置成引导接触销32从键 孔41上的一位置处穿过，所述位置非常细窄使得锁定凸出件40能够位于导板27上。在图 6b所示的T形键孔中，接触销32的理想位置位于直柱44区域内。为插进或移开接触销32， 需要弯曲接触销32来引导锁定凸出件40穿过T形键孔41的横杆43。
11
适配器21内的接触销32实质上定向为垂直各板23 30。另一方面，接触针31 通常是倾斜地置于适配器21内。依此可接触到待测试印刷电路板上并非位于网格处的接 触点，多个接触针31的末端则可设在待测试印刷电路板侧有限的局部区域，以获得高接触 密度。在面对全网式卡匣2的背侧，接触针末端可分布在大得多的区域上，在此其接触多个 弹簧接触销3。为此，期望尽可能倾斜设置接触针31。原则上，接触针31的倾斜没有机械 极限。然而，倾斜会在轴向上缩短接触针31，轴向为垂直于板23 30的方向。轴向上的长 度差可由弹簧接触销3补偿。图4a为全网式卡匣2和适配器21于卸除状态的高度图解及简化示意图。在此状 态下，引导装置9稍微推开基本网格板4和适配器板5，弹簧接触销3以释放状态位于穿孔 6、7中。基本网格板4备有数个对准销45，用以啮合基本网格组件的对准孔46。适配器21 的对准销47啮合BG单元22对应的对准孔48。接触针31的加厚区段容纳于弹簧接触销 3的喇叭形区段12的凹陷处。倾斜的接触针31设置在与待测试印刷电路板相距一段距离 处。现若装载该接触组件，即通过施加适当压力而压缩，则基本网格板4和适配器板5 将在全网式卡匣2中被推挤在一起，与引导装置9的弹簧作用相反。如此会把弹簧接触销 3推向适配器21。其现为弹簧装载状态而抵着接触针31。接触针31接着被推向待测试印 刷电路板，从而使所有接触针31接触到各印刷电路板测试点。图4b清楚绘示了倾斜配置 和非倾斜配置的接触针与弹簧接触销经的接触点的不同高度。未配合接触针31或接触销32的弹簧接触销3被推挤抵靠着适配器21的盖板23。 此外，盖板23盖住用于固定适配器21的圆柱机构33的螺纹元件。故盖板23可确保未使 用的弹簧接触销3不会不当接触适配器的其他元件。更应注意，基本网格板4的对准销45和适配器板5的对准销47彼此独立，因此基 本网格板4和适配器板5可各自独立地分别对准基本网格组件1或适配器21。基本网格 板4与适配器板5间的运作更有助于这种各自独立的对准。一方面，该运作是利用引导装 置9，另一方面，弹簧接触销3延伸时不需钢制套管穿过基本网格板4与适配器板5间的间 隙，故可垂直其轴向10移动。本发明可简要总结如下本发明涉及用于测试无零件印刷电路板的并行测试器的全网式卡匣、用于该全网 式卡匣的弹簧接触销、以及用于测试无零件印刷电路板的并行测试器的适配器。根据本发明的第一方面，弹簧接触销由膜固定于全网式卡匣中。根据本发明的另 一方面，全网式卡匣包含两块板，其可沿着弹簧接触销的轴向互相移动且可垂直轴向运作。 根据本发明的第三方面，弹簧接触销设有中心弹性接触点。根据本发明的又一方面，适配器 设有配置扫描头的接触销，其中接触销具有锁定凸出件，由此保证接触销免于掉落在适配 器的导板上。
权利要求
一种用于测试无零件印刷电路板的设备的全网式卡匣，该全网式卡匣(2)被设计为使得基本网格(1)的接触点和适配器(21)的独立测试针电性连接，其中该全网式卡匣(2)包含基本网格板(4)，其定位朝向该基本网格；和定位朝向该适配器(21)的适配器板(5)，其中对准穿孔(6、7)设置为用来容纳弹簧接触销(3)，各个弹簧接触销(3)是由具有螺旋卷绕弹簧区段(11)的一种金属线制成，且采用非包覆方式位于该适配器板(5)和该基本网格板(4)的该穿孔(6、7)内，该弹簧区段(11)至少延伸穿过该适配器板与该基本网格板(4)之间的区域；以及膜(20)，其位于该适配器板(5)与该基本网格板(4)之间，并设有孔洞，各个弹簧接触销(3)穿过其中每一个孔洞，该孔洞的宽度小于该弹簧接触销(3)的最大直径。
2.如权利要求1所述的全网式卡匣，其特征在于，该膜(20)的多个孔洞设计成狭缝，该 狭缝的长度接近等于或约略大于该弹簧接触销的最大直径。
3.如权利要求1或2所述的全网式卡匣，其特征在于，该膜(20)是由聚酰亚胺制成。
4.如权利要求1至3中的任一项所述的全网式卡匣，其特征在于，该弹簧接触销是由弹 簧金属线制成。
5.如权利要求1至4中的任一项所述的全网式卡匣，其特征在于，该基本网格板(4)或 该适配器板(5)的该穿孔(6、7)内形成锥形体，该穿孔(6、7)朝该全网式卡匣(2)外面逐 渐变细，由此，该弹簧接触销(3)在该锥形体与该膜(20)间具有一加厚区段(13)。
6.如权利要求5所述的全网式卡匣，其特征在于，该锥形体设计成一环状台阶。
7.一种用于测试无零件印刷电路板的设备的全网式卡匣，该全网式卡匣(2)被设计为 使得基本网格(1)的接触点和适配器(21)的独立测试针(31、32)电性连接，其中该全网式 卡匣⑵包含基本网格板(4)，定位朝向该基本网格、和定位朝向该适配器(21)的适配器板(5)，其 中对准穿孔(6、7)设置为用来容纳弹簧接触销(3)，各个弹簧接触销(3)是由具有螺旋卷绕 弹簧区段(11)的一种金属线制成，且采用非包覆方式位于该适配器板(5)和该基本网格板 (4)的该穿孔(6,7)；以及引导装置(9)，其位于该适配器板(5)与该基本网格板(4)之间，使该适配器板(5)和 该基本网格板(4)在该弹簧接触销(3)的轴向(10)彼此相对移动，并在垂直该弹簧接触销 (3)的该轴向(10)的平面上运作。
8.如权利要求7所述的全网式卡匣，其特征在于，该运作的范围介于60微米至200微 米，较佳为80微米至150微米。
9.如权利要求7或8所述的全网式卡匣，其特征在于，该全网式卡匣根据权利要求1至 7任一项设计。
10.如权利要求1至9中的任一项所述的全网式卡匣，其特征在于，该弹簧接触销(3) 的该弹簧区段(11)延伸穿过该适配器板(5)与该基本网格板(4)之间的区域。
11.如权利要求1至10中的任一项所述的全网式卡匣，其特征在于，该弹簧接触销排列 成对应该基本网格的一规则网格图案。
12.如权利要求1至11中的任一项所述的全网式卡匣，其特征在于，该适配器(21)的 该测试针包含接触针(31)和/或接触销(32)。
13.一种用于全网式卡匣的弹簧接触销，特别是如权利要求1至12中的任一项所述的 弹簧接触销，其特征在于，该弹簧接触销(3)是由一种金属线螺旋地卷绕而成，且具有至少 一弹簧区段(11)，其中该弹簧接触销(3)的最大直径不超过0. 8毫米，以及在该弹簧接触销(3)的一端，该金属线的末端线圈的半径小于相邻线圈的半径，使该 金属线的一端具有相对该相邻线圈置于中心的一个端，并形成一中心弹簧接触点。
14.如权利要求13所述的弹簧接触销，其特征在于，该金属线为弹簧金属线。
15.如权利要求13或14所述的弹簧接触销，其特征在于，该金属线的直径约为0.10至 0. 15毫米，较佳为0. 10至0. 12毫米。
16.一种用于测试无零件印刷电路板的设备的适配器，其中该适配器(21)被设计为使 得全网式卡匣⑵的弹簧接触销⑶和待测试印刷电路板(35)的接触点(36、37)电性连 接，而且其中该适配器(21)设有多个导板(23、25、26、28、29、30)，其中导孔被设置用来供 接触针(31)和/或接触销(32)穿过，其中该接触销(32)被设计为以扫描头接触该待测试 印刷电路板的电镀穿孔(37)，该扫描头比该接触销(32)的其他部分宽很多，而且其中该接 触销(32)具有一锁定凸出件(40)，且该面对该待测试印刷电路板的适配器(21)的该导板 具有键孔(41)，其被设计为使该锁定凸出件(40)能够从该待测试印刷电路板(35)的一侧 穿过，及其中在远离该待测试印刷电路板的该侧，锁定凹陷(42)或者被设置为邻接该键孔 来容纳该锁定凸出件(40)，或者该键孔具有一区域供该锁定凸出件(40)穿过且略微偏离 该接触销(32)的理想位置、以及具有一细窄区域(44)，该细窄区域(44)延伸至该理想位 置，以使该接触销(32)采用由另一导板所引导的它的理想位置，以及该锁定凸出件(40)达 到在设有该键孔(41)的该导板上。
17.如权利要求16所述的适配器，其特征在于，该适配器同时设有接触针和接触销 (32)。
18.如权利要求16或17项所述的适配器，其特征在于，该接触销(32)是由薄板材金属 制成。
19.一种用于测试无零件印刷电路板的测试设备，其特征在于，该测试设备包含如权利 要求1至12中的任一项所述的全网式卡匣、以及如权利要求16至18中的任一项所述的适配器。
全文摘要
本发明涉及用于测试无零件印刷电路板的并行测试器的全网式卡匣、用于该全网式卡匣的弹簧接触销、以及用于测试无零件印刷电路板的并行测试器的适配器。根据本发明的第一方面，弹簧接触销由膜固定于全网式卡匣。根据本发明的另一方面，全网式卡匣包含两块板，其可沿着弹簧接触销的轴向相对移动且可垂直轴向运作。根据本发明的第三方面，弹簧接触销设有中心弹簧接触点。根据本发明的又一方面，适配器设有配置扫描头的接触销，其中接触销具有锁定凸出件，用以将接触销固定以避免其掉落至适配器的导板上。
文档编号G01R31/28GK101849188SQ200880110211
公开日2010年9月29日 申请日期2008年9月29日 优先权日2007年10月2日
发明者吕迪格·德默尔, 安德烈亚斯·居尔措 申请人:Dtg国际有限公司