柔性电路板测试装置的制作方法

文档序号:11132106阅读:771来源:国知局
柔性电路板测试装置的制造方法

本发明涉及电路板测试领域,尤其涉及一种柔性电路板测试装置。



背景技术:

随着加工工艺的日益提高,电路板制作得越来越精密。尤其是随着移动终端的更新换代,柔性电路板(FPC)更是被广泛应用,同时对FPC的质量要求也越来越高,因此对柔性电路板品质的把控也来越严格,对于FPC的测试装置也提出了更高的要求。

目前针对柔性电路板的测试内容包括:开短路、电流、电压、电阻、电容,电感,二极管等。常规的测试流程是先把FPC放在夹具里面,位置放好后,上下夹具闭合,测试板开始测试,并反馈测试结果,测试完毕后,取出FPC。常规的测试装置只在常温下进行测试。但是,在柔性电路板的使用过程中往往会发热,温度升高,而常规的测试装置难以反映电路板由于发热对电路板的性能影响,因此测试结果对实际应用来说,参考价值并不高。

比如,为了缩减体积,大部分厂家采用多层积堆工艺来制造FPC,层与层之间采用过孔联通。由于工艺问题,过孔时有可能出现焊锡不良,制作得到的FPC虽然常温下能导通,但在高温条件下会焊锡破裂,从而出现不能导通的情况,尤其是BVH(Blind Via Hole)过孔。BVH盲导孔在复杂的多层板中,部份导通孔因只需某几层之互连,故刻意不完全钻透,又或者事先把需要连通的电路层在个别电路层的时候就先钻好孔,最後再黏合起来。由于光学无法检测,常温下性能也符合要求,而往往当FPC温度升高后,过孔焊锡因破裂而导致线路不导通或者阻值加大,进而影响产品的性能,而这在常规的测试方案下是不能甄别的。



技术实现要素:

本发明提供一种柔性电路板的测试装置,该装置能够反映FPC电路在高温环境下的情况,为用户提供更可靠的技术支持。

本发明提供一种柔性电路板测试装置,包括:

模具部件;

取料部件,取料部件用于将柔性电路板送至模具部件或从模具部件将柔性电路板取走;

温控部件,温控部件邻设于模具部件,其包括温控器和热风组件,热风组件用于加热模具部件;

测试部件,测试部件与柔性电路板之间电性连接。

优选地,温控部件中的热风组件包括依次连接的热风箱、热风枪和热风管,热风箱用于产生风,热风枪用于加热来自热风箱的风,热风管用于引导热风,热风管的出口靠近模具部件。

优选地,取料部件包括:吸取工具和取料臂,吸取工具设于取料臂的底部,吸取工具用于吸取或放下柔性电路板。

优选地,吸取工具包括用于将柔性电路板移动至模具部件的上料吸嘴和用于将柔性电路板从模具部件取走的下料吸嘴。

优选地,取料臂的底部还设有用于与模具部件配合的第二导柱。

优选地,模具部件包括上模具、下模具和温度感应器,上模具和下模具相互配合以实现开合,温度感应器设于上模具或下模具。

优选地,上模具设有上模基板,上模基板上设有凸模、上模探针、温度感应器和第一导柱,下模具设有下模基板、凹模、导套和下模探针,凸模与凹模相互对应,第一导柱和导套相互对应。

优选地,下模还设有弹性导柱,弹性导柱与凹模固定连接,可相对于下模基板活动。

优选地,测试部件为四端子测试器,测试部件与柔性电路板之间通过探针电性连接。

优选地,还包括良品分料槽和不良品分料槽,取料部件将检测后的柔性电路板移动至良品分料槽或不良品分料槽。

对比现有技术,本发明采用了温控部件对模具部件进行加热,使得柔性电路板夹在模具部件时,能够模拟柔性电路板在实际使用中的发热状态,得到在高温条件下的测试结果,使得结果更加具有参考价值;温控部件中的温控器可以控制加热温度,增强了温度的稳定性,增加了测试的可靠性;同时采用取料部件将柔性电路板移动至模具部件以待测试,以及在测试完毕后将柔性电路板从模具部件移走,加快了测试的效率,避免人工操作带来的失误。

附图说明

图1为本发明的一种实施例的结构示意图;

图2A为图1中的上模具的立体结构示意图1;

图2B为图1中的上模具的立体结构示意图2;

图3A为图1中的下模具的立体结构示意图1;

图3B为图1中的下模具的立体结构示意图2;

图4为图1中温控部件的结构示意图;

图5为图1中的取料部件的结构示意图;

图6为图5中的第二导柱和吸取工具的结构示意图;

图7A为图5的取料部件在预放位吸取FPC的局部示意图;

图7B为图5的取料部件中吸取工具吸取FPC至下模具的局部示意图;

图7C为图5的取料部件中吸取工具将FPC从下模具移走的局部示意图;

图7D为图5的取料部件中吸取工具将FPC移至良品分料槽的示意图;

图7E为图5的取料部件中吸取工具将FPC移至不良品分料槽的示意图;

图8为本发明一实施例中的工作流程示意框图;

图9为本发明一实施例的测试结果的示意柱状图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

请参见图1,在本发明的一实施例中,提供一种柔性电路板测试装置,该测试装置设有一外壳1,并分为上中下部。中部12和下部14之间设有工作台13,在工作台13上设有模具部件3和取料部件5,设于上部11的温控部件2穿过中部12并伸至模具部件3为模具部件3加热,设于下部14的测试部件6通过模具部件3与待测的柔性电路板电性连接。下部14还包括良品分料槽54和不良品分料槽55(如图5),取料部件5将检测后的柔性电路板移动至良品分料槽54或不良品分料槽55。在其他实施例中各部件的排布可根据实际需要设置。在本实施例中,上部11还可设有显示屏25(如图4),用于显示测试结果、通过率等等信息,上部11还可设有指示灯27(如图4),通过指示灯27的颜色或亮灭来表示测试结果,比如测试通过亮绿灯,测试不通过亮红灯,测试过程正在进行时亮黄灯。

请参见图2A、2B、3A和3B,其中,模具部件包括上模具30和下模具40。上模具30设有上模基板31,上模基板31的第一面311上设有凸模35、上模探针、温度感应器34和第一导柱33。下模具40设有下模基板41、凹模42、导套43和下模探针。

在上模具30中,上模基板31用于固定凸模35。优选地,为了保护凸模35,在上模基板31第一面311的相对面上设有上模盖板32,上模盖板32将凸模35覆盖,避免凸模35直接与其他部件接触从而受到磨损。凸模35用于与下模具40的凹模42相互配合,把待测的柔性电路板夹于其中,起到定位柔性电路板的作用。上模探针可根据不同需求设置,在本实施例中上模探针包括靠近凸模35的第一探针361和远离凸模35的第二探针362。上模探针用于与FPC的待测部分接触,作为FPC电测评估的接入口,并与测试部件6电性连接。在本实施例中,温度感应器34设于上模具30,用于检测整个模具部件的温度,以便实时监控检测温度,在其他实施例中,温度感应器34也可以设于下模具40。第一导柱33可以设置至少一根,在本实施例中设有3根。第一导柱33用于与下模具40的导套43相互配合,导套43为凹陷的腔体,第一导柱33对应导套43的位置并伸入导套43的腔体中,使得上模具30和下模具40相对固定,便于进行检测。

在下模具40中,下模基板41用于固定凹模42。在本实施例中,下模探针包括从凹模42表面穿出的第三探针441和远离凹模42的第四探针442。下模探针也是为了与FPC的待测部分接触,作为FPC电测评估的接入口,并与测试部件6电性连接。分别在上模具30设置上模探针,在下模具40设置下模探针的原因在于,在柔性电路板上的待测部分有的位于顶面,有的位于底面,因此在上模具30和下模具40分别设置探针就能够方便检测位于顶面和底面的待测部件。优选地,在下模具40的底部设有弹性导柱45(如图3B)。托板46通过支撑柱47与下模基板41连接,弹性导柱45与凹模42连接,并且弹性导柱45的长度短于支撑柱47,因此弹性导柱45在无外力的情况下不与托板46接触。弹性导柱45在模具部件3工作时,上模具30往下移动并与下模具40相互配合的过程中,上模具30给下模具40一个向下的力,使凹模42与弹性导柱45相对于下模基板41向下活动,直至弹性导柱45与托板46接触,此时由于第三探针441与下模基板41相对固定,因此第三探针441的头部伸出于凹模42,便于与FPC的待测部件电性接触。

请参见图4,温控部件2包括温控器21和热风组件。温控器21监视和控制模具部件的温度,让两者的温度保持在设定的范围内。热风组件用于加热模具部件。温控器21接收温度感应器反馈的温度,并与设定温度进行比较,确定是否继续加热。热风组件包括依次连接的热风箱22、热风枪23和热风管24,热风箱22用于产生风,热风枪23用于加热来自热风箱22的风,热风管24用于引导热风,热风管24的出口靠近模具部件。热风箱22抽取外界空气,外界空气形成气流后从热风箱22进入热风枪23,在加热条件下气流温度升高形成热风,热风从热风枪23进入热风管24,最后从热风管24的出口吹出,为模具部件加热。热风管24的出口可正对上模具的侧部。当上模具3和下模具对准闭合后,热风持续对上模具和下模具加热。为了方便操作,显示屏25、指示灯26和真空压力控制器27,与温控器21设于同一个平面。

请参见图5和图6,在工作台13上设有预放位52和取料部件5,其中取料部件5包括吸取工具、固定轴58和取料臂53。可通过在工作台13或其他位置设置用于启动取料动作的操作件51。可通过人工控制或通过程序设置来控制取料臂53。固定轴58与取料臂53活动连接,取料臂53可绕固定轴58水平方向转动,转动角度可为360度。取料臂53的末端为一平板531,在平板531的底部设有吸取工具和第二导柱56。吸取工具包括用于将柔性电路板移动至模具部件的上料吸嘴571和用于将柔性电路板从模具部件取走的下料吸嘴572。在其他实施例中,也可以仅使用一个吸嘴。区分上料吸嘴571和下料吸嘴572可以减少两块FPC的操作时间间隙,加快取料效率。在本实施例中,设有两个上料吸嘴571和两个下料吸嘴572,吸嘴数量的设置根据真空度和待测的柔性电路板的质量来选择。通过设置在本装置上部的真空压力控制器26(如图4)来控制和检测吸嘴是否吸有待测的柔性电路板。

优选地,为了使下料位置更加准确,平板531的底部还设有用于与模具部件3配合的第二导柱56。将待测的柔性电路板移至下模具时,通过第二导柱56与下模具的导套相互配合定位后,再把待测的柔性电路板放置于下模具上,这样避免了下料对准位置时容易出现的错位问题,以免损坏待测柔性电路板,通过增加的第二导柱56就能够解决上述问题。

请参见图7A至7E,以图为例说明本实施例中取料部件5的工作过程。

把待测柔性电路板放置在预放位52上,控制取料臂53转至预放位52处。预放位52设有与第二导柱56配合定位的盲孔521。由于上料吸嘴571和下料吸嘴位于同一平板531上,因此吸取FPC时只需要使部分第二导柱56与相应的盲孔521配合,令上料吸嘴571处于FPC的正上方即可。待第二导柱56与盲孔521配合后,控制第一吸嘴吸取待测FPC,吸取后第二导柱56与盲孔521分离,并控制取料臂53旋转至下模具40处。

到达下模具40的上方时,部分第二导柱56与导套43相配合,使得上料吸嘴571和其吸取的FPC位于凹模42的上方,位置对准后,上料吸嘴571将FPC放置在下模具40上,完成上料。

检测结束后,取料臂53的部分第二导柱56与导套43配合,使得下料吸嘴572移动至下模具40正上方,下料吸嘴572吸取FPC,根据测试部件检测得到的结果,控制取料臂53移动至分料槽。若检测通过,则将FPC移动至良品分料槽54,反之,则移动至不良品分料槽55。

本发明中的测试部件6为四端子测试器,测试部件6与柔性电路板之间通过探针电性连接。由于BVH过孔的本身阻值很小,再加上阻值在常温和高温下的阻值变化也小,常规的两线测试因线阻和精度较低,难以反映测试阻值的随温度的变化情况,因此采用四端子测试的方法。待测柔性电路板中的在线被层电阻经过四线制在线电阻-电压转换器后到达A/D转换器,为确保精度,对被测信号进行判断,判断是否超量程或欠量程,若不超过,则经A/D转换后输送至显示译码,若超过,则将信号传输至量程自动转换单元,根据实际信号进行自动连续的量程切换,再返回四线制在线电阻-电压转换器,经A/D转换后显示译码。

四端子测试的方法能消除线阻的影响,测试精度高,满足精度要求。四端子测试器中采用的四线制在线电阻-电压转换器可产生电隔离效应,能有效地排除被测电阻与其它相连电阻之间的作用,以及减小测量输入引线所造成的误差.在不断开被测电阻的条件下,可直接对电阻网络中的电阻进行测量,保持了电子设备结构的完整性。

请参见图8,通过图8说明本发明的一实施例的实际工作过程。

S1、将待测FPC置于预放位。

S2、取料臂将FPC移动至下模具。通过操作件启动取料臂,取料臂转动至预放位,待第二导柱与盲孔配合后,使用上料吸嘴吸取FPC,并且移动至下模具处。取料臂的第二导柱与下模具的导套相互配合定位后,把FPC放置于下模具上。

S3、上下模具闭合。待FPC到位后,将上模具下压至下模具上方,此时上模具的第一导柱与下模具的导套相互对准,并配合定位。

S4、温控部件加热模具部件。温控部件中的热风组件将热风输送至热风管的出口,热风对模具部件进行加热。

S5、判断模具部件的温度是否达到预定值。此时上模具的温度感应器会将实时温度传输至温控器,温控器分析温度值得到结果。

若是,则进行S6,若否,则温控系统进行闭环调节,返回S4。

S6、测试部件进行测试并得到结果。FPC上的待测部件通过上模探针和/或下模探针,与测试部件进行电性连接,测试部件接收到电信号后对信号进行处理分析,得出的测试结果发送至处理器中,处理器将测试结果显示在显示屏上。同时,处理器将分料动作信号发送至取料臂。

S7、取料臂对FPC分料处理。测试结束后,上下模具分开,取料臂接收到处理器的分料动作信号后,移动至下模具上方,将部分第二导柱与导套配合,使得下料吸嘴对准FPC。对准后,下料吸嘴将FPC吸取,根据分料动作信号,若测试通过,则将FPC移动至良品分料槽,反之,则移动至不良品分料槽。

请参见图9,图9示出了本发明一实施例进行测试后的结果。测试对象是编号为U1_2-J1_2的FPC,分别温度为26摄氏度和85摄氏度的条件下测量FPC过孔的BVH过孔的阻值,分别测量的过孔的数量是300。由图中可见,FPC过孔在常温26摄氏度时,测得BVH过孔的加温前阻值A的范围在127至139,而加热达到85摄氏度时再进行阻值测量时,BVH过孔的加温后阻值B的范围在155至181,极限值C为179。可见加温后阻值B比加温前阻值数值A整体偏大,说明了在温度升高时阻值变大,导致影响产品的性能的这一问题无法通过常规的电路板测试装置检测。

本发明采用了温控部件对模具部件进行加热控温,使得柔性电路板夹在模具部件时,能够模拟柔性电路板在实际使用中的发热状态,得到在高温条件下的测试结果,使得结果更加具有参考价值,从而可以指导生产,提高良品率。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。

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