一种双探针飞针测试装置的校准方法与流程

本发明涉及线路板测试技术领域，具体涉及一种双探针飞针测试装置的校准方法。

背景技术：

飞针测试是一种线路板测试技术，具体通过两根探针同时接触线路板上的两个端点并进行通电，根据所获得的电学量进行开短路判断。图1是现有的一种探头的示意图，其中，每个探头上只有一根探针和一个CCD摄像头，通过CCD观察被测线路板，可以实现CCD和被测线路板的精确定位，然而为了实现探针和被测线路板的精确定位，必须获取CCD和探针的位置关系。为了获取CCD和探针的位置关系，可以通过使探针扎一个圆焊盘的方法找出圆盘中心，记录下探针对准圆盘中心时的机械坐标,然后移动CCD，使CCD中心对准圆盘中心，记录下此时CCD的机械坐标，通过以上两个机械坐标就可以得到CCD到针尖的位移。

然而，由于测试一对端点需要移动两个探头，这种单探针的探头测试效率不高。如果为了提高效率在探头上设置多个探针，则仍需获得CCD和多个探针之间的位置关系，但上述的获取CCD和探针位置关系的方法又不再适用。

技术实现要素：

因此，本发明要解决的技术问题在于，现有的单探针测试技术效率不高，而现有的校准方法不适用于具有多探针的探头。

为此，本发明实施例提供了一种双探针飞针测试装置的校准方法，所述飞针测试装置包括安装在同一探头上的摄像单元和所述双探针，所述双探针包括所述固定探针和可调节与所述固定探针距离的移动探针，所述探头可围绕其旋转轴自转和在X-Y轴上平移，所述方法包括：获取所述固定探针当所述探头从其旋转轴的原点开始自转0度时的第一坐标、自转90度时的第二坐标、和自转180度的第三坐标；获取所述移动探针当其距离所述固定探针初始距离时的第四坐标以及当其距离所述固定探针预设距离时的第五坐标；获取所述摄像单元的坐标；根据所述第一、第二、第三、第四、第五坐标和所述摄像单元的坐标，获取当所述固定探针和所述移动探针的距离为第一距离D、所述固定探针和所述移动探针的连线与所述X轴夹角为第一角度aN时，所述固定探针到所述摄像单元的距离；根据所述固定探针到所述摄像单元的距离对所述双探针飞针测试装置进行校准。

可选的，所述获取所述固定探针当所述探头从其旋转轴的原点开始自转0度时的第一坐标、自转90度时的第二坐标、自转180度的第三坐标包括：当所述探头从其旋转轴的原点开始自转0度时，移动所述探头使所述固定探针对准校准零点，获取所述第一坐标；当所述探头从其旋转轴的原点开始自转90度时，移动所述探头使所述固定探针对准所述校准零点，获取所述第一坐标；当所述探头从其旋转轴的原点开始自转180度时，移动所述探头使所述固定探针对准所述校准零点，获取所述第三坐标。

可选的，所述获取所述移动探针当其距离所述固定探针初始距离时的第四坐标以及当其距离所述固定探针预设距离时的第五坐标包括：旋转所述探头到其旋转轴的原点；移动所述移动探针使所述移动探针距离所述固定探针所述初始距离；移动所述探头使所述移动探针对准校准零点，获取所述第四坐标；移动所述移动探针使所述移动探针距离所述固定探针所述预设距离；移动所述探头使所述移动探针对准所述校准零点，获取所述第五坐标；所述获取所述摄像单元的坐标包括：移动所述探头使所述摄像单元的中心对准所述校准零点，获取所述摄像单元的坐标。

可选的，所述根据所述第一、第二、第三、第四、第五坐标和所述摄像单元的坐标，获取当所述固定探针和所述移动探针的距离为第一距离D、所述固定探针和所述移动探针的连线与所述X轴夹角为第一角度aN时，所述固定探针到所述摄像单元的距离包括：根据所述第一、第二和第三坐标获取所述固定针的旋转半径和旋转圆心坐标；根据所述第一、第四和第五坐标获取所述第一坐标在连接所述第四坐标和第五坐标的直线上的投影坐标；根据所述第一坐标和所述投影坐标获取所述第一坐标到所述连接所述第四坐标和第五坐标的直线的第二距离d；根据所述第一距离D和所述第二距离d，获取当所述移动针和所述固定针的距离为所述第一距离D时，所述移动针到所述投影坐标的第三距离dNN；根据所述第五坐标、所述投影坐标和所述第三距离dNN，获取当所述移动针和所述固定针的距离为所述第一距离D时，所述移动针的第六坐标，以及所述移动针从其距离所述固定针所述初始距离的位置开始需要移动的第四距离；根据所述第一坐标和所述旋转圆心坐标，获取所述第一坐标与所述旋转圆心坐标所成角度；根据所述第六坐标和所述旋转圆心坐标，获取所述第六坐标和所述圆心坐标所成角度；根据所述第六坐标和所述第一坐标，获取所述第六坐标和所述第一坐标所成角度；根据所述第六坐标和所述第一坐标所成的角度和所述第一角度aN，获取当所述固定探针和所述移动探针的连线与所述X轴夹角为第一角度aN时，所述探头从其旋转轴的原点开始需要旋转的第二角度aNN；根据所述旋转圆心坐标、所述旋转半径、所述第一坐标和所述第二坐标所成的角度、以及所述第二角度aNN，获取当所述固定探针和所述移动探针的距离为第一距离D、所述固定探针和所述移动探针的连线与所述X轴夹角为第一角度aN时，所述固定针的第七坐标；根据所述摄像单元的坐标和所述第七坐标，获取当所述固定探针和所述移动探针的距离为第一距离D、所述固定探针和所述移动探针的连线与所述X轴夹角为第一角度aN时，所述固定探针到所述摄像单元的距离。

本发明实施例的双探针飞针测试装置的校准方法，通过设置在同一个探头上的固定探针和移动探针，减少了探头的移动，提高了测试效率；当双探针在不同角度、不同间距时(即所述固定探针和所述移动探针的距离为第一距离、所述固定探针和所述移动探针的连线与所述X轴夹角为第一角度)，仅仅通过六个坐标(即当所述探头从其旋转轴的原点开始依次自转0度、90度时和180度时所述固定探针的三个坐标，当所述移动探针距离所述固定探针分别为初始距离和预设距离时所述移动探针的两个坐标，以及所述摄像单元的坐标)，就可以获取所述固定探针到所述摄像单元的距离；从而实现对双探针位置的校准，保证双探针能够准确地扎到被测线路板上对应的点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有的单探针飞针测试装置的示意图；

图2为本发明实施例的双探针飞针测试装置的示意图；

图3为本发明实施例的双探针飞针测试装置校准过程的示意图；

图4为本发明实施例的校准用玻璃板的示意图；

图5为本发明实施例的双探针飞针测试装置的校准方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图2所示，本发明实施例的双探针飞针测试装置包括：探头、摄像装置(例如CCD摄像头)、固定探针和移动探针，其中，该探头和该摄像装置的相对位置固定，该探头可围绕其旋转轴自转-180到180度，固定探针和移动探针设置在该探头的底部，固定探针在探头上的位置固定，移动探针可以调整其与该固定探针的间距。该双探针飞针测试装置利用传动装置可以在X-Y轴平面上移动，相当于探头也在X-Y轴上平移。具体地，虽然理想情况是，当探头处于其旋转原点，即旋转轴的机械原点时，固定探针和移动探针的连线与X轴平行，从而可以容易地得知探头旋转后固定探针和移动探针的连线与X轴所成角度；移动探针和固定探针的连线穿过该旋转轴，且该移动探针的移动轨迹也与该连线重合，从而当例如需要移动探针和固定探针的间距为5mm时，使移动探针移动5mm就可以了，而且移动探针和固定探针的坐标也容易计算。然而事实上，当探头处于其旋转原点，固定探针和移动探针的连线通常与X轴成一个未知的角度；移动探针和固定探针的连线不一定穿过该旋转轴，移动探针的移动轨迹也不一定与该连线重合。这些不确定性给校正双探针飞针测试装置带来很大困难。以下将会进行说明，通过本发明实施例的矫正方法，即便存在上述不确定性的情况下，仍可以实现对探针的校正。

当本发明实施例的双探针飞针测试装置进行校准时，如图3和图4所示，将飞针测试装置靠近一校准用的钢化玻璃板，该玻璃板上带有虚十字线用于对位，玻璃板下设置一高分辨率高精度CCD，用于查看探针针尖的位置，校准原点位于该玻璃板上的虚十字线中心。当校准时，移动探针到对准该校准原点，对准通过该高分辨率高精度CCD来确认，记录下此时的坐标。

以下对本发明实施例的双探针飞针测试装置的校准方法进行具体说明。

如图5所示，本发明实施例的双探针飞针测试装置的校准方法，包括：

S1.获取所述固定探针当所述探头从其旋转轴的原点开始自转0度时的第一坐标、自转90度时的第二坐标、和自转180度的第三坐标。具体地，当所述探头从其旋转轴的原点开始自转0度时，移动所述探头使所述固定探针对准校准零点，获取所述第一坐标；当所述探头从其旋转轴的原点开始自转90度时，移动所述探头使所述固定探针对准所述校准零点，获取所述第二坐标；当所述探头从其旋转轴的原点开始自转180度时，移动所述探头使所述固定探针对准所述校准零点，获取所述第三坐标。

S2.获取所述移动探针当其距离所述固定探针初始距离时的第四坐标以及当其距离所述固定探针预设距离时的第五坐标。该预设距离例如是，从初始距离开始，通过增大移动探针和固定探针的距离1mm得到。具体地，首先旋转所述探头到其旋转轴的原点，然后移动所述移动探针使所述移动探针距离所述固定探针所述初始距离，最后移动所述探头使所述移动探针对准校准零点，获取所述第四坐标；首先移动所述移动探针使所述移动探针距离所述固定探针所述预设距离，再移动所述探头使所述移动探针对准所述校准零点，获取所述第五坐标。

S3.获取所述摄像单元的坐标。具体地，移动所述探头使所述摄像单元的中心对准所述校准零点，获取所述摄像单元的坐标。

S4.根据所述第一、第二、第三、第四、第五坐标和所述摄像单元的坐标，获取当所述固定探针和所述移动探针的距离为第一距离D、所述固定探针和所述移动探针的连线与所述X轴夹角为第一角度aN时，所述固定探针到所述摄像单元的距离；

S5.根据所述固定探针到所述摄像单元的距离对所述双探针飞针测试装置进行校准。

本发明实施例的双探针飞针测试装置的校准方法，通过设置在同一个探头上的固定探针和移动探针，减少了探头的移动，提高了测试效率；当双探针在不同角度、不同间距时，通过仅仅六个坐标，就能获取摄像单元到固定探针的距离，从而实现对双探针位置的校准，保证双探针能够准确地扎到被测线路板上对应的点。

具体地，上述步骤S4可以包括：

1).根据所述第一、第二和第三坐标获取所述固定针的旋转半径和旋转圆心坐标。设所述第一、第二和第三坐标分别为(x0,y0),(x1,y1),(x2,y2)，所述固定针的旋转半径为R1，所述旋转圆心坐标为(X_R1,Y_R1)，则具体的计算步骤如下

X_R1＝(x0+x2)/2

Y_R1＝(y0+y2)/2

R＝Sqr((x0-x2)^2+(y0-y2)^2)

R1＝(R+Sqr((x1-X_R1)^2+(y1-Y_R1)^2))/3；

2).根据所述第一、第四和第五坐标获取所述第一坐标在连接所述第四坐标和第五坐标的直线上的投影坐标。设第四坐标为(x3,y3),第五坐标为(x4,y4),该投影坐标为(px,py)，则计算步骤如下：

K＝((x0-x3)*(x4-x3)+(y0-y3)*(y4-y3))/((x4-x3)^2+(y4-y3)^2)

px＝K*(x4-x3)+x3

py＝K*(y4-y3)+y3；

3).根据所述第一坐标和所述投影坐标获取所述第一坐标到所述连接所述第四坐标和第五坐标的直线的第二距离d，其中

d＝Sqr((y0-py)^2+(x0-px)^2)；

4).根据所述第一距离D和所述第二距离d，获取当所述移动针和所述固定针的距离为所述第一距离D时，所述移动针到所述投影坐标的第三距离dNN，其中

dNN＝Sqr(Abs(D^2-d^2))；

5).根据所述第五坐标、所述投影坐标和所述第三距离dNN，获取当所述移动针和所述固定针的距离为所述第一距离D时，所述移动针的第六坐标(dNNx，dNNy)，以及所述移动针从其距离所述固定针所述初始距离的位置开始需要移动的第四距离Dist1。具体的计算步骤如下：

d4＝Sqr((y4-py)^2+(x4-px)^2)

dNNk＝dNN/d4

dNNx＝dNNk*(x4-px)+px

dNNy＝dNNk*(y4-py)+py

Dist1＝Sqr((x4-dNNx)^2+(y4-dNNy)^2)；

6).根据所述第一坐标和所述旋转圆心坐标，获取所述第一坐标与所述旋转圆心坐标所成角度OaG，，其中

OaG＝Atn((y0-Y_R1)/(x0-X_R1))*180/π；

7).根据所述第六坐标和所述旋转圆心坐标，获取所述第六坐标和所述圆心坐标所成角度OaY，其中

OaY＝Atn((dNNy-Y_R1)/(dNNx-X_R1))*180/π；

8).根据所述第六坐标和所述第一坐标，获取所述第六坐标和所述第一坐标所成角度OaC，其中

OaC＝Atn((dNNy-y0)/(dNNx-x0))*180/π；

9).根据所述第六坐标和所述第一坐标所成的角度和所述第一角度aN，获取当所述固定探针和所述移动探针的连线与所述X轴夹角为第一角度aN时，所述探头从其旋转轴的原点开始需要旋转的第二角度aNN，其中

aNN＝aN–OaC；

10).根据所述旋转圆心坐标、所述旋转半径、所述第一坐标和所述第二坐标所成的角度、以及所述第二角度aNN，获取当所述固定探针和所述移动探针的距离为第一距离D、所述固定探针和所述移动探针的连线与所述X轴夹角为第一角度aN时，所述固定针的第七坐标(X3N,Y3N)，其中

X3N＝Rx+Rr*Cos((OaG+aNN)/180*π)

Y3N＝Ry+Rr*sIn((OaG+aNN)/180*π)；

11).根据所述摄像单元的坐标(x5,y5)和所述第七坐标，获取当所述固定探针和所述移动探针的距离为第一距离D、所述固定探针和所述移动探针的连线与所述X轴夹角为第一角度aN时，所述固定探针到所述摄像单元的距离(x5-X3N,y5-Y3N)。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。