测试座的制作方法

1.本实用新型涉及用于对部件承载件在恶劣条件下进行测试的测试座。


背景技术：

2.部件承载件比如印刷电路板(pcb)或基板对有源电子部件和无源电子部件进行机械支撑及电连接。电子部件安装在部件承载件上并相互连接以形成工作电路或电子组件。
3.部件承载件包括尺寸小于0.3mm的多个垫。部件承载件以及安装在部件承载件上的部件必须在被制造之后进行测试。因此，部件承载件的相应的垫连接至测试控制装置的测试接触针。测试控制装置向部件承载件发送相应的信号以及接收来自部件承载件的相应的信号，并且对相应的信号是否在预定测试范围内进行评估，以对部件承载件及其部件的正确运行进行验证。
4.在具有一个共同的垫设计的部件承载件的各个测试之间，相应的接触针的设置由于例如待测试的部件承载件的对准变化而必须被再次调节。因此，对于每个接触针，必须要确认的是：是否提供了与相应的垫的正确接触从而进行部件承载件的正确测试。此外，由于部件承载件在恶劣条件下(例如，较高的振动、加速度或温度)进行测试，因此，部件承载件相对于接触针的相对位置可能会受到干扰，并且部件承载件与接触针的接触可能会被中断。
5.因此，可能需要为测试部件承载件而提供更有效且更稳健的测试设置。


技术实现要素：

6.这种需要可以通过用于对部件承载件在恶劣条件下进行测试的测试座来满足。
7.根据第一方面，提出了一种用于对部件承载件在恶劣条件下进行测试的测试座。测试座包括安装板，安装板具有用于安装部件承载件的安装区域并且具有位于安装区域中的针孔的阵列。测试座还包括用于将部件承载件固定在安装板上的安装区域中的固定件。测试座还包括多个弹性电针(即针)，弹性电针延伸穿过针孔中的部分针孔，以用于：当部件承载件安装在安装板上的安装区域中时，弹性电针与部件承载件进行电接触。
8.根据另外的方面，提出了一种用于对部件承载件在恶劣条件下进行测试的方法，特别地，提出了一种通过上述测试座对部件承载件在恶劣条件下进行测试的方法。部件承载件通过固定件固定在安装板上的安装区域中。多个弹性电针布置在针孔中的部分针孔中，以用于：当部件承载件安装在安装板上的安装区域中时，多个弹性电针与部件承载件进行电接触。
9.在本技术的上下文中，术语“部件承载件”可以具体地表示能够在部件承载件上和/或在部件承载件中容纳一个或更多个部件以提供机械支撑和/或电连接的任何支撑结构。换言之，部件承载件可以构造为用于部件的机械和/或电子承载件。特别地，部件承载件可以是印刷电路板、有机插置件、和ic(集成电路)基板中的一者。部件承载件也可以是将上述类型的部件承载件中的不同的部件承载件组合的混合板。部件承载件包括多个测试点
(例如垫)，测试点的尺寸小于例如0.3mm。测试点沿着部件承载件以及/或者穿过部件承载件而连接至相应的传导迹线，并且测试点例如连接至安装在部件承载件上或安装在部件承载件中的部件。
10.安装板为部件承载件以及弹性电针提供支撑。因此，安装板包括能够固定及支撑部件承载件的安装区域。安装区域为部件承载件提供刚性且硬性的支撑，使得作用在部件承载件上的力——例如振动力、加速度力和/或压力——可以传递至安装板。同时，安装板包括针孔的阵列，弹性电针插入通过针孔。针孔特别地限定了从安装板的布置有部件承载件的表面延伸至安装板的能够由例如弹性电针触及的相反表面的通孔。
11.固定件构造成用于将部件承载件固定至安装板上的安装区域。固定件构造成使得特别是一系列/一行的部件承载件分别可以相对于安装板和针孔的阵列以预定的对准和取向被固定。因此，在对第一部件承载件进行测试之后而安装具有相同的部件承载件设置的第二部件承载件的情况下，相比于之前被测试的第一部件承载件，第二部件承载件被精确地对准。因此，弹性电针的新的校准和重新对准可能是过时的，这是因为弹性电针与待测试的部件承载件的相应的测试点(例如垫)的相对布置结构会通过由固定件将部件承载件以相对于安装板相同的取向和对准来固定而提供。
12.电针布置在针孔中，以使得：当部件承载件固定及安装在安装板的安装区域中时，弹性电针接触待测试的部件承载件的相应的垫。具体地，安装板可以包括比用于接触部件承载件的弹性电针的数量更多的针孔。换言之，不必在每个针孔中设置相应的弹性电针。根据部件承载件上的测试点(例如垫)的布置结构，位于相应的测试点下方的相应的针孔用于使相应的弹性电针插入，以接触该相应的测试点。因此，定制的弹性电针的阵列插入相应的针孔中，以在部件承载件的期望连接位置处通过弹性电针来接触部件承载件。
13.弹性电针可以是弹性的，这意味着针可以被按压成抵靠测试点(例如垫)，并且因此弹性电针可以在载荷的作用下略微变形。在部件承载件从安装板和相应的针拆卸的情况下，弹性电针移动返回至弹性电针的初始形状/长度。因此，弹性电针可以例如从安装板的可以布置有部件承载件的安装表面突出。部件承载件可以被按压成抵靠安装表面，使得弹性电针可以被按压及变形，从而使弹性电针被按压返回至相应的针孔。然而，由于弹性电针的弹性特性，在部件承载件被按压到安装板的安装表面上或部件承载件位于安装板的安装表面上的情况下，弹性电针仍通过按压力而被按压成抵靠部件承载件的相应的垫。因此，可以提供弹性电针与待测试的部件承载件之间适当的连接稳定性。
14.通过上述测试座，提供了用于对部件承载件进行测试的有效且稳健的测试设置。由于部件承载件通过固定件固定地对准到安装板上，因此可以以有效的方式一个接一个地测试相同系列(即具有相似的几何约束和相应的相似的垫图案)的多个部件承载件，这是因为在进行部件承载件的测试之前不必施加部件承载件的另外的校准步骤。
15.根据另外的示例性实施方式，弹性电针以可移除的方式安装至测试座，使得弹性电针的布置结构是与部件承载件的测试点(例如垫)的分布相对应的。例如，在要对不同系列(即具有不同几何约束和相应的不同的垫图案)的部件承载件进行测试的情况下，可以将弹性电针移动到其他针孔中，以符合待测试的部件承载件的测试点的图案(例如垫)。因此，提供了用于对不同的部件承载件进行测试的测试设置的快速对准。
16.根据另外的示例性实施方式，安装板具有至少一个中空区域，安装板的中空区域
用于：当部件承载件安装在安装板的安装区域中时，将部件承载件暴露于周围环境。在对部件承载件于恶劣条件下进行测试期间，必须对部件承载件施加特定的温度分布(temperature profile)。在部件承载件没有被安装板的安装表面覆盖的情况下，可以更精确地施加温度分布。因此，中空区域为部件承载件和测试提供了更好的热分布的生成。此外，在测试过程于部件承载件中产生高温的情况下，部件承载件的被加热部分可以通过中空区域冷却，使得在部件承载件的测试期间实现改进的温度管理。
17.根据另外的示例性实施方式，测试座还包括与安装板连接并且相对于安装板间隔开的基部板。
18.根据另外的示例性实施方式，测试座包括间隔件构件，以用于将基部板相对于安装板间隔开，特别地，测试座包括间隔件构件，间隔件构件连接至安装板的边缘和基部板的边缘，以用于将基部板相对于安装板间隔开。因此，通过间隔件构件，可以在安装板与基部板之间形成空间，使得可以提供适当的空气对流，以用于改善部件承载件在测试条件期间的温度管理。此外，间隔件构件可以具有阻尼特性，使得可以减少基部板与安装板之间的振动。间隔件构件可以例如由弹性材料比如橡胶形成。
19.根据另外的示例性实施方式，基部板具有至少一个中空区域，基部板的中空区域用于：当部件承载件安装在安装板的安装区域中时，将部件承载件暴露于周围环境。在基部板包括用于保持空气对流的另外的中空区域的情况下，可以更精确地施加温度分布。
20.根据另外的示例性实施方式，基部板在安装区域中具有针孔的阵列，基部板的针孔的阵列与安装板的针孔的阵列对准，使得弹性电针延伸穿过安装板的针孔中的部分针孔并穿过基部板的针孔中的部分针孔。因此，弹性电针可以连接至测试控制单元，测试控制单元设置在基部板的外部，例如，测试控制单元设置基部板上。
21.根据另外的示例性实施方式，固定件构造成用于将部件承载件在(例如所有四个)边缘处进行固定。
22.根据另外的示例性实施方式，固定件构造成用于通过夹持来固定部件承载件。固定件可以包括用于将部件承载件沿朝向安装板的方向夹持的夹持元件。附加地或替代性地，固定件可以包括固定元件，固定元件可以被按压在部件承载件的侧向侧部处，以将部件承载件夹持在两个相对的夹持元件之间。因此，固定元件可以以可移动的方式(例如，以可滑动的方式)布置在安装板上，使得固定元件可以相对于彼此移动。
23.因此，在另外的示例性实施方式中，固定件构造成用于对不同尺寸和/或不同厚度的部件承载件进行固定。
24.根据另外的示例性实施方式，测试座配置成用于对部件承载件进行高加速应力测试，特别地，测试座配置成用于对部件承载件进行加偏置电压的高加速应力测试。由于固定件，部件承载件相对于安装板保持处于恒定位置，在部件承载件通过高测试力进行处理的情况下也是如此。
25.根据另外的示例性实施方式，安装板是由fr4材料制成的。根据另外的示例性实施方式，基部板是由fr4材料制成的。
26.根据另外的示例性实施方式，弹性电针包括弹簧，弹性电针的弹簧用于：当部件承载件安装在安装板的安装区域中时，将弹性电针弹性地按压到部件承载件上。弹簧可以安装在安装板和/或基部板的相应的针孔中。根据另外的示例性实施方式，在部件承载件从安
装板拆卸时，弹性电针仅由于弹性电针的弹性、或者由于弹性电针的弹性和弹簧效应之间的组合、或者仅由于弹簧效应而移动至初始位置。
27.根据另外的示例性实施方式，弹性电针包括探针头部和探针管，探针头部能够插入探针管中。探针头部构造成用于接触待测试的部件承载件的相应的垫。探针管固定至安装板和/或基部板，并提供弹性电针的固定和取向。例如，探针头部以可移除的方式固定至探头管。因此，在探针头部损坏的情况下，可以更换相应的被损坏的探针头部。
28.根据另外的示例性实施方式，探针头部以可移动的方式联接至探针管。具体地，弹性电针包括穿过安装板的延伸方向。探针头部相对于探针管的移动方向平行于延伸方向。在探针头部与探针管之间，可以布置相应的弹簧以提供保持强度，使得探针头部可以在与部件承载件断开联接的情况下移动至初始位置。
29.根据另外的示例性实施方式，弹性电针包括梢端部分，梢端部分具有小于0.5mm的直径，特别地，梢端部分具有小于0.3mm的直径。
30.根据另外的示例性实施方式，安装板的针孔的阵列和基部板的针孔的阵列是根据小于1mm的间距(例如，针孔彼此之间的距离)布置的。
31.根据另外的示例性实施方式，测试座配置成用于对部件承载件在至少达100℃的温度处进行测试。具体地，可以提供调节(tempering)单元，调节单元提供所需的测试温度。例如，调节单元可以是加热器，该加热器用于提供对部件承载件进行特定的温度测试的高温程度(high temperature rates)。此外，调节单元可以是冷却装置，以提供制冷测试或在测试期间对部件承载件进行冷却，从而防止由于高温而对部件承载件造成损坏。
32.根据另外的示例性实施方式，测试座配置成用于对部件承载件在至少达80％的湿度处进行测试。因此，可以提供加湿器单元以调节测试座周围空气的湿度。
33.根据另外的示例性实施方式，测试座配置成用于对部件承载件在至少达0.1mpa的压力处进行测试。因此，可以提供按压单元，按压单元包括例如按压杆，按压杆沿朝向安装板的方向按压部件承载件，使得部件承载件可以被按压在按压单元与安装板之间。
34.根据另外的示例性实施方式，测试座配置成用于对部件承载件在至少达1kv的电压处进行测试。因此，可以提供例如电源，电源产生包括期望的测试电压和测试电流的相应电力。电源电耦接至相应的弹性电针，以将测试电压或测试电流传输至待测试的部件承载件。
35.以上定义的方面和本实用新型的其他方面根据下文将要描述的实施方式而是明显的并参照这些实施方式进行说明。
附图说明
36.图1示出了根据本实用新型的示例性实施方式的测试座的截面示意图。
37.图2示出了如图1所示的测试座的立体图。
38.图3示出了根据本实用新型的示例性实施方式的包括多个针孔的安装板的示意图。
39.图4示出了根据本实用新型的示例性实施方式的具有探针头部和探针管的弹性电针的示意图。
具体实施方式
40.附图中的插图是示意性的。需要注意的是，在不同的附图中，相似或相同的元件或特征设置有相同的附图标记或与对应的附图标记仅第一位数字不同的附图标记。为了避免不必要的重复，已经相对于先前描述的实施方式阐明的元件或特征在之后描述的位置不再进行阐述。
41.此外，比如“前”和“后”、“上”和“下”、“左”和“右”等的空间相对术语用于描述附图中所示的一个元件与另外的元件的关系。因此，空间相对术语可以应用于在使用中与附图中所描绘的取向不同的取向。明显地，所有这些空间相对术语仅是为了便于描述而指代图中所示的取向，并且不一定是限制性的，因为根据本实用新型的实施方式的设备在使用时可以采用与图中所示的取向不同的取向。
42.图1示出了根据本实用新型的示例性实施方式的用于对部件承载件150在恶劣条件下进行测试的测试座100的截面示意图。图2示出了如图1所示的测试座100的立体图。
43.测试座100包括：安装板101，安装板101具有用于安装部件承载件150的安装区域并且具有位于安装区域中的针孔104的阵列；固定件103，固定件103用于将部件承载件150固定在安装板101上的安装区域中；以及多个弹性电针110，弹性电针110延伸穿过针孔104中的部分针孔，以用于：当部件承载件150安装在安装板101上的安装区域中时，弹性电针110与部件承载件150进行电接触。
44.安装板101为部件承载件150以及弹性电针110提供支撑。因此，安装板101包括能够固定及支撑部件承载件150的安装区域。安装区域为部件承载件150提供刚性且硬性支撑，使得作用在部件承载件150上的力——例如振动力、加速度力和/或压力——可以传递至安装板101。
45.安装板101包括针孔104的阵列，弹性电针110可以插入通过针孔。针孔104特别地限定了从安装板101的布置有部件承载件150的表面延伸至安装板101的面向例如基部板102的能够由弹性电针110触及的相反表面的通孔。
46.固定件103构造成用于将部件承载件150固定至安装板101上的安装区域。固定件103构造成使得部件承载件150相对于安装板101和针孔104的阵列以预定的对准和取向来固定。因此，在对第一部件承载件进行测试之后而安装对点设置进行连接的相同的第二部件承载件的情况下，相比于之前被测试的第一部件承载件，第二部件承载件被精确地对准。因此，弹性电针110的新的校准和重新对准可能是过时的，这是因为弹性电针110与待测试的部件承载件150的相应测试点(例如，垫151)的相对布置结构可以通过由固定件103将部件承载件150以相对于安装板101相同的取向和对准来固定而提供。
47.当部件承载件150固定及安装在安装板101的安装区域中时，弹性电针110接触待测试的部件承载件150的相应的垫151。
48.弹性电针110可以是弹性的，这意味着针110可以被按压成抵靠测试点(例如垫151)并且因此弹性电针110可以在载荷的作用下略微变形。在部件承载件150从安装板101和相应的针110拆卸的情况下，弹性电针110移动返回至弹性电针110的初始形状/长度。因此，弹性电针可以例如从安装板101的可以布置有部件承载件150的安装表面突出。部件承载件150可以被按压成抵靠安装表面，或者如图所示，部件承载件150可以被按压成抵靠固定件103，使得弹性电针110可以被按压及变形，从而使弹性电针110被按压返回。然而，由于
弹性电针110的弹性特性，在部件承载件150被按压到安装板101的安装表面上的情况下，弹性电针110仍通过按压力而被按压成抵靠部件承载件150的相应的垫151。
49.固定件103构造成用于通过夹持来固定部件承载件150。固定件103可以包括夹持元件，夹持元件用于将部件承载件沿朝向安装板101的方向夹持。固定件103的固定元件能够沿着安装板101的表面滑动，使得可以调节固定元件之间的距离。如图2所示，固定元件包括下保持器部分，该下保持器部分在部件承载件150的边缘上突出并且部分地覆盖部件承载件150的背离安装表面的顶表面，使得下保持器部分将部件承载件150向下保持以及例如按压至安装板101。另外地或替代性地，如图1所示，固定元件构造成用于压靠部件承载件150的侧向侧部，以将部件承载件150夹持在两个相对的固定元件之间。因此，固定元件可以以可移动的方式(例如，以可滑动的方式)布置在安装板101上，使得固定元件可以相对于彼此移动。因此，固定件103构造成用于对不同尺寸和/或不同厚度的部件承载件150进行固定。
50.测试座100还可以包括与安装板101连接并且相对于安装板101间隔开的基部板102。间隔件构件108、特别是连接至安装板101的边缘和基部板102的边缘的间隔件构件用于将基部板102相对于安装板102间隔开。
51.安装板101具有至少一个中空区域106，安装板101的中空区域106用于：当部件承载件150安装在安装板101的安装区域中时，将部件承载件150暴露于周围环境。在对部件承载件150于恶劣条件下进行测试期间，可以对部件承载件150施加特定的温度分布。在部件承载件150没有被安装板101的安装表面覆盖的情况下，可以更精确地施加温度分布。此外，可以减小安装板101的重量。类似地，基部板102具有至少一个中空区域107，基部板102的中空区域107用于：当部件承载件150安装在安装板101的安装区域中时，将部件承载件150暴露于周围环境。
52.基部板102还可以在安装区域中具有针孔105的阵列，基部板102的针孔105的阵列与安装板101的针孔104的阵列对准，使得弹性电针110延伸穿过安装板101的针孔104中的部分针孔并且穿过基部板102的针孔105中的部分针孔。因此，弹性电针110可以连接至设置在基部板102外部的测试控制单元，例如，弹性电针110可以连接至设置在基部板102上的测试控制单元。
53.弹性电针110例如是弹簧加载的并且因此包括弹簧，弹性电针110的弹簧用于：当部件承载件150安装在安装板101的安装区域中时，将弹性电针110弹性地按压到部件承载件150上。弹簧可以安装在安装板101和/或基部板102的相应的针孔104、105中。
54.图3示出了根据本实用新型的示例性实施方式的包括多个针孔104的安装板101的示意图。具体地，安装板101可以包括比用于接触部件承载件150的弹性电针110的数量更多的针孔104。根据部件承载件150上的测试点(例如垫151)的布置结构，位于相应的垫150下方的相应的针孔104用于使相应的弹性电针110插入，以接触相应的垫151。因此，定制的弹性电针110的阵列插入相应的针孔104中，以在部件承载件150的期望连接位置处通过弹性电针110来接触部件承载件150。弹性电针110可以包括梢端部分，梢端部分具有小于0.5mm的直径，特别地，梢端部分具有小于0.3mm的直径。
55.图4示出了具有探针头部401和探针管402的弹性电针110的示例的示意图，其中，探针头部能够插入探针管402中。探针头部401构造成用于接触待测试的部件承载件150的
相应的垫151。探针管402固定至安装板101和/或基部板102，并提供弹性电针110的固定和取向。例如，探针头部401以可移除的方式固定至探针管402。
56.探针头部401以可移动的方式联接至探针管402。具体地，弹性电针110包括穿过安装板101的延伸方向。探针头部401相对于探针管402的移动方向平行于延伸方向。在探针头部401与探针管402之间，可以布置有相应的弹簧以提供保持强度，以使得：在探针头部401与部件承载件150断开联接的情况下，探针头部401可以移动至初始位置。
57.弹性电针110的探针头部401可以包括梢端部分，梢端部分具有小于0.5mm的直径，特别地，梢端部分具有小于0.3mm的直径。探针管402可以具有用于容纳探针头部401的容纳孔。容纳孔可以具有小于0.5mm并且大于0.3mm的直径。
58.应注意的是，术语“包括”不排除其他元件或步骤，并且“一”或“一种”不排除多个。还可以将与不同实施方式相关联地描述的元件进行组合。还应注意的，权利要求中的附图标记不应被解释为限制权利要求的范围。本实用新型的实现不限于图中所示的和上面描述的优选实施方式。相反，即使在根本不同的实施方式的情况下，使用根据本实用新型的所示的解决方案和原理的多种变型也是可能的。
59.附图标记：
60.100测试座
61.101安装板
62.102底板
63.103固定件
64.104安装板的针孔
65.105底板的针孔
66.106安装板的中空区域
67.107底板的中空区域
68.108间隔件构件
69.109弹簧机构
70.110弹性电针
71.150部件承载件
72.151部件承载件连接件/垫
73.401探针头部
74.402探针管。