专利名称：在线电路的检测设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用来检测在线电路和在线电路元件的设备，在这种设备工作时，由于第一腔室内的负压的作用，一块包括被测电元件的板固定在设备的支架上，并且，由于第一腔室和第二腔室之间的压力差，使得在横切于板的方向可移动的接触板位于使被测板与设备的测试单元电连接的位置上。
美国专利4，115，735号公开了一种上段所述的设备，这种设备具有第一接触板和第二接触板，第一接触板位于支架和第二接触板之间。两块接触板都带有一组测试探针，这些探针都在横切于被测板的方向延伸。在第一接触板上设有开孔，第二接触板的测试探针能够插入这些开孔中。在这种公知的设备中，第一腔室位于电路板和第一接触板之间，而第二腔室位于两块接触板之间。当仅在第一腔室中加负压时，则仅第一接触板的测试探针与电路板接触，因而可以检测电路元件。当两个腔室中都加负压时，则所有测试探针都与电路板接触，因而可以检测整个电路的工作情况。
这种公知设备的缺点之一是，为了使两个腔室之间达到令人满意的密封效果，第二接触板的测试探针与第一接触板的开孔之间必须精确地配合。这会使得制造费用相对较高。这种公知设备的另一缺点是，接触板难以更换，致使这种公知设备原则上只适用于检测一种类型的电路板。最后，当这种公知设备的第一腔室或者两个腔室中都供给负压时，此负压使许多测试探针与电路板接触，而同时又将电路板固定在支架上，因而测试探针可能与电路板接触得过快，使电路板不能准确地置于支架上，或者甚至被损坏。
本发明的目的是提供一种起始段所述的设备，以这种设备可以避免上述缺点。
根据本发明，为此目的设备的特征在于，接触板可更换地安置在一块隔离板上，这块隔离板将第一腔室与第二腔室气密性地隔离，并且在被测电路板与支架之间获得预定的保持力之后，隔离板可以在两个腔室之间的压力差的作用下移动。
通过使用一块带有可更换的接触板的隔板使得两个腔室之间得到简单而有效的密封效果，而且能够检测不同类型的电路板，其中接触板安置在隔离板上，接触板每次都能与待测电路板适配。
依照本发明的设备的具体实施例具有如下特征设备上设置有一套与被测电路板垂直的测试探针，该套探针中的一部分与被测电路板相对应，在操作过程中接触板移动之后，这一部分探针与被测电路板上与之对应的触点组合相接触。在这个带有大量测试探针的设备上可以检测多种类型的电路。
依照本发明的设备的进一步的实施例提供了一种简单而有效的测试探针在设备中的排列方式，该实施例的特征在于这些测试探针安置在一组按栅状排列的孔中，这些孔设置在支架和接触板之间的字模板中，孔的延伸方向横切于板，借助于接触板可以使每一个测试探针在相应的孔中移动，而且测试探针至少有一个触针，它可以借助于接触板而相对于测试探针移动。在这样一块基本上简单的字模板中按固定节距排列测试探针，而且在每块被测板上按一个相等于或多倍于所述节距的相互间距排列接触点，这会使得测试探针和接触点分别形成空间分布，它们能容易地相互在同一位置上。
依本发明的设备的更进一步的实施例，在接触板和设备的测试单元之间提供了一个结构简单且有效的电连接，该实施例的特征在于该设备带有一套垂直于接触板的连接探针，这些连接探针安置在一块与接触板平行的连接板的孔中，上述连接探针与设备的测试单元电连接，当移动接触板使设备处于工作状态时，其中的一部分连接探针与接触板上的相应触点组合相接触。
依本发明的设备的一个具体的实施例，它提供了一种结构简单而又实用的接触板。该实施例的特征在于接触板上有印刷电路，借助于该印刷电路，接触板上的第一组接触点与接触板的第二组接触点电连接，在接触板移动之后，第一组接触点与连接探针接触，第二组接触点与测试探针接触。所述的接触板的简单的结构使得能够用比较简单的手段来更换接触板。
在依本发明的设备的进一步的实施例中，在接触板移动之前的工作期间，在被测电路板和支架之间有效地获得一个满意的保持力，该实施例的特征在于在第一腔室和第二腔室中可以同时建立相等的负压。在两个腔室中建立同样的负压使得电路板能够被吸而保持在支架上，同时，带有接触板的隔板保持在使电路板和测试探针间不接触的位置上。
依本发明的设备的又一个进一步的实施例中，测试探针与测试单元之间的电连接能够用一种简单的方式来检查，该实施例的特征在于在第二腔室中能够建立一个高于设备的环境压力的压力。在第二腔室中提供过压使得接触板能位于这样的位置，即在这个位置上，接触板与测试探针及连接探针接触而无需在支架上安置镶板，因而测试探针可以接受电阻测量，以检查所述的电连接。
下面参照附图对本发明作更详细地说明，其中
图1是本发明的设备的纵向剖面图;
图2是该设备沿图1中的Ⅱ-Ⅱ线的截面视图;
图3是该设备沿图1中的Ⅲ-Ⅲ线的截面视图;
图4详细示出了图1所示设备的一个测试探针;
图5详细示出了图1所示设备的一个连接探针;
图6是根据图1所示设备的一个接触板的平面图。
图1-6所示的设备包括一个矩形金属座1，它固定在一块矩形的金属底板3上，金属座1还包括一个带有支架7的矩形直壁5，带有待测电路的电路板9可以相对于座1精确地定位于支架7上，于是，电路板9的边缘部分就搁置在一个橡胶垫圈11上，垫圈11固定在支架7上。
在座1中有一块金属隔离板13，它平行于电路板9并且将座1的内部空间分隔成第一腔室15和第二腔室17，第一腔室15位于电路板9和隔离板13之间，第二腔室17位于隔离板13和底板3之间，如图1和2所示。数个垂直于电路板9的圆柱形导销21(见图3)固定在底板3和座1的水平壁板19之间。在隔离板13上设有同样数目的孔23，导向轴衬25固定在孔23中，与导销21同轴配合并且几乎没有间隙。此外，在隔离板13的孔23的区域上装有扁平密封圈27，该密封圈的内侧边缘封住导销21，因而，在两个腔室15和17之间有压力差的情况下，阻止了沿导销21的气体泄漏。于是，隔离板13可以沿所述的导销21沿横跨于电路板9的方向移动。
在隔离板13和壁板19之间布设数个预压螺旋弹簧29，在这些弹簧的作用下，如果腔室15和17内的压力相同，则隔离板13就顶压在底板3的止动部分31上(见图1和3)。
从图1和2中可以看出，座1具有垂直的内侧壁33，每个侧壁33上都具有一个平行于电路板9的台阶35。从图1和2还可以看出，在隔离板13的每个侧面37上都有一个凸出的边缘39，它平行于电路板9。台阶35和凸出边缘39在隔离板13的侧面37旁边围成了一个框形腔室41，在腔室41内的一个密封圈43被挤压在座1的内侧壁33和隔离板13的侧面37之间，因此，第一腔室15与第二腔室17气密性地隔离开。腔室41在横切电路板9的方向上有足够大的空间，因而当隔离板13移动时，密封圈43能在内壁33和侧面37之间滚动而不能滑动。
在座1的直壁5的内侧装有一个环氧玻璃钢的字模板45，该字模板45上有大量的呈栅格分布的孔47，孔47沿着横切于电路板9的方向上延伸。这些孔47具有固定的节距。每个孔47中都有一个可移动的铜质测试探针49，当腔室15、17中的压力相等时，测试探针49以其端部朝向隔离板13地搁在一块水平支承板51上。
图4详细示出了测试探针49的一个。每个测试探针49都包含一个管53，管53的两端都有折圈55。铜针57能够在管53的端部附近滑动。在图4所示的情况下，由于两根针57之间的一铜铍合金螺旋弹簧59的预伸展力的作用，两根针57分别顶在管53的各自相应折圈55上，同时，测试探针49顶在支承板51上，其折圈55朝向隔离板13，底针57穿过支承板51上的孔61而伸出。
如图1所示，由电绝缘材料制成的连接板63装在座1的水平壁板19上，它离字模板45一定的距离并与之相隔。横切于电路板9而延伸的孔65按栅格形分布在连接板63上，并且其节距是恒定的，这与在字模板45上的情形一样。在每个孔65中固定一个铜连接探针67，并且通过如图1仅以图示表示的背离隔离板13的一端将连接探针67电连接到设备的电子测试单元69上。图5详细示出了一个连接探针67。每个连接探针67包括一根铜管71，在该铜管71的面朝隔离板13的一端设置了一个折圈73。铜针75能够在管71内设有折圈73的端部附近滑动。当腔室15和17中的压力相同时，在位于管71中的螺旋弹簧77的预伸展力的作用下，针75顶置在折圈73上。
如图1所示，隔离板13的朝向电路板9的一面带有两个平行的直导轨79，在隔离板13的整个宽度方向上，每个导轨79都在靠近隔离板13的一个侧面37上伸展。导轨79支承一个接触板81，接触板81与等待设备检测的电路板9的类型相对应。接触板81的对着字模板45的一部分包括第一套电接触点83和在接触板81中的开孔85，如图6所示意的那样。相邻的接触点83以及开孔85之间的距离等于在字模板45中的测试探针49的节距，接触点83和开孔85的总数量与测试探针49的数量相等。接触板81的对着连接板63的一部分包括一第二套电接触点87，正如图6所示意的那样。相邻接触点87之间的距离等于连接板63中的连接探针67的节距，而连接点87的数量等于连接探针67的数量。利用接触板81上的印刷线路89将第一套中的每个接触点83电连接到第二套中的每一个接触点87上，如图6所示。
如图2所示，在导轨79的端部附近，在座1的一个侧壁91内有一个孔90。可利用盖93将孔90封盖起来。接触板81能够沿导轨79经孔90从隔离板13上移走。盖93提供了一种装置(图中未示出任何具体细节)，当接触板81装到隔离板13上之后，并且当盖93盖住时，上述装置就将接触板81相对于字模板45和连接板63锁定在一个精确的位置上。
如图1所示，第一腔室15与真空泵95相连。第二腔室17通过第一电操纵阀97也与真空泵95相连。在电路板9置于支架7上之后，当打开阀97时，真空泵95使得两个腔室15、17同时产生负压。这样，利用设备的环境和两个腔室15、17之间的压差将电路板9压在支架7上，通过垫圈11使电路板9和支架7之间得到满意的密封效果。在电路板9被真空吸附期间，带有接触板81的隔离板13保持在图1所示的位置上。
此外，在电路板9被真空吸附期间，位于第二腔室17和设备外面的第二电操纵阀99关闭。在板9受负压而向下固定以后，阀97首先关闭，随后阀99打开，从而在第二腔室17中产生一个与设备周围的环境压力相等的压力，第一腔室15中保持负压。由于在第一腔室15和第二腔室17之间存在压差，因而带有接触板81的隔离板13沿着导销21向电路板9的方向移动。随着隔离板13的移动，一些测试探针49逐渐靠近接触板81上的接触点83，最终与之接触，这些测试探针49沿字模板45的孔47被顶压到电路板9的电测试点101上(见图4)。在这期间，通过触针57挤压螺旋弹簧59而在接触板81的一端和电路板9以及相关测试探针49的另一端之间获得足够的接触力。剩下的、未启用的测试探针49在隔离板13移动过程中保持在图5所示的位置，相关的测试探针49的朝向隔离板13的触针57从接触板81的开孔85中伸出。此外，随着隔离板13的移动，接触板81的接触点87逐渐靠近连接板63的连接探针67，最终与之接触。在这个过程中，螺旋弹簧77被相应触针75挤压，从而确保连接探针67和接触板81之间有足够的接触力。
隔离板13按上述方式移动导致了被测电路板9的测试接触点101与电测试单元69的电连接，其后，借助于测试单元69就能对合适的电路板9进行测试。对每一块待测电路板9来说，这里用一块唯一适合于这种类型的电路板9的接触板81，这块接触板81包括一组接触点83和开孔85，它们与相应类型的电路板9上设置的测试接触点101相对应。
在完成对电路板9的测试以后，真空泵95关掉，第一阀97打开，以致于第一腔室15中的压力变得与环境压力一样。因此，带有接触板81的隔离板13在螺旋弹簧29的力的作用下，沿导销21移动，顶在止动部分31上，即又顶在图1所示的位置，以使电路板9可以从支架7上取走。
进一步如图1所示，第二腔室17通过第三电操纵阀103连接到压力源105上。当设备处于上述工作状态时，阀103关闭。当电路板9从支架7上取走之后，给第二腔室17中供给一个压力，该正压力高于第一腔室15的压力，即环境压力，此时阀97和99关闭，阀103打开，两个腔室15和17的压力差使得隔离板13朝支架7的方向移动，在这个过程中，接触板81使得字模板45中的一些测试探针49移动，而连接探针67与接触板81的接触点87进入接触状态。在设备的这个位置上，字模板45中被移动的测试探针49与测试单元69之间的电连接可以通过电阻测量法进行检查。在测量之后，阀103关闭，阀97和99又打开，以使得在两个腔室15和17的压力相等，并且隔离板13回到止动部分31上。
图1还示出了一个压力传感器107，其本身是公知类型的压力传感器，这个压力传感器安装在座1的壁板19内，它测量第一腔室15中的压力，并传送一个检测信号给一个控制阀97、99和103以及真空泵95的控制单元109。在电路板9置于支架7上以后，控制单元109打开阀97并关闭阀99和103，随后真空泵95被打开。在电路板9受负压而被吸附的过程中，如果压力传感器107测出的压力低于极限值，那么控制单元109就关闭阀97，然后打开阀99，因而，接触板81被移开。接触板81的移动通过一种其本身公知的感应式位移传感器111来测量，位移传感器111也传送一个测试信号给控制单元109。当接触板81足够靠近电路板9时，由控制单元109启动测试单元69。最后，当测试完成以后，控制单元109关掉真空泵95，并打开阀97，于是带接触板81的隔离板13回到止动部分31上。
应该注意，通过在座1的腔室15和17中象上面所述的那样施加负压，因而简单有效地驱动了接触板81，同时，不需要其它特殊装置将待测电路板9固定在支架7上。实际上，首先由于借助于两个腔室15、17中的负压将电路板9固定在支架7上，随后，利用两个腔室15、17之间的压力差使带有接触板81的隔离板13移动，因此，固定电路板9和移动接触板81的顺序是十分清楚的，并且在测试过程中，电路板9总是牢固地压在支架7上。显然，接触板81也可以由其它的驱动装置来推动，例如电磁驱动装置或者气动驱动装置，这些驱动装置本身是公知的。然而，在那种情况下，还必须用单独的装置来固定电路板9。这些装置应该用于可能经过简化的设备实施例中，其中，仅仅使用座中的位于电路板9和接触板81之间的负压腔室。这是因为，在这样的结构中，负压吸附电路板9和移动接触板81同时进行，因此，如果没有使用进一步的固定装置，那么在接触板81移动时，电路板9可被敲离开支架7。
还应注意，字模板45上测试探针49的栅状排列在测试时与被测电路板9上测试触点101的分布是相互关联的。电路板9上的测试点101的排列必须与字模板45中的测试探针49的位置相对应。然而，如果对某些类型电路板9必须使测试触点101的排列不同，那么原则上能使用一个不同的字模板45，它带有相应排列的测试探针49和一组合适的接触板81。在上述实施例中，测试探针49及附设的孔47的数量为13020(124×105)，这样大的数量足以使被设备检测的任何一块电路板9上的所有测试点101都能够接触与之相应的那部分测试探针49。连接板63中的连接探针67的排列取决于所用设备中的测试单元69的类型。如果对某些类型的电路板9需要使用不同类型的测试单元69，那么就应该使用合适的连接板63。在上述实施例中，连接探针67及其附设的孔65的数量为2448。
还应该指出，通过使用上述带有触针57的测试探针49使得字模板45的结构简单。显然，可以改用结构比较简单的没有弹性触针的测试探针。然后将这些简单的测试探针整体地、弹性地安装在字模板45中。这需要一个不同结构的字模板45。
最后还应该指出，接触板81的接触点83和接触点87之间的电连接也可以用传统的方式借助于接触板81的远离电路板9的一面上的连接导线来实现。然而，这种方式的导线连接比较容易出故障，并且在将接触板81插入座1或从座1中拔出的过程中会受到损坏。
权利要求
1.一种用来检测在线电路和在线电路元件的设备，其中，在这种设备工作时，由于第一腔室内的负压的作用，包括被测电元件的电路板固定在设备的支架上，并且，由于第一腔室和第二腔室之间的压力差，使得在横切于电路板的方向可移动的接触板位于将电路板电连接到设备的测试单元上的位置。此种设备的特征在于接触板可更换地安置在一块隔离板上，这块隔离板将第一腔室与第二腔室气密性地隔离开来，并且，在电路板和支架之间获得预定的保持力之后，隔离板可以在两个腔室之间的压力差的作用下移动。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于这种设备带有一组垂直于电路板的测试探针，用于电路板的这组测试探针的一部分，在测试时，与在接触板移动后处于工作状态时所述的一部分探针相对应的电路板的接触点组合相接触。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于所述的测试探针安置在一组按栅格排列的孔中，这些孔设置在支架和接触板之间的字模板中，孔的延伸方向横切于电路板，借助于接触板可以使每一个测试探针在相应的孔中移动，而且每个测试探针至少有一个测试触针，该测试触针可以借助于接触板而相对于测试探针移动。
4.根据权利要求1、2或3所述的设备，其特征在于这种设备带有一组垂直于接触板的连接探针，这些连接探针安置在一块与接触板相平行的连接板上的孔中，上述连接探针与设备的测试单元电连接，当移动接触板后使设备处于工作状态时，其中对应的一部分连接探针与接触板上的触点组合相接触。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于接触板上有印刷电路，借助于该印刷电路，接触板上的第一组接触点与第二组接触点电连接，在接触板移动之后，第一组接触点与连接探针接触，第二组接触点与测试探针接触。
6.根据权利要求1到5中的任意一项所述的设备，其特征在于在第一腔室和第二腔室中能够同时建立相等的负压。
7.根据权利要求1到6中的任意一项所述的设备，其特征在于在第二腔室中能够建立一个高于设备的环境压力的压力。
全文摘要
一种用来检测电路板上的电路或该电路的元件的设备，利用第一腔室中的负压将电路板固定在支架上。借助于接触板实现电路板与设备的电测试单元的电连接。接触板可更换地安置在隔离板上，隔离板将第一腔室与第二腔室气密性地隔开，借助于两个腔室间的医力差使隔离板在横切于电路板的方向移动。接触板与电路板的类型相称，并且在隔离板移动之后，按触板对在字模板中一组测试探针中的测试探针的组合起作用，且这种组合对电路板的类型来说是唯一的。
文档编号H01L21/66GK1057719SQ91104150
公开日1992年1月8日 申请日期1991年6月25日 优先权日1990年6月28日
发明者罗伯特·K·A·范克洛斯特 申请人:菲利浦光灯制造公司