一種飛針測試機測試探針抬針高度的計算方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及印制電路板的測試方法，尤其是涉及一種飛針測試機測試探針抬針高度的計算方法，每個探針是通過安裝在X-Y軸的電機驅(qū)動而獨立地快速移動，并通過Z方向的步進電機驅(qū)動而與待測PCB上的焊點進行接觸以進行必要的電氣測量，所述計算方法包括以下步驟：獲取四個探針之間的高度差和坐標差；獲取各個探針從零位下針直至接觸到PCB的驅(qū)動脈沖數(shù)與PCB測試區(qū)域的關(guān)系曲線；利用上述獲取的關(guān)系曲線計算出每個測點的驅(qū)動脈沖數(shù)；及根據(jù)設(shè)定的抬針高度，計算出各個探針的抬針高度所對應(yīng)的驅(qū)動脈沖數(shù)。能夠在保證測試效率的情況下降低測試中探針刮板的概率。
【專利說明】一種飛針測試機測試探針抬針高度的計算方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及印制電路板的測試方法，尤其涉及到一種印制電路板測試設(shè)備的測試 方法。

【背景技術(shù)】
[0002] PCB(印制電路板）測試設(shè)備（又稱飛針測試機）的測試探針一般由位于待測PCB 正面的兩個探針和位于待測PCB背面的兩個探針共四個探針組成。在實際的飛針測試機 中，待測試PCB通過夾具夾持住，這些探針可通過安裝在X-Y軸的電機驅(qū)動而獨立地快速移 動，并可通過Z方向的步進電機驅(qū)動而與待測PCB上的焊點進行接觸以進行必要的電氣測 量。在測試過程中，一般要求探針的運動具有高速度、高精度及低刮痕的特點。但是，在現(xiàn)有 技術(shù)中，探針的運動一般會受到PCB變形的影響：1、由于PCB的制作過程存在多道工序，且 每道工序均不可避免的存在誤差，另外又經(jīng)過運輸存貯等過程，因此PCB本身存在一定的 變形；2、待測PCB是由夾具機械夾持在設(shè)備中間進行測試，夾持力不均等問題也會造成PCB 的變形。飛針測試機在測試這些存在變形問題的PCB時，為了避免測試探針在X-Y平面運 動中對待測PCB產(chǎn)生刮痕，就需要將測試探針距離待測PCB的高度設(shè)置得較為恰當(dāng)，因為： 如果測試探針的抬針高度過高，則會降低測試效率；反之，如果測試探針的抬針高度過低， 則有可能存在刮板的現(xiàn)象（尤其是針對大面積PCB而言）。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供飛針測試機測試 探針抬針高度的計算方法，能夠在保證測試效率的情況下降低測試中探針刮板的概率。
[0004] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種飛針測試機測試探針抬針 高度的計算方法，所述飛針測試機包括用于作用待測PCB正面的兩個探針和用于作用待測 PCB背面的兩個探針，每個探針是通過安裝在X-Y軸的電機驅(qū)動而獨立地快速移動，并通過 Z方向的步進電機驅(qū)動而與待測PCB上的焊點進行接觸以進行必要的電氣測量，所述計算 方法包括以下步驟：
[0005] 獲取四個探針之間的高度差和坐標差；
[0006] 獲取各個探針從零位下針直至接觸到PCB的驅(qū)動脈沖數(shù)與PCB測試區(qū)域的關(guān)系曲 線；
[0007] 利用上述獲取的關(guān)系曲線計算出每個測點的驅(qū)動脈沖數(shù)；及
[0008] 根據(jù)設(shè)定的抬針高度，計算出各個探針的絕對抬針高度所對應(yīng)的驅(qū)動脈沖數(shù)。
[0009] 本發(fā)明的更進一步優(yōu)選方案是：在所述獲取四個探針之間的高度差和坐標差的過 程中，是以標準PCB板為基準，四個探針分別低速扎向所述標準PCB板上的同一點。
[0010] 本發(fā)明的更進一步優(yōu)選方案是：在所述獲取各個探針從零位下針直至接觸到PCB 的驅(qū)動脈沖數(shù)與PCB測試區(qū)域的關(guān)系曲線的過程中，是針對待測PCB的正面/背面設(shè)置四 個設(shè)定點，這四個設(shè)定點包括位于所述待測PCB第一半?yún)^(qū)的第一對設(shè)定點和位于所述待測 PCB第二半?yún)^(qū)的第二對設(shè)定點，位于待測PCB同一面的兩個探針劃分為用于作用第一對設(shè) 定點的第一探針和用于作用第二對設(shè)定點的第二探針。
[0011] 本發(fā)明的更進一步優(yōu)選方案是：所述第一探針扎向所述待測PCB的第一對設(shè)定點 的驅(qū)動脈沖數(shù)是實際記錄得到，所述第一探針扎向所述待測PCB的第二對設(shè)定點的驅(qū)動脈 沖數(shù)則是根據(jù)第一探針與第二探針之間的高度差和坐標差推算得到。
[0012] 本發(fā)明的更進一步優(yōu)選方案是：所述第二探針扎向所述待測PCB的第二對設(shè)定點 的驅(qū)動脈沖數(shù)是實際記錄得到，所述第二探針扎向所述待測PCB的第一對設(shè)定點的驅(qū)動脈 沖數(shù)則是根據(jù)第二探針與第一探針之間的高度差和坐標差推算得到。
[0013] 本發(fā)明的更進一步優(yōu)選方案是：所述第一對設(shè)定點包括位于所述待測PCB中部的 第一點和位于所述待測PCB第一半?yún)^(qū)邊角的第二點；所述第二對設(shè)定點包括位于所述待測 PCB中部的第一點和位于所述待測PCB第二半?yún)^(qū)邊角的第二點；其中，所述第一對設(shè)定點的 第一點與所述第二對設(shè)定點的第一點相互靠近，所述第一對設(shè)定點的第二點與所述第二對 設(shè)定點的第二點相互遠離。
[0014] 本發(fā)明的更進一步優(yōu)選方案是：所述待測PCB呈矩形狀，所述第一對設(shè)定點的第 二點對應(yīng)位于所述待測PCB的第一角落，所述第二對設(shè)定點的第二點對應(yīng)位于所述待測 PCB的第二角落，所述第二角落與第一角落相對。
[0015] 本發(fā)明的更進一步優(yōu)選方案是：所述第一對設(shè)定點與所述第二對設(shè)定點是圍繞一 中心點對稱分布的。
[0016] 本發(fā)明的更進一步優(yōu)選方案是：針對待測PCB的正面設(shè)置的四個設(shè)定點與針對待 測PCB的背面設(shè)置的四個設(shè)定點在X-Y平面中是重合的。
[0017] 本發(fā)明的更進一步優(yōu)選方案是：所述關(guān)系曲線為一個帶偏移量的拋物線。
[0018] 本發(fā)明的有益效果在于，通過在測試前預(yù)先獲得各個探針從零位下針直至接觸到 PCB的驅(qū)動脈沖數(shù)與PCB測試區(qū)域的關(guān)系曲線，并在測試時，使各個探針始終滿足設(shè)定的高 度，能夠在保證測試效率的情況下降低測試中探針刮板的概率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中：
[0020] 圖1為本發(fā)明抬針高度的計算方法的關(guān)系曲線測試點獲取位置示意。
[0021] 圖2為本發(fā)明抬針高度的計算方法的下針位置示意。
[0022] 圖3為本發(fā)明抬針高度的計算方法的流程示意。

【具體實施方式】
[0023] 現(xiàn)結(jié)合附圖，對本發(fā)明的較佳實施例作詳細說明。
[0024]圖1為本發(fā)明抬針高度的計算方法的關(guān)系曲線測試點獲取位置示意。圖2為本發(fā) 明的抬針高度計算方法的下針位置示意。圖3為本發(fā)明的抬針高度計算方法的流程示意。
[0025] 參見圖1至圖3,本發(fā)明提供一種飛針測試機測試探針抬針高度的計算方法，能夠 采取有效的步驟，在保證測試效率的情況下降低測試中探針刮板的概率。所述飛針測試機 包括用于作用待測PCB正面的兩個探針和用于作用待測PCB背面的兩個探針，每個探針是 通過安裝在X-Y軸的電機驅(qū)動而獨立地快速移動，并通過Z方向的步進電機驅(qū)動而與待測 PCB上的焊點進行接觸以進行必要的電氣測量。
[0026] 如圖3所示，所述抬針高度的計算方法包括以下步驟：
[0027]S101、獲取四個探針之間的高度差和坐標差；
[0028]S102、獲取各個探針從零位下針直至接觸到PCB的驅(qū)動脈沖數(shù)與PCB測試區(qū)域的 關(guān)系曲線；
[0029] S103、利用上述獲取的關(guān)系曲線計算出每個測點的驅(qū)動脈沖數(shù)；及
[0030] S104、根據(jù)設(shè)定的抬針高度，計算出各個探針的絕對抬針高度所對應(yīng)的驅(qū)動脈沖 數(shù)。
[0031] 如圖1所示，在所述獲取各個探針從零位下針直至接觸到PCB的驅(qū)動脈沖數(shù)與PCB 測試區(qū)域的關(guān)系曲線的過程中，是針對待測PCB的正面/背面設(shè)置四個設(shè)定點，這四個設(shè)定 點包括位于所述待測PCB第一半?yún)^(qū)的第一對設(shè)定點和位于所述待測PCB第二半?yún)^(qū)的第二對 設(shè)定點，位于待測PCB同一面的兩個探針劃分為用于作用第一對設(shè)定點的第一探針和用于 作用第二對設(shè)定點的第二探針。其中，所述第一對設(shè)定點包括位于所述待測PCB中部的第 一點3和位于所述待測PCB第一半?yún)^(qū)邊角的第二點1;所述第二對設(shè)定點包括位于所述待 測PCB中部的第一點4和位于所述待測PCB第二半?yún)^(qū)邊角的第二點2 ;其中，所述第一對設(shè) 定點的第一點3與所述第二對設(shè)定點的第一點4相互靠近，所述第一對設(shè)定點的第二點1 與所述第二對設(shè)定點2的第二點相互遠離。在本實施例中，所述待測PCB呈矩形狀，所述第 一對設(shè)定點的第二點1對應(yīng)位于所述待測PCB的第一角落，所述第二對設(shè)定點的第二點2 對應(yīng)位于所述待測PCB的第二角落，所述第二角落與第一角落相對。針對待測PCB的正面 設(shè)置的四個設(shè)定點與針對待測PCB的背面設(shè)置的四個設(shè)定點在X-Y平面中是重合的。值得 一提的是，所述第一對設(shè)定點與所述第二對設(shè)定點是圍繞一中心點（圖未示出，大致與該 矩形狀的待測PCB的中心點位置相對應(yīng)）對稱分布的。
[0032] 具體而言，首先，分別讓四個探針從零位低速扎向校正板（標準板）上的同一點 (以探針的壓力傳感器觸發(fā)作為停止條件），當(dāng)探針停止運動時記錄步進電機各自所發(fā)的 脈沖數(shù)，以此作為四個探針距校正板的距離（高度）Tipl.h、Tip2.h、Tip3.h、Tip4.h。然 后，計算出同面探針間的高度差HeightDiffab=TipLh_Tip2.h和HeightDiffcd=Tip3. h-Tip4.h。另外，記錄每個探針在下針點Y方向的坐標Tipi.y、Tip2.y、Tip3.y、Tip4.y，并 計算出同面探針間Y方向的差值YDiffab=TipLy_Tip2.y和YDiffcd=Tip3.y_Tip4.y。
[0033] 然后，根據(jù)待測PCB的變形情況分別獲取各個探針下發(fā)脈沖數(shù)與測試區(qū)域的關(guān)系 曲線。具體有，在實際測試中，根據(jù)所測料號資料，獲取待測PCB上如圖1所示的四個待下針 點（點1和點3為左側(cè)探針Tip2的下針位置、點4和點2為右側(cè)探針Tipl的下針位置）。 根據(jù)下針點的坐標，設(shè)定程序讓左側(cè)探針Tip2和右側(cè)探針Tipl同時移動到點1和點2處下 針（以針頭的壓力傳感器觸發(fā)為停止條件）。當(dāng)下針完成后，記錄驅(qū)動每個探針的步進電機 所下發(fā)的脈沖數(shù)Tip2.al、Tipl.a2和左側(cè)探針Tip2在點1和右側(cè)探針Tipl在點2處Y方 向的坐標Tip2.yl、Tipi.y2 ;然后，根據(jù)之前獲取的高度差分別推算出右側(cè)探針Tipl在點 1處和左側(cè)探針Tip2在點2處下針完成需要的脈沖數(shù)Tipi,al=Tip2.al-HeightDiffab、 Tip2.a2 =TipLa2-HeightDiffab和Y方向的坐標TipLyl=Tip2.yl-YDiffab、Tip2.y2 =Tipi.y2-YDiffab。讓左側(cè)探針Tip2和右側(cè)探針Tipl回到零位，再次分別移動到點3和 點4處下針并記錄脈沖數(shù)Tip2.a3、Tipl.a4和Y方向的坐標Tip2.y3、Tipl.y4,并推算出右 側(cè)探針Tipl在點3和左側(cè)探針Tip2在點4的脈沖數(shù)TipLa3 =Tip2.a3-HeightDiffab、Tip2.a4 =TipLa4-HeightDiffab和Y方向的坐標TipLy3 =Tip2.y3-YDiffab、Tip2. y4 =Tipi.y4-YDiffab。類似地，與右側(cè)探針Tipl相對的Tip3和與左側(cè)探針Tip2相對的 Tip4的脈沖數(shù)和Y方向的坐標也可按上述方法獲取。四個探針所獲取的數(shù)據(jù)可形成如下表 格：
[0034]

【權(quán)利要求】
1. 一種飛針測試機測試探針抬針高度的計算方法，所述飛針測試機包括用于作用待測 PCB正面的兩個探針和用于作用待測PCB背面的兩個探針，每個探針是通過安裝在X-Y軸的 電機驅(qū)動而獨立地快速移動，并通過Z方向的步進電機驅(qū)動而與待測PCB上的焊點進行接 觸以進行必要的電氣測量，其特征在于，所述計算方法包括以下步驟： 獲取四個探針之間的高度差和坐標差； 獲取各個探針從零位下針直至接觸到PCB的驅(qū)動脈沖數(shù)與PCB測試區(qū)域的關(guān)系曲線； 利用上述獲取的關(guān)系曲線計算出每個測點的驅(qū)動脈沖數(shù)；及 根據(jù)設(shè)定的抬針高度，計算出各個探針的絕對抬針高度所對應(yīng)的驅(qū)動脈沖數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算方法，其特征在于：在所述獲取四個探針之間的高度差 和坐標差的過程中，是以標準PCB板為基準，四個探針分別低速扎向所述標準PCB板上的同 一點。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算方法，其特征在于：在所述獲取各個探針從零位下針直 至接觸到PCB的驅(qū)動脈沖數(shù)與PCB測試區(qū)域的關(guān)系曲線的過程中，是針對待測PCB的正面/ 背面設(shè)置四個設(shè)定點，這四個設(shè)定點包括位于所述待測PCB第一半?yún)^(qū)的第一對設(shè)定點和位 于所述待測PCB第二半?yún)^(qū)的第二對設(shè)定點，位于待測PCB同一面的兩個探針劃分為用于作 用第一對設(shè)定點的第一探針和用于作用第二對設(shè)定點的第二探針。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的計算方法，其特征在于：所述第一探針扎向所述待測PCB的 第一對設(shè)定點的驅(qū)動脈沖數(shù)是實際記錄得到，所述第一探針扎向所述待測PCB的第二對設(shè) 定點的驅(qū)動脈沖數(shù)則是根據(jù)第一探針與第二探針之間的高度差和坐標差推算得到。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的計算方法，其特征在于：所述第二探針扎向所述待測PCB的 第二對設(shè)定點的驅(qū)動脈沖數(shù)是實際記錄得到，所述第二探針扎向所述待測PCB的第一對設(shè) 定點的驅(qū)動脈沖數(shù)則是根據(jù)第二探針與第一探針之間的高度差和坐標差推算得到。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的計算方法，其特征在于：所述第一對設(shè)定點包括位于所述待 測PCB中部的第一點和位于所述待測PCB第一半?yún)^(qū)邊角的第二點；所述第二對設(shè)定點包括 位于所述待測PCB中部的第一點和位于所述待測PCB第二半?yún)^(qū)邊角的第二點；其中，所述第 一對設(shè)定點的第一點與所述第二對設(shè)定點的第一點相互靠近，所述第一對設(shè)定點的第二點 與所述第二對設(shè)定點的第二點相互遠離。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的計算方法，其特征在于：所述待測PCB呈矩形狀，所述第一對 設(shè)定點的第二點對應(yīng)位于所述待測PCB的第一角落，所述第二對設(shè)定點的第二點對應(yīng)位于 所述待測PCB的第二角落，所述第二角落與第一角落相對。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的計算方法，其特征在于：所述第一對設(shè)定點與所述第二對設(shè) 定點是圍繞一中心點對稱分布的。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的計算方法，其特征在于：針對待測PCB的正面設(shè)置的四個設(shè) 定點與針對待測PCB的背面設(shè)置的四個設(shè)定點在X-Y平面中是重合的。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9任一項所述的計算方法，其特征在于：所述關(guān)系曲線為一個帶 偏移量的拋物線。
【文檔編號】G01R1/073GK104457539SQ201410620668
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月5日
【發(fā)明者】張恂, 譚艷萍, 王星, 翟學(xué)濤, 楊朝輝, 高云峰 申請人:深圳市大族激光科技股份有限公司, 深圳市大族數(shù)控科技有限公司