专利名称：一种高可靠性的pcb板测试治具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种半导体器件的电性能测试设备，尤其是涉及一种高可靠性的 PCB板测试治具。
背景技术：
在印刷电路板的生产时，需要通过治具来测试其电性能，PCB板测试治具是一种以 PCB板为模型而设计的、用于电性能通断测试的一种专用夹具，有单面治具、双面治具之分； 随着电子行业的技术进步和大量的生产应用，测试治具也在不断地技术改进，例如为了为了更便于易于更换探针、弹簧且便于探针、弹簧重复使用，就有发明人提出了名为“电子及测试业专用复合式治具”(公开号CN 15^181A)，其包括底座、牛角连接器、针板、底板、若干探针组件及导线，针板由多层板组合而成，在板之间设有间隔，底板由多层板叠置而成， 在针盘和底板上均设有若干穿孔，探针组件置于针板和底板的穿孔内，其探针的头部露出于针板的表面，针板和底板固定成为整体的针盘，底座包括底座板和支架，在底座板上设有与底板对应的穿孔，针盘与底座板之间为可拆式连接，导线的一端与牛角连接器的接线柱连接，另一端定位于底座板的穿孔内，并与探针组件的底部通过接触的方式导通。该发明达到了维修方便，易于更换探针、弹簧且便于探针、弹簧重复使用的效果，但仍存在一些不足: 首先是随着技术的进步，PCB板上的针脚越来越密，因此探针也越来越细、越来越长，在待测试PCB板下压与探针头部接触时，探针易受力致损；其次是定期更换探针、弹簧的方式，会因为不同阶段所测试的PCB批量不同，一些尚具有较长使用寿命的探针、弹簧也会被弃用， 形成一种浪费，不利于生产成本的降低；再次是在实际生产中，PCB板多为批量制造，故在测试时也是批量进行，由于PCB板外形一致，使测试操作时，操作者往往难以分辨已测试和未测试的PCB板，给实际生产带来困扰，易造成重复测试现象而导致生产效率下降，尤其严重的是将未测试的产品当做已测试产品而形成质量事故；另外，在实际生产中，PCB板多为批量制造，故开短路测试也是批量进行，从外部开短路测试设备上读取测试结果的方式，测试效率较低。
发明内容本实用新型主要目的是提供一种针盘对探针支撑较好使探针不易受损、使用寿命长的高可靠性的PCB板测试治具；本实用新型另一目的是提供一种可记录针盘实际测试的次数而充分利用针盘使用寿命的高可靠性的PCB板测试治具；本实用新型再一目的是提供一种可在测试过程中在被测试的PCB板上作出可识别的标记从而防止PCB板漏测的高可靠性的PCB板测试治具；本实用新型再一目的是提供一种开短路测试的结果直接显示在治具上的高可靠性的PCB板测试治具。本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的一种高可靠性
3的PCB板测试治具，包括上治具和下治具，下治具包括针盘与底座；针盘包括针板、探针，探针可滑动地斜置在针板上的过孔中；底座设有牛角接头、与探针对应的若干套筒，牛角接头电连接于套筒；其特征在于所述针板设置为4-6层结构，各层间距自顶部至底部逐渐增大；所述针板包括顶板、底板和两者之间的若干中间板，顶板和底板的厚度大于中间板的厚度。套筒上设有给探针径向施加弹簧力的弹簧，该弹簧可设于套筒内或套筒外；由于探针为斜置状态，当上治具下压，探针受到来自PCB板压力，该压力为竖直方向的作用力，探针需要将该输入压力分解为轴向分力和径向分力，轴向分力传递给外部的套筒或弹簧，而径向分力需要针板承担；由于探针直径微小，且具有一定的弹性易受力变形，因此在实际使用中，径向分力更多地集中在探针头部区域，所以在待测试PCB板下压与探针头部接触时，与探针接触的针板间距越小，则提供给探针头部的支撑越好，亦即探针将输入力的径向分力尽可能地在探针头部区域传递给针板，避免探针针体变形而在轴向移动中受损，因此这种结构使针盘对探针支撑较好使探针不易受损、使用寿命长。针板设为4-6层结构，为探针提供多个部位的径向支撑，使探针尾部保持为较大密度的情况下，其头部可以设置为更小密度，也可使探针直径更小，这种结构下探针最小直径可达0. 12MM，使测试精度高；当然多层板结构，也减少了针板与探针直接接触的面积，从而减小相对摩擦力。套筒、探针分置于底座和针盘上，方便套筒与牛角接头的接线，便于制造和装配；另外，仅探针设于针盘的针板上，探针的更换较为方便，装配工艺性良好；使用时，将针盘置于底座上，各个探针滑入对应的套筒内，并构成电接触，操作简单方便。探针头部和尾部需要分别于外部接触受力，所述顶板和底板的厚度大于中间板的厚度，这种结构，使探针头尾两个的受力输入端得到更好的支撑。作为优选，所述的针盘上设有触碰开关，触碰开关的触发端凸出于针盘的上表面； 该触碰开关电连接有计数器。每次测试PCB板，上治具下压PCB板，由于触碰开关的触发端凸出于针盘的上表面，故PCB板触发触碰开关，形成一次测试计数，并显示在计数器上；通过计数器的统计，操作者可确定针盘的总测试次数，并根据总测试次数而确定的针盘是否达到预期或设计的使用寿命，达到则更换针盘；这种方式，可有效地控制针盘的使用寿命， 在保证测试的稳定性和可靠性的情况下，充分地利用了针盘的，降低了生产成本。为了便于操作者观察计数结果，作为优选，所述的计数器设于针盘与底座之间。计数器安装在针盘与底座之间，使之与下治具构成一种整体结构，不占用外部空间，并方便使用和存放。作为优选，所述的针盘上埋设有可在被检测的PCB板表面压制坑状可识别标记的防漏测针头。测试时，将PCB板置于下治具的针盘上，上治具下压，使PCB板与针盘电连接的同时，还使防漏测针头在PCB板压出坑状的印记，该印记便构成可由人工识别的标记；通过该标记，测试者可区分已测试和未测试的PCB板。由于压制标记的过程，与测试过程同步完成，故不影响生产效率。作为优选，所述的防漏测针头为硬质材料制作、头部呈锥形的柱状体。柱状体结构便于安装固定于针盘中；锥形头部与PCB板表面接触，并易于在压力下压制标记。为提高安全性，防止压制标记时破坏PCB板上的导电结构，作为优选，所述的防漏测针头设在针盘上对应于被检测的PCB板非布线区的区域内。PCB板非布线区，即没有敷铜的区域。
4[0013]坑状标记需要足够大，才便于操作者肉眼识别；但坑越大，则压制的力量需要相应加大，压制的力量增加到一定程度，将会使PCB板产生较大的变形而使邻近的覆铜受损；作为优选，防漏测针头的头部凸出于针盘上表面1. 1-2. 2mm。这种凸出结构，易于在PCB板上压制坑状标记，所压制的坑状标记，具有足够大的面积以方便人工识别，与此同时，压制时力量不会过大而损伤PCB板。作为优选，所述的针盘上设有LED灯，该LED灯电连接于外部开短路测试设备的测试结果输出电路。LED灯具有亮度高、能耗小的优点，可直接接入常规的开短路测试设备的测试结果输出电路，无需对开短路测试设备进行大幅改造。PCB板的开短路测试，只有通过与不通过两种测试结果，因此，选用两类颜色的LED灯就可以代表这两种测试结果；将这两类LED灯设置在针盘上，即可将结果在治具上直接显示给操作者，供操作者操作，而不必再从外部开短路测试设备读取测试结果后，再对治具操作；显然，这些LED灯也可以选用同种颜色，用以显示其中一种测试结果。因此，设置LED灯显示开短路测试结果的方式，可提高测试效率；对于大批量制造而言，这种效率的提升，可大幅降低生产成本。为了便于安装，作为优选，所述的LED灯的灯体埋设于针盘中，灯的头部低于针盘上表面。这种结构，空间利用率较高，LED灯不外置，其安全防护性较好、不易遭磕碰损伤。作为优选，所述针板为玻璃纤维材质，中间板之间以及中间板与底板之间设置铜质连接件。层与层之间用铜件紧密结合，使针盘更加稳固，测试更加稳定。为了便于探针头部和尾部与底座上的套筒较为可靠地接触，作为优选，所述探针头部具有若干种不同直径大小规格，并凸出于顶板表面0. 3-0. 6mm，探针尾部伸出于底板。因此，本实用新型具有结构合理、易于制作等特点，尤其是具有如下有益效果1、针盘对探针支撑较好、探针不易受损、使用寿命长；工艺性良好易于制造和安装、易于更换探针；2、通过计数装置，在保证测试的稳定性和可靠性的情况下，充分地利用了针盘的使用寿命，降低了生产成本；3、设置可压制标记的结构，在测试板上压制标记且不影响生产效率，使操作者易于分辨未测试和已测试的PCB板；4、通过双色LED灯可在治具上显示测试结果，提高了测试效率。
附图1是本实用新型一种高可靠性的PCB板测试治具的一种结构示意图；附图2是附图1中的III处放大图；附图3是附图1中的IV处放大图；附图4是本实用新型一种高可靠性的PCB板测试治具的的一种结构示意图；附图5是附图4的II处放大图；附图6是本实用新型一种高可靠性的PCB板测试治具的的一种结构示意图；附图7是附图6的I处放大图；附图8是针盘的一种结构示意图；附图9是探针的一种结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。实施例本实用新型一种高可靠性的PCB板测试治具，如附图1、附图4、附图7、附图8所示，其包括上治具1和下治具，下治具包括针盘2与底座3 ；针盘2包括针板10、探针 30，探针30可滑动地斜置在针板10上的过孔中；针板10设置为4-6层结构，各层间距自顶部至底部逐渐增大。如附图8、附图9所示，针板10包括顶板101、底板102和两者之间的若干中间板 103 ；顶板101和底板102的厚度大于中间板103的厚度。针板10为玻璃纤维材质，中间板 103之间以及中间板103与底板102之间设置铜质连接件。探针30头部凸出于顶板101的高度为0. 3-0. 6mm，底部伸出于底板102。如附图4所示，底座3设有牛角接头6，还设有与探针3对应的若干套筒7，如附图 9所示；牛角接头6电连接于套筒7，外部装置可电连接于牛角接头6 ；各个套筒7与探针30 接触的接触端相同；各个探针30的头部的直径具有若干种不同大小规格。如附图1、附图2、附图3所示，针盘2上设有触碰开关对，触碰开关M的触发端凸出于针盘2的上表面；该触碰开关M电连接有计数器25。计数器25设于针盘2与底座3 之间。如附图3所示，计数器25可设于下治具中或外部，较佳的选择是设于针盘2与底座 3之间。如附图2所示，触碰开关M可设于远离计数器25 —侧，其触发端凸出于针盘2的上表面。触碰开关M的触发端下压至极限位置时，其触发端顶部低于针盘2上表面。使用时，将待测试的PCB板放置到下治具的针盘2上，上治具1下压，待测试的PCB板接触并下压触碰开关M的触发端，使触碰开关M得到触发并发出控制信号，计数器25随之增加一次计数；至此，测试计数完成。当计数器25统计的数量达到针盘2预期的使用次数，则更换针盘M，或更换下治具。如附图6、附图7所示，针盘2上埋设有可在被检测的PCB板表面压制坑状可识别标记的防漏测针头21。防漏测针头21为硬质材料制作、头部呈锥形的柱状体。防漏测针头 21设在针盘2上对应于被检测的PCB板非布线区的区域内。防漏测针头21的头部凸出于针盘2上表面1. 1-2. 2mm。使用时，将待检测PCB板放置在针盘2上，上治具1下压，使待检测PCB板压与针盘2贴靠；在下压力的作用下，防漏测针头21在待检测PCB板表面上压制出小坑，形成坑状标记，以供人工识别。本文仅以在下治具针盘2上设置防漏测针头21的结构作为举例说明；显而易见地，对于具有针盘2的上治具1，防漏测针头21同样亦可设于上治具1的针盘2上。将若干个LED灯可设为一组并设置同种颜色，或设置为两组并每组设置一种颜色。PCB板的开短路测试，只有通过与不通过两种测试结果，因此，两种颜色的LED灯就可以代表这两种测试结果；显然，这些LED灯也可以全部选用一种颜色，用以显示其中一种测试结果，即显示通过或不通过的一种情况。如附图4、附图5所示，针盘2上设有两类不同颜色的LED灯22、23，两类颜色的LED灯22、23可分别电连接于外部开短路测试设备的测试结果输出电路。LED灯22、23的灯体可以设于针盘2的侧部或设于针盘2中，LED灯22、23的灯体埋设于针盘2中时，灯的头部低于所在针盘2表面。LED灯22、23设为2_6个。使用时， LED灯22、23的颜色一般可分别设为红色和绿色，以红色等亮代表开短路测试不通过，绿色灯亮代表开短路测试通过；将红色灯、绿色灯分别接入相应的开短路测试仪的测试结果输
6出电路上。 本实用新型通过4-6层且层间距从顶至底逐步放大的的针板结构，探针在针盘上保持良好的滑动性能的同时，还获得较好地支撑性，使探针不易受损、延长探针使用寿命； 还使探针尾部保持为较大密度的情况下，其头部可以设置为更小密度，也可使探针直径更小，这种结构下探针最小直径可达0. 12MM，使测试精度高。另外，通过计数装置解决了探针使用寿命的控制问题，通过显示灯装置提高了测试操作判断速度和生产效率，通过设置可压制标记的结构解决了漏测试问题。
权利要求1.一种高可靠性的PCB板测试治具，包括上治具(1)和下治具，下治具包括针盘(2)与底座(3)；针盘( 包括针板(10)、探针(30)，探针(30)可滑动地斜置在针板(10)上的过孔中；底座(3)设有牛角接头(6)、与探针(3)对应的若干套筒(7)，牛角接头(6)电连接于套筒(7)；其特征在于所述针板(10)设置为4-6层结构，各层间距自顶部至底部逐渐增大。
2.根据权利要求1所述的一种高可靠性的PCB板测试治具，其特征在于所述的针盘 (2)上设有触碰开关(M)，触碰开关04)的触发端凸出于针盘O)的上表面；该触碰开关 (24)电连接有计数器(25)。
3.根据权利要求2所述的一种高可靠性的PCB板测试治具，其特征在于所述的计数器05)设于针盘(2)与底座(3)之间。
4.根据权利要求1所述的一种高可靠性的PCB板测试治具，其特征在于所述的针盘 (2)上埋设有可在被检测的PCB板表面压制坑状可识别标记的防漏测针头01)。
5.根据权利要求4所述的一种高可靠性的PCB板测试治具，其特征在于所述的防漏测针头为硬质材料制作、头部呈锥形的柱状体。
6.根据权利要求4所述的一种高可靠性的PCB板测试治具，其特征在于所述的防漏测针头设在针盘( 上对应于被检测的PCB板非布线区的区域内。
7.根据权利要求1所述的一种高可靠性的PCB板测试治具，其特征在于所述的针盘 (2)上设有LED灯02、23)，该LED灯Q2、23)电连接于外部开短路测试设备的测试结果输出电路。
8.根据权利要求7所述的一种高可靠性的PCB板测试治具，其特征在于所述的LED灯 (22,23)的灯体埋设于针盘O)中，灯的头部低于针盘( 上表面。
9.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7或8所述的一种高可靠性的PCB板测试治具，其特征在于所述针板(10)包括顶板(101)、底板(10 和两者之间的若干中间板 (103)，顶板(101)和底板(102)的厚度大于中间板(103)的厚度；所述针板(10)为玻璃纤维材质，中间板(103)之间以及中间板(103)与底板(102)之间设置铜质连接件。
10.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7或8所述的一种高可靠性的PCB板测试治具，其特征在于所述探针(30)头部具有若干种不同直径大小规格，并凸出于顶板(101) 表面 0. 3-0. 6mm。
专利摘要本实用新型涉及一种高可靠性的PCB板测试治具，其包括上治具和下治具，下治具包括针盘与底座；针盘包括针板、探针，探针可滑动地斜置在针板上的过孔中；底座设有牛角接头、与探针对应的若干套筒，牛角接头电连接于套筒；针板设置为4-6层结构，各层间距自顶部至底部逐渐增大，针板包括顶板、底板和两者之间的若干中间板，顶板和底板的厚度大于中间板的厚度。本实用新型针盘对探针支撑较好使探针不易受损，易于制造和安装、更换探针；在保证测试的稳定性和可靠性的情况下，充分地利用了针盘的使用寿命，降低了生产成本；设置了可压制标记的结构，使操作者易于分辨未测试和已测试的PCB板；通过LED灯可在治具上显示测试结果，提高了测试效率。
文档编号G01R1/067GK202075364SQ20112012065
公开日2011年12月14日 申请日期2011年4月22日 优先权日2011年4月22日
发明者张正太, 彭梅春, 文东升 申请人:苏州市科林源电子有限公司