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軸的電機驅動而獨立地快速移動，并通過Z方向的步進電機驅動而與待測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的驅動脈沖數與PCB測試區(qū)域的關系曲線；利用上述獲取的關系曲線計算出每個測點的驅動脈沖數；及根據設定的抬針高度，計算出各個探針的抬針高度所對應的驅動脈沖數。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

【技術領域】
[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備的測試 方法。

【背景技術】
[0002] PCB(印制電路板）測試設備（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軸的電機驅動而獨立地快速移 動，并可通過Z方向的步進電機驅動而與待測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，在現有 技術中，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產生刮痕，就需要將測試探針距離待測PCB的高度設置得較為恰當，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象（尤其是針對大面積PCB而言）。


【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述缺陷，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)明解決其技術問題所采用的技術方案是：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軸的電機驅動而獨立地快速移動，并通過 Z方向的步進電機驅動而與待測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的驅動脈沖數與PCB測試區(qū)域的關系曲 線；
[0007] 利用上述獲取的關系曲線計算出每個測點的驅動脈沖數；及
[0008] 根據設定的抬針高度，計算出各個探針的絕對抬針高度所對應的驅動脈沖數。
[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 的驅動脈沖數與PCB測試區(qū)域的關系曲線的過程中，是針對待測PCB的正面/背面設置四 個設定點，這四個設定點包括位于所述待測PCB第一半區(qū)的第一對設定點和位于所述待測 PCB第二半區(qū)的第二對設定點，位于待測PCB同一面的兩個探針劃分為用于作用第一對設 定點的第一探針和用于作用第二對設定點的第二探針。
[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的第一對設定點 的驅動脈沖數是實際記錄得到，所述第一探針扎向所述待測PCB的第二對設定點的驅動脈 沖數則是根據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的第二對設定點 的驅動脈沖數是實際記錄得到，所述第二探針扎向所述待測PCB的第一對設定點的驅動脈 沖數則是根據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第一半區(qū)邊角的第二點；所述第二對設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第二半區(qū)邊角的第二點；其中，所述第一對設定點的 第一點與所述第二對設定點的第一點相互靠近，所述第一對設定點的第二點與所述第二對 設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，所述第一對設定點的第 二點對應位于所述待測PCB的第一角落，所述第二對設定點的第二點對應位于所述待測 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：所述第一對設定點與所述第二對設定點是圍繞一 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的正面設置的四個設定點與針對待 測PCB的背面設置的四個設定點在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，通過在測試前預先獲得各個探針從零位下針直至接觸到 PCB的驅動脈沖數與PCB測試區(qū)域的關系曲線，并在測試時，使各個探針始終滿足設定的高 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] 現結合附圖，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軸的電機驅動而獨立地快速移動，并通過Z方向的步進電機驅動而與待測 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的驅動脈沖數與PCB測試區(qū)域的 關系曲線；
[0029] S103、利用上述獲取的關系曲線計算出每個測點的驅動脈沖數；及
[0030] S104、根據設定的抬針高度，計算出各個探針的絕對抬針高度所對應的驅動脈沖 數。
[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的驅動脈沖數與PCB 測試區(qū)域的關系曲線的過程中，是針對待測PCB的正面/背面設置四個設定點，這四個設定 點包括位于所述待測PCB第一半區(qū)的第一對設定點和位于所述待測PCB第二半區(qū)的第二對 設定點，位于待測PCB同一面的兩個探針劃分為用于作用第一對設定點的第一探針和用于 作用第二對設定點的第二探針。其中，所述第一對設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第一半區(qū)邊角的第二點1;所述第二對設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第二半區(qū)邊角的第二點2 ;其中，所述第一對設 定點的第一點3與所述第二對設定點的第一點4相互靠近，所述第一對設定點的第二點1 與所述第二對設定點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 一對設定點的第二點1對應位于所述待測PCB的第一角落，所述第二對設定點的第二點2 對應位于所述待測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 設置的四個設定點與針對待測PCB的背面設置的四個設定點在X-Y平面中是重合的。值得 一提的是，所述第一對設定點與所述第二對設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）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），當探針停止運動時記錄步進電機各自所發(fā)的 脈沖數，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，根據待測PCB的變形情況分別獲取各個探針下發(fā)脈沖數與測試區(qū)域的關系 曲線。具體有，在實際測試中，根據所測料號資料，獲取待測PCB上如圖1所示的四個待下針 點（點1和點3為左側探針Tip2的下針位置、點4和點2為右側探針Tipl的下針位置）。 根據下針點的坐標，設定程序讓左側探針Tip2和右側探針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）。當下針完成后，記錄驅動每個探針的步進電機 所下發(fā)的脈沖數Tip2.al、Tipl.a2和左側探針Tip2在點1和右側探針Tipl在點2處Y方 向的坐標Tip2.yl、Tipi.y2 ;然后，根據之前獲取的高度差分別推算出右側探針Tipl在點 1處和左側探針Tip2在點2處下針完成需要的脈沖數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。讓左側探針Tip2和右側探針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Tip2.a3、Tipl.a4和Y方向的坐標Tip2.y3、Tipl.y4,并推算出右 側探針Tipl在點3和左側探針Tip2在點4的脈沖數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，與右側探針Tipl相對的Tip3和與左側探針Tip2相對的 Tip4的脈沖數和Y方向的坐標也可按上述方法獲取。四個探針所獲取的數據可形成如下表 格：
[0034]

【權利要求】
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 電機驅動而獨立地快速移動，并通過Z方向的步進電機驅動而與待測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的驅動脈沖數與PCB測試區(qū)域的關系曲線； 利用上述獲取的關系曲線計算出每個測點的驅動脈沖數；及 根據設定的抬針高度，計算出各個探針的絕對抬針高度所對應的驅動脈沖數。
2. 根據權利要求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. 根據權利要求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的驅動脈沖數與PCB測試區(qū)域的關系曲線的過程中，是針對待測PCB的正面/ 背面設置四個設定點，這四個設定點包括位于所述待測PCB第一半區(qū)的第一對設定點和位 于所述待測PCB第二半區(qū)的第二對設定點，位于待測PCB同一面的兩個探針劃分為用于作 用第一對設定點的第一探針和用于作用第二對設定點的第二探針。
4. 根據權利要求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 第一對設定點的驅動脈沖數是實際記錄得到，所述第一探針扎向所述待測PCB的第二對設 定點的驅動脈沖數則是根據第一探針與第二探針之間的高度差和坐標差推算得到。
5. 根據權利要求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 第二對設定點的驅動脈沖數是實際記錄得到，所述第二探針扎向所述待測PCB的第一對設 定點的驅動脈沖數則是根據第二探針與第一探針之間的高度差和坐標差推算得到。
6. 根據權利要求3所述的計算方法，其特征在于：所述第一對設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第一半區(qū)邊角的第二點；所述第二對設定點包括 位于所述待測PCB中部的第一點和位于所述待測PCB第二半區(qū)邊角的第二點；其中，所述第 一對設定點的第一點與所述第二對設定點的第一點相互靠近，所述第一對設定點的第二點 與所述第二對設定點的第二點相互遠離。
7. 根據權利要求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 設定點的第二點對應位于所述待測PCB的第一角落，所述第二對設定點的第二點對應位于 所述待測PCB的第二角落，所述第二角落與第一角落相對。
8. 根據權利要求6所述的計算方法，其特征在于：所述第一對設定點與所述第二對設 定點是圍繞一中心點對稱分布的。
9. 根據權利要求3所述的計算方法，其特征在于：針對待測PCB的正面設置的四個設 定點與針對待測PCB的背面設置的四個設定點在X-Y平面中是重合的。
10. 根據權利要求1至9任一項所述的計算方法，其特征在于：所述關系曲線為一個帶 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)先權日:2014年11月5日
【發(fā)明者】張恂, 譚艷萍, 王星, 翟學濤, 楊朝輝, 高云峰 申請人:深圳市大族激光科技股份有限公司, 深圳市大族數控科技有限公司