CN105699879B - 一种高频pcb板测试用连接载片 - Google Patents

Abstract

本发明属于PCB板的测试和检测领域，具体涉及一种高频PCB板测试用连接载片。本连接载片包括插板；插板的朝向待测PCB板的一侧端面固定微带板，微带板另一侧表面朝向待测PCB板处，微带板的朝向待测PCB板的表面为导片固定面，微带板的阻抗等于待测PCB板阻抗；以金属弹片受上述下压力和/上升力而展平呈平面状时，为该连接载片的工作状态；在上述工作状态下，金属弹片的朝向微带板的表面面贴合于微带板的导片固定面，且金属弹片的朝向待测PCB板的表面同时面贴合待测PCB板上的测试点与信号引出板件的引出点。本连接载片具备测试准确度高、驻波比好、隔离度佳、承受功率大、功率损耗低等优点，其性能稳定而可靠。

Description

一种高频PCB板测试用连接载片

技术领域

本发明属于PCB板的测试和检测领域，具体涉及一种高频PCB板测试用连接载片。

背景技术

PCB板，是印刷电路板的简称，也叫插件板，是大多数电子产品的主要部件。在所有电子产品在出厂前，甚至出厂后的使用过程中，都伴随着一系列的性能测试，以预先发现和排除故障，进而保证产品质量，PCB板更是如此。在针对PCB板尤其是高频PCB板的测试平台中，射频探针测试方式最为普遍；这在如中国专利公告号为“CN102221376A”的专利名称为“一种PCB板测试工装”的发明专利文本，以及中国专利公告号为“CN 102707182A”的专利名称为“一种PCB板测试治具”的发明专利文本中均有所描述：包括可彼此相向活动的上、下模，上、下模的相向面的至少其中之一处布置针板，针板以射频探针阵列布置而成。工作时，以射频探针的针尖对准待测试PCB板上的测试点，从而以射频探针本体起到对外界测试仪器的信号引出目的。然而，随着社会科技的迅速发展，PCB板的小型化和集成化是大势所趋，具备庞大密集的测试点的PCB板比比皆是。传统的射频探针本身就具备一定直径，有些甚至在末端布置法兰等固定结构，由于上述射频探针无法进行结构统一化，如何快速寻求到与待测PCB板阻抗匹配的特定射频探针成为难题，往往因勉强选择而导致测试时驻波比过低，测试准确度随之受到影响。同样，由于测试点的密集化，当待测PCB板相邻的两个射频的测试点间距比较近时，常用的射频探针和测试夹具之间的共地无法满足测试要求，这会导致测试数据不可靠；或者由于相邻测试点距离太近而发生射频探针干涉现象，进而导致出现无法安装射频探针的状况。此外的，常规的射频探针由于自身单纯材质结构，也根本无法适用于高频PCB板的被测端口功率较大的场合。最后，高频射频探针的技术一般是国外垄断，采购周期过长且价格昂贵，显然也无法满足目前厂家的产品开发周期和成本控制等要求，这也对高频PCB板的实际测试产生了一定影响。

发明内容

本发明的目的为克服上述现有技术的不足，提供一种结构合理而可靠的高频PCB板测试用连接载片。本连接载片可安装于目前的常规测试平台中，并具备测试准确度高、驻波比好、隔离度佳、承受功率大、功率损耗低等一系列优点，其性能稳定而可靠。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种高频PCB板测试用连接载片，其特征在于：本连接载片至少包括可固定于PCB测试平台的上模和/或下模上的插板；插板的朝向待测PCB板的一侧端面固定有用于在待测PCB板与信号引出板之间作信号引出桥梁的阻抗连接部；所述阻抗连接部包括微带板，微带板一侧表面固定于插板上述端面而另一侧表面朝向待测PCB板处，微带板的朝向待测PCB板的表面为导片固定面，微带板的阻抗等于待测PCB板阻抗；阻抗连接部还包括夹设于微带板与待测PCB板之间的波浪状的金属弹片；以插板带动与之固接的阻抗连接部共同产生下压和/或上升动作，金属弹片压迫待测PCB板与信号引出板并受压展平呈平面状时，为该连接载片的工作状态；在上述工作状态下，展平呈平面状的金属弹片的朝向微带板的表面贴合于微带板的导片固定面，且金属弹片的朝向待测PCB板的表面同时面贴合待测PCB板上的测试点与信号引出板件的引出点。

插板外形呈长方体状，且其长度方向铅垂的插接于PCB测试平台的用作上模的滑轨上；微带板上表面外形呈与插板下端面轮廓吻合的长方形，微带板上表面沿长度方向布置有两个安装孔，安装孔铅垂向的由下而上的贯穿微带板板面且凹入插板下端面处；金属弹片外形呈两端向下折翘的倒“V”字状，金属弹片的中段焊接于微带板下表面处；两个安装孔内填充有弹性绝缘垫柱，该弹性绝缘垫柱突出微带板下表面并分别抵靠于金属弹片的两个折翘段处。

所述安装孔铅垂向的贯穿插板板体；位于插板内的安装孔外形呈上段孔径大于下段孔径的二段式阶梯孔结构，弹性绝缘垫柱外形呈与上述阶梯孔结构适配的阶梯轴状；在位于弹性绝缘垫柱的上方的安装孔内填充布置用于抵紧弹性绝缘垫柱的圆柱状的压杆；插板的上表面布置有用于抵紧压杆的顶块，两者间构成螺纹固接配合。

所述安装孔继续沿顶块的底端面凹设以在顶块处形成沉孔结构；顶块的顶端面的中部处铅垂贯穿设置螺钉安装孔，紧固螺钉铅垂向的由上而下穿过螺钉安装孔并与插板上表面间构成螺纹固接配合。

插板的上表面所在的两侧处对称延伸有固定耳，两个固定耳上均贯穿设置有铅垂向的导向孔，导向杆由上而下穿过该导向孔以螺纹紧固于上述滑轨上；导向杆的杆身处布置压缩弹簧，压缩弹簧的上端抵靠于导向杆的顶部螺帽处而下端抵靠于固定耳的上表面处。

所述微带板的阻抗为50Ω。

本发明的有益效果在于：

1)、有别于传统所必然采用的射频探针结构，本发明以独特的具备平面和波浪状两种形变状态的金属弹片，配合只有在金属弹片发生形变并展平时方可与之面贴合的微带板，从而实现位于金属弹片下方的并排布置的待测PCB板与信号引出板间的匹配阻抗下的信号导通和传输测试目的。与传统的探针检测方式所带来的诸如使用繁琐和不适合大功率状况下的PCB板测试操作相比：本发明立足于实现无探针前提下的高精度PCB板在线测试需求，充分利用了金属弹片自身弹力所带来的高形变性和高缓冲性。在PCB测试平台的相应模具带动下，金属弹片或回复波浪状从而隔开待测PCB板与微带板，以及隔开信号引出板和微带板。或因相应上、下模压力而呈展平状，最终完全连通待测PCB板、微带板与信号引出板。金属弹片的本身的弹性缓冲也保证了对于脆弱PCB板的保护下。其动作灵活，响应迅捷，测试的准确度高，更适用于高频大功率PCB板的测试需求。

值得指出的是，金属弹片应当处于完全展平状态时方才正常作为导通桥梁，而连通待测PCB板的测试点与信号引出板的引出点。一方面，只有金属弹片完全贴合微带板或者说是其上的导片时，整个“桥梁”才处于与待测PCB板阻抗一致的状态下；而只有该阻抗匹配的状态下，后续的测试数据才有意义。另一方面，金属弹片完全平铺贴合微带板，该种前提的实现方式较之“部分”金属弹片贴合即可测试而言，显然操作起来更为方便。具体操作时，只需将本连接载片最大化的紧紧压在待测PCB板及信号引出板处即可，可实现性显然更强，也更适合工业化的设计和生产。

综上，本发明可单独固定在PCB板测试平台上，具有成本低、加工方便、装配周期短、通用性高、测试效果良好、便于维修更换等一系列优点，可有效满足目前PCB板测试，尤其填充了目前高频大功率PCB板的测试空白，其性能稳定而可靠。

2)、在PCB板测试平台的模具驱动动作下，本发明以插板作为主体，一方面沿插板两侧布置固定耳，从而实现本发明与当前PCB板测试平台间的有效固接；另一方面，铅垂向在插板内设置的安装孔，搭配倒“V”字状的金属弹片，优化的实现了对于该金属弹片的预压力保持效果，从而方便金属弹片在正常状况下的预压复位和工作状态下的弹性展平效果。通过上述结构，本发明不但进一步的满足了大功率、大电流下的高频PCB测试需求；同时的，采用固定耳和安装孔这两个弹性位置，搭配两个弹性绝缘垫柱和两个压缩弹簧的四个点的弹性设计，从而可通过逐点自由调整和各点弹性力的自然补充，避免金属弹片连接待测PCB板和信号引出板时所可能导致的压力不均匀和接触不充分等问题，从而更好的满足上述测试要求。

3)、弹性绝缘垫柱，提供了金属弹片在正常状态下的预压力，其一方面依靠压杆来抵靠弹性绝缘垫柱，从而保证了该弹性绝缘垫柱在金属弹片与压杆之间的弹性施压效果；另一方面，弹性绝缘垫柱本身作为绝缘体，也确保了由待测PCB板的测试点发出的电流信号，不至于直接沿弹性绝缘垫柱发散至金属的插板处，进而影响到实际测试数据的精确性。安装时，依靠沿安装孔内首先放入弹性绝缘垫柱，再放入压杆压紧，再通过顶块抵压压杆的方式，即可完成上述安装操作，其操作显然极为便捷，工作可靠性和稳定性亦可得到有效保证。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的正面结构图；

图3为图2的结构剖视图；

图4为本发明处于初始状态，也即金属弹片处于正常状态时的工作示意图；

图5为图4的I部分局部放大图；

图6为本发明处于接触预紧状态，也即金属弹片发生压缩形变过程时的工作示意图；

图7为图6的II部分局部放大图；

图8为本发明处于工作状态，也即金属弹片完全受力展平时的工作示意图；

图9为图8的III部分局部放大图。

附图中各标号与本发明的各部件名称对应关系如下：

a-待测PCB板 b-信号引出板

A-滑轨 B-测试底座

10-插板 11-固定耳 21-微带板 22-金属弹片

30-弹性绝缘垫柱 40-压杆

50-顶块 60-紧固螺钉

70-导向杆 80-压缩弹簧

具体实施方式

为便于理解，此处结合附图对本实用新型的具体实施结构及工作流程作以下描述：

本发明的具体结构，如图1-3所示，其包括两个导向杆70、两根压缩弹簧80、一个带有对称的固定耳11的插板10、一个顶块50、一根紧固螺钉60、两根压杆40、两根弹性绝缘垫柱30、一块匹配至50Ω阻抗的微带板21、一块呈“V”字状的长方形的金属弹片22。组装时，以插板10为主体，首先在其内的安装孔内依次添入弹性绝缘垫柱30和压杆40，并通过紧固螺钉60将顶块50套在压杆40的顶端外露段处，以抵压压杆40。此时由于顶块50和压杆40的压迫作用，弹性绝缘垫柱30被挤压，同时弹性绝缘垫柱30的底端部分露出微带板21的下表面。微带板21焊接在插板10下端面，且在微带板21的下表面处再焊接金属弹片22，并使金属弹片22的两端向下的折翘段分别抵靠在上述弹性绝缘垫柱30的外露端处。金属弹片22的外形可以为直接的“V”字结构，也可考虑在“V”字的两端再彼此反向延伸翻边结构或圆滑过渡结构，如图1及图3所示，以便于在碰触下方的待测PCB板a和信号引出板b时，使得两者的接触动作更为平滑。插板10的两固定耳上由上向下依次穿设导向杆，导向杆为顶端有螺帽的螺钉结构。导向杆70上套设压缩弹簧80，并将压缩弹簧80的两端分别抵靠导向杆70的螺帽处和固定耳11的上表面处，以使得各者形成一体弹性结构。

本发明实际操作过程如下：

1)、检查PCB板测试平台，并将待测PCB板a及信号引出板b依次并列布置在PCB板测试平台的测试底座B上。

2)、将本发明的导向杆70螺纹固定于PCB板测试平台的滑轨A处，使得插板10由上而下穿过滑轨A上预留的孔。将滑轨A固定于上述测试底座B的上方并与平台的动力驱动部连接。此时金属弹片22刚好位于待测PCB板a及信号引出板b的正上方。此状态也即图4-5所示的预紧状态，此时金属弹片22仅受到弹性绝缘垫柱30和压杆40的些微抵压力，从而能够保持正常的“V”字状结构。

3)、当整个滑轨A受到上述动力驱动部的力而向下移动时，金属弹片22逐渐受力下行，金属弹片22的两个折翘段首先分别触碰待测PCB板a及信号引出板b的上表面，并开始受到上述两者的反馈力，进而产生形变。此时，最理想状况下，也仅仅是金属弹片22导通待测PCB板a及信号引出板b，此状态为接触预紧状态，如图6-7所示。该状态下，由于微带板21没有参与导通过程，因此仅凭金属弹片22的阻抗完全不匹配待测PCB板a的阻抗，因此没有测算意义。

4)、滑轨A继续下行，金属弹片22持续受力，直至呈完全展平状态。此时，不仅弹性绝缘垫柱30经由如图6-7所示轻微受力到图8-9所示的受力压缩到极限位置，同时，导向杆70上的压缩弹簧80也拉伸到预设的极限回复位置。在压缩弹簧80和弹性绝缘垫柱30的巨大回复力作用下，金属弹片22被完全的贴合在微带板21上的导片固定面处，此状态达到满足要求的导通状态，也即为图8-9所示的工作状态。该状态下，微带板21自身的50Ω阻抗刚好匹配到待测PCB板a的50Ω阻抗，电路导通，射频信号的过渡传输得以实现，并具备测试意义，可以进行后续一系列测试。

综上可知，本发明的优势在于：

1)、本发明设计采用弹片式搭接传输结构，可满足大功率、大电流的高频PCB测试需求。

2)、本发明设计了50Ω阻抗匹配的微带板，良好保证了传输性能，与测试器件和仪表测试***阻抗达到良好的匹配；同时实现了小间距焊盘的PCB板的测试，同时也为大批量的PCB板的可靠连续得测试提供了有力保障。

3)、本发明采用压缩弹簧配合弹性绝缘垫柱的四点弹性设计，可通过调整调整压杆长度甚至是调整弹性绝缘垫柱长度，来改变初始状态下的金属弹片的两个折翘段受到的抵压力，从而避免金属弹片在连接待测PCB板和信号引出板时，所可能导致的压力不均匀和接触不充分等问题，从而较好的满足测试要求。

4)、本发明的初始设计思路，即可单独固定在PCB测试平台上，从而具备了成本低、加工方便、装配周期短、通用性较高、测试效果良好、便于维修更换等优点，能够满足大多数PCB板测试需求。同时，由于本发明结构的独特性，使之同时具备了测试准确度高、驻波比好、隔离度佳、承受功率大、功率损耗低等优点，其工作性能极为稳定可靠。

Claims (6)

1.一种高频PCB板测试用连接载片，其特征在于：本连接载片至少包括可固定于PCB测试平台的上模和/或下模上的插板(10)；插板(10)的朝向待测PCB板的一侧端面固定有用于在待测PCB板与信号引出板之间作信号引出桥梁的阻抗连接部；所述阻抗连接部包括微带板(21)，微带板(21)一侧表面固定于插板(10)上述端面而另一侧表面朝向待测PCB板处，微带板(21)的朝向待测PCB板的表面为导片固定面，微带板(21)的阻抗等于待测PCB板阻抗；阻抗连接部还包括夹设于微带板(21)与待测PCB板之间的波浪状的金属弹片(22)；以插板(10)带动与之固接的阻抗连接部共同产生下压和/或上升动作，金属弹片(22)压迫待测PCB板与信号引出板并受压展平呈平面状时，为该连接载片的工作状态；在上述工作状态下，展平呈平面状的金属弹片(22)的朝向微带板(21)的表面贴合于微带板(21)的导片固定面，且金属弹片(22)的朝向待测PCB板的表面同时面贴合待测PCB板上的测试点与信号引出板件的引出点。

2.根据权利要求1所述的一种高频PCB板测试用连接载片，其特征在于：插板(10)外形呈长方体状，且其长度方向铅垂的插接于PCB测试平台的用作上模的滑轨上；微带板(21)上表面外形呈与插板(10)下端面轮廓吻合的长方形，微带板上表面沿长度方向布置有两个安装孔，安装孔铅垂向的由下而上的贯穿微带板(21)板面且凹入插板(10)下端面处；金属弹片(22)外形呈两端向下折翘的倒“V”字状，金属弹片(22)的中段焊接于微带板(21)下表面处；两个安装孔内填充有弹性绝缘垫柱(30)，该弹性绝缘垫柱(30)突出微带板(21)下表面并分别抵靠于金属弹片(22)的两个折翘段处。

3.根据权利要求2所述的一种高频PCB板测试用连接载片，其特征在于：所述安装孔铅垂向的贯穿插板(10)板体；位于插板(10)内的安装孔外形呈上段孔径大于下段孔径的二段式阶梯孔结构，弹性绝缘垫柱(30)外形呈与上述阶梯孔结构适配的阶梯轴状；在位于弹性绝缘垫柱(30)的上方的安装孔内填充布置用于抵紧弹性绝缘垫柱(30)的圆柱状的压杆(40)；插板(10)的上表面布置有用于抵紧压杆(40)的顶块(50)，两者间构成螺纹固接配合。

4.根据权利要求3所述的一种高频PCB板测试用连接载片，其特征在于：所述安装孔继续沿顶块(50)的底端面凹设以在顶块(50)处形成沉孔结构；顶块(50)的顶端面的中部处铅垂贯穿设置螺钉安装孔，紧固螺钉(60)铅垂向的由上而下穿过螺钉安装孔并与插板(10)上表面间构成螺纹固接配合。

5.根据权利要求2或3或4所述的一种高频PCB板测试用连接载片，其特征在于：插板(10)的上表面所在的两侧处对称延伸有固定耳(11)，两个固定耳(11)上均贯穿设置有铅垂向的导向孔，导向杆(70)由上而下穿过该导向孔以螺纹紧固于上述滑轨上；导向杆(70)的杆身处布置压缩弹簧(80)，压缩弹簧(80)的上端抵靠于导向杆(70)的顶部螺帽处而下端抵靠于固定耳(11)的上表面处。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的一种高频PCB板测试用连接载片，其特征在于：所述微带板(21)的阻抗为50Ω。