CN111856252B - 一种单基准定位全浮动式pcb功能测试结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单基准定位全浮动式PCB功能测试结构，包括：压板模组、载板模组、中框板模组、针板模组、驱动模组、底板；所述底板上表面安装所述驱动模组，所述驱动模组还包括水平驱动模组和垂直驱动模组；所述垂直驱动模组活动端连接所述压板模组；所述水平驱动模组活动端连接所述中框模组，所述中框模组下表面安装有所述针板模组，所述中框模组上表面安装有所述载板模组；本发明优点在于载板模组、针板模组、压板模组三大模组具有单一基准定位，形成公差链闭环，提高探针定位精度；浮动式结构使针板模组与中框板之间形成弹性力传导，避免硬性力传导产生的瞬间冲量震动，提高探针接触稳定性，降低探针损伤风险。

Description

一种单基准定位全浮动式PCB功能测试结构

技术领域

本发明涉及PCB板测试装置技术领域，尤其涉及一种单基准定位全浮动式PCB功能测试结构。

背景技术

随着电子产品技术飞速发展，及其制程效率、良率的要求日益提高，电子产业在提高电子产品制程效率的同时，也逐步开始加强对于产品功能测试设备的研制和优化。其中，对于电子产品主板功能测试的需求最为急切。目前，夹具结构运用比较广泛，但一直存在以下缺点：

1、传统测试夹具采用多层基准定位，模组间公差层级多，存在累积公差风险。

2、传统测试夹具针板模组采用固定式结构，针板模组与中框板之间形成硬性力传导，压板模组下压过程中会造成瞬间冲量震动，影响探针接触稳定性，增大探针损伤风险，且针板模组在压板模组下压力作用下，使中框板中心区域产生加大变形，还影响测试稳定性。

中国专利CN206281949U公开了一种ICT针床测试架，包括底座，在底座上固定有安装座，安装座通过弹性支撑柱固定有载板，在安装座上还设置有探针，该探针设于载板与安装座之间，底座还通过支撑板安装有测试箱，在测试箱上安装有驱动装置，该驱动装置的下方固定有安装板，安装板位于载板的正上方，在安装板的下方固定有多个压头，当驱动装置下沉时，压头与待测试PCB板接触，探针与待测试PCB板的针脚相接触。上述技术方案通过减震弹簧结构，缓解了探针冲击，但是并未解决公差累计的情况。

中国专利CN210270075U公开了一种防盗器电路板测试仪，包括包括底座和固定连接在底座后侧上端的支撑板，支撑板靠近上端的两侧侧壁均通过多个安装螺钉固定安装有固定板，两个固定板上均固定连接有L形架，L形架靠近下端侧壁上固定连接有导向套，L形架的顶端固定连接有驱动缸，驱动缸的伸缩端贯穿导向套并固定连接有压板，压板的下端四角均设有压针。上述技术方案虽然采用了定位及缓冲结构，但是其缺少待测电路板进出结构，还需进一步提高效率。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种单基准定位全浮动式PCB功能测试结构，能够解决上述问题。

为此目的，本发明由如下技术方案实施。

一种单基准定位全浮动式PCB功能测试结构，其特征在于，包括：压板模组、载板模组、中框板模组、针板模组、驱动模组、底板；

所述底板上表面安装所述驱动模组，所述驱动模组还包括水平驱动模组和垂直驱动模组；

所述垂直驱动模组活动端连接所述压板模组；所述水平驱动模组活动端连接所述中框板模组，所述中框板模组下表面安装有所述针板模组，所述中框板模组上表面安装有所述载板模组；所述压板模组位于所述载板模组的上方；

所述压板模组还包括翻盖压板、浮动压板、压板导向柱、压块；所述翻盖压板与所述垂直驱动模组活动端连接，并在所述翻盖压板下方浮动连接所述浮动压板，所述浮动压板下表面边角处安装有至少一个所述压板导向柱；所述浮动压板的下表面中心处安装有所述压块；

所述载板模组下方浮动连接所述中框板模组；

所述中框板模组还包括单基准导向柱和中框板；所述单基准导向柱分布于所述中框板的边角处，并与所述压板导向柱一一对应；所述单基准导向柱上端设有定位凹槽，所述定位凹槽与所述压板导向柱的下部形成插接定位结构；所述载板模组还包括载板；所述载板边角处设有通孔，所述通孔与所述单基准导向柱一一对应；所述单基准导向柱的下部穿过所述中框板，所述针板模组上对应设置有通孔，并与所述单基准导向柱的下部形成定位结构。

所述针板模组还包括针板浮动板、信号转换板、功能测试板；所述针板浮动板包括至少一层针板，所述针板浮动板的下方安装有所述信号转换板，所述信号转换板的下方安装有所述功能测试板；针板上安装有探针，所述探针的针头朝上用于连接PCB触点，针尾朝下用于连接所述信号转换板；所述针板浮动板浮动连接所述中框板模组。

进一步，所述驱动模组的动力单元为气缸；所述垂直驱动模组共有两个气缸，分别垂直安装于所述底板的两侧；所述水平驱动模组共有两个气缸，分别水平安装于所述垂直驱动模组的内侧，并通过支架转接所述中框板模组；所述压板模组侧端至少固定有一个滑块，所述滑块与垂直安装于所述底板上的滑轨形成滑动连接。

更进一步，所述底板上还安装有电控模组，所述电控模组分别连接所述驱动模组的全部气缸。

进一步，所述翻盖压板与所述浮动压板的浮动连接结构包括压板弹簧、压板等高螺丝；所述浮动压板的每个边角处设有通孔，所述压板等高螺丝自下而上穿过所述通孔，并垂直安装于所述翻盖压板的下表面；所述压板弹簧套装于所述压板等高螺丝上；所述压板弹簧上端与所述翻盖压板的下表面接触，下端与所述浮动压板的上表面接触。

更进一步，所述浮动压板边角处的通孔直径大于所述压板等高螺丝轴径，且所述通孔与所述压板等高螺丝的轴肩形成间隙配合。

进一步，所述载板模组与所述中框板模组的浮动连接结构包括载板弹簧、载板等高螺丝；所述载板的每个边角处设有通孔，所述载板等高螺丝自上而下穿过所述通孔，并垂直安装于所述中框板的上表面；所述载板弹簧套装于所述载板等高螺丝上；所述载板弹簧上端与所述载板的下表面接触，下端与所述中框板的上表面接触。

更进一步，所述载板边角处的通孔直径大于所述载板等高螺丝轴径，且所述通孔与所述载板等高螺丝的轴肩形成间隙配合。

进一步，所述针板浮动板与所述中框板模组的浮动连接结构包括浮动止位块、浮动导向柱、浮动弹簧、安装座；所述安装座为内凹型结构，上端与所述浮动止位块固定连接，中间形成开放式长方体空腔，空腔内沿垂直方向安装有所述浮动导向柱，且并列安装有所述浮动弹簧；所述浮动止位块上端面与所述中框板的下表面边角处固定连接；所述针板浮动板边角处设有通孔，所述通孔套装于所述浮动导向柱上，所述浮动弹簧上端接触所述针板浮动板的下表面。

更进一步，所述针板浮动板边角处的通孔直径大于所述浮动导向柱轴径，且所述通孔与所述浮动导向柱形成间隙配合。

进一步，所述针板浮动板由多层针板复合组成，自上而下依次为第一层针板、第二层针板、第三层针板、第四层针板、第五层针板，其中所述第三层针板作为其他针板的安装基础。

本发明具有如下优点：

1．载板模组、针板模组、压板模组三大模组具有单一基准定位，单基准导向柱同时与载板模组及针板模组的导孔定位，压板模组导柱与单基准导向柱的导孔定位，使载板模组，针板模组，压板模组三者都相对于单基准导向柱形成公差链闭环，减小模组间公差层级多引入的公差累积，提高探针定位精度。

2．针板模组浮动式结构使针板模组与中框板之间形成弹性力传导，针板模组受力通过针板浮动模组传导至中框板，避免硬性力传导产生的瞬间冲量震动，提高探针接触稳定性，降低探针损伤风险；同时，还避免中框板中心区域下陷变形。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本发明的一个或几个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

附图中体现的相同结构分布位置及分布数量仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的结构必须具有特定的方位、分布数量，因此不能理解为对本发明的限制。

图1为本发明的立体图；

图2为本发明的***图；

图3为压板模组***图；

图4为载板模组***图；

图5为中框板模组***图；

图6为针板模组***图；

图7为一种浮动连接结构***图；

图8为驱动模组***图；

图9为水平驱动模组结构示意图；

图10为单基准定位示意图；

图11为本发明工作流程示意图。

图中：

1-压板模组；2-PCB；3-载板模组；4-中框板模组；5-针板模组；6-驱动模组；7-翻盖压板；8-压板弹簧；9-浮动压板；10-压板导向柱；11-压板等高螺丝；12-压块；13-载板等高螺丝；14-载板；15-载板弹簧；16-单基准导向柱；17-中框板；18-第一层针板；19-第二层针板；20-探针；21-针板浮动板；22-第三层针板；23-第四层针板；24-第五层针板；25-信号转换板；26-功能测试板；27-浮动止位块；28-浮动导向柱；29-浮动弹簧；30-安装座；31-电控模组；32-水平驱动模组；33-垂直驱动模组；34-底板；35-气缸；36-垂直滑轨；37-滑块；38-支架。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上端”、“下端”、“上部”、“下部”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。

还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将结合附图，对本发明做进一步说明。

一种单基准定位全浮动式PCB功能测试结构，结合图1、2所示，主要包括：压板模组1、载板模组3、中框板模组4、针板模组5、驱动模组6、底板34。

底板34上表面安装驱动模组6，驱动模组6还包括水平驱动模组32和垂直驱动模组33；优选地，如图8所示，驱动模组6的动力单元为气缸；垂直驱动模组33共有两个气缸35，分别垂直安装于底板34的两侧；如图9所示，水平驱动模组32共有两个气缸35，分别水平安装于垂直驱动模组33的内侧，并通过支架38转接中框板模组4；翻盖压板7两侧端均固定有一个滑块37，滑块跨接两条平行滑轨36，滑轨36总计四条，均垂直安装于底板34上。垂直驱动模组33气缸35的活动端连接滑块37，并带动压板模组1垂直方向运动。水平驱动模组32的活动端连接中框板模组4，中框板模组4下表面安装有针板模组5，中框板模组4上表面安装有载板模组3；压板模组1位于载板模组3的上方。优选地，底板34上还安装有电控模组31，电控模组31分别连接驱动模组6的全部气缸。

如图3所示，压板模组1还包括浮动压板9、压板导向柱10、压块12；在翻盖压板7下方浮动连接浮动压板9，浮动压板9下表面边角处安装有4个压板导向柱10；浮动压板9的下表面中心处安装有压块12；优选地，翻盖压板7与浮动压板9的浮动连接结构包括压板弹簧8、压板等高螺丝11；浮动压板9的每个边角处设有通孔，压板等高螺丝11自下而上穿过通孔，并垂直安装于翻盖压板7的下表面；压板弹簧8套装于压板等高螺丝11上；压板弹簧8上端与翻盖压板7的下表面接触，下端与浮动压板9的上表面接触。浮动压板9边角处的通孔直径大于压板等高螺丝11轴径，且通孔与压板等高螺丝11的轴肩形成间隙配合。

如图5所示，中框板模组4还包括单基准导向柱16和中框板17；单基准导向柱16分布于中框板17的边角处，并与压板导向柱10一一对应；单基准导向柱16上端设有定位凹槽，定位凹槽与压板导向柱10的下部形成插接定位结构。

载板模组3下方浮动连接中框板模组4。如图4所示，载板模组3还包括载板14；载板14边角处设有通孔，通孔与单基准导向柱16一一对应。优选地，载板模组3与中框板模组4的浮动连接结构包括载板弹簧15、载板等高螺丝13；载板14的每个边角处设有通孔，载板等高螺丝13自上而下穿过通孔，并垂直安装于中框板17的上表面；载板弹簧15套装于载板等高螺丝13上；载板弹簧15上端与载板14的下表面接触，下端与中框板17的上表面接触。载板14边角处的通孔直径大于载板等高螺丝13轴径，且通孔与载板等高螺丝13的轴肩形成间隙配合。

优选地，单基准导向柱16的下部穿过中框板17，针板模组5上对应设置有通孔，并与单基准导向柱16的下部形成定位结构。

如图6所示，针板模组5还包括针板浮动板21、信号转换板25、功能测试板26。优选地，针板浮动板21由多层针板复合组成，自上而下依次为第一层针板18、第二层针板19、第三层针板22、第四层针板23、第五层针板24，其中第三层针板22作为其他针板的安装基础。针板浮动板21的下方安装有信号转换板25，信号转换板25的下方安装有功能测试板26；针板上安装有探针20，探针的针头朝上用于连接PCB触点，针尾朝下用于连接信号转换板25；针板浮动板21浮动连接中框板模组4。

优选地，结合图6、7所示，针板浮动板21与中框板模组4的浮动连接结构包括浮动止位块27、浮动导向柱28、浮动弹簧29、安装座30；安装座30为内凹型结构，上端与浮动止位块27固定连接，中间形成开放式长方体空腔，空腔内沿垂直方向安装有浮动导向柱28，且并列安装有浮动弹簧29；浮动止位块27上端面与中框板17的下表面边角处固定连接；针板浮动板21边角处设有通孔，通孔套装于浮动导向柱28上，浮动弹簧29上端接触针板浮动板21的下表面。针板浮动板21边角处的通孔直径大于浮动导向柱28轴径，且通孔与浮动导向柱28形成间隙配合。

工作过程

结合图11所示，具体步骤如下：

开始工作，在步骤（a）中水平驱动模组32的气缸在电控模组31的控制下，将中框板模组4水平推出，随同有板模组3和针板模组5，随后将带检测的PCB2放置于载板14上；

步骤（b）中水平驱动模组32的气缸反向运动将中框板模组4拉回初始位置，此时PCB2处于压板模组1正下方，由此进入步骤（c）；

步骤（c）中垂直驱动模组33的气缸开始工作，拉动翻盖压板7向下运动，进而推动浮动压板9及其上压块12向下接触PCB2，并将其下压至与针板模组5上的探针20接触，进而导通PCB2和信号转换板25、功能测试板26，进行测试。期间下压过程中如图10所示，单基准导向柱16向上穿过了载板14的通孔，并与压板导向柱10插接完成了上部定位，而随着压板模组1继续向下运动，单基准导向柱16的下部依次穿过了中框板17和针板浮动板21的通孔，完成了下部定位；

在完成PCB2测试后，进入步骤（d），垂直驱动模组33的气缸反向运动，压板模组1上升，各定位关系脱离。

步骤（e）中水平驱动模组32的气缸在电控模组31的控制下，将中框板模组4水平推出，随同有板模组3和针板模组5，随后将已经检测完成的PCB2取出，并放入新的待测PCB在载板14上，由此完成一个PCB检测。

循环（a）-（e）步骤即可完成剩余检测任务。

以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种单基准定位全浮动式PCB功能测试结构，其特征在于，包括：压板模组（1）、载板模组（3）、中框板模组（4）、针板模组（5）、驱动模组（6）、底板（34）；

所述底板（34）上表面安装所述驱动模组（6），所述驱动模组（6）还包括水平驱动模组（32）和垂直驱动模组（33）；

所述垂直驱动模组（33）活动端连接所述压板模组（1）；所述水平驱动模组活动端连接所述中框板模组（4），所述中框板模组（4）下表面安装有所述针板模组（5），所述中框板模组（4）上表面安装有所述载板模组（3）；所述压板模组（1）位于所述载板模组（3）的上方；

所述压板模组（1）还包括翻盖压板（7）、浮动压板（9）、压板导向柱（10）、压块（12）；所述翻盖压板（7）与所述垂直驱动模组（33）活动端连接，并在所述翻盖压板（7）下方浮动连接所述浮动压板（9），所述浮动压板（9）下表面边角处安装有至少一个所述压板导向柱（10）；所述浮动压板（9）的下表面中心处安装有所述压块（12）；

所述载板模组（3）下方浮动连接所述中框板模组（4）；

所述中框板模组（4）还包括单基准导向柱（16）和中框板（17）；所述单基准导向柱（16）分布于所述中框板（17）的边角处，并与所述压板导向柱（10）一一对应；所述单基准导向柱（16）上端设有定位凹槽，所述定位凹槽与所述压板导向柱（10）的下部形成插接定位结构；所述载板模组（3）还包括载板（14）；所述载板（14）边角处设有通孔，所述通孔与所述单基准导向柱（16）一一对应；所述单基准导向柱（16）的下部穿过所述中框板（17），所述针板模组（5）上对应设置有通孔，并与所述单基准导向柱（16）的下部形成定位结构；

所述针板模组（5）还包括针板浮动板（21）、信号转换板（25）、功能测试板（26）；所述针板浮动板（21）包括至少一层针板，所述针板浮动板（21）的下方安装有所述信号转换板（25），所述信号转换板（25）的下方安装有所述功能测试板（26）；针板上安装有探针（20），所述探针的针头朝上用于连接PCB触点，针尾朝下用于连接所述信号转换板（25）；所述针板浮动板（21）浮动连接所述中框板模组（4）。

2.根据权利要求1所述的PCB功能测试结构，其特征在于，所述驱动模组（6）的动力单元为气缸；所述垂直驱动模组（33）共有两个气缸（35），分别垂直安装于所述底板（34）的两侧；所述水平驱动模组（32）共有两个气缸（35），分别水平安装于所述垂直驱动模组（33）的内侧，并通过支架（38）转接所述中框板模组（4）；所述压板模组（1）侧端至少固定有一个滑块（37），所述滑块与垂直安装于所述底板（34）上的滑轨（36）形成滑动连接。

3.根据权利要求2所述的PCB功能测试结构，其特征在于，所述底板（34）上还安装有电控模组（31），所述电控模组（31）分别连接所述驱动模组（6）的全部气缸。

4.根据权利要求1所述的PCB功能测试结构，其特征在于，所述翻盖压板（7）与所述浮动压板（9）的浮动连接结构包括压板弹簧（8）、压板等高螺丝（11）；所述浮动压板（9）的每个边角处设有通孔，所述压板等高螺丝（11）自下而上穿过所述通孔，并垂直安装于所述翻盖压板（7）的下表面；所述压板弹簧（8）套装于所述压板等高螺丝（11）上；所述压板弹簧（8）上端与所述翻盖压板（7）的下表面接触，下端与所述浮动压板（9）的上表面接触。

5.根据权利要求4所述的PCB功能测试结构，其特征在于，所述浮动压板（9）边角处的通孔直径大于所述压板等高螺丝（11）轴径，且所述通孔与所述压板等高螺丝（11）的轴肩形成间隙配合。

6.根据权利要求1所述的PCB功能测试结构，其特征在于，所述载板模组（3）与所述中框板模组（4）的浮动连接结构包括载板弹簧（15）、载板等高螺丝（13）；所述载板（14）的每个边角处设有通孔，所述载板等高螺丝（13）自上而下穿过所述通孔，并垂直安装于所述中框板（17）的上表面；所述载板弹簧（15）套装于所述载板等高螺丝（13）上；所述载板弹簧（15）上端与所述载板（14）的下表面接触，下端与所述中框板（17）的上表面接触。

7.根据权利要求6所述的PCB功能测试结构，其特征在于，所述载板（14）边角处的通孔直径大于所述载板等高螺丝（13）轴径，且所述通孔与所述载板等高螺丝（13）的轴肩形成间隙配合。

8.根据权利要求1所述的PCB功能测试结构，其特征在于，所述针板浮动板（21）与所述中框板模组（4）的浮动连接结构包括浮动止位块（27）、浮动导向柱（28）、浮动弹簧（29）、安装座（30）；所述安装座（30）为内凹型结构，上端与所述浮动止位块（27）固定连接，中间形成开放式长方体空腔，空腔内沿垂直方向安装有所述浮动导向柱（28），且并列安装有所述浮动弹簧（29）；所述浮动止位块（27）上端面与所述中框板（17）的下表面边角处固定连接；所述针板浮动板（21）边角处设有通孔，所述通孔套装于所述浮动导向柱（28）上，所述浮动弹簧（29）上端接触所述针板浮动板（21）的下表面。

9.根据权利要求8所述的PCB功能测试结构，其特征在于，所述针板浮动板（21）边角处的通孔直径大于所述浮动导向柱（28）轴径，且所述通孔与所述浮动导向柱（28）形成间隙配合。

10.根据权利要求1所述的PCB功能测试结构，其特征在于，所述针板浮动板（21）由多层针板复合组成，自上而下依次为第一层针板（18）、第二层针板（19）、第三层针板（22）、第四层针板（23）、第五层针板（24），其中所述第三层针板（22）作为其他针板的安装基础。

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