专利名称：用于在线测试系统的节点扩展器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于在线测试系统的节点扩展器(node extender)。
背景技术：
在线测试(In-Circuit Test, ICT)描述了利用机械探针、电子线路以及 测试软件来鉴定(qualify)印刷电路板(PCB) 。 ICT系统的示例是加利 福尼亚州圣克拉拉的安捷伦科技公司(Agilent Technologies, Inc.)的 Medalist 3070，以及泰瑞达(Terodyne)公司的TS121。
图1是ICT系统("测试器")的框图。测试器102包括测试平台 104、测试源接口 106、测试夹具(test fixture) 108以及PCB 110。测试平 台104可通过测试平台104的定制软件和硬件选项来准备对用于生产的 PCB 110进行鉴定。可用于定制测试器102的硬件选项例如是测试源。测 试源可以是包括电子线路的线路卡，并且被置于测试平台104内。
测试源通过测试源接口 106连接到测试器102的元件上。测试源接口 106是包括各个引脚头('测试源引脚，)的针床测试头(bed-of-nails test-heads)。具有许多机械探针的测试夹具108 ('夹具，)被安装在测 试源接口 106的上面。被测试的PCB 110被安装在夹具108上面，以使得 夹具探针与待测的PCB上的各个节点产生电接触。
测试平台104内的测试源包括用于提供激励、接收信号并且测量PCB 110上的元件的电子线路。测试源接口 106是测试平台104到夹具108和 PCB 110的接口。
通道(channel)可以表示测试平台104的具体测试源，或者表示从测 试源到PCB 110上的网络的路径。硬件、软件以及功能测试是由测试平台 104发起的以识别PCB 110中的缺陷的测试序列的示例。
测试源接口 106也可以为设置在ICT系统102的界限外的辅助的电子线路(未示出)提供到PCB110的接入。
夹具108可在它的结构内包含有源或无源电子装置。夹具提供了到 PCB上的具体点或网络表('网络，)的电连接。节点可表示两个或更多 个器件到PCB上的电网络的连接。然而，不是所有的节点都可通过探针或 引脚接入。节点数限定了PCB上可接入的节点的数量。
每个夹具108被定制设计用于特定的PCB布局。测试序列被利用定制 夹具108的设计所采用的限制规则写入以鉴定PCB 110。
因为电子设计包含了更小的元件而造成了节点数增加，或是作为密集 布局的PCB的结果而造成了节点数增加，所以到PCB 110上所有可用网 络的接入可能受到测试平台104的通道数的限制。
目前，鉴定一块节点数大于测试器102的通道数的复杂PCB需要对 PCB 110进行划分、将PCB 110分组为若干簇或是执行受限接入测试扫 描。这还可能需要设计至少两个夹具。
遗憾地是，夹具和测试序列设计起来成本昂贵，并且花费可能超过$ 10,000。
购买新的具有充足通道以测试高节点数PCB的测试平台对于制造商而 言是可用的解决方法。对于制造公司这又是一次金钱上的破费，因为测试 平台花费大约$ 500,000。
因此，存在这样的需求，即不必为额外的夹具和测试序列投资或者不 必完全更换测试平台104，而在现有ICT系统上测试高节点数PCB。
发明内容
根据本发明的一方面，提供了一种适配器(adaptor)，其被固定于在 线测试系统和在线测试夹具之间，该适配器包括用于将单测试源引脚电连 接到多根夹具探针的开关。
根据本发明的另一方面，提供了一种包含代码的计算机可读媒介，所 述代码为在线测试系统提供用于执行以下步骤的指令将单测试源引脚通 过开关切换到多根夹具探针，所述开关在适配器内，并且所述适配器被固 定于所述在线测试系统和所述多根夹具探针之间；并且通过所述单测试源引脚、所述开关以及所述多根夹具探针将测试序列传递到被电连接到所述 多根夹具探针的印刷电路板。
根据本发明的又一方面，提供了一种在线测试系统，该在线测试系统 包括测试夹具，其与印刷电路板相接口，该测试夹具支持多根探针；适 配器，其被连接到测试夹具以及单测试源引脚，该适配器将单测试源引脚 路由选择到多根探针；以及测试平台，其包含测试源，所述单测试源引脚 为所述测试源提供电接口。
图1是本领域已知的在线测试系统的框图2是图示出在线测试系统中的节点扩展器适配器的框图3是图示出测试源引脚、适配器以及夹具的示意电路图4是PCB、夹具、适配器以及测试源的纵向剖面视图5是图示出操作适配器的方法的流程图6A-图6C图示出测试源和适配器的平面图；以及
图7A-图7B是通道路由器线路卡(channel router line card)的简化示图。
具体实施例方式
本发明将现在的及将来的ICT系统的使用扩展到节点数大于测试器上 可用通道的最大数目('高节点数')的复杂PCB。在拥有2000通道容 量的较旧的测试器中，或者在安捷伦科技公司的拥有5184通道容量的 Medalist 3070系统中，高节点数PCB可被作为节点数分别超过2000网络 或5184网络的PCB。
本发明减少了经受鉴定的PCB走线(PCB line)需要的定制夹具的数 量。这使得可以减少用于ICT系统的定制夹具的设计和开发时间。随之而 来的益处是对于复杂PCB的总体测试和鉴定时间的减少——因为鉴定测试 可用较少的夹具来完成。本发明的实施例在设计上可以是�？榛模⑶� 这些实施例可被重复用于不同的PCB鉴定走线。本发明通过为制造商提供可扩展的、�？榛牟⑶蚁蚝蠹嫒莸难∠钜岳┱瓜钟胁馐云鞯姆段В佣� 为制造商节省了大量金钱。
本发明是一种节点扩展器适配器('适配器，)，它被固定在现有的
测试器的测试平台和夹具之间。该适配器将单通道连接到PCB的多个网络 上。它使用开关将测试源接口的单引脚电连接到夹具的多根探针上。总体 鉴定测试码可包含测试序列和将各个通道切换到所指定的探针的指令。
该适配器所使用的这些开关可被例示为电气继电器、机电继电器、场 效应晶体管开关或者数字开关。
图2是包含所发明的适配器212的测试器202的框图。包括测试源的 测试平台204具有测试源接口 206,以输出和接收电信号。适配器212附 接在测试源接口 206上，并且电连接到测试平台204内的测试源的通道。
定制夹具208附接在适配器212上。接受测试的PCB 210被夹在夹具 208的顶上。当鉴定测试开始时，夹具208应用真空力或机械力来将PCB 210向下衔接到夹具208的探针上。
图3是表示所发明的适配器212的设计的示意图。图3示出测试源接 口 206、适配器212以及夹具208。
图3还示出测试源引脚306和308，开关322、 330和333，探针 318、 320、 326和328，以及互连(interconnect) 332、 334、 338和340。
图3中所描述的本发明的此方面以倍数二来'乘'ICT中可用通道的 数量。这是通过在开关的辅助下将一根测试源引脚路由选择(routing)到 夹具208上的两根探针之一来实现的。
在图3中，测试源接口 206包括两根测试源引脚306和308。来自图2 所示的测试平台204内的两个信号通道(在图3中未示出)被连接到两根 引脚306和308。两根测试源引脚306和308连接到适配器212上的两个 配套互连312和314。
路径316示出测试源引脚306以及夹具208上的两根探针318和 320。测试源引脚306可用开关322通过探针318和320被连接到PCB 210 上的两个网络之一。以图示说明，当开关322收到指令时，开关322将测 试源引脚306通过互连334或332连接到探针318或者探针320上。用来接通开关322的控制信号可通过适配器212或者测试源接口 206被路由选 择。
同样，当开关330收到指令时，测试源引脚308可通过互连338或 340并进而连接到探针326或328来连接到PCB 210上的两个网络之一。
图3中所示的适配器212描述了第三开关333，也被称为诊断测试开 关333，它使得能够在测试器202内进行短路测试并且在总体测试器设计 中形成冗余级。开关333可将互连332和334从开关322的输出端电连接 到与开关330相关联的互连340和338上。开关333的包括还为开关322 和330提供了系统级诊断。
在图3的适配器212中所描述的这些开关可以是工业中可容易得到的 电气继电器。可使用的电气继电器设计的示例是双刀单掷继电器、双刀双 掷继电器以及单刀单掷(SPST)继电器。如果SPST被构思用于开关 322、 330和333，则每个开关单元都需要两个单位的SPST继电器，以将 测试源引脚306和308路由选择到它们各自的输出端。
图4是采用了所发明的构思的测试器202的剖面视图。测试器202的 测试源接口 206、适配器212、夹具208以及PCB210在图4中被示出。
包括测试源引脚306、 308和414的测试源接口 206将来自测试平台 204内的信号通道(在图4中未示出)连接到适配器主板416。适配器主 板416是总体适配器212设计的一部分。
适配器主板416是被设计用来将测试接口引脚306、 308、 414和430 路由选择通至通道路由器线路卡424或418的接口平面。因为适配器212 的设计可以是�？榛暮涂衫┱沟模酝ǖ缆酚善飨呗房�424或418可 被移除或被重新用于其他的PCB走线鉴定测试。
图4的测试器利用图3的示意设计来举例说明本发明的各个方面。测 试源引脚306连接到通道路由器线路卡418上开关322的输入端。当开关 322被接通时，开关322将测试源引脚306连接到两个互连332或334中 之一。这些互连例如可以是机械引脚、印刷电路板、连接器电缆或者柔性 导线电缆。这些互连还通过适配器主板416从通道路由器线路卡418的开 关322、 330和333的输出端被路由选择。在节点扩展器适配器212内的开关322和其他开关被通过适配器主板 416发送的控制信号所操控。在测试器402中，测试源接口引脚430是串 行总线接口的一部分，以控制通道路由器线路卡418和424。控制信号可 从测试平台204的测试源发出，或者通过测试器402外的线路发出。互连332、 334、 338和340连接到第二接口平面432。夹具208被设 计为与该第二接口平面432相配套，并且电连接到互连332、 334、 338和 340。夹具208上的探针直接连接到PCB 210上的网络。在图4的适配器 212中，互连332连接到探针320并且互连334连接到探针318。图4还描述了包含由在线测试系统402执行的系统软件和指令的计算 机可读媒介490。适配器212被可位于计算机可读媒介490内的系统软件 控制。计算机可读媒介490例如可以是ROM、 RAM、 DVD、硬盘或者本 领域己知的其他计算机可读媒介。图5是图示出操作适配器212的方法的流程图。方框502描述以图2中所描述的方式组装测试器202和适配器212。 鉴定测试码(方框504)被加载到ICT系统202。鉴定测试码包括专用于 等待鉴定的PCB走线的测试序列。该代码位于以上在图4中所描述的计算 机可读媒介490中，并且被在线测试系统内的中央处理器(未示出)利用 以执行指令。或者，该代码可以被联网到测试器202的独立计算机系统执 行。方框506描述对在测试PCB 210下的器件执行总体测试码。如果图3 的适配器212被结合在图5中描述的方法里，那么测试码可被划分为至少 两个部分，以助于PCB 210的鉴定。总体测试码会涉及到用开关将通道连 接到PCB 210上的第一组网络。例如，开关322和330会将测试源引脚 306和308分别连接到探针318和326上，以执行测试序列来鉴定由第一 组网络标识的一部分PCB210线路(方框510)。如果必要的话，则对PCB 210的不同部分的线路重复鉴定(方框 512)。测试码可指示开关将测试源引脚306和308连接到PCB 210上不 同的一组(第二组以及随后的组)网络，例如探针320和328 (方框 514)。测试序列被执行以鉴定PCB 210上不同部分的线路。测试序列被重复，直到PCB210完成鉴定测试(方框512)。图6A-图6C被用来描述本发明�？榛牟⑶铱衫┱沟姆矫妗Ｍ�6A图 示出测试源接口 206的平面图，并且图6B和6C分别图示出适配器主板 416的底部视图和适配器主板416的顶部视图。在图6A中，测试器402没有把可用于PCB走线鉴定的所有的测试源 611都放在测试平台204内。当认为必要时，制造商可将测试源611组装 到测试平台204中。测试源接口 206的空区域601示出未组装的测试源， 并且表示了测试器402的可扩展的性质。图6B图示出适配器主板416的底部视图。适配器主板416被设计成 连接到测试源接口 206，不管组装到测试平台204内的测试源的数量是多 少。图6C图示出适配器主板的顶部视图。线路卡配套连接器603被用来 插入通道路由器线路卡424。同样，互连配套连接器605被用来插入图4 中描述的互连332、 334、 338和340。此种设计示图允许制造商按照需要 来使用通道路由器线路卡424以及互连332、 334、 338和340。此种设计 还允许制造商重复利用通道路由器线路卡424以及互连332、 334、 338和 340来进行多次PCB走线鉴定。图7A是通道路由器线路卡418的侧面视图的示图。通道路由器线路 卡418包括配套连接器702、开关330、 332和333以及现场可编程门阵列 (FPGA) 705。 FPGA允许制造商对通道路由器线路卡418重新编程以路 由选择开关和配套连接器702之间携带了通道信号的测试源引脚。此种设 计示例可使本适配器发明能被重复用于不止一次的PCB走线鉴定。图7B是在图7A中图示的通道路由器线路卡418的设计的变体。在图 7B中，图4的互连332和334被包含在通道路由器线路卡701上作为连接 器引脚707。连接器引脚707最后会连接到图4的夹具208。图7B的设计 将需要不同的适配器212布局无需用于互连332和334的配套连接器 605以及被设计来与连接器引脚707相配以连接到夹具208的第二接口平 面。虽然以上描述的诸实施例构成了本发明的示例性实施例，但是应该意识到，在不脱离其范围的情况下本发明可以以众多方式被改变。应该理解 的是，本发明仅由权利要求限定。
权利要求
1.一种适配器，其被固定于在线测试系统和在线测试夹具之间，该适配器包括用于将单测试源引脚电连接到多根夹具探针的开关。
2. 如权利要求1所述的适配器，其中，控制信号指示所述开关将所述单测试源引脚切换到所述多根夹具探针。
3. 如权利要求1所述的适配器，其中，测试序列通过所述开关传递以 测试印刷电路板，所述印刷电路板位于所述在线测试夹具上。
4. 如权利要求1所述的适配器，其中，所述单测试源引脚中的一根引 脚通过所述开关之一被路由选择到所述多根夹具探针的一根选中探针。
5. 如权利要求1所述的适配器，其中，所述在线测试系统被系统软件 操作，所述系统软件可操作用于执行代码以控制所述开关。
6. 如权利要求1所述的适配器，其中，所述多根夹具探针在数量上超 过了所述单测试源引脚。
7. 如权利要求1所述的适配器，还包括诊断测试开关，所述诊断测试 开关用于将所述开关电连接到一起，以对所述适配器执行系统级诊断。
8. 如权利要求7所述的适配器，其中，所述开关和所述诊断测试开关 位于通道路由器线路卡中，所述通道路由器线路卡位于所述适配器内。
9. 一种包含代码的计算机可读媒介，所述代码为在线测试系统提供用 于执行以下步骤的指令将单测试源引脚通过开关切换到多根夹具探针，所述开关在适配器 内，所述适配器被固定于所述在线测试系统和所述多根夹具探针之间；以 及通过所述单测试源引脚、所述开关以及所述多根夹具探针将测试序列 传递到电连接到所述多根夹具探针的印刷电路板。
10. 如权利要求9所述的包含代码的计算机可读媒介，所述代码为所 述在线测试系统提供用于执行如下另外的步骤的指令将所述单测试源引 脚中的一根引脚通过所述开关之一路由选择到所述多根夹具探针中的一根 选中探针。
11. 如权利要求9所述的包含代码的计算机可读媒介，所述代码为所述在线测试系统提供用于执行如下另外的步骤的指令发送控制信号到所 述开关以将所述单测试源引脚路由选择到所述多根夹具探针。
12. 如权利要求11所述的包含代码的计算机可读媒介，所述代码为所 述在线测试系统提供用于执行如下另外的步骤的指令传输所述控制信号 并且对所述印刷电路板执行测试序列。
13. 如权利要求11所述的包含代码的计算机可读媒介，所述代码为所 述在线测试系统提供用于执行如下另外的步骤的指令通过诊断测试开关 将所述开关电连接到一起而执行系统级诊断，所述诊断测试开关被所述控 制信号控制。
14. 一种在线测试系统，包括测试夹具，其与印刷电路板相接口，该测试夹具支持多根探针； 适配器，其被连接到所述测试夹具以及单测试源引脚，该适配器将所 述单测试源引脚路由选择到所述多根探针；以及包含测试源的测试平台，所述单测试源引脚为所述测试源提供电接□。
15. 如权利要求14所述的在线测试系统，其中，所述单测试源引脚中 的一根引脚被路由选择到所述多根探针中的一根选中探针。
16. 如权利要求14所述的在线测试系统，其中，所述适配器、所述测 试夹具和所述测试平台都被系统软件所控制，所述系统软件位于计算机可 读媒介上。
17. 如权利要求14所述的在线测试系统，其中，开关将所述单测试源 引脚路由选择到所述多根探针。
18. 如权利要求17所述的在线测试系统，其中，控制信号指示所述开 关将所述单测试源引脚路由选择到所述多根探针。
19. 如权利要求18所述的在线测试系统，通过传输所述控制信号以及 执行测试序列来对所述印刷电路板执行鉴定测试。
20. 如权利要求18所述的在线测试系统，还包括诊断测试开关，所述 诊断测试开关用于将所述开关电连接到一起，所述诊断测试开关用于执行 系统级诊断，并且所述诊断测试开关被所述控制信号所控制。
全文摘要
本发明公开了一种用于在线测试系统的节点扩展器。该节点扩展器适配器使现有的在线测试系统能鉴定节点数大于在线测试器上的可用通道的数量的印刷电路板。该节点扩展器适配器将在线测试平台内的信号通道路由选择到测试夹具中多根探针中的一根探针。这些探针连接到经受鉴定测试的PCB的网络。该节点扩展器适配器置于测试源的顶上。定制的测试夹具被附接在该节点扩展器适配器上。该节点扩展器适配器包括多个通道路由器线路卡。这些通道路由器线路卡中的开关辅助将通道切换至多根探针之一。
文档编号G01R1/02GK101403765SQ20081021395
公开日2009年4月8日 申请日期2008年9月1日 优先权日2007年10月3日
发明者丹尼斯·L·戴尔, 代顿·诺盖德, 埃迪·L·威廉姆森 申请人:安捷伦科技有限公司
专业数控铣床产品供应商
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