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专利名称：飞针测试机测头支架及设计方法
技术领域：
本发明涉及飞针测试机，特别是涉及ー种飞针测试机测头支架及设计方法。
背景技术：
飞针测试机是一个在制造环境中测试PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)的系统，飞针测试是一个检查PCB电性功能的方法(开短路测试)之一。飞针测试机将各个测试针移动到固定的待测试单元上，测试针接触测试PCB的焊盘和通路孔从而测试待测试単元的单个元件。PCB的焊盘和通孔的尺寸非常�。�如果要保证测试精度，那么测试针在接触待测试PCB焊盘和通孔后受到接触面的反推力，在后退移动过程中测试针头不能发生过大偏移。同吋，测试针头小且锋利，为了保证PCB不被刮花，也要求测试针在接触PCB后不能够有过大的偏移量和太大的接触力。 因测试针是被安装在飞针测试机测头支架上的，要保证测试精度及PCB的表面质量，飞针测试机测头支架的设计显得尤为重要。传统的飞针测试机测头支架开发周期长且不能保证质量。

发明内容
基于此，提供一种开发周期较短且能保证质量的飞针测试机测头支架(以下简称支架)及设计方法。一种飞针测试机测头支架的设计方法，所述设计方法包括如下步骤获取支架的结构參数和材料參数；根据所述支架的结构參数和材料參数构建支架模型；对所述支架模型进行有限元仿真，当仿真结果满足预设条件，则输出所述支架的结构參数和材料參数。在其中一个实施例中，所述构建的支架为塑料材质并包括基座、分别自所述基座朝ー侧延伸的第一カ臂、第二カ臂、第三カ臂及第四カ臂，及设置于所述第一カ臂、第二力臂、第三カ臂及第四カ臂末端的安装部，所述第一カ臂、第二カ臂、第三カ臂及第四カ臂分别与所述基座的交界处设有第一凹槽，所述第一カ臂、第二カ臂、第三カ臂及第四力臂分别与所述安装部的交界处设有第二凹槽，所述第一カ臂与所述第二カ臂对称设置，所述第三力臂和第四カ臂对称设置。在其中一个实施例中，所述结构參数包括安装空间的大小、测针安装孔位的位置及支架固定孔位的位置中至少ー种。在其中一个实施例中，所述材料參数包括材料的弹性系数和材质属性。在其中一个实施例中，所述预设条件包括预设的测试精度范围；小于预设被测试PCB表面所能容许承受的最大应カ大�。徊馐灾Ъ艿淖畲笫褂么问�大于等于预测的测头支架最大使用次数。在其中一个实施例中，所述预设精度包括预设的支架受到接触反力所能容许的最
大变形量。在其中一个实施例中，所述预设被测试PCB表面所能容许承受的最大应カ大小采用预设接触力和支架受カ后变形量的关系表示。在其中一个实施例中，在所述获取支架的结构參数的步骤之后还包括步骤对所述结构參数进行位移比例放大处理。一种飞针测试机测头支架，其为塑料材质并包括基座、分别自所述基座朝ー侧延伸的第一カ臂、第二カ臂、第三カ臂及第四カ臂，及设置于所述第一カ臂、第二カ臂、第三力臂及第四カ臂末端的安装部，所述第一カ臂、第二カ臂、第三カ臂及第四力臂分别与所述基座的交界处设有第一凹槽，所述第一カ臂、第二カ臂、第三カ臂及第四力臂分别与所述安装部的交界处设有第二凹槽，所述第一カ臂与所述第二カ臂对称设置，所述第三力臂和第四カ臂对称设置。在其中一个实施例中，所述第一カ臂的长度大于所述第三力臂的长度，所述安装部包括连接所述第一カ臂和第三カ臂末端的第一安装部及连接所述第二力臂和第四カ臂的第二安装部，所述基座上开设有固定测头支架的固定孔。 上述飞针测试机测头支架的设计方法通过构建支架模型并采用有限元仿真，使得开发周期较短且能保证质量。根据这种方法设计出的支架满足材料和结构需求，能使测试针在受到PCB接触面的反推力后，在后退移动过程中能够保持测试针与接触面相对静止，测试针头没有发生过大偏摆，进而保证测试精度，也保证了测试PCB上没有留下测试针的刮痕。同时，该支架的刚度适中，不会因为刚度过高而导致接触力过大而使PCB留下凹痕，也不会因为刚度过低而导致变形过大和支架使用寿命过短的问题。


图I为本实施方式飞针测试机测头支架的设计流程图；图2为本实施方式飞针测试机测头支架与PCB的接触カ测试曲线；图3为本实施方式飞针测试机测头支架的结构图。
具体实施例方式请參图1，本实施方式揭露ー种飞针测试机测头支架的设计方法，其包括如下步骤步骤SI 10，获取支架的结构參数和材料參数。步骤S120，根据所述支架的结构參数和材料參数构建支架模型。步骤S130，对所述支架模型进行有限元仿真。步骤S140，判断仿真结果是否满足预设条件，若是，执行步骤S150，若否，返回步骤 SI10。步骤S150，输出所述支架的结构參数和材料參数。此种构建支架模型并采用有限元仿真的方法开发周期较短且能保证质量。根据这种方法设计出的支架满足材料和结构需求，能使测试针在受到PCB接触面的反推力后，在后退移动过程中能够保持测试针与接触面相对静止，测试针头没有发生过大偏摆，进而保证测试精度，也保证了测试PCB上没有留下测试针的刮痕。同时，该支架的刚度适中，不会因为刚度过高而导致接触力过大而使PCB留下凹痕，也不会因为刚度过低而导致变形过大和支架使用寿命过短的问题。
请參图3，构建的支架100为塑料材质并包括基座210、分别自基座210朝ー侧延伸的第一カ臂221、第二カ臂222、第三カ臂223及第四カ臂224，及设置于第一カ臂221、第ニカ臂222、第三カ臂223及第四カ臂224末端的安装部230。第一カ臂221、第二カ臂222、第三カ臂223及第四カ臂224分别与基座210的交界处设有第一凹槽225。第一カ臂221、第二カ臂222、第三カ臂223及第四カ臂224分别与安装部230的交界处设有第二凹槽226。第一カ臂221与第二カ臂222对称设置，第三カ臂223和第四カ臂224对称设置。结构參数包括安装空间的大小、测针安装孔位的位置及支架固定孔位的位置中至少ー种。在获取支架的结构參数的步骤之后还包括步骤对所述结构參数进行位移比例放大处理。结构应变小、应カ低，但位移可以适当放大，由此可以提高支架的使用寿命。材料參数包括材料的弾性系数和材质属性。材料需具备类似于弹簧的功能确定。优选地，支架采用塑料，并设计成内置圆形弹簧或弹簧片或开设凹槽类似于平行四边形的结构形式。 预设条件包括预设的测试精度范围；小于预设被测试PCB表面所能容许承受的最大应カ大�。徊馐灾Ъ艿淖畲笫褂么问�大于等于预测的测头支架最大使用次数。预设精度包括预设的支架受到接触反力所能容许的最大变形量。优选地，根据测试精度要求，支架在受到测试针与测试PCB的接触反力作用后，在前后方向后退移动过程中左右、上下方向的变形量不能过大。ー个具体的实施例中，两个方向所能容许的变形量为IOum0预设被测试PCB表面所能容许承受的最大应カ大小采用预设接触力和支架受カ后变形量的关系表示。所承受的应力使待测PCB表面不留下凹痕及刮痕。优选地，使用力测试平台测试接触力的大�。�用位移传感器确定位移的关系。ー个具体的实施例中，接触力最大为I. 5N时位移量最大为I. 5mm，请參考图2。请參图3，本实施方式还提供一种飞针测试机测头支架200，其为塑料材质并包括基座210、分别自基座210朝ー侧延伸的第一カ臂221、第二カ臂222、第三カ臂223及第四カ臂224，及设置于第一カ臂221、第二カ臂222、第三カ臂223及第四カ臂224末端的安装部230。第一カ臂221、第二カ臂222、第三カ臂223及第四カ臂224分别与基座210的交界处设有第一凹槽225。第一カ臂221、第二カ臂222、第三カ臂223及第四カ臂224分别与安装部230的交界处设有第二凹槽226。第一カ臂221与第二カ臂222对称设置，第三カ臂223和第四カ臂224对称设置。第一カ臂221的长度大于第三カ臂223的长度，安装部230包括连接第一カ臂221和第三カ臂223末端的第一安装部231及连接第二カ臂222和第四カ臂224的第二安装部232，基座210上开设有固定测头支架的固定孔211。测试时，支架200受到反推作用力，第一至第四カ臂能够有效分配力的大�。�并使第一至第四カ臂两端的第一凹槽225和第二凹槽226产生相应的变形，保证安装于安装部230的测试针(未图示)在测试中几乎平行地移动，偏移量较�。恢辽倭礁隽Ρ鄱猿粕柚檬垢鳐�臂变形更加均匀，左右、上下方向晃动量更加少；并且支架200采用弹性塑料，使其刚度适中，不会因为刚度过高而导致接触カ过大使PCB (未图示)留下凹痕，从而保证了测试精度。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求
1.一种飞针测试机测头支架的设计方法，其特征在于，所述设计方法包括如下步骤 获取支架的结构參数和材料參数； 根据所述支架的结构參数和材料參数构建支架模型； 对所述支架模型进行有限元仿真，当仿真结果满足预设条件，则输出所述支架的结构參数和材料參数。
2.根据权利要求I所述的飞针测试机测头支架的设计方法，其特征在于，所述构建的支架为塑料材质并包括基座、分别自所述基座朝ー侧延伸的第一カ臂、第二カ臂、第三カ臂及第四カ臂，及设置于所述第一カ臂、第二カ臂、第三カ臂及第四カ臂末端的安装部，所述第一カ臂、第二カ臂、第三カ臂及第四力臂分别与所述基座的交界处设有第一凹槽，所述第 一力臂、第二カ臂、第三カ臂及第四力臂分别与所述安装部的交界处设有第二凹槽，所述第一力臂与所述第二カ臂对称设置，所述第三力臂和第四カ臂对称设置。
3.根据权利要求I所述的飞针测试机测头支架的设计方法，其特征在于，所述结构參数包括安装空间的大小、测针安装孔位的位置及支架固定孔位的位置中至少ー种。
4.根据权利要求I所述的飞针测试机测头支架的设计方法，其特征在于，所述材料參数包括材料的弾性系数和材质属性。
5.根据权利要求I至4项中任一项所述的飞针测试机测头支架的设计方法，其特征在于，所述预设条件包括 预设的测试精度范围； 小于预设被测试PCB表面所能容许承受的最大应カ大�。� 测试支架的最大使用次数大于等于预测的测头支架最大使用次数。
6.根据权利要求5所述的飞针测试机测头支架的设计方法，其特征在于，所述预设精度包括预设的支架受到接触反力所能容许的最大变形量。
7.根据权利要求5所述的飞针测试机测头支架的设计方法，其特征在于，所述预设被测试PCB表面所能容许承受的最大应カ大小采用预设接触力和支架受カ后变形量的关系表不。
8.根据权利要求7所述的飞针测试机测头支架的设计方法，其特征在于，在所述获取支架的结构參数的步骤之后还包括步骤对所述结构參数进行位移比例放大处理。
9.一种飞针测试机测头支架，其特征在于，其为塑料材质并包括基座、分别自所述基座朝ー侧延伸的第一カ臂、第二カ臂、第三カ臂及第四カ臂，及设置于所述第一カ臂、第二力臂、第三カ臂及第四カ臂末端的安装部，所述第一カ臂、第二カ臂、第三カ臂及第四カ臂分别与所述基座的交界处设有第一凹槽，所述第一カ臂、第二カ臂、第三カ臂及第四力臂分别与所述安装部的交界处设有第二凹槽，所述第一カ臂与所述第二カ臂对称设置，所述第三力臂和第四カ臂对称设置。
10.根据权利要求9所述的飞针测试机测头支架，其特征在于，所述第一力臂的长度大于所述第三力臂的长度，所述安装部包括连接所述第一カ臂和第三カ臂末端的第一安装部及连接所述第二力臂和第四カ臂的第二安装部，所述基座上开设有固定测头支架的固定孔。
全文摘要
本发明涉及一种飞针测试机测头支架的设计方法，所述设计方法包括如下步骤获取支架的结构参数和材料参数；根据所述支架的结构参数和材料参数构建支架模型；对所述支架模型进行有限元仿真，当仿真结果满足预设条件，则输出所述支架的结构参数和材料参数。根据这种方法设计出的支架满足材料和结构需求，能使测试针在受到PCB接触面的反推力后，在后退移动过程中能够保持测试针与接触面相对静止，测试针头没有发生过大偏摆，进而保证测试精度，也保证了没有留下刮痕。同时，该支架的刚度适中，不会因为刚度过高而使PCB留下凹痕，也不会因为刚度过低而导致变形过大和使用寿命过短的问题。此外，还提供此种方法设计出来的支架。
文档编号G01R1/04GK102735884SQ201210206989
公开日2012年10月17日 申请日期2012年6月21日 优先权日2012年6月21日
发明者宋福民, 李宁, 王星, 谭艳萍, 高云峰 申请人:深圳市大族数控科技有限公司, 深圳市大族激光科技股份有限公司