专利名称：指状测试器及其测试探针的制作方法
技术领域：
本发明涉及指状测试器的测试探针，该测试探针用于测试非构件型(non-componented)电路板。
背景技术：
基本上，测试电路板时所使用的测试装置可区分为两类，即指状测试器及平行测试器。平行测试器是一种利用适配器同时接触待测电路板上全部或大部分接点的测试装置。指状测试器是一种用于测试非构件型或构件型电路板的测试装置，其以两个或两个以上的试电指(test finger)依序扫瞄各个接点。
与构件型电路板测试或内部电路测试相比，非构件型电路板测试必须接触更多的测试点。因此，对非构件型电路板所用指状测试器而言，成功销售的主要条件在于预定时间内接触电路板测试点的产能。
试电指通常固定在滑动件上，滑动件能沿着交叉条移动，而交叉条另经导引而沿着导轨移动。因此，滑动件能被定位于测试区上的任一点，测试区的形状通常为矩形。当接触接受测试的电路板接点时，滑动件能在交叉条上垂直移动，使试电指可从电路板上方或下方放置在电路板接点上。
欧洲专利EP 0 468 153 A1描述一种指状测试器；欧洲专利EP 0 853 242A1则描述一种使用指状测试器来测试电路板的方法。欧洲专利EP990 912 A公开一种指状测试器的测试探针，其中测试针经过导引移动，并可从测试探针伸出而接触电路板的测试点。若接触到电路板的测试点，测试针能偏向侧边而得以限制电路板测试点上的机械应力。在此情况下，测试针由电磁驱动器加以驱动。习知技术亦有采用弹性测试针的测试探针。若测试针相对于受测电路板垂直装设，则缺点在于无法接触到两紧邻的电路板测试点；这是由于弹性测试针的大小无法使其探针尖端依需要尽量靠近。
若要避免此缺点，测试针的装设(在适合的测试器内)需相对于受测电路板成一角度。如此可将两测试针的探针尖端尽量靠近。然而，此作法的缺点在于当压下弹性测试针时，探针尖端会沿着受测电路板的表面移动。在高速接触下，此作法会刮伤电路板。此外，由于测试针处于倾斜位置的缘故，电路板上接触位置会不准确——因为探针尖端沿着平行于电路板表面的方向移动。
为避免发生此等问题，测试探针被制成具备较长且呈水平设置的弹簧臂；测试针形成在其端部。在此长形弹簧臂上，缺点在于小角度的偏转即造成较大的弹性移动。藉此作法可以尽量减少平行于受测电路板表面的移动，但无法完全避免。使用这种测试探针时，亦有刮伤受测电路板表面的危险。此外，弹簧臂的大小会使测试探针较重；若探针尖端在高速下放置在电路板上方，则将会损坏电路板。为减少此类损坏，将光电开关设于弹簧臂区域；此光电开关能检测弹簧臂的偏移。若弹簧臂发生偏移，测试探针会被减速，以尽量避免进一步破坏电路板。
由于弹簧臂尺寸很大，所以在保护其避免受到电子辐射时的成本很高；就高频信号测量而言，此为权宜的作法。
在另一种习知的测试探针中，其测试针有一坚硬针，此坚硬针借着平行操纵组件固定于底座。平行操纵组件由两塑料制定位臂组成，其一端接于底座，另一端则接于坚硬针。当平行操纵组件旋转时，此针可沿垂直方向向上移动。携带探针尖端的测试针末端会相对于测试针的其余部分弯曲，使探针尖端从测试探针稍微突出。藉此作法，两紧邻的电路板测试点即有可能由两测试探针予以接触。平行操纵组件的定位臂尺寸设计方式，系使得平行操纵组件的旋转运动在平行于电路板表面的方向上产生最小的移动。
这种测试探针的缺点在于当测试探针快速冲撞电路板时，由于传送测量信号所用的缆线(接于测试针)的强度及重量的缘故而产生大量脉冲，进而破坏受测电路板。此作法特别应用在两测试探针接于平行操纵组件的实施例，其中缆线接于各测试针，以便能进行四导线测量。
US5,804,982揭露一种用于测试集成电路接点的测试探针。这种探针有两弹性定位臂，其一端固定在测试器的座架。两定位臂彼此平行排列，且在远离座架一端上有一非磁性体，此非磁性体设于定位臂两端点之间。测试针安装在非磁性体的下部。磁性线圈设于定位臂之间，其与另一磁铁的共同动作方式可使两者能垂直向下施力在定位臂上。
集成电路的接触点藉此测试探针及位于测试探针的磁性线圈的激励而接触，以使测试针移动到接触点。
WO96/24069涉及一种用于测试扁平组件(内部电路测试)的装置。这种装置的测试探针具有一可枢转测试针，其一端接触扁平组件的测试点，另一端则为一移动仿真配置以使该测试针旋转。
发明内容
本发明基于构造用于测试非构件型电路板的指状测试器及其测试探针的问题，其中该测试探针能在高速下与受测电路板接触而不会对电路板造成损害。
本发明的相关问题通过一种具备权利要求1所述特征的测试探针以及一种具备权利要求13所述特征的指状测试器而得到解决。本发明的其它特征点由从属权利要求限定。
本发明的测试探针具有测试针，该测试针能通过探针尖端而接触到电路板测试点。此测试针以可枢转方式通过至少两定位臂设于一平行操纵组件上。特点在于至少一定位臂由导电材料制成，并电连接该测试针。
就本发明的测试探针而言，测量信号可经由导电性定位臂传送到测试针。因此，当测试探针与受测电路板接触时，这种测试针不会接触到任何缆线而产生脉冲。另一方面，当测试探针与电路板接触时，只有测试针在平行操纵组件上相对于座架移动，因此，施加在电路板上的力只包括测试针的移动脉冲和定位臂所施加的弹力。测试针的重量很轻，所以其脉冲非常小。定位臂所施加的弹力同样很小。
因此，使用本发明的测试探针，在接触电路板时施加的接触力很小且非常精确，即使是快速移动的探针亦然。
根据本发明的较佳实施例，至少两定位臂由导电性材料制成，并与测试针电连接。如此即能执行四导线测量。
根据本发明的另一实施例，其设有两组定位臂。各对定位臂配置在一平面上，一端固定于测试针，另一端固定在座架上；俯视时，各对定位臂呈三角形。另一方面，具有四个定位臂的变形可进行一种四导线测量，其使用其中两个定位臂，并通过另一定位臂与防护元件电接触。定位臂的这种空间配置方式亦有另一种优点测试针非常稳固地固定在座架上。
以较佳实施例而言，在平行操纵组件的定位臂的尺寸设计中，测试针相对于受测电路板成一角度固定；在测试针旋转过程中，探针尖端不会移动，或者仅有平行于受测电路板表面的非常微小的移动。
根据本发明，测试非构件型电路板时所用的指状测试器至少包含一具备两静态磁通量元件的线型马达，这些静态磁通量元件彼此相对排列；由非磁性材料制成的可移动式电枢板设于两静态磁通量元件之间；由磁性材料制成的条状电枢元件等间隔配置；本发明的测试探针设于该电枢板上。
与习知的指状测试器相比，本发明的测试探针与线型马达和可移动式电枢板的组合能大幅增加与电路板测试点接触的产能，因为需要加速的质量非常�。业碧秸爰舛擞胧懿獾缏钒褰哟ナ保痉⒚鞯牟馐蕴秸肽苁孤龀灞淙�。
以下将参照附图所示实施例来详细描述本发明，其中图1为本发明测试探针第一实施例的透视图；图2为图1所示测试探针，其中显示出测试针的原始位置和偏移位置；图3为本发明测试探针第二实施例的透视图；图4为图3所示的测试探针，其中各组件呈现为透明；图5为本发明测试探针第三实施例的透视图；图6为图5所示测试探针不带有外罩的透视图；图7为本发明测试探针标有尺寸的侧视图；图8为利用本发明两测试探针进行四导线测量的简化电路图；图9为线型马达第一实施例的示意图；图10为线型马达第二实施例的示意图；图11为线型马达第三实施例的示意图；图12为测试探针的示意图；图13为本发明指状测试器的示意图。
图号对照说明1 测试探针2 测试针3 针状物 4 防护层5 探针尖端6 定位臂7 定位臂 8 定位臂9 定位臂 10 座架11 接触面 12 栓
13 插槽14 通孔15 测试头壁16 光电开关元件16a 基部16b 磁铁心17 测量片 18 测量边缘19 接触之移动方向 20 测试针之移动方向21 电路板 21a 导体路径22 电路板测试点23 导体24 电流源 25 导体26 电压计 27 槽28 基部29 侧壁29a 横网30 线型马达31 磁通量元件 32 磁通量元件33 基部34 磁铁心35 永久磁铁36 极部37 基部38 极壁39 驱动线圈40 导板41 气喷嘴 42 磁通量线43 电枢板 44 非磁性材料45 电枢元件46 移动方向47 磁通量元件 48 磁通量元件49 基部50 磁铁心51 极壁52 磁通量元件53 磁通量元件 54 线圈55 横网56 测量板57 基片58 间隔套管
59 板60 壁61 接触栓62 接触片63 导体 64 定位臂65 交叉条66 传送带67 连接网68 测试头具体实施方式
图1与图2表示本发明测试探针1的第一实施例。测试探针具有一测试针2；在此实施例中，测试针2由直径d为0.3至0.5mm的针状物3构成。针状物3可由钢或钨制成。针状物3涂布有一绝缘层，此绝缘层可为特氟纶(Teflon)。此涂层另以导电层覆盖。此带有导电层的涂层形成一防护层4，其能使针状物3与电场隔离。针状物3的两端从防护层4延伸，其中一端逐渐缩小而形成探针尖端5。在探针尖端的另一端，测试针2或针状物3连接两定位臂6和7，以下将称其为上部定位臂。另外两定位臂8和9固定在防护层4上，其在上部定位臂6和7与测试针2之间，并与相接处相距一小段距离。以下将称定位臂8和9为下部定位臂。定位臂6、7与定位臂8、9分别由中间弯曲的导线组件形成；测试针2通过导电连接(例如焊接点)固定于弯曲点。定位臂6、7与定位臂8、9各形成一等腰三角形；各测试针2位于这些等腰三角形的顶点。
定位臂6至9上距离测试针2的最远点固定于座架10。座架10为一电绝缘塑料件，其顶部上配置有一列接触面11a至11h。各上部定位臂6、7经由导体路径分别电连接接触面11a及11h。下部定位臂8、9各经由导电金属栓12(图4)及一导体路径分别连接接触面11b和11g，其中导电金属栓12垂直延伸通过座架10。
接触面11a至11h经由其它导体路径(图中未显示)与形成于座架10上的电插头连接器(图中未显示)连接。座架10为插座型元件，其可插入指状测试器的测试头。在本实施例中，座架10有一插槽13，此插槽延伸至位于远离测试针2的座架10侧面。座架10亦有一通孔14，其配置方式与插槽13形成一直角。利用上述插槽，座架10即能压靠在测试头的薄壁15上，并借助穿过座架内的通孔14的栓销与薄壁15内的对应通孔加以固定。当座架10压靠在测试头的薄壁15上或插入薄壁15时，连接于接触面11a至11h的导体路径会电连接测试头的对应导体路径。
光电开关元件16配接于座架10上靠近测试针2的侧面。平面图上的光电开关元件16为U字形，其有一基部16a及两磁铁心16b。光源配置在其中一磁铁心16b的内部端面上；光传感器用于接收光信号，其配置在另一磁铁心16b上。藉此，光源及光传感器即构成一个光学测量部件。在水平面上，光源及光传感器有一特定纵长，例如1mm。测量片17固定在测试针2上，其可由薄金属片制成。测量片17位于测试探针1的纵向中心面，其垂直布置并分别形成定位臂6、7与8、9的对称面。测量片17的上缘设计成为一测量边缘18，其由图1所示原始位置(其中定位臂6至9沿直线行进)延伸而与水平面形成一角度，并位于光学测量部件的正下方。
将测试探针1放置在受测电路板上时，测试针2会受到力作用而致使定位臂从原始位置旋转至转出位置(图1与图2上方)。藉此方式，测量边缘18被导入光学测量部件内。由于配置有倾斜的测试边缘18，光学测量部件测试针被中断的距离正比于相对于座架10的移动距离，因此，光电开关所测量到的信号与测试针的移动距离成正比。
光电开关元件16藉由四个导体路径各自连接接触面11c至11f之一；如同其它接触面，此接触面经由电插头连接器连接至测试头。
图7呈现本发明测试探针1的侧视图，其具备座架10、上部定位臂6和7、下部定位臂8和9，以及测试针2。当测试探针被带至与受测电路板接触时，具备探针尖端5的测试探针1置于电路板上(方向19)。此包括测试针2相对于座架10沿箭头20方向移动(图5中向上)。以下称此方向20为测试针2的移动方向20。从侧面看，上部定位臂6和7及下部定位臂8和9连同对应的座架10边缘及位于上部定位臂与下部定位臂之间的测试针2区段形成一梯形。各段长度(图7中以厘米为单位)的设计形态为当测试针2移动时，探针尖端5沿直线21移动某段距离(例如5mm)；直线21与上部定位臂及下部定位臂在其原始位置展开的平面相互垂直。
由于使测试探针1移向电路板的方向19恰与测试针2相对于座架10的移动方向相反，且探针尖端沿着平行于移动方向20的直线移动，因此不会产生平行于受测电路板表面方向的移动分量，进而能确保探针尖端5不会刮伤电路板的表面。因此当测试探针置于测试件上时，探针尖端不会移动。图12呈现测试探针的梯形状配置侧视图，其中上部定位臂6和7的长度表示为变量a，下部定位臂8和9的长度表示为变量b，测试针2的长度表示为变量L，测试针2介于上部定位臂与下部定位臂之间的区段则表示为变量L0。在图12所示配置中，若上述长度遵循下列公式，则当测试针置于定位时，探针尖端不会移动a≈b(1-tanL0L)]]>此公式的适用角度范围为0≤α＜π/2。
此公式亦可以下列级数展开a≈b(1-L0L-13(L0L)3-215(L0L)5-······)]]>
对测试探针的微小移动而言，此公式可化简为a≈b(1-tanL0L)]]>因此，上述公式是描述探针尖端大致沿垂直方向移动的实施例。此公式适用于图12所示的梯形配置。
由图2与图7可看出，在放置测试探针1时，测试针2从图1所示原始位置相对于座架10沿移动方向20弹性偏移，并以定位臂6至9作为伸缩弹簧组件。其结果为当测试探针1置于受测电路板上时，只有测试针2的移动脉冲与定位臂6至9所施加的弹力会作用在受测电路板上。由于测试针的重量小于0.1克(小于70毫克更佳)，因此脉冲非常低；施加在电路板上的力大体上只由定位臂的弹簧硬度来决定。
由于传递的脉冲很少并且精确限定弹簧力，使得此种测试探针能在高速移动下于受测电路板上加以引导而不会破坏电路板。
以较佳实施例而言，测试探针1的移动由光电开关所检测到的信号予以控制。若测试针2沿着方向20移动，则测量片17会进入光学测量部件，并由对应的电子信号进行检测。由于此信号与测试针2的路径长成正比，因此测量信号可用来决定测试针已从原始位置移动多少距离。测试探针1偏移某段距离(例如1mm)时即可减速。
藉此方式，测试针2相对于座架10的最大偏移量即会受到限制，进而限制定位臂经由测试针2施加在电路板上的弹力。因此，施加在电路板上的力会保持在很小的状态；即使测试探针1在受测电路板上进行高速移动，受测电路板的表面亦不会遭受破坏，因为传递的移动脉冲很少且弹力已受到限制。
图8呈现用于测量受测电路板21导体路径21a的电阻所采用的结构简图。导体路径21a的两端具有电路板测试点22。带有测试针2的测试探针1置于两电路板测试点22上。两测试针2各经由导体路径23连接至电流源24。测试针2亦经由导体路径25连接至高阻抗电压计26。此电路即所谓的四导线电路，其具有两个带电流源与电压计的电路。此种电路能以非常准确的方式测量电阻，因为流过电压计26的电流非常少。根据本发明的测试探针实施例，上部定位臂6和7其中之一连接导体23，另一定位臂则连接导体25。因此，受测电路板的电阻只会受到测试针2的电阻以及测试针2与电路板测试点之间的接触电阻的影响。
图3与图4呈现第二实施例，其中定位臂6至9位于导电槽27之内；导电槽27能防护作为电子导线的定位臂而避免受到电子辐射的影响。导电槽27有一基部28及两侧壁29。
如同下部定位臂8和9，导电槽27电连接至接地栓12。横网29a与基部28上的测试针2相邻；横网限制下部定位臂8和9向下移动，其中横网29a在座架10的装设点高于下部定位臂8和9的固定点。藉此，由测试针2与定位臂7至9所组成的组件会从图1所示原始位址稍微上升，且定位臂6至9处于预张力状态。
此预张力能确保当测试探针1快速加速时，加速期间所产生的力不会造成测试针2相对于座架10发生移动，并可以需要方式用测量片触发光电开关。
在本发明的范围内亦可以用管状防护元件来取代导电槽；管状防护元件亦能从上方保护定位臂。
测试探针第三实施例(图5与图6)大致等同于上述两实施例；因此，相同部件将以相同的标号来表示。上部定位臂6和7以及下部定位臂8和9均由薄铜/铍片或弹性钢蚀刻制成，厚度约50微米至200微米。任何导电性及弹性良好的金属片均适用。因此，成对的定位臂组均为窄金属片条；由上往下看，成对的定位臂排列成V字形。横网55大致形成于上部定位臂6和7之间的纵向中心；测量片56接于该横网55并向下弯曲。横网位于定位臂曲率方向改变的点上(即拐点)(图7)。
测量片56另有一测量边缘(图中未显示)，此边缘与光电开关元件16啮合。然而此测量边缘沿水平方向排列；光源与光传感器沿垂直方向延伸，使光电开关元件16能发射出与测量片56插入深度成正比的信号。定位臂6至9的端部为板片59，其通过黏合、螺栓或铆钉连接固定于座架10。
下部定位臂8和9位于基片57上；基片由非导电性材料制成。由上往下看，基片57从座架10至测试针2的区域呈V字形；亦即从座架10向测试针2逐渐缩小。基片57限制定位臂向下移动。
如上述两实施例，测试针2设有针状物3及防护层4。间隔套管58配置在下部定位臂8和9与上部定位臂6和7之间的区域内；间隔套管58由电绝缘材料制成，并环绕定位臂8和9与定位臂6和7之间的防护层4。间隔套管58实体接触定位臂6至9，并使定位臂通过其端部固定在距离座架10的最远处。上部定位臂6和7电连接针状物3；下部定位臂8和9电连接防护层4。
在此实施例中，座架10大致为一方形体，其安装在基片57上；下部定位臂8和9位于座架10与基片57之间。座架10面向测试针2的壁60的底边缘为斜面，使下部定位臂6和7能稍微露出，并能自由地从壁60的后方区域向上移动。
在面向远离测试针2的一侧，基片57从座架10稍微向外延伸。在此区域内，接触点排列在基片57上；接触栓61从这些接触点向上延伸而到达接触片62。电导线63固定于后者，并电连接接触栓61；测试探针1藉由接触栓61电连接测试器。在此区域内，基片57亦实体连接测试头的薄壁15。
光电开关元件16与上部定位臂6、7经由基片57上的导体路径电连接接触栓61，同时连接网67从上部定位臂的板片59下向延伸到基片57，并与对应的导体路径接触。
在操作模式中，测试探针第三实施例相当于上述两个实施例。
在另一实施例中，每一测试探针使用一个测试针以外，亦可使用两彼此相邻平行排列的测试针，并以定位臂对其加以支撑，以便能进行四导线测量，其中此种电路包含电流源，且只有在电路板测试点22上包含电压源。
本发明测试探针的另一优点在于若测试探针发生碰撞，指状测试器程序设定错误时即可能会发生此种情况，定位臂可当作预设的减速点，因而本发明测试探针1只有较小的测试头模块被损坏，并可通过更换新的测试针及新的定位臂而加以修复。
如图9至图11所示，最好本发明测试探针由线型马达带动。
图9所示线型马达30有两个磁通量元件31、32；由侧边看时呈U字型，各磁通量元件有一基部33及排列在基部33端点的磁铁心34。在各实施例中，基部由软磁材料制成。各磁铁心34有一个与基部33相邻的永久磁铁35。磁通量元件31及32的永久磁铁35各以其磁南极或磁北极相邻于基部33而交错排列。永久磁铁35背对基部的一面设有一极部36；由侧边看时呈U字形。这些极部36各自具有一基部37及两极壁38；极部的排列方式使其基部37与永久磁铁35相邻。在各实施例中，极壁由驱动线圈39构成。各驱动线圈39在极部36的两极壁38上延伸。
驱动线圈在极壁38上延伸的区段彼此相对缠绕。其中一驱动线圈39处于激态时，永久磁铁所产生的磁通量会在极壁区域内增强，并在同一极部的另一极壁区域内变弱。以较佳实施例而言，将激态电流设定为磁通量能完全通过极壁38之一的区域变弱而得以抵销，并在另一极壁区域内倍增。在图9所示实施例中，上极部36的驱动线圈39处于激态，因此能集中通过两相对极部36(请参照磁通量线42)上极壁的磁通量。下极部36的驱动线圈并未处于激态，因而磁通量均匀分布在极部36的两极壁38。
导板40设于两磁通量元件31和32极部36的极壁38未固定端，其中气喷嘴41等间隔设置。这些气喷嘴41的设计能通过气喷嘴41使空气由极部36适接于导板40的侧边处吹入，并在导板40的另一侧边排出。
配有导板40的磁通量元件31和32两者彼此相对排列，使得永久磁铁35与其磁极交错排列，使磁通量线42通过磁通量元件31和32两者。
磁通量元件31和32两者的导板40彼此平行而相距预设距离D。
电枢板43位于两导板40之间，其由非磁性材料制成，例如陶瓷材料、塑料或非磁性金属(例如铝或铜)。条状电枢元件45以等间隔d插入电枢板43内；条状电枢元件45由磁性材料制成，例如铁。两相邻电枢元件45的距离选定为d，以使下列情况成立— 若电枢元件45位于两相对极部36的两极壁38之间，则由非磁性材料44所制成的电枢板43区段排列在同一极部36的另两极壁38间的区域内。
— 在任一实施例中，电枢元件45与线型马达30另一极部36的成对极壁38间的非磁性材料区段之间存在一边界区。
本发明测试探针1接附在电枢板43的一端。
以下将详细描述线型马达30的操作模式。
在操作过程中，空气由气喷嘴41吹至电枢板43，使得电枢板43与导板40之间维持一段距离，因而电枢板43与导板40之间没有机械摩擦。在此，空气吹入压力约为2-6bar，产生厚度约5-10微米的气垫。这种气垫能自我定心；即，若电枢板43经外界影响而挤压两导板之一，则缩短的距离会使压力增加，进而重新回到原来的距离。
磁通量元件31和32的驱动线圈39会交替受激发。藉此，永久磁铁35的磁通量会集中在极部36的一极壁38内，并在极部的另一极壁38内缩减。在图9中，两个上极部的驱动线圈39被激发，因而磁通量集中通过上极壁。下极部36的驱动线圈并未处于激态，因而磁通量线42均匀分布在两极壁38。
在相对极壁38的区域内(磁通量集中通过其间)，当距离最近的电枢元件45被吸引时，会导致电枢板43沿移动方向46移动(向下或向上)。通过相当于正弦曲线的激发电流模式对驱动线圈39进行驱动，使电枢板43能均匀向下或向上移动；两驱动线圈各由磁通量元件31和32予以驱动，且相位移90°。对相对排列的驱动线圈进行同步驱动。此驱动模式符合习知的线型马达。
本发明的线型马达原理在于电枢板及其电枢元件45依线性方式沿预定方向排列，并借助精巧的磁性驱动而在由数个电枢元件所构成的区域上方移动；这些固定点的间隔相当于相邻电枢元件之间距离的一半。
本发明线型马达的主要优点在于电枢板43非常轻。在本发明的线型马达原型中，电枢板的重量为10克。此电枢板为陶瓷板；由软铁材料所制成的电枢元件插入该电枢板内。
由于本发明电枢板及测试探针1的重量轻，因此施加很小的力即能使其快速地加速及减速。此外，由于在电枢板移动过程中不存在机械摩擦力，所以出现的运动力很小。如此能以非�？斓乃俣冉哟ナ懿獾缏钒宓牟馐缘悖辉硕闲〖幢硎驹斐傻缏钒迨芩鸬奈Ｏ招院苄�。本发明的原型能获得800m/s2的加速度及负加速度。
图10呈现图9所示线型马达的简化实施例，其中仍设置两磁通量元件47和48；磁通量元件47等同于图9中的磁通量元件31，所以等同的部件以相同标号表示。
磁通量元件48仅包含基部49及两磁铁心50。基部49及两磁铁心50均由磁性材料制成。由侧边观看时，磁通量元件48呈现为U字形。由侧边观看时，磁铁心50亦为U字形；极壁51成双相对于磁通量元件48的极壁38。磁通量元件48另有一带气喷嘴41的导板40，该导板40接附于极壁51的自由端。
因此，磁通量元件48形成与主动式磁通量元件47相反的被动式磁通量元件。
与图9所示实施例相比，图10所示线型马达实施例结构较为简易且成本较低。
图11显示线型马达的第三实施例。图11亦有两磁通量元件52和53。磁通量元件53等同于图10的被动式磁通量元件48。等同部件以相同标号标示。磁通量元件52的形式大致等同于磁通量元件53，包含基部49及呈极部形式的两磁铁心50，且各极部有两极壁51。由于将驱动电枢板43的驱动线圈39设于极壁上，所以极壁51较长。线圈54取代上述实施例当中所使用的永久磁铁，环绕在磁通量元件52的基部49上；通过该线圈在磁通量元件52和53上施加静磁场。改变静磁场即能改变支撑电枢板43的力。因此，静磁场为可变的。然而，静磁场的变化率远小于驱动线圈39所产生的磁场变化率；驱动线圈39能以较高频率通断或逆向。
由于通过驱动线圈的激发可使静磁场依照图9所示实施例的方式集中在极壁38上，所以磁场的改变亦能控制促使电枢板移动的力。因此能够实现轻微接触，使用这种线型马达时，原则上亦可利用配有不具弹簧测试针的测试探针。
图13显示用来测试非构成件电路板21的测试器示意图，该测试器为指状测试器。指状测试器有数个测试头68，各测试头由本发明的测试探针1及上述线型马达30之一所构成。
指状测试器设有用来支撑受测电路板21的区域，且该区域由定位臂64支撑。至少一交叉条65位于支撑区的上方区域，且在支撑区上方延伸。以较佳实施例而言，有数个交叉条65固定在指状测试器上，或可在指状测试器上移动。若交叉条65固定在指状测试器上而不能移动，则测试头设有一旋转组件，通过该旋转组件至少使测试探针1绕着垂直轴旋转。
各测试头68耦合一传送带66，藉此传送带能使各测试头68自动沿着各自的交叉条65往返移动。以较佳实施例而言，两个测试头68装设在交叉条上，以便两传送带66适接于交叉条65。
在操作中，测试探针1及其探针尖端5通过在平行于电路板21的平面上移动而定位于受测电路板测试点22的上方。然后利用线型马达30使接触尖端下降到电路板的测试点22上，直到探针尖端5接触到电路板测试点为止。接着进行电测量；测量完成后，测试探针再度上升并移到下一个电路板测试点。
本发明的线型马达能获得高达80g的加速度。
利用本发明的指状测试器，可进行高速(例如1.5m/s)的垂直运动，且使施加在电路板测试点上的机械脉冲为最小。在测试中显示将弹性塑料材料(例如FA 4、环氧化物薄膜等)构成的塑料薄膜插入指状测试器来取代电路板时，即使测试探针以最高速度在薄膜上移动，探针尖端也不会在薄膜上留下接触压痕。
图13所示指状测试器只在受测电路板21的其中一侧面上设有测试头。在本发明范围内，当然可将指状测试器设计成在受测电路板两面上均有测试头、交叉条等。
权利要求
1.一种指状测试器的测试探针，用于测试电路板，其不具独立驱动器，且该测试探针具有带探针尖端的测试针，该探针尖端可接触到电路板测试点，测试针可通过至少两弹性定位臂而枢转接合于座架，其中至少一定位臂由导电材料制成，并电连接该测试针。
2.如权利要求1所述的测试探针，其特征在于所述两定位臂由导电材料制成，并电连接该测试针。
3.如权利要求2所述的测试探针，其特征在于两对定位臂配置在一个平面上，其一端固定于所述测试针，另一端固定在所述座架上，俯视时，各对定位臂展开成三角形。
4.如权利要求1至3任一所述的测试探针，其特征在于所述测试针由防护层所环绕，所述防护层电连接定位臂，所述定位臂具导电性且接地。
5.如权利要求1至4任一所述的测试探针，其特征在于当由侧面观看时，所述定位臂呈梯形。
6.如权利要求5所述的测试探针，其特征在于较接近所述探针尖端的定位臂的长度比远离所述探针尖端的定位臂的长度更长。
7.如权利要求6所述的测试探针，其特征在于由侧面观看，远离所述探针尖端的定位臂(6、7)的长度表示为变量a，较接近所述探针尖端的定位臂(8、9)的长度表示为变量b，测试针(2)的长度表示为变量L，测试针(2)介于各定位臂之间的区段长度表示为变量L0，且这些长度满足以下关系式a≈b(1-tanL0L)]]>
8.如权利要求1至7任一所述的测试探针，其特征在于所述定位臂至少部分被防护层包围。
9.如权利要求1至8任一所述的测试探针，其特征在于设有预张力元件(29a)，以一定量沿接触的相反方向预张紧所述定位臂。
10.如权利要求1至9任一所述的测试探针，其特征在于设有位置传感器，用以确定所述测试针相对于所述座架的位置。
11.如权利要求10所述的测试探针，其特征在于所述位置传感器有光电开关，其有光学测量部件设于所述座架上，且所述位置传感器有测量片，用以中断设于所述测试针上的光学测量部件。
12.如权利要求11所述的测试探针，其特征在于所述光学测量部件有预设延伸方向，大致与所述测试针移动方向成直角，且所述测量片有一中断边缘，其与所述光学测量部件的延伸方向成一角度。
13.一种指状测试器，用于测试非构件型电路板，其至少包含线型马达，其设有彼此相对排列的两静磁通量元件(31、32；47、48；52、53)；以及一电枢板(43)，其以可移动方式装设于所述静磁通量元件之间，并由非磁性材料制成，且具有呈等距间隔的条状电枢元件(45)，所述电枢元件由磁性材料制成，其中如权利要求1至12任一所述的测试探针(1)装设在所述电枢板(43)上。
14.如权利要求13所述的指状测试器，其特征在于所述等磁通量元件(31、32；47)至少其中之一具有一个或多个永久磁铁，且在面向所述电枢板(43)的端部上具有数个极壁(38)，驱动线圈(39)装设于所述极壁上。
15.如权利要求13所述的指状测试器，其特征在于所述磁通量元件(31、32；47)之一或一个以上具有至少一个用于产生静磁场的线圈(54)，且在面向所述电枢板(43)的端部上有数个极壁(38)，驱动线圈(39)装设于所述极壁上。
16.如权利要求13至15任一所述的指状测试器，其特征在于气喷嘴设于两磁通量元件(31、32；47、48；52、53)上，各气喷嘴对着所述电枢板而在所述电枢板(43)与所述磁通量元件(31、32；47、48；52、53)之间形成气垫。
全文摘要
本发明涉及指状测试器的测试探针，用于测试非构成件型电路板。测试探针具有带探针尖端的测试针，探针尖端可接触到电路板测试点，并可通过至少两弹性定位臂而枢转接合于一座架。本发明的特点在于至少一固定臂由导电材料制成，并电连接测试针。本发明的指状测试器具有测试探针，该测试探针由特殊线型马达驱动。
文档编号G01R1/06GK1585901SQ02822468
公开日2005年2月23日 申请日期2002年11月14日 优先权日2001年12月7日
发明者维克多·罗曼诺夫 申请人:德商·Atg测试系统股份有限公司
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