專利名稱:印刷電路板功能測試系統(tǒng)以及使用上述系統(tǒng)的方法
本發(fā)明涉及一種印刷電路板功能測試系統(tǒng)，這種系統(tǒng)把被測印刷電路板的一組數(shù)據(jù)和從實(shí)際進(jìn)行的裝置中的功能正常的電路板上獲得的一組基準(zhǔn)數(shù)據(jù)加以比較，并以此判斷出被測印刷電路板的質(zhì)量是否合格。更具體地說，上述比較是分別在被測印刷電路板和基準(zhǔn)印刷電路板上的大量的一一對應(yīng)的測試點(diǎn)之間進(jìn)行的。
近來，用來插裝電子元件的印刷電路板在許多技術(shù)領(lǐng)域：
中被廣泛地使用，如用于計(jì)算機(jī)、家用電器及各種類型的空調(diào)器中。因此對大批量生產(chǎn)的印刷電路板進(jìn)行迅速、可靠的功能測試是極其必要的。
在現(xiàn)有的功能測試器中，先根據(jù)預(yù)期功能對眾多電路塊進(jìn)行挑選，并決定測試點(diǎn)。然后根據(jù)電路設(shè)計(jì)對上述測試點(diǎn)上的電流、電壓、波形、頻率等額定特性進(jìn)行分析計(jì)算，并將這些額定特性編成計(jì)算機(jī)使用的程序。編制這種程序需要許多技術(shù)熟練的工程師和很長的工作時(shí)間。程序編制完畢后，被測印板通過通用信息總線(GP-IB)與一個假負(fù)載相連，以便在計(jì)算機(jī)程序的指令下模擬實(shí)際操作。同時(shí)，把一個信號檢測裝置這樣放置，使得被測印板背面的所有測試點(diǎn)都與同樣數(shù)量的探針相接觸，但這些探針使得整個裝置體積龐大。這些探針通過同樣數(shù)量的繼電器與一臺存有檢測信號的重負(fù)載的電子計(jì)算機(jī)(常常非常昂貴)相連。存貯的被測數(shù)據(jù)接著和程序數(shù)據(jù)進(jìn)行比較以進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。
在先有技術(shù)中，準(zhǔn)備基準(zhǔn)數(shù)據(jù)和程序不僅需要很長的時(shí)間而且需要熟練的工程師，從而導(dǎo)致成本很高，并有可能延誤生產(chǎn)計(jì)劃。先有技術(shù)的另一個缺點(diǎn)是有這些的情況模擬測試中質(zhì)量已經(jīng)合格的被測印板在實(shí)際裝置中工作不合格。這就不僅需要進(jìn)行重新測試還需要更正程序，這樣就進(jìn)一步延誤了生產(chǎn)計(jì)劃和引起額外費(fèi)用的增加。因此，先有技術(shù)中的功能測試器就相當(dāng)昂貴因?yàn)樗枰笕萘坑?jì)算機(jī)和體積龐大的探測裝置，使用這種測試器由于上述原因成本就很高。
在本發(fā)明提出的功能測試系統(tǒng)和它的使用方法中，不借助使用假器件來模擬實(shí)際操作的程序而同樣實(shí)現(xiàn)功能測試，從而省去了需技術(shù)熟練的工程師干的工作又不再需要大容量計(jì)算機(jī)和龐大的檢測裝置，這樣就能減少系統(tǒng)的成本。
因此，本發(fā)明的一個目的是提出一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)先從與實(shí)際運(yùn)行中的裝置連接的印板(基準(zhǔn)印板)上獲得基準(zhǔn)信號，從也與實(shí)行運(yùn)行中的裝置相連的被測印板上獲得被測信號，并將這兩個信號在CPU(中央處理單元)中進(jìn)行比較，以判斷被測印板的質(zhì)量是否合格。
本發(fā)明的另一個目的是提出一種通過一根單獨(dú)的探針獲得模擬波形信號的裝置，該探針的X方向、Y方向、Z方向的運(yùn)動由中央處理單元的座標(biāo)信號控制，中央處理單元存貯了大量座標(biāo)測試點(diǎn)以及測試順序。探針依次和基準(zhǔn)印板上的測試點(diǎn)以及它在受測印板上的對應(yīng)測試點(diǎn)相接觸;眾多測試點(diǎn)的〔X-y〕坐標(biāo)和接觸順序都已經(jīng)存貯在中央處理單元中。
本發(fā)明另一個目的是提出波形變換和存貯裝置，依靠它們可以在CRT(陰極射線管)上監(jiān)視從上述的對應(yīng)測試點(diǎn)上得到的兩個模擬信號，以及將它們處理成包括數(shù)字信號的容易比較的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)和被測數(shù)據(jù)。
本發(fā)明還有一個目的是提出一種測試系統(tǒng)，系統(tǒng)中存貯并比較基準(zhǔn)數(shù)據(jù)和被測數(shù)據(jù)以檢驗(yàn)印板質(zhì)量的中央處理單元由一鍵盤上的鍵操作所控制。該測試系統(tǒng)將測試結(jié)果以數(shù)字形式打印出來，顯示出被測數(shù)據(jù)是否在基準(zhǔn)數(shù)據(jù)事先規(guī)定的范圍之內(nèi)，并把測試結(jié)果存貯在軟盤中。在每一測試點(diǎn)的比較結(jié)果以模擬波形的形式顯示在陽極射線管上以進(jìn)行目測。
簡單地說，本發(fā)明設(shè)想了一個實(shí)現(xiàn)上述目的的測試系統(tǒng)一個鍵盤和一個小型中央處理單元(CPU)例如一個微型計(jì)算機(jī)相連，一個用來顯示基準(zhǔn)數(shù)據(jù)和被測數(shù)據(jù)以供目測的陰極射線管(CRT)、一個軟盤驅(qū)動器和一個打印機(jī)也與該CPU相連。同時(shí)，這個CPU和一個座標(biāo)檢測裝置相連，這個座標(biāo)檢測裝置有一個數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用來為各測試點(diǎn)記憶和傳送座標(biāo)信號。用來提示各測試點(diǎn)的x-y座標(biāo)和跟蹤序號的一塊穿孔板或者一塊測試點(diǎn)指示板被放在座標(biāo)檢測裝置中的適當(dāng)位置上，以確定各座標(biāo)值。CPU也和一個波形檢測裝置相連，從CPU來的座標(biāo)指令信號驅(qū)動裝置中的探針在xyz三方向進(jìn)行檢測操作。從工作中的裝置中取出的基準(zhǔn)印板或被測印板被放置在波形檢測裝置中，該印板通過一根外接電纜仍與原裝置相連。波形檢測裝置與一波形轉(zhuǎn)換和記憶裝置相連，這個波形轉(zhuǎn)換和記憶裝置還與CPU相連。上述的波形轉(zhuǎn)換和記憶裝置用以處理和轉(zhuǎn)換模擬信號將它轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。這樣獲得的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)和被測數(shù)據(jù)的兩個數(shù)字信號被送入CPU進(jìn)行比較和評價(jià)，然后，顯示出比較結(jié)果。
在其構(gòu)成如上所述的本發(fā)明的測試系統(tǒng)中，通過座標(biāo)檢測裝置從眾多測試點(diǎn)獲得座標(biāo)信號，這樣獲得的信號被CPU作為驅(qū)動指令信號送出，以驅(qū)動波形檢測裝置中的一根單獨(dú)的探針，這根探針跟蹤著與運(yùn)行中的裝置相連的基準(zhǔn)印板上的各測試點(diǎn)。這樣就能從各測試點(diǎn)獲得模擬信號，這些模擬信號被送到波形轉(zhuǎn)換和存貯裝置中，這個裝置將這些信號加以處理并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，接著這些數(shù)字信號被作為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)貯存在CPU中。上述的波形轉(zhuǎn)換和存貯裝置由條件指令信號控制。所有地址的座標(biāo)信號以同樣的方式加以處理和存貯。根據(jù)上述的座標(biāo)指令信號從被測印板的各測試點(diǎn)上獲得的信號用與處理基準(zhǔn)數(shù)據(jù)同樣的方式加以處理并存貯在CPU的存貯裝置中。上述的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換成一個測試范圍值，它是雙值數(shù)(dual leuel data)，它有兩個值，上值和下值，上、下值中間的范圍定為質(zhì)量合格范圍，這樣可以檢查來自被測印板上的信號是否落在質(zhì)量合格的范圍中。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于基準(zhǔn)數(shù)據(jù)是在正常工作的裝置中正常工作的印板的工作狀態(tài)下取得的而不必準(zhǔn)備測試程序;波形傳感裝置中的單根探針也是在這樣的條件下在測試點(diǎn)上獲得模擬信號的。上述的驅(qū)動指令信號控制著探針跟蹤測試點(diǎn)。上述的模擬信號接著被送入波形轉(zhuǎn)換和存貯裝置，這個裝置根據(jù)條件指令信號的指示將它們處理成數(shù)字信號，這些數(shù)字信號作為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)被存貯在上述的CPU的存貯裝置中。所有地址的座標(biāo)信號用同樣方式加以處理和存貯。在座標(biāo)指令信號的控制下在被測印板各測試點(diǎn)上檢測到的信號，用同處理基準(zhǔn)數(shù)據(jù)一樣的方式加以處理并存貯在CPU的存貯器中。上述的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換成一個測試數(shù)據(jù)范圍值，它是一個雙值數(shù)(dVual level dVata)，有兩個值，上值和下值，上、下值中間的范圍定為質(zhì)量合格的范圍，以便檢查來自被測印板的信號是否在質(zhì)量合格范圍中。
本發(fā)明的一個優(yōu)點(diǎn)是基準(zhǔn)數(shù)據(jù)是在實(shí)際工作中工作正常的裝置中的工作正常的印板的工作狀態(tài)下取得的，而不是象先有技術(shù)那樣準(zhǔn)備測試程序，準(zhǔn)備程序需要許多技術(shù)熟練的工程師和很長的工作時(shí)間。
本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)是用一根探針取代了昂貴，笨重的多根探針。
本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)是波形轉(zhuǎn)換和存貯裝置不采用很多先有技術(shù)，而這些技術(shù)需要許多技術(shù)熟練的工程師和很長的工作時(shí)間。
本發(fā)明另一優(yōu)點(diǎn)是用單根探針裝置代替了笨重昂貴的多探針裝置。
本發(fā)明的又一優(yōu)點(diǎn)是波形轉(zhuǎn)換和存貯裝置不需要大規(guī)模的中央處理單元，而只使用小型，廉價(jià)的微機(jī)，這樣整個功能測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，價(jià)格便宜。
本發(fā)明還有一個優(yōu)點(diǎn)是測試結(jié)果正確可靠能在測試裝置中實(shí)時(shí)使用，這是因?yàn)闇y試基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的來源是與上述裝置相連的實(shí)際工作中的印板。
圖1.是本發(fā)明的整個系統(tǒng)的方框圖。
圖2.表示了波形轉(zhuǎn)換和存貯系統(tǒng)的方框圖，這個系統(tǒng)包括一個預(yù)置條件器和一暫存器。
圖3.是一個顯示在陰極射線管(CRT)上的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)和一個來自被測印板的波形的例子。
圖4.是處理一個測試點(diǎn)上的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的流程圖。
圖5.是處理被測印板上的一個測試點(diǎn)的數(shù)據(jù)的流程圖。
圖1表示本發(fā)明的印刷電路板功能測試系統(tǒng)的一個優(yōu)選實(shí)施例。上述系統(tǒng)10中，有許多鍵11a的鍵盤11連接到中央處理單元(CPU)12上，通過這個鍵盤11輸入測量條件、設(shè)置指令和操作指令。座標(biāo)信號檢測裝置13包括一個矩陣傳感和光標(biāo)13b的座標(biāo)板13a，并且與CPU12相連。一塊上面標(biāo)出許多測試點(diǎn)的穿孔板14或一塊測試指示板事先放在上述座標(biāo)板13a的適當(dāng)位置上。穿孔板上的眾多測試點(diǎn)由光標(biāo)13b測定其座標(biāo)及序號，這些座標(biāo)和序號存貯在CPU12的軟磁盤或硬磁盤15中。光標(biāo)13b上有一塊透明板，在其中心有一瞄準(zhǔn)點(diǎn)13c和環(huán)繞它的線圈。當(dāng)中心點(diǎn)對準(zhǔn)某個測試點(diǎn)時(shí)，合上開關(guān)13d就能使磁通沿瞄準(zhǔn)點(diǎn)的中心軸發(fā)射出來。磁通擊中穿孔板14上的某個點(diǎn)，這個點(diǎn)決定了該測試點(diǎn)的座標(biāo)。當(dāng)穿孔板14上的兩個基本點(diǎn)、(左下角的x-y原點(diǎn)14a和右下角的一個點(diǎn))被初步確定后，CPU自動計(jì)算出正確的x-y座標(biāo)，并將它們和跟蹤序號一起存貯起來。所以穿孔板14上的定位對準(zhǔn)并不要求十分嚴(yán)格。由CPU12存儲的座標(biāo)能傳送到軟盤上或在陰極射線管16上加以監(jiān)視。
CPU12中存貯的座標(biāo)信號被饋送到波形探測裝置18中，這個裝置通過外接總線單元17聯(lián)接到CPU上，波形檢測裝置被來自CPU的輸入命令一個測試點(diǎn)接一個測試點(diǎn)依次驅(qū)動，上述的輸入指令是從許多鍵11a輸入的。波形檢測裝置包括一個x-y-z驅(qū)動器18a和一塊x-y-z板18b。工作正常的印板(基準(zhǔn)板)20放在x-y-z板18b中的上蓋板18c的定位框18d中，該印板還與實(shí)際工作中的裝置19相連。
x-y-z板18b呈盒子形狀，在其底部有導(dǎo)板18e，導(dǎo)板18e上沿y方向裝有軸18f，軸18f沿x方向被x軸驅(qū)動馬達(dá)18g所驅(qū)動。一個滑動部件沿上面說過的軸18f被y軸驅(qū)動馬達(dá)18h所驅(qū)動，該滑動部件上裝有一探針18i，該探針可以垂直(即z軸方向向)移動。驅(qū)動裝置如一個電磁線圈或一個驅(qū)動馬達(dá)18j通過聯(lián)動裝置18k將探針18i提起，這樣就構(gòu)成了一個三維跟蹤機(jī)構(gòu)。
從工作正常的裝置19中取出的基準(zhǔn)印板放在x-y-z板18b上，并通過電纜19a與上述裝置19相連，電纜19a的兩端有連接器19b和19c。
上述裝置19使基準(zhǔn)板進(jìn)入正常工作狀態(tài)，同時(shí)通過鍵盤指示CPU輸出座標(biāo)信號驅(qū)動x-y-z驅(qū)動器。x軸和y軸驅(qū)動馬達(dá)18g和18h將探針指向與穿孔板標(biāo)出的某個測試點(diǎn)相對應(yīng)的一個座標(biāo)點(diǎn)，z軸驅(qū)動馬達(dá)18j接著使探針升起。探針不斷地根據(jù)穿孔板14的指示跟蹤印板上的測試點(diǎn)，直到獲得了所有預(yù)定的測試點(diǎn)上正常功能模擬信號為止。
上面說到的在x-y-z板18i上根據(jù)座標(biāo)信號驅(qū)動探針的機(jī)械結(jié)構(gòu)是廣為人知的技術(shù)，它的特殊結(jié)構(gòu)并不限制在前面說到的實(shí)施例中。
波形傳感裝置與波形轉(zhuǎn)換和存貯裝置23相連被裝置23包括一個預(yù)置條件器21(pre-conditioner)和一個暫存器22(transient memory)，這些名稱都是川崎電子株式會社(K awasaki E lectonica)起的器件標(biāo)記名稱，它們一般被稱之為數(shù)字存貯器正象本說明書中和后附的權(quán)限中所命名的那樣。預(yù)置條件器21用來處理輸入的模擬信號，暫存器22也是一樣，且最好在CPU處理之前對輸入的模擬信號加以處理。預(yù)置條件器21和暫存器22可以裝在一個單元內(nèi)。預(yù)置條件器21包含一個交流/直流選擇器21b、一個衰減器21c和一個放大器21d。所有這些器件按上面的介紹順序相互連接，如圖2所示。它們還通過一個控制電路21a與CPU相連，操縱鍵11a還能使它們接收波形處理指示信號。波形檢測裝置18接收到的模擬信號流過波形轉(zhuǎn)換和存貯裝置到達(dá)CRT(陽極射線管)，并被顯示出來;這樣，通過觀察顯示情況就能選擇交流/直流、調(diào)整衰減器21c以調(diào)整電壓電平以及用放大器21補(bǔ)償偏置電平。
放大器21d送出的經(jīng)處理過的模擬信號被送至?xí)捍嫫?2中的A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器，同時(shí)也通過一根支線被送至觸發(fā)脈沖發(fā)生器22e。這個觸發(fā)脈沖發(fā)生器22e與一個取樣時(shí)鐘電路22g相連，這個取樣時(shí)鐘電路22g還與A/D轉(zhuǎn)換器和IC(集成電路)存貯器相連，A/D轉(zhuǎn)換器和IC存貯器也互相連接著。與此同時(shí)，取樣時(shí)鐘電路22g和觸發(fā)脈沖發(fā)生器22e分別通過控制電路22d和CPU相連。當(dāng)模擬信號送入A/D轉(zhuǎn)換器22a中時(shí)，通過鍵11a輸入的指令將具有指定的座標(biāo)地址數(shù)的條件指令信號從CPU送入觸發(fā)脈沖發(fā)生器22c。觸發(fā)脈沖發(fā)生器22e來的有關(guān)對模擬信號的觸發(fā)位置和時(shí)刻的指令通過取樣時(shí)鐘電路送至A/D轉(zhuǎn)換器。觸發(fā)指令包括觸發(fā)電平、觸發(fā)時(shí)刻和選定的觸發(fā)沿(是上升沿還是下降沿)。模擬信號在觸發(fā)點(diǎn)上被數(shù)字化，數(shù)字化后的信號存貯在IC存貯器22b中。A/D轉(zhuǎn)換器22a的取樣時(shí)刻設(shè)置通過鍵盤11a輸入到CPU中，并通過取樣時(shí)鐘電路22g實(shí)現(xiàn)對A/D轉(zhuǎn)換器的指示。取樣時(shí)刻對數(shù)字存貯器來說是一段時(shí)間，本實(shí)施方案的取樣時(shí)間是一個范圍，從50毫微秒一直到50秒，取樣時(shí)間長短在這個范圍內(nèi)可以調(diào)節(jié)。存貯器在觸發(fā)脈沖發(fā)生器產(chǎn)生觸發(fā)的時(shí)刻起的一段預(yù)定時(shí)間內(nèi)被觸發(fā)。數(shù)字信號存貯在IC存貯器22b中。A/D轉(zhuǎn)換器和IC存貯器均與同一取樣時(shí)鐘電路22g同步，以保證準(zhǔn)確同步的存貯。
上述的IC存貯器22b在存貯數(shù)字化信號時(shí)相當(dāng)于一個緩沖器，當(dāng)預(yù)定的存貯量被充滿后，IC存貯器22b將它的存貯內(nèi)容通過擴(kuò)展總線單元17傳送到CPU的隨機(jī)存取存貯器RAM1。如果需要的話，上述RAM1中的存貯內(nèi)容也可傳送到一個硬磁盤或轉(zhuǎn)磁盤15a上。
一個D/A(數(shù)/模)轉(zhuǎn)換器22f與上述IC存貯器22b的輸出端相連。被上述D/A轉(zhuǎn)換器22f轉(zhuǎn)換成模擬波形形式的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)通過CPU被送至CRT16以供監(jiān)視器顯示。操作人員參照監(jiān)示器的顯示情況通過鍵盤向波形轉(zhuǎn)換和存貯裝置23輸入指令信號的條件。指令的條件是交/直流選擇。電壓電平調(diào)整、偏置補(bǔ)償、觸發(fā)起始時(shí)刻和取樣時(shí)間，這些都由工作人員選定。
當(dāng)CPU12的RAM1中的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)被讀出并被送入CPU中的一個比較器中時(shí)，質(zhì)量合格范圍的限值由從鍵11a輸入的命令所給出，這個范圍的大小取決于基準(zhǔn)印板上該測試點(diǎn)代表的操作。形成印板電平范圍的上、下限作為測試基準(zhǔn)數(shù)據(jù)被寫入硬磁盤中，這些測試基準(zhǔn)數(shù)據(jù)也可以存貯在一軟磁盤中，或者通過與該比較器相連的D/A轉(zhuǎn)換器以模擬信號的形式顯示在CRT上。
前面對本發(fā)明各部分的描述，以及對測量記錄、顯示程序的描述只針對一個測試點(diǎn)而言。因此要測量的記錄n個測試點(diǎn)就必須根據(jù)座標(biāo)信號的地址序號將上述程序重復(fù)n次。
下面將對檢測的步驟，對檢測數(shù)據(jù)的處理和被測印板20a運(yùn)行功能的顯示加以描述取出基準(zhǔn)板20，在它的位置上放上被測印板20a，印板20a通過電纜19a與實(shí)際工作的器件19相連。
測試基準(zhǔn)數(shù)據(jù)先被從硬磁盤或軟磁盤中傳送到CPU的RAM1中，然后通過鍵11a輸入某個測試點(diǎn)(通常是第一個測試點(diǎn))的編碼座標(biāo)信號的一個地址數(shù)，探針18i即被鍵入指令驅(qū)動至上述地址數(shù)指示出的相應(yīng)的那個測試點(diǎn)。獲得模擬信號的方式與獲得基準(zhǔn)信號的方式一樣。來自波形檢測裝置18的模擬信號流過波形轉(zhuǎn)換和存貯裝置，并被轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號。這個數(shù)字信號作為被測信號送入CPU的RAM2中貯存起來。
RAM1和RAM2均與CPU12的比較器相連，被測數(shù)據(jù)在這個比較器中和測試基準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。比較結(jié)果被打印機(jī)24用文字和數(shù)字打印出來。在通過D/A轉(zhuǎn)換器與比較器相連的CRT16上對被測數(shù)據(jù)和基準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行視覺比較也是可能的。圖3顯示了視覺比較的一個例子，圖中的被測信號和基準(zhǔn)信號都是正弦波。圖3中，y軸表示電壓電平，x軸表示時(shí)間，點(diǎn)劃線25和26分別是加給基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的上限和下限，實(shí)線27是被測數(shù)據(jù)。在這個例子中，被測印板質(zhì)量不合格，因?yàn)樗牟ㄐ尾辉谫|(zhì)量合格范圍之中。
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案在流程圖4和5中被表示了出來。其中(1)圖4第1步將穿孔板14放在上述數(shù)字轉(zhuǎn)換電路13的座標(biāo)板上，把光標(biāo)13b放在穿孔板14的兩個下角點(diǎn)上并按下1號開關(guān)，以確定座標(biāo)基點(diǎn)，然后在各點(diǎn)上按下2號開關(guān)來決定測試點(diǎn)的座標(biāo)(xi，yi)(i＝1，2，……n)。
圖4第2步按地址數(shù)的順序?qū)⒆鶚?biāo)進(jìn)行編碼并存貯在CPU的硬磁盤或轉(zhuǎn)磁盤中。
(2)圖4第3步接下去把基準(zhǔn)印板20安放在波形檢測裝置118的x-y-z板18b的適當(dāng)位置上，基準(zhǔn)印板20還與實(shí)際運(yùn)行中的裝置19相連以進(jìn)入實(shí)際工作狀態(tài)，然后從軟磁盤15a中將編碼座標(biāo)的第一個地址數(shù)的指令信號通過CPU送到波形檢測裝置18，以移動探針18i和測試點(diǎn)N1相接觸。
圖4第4步通過探針與測試點(diǎn)N1的接觸從測試點(diǎn)N1上獲得模擬信號。
圖4第5步這個模擬信號通過預(yù)置條件器21被送至?xí)捍嫫?2，并被轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，這個數(shù)字信號被一支路導(dǎo)至D/A轉(zhuǎn)換器22f，以便在CRT16上進(jìn)行監(jiān)視顯示。顯示提供有關(guān)波形形狀和特性的信息，因此預(yù)置條件器21的交/直流選擇以及偏置電平補(bǔ)償都是由從鍵11a輸入的指令來實(shí)現(xiàn)的。
圖4第6步通過鍵11a輸入的觸發(fā)與取樣時(shí)刻指令將暫存器222中的部分?jǐn)?shù)字信號暫時(shí)存貯在IC存貯器22。
圖4第7步在第6步得到處理并存貯起來的信號被作為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)傳送到CPU的RAM1中貯存起來，然后給它加上有上下限的質(zhì)量合格范圍，使之成為一個測試基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，并將它存貯硬磁盤或軟磁盤15上。
圖4第8步當(dāng)在測試點(diǎn)N1上已完成上面描繪的所有步驟時(shí)，對第二個測試點(diǎn)N2重復(fù)執(zhí)行第4步到第7步，并對所有剩下的測試點(diǎn)N3至Nn也重復(fù)同樣的步驟。
圖4第9步如果所有的測試點(diǎn)沒有全部被測試完，在CRT上會出現(xiàn)“NO(未完)”顯示，要求從第4步起重新執(zhí)行。
當(dāng)所有的測試點(diǎn)被檢查完之后，在CRT會顯示出“Yes(完畢)”，同時(shí)基準(zhǔn)印板的型號、制造序號、各測試點(diǎn)Ni的編碼地址數(shù)、測試基準(zhǔn)數(shù)據(jù)(上下限)和設(shè)定的測試條件(模擬信號的電壓電平、交/直流選擇器位置和取樣時(shí)間)等被自動寫入軟盤中。
(4)被測印板20a的測量操作將在下面加以描述圖5第10步從軟盤中讀出測試基準(zhǔn)數(shù)據(jù)并將它們移到RAM1中中。
圖5第11步然后將被測印板放置在x-y-z板上，并將它和實(shí)際工作中的裝置19相連。
圖5第12步接著通過鍵11a輸入指令，使來自CPU的指令將探針移到測試點(diǎn)N1的座標(biāo)點(diǎn)上，這個座標(biāo)點(diǎn)也就是上述的被測印板上第一個測試點(diǎn)的所在位置，探針與這個測試點(diǎn)接觸。
圖5第13步與此同時(shí)，預(yù)置條件器21和暫存器22從CPU收到與檢測基準(zhǔn)印板時(shí)相同的指令，波形檢測裝置18從第一個測試點(diǎn)上獲得模擬信號。
圖5第14步這樣獲得的模擬信號流過預(yù)置條件器到達(dá)暫存器，接著作為數(shù)字被測數(shù)據(jù)到達(dá)IC存貯器中貯存起來。
圖5第15步對被測數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，并存貯在CPU12中的RRAM2中。
圖5第16，17步當(dāng)被測印板上的測試點(diǎn)N1上的測試操作完成之后，對下一點(diǎn)測試點(diǎn)N2執(zhí)行同樣的測試步驟。然后再對所有剩下的測試點(diǎn)Ni(i＝3，4，…n)重復(fù)同樣的步驟。
圖5第18步操縱按鍵11a輸入座標(biāo)信號的編碼數(shù)，分別從RAM1和RAM2中讀出測試基準(zhǔn)數(shù)據(jù)和被測數(shù)據(jù)，并將它們送至CPU的比較器中。然后在比較器中對某測試點(diǎn)的被測數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，看它是否落在相應(yīng)測試點(diǎn)的測試基準(zhǔn)數(shù)據(jù)范圍內(nèi)。
圖5第19步接下去由比較結(jié)果決定被測印板質(zhì)量是否合格。
圖5第20步被測印板質(zhì)量是否合格的測試結(jié)果，由與比較器相連的打印機(jī)24打印出來。
打印結(jié)果顯示出被測印板類型、印板號數(shù)、編碼測試點(diǎn)數(shù)、每個測試點(diǎn)的測試基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的上下限、用實(shí)數(shù)表示的被測印板各測試點(diǎn)的數(shù)據(jù)和用文字表示的質(zhì)量是否合格。任何測試點(diǎn)上標(biāo)為“不合格”的模擬波形可以和模擬測試基準(zhǔn)數(shù)據(jù)一起顯示在CRT16上。對有故障點(diǎn)的視覺觀察能使操作人員在將印板送回修理或返工時(shí)提出具體意見。
比較波形的CRT顯示也可用來對被測印板上的調(diào)整電位器進(jìn)行即時(shí)更正和調(diào)整。
權(quán)利要求
1.一種印刷電路板功能測試系統(tǒng)，上述系統(tǒng)帶有CPU，上述CPU裝有數(shù)據(jù)顯示裝置，用來顯示通過鍵盤操作(包括設(shè)置控制和執(zhí)行測量條件)獲得的信號，包括·座標(biāo)信號檢測裝置，該裝置與上述CPU相連，用來決定事先在一塊印刷電路的穿孔板上確定的許多測試點(diǎn)的x-y座標(biāo)和地址號，·波形檢測裝置，該裝置與上述的CPU相連，并從上述CPU接收上述的座標(biāo)信號；上述裝置還裝有跟蹤機(jī)構(gòu)，用于將一根探針驅(qū)動到與上述測試點(diǎn)相對應(yīng)的x-y座標(biāo)點(diǎn)上，并在該座標(biāo)點(diǎn)上升起該探針，使該探針與基準(zhǔn)印板和被測印板上的上述測試點(diǎn)相接觸，上述基準(zhǔn)印板和上述被測印板被安放在上述機(jī)構(gòu)的適當(dāng)位置上，上述探針升起時(shí)能與上述測試點(diǎn)相接觸，當(dāng)上述探針和上述測試點(diǎn)相接觸時(shí)就能獲得模擬信號，·波形轉(zhuǎn)換和存貯裝置，該裝置與上述的波形檢測裝置相連；為便于在CPU中處理和解釋上述的模擬信號，上述波形轉(zhuǎn)換和存貯裝置在CPU命令下將上述模擬信號加以處理并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，而且臨時(shí)貯存上述數(shù)字信號，·上述的顯示裝置顯示評價(jià)結(jié)果，上述評價(jià)結(jié)果是上述CPU中的一個比較器把每個測試點(diǎn)上的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)和被測數(shù)據(jù)加以比較而取得的，上述基準(zhǔn)數(shù)據(jù)和被測數(shù)據(jù)分別存貯在上述CPU中，上述的波形轉(zhuǎn)換和存貯裝置與上述的CPU相連。
2.根據(jù)權(quán)項(xiàng)1的印刷電路板功能測試系統(tǒng)，其中上述的座標(biāo)信號檢測裝置包含一個矩陣傳感器和光標(biāo)的座標(biāo)板，當(dāng)一開關(guān)被按下時(shí)，就有磁通沿上述光標(biāo)的圓形透明板的垂直軸發(fā)射出來。
3.根據(jù)權(quán)項(xiàng)1的印刷電路板功能測試系統(tǒng)，其中包括測試點(diǎn)指示板的實(shí)際尺寸的測試點(diǎn)指示器被放置在上述的座標(biāo)信號檢測裝置中的一板座標(biāo)板上。
4.根據(jù)權(quán)項(xiàng)1的印刷電路板功能測試系統(tǒng)，其中的組成部分是·上述的跟蹤機(jī)構(gòu)帶有上述波形傳感裝置的探針，該探針接觸工作中的印刷電路板背面上的預(yù)定的各測試點(diǎn)，上述機(jī)構(gòu)還與CPU相連，為的是從x-y-z驅(qū)動器接收座標(biāo)指令輸出信號，·y軸取向的軸桿，它由x軸驅(qū)動馬達(dá)所驅(qū)動，·上述軸上的滑動部件，由y軸驅(qū)動馬達(dá)沿y軸驅(qū)動，·裝在上述滑動部件上的探針，該探針沿z軸被聯(lián)動裝置和驅(qū)動裝置(如螺線管或馬達(dá))垂直驅(qū)動。
5.根據(jù)權(quán)項(xiàng)1的印刷電路板功能測試系統(tǒng)，其中上述的波形轉(zhuǎn)換和存貯裝置包括互相連接的一個預(yù)置條件器的一個暫存器。
6.根據(jù)權(quán)項(xiàng)1的印刷電路板功能測試系統(tǒng)，其中上述的預(yù)置條件器包括一個衰減器和一個放大器以進(jìn)行電壓電平調(diào)整，還包括一個交流直流選擇器以選擇交流或直流或上述模擬信號，上述這些調(diào)整和選擇是由來自CPU的預(yù)先通過鍵盤輸入的條件命令信號來完成的。
7.根據(jù)權(quán)項(xiàng)5的印刷電路板功能測試系統(tǒng)，其中上述的暫存器包括一個A/D轉(zhuǎn)換器、一個IC存貯器、一個觸發(fā)脈沖發(fā)生器和一個取樣時(shí)鐘電路，上述A/D轉(zhuǎn)換器用來將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，上述的IC存貯器根據(jù)來自上述的觸發(fā)脈沖發(fā)生器和上面的取樣時(shí)鐘電路送出的起始時(shí)間和取樣時(shí)間(測量持續(xù)時(shí)間)的指令，暫時(shí)地存貯數(shù)字信號，上述起始時(shí)間和取樣時(shí)間在上述的鍵盤上選定。
8.根據(jù)權(quán)項(xiàng)5和權(quán)項(xiàng)7所述的印刷電路板功能測試系統(tǒng)，其中上述的IC存貯器在其輸出端和一個D/A轉(zhuǎn)換器相連，用來在CRT上顯示它的輸出。
9.根據(jù)權(quán)項(xiàng)7所述的印刷電路板功能測試系統(tǒng)，其中上述的IC存貯器與CPU中的一個軟磁盤和/或一個硬磁盤相連。
10.根據(jù)權(quán)項(xiàng)1所述的印刷電路板功能測試系統(tǒng)，其中裝在CPU中的RAM1和RAM2用來存貯從IC存貯器通過一個I/O電路和一根擴(kuò)展總線傳送到RAM1和RAM2的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)和被測數(shù)據(jù)，RAM1和RAM2還均與一個比較器相連，以比較存貯在各個RAM中的數(shù)據(jù)。
11.根據(jù)權(quán)項(xiàng)10的印刷電路板功能測試系統(tǒng)，其中上述打印機(jī)與上述CPU中的上述比較器相連。
12.根據(jù)權(quán)項(xiàng)10的印刷電路板功能測試系統(tǒng)，其中上述比較器通過D/A轉(zhuǎn)換器與上述顯示裝置中的CRT相連。
13.使用印刷電路板功能測試系統(tǒng)的方法，其中設(shè)定、控制和執(zhí)行測量條件的操作通過鍵盤上的許多鍵來實(shí)現(xiàn)，上述系統(tǒng)帶有上面說過的中央處理單元CPU，該CPU裝有用來顯示包括從上面操作中獲得的信號的數(shù)據(jù)的顯示裝置，上述方法包括·在檢測預(yù)定測試點(diǎn)的x-y座標(biāo)點(diǎn)之后，將印刷電路板的編碼座標(biāo)信號和地址號存貯起來，CPU發(fā)出的存貯指令信號沿x-y-z軸驅(qū)動探針跟蹤，接著把實(shí)際工作中的裝置中的印板(基準(zhǔn)印板)放在上述探針的上面，并使將印板進(jìn)入實(shí)際工作狀態(tài);其下一步使上述探針與上述基準(zhǔn)印板上的測試點(diǎn)相接觸以便在該測試點(diǎn)上獲得模擬信號，為便于CPU的處理先對上面獲得的模擬信號進(jìn)行處理，數(shù)字化轉(zhuǎn)換的起始時(shí)間和測量持續(xù)時(shí)間由鍵盤命令所指定，上述數(shù)字信號被暫時(shí)地存貯起來，接著這個數(shù)字信號被送往CPU存貯起來;接著從帶探針的跟蹤裝置中取出上述基準(zhǔn)印板，并在上述的基準(zhǔn)印板的位置上放上一個被測印板，同時(shí)使該受測印板進(jìn)入實(shí)際工作狀態(tài)，接下去根據(jù)座標(biāo)指令信號使上述探針開始跟蹤，這樣就能獲得模擬信號形式的測試點(diǎn)的工作情況，然后將測試點(diǎn)上的模擬輸出信號加以處理并轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式的被測數(shù)據(jù)，其處理和轉(zhuǎn)換方式和處理和轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)信號的方式一樣，上述被測數(shù)據(jù)先被臨時(shí)存貯，然后被送到OPU，存在OPU中的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)和被測數(shù)據(jù)被CPU中的比較裝置加以比較和評價(jià)，上述比較和評價(jià)提供對質(zhì)量合格或不合格的判斷，這個判斷還被顯示裝置顯示出來。
專利摘要
本發(fā)明是印刷電路板功能測試系統(tǒng)，它有一CPU，該CPU連接一CPT、一打印機(jī)和一軟盤驅(qū)動器，還與一坐標(biāo)檢測裝置相連，該裝置檢測和存貯印板上各測試點(diǎn)的坐標(biāo)和地址號。該CPU還連接一波形檢測裝置。該裝置用一個探針在測試點(diǎn)上獲得模擬信號，該探針由坐標(biāo)指令信號驅(qū)動跟蹤并接觸各測試點(diǎn)。該波形檢測裝置和波形轉(zhuǎn)換和存貯裝置相連，該裝置將模擬信號處理成基準(zhǔn)數(shù)和被測數(shù)據(jù)，并將它們送入CPU存貯起來以便對它們進(jìn)行評價(jià)和顯示。
文檔編號G01R31/28GK86102660SQ86102660
公開日1986年10月15日 申請日期1986年4月18日
發(fā)明者千葉幸正 申請人:川崎電子株式會社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan