用于測(cè)試工件的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于測(cè)試工件(尤其是電路板)的方法以及用于該方法的裝置，所述方法借助于布置在支撐件上的測(cè)試針，該測(cè)試針行至工件之上或之中的預(yù)定位置。然而，本發(fā)明總體上還涉及一種用于移動(dòng)物件(尤其是電氣或電子物件或其零部件)的方法，特別用于借助儀器來(lái)測(cè)試、檢驗(yàn)和/或處理工件(尤其是電子工件)。
【背景技術(shù)】
[0002]在日常生活中的許多情況下，都可能需要移動(dòng)物件。舉例而言，下文僅提及電子測(cè)試裝置，但本發(fā)明并非僅限于此，說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容僅供舉例說(shuō)明。本發(fā)明涉及發(fā)生在小型區(qū)域內(nèi)的移動(dòng)，同樣并非限定于此。對(duì)此，其尤為適用。
[0003]目前市場(chǎng)上已存在多種形式及構(gòu)造的這類(lèi)測(cè)試裝置。本發(fā)明涉及任意測(cè)試裝置，利用該測(cè)試裝置可通過(guò)多個(gè)測(cè)試針探測(cè)工件，這些測(cè)試針相互成特定關(guān)系布置，而這種布置在必要時(shí)須進(jìn)行變動(dòng)。特別地，本發(fā)明涉及用于在裝配電子儀器之前檢驗(yàn)電子電路板的故障及功能的測(cè)試裝置，但并非僅限于此。
[0004]在這種裝置中，將觸針或觸銷(xiāo)壓印于電路板上預(yù)先確定的位置(接觸位置)，隨后相應(yīng)通過(guò)具有測(cè)試信號(hào)的測(cè)試計(jì)算機(jī)進(jìn)行預(yù)先設(shè)定的調(diào)控，以確定已裝配的電路板的高效能性。將電路板劃分出眾多個(gè)接觸位置，通常需要數(shù)以千計(jì)的觸針才能在觸針與電路板上的接觸位置之間建立正常的電氣接觸。
[0005]例如，在第DE 112006003034 T5 號(hào)、第 DE 19646252 Al 號(hào)或第 DE 4416151 B 號(hào)專(zhuān)利文獻(xiàn)中公開(kāi)了這類(lèi)測(cè)試裝置。然而，這些儀器均要求待測(cè)試的電路板精確地裝備測(cè)試針。由于在時(shí)間單位內(nèi)仍需進(jìn)行數(shù)次這類(lèi)測(cè)試，因此在電路板相對(duì)于測(cè)試針的定位過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生明顯的問(wèn)題。
[0006]在這類(lèi)測(cè)試裝置(尤其是電路板)中頻繁出現(xiàn)的問(wèn)題在于，待測(cè)試工件隨之發(fā)生改變。這表示隨后必須重新設(shè)定具有測(cè)試針的測(cè)試適配器，這需要很長(zhǎng)時(shí)間才能完成，其原因在于，例如須重新計(jì)算測(cè)試針彼此的角度及排列關(guān)系并且對(duì)應(yīng)的支撐件(孔板)也須重新設(shè)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于，改進(jìn)上述類(lèi)型的方法及裝置，利用該方法及該裝置易于改變測(cè)試針彼此的排列關(guān)系且特別加速該過(guò)程。本發(fā)明的目的還在于，增進(jìn)物件的移動(dòng)，特別是電子領(lǐng)域，但也包括微機(jī)械領(lǐng)域。
[0008]為達(dá)成上述目的，測(cè)試針相對(duì)于支撐件的位置可以改變。
[0009]由此，本發(fā)明的基本思路在于，將測(cè)試針可移動(dòng)地布置于對(duì)應(yīng)支撐件之上或之中。由測(cè)試針到達(dá)的位點(diǎn)或這些位點(diǎn)的位置在工件上變化，從而可以通過(guò)簡(jiǎn)單改變測(cè)試針到達(dá)對(duì)應(yīng)位點(diǎn)的位置來(lái)考慮這種變化。例如，無(wú)需在支撐件中制造新的孔眼并且毋須計(jì)算新的角度或諸如此類(lèi)關(guān)系。
[0010]在本發(fā)明的簡(jiǎn)單實(shí)施方案中，可以手動(dòng)或機(jī)械方式實(shí)現(xiàn)測(cè)試針相對(duì)于支撐件的位置變化。對(duì)此，在本發(fā)明的范圍內(nèi)可設(shè)想多種可能方案。例如，測(cè)試針可配置成其探針能夠通過(guò)測(cè)試針的旋轉(zhuǎn)而在孔板中占據(jù)另一位置。這特別適用于相對(duì)于測(cè)試針的實(shí)際軸桿偏心布置的探針。
[0011]例如，支撐件或支撐件(尤其是孔板)中的凹口還可配置成測(cè)試針的位置可以改變。在此，例如可設(shè)想長(zhǎng)孔。
[0012]另一可能方案是通過(guò)對(duì)應(yīng)的磁體或通過(guò)相應(yīng)的磁化實(shí)現(xiàn)測(cè)試針的位置變化。通過(guò)磁體使測(cè)試針易拆卸地固定至支撐件。該磁體本身可通過(guò)相應(yīng)磁化或另一磁體移動(dòng)，例如提升和/或轉(zhuǎn)動(dòng)。測(cè)試針跟隨這種移動(dòng)。
[0013]然而，通過(guò)磁體移動(dòng)的可能方案還能夠使測(cè)試針并非直接通入支撐件(例如孔板)中，而僅將測(cè)試針固定至板下側(cè)。測(cè)試針由此可在下側(cè)移動(dòng)至任意位置，可再度以手動(dòng)方式或通過(guò)設(shè)置于板上側(cè)的磁體來(lái)完成這一過(guò)程。同時(shí)，測(cè)試針可隨時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0014]在本發(fā)明一般要求保護(hù)的范圍內(nèi)，移動(dòng)測(cè)試針的第三種極有利的可能方案是圍繞測(cè)試針布置本征活性聚合物。本征活性聚合物是塑性材料，其在周?chē)h(huán)境的特定物理變量(例如溫度、特定波長(zhǎng)的光、電場(chǎng)量及磁場(chǎng)量)或化學(xué)變量(物質(zhì)濃度、PH值)的作用下確切改變材料特性。特別地，這種聚合物是可逆相聚合物(例如刺激響應(yīng)性水凝膠、聚合物刷)、相變聚合物、導(dǎo)電聚合物以及雙電彈性體。本征活性聚合物的其他代表性聚合物是形狀記憶聚合物、壓電聚合物、電致伸縮聚合物以及鐵電聚合物。
[0015]本發(fā)明主要采用所謂的刺激響應(yīng)性水凝膠。這些材料是固態(tài)作用的載體，能夠最大限度激發(fā)其可用的體積變化，由此極易小型化。
[0016]采用溫敏性聚(N-異丙基丙烯酰胺)(PNIPAAm)作為基料。
[0017]在根據(jù)本發(fā)明的第一步驟中，依照特定的驅(qū)動(dòng)目的定制致動(dòng)材料的機(jī)械及激發(fā)性能。預(yù)期的機(jī)械應(yīng)力會(huì)超出均聚物PNIPAAm實(shí)際能夠取得的性能。由此，利用選自層狀硅酸鹽族的特定納米材料對(duì)聚合物進(jìn)行功能化，這使水溶膠的機(jī)械-刺激性能提高不止一個(gè)數(shù)量級(jí)。通過(guò)改變?cè)牧系慕宦?lián)條件和特異性修飾、交聯(lián)度以及交聯(lián)點(diǎn)的孔隙度，完成活性聚合物的參數(shù)優(yōu)化。
[0018]此外，優(yōu)化致動(dòng)材料的可控性。在未修飾狀態(tài)下，水凝膠作用物在其體積相轉(zhuǎn)變范圍內(nèi)由于作用物溫度僅改變5K即會(huì)從完全溶脹狀態(tài)轉(zhuǎn)換成充分收縮狀態(tài)。為高度精確地進(jìn)行致動(dòng)控制，可能需要將體積相轉(zhuǎn)變范圍擴(kuò)大至例如10K。這一方面可通過(guò)N-異丙基丙烯酰胺的共聚反應(yīng)實(shí)現(xiàn)，另一方面還可通過(guò)改變?nèi)軇┑臒崃W(xué)特性來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0019]另外，致動(dòng)材料應(yīng)可具有微觀結(jié)構(gòu)。對(duì)此，根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用自由基光致聚合作用，利用該作用不僅合成水凝膠，而且還使其成形為具有微觀結(jié)構(gòu)。
[0020]另一方面是致動(dòng)材料在上級(jí)系統(tǒng)中的融合能力。在此，一方面確保所需的材料相容性，另一方面獲得適于共價(jià)結(jié)合的增附系統(tǒng)。
[0021]用于實(shí)施所述方法的裝置或定位驅(qū)動(dòng)器構(gòu)造成緊湊的全集成系統(tǒng)并包括以下組件:
[0022](i)至少一個(gè)致動(dòng)體；
[0023](ii)致動(dòng)體控制電極；
[0024](iii)鎖定機(jī)構(gòu)；
[0025](iv)包括機(jī)械接口的驅(qū)動(dòng)器箱；
[0026](V)至少一個(gè)用于上級(jí)系統(tǒng)的接口 ；以及
[0027](vi)定位驅(qū)動(dòng)器基于硬件及軟件的控制裝置。
[0028]鑒于本發(fā)明，特別通過(guò)絲網(wǎng)印刷方法將所述聚合物施加于支撐件上，從而可使聚合物在此圍繞相應(yīng)的測(cè)試針。隨后，若聚合物面臨或受到相應(yīng)的物理性環(huán)境變量或化學(xué)性環(huán)境變量，則聚合物如同肌肉伸縮般確切變動(dòng)其位置并由此使測(cè)試針移動(dòng)。
[0029]總體而言，對(duì)此必然可設(shè)想精確監(jiān)測(cè)測(cè)試針的變化。通過(guò)相應(yīng)的攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)這一過(guò)程，其中，在本發(fā)明的范圍內(nèi)對(duì)此主要設(shè)想測(cè)試針直接貫穿攝像機(jī)的物鏡，從而該攝像機(jī)可準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)測(cè)試針的運(yùn)動(dòng)。
【附圖說(shuō)明】
[0030]通過(guò)以下優(yōu)選實(shí)施方案的描述并參照附圖對(duì)本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、特征和細(xì)節(jié)加以闡述。
[0031]圖1表示根據(jù)本發(fā)明用于測(cè)試工件的裝置的部件的側(cè)視圖；
[0032]圖2-5表示根據(jù)本發(fā)明用于測(cè)試工件的裝置的另一實(shí)施方案的側(cè)視圖；
[0033]圖6表示用于監(jiān)測(cè)測(cè)試針的組件的側(cè)視圖；
[0034]圖7表示用于監(jiān)測(cè)測(cè)試針活動(dòng)的另一組件的側(cè)視圖；
[0035]圖8表示用于測(cè)試工件的裝置的部件的另一實(shí)施方案的側(cè)視圖；
[0036]圖9表示用于測(cè)試針的支撐件的俯視圖；
[0037]圖10和圖11表示圖9局部的電活性聚合物活化劑的俯視圖和側(cè)視圖；
[0038]圖12表示多軸定位驅(qū)動(dòng)器基本結(jié)構(gòu)的俯視透視圖；
[0039]圖13表示根據(jù)本發(fā)明的觸針頭的側(cè)視透視圖；
[0040]圖14表示觸針頭的透視圖；
[0041]圖15表示具有觸針的多軸定位驅(qū)動(dòng)器的透視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042]根據(jù)圖1，測(cè)試針2位于支撐件I上，由此必然可假定在該支撐件I上通常設(shè)置多個(gè)這類(lèi)測(cè)試針2。利用該測(cè)試針2可測(cè)試電路板3。
[0043]在該實(shí)施方案中，測(cè)試針2以軸桿4貫穿支撐件1，該支撐件I構(gòu)造為孔板。該軸桿4可繞軸線A旋轉(zhuǎn)地布置于孔板I的相應(yīng)凹口中。測(cè)試針5位于偏離該軸線A的位置，該測(cè)試針5在軸桿4旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中可改變其相對(duì)于工件(電路板3)的位置。顯然，還可以適當(dāng)方式將凹口構(gòu)造于孔板I內(nèi)，由軸桿4貫穿該孔板，從而可額外改變測(cè)試針5的位置。例如，凹口可能是長(zhǎng)孔或諸如此類(lèi)構(gòu)造。
[0044]為使測(cè)試針2相對(duì)于孔板I固定，將磁體6設(shè)置于軸桿4上。在這種情況下，孔板I優(yōu)選至少部分構(gòu)造成具有磁性，從而吸引力作用于磁體6與孔板I之間(如箭頭所示)。
[0045]在簡(jiǎn)單的實(shí)施方案中，通過(guò)扳手(圖中未示出)使軸桿4轉(zhuǎn)動(dòng)，該扳手可置于調(diào)整-輔助方頭7上。由此，若需測(cè)試針5相對(duì)于電路板3的另一位置，則可通過(guò)扳手使測(cè)試針2繞其軸線A旋轉(zhuǎn)且使測(cè)試針呈環(huán)形運(yùn)動(dòng)。同時(shí)或另外，對(duì)此還可設(shè)想孔板I和/或電路板3沿水平方向呈二維運(yùn)動(dòng)，從而可利用測(cè)試針5行至電路板3上的每一位點(diǎn)。這種對(duì)于電路板3的運(yùn)動(dòng)機(jī)制例如參閱第DE 102012106291.9號(hào)專(zhuān)利文獻(xiàn)。
[0046]在如圖3所示根據(jù)本發(fā)明用于測(cè)試工件的裝置的實(shí)施方案中，孔板I另外配有固定板8，其中孔板I與固定板8之間的距離a可變。該固定板8的目的尤其在于，調(diào)整各個(gè)測(cè)試針2使其相對(duì)于孔板I固定之后，即孔板大體上支撐磁體6，由此測(cè)試針2在下降至電路板3的過(guò)程中不會(huì)從孔板I突起且測(cè)試針2的位置發(fā)生偶然變化。
[0047]在如圖3所示根據(jù)本發(fā)明用于測(cè)試工件的裝置的實(shí)施方案中，并未采用孔板作為支撐件，而是采用半磁板作為支撐件1.1。這表示測(cè)試針2.1在這種情況下的基本位置并不取決于孔板的孔網(wǎng)，而測(cè)試針2.1可沿著支撐件1.1的下側(cè)9自由活動(dòng)。
[0048]通過(guò)驅(qū)動(dòng)磁體10使測(cè)試針2.1繞其軸線A旋轉(zhuǎn)，該驅(qū)動(dòng)磁體10配置在支撐件1.1的測(cè)試針2.1的另一側(cè)。該驅(qū)動(dòng)磁體10可沿支撐件1.1在任意方向上移動(dòng)并且可以旋轉(zhuǎn)，從而磁體6隨其而動(dòng)，由此可使測(cè)試針2.1相對(duì)于電路板(未示出)對(duì)齊。
[0049]在驅(qū)動(dòng)磁體10上方