本文公开了用于测试印刷电路板(PCB)的系统和方法。在一个实施例中，用于印刷电路板(PCB)的测试器包括测试夹具，所述测试夹具具有多个电触点，所述电触点用于接触作为被测单元(UUT)的PCB。测试夹具承载远程测试外围主(RTPM)模块和远程测试外围从(RTPS)模块。RTPM模块和RTPS模块通过远程测试外围(RTP)总线连接。
Functional testers for printed circuit boards and related systems and methods
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于印刷电路板的功能性测试器，以及相关的系统和方法相关申请的交叉引用本申请是2017年2月10日提交的美国临时申请No62/457593的继续申请，上述申请通过引用并入本文。
技术介绍
印刷电路板(PCB)在运送给客户之前经过测试。PCB通常包括分布在若干金属层上的内部布线(走线)。水平金属层通过竖直过孔电互连。电子元件(电阻器，电容器，集成电路(IC)，连接器等)连接到PCB表面上的焊盘或连接到竖直延伸穿过PCB厚度的通孔的金属。这些电子元件通过PCB的走线互连。PCB的外部连接通常是边缘连接器或PCB承载的其它连接器。PCB和电子元件有时统称为印刷电路板组件(PCBA)。通常，术语PCB和PCBA可互换使用，即，术语PCB可以表示电路板本身，以及电路板和电路板承载的电子元件的组件。PCB(或PCBA)的测试可以是在线的(在线测试或ICT)或功能性的(功能测试或FT)。在线测试通过一次测试PCB的各个组件来执行“示意性验证”。例如，测量各个电子元件的电阻、电压降、极性等，并将其与该元件的预期值进行比较。通常，在线测试不是“快速”完成的，并且不验证电子元件的互操作性。然而，在线测试仍然可以有效地发现PCB、电子元件的制造缺陷，或元件与PCB的连接缺陷。例如，在线测试可以检测焊接短路、元件缺失、错误元件、不正确连接的元件(例如，旋转180度的二极管)或开路连接。大多数在线测试都是在PCB没有供电的情况下进行的，从而避免了可能损坏元件的情况。由于编程包括切换测试仪器以通过针床(BON)夹具连接到PCB，因此可以最小化测试编程工作。功能测试旨在确保电路功能符合规范。这种测试可以通过PCB连接器(例如，PCB上的边缘连接器)和/或BON夹具“快速”完成。功能测试可以识别PCB内的功能缺陷以及元件中的缺陷。例如，功能测试可以评估PCB的功能，同时将边缘电源电压和/或电流施加到IC以评估IC的功能，可以确定操作期间PCB或PCB上的元件的功耗，可以按照规范频率等测试元件的操作。但是，功能测试的测试程序需要彻底了解被测器件(DUT)的性能，因此，编程成本通常高于在线测试的编程成本。此外，对于传统的BON系统，必须对每个新的PCB设计重复编程，因为BON的引脚(例如弹簧针)连接回PCB测试器中仪器的对应引脚，并且必须对仪器进行重新编程以用于下一个PCB设计。另外，由于从PCB测试器中的仪器到被测PCB(也称为“被测单元”或UUT)的距离相对较大，因此可能无法进行一些高频测试。这个相对较大的距离可能导致从主机架到UUT的线缆中信号的显著衰减。因此，需要用于改进在线测试和功能测试的系统和方法。附图说明通过结合附图参考以下详细描述，将更容易理解和更好地理解本专利技术技术的前述方案和许多伴随的优点，其中：图1是根据现有技术的PCB测试器的局部示意等距视图；图2是根据现有技术的测试夹具的局部示意图；图3是根据本技术的实施例的PCB测试器的框图；图4A是根据本技术的实施例的PCB测试器的框图；图4B示出了图4A的细节A；图4C是根据本技术的实施例的PCB测试器的局部示意性等距视图；图4D是根据本技术的实施例的RTP模块安装孔的示意图；图5是根据本技术的实施例的RTP主(RTPM)和RTP从(RTPS)链的框图；图6是根据本技术的实施例的控制系统和测试夹具之间的连接的框图；图7是根据本技术的实施例的RTPM和RTPS模块之间的连接的框图；图8是根据本技术的实施例的RTPS模块的框图；图9是根据本技术的实施例的RTPM模块的框图；和图10是根据本技术的实施例的RTPS模块的框图。具体实施方式这里公开了PCB测试器的若干实施例的具体细节。本专利技术的技术涉及可配置的并且可以并行地对多个PCB执行功能测试的PCB测试器。更具体地，本技术涉及可配置并且可以并行地对多个PCB执行在线测试(ICT)和功能测试(FT)的PCB测试器。测试电子器件的重要部分可以位于测试夹具本身上(即，靠近被测PCB，被测PCB也称为被测单元或UUT)。结果，缩短了到UUT的信号/电力路径。在一些实施例中，测试器可以并行测试多个PCB。这些PCB可以具有不同的配置(例如，不同的设计)。在一些实施例中，测试电子器件可以分布在主/从模块(也称为远程测试外围或RTP)上。若干RTP主/从模块链可以通过USB链路或其它快速串行链路连接到通用串行总线(USB)集线器，并且进一步连接到主控制器(即，计算机或服务器)。链中的RTP主/服务器模块(RTPM/RTPS)可以通过串行链路(例如，8位异步串行链路)进行通信。具体根据并行测试的UUT的配置和数量，RTPM/RTPS模块链可以重新配置或重新编程，而无需更换RTPM/RTPS模块。在一些实施例中，测试夹具是“自我感知的”，即能够将其配置报告回控制系统。例如，测试夹具可以报告RTP主/从模块的配置、板的数量、引脚触点的分配、主/从模块的版本号等。在一些实施例中，测试程序(也称为测试序列)直接加载到测试夹具上。例如，测试夹具可以包括用于存储测试程序和具有测试点分配的数据文件的存储器芯片。本领域技术人员还将理解，本技术可以具有另外的实施例，并且可以在没有下面描述的实施例的若干细节的情况下实践本技术。图1是根据现有技术的PCB测试器10的局部示意性等距视图。PCB测试器10包括主机架13和测试夹具18。传统的测试夹具通常构造为机械“针床”(BON)夹具，其专门设计用于UUT的特定布局。主机架13包括将测试向量和电力发送到UUT16的电子器件。例如，主机架13可包括用于检查UUT16上的开路/短路的测试仪器13a，以及用于为UUT16上的元件22供电的电源13b。测试夹具18包括触针20(例如，弹簧针(pogopin))，触针20将主机架13中的电子器件与走线21电连接，并且进一步与UUT16的元件22电连接。通过线缆17提供测试夹具20和UUT16之间的附加电连接。测试线缆14将主机架13的测试仪器和电源与测试夹具18连接。主计算机11控制主机架13的操作(例如，通过线缆14发送测试向量)并解释测试的结果(例如，UUT16上存在/不存在有缺陷的元件)。然而，相对长的测试线缆14会由于噪声和传输线效应而降低信号完整性，尤其是对于高频测试。图2是根据现有技术的测试夹具的局部示意图。测试夹具18可包括板18a和18b的组件，用于改善触针20的竖直对准。主机架测试器13通过测试线缆14提供测试向量和/或电力。在操作中，触针20与UUT16的元件22或走线接触，以提供与/从主机架测试器13的电连接。在完成UUT16的测试之后，移除测试过的UUT并且加载下一个UUT以与测试夹具18接触。图3是根据本技术的实施例的PCB测试器100的框图。PCB测试器100包括测试夹具118和控制系统120。在一些实施例中，控制系统120包括ICT(在线测试器)/MDA(制造缺陷分析仪)112和主计算机(主控制器)111。控制系统120还可以称为ICT/MDA系统120。主计算机111提供用于通过总线121与ICT/MDA系统120通信的操作员接口，总线121可以是USB连接或其它高速串行总线。测试夹具118可以通过一个或多个高速串行总线122(例如USB总本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于印刷电路板(PCB)的测试器，包括：测试夹具，其具有多个电触点，所述电触点用于接触作为被测单元(UUT)的所述PCB，其中，所述测试夹具承载：远程测试外围主(RTPM)模块，和远程测试外围从(RTPS)模块，其中，所述RTPM模块和所述RTPS模块通过远程测试外围(RTP)总线连接。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.10 US 62/457,5931.一种用于印刷电路板(PCB)的测试器，包括：测试夹具，其具有多个电触点，所述电触点用于接触作为被测单元(UUT)的所述PCB，其中，所述测试夹具承载：远程测试外围主(RTPM)模块，和远程测试外围从(RTPS)模块，其中，所述RTPM模块和所述RTPS模块通过远程测试外围(RTP)总线连接。2.根据权利要求1所述的测试器，其中，所述RTPS模块是第一RTPS模块，所述测试器还包括与所述第一RTPS模块通信的第二RTPS模块。3.根据权利要求2所述的测试器，其中，所述RTPM模块为第一主模块，所述第一RTPS模块属于第一多个RTPS模块，所述RTP串行总线为第一RTP串行总线，所述测试器还包括：第二RTPM模块，和第二多个RTPS模块，其中，所述第二RTPM模块和所述第二多个RTPS模块通过第二RTP串行总线连接。4.根据权利要求3所述的测试器，其中，所述第一RTPM模块和所述第一多个RTPS模块竖直堆栈在第一堆栈中，并且其中，所述第二RTPM模块和所述第二多个RTPS模块竖直堆栈在第二堆栈中。5.根据权利要求1所述的测试器，还包括：控制系统，所述控制系统包括：在线测试器和制造缺陷分析仪(ICT/MDA)，和主控制器。6.根据权利要求5所述的测试器，其中，所述控制系统通过高速串行总线与所述测试夹具连接。7.根据权利要求5所述的测试器，还包括：将所述ICT/MDA与所述RTPS模块连接的多个继电器。8.根据权利要求5所述的测试器，还包括：高速串行集线器，其被配置为在所述RTPM模块和所述主控制器之间路由数据。9.根据权利要求1所述的测试器，其中，所述RTP总线是8位异步串行总线。10.根据权利要求1所述的测试器，还包括：至少一个UUT，其通过多个触针电连接到所述测试夹具。11.根据权利要求1所述的测试器，还包括：至少一个UUT，其光学地或无线地连接到所述测试夹具。12.根据权利要求1所述的测试器，还包括：存储器装置，其被配置为存储测试点信息和测试程序。13.一种用于测试作为被测单元(UUT)的印刷电路板(PCB)的方法，所述方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：乔纳森·艾伦·福克特，皮特·安德鲁·皮阿斯，丹尼尔·本杰明·卡尔森，
申请(专利权)人：总和校验有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US
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