電路板通用常溫測試平臺設計

朱 剛 宋 斌 劉堯峰

（成都天奧測控技術有限公司，四川成都611731）

0 引言

電路板作為電子產品的基礎單元，其產品質量直接關系到整機性能的優劣，因此在電路板生產及檢驗過程中，電路板常溫性能測試是一個必不可少的重要環節。但在生產實踐中，由于每個電路板的外形尺寸、接插件的種類型號以及芯線定義各不相同，電路板測試所需資源也紛繁復雜，因此針對特定電路板進行測試的系統平臺的搭建、標定存在生產準備工作復雜、周期長且有可能重復投資等弊端。

為此，研制一種適用于生產線的通用化自動測試平臺便顯得尤其迫切和必要。

本文闡述了一種通用型的電路板常溫測試平臺，該平臺通過由通用適配器和可更換測試組件組成的測試工裝對測試資源進行集成和調用，然后對電路板進行測試。該測試平臺著眼于生產線的需求，極力實現測試平臺通用化、標準化及可擴展性，而平時只需要維護和定檢，這大大縮短了電路板測試的準備周期，提高了生產效率，也節約了測試平臺的開發及維護成本。

1 總體方案設計

電路板通用常溫測試平臺的總體設計思路是在平臺內設計一套測試工裝，該測試工裝包括通用適配器、可更換測試組件。通過資源整合將平臺內所有測試資源信號集成于通用適配器中，然后借助連接到通用適配器的可更換測試組件完成對被測電路板所需資源信號的調取，在將被測電路板插入測試組件后，即可進行常溫測試工作。當被測對象改變時，只需更換測試組件，即可完成測試資源及接口的轉換工作，隨后便可對新被測對象進行測試。

一般而言，測試平臺的測試資源包括程控電源、工控機、接口控制器、各類測試儀器等等。在測試中，以工控機為“中樞心臟”，負責向測試儀器、通用適配器發送控制信號，并與它們通訊，同時接收儀器及通用適配器發回的信息，做出判斷后，送給顯控終端，達到數據顯示、人機交互的目的。其系統組成如圖1所示。

對應于總體設計思路，我們對電路板通用常溫測試平臺的物理形態設計采用標準19英寸機柜架構，所有測試資源設備均由托盤或導軌安裝在機柜里；從人機工程角度考慮，顯示器、開關指示燈面板、測試工裝、操作平臺（含可抽拉鍵盤鼠標盒）等安裝在機柜前面板，如圖2所示。

圖1 電路板通用常溫測試平臺系統組成圖

圖2 電路板通用常溫測試平臺結構組成圖

2 測試工裝設計

測試工裝包括通用適配器和可更換測試組件。每個測試平臺中只配備一個通用適配器，而測試組件數量與被測電路板種類按1:1配置。當被測電路板改變時，測試組件需隨之更換，為方便更換，設計中將通用適配器和測試組件配對機械結構設計為快速定位并鎖定的結構，當結構鎖定后即可實現兩者電接口的聯通。

具體方法是在通用適配器上設置一對導向塊，每個導向塊上分別開有兩個導向槽。與之對應，在測試組件上設置有4個導向柱。配裝時，只需將測試組件上的導向柱對齊導向槽放入，然后讓測試組件沿導槽滑入即可使得兩者配對電插座定位，最后再水平轉動兩側助力手柄，借助杠桿式助力手柄提供的足夠插合力，便可將測試組件插頭壓入通用適配器插座上，從而完成鎖定工作，如圖3所示。換下測試組件的操作流程與上述過程相反。整個更換操作快捷、方便。

圖3 測試工裝配裝示意圖

2.1 通用適配器設計

通用適配器功能是將平臺內測試資源集成整合，其結構形態如圖4所示。其主體包括一個金屬框架、一塊適配器電路板、兩個導槽塊及其附屬助力手柄。

圖4 通用適配器結構

金屬框架用來與機柜相連接，同時為適配器電路板提供較好的剛性支撐。該電路板后背面設置有多個插座A，用以通過電纜將平臺內的各個測試資源電信號接入電路板，然后再通過該電路板上布線將資源信號整合到前面的3個多芯插座B，從而實現平臺資源的集中。

2.2 測試組件設計

測試組件的功能是將通用適配器集中到插座B內的各項測試資源依據被測電路板需求進行資源調用，其結構形態如圖5所示。其主體包括1個金屬框架、4個導向柱、多組配對的上導軌及下導軌。

圖5 測試組件結構

金屬框架設計為箱體結構，該種形式能為測試組件電路板提供較好的剛性支撐。測試電路板后背面設置有3個插頭C，用來從通用適配器調用特定測試資源信號，然后再通過該電路板上布線（或通過電纜）將資源信號調用到前面3個多芯插座D（可同時測試3個同型電路板）。另外，測試組件前面對應于每個插座D設置有導軌，用來在被測電路板插入測試組件時進行導向。

2.3 被測電路板載板設計

生產實踐中被測電路板形狀尺寸各異，為實現測試工裝的通用化、標準化，需設計一外形及尺寸一致的被測電路板載板。該載板設計為中間鏤空的板狀結構（避讓被測電路板上器件），然后在載板邊角處設置一杠桿結構的助力扳手來應對電插座插合力，如圖6所示。

圖6 載板結構

在測試時，先將被測電路板加裝到載板上，形成整體結構。然后再利用載板側邊沿測試組件的上下導軌插入，最后采用安裝在載板上的助力扳手將被測電路板插頭插入到插座D中，而后便可以測試（圖3）。測試完成后，再借助載板上的助力扳手將被測電路板從插座D中拔出。

3 應用效果

自上述方案應用于我單位電路板常溫測試生產實踐后，我們做了一份簡要跟蹤統計，如表1所示。

表1 測試平臺轉換效率簡要統計

由此可見，本文所述方案可滿足生產線上對于多型號電路板的常溫性能測試需頻繁調整測試平臺測試資源的需求，同時轉換過程方便快捷，提高了測試平臺的利用率和轉換效率，由此帶來了較大的經濟效益。

[1]邱成悌，趙惇殳，蔣全興.電子設備結構設計原理[M].南京：東南大學出版社，2001.

[2]王世萍，朱敏波.電子機械可靠性與維修性[M].北京：清華大學出版社，2000.