專利名稱：用于在線測試系統(tǒng)的節(jié)點擴展器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于在線測試系統(tǒng)的節(jié)點擴展器(node extender)。
背景技術：
在線測試(In-Circuit Test, ICT)描述了利用機械探針、電子線路以及 測試軟件來鑒定(qualify)印刷電路板(PCB) 。 ICT系統(tǒng)的示例是加利 福尼亞州圣克拉拉的安捷倫科技公司(Agilent Technologies, Inc.)的 Medalist 3070，以及泰瑞達(Terodyne)公司的TS121。
圖1是ICT系統(tǒng)("測試器")的框圖。測試器102包括測試平臺 104、測試源接口 106、測試夾具(test fixture) 108以及PCB 110。測試平 臺104可通過測試平臺104的定制軟件和硬件選項來準備對用于生產(chǎn)的 PCB 110進行鑒定。可用于定制測試器102的硬件選項例如是測試源。測 試源可以是包括電子線路的線路卡，并且被置于測試平臺104內(nèi)。
測試源通過測試源接口 106連接到測試器102的元件上。測試源接口 106是包括各個引腳頭('測試源引腳，)的針床測試頭(bed-of-nails test-heads)。具有許多機械探針的測試夾具108 ('夾具，)被安裝在測 試源接口 106的上面。被測試的PCB 110被安裝在夾具108上面，以使得 夾具探針與待測的PCB上的各個節(jié)點產(chǎn)生電接觸。
測試平臺104內(nèi)的測試源包括用于提供激勵、接收信號并且測量PCB 110上的元件的電子線路。測試源接口 106是測試平臺104到夾具108和 PCB 110的接口。
通道(channel)可以表示測試平臺104的具體測試源，或者表示從測 試源到PCB 110上的網(wǎng)絡的路徑。硬件、軟件以及功能測試是由測試平臺 104發(fā)起的以識別PCB 110中的缺陷的測試序列的示例。
測試源接口 106也可以為設置在ICT系統(tǒng)102的界限外的輔助的電子線路(未示出)提供到PCB110的接入。
夾具108可在它的結構內(nèi)包含有源或無源電子裝置。夾具提供了到 PCB上的具體點或網(wǎng)絡表('網(wǎng)絡，)的電連接。節(jié)點可表示兩個或更多 個器件到PCB上的電網(wǎng)絡的連接。然而，不是所有的節(jié)點都可通過探針或 引腳接入。節(jié)點數(shù)限定了PCB上可接入的節(jié)點的數(shù)量。
每個夾具108被定制設計用于特定的PCB布局。測試序列被利用定制 夾具108的設計所采用的限制規(guī)則寫入以鑒定PCB 110。
因為電子設計包含了更小的元件而造成了節(jié)點數(shù)增加，或是作為密集 布局的PCB的結果而造成了節(jié)點數(shù)增加，所以到PCB 110上所有可用網(wǎng) 絡的接入可能受到測試平臺104的通道數(shù)的限制。
目前，鑒定一塊節(jié)點數(shù)大于測試器102的通道數(shù)的復雜PCB需要對 PCB 110進行劃分、將PCB 110分組為若干簇或是執(zhí)行受限接入測試掃 描。這還可能需要設計至少兩個夾具。
遺憾地是，夾具和測試序列設計起來成本昂貴，并且花費可能超過$ 10,000。
購買新的具有充足通道以測試高節(jié)點數(shù)PCB的測試平臺對于制造商而 言是可用的解決方法。對于制造公司這又是一次金錢上的破費，因為測試 平臺花費大約$ 500,000。
因此，存在這樣的需求，即不必為額外的夾具和測試序列投資或者不 必完全更換測試平臺104，而在現(xiàn)有ICT系統(tǒng)上測試高節(jié)點數(shù)PCB。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種適配器(adaptor)，其被固定于在 線測試系統(tǒng)和在線測試夾具之間，該適配器包括用于將單測試源引腳電連 接到多根夾具探針的開關。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種包含代碼的計算機可讀媒介，所 述代碼為在線測試系統(tǒng)提供用于執(zhí)行以下步驟的指令將單測試源引腳通 過開關切換到多根夾具探針，所述開關在適配器內(nèi)，并且所述適配器被固 定于所述在線測試系統(tǒng)和所述多根夾具探針之間；并且通過所述單測試源引腳、所述開關以及所述多根夾具探針將測試序列傳遞到被電連接到所述 多根夾具探針的印刷電路板。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種在線測試系統(tǒng)，該在線測試系統(tǒng) 包括測試夾具，其與印刷電路板相接口，該測試夾具支持多根探針；適 配器，其被連接到測試夾具以及單測試源引腳，該適配器將單測試源引腳 路由選擇到多根探針；以及測試平臺，其包含測試源，所述單測試源引腳 為所述測試源提供電接口。
圖1是本領域已知的在線測試系統(tǒng)的框圖2是圖示出在線測試系統(tǒng)中的節(jié)點擴展器適配器的框圖3是圖示出測試源引腳、適配器以及夾具的示意電路圖4是PCB、夾具、適配器以及測試源的縱向剖面視圖5是圖示出操作適配器的方法的流程圖6A-圖6C圖示出測試源和適配器的平面圖；以及
圖7A-圖7B是通道路由器線路卡(channel router line card)的簡化示圖。
具體實施例方式
本發(fā)明將現(xiàn)在的及將來的ICT系統(tǒng)的使用擴展到節(jié)點數(shù)大于測試器上 可用通道的最大數(shù)目('高節(jié)點數(shù)')的復雜PCB。在擁有2000通道容 量的較舊的測試器中，或者在安捷倫科技公司的擁有5184通道容量的 Medalist 3070系統(tǒng)中，高節(jié)點數(shù)PCB可被作為節(jié)點數(shù)分別超過2000網(wǎng)絡 或5184網(wǎng)絡的PCB。
本發(fā)明減少了經(jīng)受鑒定的PCB走線(PCB line)需要的定制夾具的數(shù) 量。這使得可以減少用于ICT系統(tǒng)的定制夾具的設計和開發(fā)時間。隨之而 來的益處是對于復雜PCB的總體測試和鑒定時間的減少——因為鑒定測試 可用較少的夾具來完成。本發(fā)明的實施例在設計上可以是模塊化的，并且 這些實施例可被重復用于不同的PCB鑒定走線。本發(fā)明通過為制造商提供可擴展的、模塊化的并且向后兼容的選項以擴展現(xiàn)有測試器的范圍，從而 為制造商節(jié)省了大量金錢。
本發(fā)明是一種節(jié)點擴展器適配器('適配器，)，它被固定在現(xiàn)有的
測試器的測試平臺和夾具之間。該適配器將單通道連接到PCB的多個網(wǎng)絡 上。它使用開關將測試源接口的單引腳電連接到夾具的多根探針上。總體 鑒定測試碼可包含測試序列和將各個通道切換到所指定的探針的指令。
該適配器所使用的這些開關可被例示為電氣繼電器、機電繼電器、場 效應晶體管開關或者數(shù)字開關。
圖2是包含所發(fā)明的適配器212的測試器202的框圖。包括測試源的 測試平臺204具有測試源接口 206,以輸出和接收電信號。適配器212附 接在測試源接口 206上，并且電連接到測試平臺204內(nèi)的測試源的通道。
定制夾具208附接在適配器212上。接受測試的PCB 210被夾在夾具 208的頂上。當鑒定測試開始時，夾具208應用真空力或機械力來將PCB 210向下銜接到夾具208的探針上。
圖3是表示所發(fā)明的適配器212的設計的示意圖。圖3示出測試源接 口 206、適配器212以及夾具208。
圖3還示出測試源引腳306和308，開關322、 330和333，探針 318、 320、 326和328，以及互連(interconnect) 332、 334、 338和340。
圖3中所描述的本發(fā)明的此方面以倍數(shù)二來'乘'ICT中可用通道的 數(shù)量。這是通過在開關的輔助下將一根測試源引腳路由選擇(routing)到 夾具208上的兩根探針之一來實現(xiàn)的。
在圖3中，測試源接口 206包括兩根測試源引腳306和308。來自圖2 所示的測試平臺204內(nèi)的兩個信號通道(在圖3中未示出)被連接到兩根 引腳306和308。兩根測試源引腳306和308連接到適配器212上的兩個 配套互連312和314。
路徑316示出測試源引腳306以及夾具208上的兩根探針318和 320。測試源引腳306可用開關322通過探針318和320被連接到PCB 210 上的兩個網(wǎng)絡之一。以圖示說明，當開關322收到指令時，開關322將測 試源引腳306通過互連334或332連接到探針318或者探針320上。用來接通開關322的控制信號可通過適配器212或者測試源接口 206被路由選 擇。
同樣，當開關330收到指令時，測試源引腳308可通過互連338或 340并進而連接到探針326或328來連接到PCB 210上的兩個網(wǎng)絡之一。
圖3中所示的適配器212描述了第三開關333，也被稱為診斷測試開 關333，它使得能夠在測試器202內(nèi)進行短路測試并且在總體測試器設計 中形成冗余級。開關333可將互連332和334從開關322的輸出端電連接 到與開關330相關聯(lián)的互連340和338上。開關333的包括還為開關322 和330提供了系統(tǒng)級診斷。
在圖3的適配器212中所描述的這些開關可以是工業(yè)中可容易得到的 電氣繼電器?？墒褂玫碾姎饫^電器設計的示例是雙刀單擲繼電器、雙刀雙 擲繼電器以及單刀單擲(SPST)繼電器。如果SPST被構思用于開關 322、 330和333，則每個開關單元都需要兩個單位的SPST繼電器，以將 測試源引腳306和308路由選擇到它們各自的輸出端。
圖4是采用了所發(fā)明的構思的測試器202的剖面視圖。測試器202的 測試源接口 206、適配器212、夾具208以及PCB210在圖4中被示出。
包括測試源引腳306、 308和414的測試源接口 206將來自測試平臺 204內(nèi)的信號通道(在圖4中未示出)連接到適配器主板416。適配器主 板416是總體適配器212設計的一部分。
適配器主板416是被設計用來將測試接口引腳306、 308、 414和430 路由選擇通至通道路由器線路卡424或418的接口平面。因為適配器212 的設計可以是模塊化的和可擴展的，所以通道路由器線路卡424或418可 被移除或被重新用于其他的PCB走線鑒定測試。
圖4的測試器利用圖3的示意設計來舉例說明本發(fā)明的各個方面。測 試源引腳306連接到通道路由器線路卡418上開關322的輸入端。當開關 322被接通時，開關322將測試源引腳306連接到兩個互連332或334中 之一。這些互連例如可以是機械引腳、印刷電路板、連接器電纜或者柔性 導線電纜。這些互連還通過適配器主板416從通道路由器線路卡418的開 關322、 330和333的輸出端被路由選擇。在節(jié)點擴展器適配器212內(nèi)的開關322和其他開關被通過適配器主板 416發(fā)送的控制信號所操控。在測試器402中，測試源接口引腳430是串 行總線接口的一部分，以控制通道路由器線路卡418和424。控制信號可 從測試平臺204的測試源發(fā)出，或者通過測試器402外的線路發(fā)出?；ミB332、 334、 338和340連接到第二接口平面432。夾具208被設 計為與該第二接口平面432相配套，并且電連接到互連332、 334、 338和 340。夾具208上的探針直接連接到PCB 210上的網(wǎng)絡。在圖4的適配器 212中，互連332連接到探針320并且互連334連接到探針318。圖4還描述了包含由在線測試系統(tǒng)402執(zhí)行的系統(tǒng)軟件和指令的計算 機可讀媒介490。適配器212被可位于計算機可讀媒介490內(nèi)的系統(tǒng)軟件 控制。計算機可讀媒介490例如可以是ROM、 RAM、 DVD、硬盤或者本 領域己知的其他計算機可讀媒介。圖5是圖示出操作適配器212的方法的流程圖。方框502描述以圖2中所描述的方式組裝測試器202和適配器212。 鑒定測試碼(方框504)被加載到ICT系統(tǒng)202。鑒定測試碼包括專用于 等待鑒定的PCB走線的測試序列。該代碼位于以上在圖4中所描述的計算 機可讀媒介490中，并且被在線測試系統(tǒng)內(nèi)的中央處理器(未示出)利用 以執(zhí)行指令。或者，該代碼可以被聯(lián)網(wǎng)到測試器202的獨立計算機系統(tǒng)執(zhí) 行。方框506描述對在測試PCB 210下的器件執(zhí)行總體測試碼。如果圖3 的適配器212被結合在圖5中描述的方法里，那么測試碼可被劃分為至少 兩個部分，以助于PCB 210的鑒定?？傮w測試碼會涉及到用開關將通道連 接到PCB 210上的第一組網(wǎng)絡。例如，開關322和330會將測試源引腳 306和308分別連接到探針318和326上，以執(zhí)行測試序列來鑒定由第一 組網(wǎng)絡標識的一部分PCB210線路(方框510)。如果必要的話，則對PCB 210的不同部分的線路重復鑒定(方框 512)。測試碼可指示開關將測試源引腳306和308連接到PCB 210上不 同的一組(第二組以及隨后的組)網(wǎng)絡，例如探針320和328 (方框 514)。測試序列被執(zhí)行以鑒定PCB 210上不同部分的線路。測試序列被重復，直到PCB210完成鑒定測試(方框512)。圖6A-圖6C被用來描述本發(fā)明模塊化的并且可擴展的方面。圖6A圖 示出測試源接口 206的平面圖，并且圖6B和6C分別圖示出適配器主板 416的底部視圖和適配器主板416的頂部視圖。在圖6A中，測試器402沒有把可用于PCB走線鑒定的所有的測試源 611都放在測試平臺204內(nèi)。當認為必要時，制造商可將測試源611組裝 到測試平臺204中。測試源接口 206的空區(qū)域601示出未組裝的測試源， 并且表示了測試器402的可擴展的性質。圖6B圖示出適配器主板416的底部視圖。適配器主板416被設計成 連接到測試源接口 206，不管組裝到測試平臺204內(nèi)的測試源的數(shù)量是多 少。圖6C圖示出適配器主板的頂部視圖。線路卡配套連接器603被用來 插入通道路由器線路卡424。同樣，互連配套連接器605被用來插入圖4 中描述的互連332、 334、 338和340。此種設計示圖允許制造商按照需要 來使用通道路由器線路卡424以及互連332、 334、 338和340。此種設計 還允許制造商重復利用通道路由器線路卡424以及互連332、 334、 338和 340來進行多次PCB走線鑒定。圖7A是通道路由器線路卡418的側面視圖的示圖。通道路由器線路 卡418包括配套連接器702、開關330、 332和333以及現(xiàn)場可編程門陣列 (FPGA) 705。 FPGA允許制造商對通道路由器線路卡418重新編程以路 由選擇開關和配套連接器702之間攜帶了通道信號的測試源引腳。此種設 計示例可使本適配器發(fā)明能被重復用于不止一次的PCB走線鑒定。圖7B是在圖7A中圖示的通道路由器線路卡418的設計的變體。在圖 7B中，圖4的互連332和334被包含在通道路由器線路卡701上作為連接 器引腳707。連接器引腳707最后會連接到圖4的夾具208。圖7B的設計 將需要不同的適配器212布局無需用于互連332和334的配套連接器 605以及被設計來與連接器引腳707相配以連接到夾具208的第二接口平 面。雖然以上描述的諸實施例構成了本發(fā)明的示例性實施例，但是應該意識到，在不脫離其范圍的情況下本發(fā)明可以以眾多方式被改變。應該理解 的是，本發(fā)明僅由權利要求限定。
權利要求
1.一種適配器，其被固定于在線測試系統(tǒng)和在線測試夾具之間，該適配器包括用于將單測試源引腳電連接到多根夾具探針的開關。
2. 如權利要求1所述的適配器，其中，控制信號指示所述開關將所述單測試源引腳切換到所述多根夾具探針。
3. 如權利要求1所述的適配器，其中，測試序列通過所述開關傳遞以 測試印刷電路板，所述印刷電路板位于所述在線測試夾具上。
4. 如權利要求1所述的適配器，其中，所述單測試源引腳中的一根引 腳通過所述開關之一被路由選擇到所述多根夾具探針的一根選中探針。
5. 如權利要求1所述的適配器，其中，所述在線測試系統(tǒng)被系統(tǒng)軟件 操作，所述系統(tǒng)軟件可操作用于執(zhí)行代碼以控制所述開關。
6. 如權利要求1所述的適配器，其中，所述多根夾具探針在數(shù)量上超 過了所述單測試源引腳。
7. 如權利要求1所述的適配器，還包括診斷測試開關，所述診斷測試 開關用于將所述開關電連接到一起，以對所述適配器執(zhí)行系統(tǒng)級診斷。
8. 如權利要求7所述的適配器，其中，所述開關和所述診斷測試開關 位于通道路由器線路卡中，所述通道路由器線路卡位于所述適配器內(nèi)。
9. 一種包含代碼的計算機可讀媒介，所述代碼為在線測試系統(tǒng)提供用 于執(zhí)行以下步驟的指令將單測試源引腳通過開關切換到多根夾具探針，所述開關在適配器 內(nèi)，所述適配器被固定于所述在線測試系統(tǒng)和所述多根夾具探針之間；以 及通過所述單測試源引腳、所述開關以及所述多根夾具探針將測試序列 傳遞到電連接到所述多根夾具探針的印刷電路板。
10. 如權利要求9所述的包含代碼的計算機可讀媒介，所述代碼為所 述在線測試系統(tǒng)提供用于執(zhí)行如下另外的步驟的指令將所述單測試源引 腳中的一根引腳通過所述開關之一路由選擇到所述多根夾具探針中的一根 選中探針。
11. 如權利要求9所述的包含代碼的計算機可讀媒介，所述代碼為所述在線測試系統(tǒng)提供用于執(zhí)行如下另外的步驟的指令發(fā)送控制信號到所 述開關以將所述單測試源引腳路由選擇到所述多根夾具探針。
12. 如權利要求11所述的包含代碼的計算機可讀媒介，所述代碼為所 述在線測試系統(tǒng)提供用于執(zhí)行如下另外的步驟的指令傳輸所述控制信號 并且對所述印刷電路板執(zhí)行測試序列。
13. 如權利要求11所述的包含代碼的計算機可讀媒介，所述代碼為所 述在線測試系統(tǒng)提供用于執(zhí)行如下另外的步驟的指令通過診斷測試開關 將所述開關電連接到一起而執(zhí)行系統(tǒng)級診斷，所述診斷測試開關被所述控 制信號控制。
14. 一種在線測試系統(tǒng)，包括測試夾具，其與印刷電路板相接口，該測試夾具支持多根探針； 適配器，其被連接到所述測試夾具以及單測試源引腳，該適配器將所 述單測試源引腳路由選擇到所述多根探針；以及包含測試源的測試平臺，所述單測試源引腳為所述測試源提供電接□。
15. 如權利要求14所述的在線測試系統(tǒng)，其中，所述單測試源引腳中 的一根引腳被路由選擇到所述多根探針中的一根選中探針。
16. 如權利要求14所述的在線測試系統(tǒng)，其中，所述適配器、所述測 試夾具和所述測試平臺都被系統(tǒng)軟件所控制，所述系統(tǒng)軟件位于計算機可 讀媒介上。
17. 如權利要求14所述的在線測試系統(tǒng)，其中，開關將所述單測試源 引腳路由選擇到所述多根探針。
18. 如權利要求17所述的在線測試系統(tǒng)，其中，控制信號指示所述開 關將所述單測試源引腳路由選擇到所述多根探針。
19. 如權利要求18所述的在線測試系統(tǒng)，通過傳輸所述控制信號以及 執(zhí)行測試序列來對所述印刷電路板執(zhí)行鑒定測試。
20. 如權利要求18所述的在線測試系統(tǒng)，還包括診斷測試開關，所述 診斷測試開關用于將所述開關電連接到一起，所述診斷測試開關用于執(zhí)行 系統(tǒng)級診斷，并且所述診斷測試開關被所述控制信號所控制。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于在線測試系統(tǒng)的節(jié)點擴展器。該節(jié)點擴展器適配器使現(xiàn)有的在線測試系統(tǒng)能鑒定節(jié)點數(shù)大于在線測試器上的可用通道的數(shù)量的印刷電路板。該節(jié)點擴展器適配器將在線測試平臺內(nèi)的信號通道路由選擇到測試夾具中多根探針中的一根探針。這些探針連接到經(jīng)受鑒定測試的PCB的網(wǎng)絡。該節(jié)點擴展器適配器置于測試源的頂上。定制的測試夾具被附接在該節(jié)點擴展器適配器上。該節(jié)點擴展器適配器包括多個通道路由器線路卡。這些通道路由器線路卡中的開關輔助將通道切換至多根探針之一。
文檔編號G01R1/02GK101403765SQ20081021395
公開日2009年4月8日 申請日期2008年9月1日 優(yōu)先權日2007年10月3日
發(fā)明者丹尼斯·L·戴爾, 代頓·諾蓋德, 埃迪·L·威廉姆森 申請人:安捷倫科技有限公司