CN109564255A - 用于对电子构件与电路板的电连接进行查验的测试系统 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于对电子构件与要查验的电路板(6)之间的电连接、特别是钎焊连接进行查验的测试系统(1),其特征在于,测试系统(1)具有以能运动的方式支承在测试系统的壳体(1a)中的组件和用于对要检查的电路板(6)供能的电流和/或电压源(14),其中,电流和/或电压源(14)以能沿至少两个空间方向运动的方式布置在测试系统(1)的壳体(1a)内。

Description

用于对电子构件与电路板的电连接进行查验的测试系统
技术领域
本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的测试系统。
背景技术
EP 0 633 478 A2公开了一种用于查验电子的组件与要查验的电路板的电子的连接的测试系统。
这种测试系统被逐渐开发。因此,能通过铰接部和/或机械臂将电极引近到电路板处,并且例如通过电阻测量获知钎焊连接是否正确地定位并且获知电路板的电子构件是否能够经由该钎焊连接实现电接触。
电路板现在越来越多地配备有通讯模块,例如USB或以太网插接连接部,以便也能够实现在其它电路板或外部的电子设备与电路板的电子构件,特别是与一个或多个位于电路板上的数据存储器之间的数据传输。
目前的按类属的测试系统不具有针对此的功能查验的可行方案。
发明内容
基于到目前为止的现有技术,现在本发明所要解决的技术问题是:实现测试系统到电路板的优化的数据传输。
本发明通过一种具有权利要求1的特征的测试系统来解决该技术问题。
按本发明的测试系统用于对电子组件和要检查的电路板之间的电连接、特别是钎焊连接进行查验。这可以例如通过经由探头或电极的电阻测量实现。
测试系统此外还具有以能运动的方式支承在测试系统的壳体内的组件和用于给组件供能的电流和/或电压源。电流和/或电压源以能沿至少两个空间方向运动的方式布置在测试系统的壳体内,但优选也可以以能沿三个空间方向运动的方式布置。电流和/或电压源在一种优选的实施变型方案中也具有调节特性。电流和/或电压源由此可以被引导接近电路板并且例如在较少的线路损失下为测量装置或维修装置、如钎焊工具提供电压。测量装置,如检查电极、温度传感器和/或通讯接口可以由此达到更好的测量信号或数据传输。在维修工具中,可以更为精确地调整例如用于钎焊的所输出的能量。在现有的测试系统中,大多通过固定地定位在壳体中的电流源实现电压和/或电源供应。不过正好在将数据传输到电路板时线路损失才会导致传输功率的减小。同样的说明部分也适用于测量值传输。
基于随同导引的或以能活动的方式受支承的电流和/或电压供应装置,可以针对每块线路板进行测试循环。
本发明的其它有利的设计方案是从属权利要求的主题。
在一种特别优选的实施变型方案中,组件可以被构造成通讯接口,特别是用于按照通讯协议将数据在要检查的或要查验的电路板和测试系统之间进行数据传输的通讯接口。通过电流供应和/或电压供应的接近实现了一种几乎无损失的以及快速的数据传输。
组件可以被构造成测试模块。测试模块优选可以具有电路板,其中,电流和/或电压源固定地连接在这个电路板上或者与这个电路板连接。
通讯接口可以有利地具有至少三个导电的触针,触针能通过与要检查的电路板上的具有多个特别是金属的接触部位的接触结构的接触来实现与要查验的电路板的数据存储器的数据交换,其中,按通讯协议进行数据交换。
通过至少两个触针可以有利地实现到要检查的电路板的差异化数据输送以及通过至少另外两个触针可以实现到电路板的差异化数据反馈。
通讯接口可以固定地与测试模块连接,测试模块以能沿至少两个空间方向运动的方式布置在测试系统的壳体中。
电流和/或电压源可以是测试系统的一部分。在该部分中,其它组件例如是通讯接口。
电流和/或电压源可以距离触针以分立的间距来布置,并且具有回读线路,该回读线路在电流和/或电压源与其中至少一个触针之间延伸,用以补偿线路电阻和电压波动。
测试模块和电流和/或电压源与之连接的通讯接口可以以能从电路板的底侧引近的方式被支承。
电流和/或电压源在输出电压方面和/或电流限制方面是能控制的。
测试模块可以具有带变压器的变压器模块,用该变压器实现了与在要检查的电路板上的通讯模块的流电的分离以及确保了按照以太网连接的调整,尤其与是否与通讯模块存在进一步的到以太网插口的电连接无关。
附图说明
接下来参考附图并借助多个实施例详细阐释本发明。附图中:
图1示出关于按本发明的用于检查电子的电路板的轴控测试系统的示意图;
图2示出作为按本发明的测试系统的一部分的测试模块的示意图;
图3示出用于制造电路板的生产线的示意图,带有集成在该生产线中的按本发明的测试系统;
图4示出作为按本发明的测试系统的一部分的通讯接口的第一种变型方案的示意图;
图5示出作为按本发明的测试系统的一部分的通讯接口的第二种变型方案的示意图;
图6a示出用于和测试系统的通讯接口进行数据交换的电路板的接触结构的示意图;
图6b示出用于移出和移入通讯接口的触针的保持装置的示意图;
图7示出电路板上的用于和测试系统的通讯接口进行数据交换的第二种接触结构的示意图;
图8示出按图5的按本发明的测试系统的通讯接口的第二种变型方案的示意性仰视图;
图9示出具有按本发明的测试系统的通讯接口的测试模块的多个构件的布置的接线图;
图10示出具有测试模块的LDO电压源的线路图的示意图;
图11示出用于以太网通讯的变压器模块的示意图;
图12示出旋转的通讯接口的示意图;
图13示出用不同的通讯协议实现的示意图。
具体实施方式
用于检查电子的电路板的测试系统本身公知。测试系统用于检查各个布置在电路板上并且与该电路板钎焊的电子构件的工作方式。相应的测试系统还用于检查电子构件或电子部件彼此间以及与电路板的导体迹线的电连接。
图1示出了用于测试电子的电路板的按本发明的测试系统1,其中,各自的要检查的电路板6在该电路板6的上侧6a上具有若干集成电路8。
在要检查的电路板上方,由测试装置1引入至少一个销状的探针2、优选多个销状的探针2。这些探针可以优选构造成电极。可以例如通过机械臂3引近一个或多个探针,该机械臂在要检查的电路板6上方例如通过能移动的伸缩臂或通过x、y和z直线马达驱动式铰接臂以能在x、y和z平面中自由运动的方式引导靠近或引导远离电路板的接触点7。在这些接触点7处可以获知电阻值。
机械臂3例如可以构造为具有一个或多个铰接部的直线引导的滑架,从而使销状的探针2能够从上方或由多个轴引近到电路板处。
在要检查的电路板6下方布置着测试模块4,该测试模块是测试系统1的一部分并且能朝着电路板6的下侧6b移动。测试模块4因此能类似移动地沿x方向、y方向和z方向相对电路板6运动地布置。这例如在x方向和y方向上通过直线导引机构、例如通过直线导引的滑轨或所谓的直线台实现。这可以尤其通过辊式导引、链式导引或牵引索导引完成。这种x直线导引机构和y直线导引机构然后能沿z方向因此垂直于电路板6的电路板平面地运动穿过机械臂或另一个直线导引机构。
作为此的备选方案,电路板6也可以以能相对测试模块4和/或销状的探针2运动的方式布置。在这种情况下,测试系统1具有支架,该支架例如通过高度可调的直线台,以能至少沿x和y方向,必要时也沿z方向运动的方式受支承。
测试模块4因此可以从下方被带到电路板6上。不同于从上方引近的对电子构件与电路板6的电连接进行检查的各个触针的是,测试模块承担起对功能测试的检查,例如电路板6的通讯模块9的数据传输。
测试模块4具有通讯接口5,其用于与要检查的电路板6的通讯模块9进行通讯。借助通讯接口5可以由测试系统1实现对布置在要检查的电路板6上的数据存储器10进行编程。以这种方式,测试系统可以将数据,例如序列号、IP/Mac地址以及工厂侧预定的校准单值和/或数据集保存到数据存储器上。通讯接口5的两个优选的变型方案在图4和图5中示出。
在图4中,通讯接口5优选地具有壳体区段21和多个触针22,这些触针22呈阵列结构23的形式从壳体区段21的端面24突出。阵列结构23的触针22布置成具有总共九个触针的呈矩形的结构。壳体区段21被安置在可以是测试模块4的薄板或者是与测试模块4脱离的但仍经由数据线路和能量供应线路并且优选也经由固定的机械连接部与测试模块4连接的薄板上。
在本发明的一种优选的变型方案中,通过使通讯接口的供能和数据传导直接通过测试模块4和布置在该测试模块上的或与该测试模块连接的构件完成,避免了长的数据传输路程并且可以提高数据传输时的信号质量以及提高传输速度。
阵列结构23用于接触在要检查的电路板上的通讯模块9。在此,电路板9具有金属的接触区域11。接触区域11是点状的或矩形的部段,这些部段彼此相间隔并且具有和阵列结构23的触针22一样的布置方式。
触针22被弹簧支承在壳体区段中,因而触针在与电路板6的接触区域11接触时部分地移入壳体区段21中。通过触针22的可伸缩性或者通过触针22能移入壳体区段或从壳体区段移出的可移入性和可移出性,可以防止了触针22的弯曲以及防止了电路板6的接触区域11受损。触针22可以通过至少一个固定元件被保持在移入位置中,在该移入位置中,与用弹簧支承的触针22配合作用的弹簧被压缩以及因此处于紧张状态。因此能够改变阵列结构,即完全移出的触针的数量以及因此与电路板的接触区域11的数量相匹配。倘若提供比对应的接触区域11更多的触针22,那么刚性突出的、即非弹性支承的触针安放在电路板的未受保护的表面上,由此会造成触针22受损以及导致电路板的刮破。这方面有利地通过各个触针22能移入壳体区段21中或从壳体区段21中移出并定固的特性来防止。
图2示意性示出了与通讯接口5相结合的前述的测试模块4。该测试模块4优选被用于使测试系统1例如结合计算机地与要检查的电路板6通讯。但是附加地也可能有用的是,经由通讯模块5从要检查的电路板6截取测量数据并且将它们转发给测试系统的测量电子器件。这是经由测试模块4上的切换接触部完成的。
这些切换触头使得能将测试模块4用于通讯、用于继续传递测量数据或者混合式运行。
通过还具有切换触头的变压器模块45,附加的数据源还可以经由通讯模块5直接与要检查的电路板6连接。优选来自测试系统1的管控信号,例如控制在变压器模块45上的继动器的切换。
图5的通讯接口5优选同样具有一个壳体区段31和多个在一个阵列结构33中的触针32。在中央布置着榫头34,榫头被弹簧支承并且在与电路板接触时以一个预先确定的距离沉入壳体区段31中。由此防止了在将阵列结构33安置在电路板6上时电路板6受损或触针受损。
阵列结构23或33在本发明的范畴内被称为一种由于多个触针22或32构成的装置,所述触针以彼此间固定不变的和限定的间距套装在电路板6上并且在触针上进行数据交换。
在此在最简单的情况下,使用三个触针。以此已经能够实现根据所谓的SPI总线系统(串行外设接口(Serial Peripheral Interface))实现数据传输。在此,需要第一触针22或32来导入数据,需要第二触针22或32来反馈数据,并且需要第三触针22或32用于参考电位。
通过补充另外的触针可以补充另外的功能。因此,可以截取另外的参考电位。也可以实现电气隔离。可以用一个或多个电压对电路板供应电压。还可以例如通过由触针22或32传输控制指令来执行一个或多个模拟。此外,可以进行通过触针22或32的对电路板6的构件的测量值检查,以作为对所发送的控制指令的应答。另外的触针22或32可以充当用于对电路板6的构件的运行准备就绪状态进行检查的指示线路。
通过通讯接口5,可以通过与电路板6的接触区域11接触在用于以太网连接的通讯模块前对电路板的以太网连接进行检查。
每个阵列结构23或33的触针22或32的数量尤为优选是九或十。
通讯接口的上述变型方案具有特别的优点,即,它们可以被测试模块4直接定位并且具有从测试模块4到通讯接口5的短的信号和能量供应线路。由此,防止了由于长的传输路程导致的数据丢失,并且还实现了通过通讯接口5的精确的信号产生和信号接收。
接触区域11是通讯接口5的阵列结构22或32的配对件。接触区域11可以具有不同的形状,例如圆形或四边形。它们是闭合的金属的表面。多个接触区域11,例如九个接触区域11,形成接触结构12。接触结构12的接触区域呈图案的形式彼此间隔。接触区域11相对每个相邻的接触区域的间距优选总是相同地布置。接触区域没有可能干扰数据连接的其他构件和/或阻焊剂或其他涂层。
电路板9的接触结构12的接触区域11优选以圆形图案、优选布置在至少两个或两个以上的圆轨迹上或者同样优选以矩形图案、优选方形地布置在电路板6上。
相应的图案在图6a、6b和7中示出。
在图6b中详细示出了触针的保持装置36。由此能够将触针从通讯接口的壳体移出和移入。在图6b中示出的保持装置在此仅是用于将触针保持在壳体内的移入位置中的多种变型方案中的一种。触针32在此包括盘形的成型部36a。该盘形的成型部以能运动的方式被支承在通道36d中。弹簧36b压靠到成型部36a上,弹簧的运动受到伸入通道的止挡36e的限制。为了保持在移入位置中,设有电磁铁36c,该电磁铁在电磁铁激活时吸住触针的盘。倘若电磁铁36c未被激活,那么触针仅被弹簧支承。从触针引出缆线36f,缆线用于信号传输和/或能量传输。保持装置并不局限于图6a,而是也可以用于之前说明的通讯接口的所有其它的变型方案。
接触区域11优选被镀金或镀锌,以便在之间提供更好的数据传导。
相应的接触结构12优选地在电路板6的通讯模块9附近布置在通讯路径上,从而在绕过通讯模块9,例如以太网插口的情况下,可以实现电路板的各个构件的通讯并且将数据例如录制到电路板的数据存储器上。
带有构造成以太网接口的通讯模块的要检查的电路板6,在检查时可以以通过任意的测试系统的非按本发明的方式经由标准以太网插口与测试系统的通讯接口接触。
然而,在本发明的范围内建议的是,自动化地实现这种检查,其中,经由以太网标准插口的插接连接被证实对该目的是耗费的。对例如用于检查钎焊接触部的自动化的测试系统进行开发的公司迄今为止无法提供这种以太网接口的自动化的检查。
通讯接口5优选地可以具有仿效电路板6的通讯模块9的构件的一个或多个构件。这些构件在图4和5中布置在壳体区段21或31中并且例如可以构造为也被称为转换器的变换器模块45。这样的变换器模块可以优选地是所谓的以太网磁变换器,相应的变换器模块通常被整合在以太网插接器中,然而通过通讯接口5与电路板6上的接触结构12的接触区域11进行的接触可以绕开该以太网插接器。
因此,通讯模块利用这些构件可以没有由于长的数据线路而在变换之前和之后有很大的信号损失的情况下经由阵列结构23、33与电路板6连接并且交换数据。
通过由测试模块4的通讯接口5的构件以功能上相同的方式对电路板的通讯模块9的构件进行仿效,可以确保与要检查的电路板上的其他构件、数据存储器和处理器单元进行可靠通讯,而不取决于电路板6的跨接的以太网插口是否不具有变换器模块、是否具有一个变换器模块或多个彼此串联或并联的变换器模块。
在通过测试系统例如结合电路板上的条形码读取电路板上的以太网插口的类型之后,测试系统可以选定相应于该以太网插口的接线方案的相应的构件电路,从而尽管被跨接但是在测试系统1与电路板6之间仍可以实现一致的数据交换,就好像测试系统经由电路板6的以太网插口与电路板连接似的。
因此可以例如在10Mbit/s至100Mbit/s的典型的数据传输率下进行数据交换。
在图5和图8中布置着有榫头34的阵列结构33的一种变型方案,在该变型方案中,榫头被构造成对中榫头,并且触针32彼此相间隔地沿着径向于该对中榫头延伸的线布置。
触针32可以移出并且例如借助固定机构在需要时移出。因此可以视电路板的构件类型而定移入非所需的触针32。
可以结合位于电路板上的条形码来鉴别构件类型,该条形码可以借助位于测试模块4上的相机13来鉴别。然后视条形码的预设而定地,可以相应地操作通讯接口5和从属于它的构件以及测试模块4的另外的构件,并且特别是置于准备就绪状态。
通过可移入的触针,在要检查的电路板上需要很少的空间用于接触区域11,因而可以节省电路板的材料以及达到在电路板上的最优的构件布置。
通过对中榫头的对中可以尤其与接触区域11在电路板6上的布置配合作用,如在图8中所示那样。
此外在此有利的是,阵列结构,即销形的金属的触针22、32的装置,布置成能围绕一条由对中榫头限定的轴线转动。因此销状的触针可以更好地移向接触区域11以及与接触区域接触,因此可以有利地减少接触区域11的数量。阵列结构的可转动性即使在触针的矩形的阵列结构中也是有利的,如图4那样。
此外,如图12和图8所示那样,阵列结构23、33的可旋转性也是有利的,这是因为以这种方式可以以不同的定向,即沿电路板的纵向或横向方向,输送电路板6并在测试系统1中检查电路板,而无需通过旋转来使电路板就位。更确切地说,通过旋转阵列结构23、33,可以使它们的定位针22、32根据电路板的定向而取向。电路板的扭转或从非最佳方向输送到测试系统中因此对测试和数据传输没有影响。
在本发明的范围内,有利地可以既为触针的矩形的阵列结构也为触针的直线结构实现例如通过阵列结构的能转动的支承部进行的阵列结构的旋转。
通过储存不同的数据组,测试模块4可以通过不同的通讯协议如在图13中所示那样与要检查的电路板6和处于该电路板上的通讯模块9以及数据存储器10通讯。因此可以视通讯方式而定实现通讯协议的个性化的输入以及必要时在通讯方式之间切换。为此不实现其它的系统,而是可以在钎焊部位和电子构件的表面检查期间进行数据传输。
由此,通过测试系统视需要而定地可以在要检查的电路板6上应用不同的通讯协议,并且/或者可以检查电路板6是否存在这些通讯协议。这种通讯协议例如是I2C、SPI、USB、以太网、Profibus和/或UART。
驱动器的电平在此优选地能经由保存在数据存储器或测试模块4的逻辑结构组上的软件或能直接经由测试系统1来调设。因此,测试模块4经由通讯接口5不仅可以以不同的通讯协议来通讯,而且还能够使通讯信号的电平匹配于要检查的电路板6的水平。
此外,在数据存储器上或测试模块4的逻辑组件上储存着自诊断程序,用该自诊断程序可以实现对测试模块4和通讯接口5的诊断并且该自诊断程序可以由处理器或测试模块4的逻辑组件实施。
在本发明的范畴内,通讯接口5被称为用于功能检查的第一构件,用该通讯接口通过发送通讯数据给电路板6以及从电路板6接收通讯数据,可以通过测试系统1检查电路板6的、特别是配属于该电路板6的管理着数据存储器的处理器单元的正确的数据传输。优选可以在本发明的范畴内使用的其它的构件在接下来加以说明。
测试模块4在本发明的范畴内具有至少一个或多个第二构件,第二构件用作用于在电路板6和测试模块4之间间隔的以及必要时用于支撑电路板6以防止完全弯曲。
可以布置在测试模块4上的第三构件,是用于在可见光谱内拍摄图像的相机13。这个相机19可以履行不同的功能。
该相机可以用于对要检查的电路板6进行位置确定。
该相机备选或附加地也可以检查要检查的电路板6的应当装备的构件的存在。
此外,相机13可以备选或附加地检测在电路板6上的条形码和序列号并且从数据存储器调用和初始化按照该条形码确定的数据组和控制程序。这也可以包括用于检查电路板6和布置在该电路板上的构件的特殊的预设或数据的范围,所述数据应当借助通讯接口转达给电路板6的数据存储器。
相机13此外可以检查钎焊部位的存在。
还可以额外通过相机实施其它的功能、例如其它的诊断功能。
测试模块4的第四构件可以例如包括金属的销状的探针20,其例如用于通过电阻测量检查布置在下侧的钎焊接触部,但是不同于从电路板6上方引近的探针2地,该销状的探针能够刚性地随着测试模块4或者仅能沿一个方向运动,特别是以能移出的方式布置在测试模块4上。由此,减小了该金属的探针20的机械上的耗费。
替选地或除了通过上述的一个构件或多个构件实现的机械上的功能或诊断功能地,也可以仅例如通过通讯接口5录制数据,例如通讯协议。通过在例如由探针2检查钎焊连接期间的同时将数据录制到要检查的电路板6的数据存储器10上,使得在质量管控的同时实现了节省时间。
例如,数据的录制可以实现为一种基本编程或基础编程。要检查的电路板6尤其可以使用在自动化技术的测量仪中。可以依赖于各自的测量仪、测量仪的使用领域和在制造测量仪时的生产线地将数据向数据存储器10传输。数据传输可以专门针对电路板的装备实现,从而可以将用于对电路板6的各个构件或组件进行控制、检查和/或鉴别的数据从测试模块4的数据存储器经由通讯接口5和通讯模块9转录到电路板的数据存储器10上。
作为前述构件的备选或除了前述构件外,测试模块4也可以包括一个或多个工具构件50,例如用于形成钎焊的钎焊元件51或钳52。同样可以设置其它的工具构件,例如螺丝起子和类似物。通过驱控工具可以在用于通过上部的触针2探测故障的紧密的时间顺序内进行简单地维修要检查的电路板6或移除装备辅助。
此外,测试模块4也可以具有用于对工具构件或用于功能测试的构件供应电压的电流和/或电压源。
测试系统1具有数据存储器35,该数据存储器上储存着相应的测试程序。这个测试程序控制撑托元件18、触针22、触针20和/或必要时其它的工具50、51、52的使用和它们的定位。由此,可以检查具有不同的构件间距的不同的要检查的电路板6并且向它们提供数据。
除了在上侧通过触针2执行的钎焊部位测试外,在本发明的按本发明的变型方案中通过测试模块4对各个构件进行功能测试。
检查薄板4的上述构件可以单独地或特别优选地共同布置在测试模块4上。后者是有利的,这是因为这样维持了规定的间距。
通过测试模块4在电路板6下方沿x方向、y方向和z方向的可移动性,在对电子构件与电路板的线路的连接进行质量管控的同时,也进行对要检查的电路板的相应的构件的功能检查,这能节省时间以及从空间上省去了附加的测试系统。
本发明的另一方面是对测试模块4的和与测试模块连接的构件,即通讯模块5的、以及要检查的电路板6、还有另外的构件,例如工具元件,如钳子或钎焊元件或一个或多个相机进行的电压和/或电流供应。在先前已知的测试系统中,电压供应通过在测试系统之外的电流和/或电压源,即在空间上远离试样或要检查的电路板的电流和/或电压源来实现。。
按照本发明的设计方案,电流和/或电压源14是测试系统1的一部分以及尤其是测试模块4的组成部分。由此防止了由于长的线路17引起的电压降。电流和/或电压源可以由控制单元15按照程序控制或者通过手动地输入由控制单元15控制。
测试系统1本身由壳体16限定边界。当测试模块4以及通讯接口5和电流和/或电压源14以能运动的方式布置在壳体中时,那么控制单元15优选刚性地布置在测试系统1的壳体16中或上或者布置在这个壳体16外。
在本发明的一种特殊的实施变型方案中,触针22、32直接与电流和/或电压源14通过电流供应线路连接。电流和/或电压源14可以从外部即在测试系统1的壳体16外被供以能量并且同样从外部用控制指令调整到一个电压输出值。
通过控制单元15可以既调整输送给测试模块4以及通讯接口5的电压或者输送给测试模块4以及特别是通讯接口5的电流强度,或者既调整所输送的电流强度也调整所输送的电压。因此触针22、32尤其可以用具有预先确定的电压和/或预先确定的电流强度的电流运行。
在本发明的范围内,如下构件被称为电流和/或电压源14:其由较大电压或较大电流强度不依赖于输送的电压或电流强度的大小地生成分立的较小电压值和/或电流强度值。
为了检查,在触针22或32上出现了哪个电压值,电流和/或电压源14可以优选通过回读线路、所谓的感测线路与触针连接。在当前的电流和/或电压源15中,输出电压或输出电压的一部分与参考电压相比较并且被这样调节,使得即使在负荷波动时,在要检查的电路板6上的输出电压也保持恒定。不过这种状态大多在理想情况下存在。因此要与参考电压比较的电压在负荷附近、因此在触针22或32上即在具有波动的电压降的输入线路后方,借助回读线路被求出。在输入线路上的电压降因此被调节并且在负荷上、即在通讯接口5的触针上的电压即使在真实情况下也保持恒定。前述的线路可以通过与各自的触针的电压输入端的并联产生,因而电流和/或电压源14补偿了线路电阻的电压降。由电流和/或电压源14产生的电压因此可以在用回读的值平衡之后被调整。因此电压降可以通过在触针22、32和电流和/或电压源14之间的传导路径加以补偿并且必要时也可以补偿电压波动。
总的来说,通过电流和/或电压源的电压供应可以通过优选保存在测试模块4的数据存储器上的程序来控制。优选类型的可编程的电压源也已知为LDO(Low-Drop-Out,低压差电压调节器)并且在本发明的范围内可以被用作电流和/或电压源14的优选形式。
电流和/或电压源14被这样设计,使得它可以极为迅速地、优选在纳秒的范围内对在要检查的电路板上的负荷变化作出反应以及进行补偿。当要检查的电路板6涉及具备带有快速通讯的快速微处理器和存储组件的构件时,该构件具有动态的负荷变化时,这优选是需要的。
该功能优选通过具有快速调节特性的结构组和/或利用能够跨接非常短的能量峰值的电容器来实现。
在本发明的另一个优选变型方案中,也可以读出电流强度值,并且通过利用所保存的数据集进行校准来限制电流强度值。该数据集还可以优选保存在控制单元15和/或测试模块4的数据存储器中。
用于优选的所使用的电流和/或电压源14的线路图在图10的线路图中示出。该线路图表明:
图9示出了通讯模块4的重要的组成部分。核心形成通讯单元25。通讯单元提供不同的通讯协议和/或将来自测试系统的协议、例如USB切换成另一个协议。接在通讯芯片28之后的复用器27(MUX),可以将各个通讯信号切换到通讯接口5的任意的触针2、32上。这又在要检查的电路板6上构造触点7或阵列结构23时带来了灵活性。驱动器/传感器29可以接在复用器27(MUX)后,驱动器/传感器可以调整通讯信号的信号电平。因此提高了通讯单元25的灵活性,因为通讯单元可以与不同的信号电平以及因此与要检查的电路板6的不同的电压技术相匹配。此外,驱动器/传感器29也可以包含这样一个传感器,该传感器通过通讯线路测量电流并且在有偏差的情况下例如触发错误报告或采取切断。通讯芯片28的、复用器27的、驱动器/传感器29的以及接在下游的继动器矩阵24的控制,通过逻辑组件26示出,逻辑组件又与测试系统处于连接。逻辑组件26可以通过FPGA、微型计算机或由逻辑功能的其它的芯片实现。附加的继动器矩阵24扩展了测试模块4的灵活性,在测试模块中,附加的继动器矩阵提供了这样的可能性,即,将多个信号源、电压供应、通讯接口和测量数据以及来自通讯单元25的接口信号切换到通讯接口5的每个任意的触针2、32。这也适用于测试模块4的电流/电压源14,但也适用于就像与测试模块4连接的测试系统1的供应单元。在此,也可以想到混合或组合的互连。还可以由控制单元26驱控继动器矩阵24。
图10中所示的LDO是所谓的低压差电压调节器。通讯模块是控制LDO并且表现为与测试系统1连接的通讯模块。LDO可以设立在测试模块4或通讯接口5上。图10的图示示出被设立在测试模块4上。
变压器模块45优选是测试模块4的组成部分并且可以通过通讯接口5与要检查的电路板6连接。要检查的电路板包含了通讯模块9,通讯模块优选支持以太网或Profinet通讯,即变压器模块45的变换器或变压器被这样设定尺寸,使得实现了与通讯模块9的电气隔离以及可以按照以太网连接制备示出了电气的匹配。此外,变压器模块45的磁性46被这样计算,使得能实现100Mbit/s的以太网/Profinet通讯,与是否用通讯模块9通过电连接48安装所谓的以太网插口无关。也不重要的是,在要检查的电路板6上装配的以太网插口47是否包括与结构类型相关的磁体。
除了之前说明的结构元件外,测试模块4也可以具有热敏成像系统、优选以红外相机130的形式,或者具有温度传感器、优选无接触地测量的温度传感器。不过温度传感器的变型方案基于温度测量的较小的检测范围而不那么优选一些。红外相机则允许了要检查的电路板6的各个结构元件的温度测量和它们与电路板6的连接。红外相机的温度测量可以通过测试模块4的自由的定位用红外相机30沿着要检查的电路板6的表面在特定的优选的部位处进行。温度测量可以优选无接触地进行。作为通过红外相机的温度测量的备选方案或除了通过红外相机的温度测量外,也可以为探针配设温度传感器,通过与电路板的接触执行温度测量。不过这个变型方案需要较高的结构上的和控制机械上的耗费并伴随比红外相机更为耗时的测量。
图3示出了用于制造和检查按本发明的电路板6的生产线1,该生产线优选可以使用在自动化技术的测量仪中,例如测量拾取器或测量转换器中。
生产线1具有用于提供电路板基体的站101,也称为利用位(Nutzen)。电路板基体可以已经具有导体迹线。
生产线具有运输装置102,例如传送带,用该运输装置将电路板基体沿运输方向R进行站对站的进一步运输。
从在其内提供电路板基体的站101开始,将这个电路板基体进一步运输给用于用电子构件装备电路板基体的站103,其中,这些构件中的至少一个是智能构件,该智能构件例如被构造成用于从电路板取下的其它的电子装置通讯的通讯模块9。另一个智能构件是中央的处理器单元,其是要检查的电路板6的一部分并且管理数据存储器10的数据。在此,由电路板基体构成电路板6。装备可以例如借助之前安装在电路板基体上的装备掩模完成。
紧接着用于装备的站103之后地,将电路板6运输到钎焊炉104中。在其中,实现了电子构件与电路板基体的钎焊。
在完全通过钎焊炉104后,已制好的电路板6的最终管控通过测试系统105完成。在此通过测试系统105同时管控:
a)构件与电路板之间的钎焊部位的电接触,和
b)对其中一个或其中多个智能构件,例如通讯模块9进行的功能检查。
上述的功能检查优选包括对通讯模块9的功能检查、对电路板6的数据存储器10的编程和/或编程的检查、对从通讯模块通往电路板6的中央处理器单元的数据线路的管控。
对数据存储器上的、处理器单元上的和通讯模块上的数据的复杂检查不会通过各个例如从电路板的上侧被引近的探针来实现。为此,就需要上述的通讯接口5,其优选地具有由多个触针22或32构成的各自的阵列结构23或33的上述的设计方案。

Claims (10)

1.用于对电子构件与要检查的电路板(6)之间的电连接、特别是钎焊连接进行查验的测试系统(1),其特征在于,所述测试系统(1)具有以能运动的方式支承在所述测试系统的壳体(1a)中的组件和用于对要检查的电路板(6)供能的电流和/或电压源(14),其中,所述电流和/或电压源(14)以能沿至少两个空间方向运动的方式布置在所述测试系统(1)的壳体(1a)内。
2.按照前述权利要求中任一项所述的测试系统(1),其特征在于,所述组件被构造成通讯接口(5)。
3.按照前述权利要求中任一项所述的测试系统(1),其特征在于,所述组件被构造成测试模块(4)。
4.按照前述权利要求中任一项所述的测试系统(1),其特征在于,通讯接口(5)具有至少三个导电的触针(22、32),所述触针能通过与所述电路板(6)上的具有多个接触部位(11)的接触结构(12)的接触来实现与要检查的电路板(6)的数据存储器的数据交换,其中,所述数据交换按通讯协议进行。
5.按照前述权利要求中任一项所述的测试系统(1),其特征在于,通讯接口(5)固定地与测试模块(4)连接,其以能沿至少两个空间方向运动的方式布置在所述测试系统(1)的壳体(1b)中。
6.按照前述权利要求中任一项所述的测试系统(1),其特征在于,所述电流和/或电压源(14)是测试模块(4)的一部分。
7.按照前述权利要求中任一项所述的测试系统(1),其特征在于,所述电流和/或电压源(14)距离触针(22、23)以分立的间距来布置,并且回读线路在所述电流和/或电压源(14)与所述触针(22、23)中的至少一个触针之间延伸,用以补偿线路电阻和电压波动。
8.按照前述权利要求中任一项所述的测试系统(1),其特征在于,测试模块(4)和通讯接口(5)以能从所述电路板(6)的底侧(6b)引近的方式来支承。
9.按照前述权利要求中任一项所述的测试系统(1),其特征在于,所述电流和/或电压源在输出电压方面是能控制的。
10.按照前述权利要求中任一项所述的测试系统(1),其特征在于,所述电流和/或电压源在电流限制方面是能控制的。
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