CS241749B1

CS241749B1 - Connection for testing of PCB interconnection network equipped with components

Info

Publication number: CS241749B1
Application number: CS845800A
Authority: CS
Inventors: Karel Uhlir; Rene Kolliner; Pavel Mattausch
Original assignee: Karel Uhlir; Rene Kolliner; Pavel Mattausch
Priority date: 1984-07-27
Filing date: 1984-07-27
Publication date: 1986-04-17
Also published as: CS580084A1

Abstract

Zapojení se týká automatického testování osazených desek plošných spojů, při němž se přednostně vyhledávají typické výrobní závady, jako zkraty, nebo špatně osazené součástky. Zapojení umožňuje měřit odpory mezi uzly testované desky, připojené přes pole měřicích hrotů, aniž jsou výsledky zkreslovány přítomností polovodičových přechodů v odporové síti. Zapojení umožňuje používat polovodičovou spínací matici. Zapojení může být použito ve výrobě elektronických zařízení, při mezioperační kontrole na osazených deskách plošných spojů, po odstranění běžných výrobních závad.The circuit refers to the automatic testing of assembled printed circuit boards, which preferentially searches for typical manufacturing defects, such as short circuits or poorly mounted components. The circuit allows measuring resistances between nodes of the board under test, connected via an array of measuring tips, without the results being distorted by the presence of semiconductor junctions in the resistance network. The circuit allows using a semiconductor switching matrix. The circuit can be used in the production of electronic devices, during inter-operational inspection on assembled printed circuit boards, after eliminating common manufacturing defects.

Description

Vynález řeší testování propojovací sítě desek plošných spojů osazených součástkami při výrobě elektronických zařízení.The invention solves the testing of the interconnecting network of printed circuit boards fitted with components in the manufacture of electronic devices.

Ve výrobě elektronických zařízení všeho druhu je základním montážním celkem deska plošného spoje, která nese a zároveň definovaně propojuje jednotlivé součástky jako jsou rezistory, kondenzátory, diody, tranzistory, integrované obvody. Testování a oživování osazených desek je jednou z nevyhnutelných operací výrobního procesu. Do nedávné doby se typicky provádělo ručně, pomocí účelových měřicích přípravků, měřicího pracoviště sestaveného ze stimulačních a měřicích obvodů, jako různých generátorů, osciloskopů, voltmetrů. Příslušné práce prováděl kvalifikovaný operátor, pro kterého byl předem sestaven pracovní postup — oživovací předpis. Protože jde o velmi zdlouhavou a náročnou operaci, pro kterou je nedostatek pracovníků vhodné odborné i morální kvalifikace, začaly se zavádět automatické testery desek různého druhu. Přitom se ukázalo, že volba testovací strategie, to jest výběr vhodných typů testerů a jejich nasazení ve výrobě, významným způsobem rozhoduje nejen o kvalitě a spolehlivosti výsledné produkce, ale i o výrobních nákladech, neboť automatické testery jsou velmi nákladné a musí být optimálně využity. Jednou z prokazatelně nejvýhodnějších strategií je odhalování výrobních závad co nejblíže jejich vzniku v procesu výroby. V praxi to znamená, že je třeba provádět vstupní testy součástek a neosazených desek, inspekční testy osazených desek a konečně funkční testy osazených desek. Úkolem inspekčního testu osazených desek je prověřit, zda při průchodem desky pájecí vlnou nedošlo k poškození propojovací sítě, případně zda jsou na svých místech správně založeny všechny součástky.In the manufacture of electronic devices of all kinds, the basic assembly is a printed circuit board that supports and interconnects individual components such as resistors, capacitors, diodes, transistors, integrated circuits. Testing and commissioning of mounted boards is one of the inevitable operations of the production process. Until recently, it was typically carried out manually, by means of dedicated measuring devices, a measuring station made up of pacing and measuring circuits, such as various generators, oscilloscopes, voltmeters. The work was carried out by a qualified operator, for whom a work procedure was set up in advance - a reviving regulation. As this is a very lengthy and demanding operation, for which the lack of staff is suitable for both professional and moral qualifications, automatic plate testers of various kinds began to be introduced. It has been shown that the choice of testing strategy, i.e. the selection of suitable types of testers and their use in production, significantly influences not only the quality and reliability of the resulting production, but also the production costs, since automatic testers are very costly and must be used optimally. One of the most proven strategies is to detect production defects as close to their occurrence as possible in the production process. In practice, this means that it is necessary to perform input tests of components and unplaned boards, inspection tests of plated boards and finally functional tests of the plated boards. The task of the inspection test of the mounted boards is to check whether the interconnection network was damaged during the passage of the board through the soldering wave, or whether all components were correctly placed in their places.

Známými zařízeními pro testování propojovací sítě, například podle AO 207 541 — Zařízení pro porovnání a měření elektrických odporů s nastavitelnými hodnotami, autoři Uhlíř, Kolliner, Sob, nelze testovat propojovací síť osazené desky, neboť jsou na ní obecně připojeny PN přechody polovodičových součástek, které by se testovacím napětím uváděly do vodivého stavu a tím zkreslovaly výsledek testu.Known devices for testing the interconnection network, for example according to AO 207 541 - Devices for comparing and measuring of electrical resistances with adjustable values, authors Uhlíř, Kolliner, Sob, it is not possible to test the interconnection network of the mounted board, they would be put into the conductive state by the test voltage and thus distort the test result.

Tato nevýhoda je odstraněna zapojením podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že základní obvody polovodičové spínací matice jsou svými prvými svorkami připojeny na prvou proudovou sběrnici, svými druhými svorkami na prvvou napěťovou sběrnici, svými třetími svorkami na druhou proudovou sběrnici, svými čtvrtými svorkami na druhou napěťovou sběrnici, zatímco páté svorky jsou připojeny přes měřicí hroty do testované propojovací sítě, přičemž vstupy základních obvodů polovodičové spínací matice jsou zapojeny do řídicích obvodů, dále prvá napěťová sběrnice a druhá napěťová sběrnice jsou zapojeny na vstupy měřiče napětí, jehož výstup je zapojen na vstup obvodu zpracování signálu, jehož prvý výstup je napojen na prvý vstup vyhodnocovacího obvodu, zatímco druhý výstup obvodu zpracování signálu je napojen na prvý vstup regulovatelného zdroje proudu, zatímco na jeho druhý vstup je napojen prvý výstup měřiče proudu, do jehož vstupu je zapojena druhá proudová sběrnice a jehož druhý výstup je zapojen do druhého vstupu vyhodnocovacího obvodu.This disadvantage is eliminated by the circuit according to the invention, characterized in that the basic circuits of the semiconductor switching matrix are connected to the first current bus by their first terminals, by their second terminals to the first voltage bus, by their third terminals to the second current bus, by their fourth terminals to the second voltage bus, while the fifth terminals are connected via test probes to the test junction network, where the basic circuit inputs of the semiconductor switching matrix are connected to the control circuits, the first voltage bus and the second voltage bus are connected to the voltage meter inputs, the input of the signal processing circuit, the first output of which is connected to the first input of the evaluation circuit, while the second output of the signal processing circuit is connected to the first input of the adjustable current source, while its second input is connected to the first the output of a current meter to which an input of a second current bus is connected and a second output of which is connected to a second input of the evaluation circuit.

Výhodou zapojení podle vynálezu je, že využívá čtyřbodové polovodičové matice adresovatelných spínačů, vyvinuté původně pro testování neosazené desky — Zapojení základního obvodu polovodičové spínací matice — Uhlíř, Šob, Kolliner AO 210 155. Použití polovodičové spínací matice značně zlevňuje celé zařízení, zmenšuje jeho rozměry a zvyšuje rychlost a spolehlivost proti použití spínací matice z relé.The advantage of wiring according to the invention is that it uses four-point addressable switch semiconductor matrices, originally developed for testing an unassembled board - Wiring of the semiconductor switching matrix basic circuit - Coal, Screw, Kolliner AO 210 155. Using a semiconductor switching matrix Increases speed and reliability against using a relay nut from a relay.

Konkrétní provedení zapojení podle vynálezu je uvedeno na přiloženém obrázku.A specific embodiment of the circuit according to the invention is shown in the attached figure.

Základní obvody 1 až N polovodičové spínací matice jsou svými prvými svorkami 111 až N 11 připojeny na prvou napěťovou sběrnici 41, svými druhými svorkami 112 až N 12 na prvou napěťovou sběrnici 43, svými třetími svorkami 113 až N 13 na druhou proudovovu sběrnici 42, svými čtvrtými svorkami 114 až N 14 na druhou napěťovou sběrnici 44, zatímco páté svorky 117 až N17 jsou připojeny přes měřicí hroty 51 až 5 N do testovací propojovací sítě 30, přičemž vstupy 115 až N15 a 116 až N16 základních obvvodů 1 až N polovodičové spínací matice jsou zapojeny do řídicích obvodů 20, dále prvá napěťová sběrnice 44 jsou zapojeny na vstupy měřiče 23 napětí, jehož výstup je zapojen na vstup 61 obvodu 24 zpracování signálu, jehož prvý výstup je napojen na prvý vstup 64 vyhodnocovacího obvodu 25, zatímco druhý výstup obvodu 24 zpracování signálu je napojen na prvý vstup 62 regulovatelného zdroje 21 proudu, zatím co na jeho druhý vstup 63 je napojen prvý výstup měřiče 22 proudu, do jehož vstupu je zapojena druhá proudová sběrnice 42 a jehož druhý výstup je zapojen do druhého vstupu 65 vyhodnocovacího obvodu 25.The basic circuits 1 to N of the semiconductor switch nut are connected to the first voltage bus 41 by their first terminals 111 to N11, by their second terminals 112 to N 12 to the first voltage bus 43, by their third terminals 113 to N 13 to the second current bus 42, through the fourth terminals 114 to N 14 to the second voltage bus 44, while the fifth terminals 117 to N17 are connected via test probes 51 to 5 N to the test connection network 30, with inputs 115 to N15 and 116 to N16 of the basic circuits 1 to N of the semiconductor switching matrix the first voltage bus 44 is connected to the inputs of the voltage meter 23, the output of which is connected to the input 61 of the signal processing circuit 24, the first output of which is connected to the first input 64 of the evaluation circuit 25, while the second output of the circuit 24 signal processing is coupled to first input 62 of controllable current source 21 while its second input 63 is connected to the first output of the current meter 22, the input of which is connected to the second current bus 42 and the second output of which is connected to the second input 65 of the evaluation circuit 25.

Funkce zapojení je následující. Testovaná propojovací síť 30 se prostřednictvím měřicích hrotů 51 až 5 N připojí k zapojení podle vynálezu. Přitom je na obrázku znázorněna vybraná dvojice spojů propojovací sítě, a to prvý spoj 31 testované propojovací sítě a druhý spoj 3,2 testované propojovací sítě, mezi nimiž je znázorněn náhodný zkrat 33. V základním obvodu 1 polovodičové spínací matice se přivedením výběrového signálu na prvý vstup 115 základního obvodu 1 polovodičové spínací matice sepnou tranzistory 11 a 12, zatímco v základním obvodu N polovodičové spínací matice se přivedením výběrového signálu na druhý vstup N 16 základního obvodu N polovodičové spínací matice sepnou tranzistory N 3, N 4. Regulovatelný zdroj 21 proudu vygeneruje proudový impuls známé velikosti, přičemž proud prochází prvou proudovou sběrnicí přes prvou svorku 111 základního obvodu 1 polovodičové spínací matice, sepnutý tranzistor 11, pátou svorku 117 základního obvodu 1 polovodičové spínací matice, měřicí hrot 51, dále přes prvý spoj 31 testované propojovací sítě, náhodný zkrat 33, druhý spoj 32 testované propojovací sítě, dále prochází přes měřicí hrot 5 N, pátou svorku N 17 základního obvodu N polovodičové spínací matice, sepnutý tranzistor N 3, třetí svorku N 13 základního obvodu N polovodičové spínací matice, dále přes druhou proudovou sběrnici 42 a měřič proudu 22. Úbytek napětí, který vzniká průchodem proudového impulsu náhodným zkratem 33 se přes měřicí hroty 51 a 5 N, sepnuté tranzistory 12 a N 4 přivádí mezi prvou napěťovou sběrnici 43 a druhou napěťovou sběrnici 44, kde se měří měřičem 23 napětí. Naměřený signál postupuje do vstupu 61 obvodu 24 zpracování signálu, z jehož prvého výstupu je veden na stup 64 vyhodnocovacího obvodu 25. Kromě toho je signál úměrný měřenému úbytku napětí veden ze druhého výstupu obvodu 24 zpracování signálu do vstupu 62 regulovatelného zdroje 21 proudu, kde tento signál způsobí omezení velikosti proudu v tom případě, když úbytek napětí přesáhne velikost povolenou z hlediska vlivu na polovodičové přechody, které mohou být připojeny k testované propojovací síti (například 200 mV). Vyhodnocovací obvod .25 potom poskytne číselné údaje potřebné ke zjištění velikosti odporu umístěného mezi měřicími hroty 51 a 5 N.The wiring function is as follows. The test connection network 30 is connected to the circuit according to the invention by means of measuring tips 51 to 5 N. In the figure, a selected pair of interconnection network connections is shown, namely the first interconnection 31 of the interconnection network under test and the second interconnection 3.2 of the interconnection network under test, between which a random short circuit 33 is shown. basic circuit input 115 of the semiconductor switching matrix energizes transistors 11 and 12, while in the basic circuit N of the semiconductor switching matrix energizing the second input N 16 of the basic circuit N of semiconductor switching matrix activates transistors N 3, N 4. a current pulse of known magnitude, the current passing through the first current bus through the first terminal 111 of the basic circuit 1 of the semiconductor switching matrix, the transistor 11, the fifth terminal 117 of the basic circuit 1 of the semiconductor switching matrix, the measuring tip 51 network, random short-circuit 33, second connection 32 of tested interconnection network, goes through measuring tip 5 N, fifth terminal N 17 of basic circuit N semiconductor switching matrix, closed transistor N 3, third terminal N 13 of basic circuit N semiconductor switching matrix, through the current bus 42 and the current meter 22. The voltage drop resulting from the passing of the current pulse through a random short circuit 33 is fed via the measuring pins 51 and 5 N, the transistors 12 and N 4 closed between the first voltage bus 43 and the second voltage bus 44. the meter measures the voltage 23. The measured signal passes to the input 61 of the signal processing circuit 24, the first output of which is routed to stage 64 of the evaluation circuit 25. In addition, the signal proportional to the measured voltage drop is routed from the second output of the signal processing circuit to the input 62 of the signal will limit the magnitude of the current when the voltage drop exceeds the magnitude allowed for the effect on semiconductor transitions that can be connected to the test interconnection network (e.g. 200 mV). The evaluation circuit 25 will then provide the numerical data needed to determine the magnitude of the resistance located between the measuring tips 51 and 5 N.

Claims

SUBJECT

Circuit board test circuit board equipped with components, characterized in that the basic circuits (lj to (N) of the semiconductor switching matrix are connected to the first current bus (41) by their first terminals (111) to (Nil), by their second terminals (122) to (N12) on the first voltage bus (43), with its third terminals (113) to (N13) on the second current bus (114) to (N 14) on the second voltage bus (44), while the fifth terminals (117) ) to (N17) are connected via test tips (51) to (5 N) to the test connection network (30), with inputs (115) to (N 15) and (116) to (N 16) of the basic circuitry (1) to (N) semiconductor switching nuts

Are connected to the control circuitry (20), the first voltage bus (43) and the second voltage bus (44) are connected to the inputs of the voltage meter (23), the output of which is connected to the input (61) of the signal processing circuit (24); the first output of which is coupled to the first input (64) of the evaluation circuit (25), while the second output of the signal processing circuit (24) is coupled to the first input (62) of the controllable power source (21) while its second input (63) is the first output of the current meter (22) is connected to the input of which the second current bus (42) is connected and the second output of which is connected to the second input (65) of the evaluation circuit (25).