DD260579A1

DD260579A1 - DEVICE FOR CHECKING PCB CONDITIONS BY MEANS OF POCKETS

Info

Publication number: DD260579A1
Application number: DD30239687A
Authority: DD
Inventors: Joerg Schmidt; Holger Goepel
Original assignee: Zeiss Jena Veb Carl
Priority date: 1987-05-04
Filing date: 1987-05-04
Publication date: 1988-09-28

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Pruefen von Leiterplatten mittels Tastsonden. Erfindungsgemaess werden jeweils auf einer positionierten Stelle der Leiterplatte mit einem Hauptsondenpaar und zwei zu diesem beweglichen Nebensondenpaaren jeweils ein Leiterzug und dessen unmittelbare Umgebung geprueft. FigurThe invention relates to a device for testing printed circuit boards by means of probe probes. According to the invention, in each case a printed circuit and its immediate surroundings are tested in each case on a positioned point of the printed circuit board with a main probe pair and two pairs of auxiliary probes movable with respect to it. figure

Description

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Field of application of the invention

Die Erfindung wird angewendet zur Antastprüfung von unbestückten Ein-und Mehrebenen-Leiterplatten auf Kurzschlüsse, fehlende Leiterzüge und Leiterzugunterbrechungen.The invention is used for probing unpopulated single and multi-level printed circuit boards for short circuits, missing conductor tracks and conductor interruptions.

Weiterhin können mittels der Erfindung Verbindungen oder Unterbrechungen, gegebenenfalls auch geometrische Form und Abstand, zwischen elektrisch leitenden Punkten oder Flächen nachgewiesen bzw. geprüft werden.Furthermore, by means of the invention, connections or interruptions, if appropriate also geometric shape and spacing, between electrically conductive points or surfaces can be detected or tested.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Zur automatischen Prüfung von Leiterplatten sind allgemein vier unterschiedliche Antastprinzipe bekannt:For automatic testing of printed circuit boards, four different probing principles are generally known:

1. Antasten der Leiterzüge in den Endpunkten oder in beliebigen Punkten durch eine Vielzahl axial gefederter Tastnadeln, die starr in einem sog. Testadapter montiert sind (z. B. Mania Prüfsystem MPP 3864 und MPP 3864 HV).1. Locate the conductor tracks in the end points or at any point by a plurality of axially spring-loaded styli, which are rigidly mounted in a so-called. Test adapter (eg Mania test system MPP 3864 and MPP 3864 HV).

Die Testnadel η weisen unterschied liehe Antastformen auf, insbesondere Waffel muster, Krone, Spitzen usw. (z.B. DE 2041280, DE 2426337, DE 2929175, DE 2852886, EP 0127005, DE 1852886, US 3774144, DD 242911) und befinden sich in einem Prüfadapter zur gemeinsamen Antastung an die Leiterplatte. Der Nachteil eines derartigen Adapters ist die fehlende Universaleinheit, d. h. der Adapter ist einen speziellen Leiterplattentyp angepaßt. Zur Testung eines neuen Leiterplattentypes müssen entweder die Nadeln gesetzt werden, oder die Antastung von Nadeln wird mit Hilfe einer Isolierplatte zwischen Leiterplatte und Adapter verhindert, was allerdings den bedienungstechnischen Prüfaufwand erhöht. Die Antastung über eine Vielzahl von Testnadeln ist zwar sehr zeiteffektiv, jedoch ist die elektronische Meßauswertung jeder Tastspitze sehr aufwendig.The test needle η have different types of probes, in particular waffle patterns, crowns, tips etc. (eg DE 2041280, DE 2426337, DE 2929175, DE 2852886, EP 0127005, DE 1852886, US 3774144, DD 242911) and are located in a test adapter for common touch to the circuit board. The disadvantage of such an adapter is the missing universal unit, i. H. the adapter is adapted to a specific type of printed circuit board. To test a new type of printed circuit board, either the needles must be set, or the probing of needles is prevented by means of an insulating plate between the circuit board and adapter, which, however, increases the user-technical testing effort. The probing over a variety of test needles is indeed very time-effective, but the electronic measurement evaluation of each probe tip is very expensive.

2. Antasten der Leiterzüge in den End-oder beliebigen Punkten durch insbesondere axial gefederte Tastfühler die beispielsweise über Spindeltrieb beweglich angeordnet und somit frei über die Leiterplatte positionierbar sind.2. Touching of the conductor tracks in the end or arbitrary points by, in particular, axially spring-mounted feeler sensors, which are movably arranged, for example via spindle drive, and thus can be positioned freely over the printed circuit board.

Dieses Antastverfahren ist technisch-ökonomisch wesentlich günstiger, da wesentlich weniger (mindestens zwei) Tastfühler elektronisch auszuwerten sind, und universell. Zuerst wird jeder Leiterzug auf Unterbrechungen untersucht, anschließend wird der Leiterzug für eine 100%ige Gutaussage der Leiterplatte auf eventuelle Kurzschlüsse mit anderen Leiterzügen geprüft. Nachteilig ist der hohe zeitliche Aufwand zum seriellen Durchführen der einzelnen Prüfschritte und der Vielzahl von Positioniervorgängen.This probing method is technically and economically much cheaper because much less (at least two) feeler must be evaluated electronically, and universally. First, each conductor is examined for breaks, then the conductor is tested for possible 100% good statement of the circuit board for possible short circuits with other conductor tracks. The disadvantage is the high time required for the serial execution of the individual test steps and the large number of positioning operations.

3. Antasten der Leiterzüge in den Endpunkten oder in beliebigen Punkten durch starre Antastelemente, z. B. Kugeln, die mittels Lochmaske positioniert werden.3. Touch the conductor tracks in the end points or at any point by rigid probing elements, eg. B. balls, which are positioned by means of shadow mask.

4. Antasten der Leiterzüge in Endpunkten oder beliebigen Punkten durch leitfähige Elastromere, die mittels Trägermaterial fest positioniert oder an Tastfühler beweglich montiert sind.4. Detecting the conductor tracks in end points or arbitrary points by conductive Elastromere, which are firmly positioned by means of carrier material or movably mounted to Tastfühler.

Die beiden letztgenannten Verfahren weisen die gleichen Nachteile auf, wie unter Punkt 1 aufgeführt.The latter two methods have the same disadvantages as listed under point 1.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist die Verringerung des Antast- und Meßaufwandes, die Erweiterung der Anwendungsmöglichkeiten einer Prüfeinrichtung (Adapter) sowie die Erhöhung der Produktivität bei der Leiterplattenprüfung.The aim of the invention is to reduce the probing and Meßaufwandes, the extension of the application possibilities of a test device (adapter) and increasing the productivity of the circuit board test.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgäbe zugrunde mit möglichst einfachen Mitteln eine universell anwendbare Adaptervorrichtung zu schaffen, mit der jede Ein- oder Mehrebenen-Leiterplatte unabhängig von ihrem Format trotz geringen Antast- und Auswerteaufwandes zeiteffektiv getestet werden kann.The invention is based on the task with the simplest possible means to create a universally applicable adapter device with which each single or multi-level PCB can be tested time-effective regardless of their format despite low probing and Auswerteaufwandes.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung zum Prüfen von Leiterplatten mittels Tastsonden, die zur Positionierung über die Leiterplatte bewegt werden, dadurch gelöst daß als Fühlersystem drei Paare von in einer definierten Bewegungsrichtung jeweils mit gleichen Abstand hintereinander angeordnete Tastsonden vorgesehen sind, wobei jedes äußere Tastsondenpaar jeweils relativ zum mittleren Tastsondenpaar quer zur Bewegungsrichtung verschiebbar ist. Es ist vorteilhaft, wenn mehrere Fühlersysteme an einem Leiterplattenadapter vorgesehen sind.According to the invention, this object is achieved in a device for testing circuit boards by means of probe probes, which are moved for positioning on the circuit board, that are provided as sensor system three pairs of in a defined direction of movement in each case with the same distance successively arranged probe probes, each outer Tastsondenpaar respectively is displaceable transversely to the direction of movement relative to the middle Tastsondenpaar. It is advantageous if a plurality of sensor systems are provided on a printed circuit board adapter.

Die zu prüfende Leiterplatte wird mit dem Fühlersystem aus sechs Tastsonden kontinuierlich abgerastert. Mit dem Fühlersystem wird jede Stelle der Leiterplatte auf Kurzschluß und Unterbrechung geprüft, wobei gleichzeitig die unmittelbare Umgebung der Stelle (Leiterzug) in kurzer Zeit und mit geringer Antast- und elektrischem Auswerteaufwand getestet wird. Danach wird das Fühlersystem (z. B. mitteis eines an sich bekannten Spindelantriebs) zur nächsten Prüfstelle auf der Leiterplatte transportiert. Das Meßprinzip ist ohne mechanischen Umbau für jede Ein- oder Mehrebenen-Leiterplatte ungeachtet ihres Leiterplattenformates (Größe, Rasterung, Leiterführung) geeignet.The printed circuit board to be tested is scanned continuously using the probe system consisting of six probe probes. With the sensor system, each point of the circuit board is tested for short circuit and interruption, at the same time the immediate environment of the point (Leiterzug) is tested in a short time and with little probing and electrical evaluation. Thereafter, the sensor system (eg., Mitteis a known spindle drive) is transported to the next test point on the circuit board. The measuring principle is suitable without mechanical conversion for each single or multi-level PCB regardless of its PCB format (size, screening, conductor guide).

Um die Leiterplattenprüfung weiter zu effektivieren, können mehrere derartige Fühlersysteme an einem Adapter vorgesehen werden, die jeweils gleichzeitig positioniert werden, wodurch allerdings ein etwas höherer elektronischer Auswerteaufwand in Kauf genommen werden muß.In order to further improve the circuit board testing, several such sensor systems can be provided on an adapter, which are each positioned simultaneously, whereby, however, a somewhat higher electronic evaluation effort must be taken into account.

embodiment

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt die Draufsicht auf ein Fühlersystem 1 mit sechs jeweils paarweise angeordneten Tastsonden 2, 3; 4,5; 6,7 zur Meßantastung an eine aus Übersichtsgründen nicht dargestellte Leiterplatte. Von jedem Tastsondenpaar sind die Tastsonden 2,3; 4, 5; und 6,7 in einer Bewegungsrichtung ν des Fühlersystems 1 jeweils hintereinander mit einem festen Abstand a angeordnet. Die Tastsonden 2,3 bilden ein feststehendes Hauptsondenpaar, während die Tastsonden 4,5 und 6,7 je ein Nebensondenpaar bilden, das jeweils quer zur Bewegungsrichtung ν in einer Richtung s (siehe Figur!) relativ zum Hauptsondenpaar der Tastsonden 2,3 verschiebbar ist. Die Querbewegung der Nebensondenpaare in der Richtung skann beispielsweise (aus Übersichtsgründen nicht dargestellt) über einen Spindelantrieb erfolgen. Der Abstand a ist so zu wählen, daß es beim Abtast- und Meßvorgang nicht zu Kurzschlüssen zwischen zwei Leiterzügen auf der zu testenden Leiterplatte kommt. Gleichzeitig ist dieser Abstand a die Größe der Abrasterbewegung auf der Leiterplatte. Somit ist von den Tastsondenpäaren die letzte Position der in Bewegungsrichtung ν vorderen Tastsonden 2,4, 6 oder 3,5,7 die nächste Position der in Bewegungsrichtung hinteren Tastsonden 3, 5,7 oder 2,4, 6 beim Positioniervorgang des Fühlersystems 1 auf der Leiterplatte.The invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment shown in the drawing. The drawing shows the top view of a sensor system 1 with six paired probing probes 2, 3; 4.5; 6.7 for Meßantastung to a circuit board, not shown for reasons of clarity. Of each Tastsondenpaar the probe probes are 2.3; 4, 5; and 6.7 arranged in a direction of movement ν of the sensor system 1 in each case one behind the other with a fixed distance a. The probe probes 2.3 form a fixed main probe pair, while the probe probes 4.5 and 6.7 each form a pair of probe probes that can be displaced transversely to the direction of movement ν in one direction s (see FIG.) Relative to the main probe pair of probe probes 2 , The transverse movement of the slave probe pairs in the direction skann example (not shown for reasons of clarity) via a spindle drive. The distance a is to be chosen so that there is no short circuit between the two circuit traces on the printed circuit board to be tested during the scanning and measuring process. At the same time, this distance a is the size of the scanning movement on the printed circuit board. Thus, of the Tastsondenpäaren the last position of the front in the direction of movement ν probe probes 2,4, 6 or 3,5,7, the next position of the rear in the direction of touch probes 3, 5, 7 or 2,4, 6 during the positioning of the sensor system 1 the circuit board.

Die beiden Nebenfühlerpaare der Tastsonden 4, 5; 6,7 werden unabhängig voneinander in der Richtung s positioniert. Beim Meßvorgang werden alle Widerstandswerte zwischen den Tastsonden 2,3,4,5, 6,7 untereinander erfaßt und ausgewertet. Somit werden für die positionierte Stelle auf der Leiterplatte sowohl der zu testende Leiterzug (Hauptsondenpaar) aIs auch sofort ohne weitere Positioniervorgänge dessen unmittelbare Umgebung (Nebensondenpaare) geprüft und mit Vorlagenwerten, vorzugsweise rechentechnisch, verglichen.The two auxiliary sensor pairs of the probe probes 4, 5; 6,7 are positioned independently in the direction s. During the measurement process, all resistance values between the probe probes 2, 3, 4, 5, 6, 7 are registered with one another and evaluated. Thus, both the conductor line (main probe pair) to be tested and the immediate environment (side probe pairs) are checked immediately and without further positioning processes for the positioned position on the circuit board and compared with template values, preferably computationally.

Die Tastsonden können aus Tastspitzen bestehen, die jeweils nach erfolgter Positionierung an die Leiterplatte antastkontaktiert werden. Es ist jedoch möglich, die Tastsonden als Rollsonden auszubilden, die an ihrem Kontaktierungsende eine rollende Metallkugel aufweisen und im kontaktierten Zustand auf der Leiterplatte positioniert werden. Somit wurden Hebe- und Senkbewegungen des Adapters oder der Leiterplatte zur Kontaktierung bzw. zur Aufhebung derselben entfallen.The probe probes can consist of stylus tips, which are each contacted to the printed circuit board after positioning. However, it is possible to form the probe probes as rolling probes, which have at their contacting end a rolling metal ball and are positioned in the contacted state on the circuit board. Thus, lifting and lowering movements of the adapter or the printed circuit board for contacting or for canceling the same were omitted.

Claims

1. A device for testing printed circuit boards by means of probe probes, which are moved for positioning on the circuit board, characterized in that as a sensor system (1) three pairs of in a defined direction of movement in each case with the same distance successively arranged Tastsonden (2,3,4,5 , 6, 7,), wherein each outer pair of probe probes (4, 5; 6, 7) is displaceable transversely relative to the direction of movement relative to the middle probe pair (2, 3). ,

2. Apparatus according to claim 1, characterized by a plurality of sensor systems (Dan a printed circuit board adapter.