DE102009016789B4 - Device of a test-independent test system for electrical functional test of one or both sides electrically contactable test points and method thereto - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung eines prüflingsunabhängigen Testsystems zum elektrischen Funktionstest von ein- oder beidseitig elektrisch kontaktierbaren Prüfpunkten (a), wobei die Prüfpunkte (a) durch Leiterbahnnetzendpunkte oder Einzelpunktnetzwerke von einem zu prüfenden unbestückten elektrischen Schaltungsträger (A) gegeben sind, aufweisend einen Messaufnehmer (C, B), wobei der Messaufnehmer (C, B) Rasterkontaktpunkte (d, g) aufweist, die in einem gleichförmigen XY-Raster angeordnet sind, wobei die Rasterkontaktpunkte (d, g) elektrisch leitfähig sind, und wobei die Rasterkontaktpunkte (d, g) gegeneinander elektrisch isoliert sind, und die Vorrichtung weiterhin aufweist eine Mess- und Steuereinheit (F), um die Rasterkontaktpunkte (d, g) einzeln oder in Gruppen mittels einer aktiven Schaltmatrix (C) anzusteuern, um eine oder mehrere leitfähige Verbindungen zwischen dem zu prüfenden elektrischen Schaltungsträger (A) und der Mess- und Steuereinheit (F) herzustellen, wobei die Summe aus Rasterkontaktpunktbreite (d) und dem Abstand (e) zu einem benachbarten Rasterkontaktpunkt (d, g) geringer ist als der kleinste Abstand (b) zweier Prüfpunkte (a), und wobei der Abstand (e) zwischen zwei benachbarten Rasterkontaktpunkten (d, g) kleiner als die flächenhafte Ausdehnung (c) eines Prüfpunktes (a) ist, und wobei die anzusteuernden Rasterkontaktpunkte (d, g) auf Basis von bekannten Testdaten des zu prüfenden elektrischen Schaltungsträgers (A) von der Mess- und Steuereinheit (F) angesteuert werden, um gezielt auf notwendige elektrische Verbindung, Unterbrechung und Kurzschluss hin zu testen.Device of a test system independent of the test object for the electrical function test of test points (a) which can be electrically contacted on one or both sides, the test points (a) being provided by conductor network end points or single point networks from an unpopulated electrical circuit carrier (A) to be tested, comprising a measuring sensor (C, B) , wherein the sensor (C, B) has grid contact points (d, g) which are arranged in a uniform XY grid, the grid contact points (d, g) being electrically conductive, and wherein the grid contact points (d, g) are mutually electrical are isolated, and the device further comprises a measuring and control unit (F) to control the grid contact points (d, g) individually or in groups by means of an active switching matrix (C), to one or more conductive connections between the electrical circuit carrier to be tested (A) and the measuring and control unit (F), the sum of the grid contact point width (d) and the distance (e) to an adjacent grid contact point (d, g) is less than the smallest distance (b) between two test points (a), and the distance (e) between two adjacent grid contact points (d, g) is smaller than the areal extent (c) of a test point (a), and the grid contact points (d, g) to be controlled are controlled by the measuring and control unit (F) on the basis of known test data of the electrical circuit carrier (A) to be tested, to test specifically for the necessary electrical connection, interruption and short circuit.
Description
Die Erfindung hat die Aufgabe ein prüflingsunabhängiges System bereitzustellen. Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 bzw. durch ein Verfahren gemäß Anspruch 7.The invention has the object to provide a test-independent system. The object is achieved by a device according to claim 1 or by a method according to claim 7.
Der Messaufnehmer (C, B) besteht aus einer aktiven Schaltmatrix (C) und darauf aufgelegter Kontaktmatte (B), wobei sich die bei beiden gleichförmig angeordneten, elektrisch leitenden Rasterkontaktpunkte (d) und (g) reproduzierbar elektrisch leitend miteinander verbinden. Die Schalter (S1 bis Sn) können über die Ansteuerleitungen (s1 bis sn) mit Hilfe der Steuer- und Meßelektronik F einzeln oder in Gruppen schnell angesteuert werden und somit über die Meßleitungen (m1 bis mn) die Rasterkontaktpunkte (d) mit der Auswertelektronik (F) elektrisch leitend verbinden.The sensor (C, B) consists of an active switching matrix (C) and a contact mat (B) applied thereto, wherein the two uniformly arranged, electrically conductive raster contact points (d) and (g) connect to each other in a reproducibly electrically conductive manner. The switches (S1 to Sn) can be controlled individually or in groups via the control lines (s1 to sn) with the aid of the control and measuring electronics F and thus via the measuring lines (m1 to mn) the raster contact points (d) with the evaluation electronics ( F) electrically conductively connect.
Die Kontaktmatte (B) stellt die mechanische Verbindung zwischen Schaltmatrix (C) und Prüfling (A) sowie die elektrische Verbindung zwischen Rasterkontaktpunkt (d) und zu testenden Prüfpunkten (a) her. Ausreichende Kompressibilität der Kontaktmatte (B) in Z-Richtung gleicht übliche Oberflächenstrukturen des Prüflings (A) aus. In X- und Y-Richtung ist die Kontaktmatte (B) ausreichend formstabil. Alle Rasterkontaktpunkte (d) der Kontaktmatte (B) sind elektrisch gegeneinander isoliert.The contact mat (B) establishes the mechanical connection between the switching matrix (C) and the test object (A) and the electrical connection between the raster contact point (d) and test points (a) to be tested. Sufficient compressibility of the contact mat (B) in the Z direction compensates for the usual surface structures of the test object (A). In the X and Y direction, the contact mat (B) is sufficiently dimensionally stable. All grid contact points (d) of the contact mat (B) are electrically isolated from each other.
Ein elektrisch meßbarer Stromfluß entsteht bei geschlossenem Stromkreis über die Schnittstelle E, selektierte Schalter (S1 bis Sn), Rasterkontaktpunkt (d) und (g) sowie zu testende Leiterbahnnetze. Über die Meßleitungen (m1 bis mn) werden Stromfluss und elektrische Widerstände gemessen. Kontakt- und Übergangswiderstände sind gering, reproduzierbar und können daher verrechnet oder über bekannte messtechnische Verfahren wie z. B. Vierleitertechnik gegebenenfalls kompensiert werden.An electrically measurable current flow occurs when the circuit is closed via the interface E, selected switches (S1 to Sn), raster contact point (d) and (g) and to be tested interconnects. Current flow and electrical resistances are measured via the measuring leads (m1 to mn). Contact and contact resistance are low, reproducible and can therefore be charged or by known metrological methods such. B. four-wire technology optionally be compensated.
Mit Hilfe der bekannten Testdaten (Gerber Files, CAD-Daten o. ä) und durch die zu Beginn des Testverlauf eingebrachte Lageerkennung wird das tatsächliche Leiterbild berechnet und die zur Herstellung geschlossener Stromkreise notwendigen Schalter der aktiven Schaltmatrix angesteuert, welche gezielt die Verbindung zu den Prüfpunkten (a) des Prüflings (A) herstellen. Somit werden alle auf dem Prüfling (A) befindliche Leiterbahnnetze, einzelne Prüfpunkte (a) und/oder miteinander verbundene Netzwerkendpunkte, auf notwendige elektrische Verbindung, Unterbrechung und Kurzschluss hin getestet.With the help of the known test data (Gerber files, CAD data o. Ä) and introduced at the beginning of the test history position detection, the actual circuit pattern is calculated and controlled necessary for the production of closed circuits switch the active switching matrix, which selectively connects to the test points (a) make the test piece (A). Thus, all traces on the device under test (A), individual test points (a) and / or interconnected network endpoints are tested for necessary electrical connection, open circuit and short circuit.
Bei einseitig kontaktierbaren Leiterbahnnetzen erfolgt im Gut-Test ein Stromfluß von der Mess- und Steuereinheit (F) über die Schnittstelle (E), den Meßaufnehmer (B, C), das zu prüfende Leiterbahnnetz des Prüflings (A) und den gleichen Meßaufnehmer (B, C) wieder zurück. Bei beidseitig kontaktierbaren Leiterbahnnetzen fließt der Strom über den zweiten Meßaufnehmer zur Mess- und Steuereinheit (F) zurück.In one-sided contactable interconnects in the Good test, a current flow from the measuring and control unit (F) via the interface (E), the transducer (B, C), the test track of the test specimen (A) and the same transducer (B , C) back again. In both sides contactable interconnects of the current flows through the second transducer to the measuring and control unit (F) back.
Testbar sind ein- oder beidseitig kontaktierbare, elektrische Schaltungen, deren kleinster tatsächlicher Prüfpunktabstand (b) größer ist, als die Summe aus Rasterkontaktpunktdurchmesser (d) + Rasterkontaktpunktabstand (e) der Kontaktmatte (B). Die Prüfpunktfläche (c) muss größer sein als der kleinste Abstand zwischen zwei Rasterkontaktpunkten (d) der Kontaktmatte (B).Testable are contactable on one or both sides, electrical circuits whose smallest actual Prüfpunktabstand (b) is greater than the sum of the raster contact point diameter (d) + Rasterkontaktpunktabstand (e) of the contact mat (B). The test point area (c) must be greater than the smallest distance between two grid contact points (d) of the contact mat (B).
Das Bestimmen der Lage des Prüflings (A) auf der Kontaktmatte (B) erfolgt mit Hilfe von mindestens zwei identifizierbaren Leiterbahnnetzendpunkten (a) auf dem Prüfling (A) durch gezieltes Aufschalten von Testströmen und bekannten Approximationsverfahren. Spezielle Auflage- oder Anlegehilfen sind nicht notwendig.The position of the test object (A) on the contact mat (B) is determined by means of at least two identifiable interconnect network end points (a) on the test object (A) by targeted application of test currents and known approximation methods. Special edition or landing aids are not necessary.
Die vorgestellte Erfindung erlaubt mindestens folgende Auswertungen: Soll/Ist Vergleich elektrischer Funktionswerte; Unterbrechungstest; Kurzschlusstest; Erkennung und Kompensation von linearen Versatzen oder Winkelversatzen und Verzerrungen im Leiterbild mit Hilfe bekannter trigonometrischer Berechnungen. Alle Leiterplatten sind testbar, soweit die Grundvoraussetzungen zur Prüfbarkeit des Prüflings (A), wie oben beschrieben, erfüllt sind.The presented invention allows at least the following evaluations: nominal / actual comparison of electrical function values; Interruption test; Short-circuit test; Detection and compensation of linear misalignments or angular misalignments and distortions in the circuit pattern using known trigonometric calculations. All printed circuit boards are testable, as far as the basic requirements for the testability of the test object (A), as described above, are fulfilled.
Das hier vorgestellte prüflingsunabhängige Testsystem erreicht hohe Testgeschwindigkeiten, kann automatisiert werden und bietet sich somit an für den elektrischen Funktionstest marktüblicher Großserienproduktionen, Kleinserien und Prototypentests von unbestückten ein- und beidseitigen elektrischen Schaltungsträgern wie Leiterplatten, Substraten, Keramiken, Bond- und Flexschaltungen. Mechanische Beanspruchungen von Prüfpunkten entstehen nicht. Niedrigere Anforderungen an den Anpressdruck reduzieren Mechanik und somit Baugröße und Kosten von Testgeräten nach diesem Erfindungsprinzip.The test system-independent test system presented here achieves high test speeds, can be automated and thus offers itself for the electrical function test of standard mass production, small series and prototype tests of bare one- and two-sided electrical circuit carriers such as circuit boards, substrates, ceramics, bonding and flex circuits. Mechanical stresses on test points do not arise. Lower requirements for the contact pressure reduce the mechanics and thus size and cost of test equipment according to this invention principle.
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