DE102011056371B4 - Device for checking conductor structures - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung (1) zum Prüfen einer Leiterstruktur, wobei die Vorrichtung (1) auf einer ersten Seite (3) eine Vielzahl von Messpunkten (2) besitzt, und die Vorrichtung (1) auf einer zweiten Seite (4) ein elektrisch leitfähiges Material (5) besitzt, welches mit der Vielzahl von Messpunkten (2) in elektrisch leitender Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch leitfähige Material (5) eine elektrisch leitfähige Verbindung der Vielzahl von Messpunkten (2) untereinander bildet.Device (1) for testing a conductor structure, the device (1) having a plurality of measuring points (2) on a first side (3) and the device (1) having an electrically conductive material (5 ), which is in electrically conductive connection with the plurality of measurement points (2), characterized in that the electrically conductive material (5) forms an electrically conductive connection of the plurality of measurement points (2) with one another.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Prüfen einer Leiterstruktur auf Unterbrechungen oder Kurzschlüsse. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Überprüfen von Leiterplatten und Kabeln.The invention relates to a device for testing a conductor structure for interruptions or short circuits. In particular, the invention relates to a device for checking printed circuit boards and cables.
Leiterplatten werden zum Beispiel zur Fertigungskontrolle mittels eines „Durchgangstests” auf fehlerhafte und fehlende Verbindungen überprüft. Dabei werden über eine Widerstandsmessung die Leiterbahnen der Leiterplatten an mindestens zwei unterschiedlichen Punkten einer oder auch zwei verschiedener Leiterbahnen gegeneinander getestet.Printed circuit boards, for example, are checked for manufacturing control by means of a "continuity test" for faulty and missing connections. In this case, the conductor tracks of the circuit boards are tested against each other at least two different points of one or two different tracks via a resistance measurement.
Die gängigen Prüfautomaten lassen sich in die Gruppe der „In-Circuit-Tester” und in die Gruppe der „Flying-Prober” einteilen. Die „Flying-Prober”, auch Fingertaster genannt, weisen zwei oder mehrere einzelne Prüffinger auf, welche die Leiterplatten schrittweise abtasten. Der Vorteil dieser Variante liegt darin, dass zum Prüfen unterschiedlicher Leiterplatten der Prüfautomat nicht mechanisch an die jeweilige zu prüfende Leiterplatte angepasst werden muss. Somit können auch kleinere Serien kostengünstig geprüft werden. Jedoch benötigt dieser Typ von Prüfautomaten lange Prüfzeiten, was den großen Nachteil der „Flying-Prober” darstellt. Die „In-Circuit-Tester”, auch Paralleltester genannt, hingegen verwenden mit Federstiften bestückte Adapter oder feine sogenannte Starrnadeladapter, welche in der Lage sind, alle Testpunkte der Leiterplatte auf einmal zu überprüfen. Dadurch wird im Vergleich zu den „Flying-Probern” deutlich weniger Zeit benötigt, um die gesamte Leiterplatte zu prüfen. Der wesentliche Nachteil dieses Prüftyps liegt jedoch in den hohen Kosten für die benötigten Adapter.The common testing machines can be divided into the group of "in-circuit testers" and the group of "flying probers". The "flying probes", also called finger probes, have two or more individual test fingers, which scan the circuit boards step by step. The advantage of this variant is that to test different circuit boards, the tester does not have to be mechanically adapted to the particular circuit board to be tested. Thus, smaller series can be tested inexpensively. However, this type of testing machine requires long testing times, which is the major drawback of the flying probers. The "in-circuit testers", also called parallel testers, use adapters equipped with spring pins or fine so-called rigid needle adapters, which are able to check all test points of the printed circuit board at once. As a result, significantly less time is required to test the entire circuit board compared to the flying probes. The main disadvantage of this type of test, however, lies in the high cost of the required adapter.
Die
Die erläuterte Prüfvorrichtung ermöglicht zwar schnellere Messungen im Vergleich zu den Fingertestern, bedarf jedoch zur Kontaktierung aller auf der jeweiligen Leiterplatte befindlichen Testpunkte ein mehrfaches Verschieben der Testanordnung, wodurch im Vergleich zu den Paralleltestern mehrere Testdurchgänge nötig sind. Des Weiteren ist eine hohe Nadeldichte, wie sie die erläuterte Prüfvorrichtung aufweist allgemein fehleranfällig im Einsatz und kostenintensiv in der Herstellung.Although the illustrated test device allows faster measurements compared to the finger tester, however, it requires a multiple displacement of the test arrangement for contacting all the test points located on the respective printed circuit board, whereby several test passes are necessary in comparison to the parallel testers. Furthermore, a high needle density, as the tester described has generally error-prone in use and costly to manufacture.
Die
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Es ist folglich eine Aufgabe der Erfindung, ein schnelles Messen der elektrischen Verbindungen der Leiterbahnen auf einer Leiterstruktur auch ohne speziell angepasste Adapter zu ermöglichen. Dabei ist es weiterhin wünschenswert, dass die Fehleranfälligkeit minimiert und die Herstellungskosten reduziert werden.It is therefore an object of the invention to enable a rapid measurement of the electrical connections of the printed conductors on a conductor structure even without specially adapted adapters. It is further desirable that the susceptibility to errors is minimized and the manufacturing costs are reduced.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 sowie ein System gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Vorrichtung sind den jeweiligen abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen.This object is achieved by a device according to
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt zum Prüfen einer Leiterstruktur auf einer ersten Seite eine Vielzahl von Messpunkten und auf einer zweiten Seite ein elektrisch leitfähiges Material, welches mit der Vielzahl von Messpunkten in elektrisch leitender Verbindung steht. Das elektrisch leitfähige Material bildet eine elektrisch leitfähige Verbindung der Vielzahl von Messpunkten untereinander. Dabei können die Messpunkte beliebig oder in definierten Abständen, zum Beispiel rasterförmig, angeordnet sein. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können Leiterstrukturen auf fehlerhafte oder fehlende Kontakte der jeweiligen Leiterbahnen geprüft werden. Dabei wird das elektrisch leitende Material der zweiten Seite der Prüfvorrichtung mit der zu überprüfenden Leiterstruktur in Kontakt gebracht, so dass das elektrisch leitfähige Material der zweiten Seite die entsprechende Oberfläche einer Leiterstruktur vorzugsweise vollständig berührt.A device according to the invention has, for testing a conductor structure on a first side, a multiplicity of measuring points and, on a second side, an electrically conductive material which is in electrically conductive connection with the multiplicity of measuring points. The electrically conductive material forms an electrically conductive connection of the plurality of measuring points with one another. In this case, the measuring points can be arranged arbitrarily or at defined intervals, for example grid-shaped. With the device according to the invention, conductor structures can be checked for faulty or missing contacts of the respective printed conductors. In this case, the electrically conductive material of the second side of the test apparatus is brought into contact with the conductor structure to be checked, so that the electrically conductive material of the second side preferably completely touches the corresponding surface of a conductor pattern.
Die Oberfläche einer zu prüfenden Leiterstruktur ist in der Regel mit einem Lötstopplack versehen, welcher dazu dient, dass das Lötzinn beim Löten sauber auf den vorgesehenen Flächen bleibt und sich Zinn nicht zwischen benachbarte Leiterbahnen setzt. Dabei sind die Endpunkte der Leiterbahnen vom Lötstopplack ausgenommen und bilden somit die elektrischen Kontakte der Leiterstruktur, welche von der Prüfvorrichtung kontaktiert werden. Falls die Oberfläche der zu prüfenden Leiterstruktur nicht mit Lötstopplack versehen ist, kontaktiert die Prüfvorrichtung die Leiterstruktur gegebenenfalls auf ihrer gesamten Länge. The surface of a conductor structure to be tested is usually provided with a solder resist, which serves to ensure that the solder remains clean on the intended surfaces during soldering and that tin does not settle between adjacent conductor tracks. The end points of the interconnects are excluded from the solder resist and thus form the electrical contacts of the conductor structure, which are contacted by the tester. If the surface of the conductor structure to be tested is not provided with solder mask, the test apparatus contacts the conductor structure optionally over its entire length.
Ohne Kontakt der Prüfvorrichtung zu einer Leiterstruktur bestimmt das elektrisch leitfähige Material den elektrischen Widerstand zwischen zwei Messpunkten. Durch den Kontakt zwischen den Endpunkten einer Leiterbahn und dem elektrisch leitfähigen Material wird der elektrische Widerstand zwischen zwei Messpunkten beeinflusst. Die sich durch den Kontakt mit einer Leiterstruktur einstellenden elektrischen Widerstände zwischen den jeweiligen Messpunkten ergeben in ihrer Gesamtschau ein spezifisches Abbild der zu prüfenden Leiterplatte. Durch Vergleichen dieses Abbildes mit einem entsprechenden Soll-Bild, das beispielsweise rechnerisch ermittelt werden kann, können dann ”Kurzschlüsse, Unterbrechungen oder fehlerhafte Leitfähigkeit der entsprechenden Leiterbahnen der Leiterstruktur erkannt werden.Without contact of the test apparatus to a conductor structure, the electrically conductive material determines the electrical resistance between two measuring points. The contact between the end points of a conductor track and the electrically conductive material influences the electrical resistance between two measuring points. The resulting by the contact with a conductor structure electrical resistances between the respective measuring points result in their overall view, a specific image of the circuit board to be tested. By comparing this image with a corresponding desired image, which can be determined, for example, by calculation, "short circuits, interruptions or faulty conductivity of the corresponding conductor tracks of the conductor structure can then be detected.
Im Vergleich zu bekannten Prüfvorrichtungen bedarf es dadurch weniger Prüfvorgänge um alle relevanten elektrischen Verbindungen der Leiterbahnen erfolgreich zu überprüfen. Dadurch sind insgesamt schnellere Messungen möglich.In comparison to known test devices, this requires fewer test operations in order to successfully check all relevant electrical connections of the conductor tracks. As a result, faster measurements are possible overall.
Ein weiterer Vorteil der Verwendung einer Schicht aus elektrisch leitfähigem Material liegt darin, dass es einer genauen Positionierung des Prüflings nicht bedarf. Das Messbild einer Widerstandsmessung wird mit einem Soll-Bild verglichen. Ein sich daraus ergebender möglicher Versatz zwischen Mess- und Soll-Bild kann rechnerisch ausgeglichen werden.Another advantage of using a layer of electrically conductive material is that it does not require accurate positioning of the device under test. The measurement image of a resistance measurement is compared with a target image. A resulting possible offset between measured and target image can be computationally compensated.
In einer bevorzugten Ausführungsform steht das elektrisch leitfähige Material mit der Oberfläche der zu prüfenden Leiterstruktur vollständig oder fast vollständig in Kontakt, wodurch ein vollständiges oder nahezu vollständiges Prüfen der Leiterstruktur möglich ist.In a preferred embodiment, the electrically conductive material is completely or almost completely in contact with the surface of the conductor structure to be tested, whereby a complete or almost complete testing of the conductor structure is possible.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt vorzugsweise eine Messeinrichtung, die über die Messpunkte mit dem elektrisch leitfähigen Material verbunden ist. Dabei können die Messpunkte über Kabel mit der Messeinrichtung verbunden sein. Alternativ kann die Messeinrichtung auch unmittelbar auf der ersten Seite der Vorrichtung angebracht sein. In diesem Fall sind die Messpunkte Teil der Messeinrichtung. Die Anzahl der Messpunkte hängt dabei von der geforderten Messgenauigkeit bzw. von den zu messenden Prüflingen ab. Vorzugsweise beträgt der Abstand zwischen den Messpunkten auf der ersten Seite 0,5 mm; 1 mm; 2 mm; 3 mm; 4 mm oder 5 mm oder auch einen anderen geeigneten Wert, wodurch eine Dichte von bis zu 400 Messpunkten pro cm2 erreicht wird. Die einzelnen Messpunkte werden dann über einen oder mehrere Multiplexer mit der Messvorrichtung verbunden, so dass jeder Messpunkt einzeln ausgewählt werden kann. Dabei kann die Messeinrichtung einzelne Messungen oder auch mehrere Messungen gleichzeitig durchführen.A device according to the invention preferably has a measuring device which is connected to the electrically conductive material via the measuring points. The measuring points can be connected via cables to the measuring device. Alternatively, the measuring device can also be mounted directly on the first side of the device. In this case, the measuring points are part of the measuring device. The number of measuring points depends on the required measuring accuracy or on the test specimens to be measured. Preferably, the distance between the measuring points on the first side is 0.5 mm; 1 mm; 2 mm; 3 mm; 4 mm or 5 mm or any other suitable value, whereby a density of up to 400 measuring points per cm 2 is achieved. The individual measuring points are then connected to the measuring device via one or more multiplexers, so that each measuring point can be selected individually. The measuring device can perform individual measurements or several measurements simultaneously.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besteht die Vorrichtung aus zumindest zwei Schichten, wobei die erste Schicht eine Platte ist, wobei die Platte auf einer ersten Seite Messpunkte besitzt und auf einer zweiten Seite Kontaktpunkte besitzt, welche mit der zweiten Schicht, die das leitfähige Material umfasst, in elektrisch leitfähiger Verbindung stehen. Dabei schließt die zweite Seite der ersten Schicht entweder direkt oder über eine oder mehrere Verbindungsschichten an die zweite Schicht an.In a further preferred embodiment, the device consists of at least two layers, the first layer being a plate, the plate having measuring points on a first side and having contact points on a second side, which points of contact with the second layer comprising the conductive material be in electrically conductive connection. In this case, the second side of the first layer adjoins the second layer either directly or via one or more connecting layers.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die erste Schicht eine starre Platte, welche der ganzen Vorrichtung ihre Steifigkeit verleiht. In einer weiteren Ausführungsform ist die erste Schicht eine flexible Platte, sodass die Prüfvorrichtung als Ganzes eine gewünschte Steifigkeit erreicht, dabei aber weiterhin flexibel bleibt. Bevorzugt ist die erste Schicht hierzu steifer als die zweite Schicht.In a preferred embodiment, the first layer is a rigid plate which imparts rigidity to the entire device. In a further embodiment, the first layer is a flexible plate so that the test device as a whole achieves a desired stiffness while still remaining flexible. For this purpose, the first layer is preferably stiffer than the second layer.
Die Messpunkte der ersten Seite der ersten Schicht werden in einer bevorzugten Ausführungsform mittels Durchkontaktierung mit der zweiten Seite und somit mit der zweiten Schicht, bestehend aus leitfähigem Material, verbunden. Dadurch bildet das leitfähige Material eine elektrisch leitfähige Verbindung der Messpunkte untereinander, welche durch die Leiterbahnen der Leiterstruktur beeinflusst wird. Die Durchkontaktierung kann vorzugsweise durch eine innen metallisierte Bohrung in der ersten Schicht realisiert werden. Sind die Messpunkte Teil der Messeinrichtung, ist die Messeinrichtung in die erste Schicht der Vorrichtung integriert oder sitzt auf dieser.The measuring points of the first side of the first layer are connected in a preferred embodiment by means of through-contacting with the second side and thus with the second layer, consisting of conductive material. As a result, the conductive material forms an electrically conductive connection between the measuring points, which is influenced by the conductor tracks of the conductor structure. The plated-through hole can preferably be realized by an internally metallized bore in the first layer. If the measuring points are part of the measuring device, the measuring device is integrated in the first layer of the device or sits on it.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Messpunkte über Nadeln mit dem elektrisch leitfähigen Material verbunden. Dabei stellt ein erstes Ende der Nadeln die Messpunkte dar, welche mit einer Messeinrichtung verbunden sind. Die Nadeln werden von der ersten Schicht zueinander in Position gehalten. Sie durchlaufen die erste Schicht und dringen in die zweite Schicht, das elektrisch leitfähige Material, ein. Der in die zweite Schicht eindringende Teil der Nadeln stellt somit die Kontaktpunkte der ersten Schicht dar.In a further preferred embodiment, the measuring points are connected via needles to the electrically conductive material. In this case, a first end of the needles represents the measuring points, which are connected to a measuring device. The needles are held in position by the first layer to each other. They pass through the first layer and penetrate into the second layer, the electrically conductive material. The second layer penetrating part of the needles thus represents the contact points of the first layer.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann die erste Schicht mit der zweiten Schicht formschlüssig, zum Beispiel durch Verschrauben verbunden sein.In a preferred embodiment, the first layer can be connected to the second layer in a form-fitting manner, for example by screwing.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die erste Schicht mit der zweiten Schicht stoffschlüssig verbunden sein. Dabei wird die zweite Seite der ersten Schicht durch elektrisch Zeitfähigen Kleber mit der zweiten Schicht verbunden. Vorzugsweise weist der elektrisch leitfähige Kleber eine elektrische Leitfähigkeit auf, welche der Leitfähigkeit der zweiten Schicht gleicht oder ähnelt. Alternativ kann der Kleber auch nicht elektrisch leitfähig sein. Dabei muss darauf geachtet werden, dass eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen den Messpunkten und der zweiten Schicht gegeben ist, dass also die Kontaktpunkte der ersten Schicht nicht vom Kleber überdeckt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die zweite Schicht auch auf die zweite Seite der ersten Schicht aufgeschmolzen sein.In a further preferred embodiment, the first layer may be materially bonded to the second layer. In this case, the second side of the first layer is connected by electrically Zeitfähigen adhesive with the second layer. Preferably, the electrically conductive adhesive has an electrical conductivity which is equal to or similar to the conductivity of the second layer. Alternatively, the adhesive may not be electrically conductive. It must be ensured that an electrically conductive connection between the measuring points and the second layer is given, so that the contact points of the first layer are not covered by the adhesive. Alternatively or additionally, the second layer can also be melted onto the second side of the first layer.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die erste Schicht mit der zweiten Schicht auch kraftschlüssig verbunden sein. In diesem Fall liegen die beiden Schichten bloß aufeinander auf. Dabei wird die zweite Schicht beispielsweise durch eine Führung an der ersten Schicht im Randbereich gehalten. Kommt die Prüfvorrichtung mit einer Leiterstruktur in Kontakt, wird durch eine Anpresskraft, welche die beiden Schichten in Richtung der Leiterstruktur drückt, ein Kraftschluss zwischen der ersten und der zweiten Schicht sowie der zweiten Schicht und der Leiterstruktur erzeugt. Dieser Kraftschluss gewährleistet die elektrisch leitfähige Verbindung zwischen den Messpunkten über das elektrisch leitfähige Material bzw. über die Leiterbahnen der Leiterstruktur.In a further preferred embodiment, the first layer can also be positively connected to the second layer. In this case, the two layers are just on top of each other. In this case, the second layer is held, for example, by a guide on the first layer in the edge region. If the test device comes into contact with a conductor structure, a frictional connection between the first and the second layer as well as the second layer and the conductor structure is produced by a contact force which presses the two layers in the direction of the conductor structure. This frictional connection ensures the electrically conductive connection between the measuring points via the electrically conductive material or via the conductor tracks of the conductor structure.
In einer bevorzugten Ausführungsform besteht das elektrisch leitfähige Material aus Schaumstoff mit Graphiteinschlüssen wie zum Beispiel kohlenstoffhaltigem Polyurethanschaum. Alternativ kann das elektrisch leitfähige Material auch aus elektrisch leitfähigem Gummi sein. Dabei verleihen Graphit- und/oder Rußpartikel dem Gummi seine elektrische Leitfähigkeit. Des Weiteren kann die Schicht aus elektrisch leitfähigem Material auch aus Silikon mit leitfähigen Einschlüssen (wie beispielsweise Silber und Kupfer bzw. Nickel-Graphit, z. B. unter der Bezeichnung „Conductive Rubber 5750” von Holland Shielding Systems) bestehen. Darüber hinaus kann das elektrisch leitfähige Material auch aus einer Schicht elektrisch leitfähiger Farbe (beispielsweise unter der Bezeichnung Charleswater®-71016, erhältlich bei Farnell) bestehen, die direkt auf die erste Schicht aufgetragen wird.In a preferred embodiment, the electrically conductive material is foam with graphite inclusions such as carbonaceous polyurethane foam. Alternatively, the electrically conductive material may also be made of electrically conductive rubber. This graphite and / or soot particles give the rubber its electrical conductivity. Furthermore, the layer of electrically conductive material can also consist of silicone with conductive inclusions (such as, for example, silver and copper or nickel graphite, for example under the name "Conductive Rubber 5750" by Holland Shielding Systems). In addition, the electrically conductive material may also consist of a layer of electrically conductive paint (for example, under the name of Charles Water ® -71 016, available from Farnell) which is applied directly to the first layer.
Daraus ergibt sich unter anderem, dass die zweite Schicht der Prüfvorrichtung und somit das elektrisch leitfähige Material mit der gesamten oder fast der gesamten Oberfläche der zu prüfenden Leiterstruktur in Kontakt steht.It follows, inter alia, that the second layer of the test apparatus and thus the electrically conductive material is in contact with the entire or almost the entire surface of the conductor structure to be tested.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das elektrisch leitfähige Material einen spezifischen Widerstand von mehr als ungefähr 0,0001 Ωm, besonders bevorzugt von mehr als ungefähr 0,01 Ωm auf. Besonders bevorzugt ist ein spezifischer Widerstand in einem Bereich von ungefähr 0,0001 bis ungefähr 70 Ωm auf. Besonders bevorzugt ist ein spezifischer Widerstand in einem Bereich von ungefähr 0,001 Ωm bis ungefähr 50 Ωm. Ebenfalls besonders bevorzugt sind spezifische Widerstände in den Bereichen ungefähr 0,002 Ωm bis ungefähr 40 Ωm oder sogar ungefähr 0,01 Ωm bis ungefähr 30 Ωm. Der spezifische Widerstand kann je nach Art des verwendeten Materials von diesen Bereichen abweichen. Der spezifische Widerstand des elektrisch leitfähigen Materials sollte deutlich höher sein (mindestens 1, besser 2, 4, 6 oder 8 Größenordnungen) als der des für die zu überprüfende Leiterstruktur verwendeten Materials (wie z. B. Kupfer).In a preferred embodiment, the electrically conductive material has a resistivity greater than about 0.0001 Ωm, more preferably greater than about 0.01 Ωm. More preferably, a resistivity is in a range of about 0.0001 to about 70 Ωm. Particularly preferred is a resistivity in a range of about 0.001 Ωm to about 50 Ωm. Also particularly preferred are resistivities in the ranges of about 0.002 Ωm to about 40 Ωm or even about 0.01 Ωm to about 30 Ωm. The resistivity may vary depending on the type of material used. The resistivity of the electrically conductive material should be significantly higher (at least 1, better 2, 4, 6 or 8 orders of magnitude) than that of the material used for the conductor structure to be tested (such as copper).
In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der elektrische Widerstand zwischen zwei Messpunkten, die auf der ersten Seite der Prüfvorrichtung ungefähr 1 cm voneinander entfernt sind, zwischen ungefähr 10 Ω und ungefähr 1000 Ω, besonders bevorzugt zwischen ungefähr 10 Ω und ungefähr 100 Ω, wenn die Prüfvorrichtung nicht mit einer zu prüfenden Leiterstruktur in Kontakt ist. Damit liegt der zu messende Widerstand auch über die Länge einer üblichen Leiterplatte (etwa 40 cm) in einem Bereich, der problemlos und unaufwändig zu messen ist.In a preferred embodiment, the electrical resistance between two measurement points located about 1 cm apart on the first side of the test apparatus is between about 10 Ω and about 1000 Ω, more preferably between about 10 Ω and about 100 Ω if the test apparatus is not is in contact with a conductor structure to be tested. Thus, the resistance to be measured is also over the length of a conventional circuit board (about 40 cm) in an area that can be measured easily and inexpensively.
Die Dicke des elektrisch leitfähigen Materials kann so gewählt werden, dass bei einem gegebenen Material mit einem bestimmten spezifischen Widerstand der Widerstand zwischen zwei Messpunkten (ohne Kontakt zu einer zu prüfenden Leiterstruktur) ungefähr einen gewünschten Wert erreicht.The thickness of the electrically conductive material may be chosen so that for a given material with a certain resistivity, the resistance between two measurement points (without contact with a conductor structure to be tested) reaches approximately a desired value.
Bei der Verwendung von bestimmten elektrisch leitfähigen Schaumstoffen kann deren spezifischer Widerstand über den Anpressdruck eingestellt werden. Der tatsächliche Widerstand kann dann durch eine Referenzmessung im Randbereich oder über eine Messung, bei welcher kein Kontakt zu einer Leiterstruktur besteht, ermittelt werden.When using certain electrically conductive foams their specific resistance can be adjusted via the contact pressure. The actual resistance can then be determined by a reference measurement in the edge region or via a measurement in which there is no contact with a conductor structure.
In bevorzugten Ausführungsformen kommt als elektrisch leitfähiges Material die leitfähige Zwischenschicht von ESD-Matten (beispielsweise von 3M® oder Multicomp® oder Vermason®) oder Vermason® unter der Bezeichnung „Vermafoam Conductive Polyurethane Foam” oder Rubena® unter der Bezeichnung „Gummi MA 519” (Gummi mit Graphit- und Rußgehalt) oder der Bezeichnung „Conductive rubber 5750” von Holland Shielding Systems (Gummi mit Silber, Nickel, versilbertem Glas, versilbertem Aluminium oder Graphit) zum Einsatz.In preferred embodiments, is as an electrically conductive material, the conductive intermediate layer of ESD mats (for example, from 3M ® or Multicomp ® or Vermason ®) or Vermason ® under the name "Vermafoam Conductive Polyurethane Foam" or Rubena ® under the Designation "Rubber MA 519" (graphite and carbon black rubber) or "Conductive rubber 5750" by Holland Shielding Systems (rubber with silver, nickel, silver-plated glass, silver-plated aluminum or graphite).
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das elektrisch leitfähige Material eine Matte bestehend aus einem der oben angeführten Materialien.In a preferred embodiment, the electrically conductive material is a mat consisting of one of the materials listed above.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das elektrisch leitfähige Material kompressibel (vorzugsweise elastisch kompressibel). Beispielsweise ist die Kompressibilität des Materials so, dass sich das Material bei einem Anpressdruck von 0,1 N/cm2 und einer Dicke von z. B. 2 mm in der Dicke um 0,2–0,5 mm zusammendrücken lässt. Dadurch weist das elektrisch leitfähige Material eine Flexibilität auf, welche es ermöglicht, die Oberfläche ebener als auch unebener Leiterstrukturen zu berühren und somit die elektrisch leitfähige Verbindung zwischen den Messpunkten über das elektrisch leitfähige Material durch die entsprechenden Leiterbahnen einer Leiterstruktur zu beeinflussen. Durch eine Anpresskraft wird das flexible elektrisch leitfähige Material derart verformt, dass es mit allen oder fast allen Leiterbahnen in Kontakt gerät. Auf diese Weise können auch Unebenheiten, welche durch Verformungen oder durch den Einsatz von Lötstopplack auf den Leiterplatten entstehen können, ausgeglichen werden. Darüber hinaus können auch Unebenheiten, welche durch Verunreinigungen auftreten können, überwunden werden. Wird die Prüfvorrichtung von der zu prüfenden Leiterstruktur gelöst, nimmt das flexible elektrisch leitfähige Material wieder seine Ausgangsform ein. Entsprechend kann in einem anschließenden Messvorgang eine Leiterstruktur mit einer anderen Oberflächenbeschaffenheit geprüft werden, ohne das die Messvorrichtung an die neue Leiterstruktur speziell angepasst werden muss. Die Prüfvorrichtung kann somit unabhängig von der Oberflächenbeschaffenheit der zu prüfenden Leiterstruktur eingesetzt werden.In a preferred embodiment, the electrically conductive material is compressible (preferably elastically compressible). For example, the compressibility of the material is such that the material at a contact pressure of 0.1 N / cm 2 and a thickness of z. B. 2 mm in thickness by 0.2-0.5 mm compress. As a result, the electrically conductive material has a flexibility which makes it possible to touch the surface of planar as well as uneven conductor structures and thus to influence the electrically conductive connection between the measuring points via the electrically conductive material through the corresponding conductor tracks of a conductor structure. By a contact force, the flexible electrically conductive material is deformed such that it comes into contact with all or almost all traces. In this way, even unevenness, which can be caused by deformation or by the use of solder resist on the circuit boards, can be compensated. In addition, bumps that can occur due to contamination can be overcome. If the test device is released from the conductor structure to be tested, the flexible electrically conductive material resumes its original shape. Accordingly, in a subsequent measuring operation, a conductor structure having a different surface finish can be tested, without the measuring device having to be specially adapted to the new conductor structure. The test device can thus be used independently of the surface condition of the conductor structure to be tested.
Das elektrisch leitfähige Material kann in mehrere voneinander elektrisch isolierte Zonen unterteilt sein. Dadurch lassen sich beispielsweise mehrere Leiterstrukturen, welche jeweils von einer Zone des elektrisch leitfähigen Materials kontaktiert werden, auf einmal prüfen.The electrically conductive material may be divided into a plurality of electrically isolated zones. As a result, for example, a plurality of conductor structures, which are each contacted by a zone of the electrically conductive material, can be tested at once.
Leiterstrukturen, die mit einer erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung ebenfalls überprüft werden können, sind auch als elektrische Leiter genutzte Drähte von Kabeln oder Leitungen. Diese können erfindungsgemäß ebenfalls auf Kurzschlüsse, Unterbrechungen oder fehlerhafte Leitfähigkeit überprüft werden. Dabei werden die Steckverbindungen, welche sich an den Kabelenden befinden, mit dem elektrisch leitfähigen Material in Kontakt gebracht. Dies kann durch Andrücken der Steckverbindungen an das elektrisch leitfähige Material geschehen. Der männliche Teil einer Steckverbindung kann dabei vorzugsweise unmittelbar auf das elektrisch leitfähige Material gedrückt werden, während für die Kontaktöffnungen des weiblichen Teils Adapter zum Herausführen der Kontakte eingesetzt werden können.Conductor structures that can also be checked with a test device according to the invention are also wires of cables or lines used as electrical conductors. These can also be checked according to the invention for short circuits, interruptions or faulty conductivity. The connectors, which are located at the cable ends, brought into contact with the electrically conductive material. This can be done by pressing the connectors to the electrically conductive material. The male part of a plug connection can preferably be pressed directly onto the electrically conductive material, while adapters for guiding out the contacts can be used for the contact openings of the female part.
Dabei muss für die Position der Steckverbindungen auf dem elektrisch leitfähigen Material keine festgelegte Position eingehalten werden, sondern es können Verschiebungen gegenüber einer Referenzposition rechnerisch ausgeglichen werden.In this case, no fixed position must be maintained for the position of the connectors on the electrically conductive material, but it can be mathematically compensated for shifts relative to a reference position.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein System zum Prüfen einer Leiterstruktur, welches sich aus zwei erfindungsgemäßen Vorrichtungen zusammensetzt. Dabei sind die Vorrichtungen derart zueinander angeordnet, dass die zweite Schicht der ersten Vorrichtung der zweiten Schicht der zweiten Vorrichtung gegenüber steht. Die zu prüfende Leiterstruktur wird zwischen der zweiten Schicht der ersten Vorrichtung und der zweiten Schicht der zweiten Vorrichtung angeordnet. Der Abstand zwischen den beiden einander gegenüberliegenden Teilen wird soweit verringert, bis die zweiten Schichten des ersten und des zweiten Teils die zu prüfende Leiterstruktur berühren. Dabei werden eine Oberseite der Leiterstruktur mit der zweiten Schicht des ersten Teils und eine Unterseite der Leiterstruktur mit der zweiten Schicht des zweiten Teils in eine kraftschlüssige Verbindung gebracht. Dieser Kraftschluss gewährleistet die elektrisch leitfähige Verbindung zwischen den Messpunkten des ersten bzw. zweiten Teils der Prüfvorrichtung über das elektrisch leitfähige Material und die entsprechenden Leiterbahnen auf der ersten bzw. zweiten Seite der Leiterstruktur.The invention further relates to a system for testing a conductor structure, which is composed of two devices according to the invention. In this case, the devices are arranged relative to one another in such a way that the second layer of the first device faces the second layer of the second device. The conductor structure to be tested is arranged between the second layer of the first device and the second layer of the second device. The distance between the two opposing parts is reduced until the second layers of the first and the second part touch the conductor structure to be tested. In this case, an upper side of the conductor structure with the second layer of the first part and a lower side of the conductor structure with the second layer of the second part are brought into a frictional connection. This frictional connection ensures the electrically conductive connection between the measuring points of the first and second part of the test apparatus via the electrically conductive material and the corresponding conductor tracks on the first or second side of the conductor structure.
In einer bevorzugten Ausführungsform können in einem System wie oben beschrieben, für den Fall, dass sich Leiterbahnen von der Oberseite der Leiterstruktur, zum Beispiel mittels Durchkontaktierung, auf die Unterseite der Leiterstruktur erstrecken (durchkontaktierte Leiterplatten), auch die Messpunkte des ersten Teils der Prüfvorrichtung gegen die Messpunkte des zweiten Teils gemessen werden. Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend eingehend erläutert. Es zeigt:In a preferred embodiment, in a system as described above, in the event that printed conductors extend from the upper side of the conductor structure, for example by means of plated-through, to the underside of the conductor structure (plated-through printed circuit boards), the measuring points of the first part of the testing device can also be counteracted the measuring points of the second part are measured. With reference to the drawings, the invention will be explained in detail below. It shows:
Aus der Darstellung gemäß
Die Messpunkte
Die zweite Seite
Darüber hinaus weist die elektrisch leitfähige Matte
Die elektrische leitfähige Matte
Die Enden der Nadeln
An die Platte
Die Teile der Nadeln
Die Messpunkte
Auf der zweiten Seite
Die gegenüber liegende zweite Vorrichtung
Darüber hinaus können auch die Messpunkte
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- PrüfvorrichtungTester
- 22
- Messpunktmeasuring point
- 33
- Erste Seite der PlatteFirst page of the plate
- 44
- Zweite Seite der PlatteSecond side of the plate
- 55
- Elektrisch leitfähiges MaterialElectrically conductive material
- 66
- Messeinrichtungmeasuring device
- 77
- Platteplate
- 88th
- Elektrisch leitfähiger KleberElectrically conductive adhesive
- 99
- Durchkontaktierungvia
- 1010
- Gehäusecasing
- 1111
- KontaktpunkteContact points
- 1212
- Verbindungskabelconnection cable
- 1313
- Multiplexermultiplexer
- 1414
- Elektrisches KabelElectric cable
- 1515
- Steckerplug
- 1616
- Kupplungclutch
- 1717
- Adapteradapter
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-
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