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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leiterplatten-Panel sowie ein Verfahren zum Testen von elektrischen Bauteilen.
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Stand der Technik
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Grundsätzlich werden elektronische Bauteile, die auf eine Leiterplatte oder ein Leiterplatten-Panel aufgebracht worden sind, getestet, um sicherzustellen, dass die Bauteile initial, d.h. nach der Herstellung bzw. nach dem Löten korrekt und funktionstüchtig sind.
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Korrekt bedeutet dabei unter anderem, dass die richtigen Bauteile verwendet wurden. So kann bspw. erkannt werden, ob anstelle eines 31,6 kΩ Widerstands fälschlicherweise eine 10 kΩ Widerstand aufgebracht wurde.
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Funktionstüchtig bedeutet dabei unter anderem, dass die verwendeten Bauteile intakt sind.
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Zum Testen der Bauteile wird ein In-Circuit-Test (ICT) durchgeführt. Dazu werden für die zu testenden Bauteile auf der Leiterplatte bzw. dem Leiterplatten-Panel ICT-Testpunkte vorgesehen. In einem Testadapter, wie bspw. einem Federstiftadapter bzw. Starrnadelabdapter, werden die ICT-Testpunkte durchgetestet.
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Nachteilig an diesem Testverfahren ist zum einen, dass durch die ICT-Testpunkte Platz auf der Leiterplatte bzw. dem Leiterplatten-Panel vorzusehen ist und zum anderen, dass für den Testadapter je nach Anzahl der zu testenden Punkte und Größe der Leiterplatte bzw. des Leiterplatten-Panels hohe Anspressdrücke, teilweise in der Größenordung von mehreren Tonnen, von Nöten sind, die einen hohen mechanischen Stress auf die Leiterplatte bzw. das Leiterplatten-Panel ausüben.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund wird vorliegend ein Leiterplatten-Panel vorgeschlagen. Das Leiterplatten-Panel gemäß der vorliegenden Erfindung weist einen ersten Bereich und einen separaten Testbereich auf, wobei der Testbereich mindestens ein ICT-Testpunkt zum Kontaktieren eines elektrischen Bauteils aufweist.
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Der Vorteil an einem solchen Leiterplatten-Panel ist, dass die Nutzleiterplatten innerhalb des ersten Bereichs angeordnet sein können und keine zusätzlichen ICT-Testpunkte aufweisen müssen.
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Dadurch ist es möglich die Nutzleiterplatten zu verkleinern. Eine Verkleinerung der Nutzleiterplatte führt zu einer Verringerung des Flächenbedarfs und damit des Gewichts der Leiterplatte.
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Eine Verkleinerung in der Größenordnung von 10 % der einzelnen Nutzleiterplatte ist dabei nicht unüblich.
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Als vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn der mindestens eine ICT-Testpunkt nur auf einer Seite, d.h. entweder auf der Oberseite oder auf der Unterseite, des Leiterplatten-Panels angeordnet ist.
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Als vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn es sich bei dem kontaktierten elektrischen Bauteil um ein Indikatorbauteil handelt. Unter einen Indikatorbauteil wird vorliegend ein Bauteil verstanden, dass nicht Teil der Nutzleiterplatte ist. Mittels eines Indikatorbauteils können auf einfache Art und weise systematische Fehler erkannt werden. Als systematischer Fehler wird bspw. angesehen, wenn das Bedienpersonal einer Produktionsmaschine für Leiterplatten eine falsche Bauteilart verwendet hat. Bspw. anstelle von 31.6 kΩ Widerständen 10 kΩ Widerstände zur Verarbeitung vorgesehen haben.
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Gemäß einer Ausführungsform des Leiterplatten-Panels der vorliegenden Erfindung ist der Testbereich an einem Rand des Leiterplatten-Panels angeordnet.
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Dies hat den Vorteil, dass typischerweise der Rand eines Leiterplatten-Panels ohnehin lediglich Ausschussmaterial darstellt. Demnach ist die Unterbringung von Teststrukturen an dieser Stelle vorteilhaft, da keine Nutzfläche einer Leiterplatte für Teststrukturen, wie ICT-Testpunkte, verwendet werden muss.
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Gemäß einer Ausführungsform des Leiterplatten-Panels der vorliegenden Erfindung weist der erste Bereich keinen ICT-Testpunkt zum Kontaktieren eines elektrischen Bauteils auf.
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Dies hat den Vorteil, dass keine Nutzfläche einer Leiterplatte für Teststrukturen, wie ICT-Testpunkte, verwendet werden muss. Diese Ausführungsform ermöglich darüberhinaus, die Wiederverwendung des Testadapters. Insbesondere dann, wenn für die Leiterplattenpanele standardisierte ICT-Testpunktandordnungen, ICT-Testpunktreihen, vorgesehen sind.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Testen von elektrischen Bauteilen vorgeschlagen. Das Testverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt mittels eines Panels gemäß einer Ausführungsform des Leiterplatten-Panels der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren umfasst die Schritte:
- • Platzieren eines elektrischen Bauteils auf dem separaten Testbereichs des Leiterplatten-Panels;
- • Verbinden des elektrischen Bauteils mit dem mindestens einen ICT-Testpunkt zum Messen des elektrischen Bauteils mittels einer zu dem mindestens einen ICT-Testpunkt korrespondierenden Testvorrichtung.
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Als vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn als Testvorrichtung ein Federstiftadapter bzw. Starrnadeladapter zum Einsatz kommt.
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Dieser Aspekt der vorliegenden Erfindung weist den Vorteil auf, dass die Teststrukturen, mithin der mindestens eine ICT-Testpunkt sowie das zu testende elektrische Bauteil nicht auf der Nutzfläche des Leiterplatten-Panels angeordnet werden müssen. Somit bleibt dieser Platz frei um Nutzbauteile vorzusehen oder die freiwerdende Fläche einzusparen, um Flächenverbauch und somit Material und Gewicht einzusparen.
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Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung wird im Schritt des Platzierens das elektrische Bauteil auf der des mindestens einen ICT-Testpunkts gegenüberliegenden Seite des Leiterplatten-Panels platziert und wobei dann im Schritt des Verbindens, die Verbindung zu dem ICT-Testpunkt mittels Durchkontaktierung, insbesondere mittels Vias, erfolgt.
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Unter einem Via wird vorliegend eine Durchkontaktierung verstanden. Das ist eine vertikale elektrische Verbindung zwischen den Leiterbahnen einer Leiterplatte auf verschieden Lagen (Aussenlage PCB unten, PCB Innnenlagen 1, 2, ..., Aussenlage PCB oben).
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Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass die ICT-Testpunkte entweder einheitlich auf der Oberseite oder einheitlich auf Unterseite oder gemischt auf den Leiterplattenpanels angeordnet werden können. Gleichzeitig können die elektrischen Bauteile je nach dem auf welche Seite diese auf der Leiterplatte angebracht werden, sowohl auf der Ober- als auch auf der Unterseite angebracht werden. Testen über ICT Testpunkte kann wie oben ausgeführt auf der Bestückungsseite der jeweiligen Komponente erfolgen oder die ICT-Testpunkte können einheitlich auf eine Leiterplattenseite gelegt werden, um die Kosten des Testadapters gering zu halten.
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Der Test durch Kontaktieren der ICT-Testpunkte mittels eines Testadapaters kann dadurch standardisiert nur auf der Oberseite des Leiterplattenpanels angreifen oder nur auf der Unterseite. Dies führt zu einem vereinfachten Messen.
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Nachfolgend werden Einzelheiten und Ausführungsformen der Erfindung anhand von Figuren näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 ein Schaubild einer Teststruktur gemäß der vorliegenden Erfindung;
- 2 eine schematische Darstellung einer Teststruktur gemäß der vorliegenden Erfindung;
- 3 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Leiterplatten-Panels gemäß der vorliegenden Erfindung;
- 4 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Leiterplatten-Panels gemäß der vorliegenden Erfindung;
- 5 ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung.
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1 zeigt ein 2 poliges Bauteil 10 welches mit einem Testpunkt 11 bzw. 12 an jedem Pol versehen ist.. Diese Anordnung dient gemäß vorliegender Erfindung als Teststruktur 1 zum Nachweis, dass an der Bestückmaschiene auf dieser Leiterplattenseite das richtige Bauteil vorhanden ist und durch die Maschienensteuerung auch wie erwartet unter dem genanten Namen / Wert aufgerufen und bestückt wurde. Dem Schaubild ist ein ICT-Testpunktpaar 11, 12 sowie ein elektrisches Bauteil 10 zu entnehmen. Im dargestellten Fall ist ein 10 kΩ Widerstand zu entnehmen.
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In der Teststruktur 1 ist das elektrische Bauteil 10 zwischen dem ICT-Testpunktpaar 11, 12 angeordnet.
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Zum Testen des elektrischen Bauteils kann ein Testadapter bspw. eine Federstiftadapter oder ein Starrnadeladapter derart angebracht werden, dass über das ICT-Testpunktpaar 11, 12 die Merkmale des elektrischen Bauteils 10 gemessen werden können, um zu prüfen, ob es sich bei dem elektrischen Bauteil 10 um ein korrektes und funktionstüchtiges Bauteil handelt.
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In anderen Ausführungen können auch 2 Messpunkte an jedem Bauelementeanschluß vorgesehen werden. Dies dient insbesondere dazu die Meßstromeinspeisung gegenüber der Meßspannungserfassung zu entkoppeln um dadurch die Genauigkeit der Messung z.B. bei niederohmigen Widerstandsbauteilen zu erhöhen. Dies verhindert effektic, dass neben den Bauteilwerten auch die Werte der Messleiterbahnen auf dem Leiterplatten-Panel 30 mitgemessen werden.
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Generell können die Bauteile auch mehr als 2 polig sein.
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2 zeigt eine schematische Darstellung einer Teststruktur 1 gemäß der vorliegenden Erfindung. In der Darstellung sind ebenfalls das ICT-Testpunktpaar 11, 12 sowie das zu testende elektronische Bauteil 10 zu erkennen. Aus der schmatischen Darstellung ist gut zu erkennen, dass ein ICT-Testpunkt einen Angriffskopf, einen sogenannten Testpadkopf, aufweist, an dem die Testmittel des Testadapters zum Testen angreifen können.
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Der Durchmesser des Testpadkopfes ist dabei auf die Messabnehmerart des Testadapters abgestimmt. Bekannt sich dabei Nadelarten, wie spitz, waffelförmige, etc.
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3 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Leiterplatten-Panels 30 gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Aus der schematischen Darstellung des Leiterplatten-Panels 30 ist der erste Bereich A zu erkennen, der die Nutzenleiterplatten 31a ... 31n aufweist. Der Testbereich B weist Teststrukturen 1a ... 1n gemäß der vorliegenden Erfindung auf. Die Teststrukturen 1a ... 1n umfassen ICT-Testpunktpaare 11, 12 sowie zwischen den Punkten eines ICT-Testpunktpaares 11, 12 das zu testende elektronsiche Bauteil 10. Im Falle von mehrpoligen Bauteilen weist jeder Pol mavimal ein bis zwei Testpunkte auf.
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In der dargestellten Ausführungsform befindet sich der Testbereich B am Rand des Leiterplatten-Panels 30. Die zu testenden Bauteile 10 können dabei auf der Ober- oder Unterseite des Panelrandes platziert werden. In der Regel wird das Bauteil 10 auf der Seite plaziert auf der es auch auf den Nutzleiterplatten verwendet wird. Die notwendigen Teststrukturen, d. h. die ICT-Testpunkte 11, 12, ... aus 1, 2 können dabei auf einer Seite des Leiterplatten-Panels 30 angeordnet werden unabhängig davon auf welcher Seite das zu testende Bauteil 10 platziert wurde (Test-Leiterbahnen zu den Teststrukturen, d. h. den Testpunkten 11, 12 werden, falls ein Lagenwechsel notwendig ist, über Vias verbunden.
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4 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Leiterplatten-Panels 30 gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Die in 4 dargestellte Ausüfhrungsform des Leiterplatten-Panels 30 gemäß der vorliegenden Erfindung entspricht im Wesentlichen der in 3 dargestellten Ausführungsform.
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Auch hier ist der Testbereich B am Rand des Leiterplatten-Panels 30 angeordnet.
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Im Testbereich B sind Teststrukturen 1 in einer standardisierten Form in einer Reihe angeordnet. Es können auch mehrpolige Bauteilen 10 in einer standardisierten Form angeordnet werden. Dadurch können die Testpunktpaare 11a ... 11n, 12a ... 12n oder Tupel (mehrpolige Bauteilen) mit einem standardisierten Testadapter getestet werden. Der Test kann dabei unabhängig von den Nutzenleiterplatten 31a ... 31n im ersten Bereich A des Leiterplatten-Panels 30 erfolgen.
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Sind identische Indikatorbauteile 10 auf beiden Seiten der Leiterplatten-Panels 30 notwendig, da diese aus unterschiedlichen Magazinen (Gurte, Traces...) bestückt werden, um zu gewähleisten, dass auch auf der entsprechenden Seite des Leiterplatten-Panels 30 der Nutzenleiterplatten 31a....31n die richtigen Bauteile zum Einsatz kommen, so ist eine gemeinsame Prüfung mit einem Testpunktpaar oder Testpunkttupel, bei mehrpoligen Bauteilen 10, wenn diese in geeigneter Weise elektrisch verbunden werden möglich.
Zum Beispiel: Sind identische Widerstände auf Ober-, Unterseite des Panelrandes 30 bestückt, so ist eine Reihenschaltung oder Parallelschaltung über Leiterbahnen und Vias möglich und damit eine gemeinsame Prüfung durchein Testpunktpaar oder bei Vierdrahtmessung über zwei Testpunktpaare gegeben.
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5 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines weiteren Verfahrens 500 gemäß der vorliegenden Erfindung.
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In Schritt 501 wird ein elektrisches Bauteiel 10, 10' zwischen einem ICT-Testpuntkpaar 11, 12 im Testebereich B des Leiterplatten-Panels 30 angeordnet.
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In Schritt 502 wird das elektrische Bauteil 10, 10' mit dem ICT-Testpunktpaar 11, 12 zum Messen mittels eines Testadapters bspw. eines Federstiftadapters oder eines Starrnadeladapters verbunden. Die Verbindungen auf der Leiterplatte von dem zu messenden Bauteil zur Teststruktur, d. h. den Testpunkten, erfolgt dabei vorzugsweise mit derselben Verbindungstechnologie wie die Anordnung der entsprechenden elektrischen Bauteile auf der der Nutzenleiterplatte 31.
