DE10314462B4 - Anordnung zum Prüfen von elektrischen Leiterplatten - Google Patents

Abstract

Anordnung zum Prüfen von elektrischen Leiterplatten, mit mindestens zwei Testnadeln, die jeweils an Führungsschlitten befestigt und durch lineare Verschiebung auf vorgegebene Prüfstellen aufsetzbar sind, wobei ein die erste Testnadel (2) tragender Primärführungsschlitten (6) von einem Motor (4) mit Kraftübertragungselementen (5, 7) zu der linearen Verschiebung veranlasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Primärführungsschlitten (6) über eine lösbare Verbindung (12) mit einem die zweite Testnadel (3) tragenden Sekundärführungsschlitten (11) verbunden ist, um diesen bei geschlossener Verbindung zu einer mit dem Primärführungsschlitten (6) gleichsinnigen Bewegung zu veranlassen; dass ein Betätigungselement (13) angeordnet ist, welches in Reaktion auf ein Steuersignal das Lösen der Verbindung zwischen Primär- (6) und Sekundärführungsschlitten (11) veranlasst oder ermöglicht; und dass die Prüfspitze der zweiten Testnadel (3) bei geschlossener Verbindung zwischen den Führungsschlitten (6, 11) der Prüfspitze der ersten Testnadel (2) um eine vorbestimmte Länge vorauseilt.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zum Prüfen von elektrischen Leiterplatten, mit mindestens zwei Testnadeln, die jeweils an. Führungsschlitten befestigt und durch lineare Verschiebung auf vorgegebenen Prüfstellen aufsetzbar sind, wobei ein die erste Testnadel tragender Primärführungsschlitten von einem Motor mit Kraftübertragungselementen zu der linearen Verschiebung veranlasst wird.
• Um innerhalb des Fertigungsprozesses auf Leiterplatten angeordnete elektronische Schaltungen zu testen, werden sogenannte Leiterplattentester (im englischen Sprachgebrauch meist „flying prober" genannt) verwendet. Die zu überprüfende Leiterplatte wird dazu einer Testanordnung zugeführt, in welcher Testnadeln auf vorgegebene Prüfstellen automatisch aufgesetzt werden, um die elektrischen Kennwerte an der jeweiligen Prüfstelle zu erfassen. Eine derartige Anordnung besitzt üblicherweise mehrere unabhängig voneinander positionierbare Testnadeln, die nach einem automatisierten Testablaufplan zahlreiche Prüfstellen anfahren. Mit zunehmender Integrationsdichte auf den Leiterplatten steigen die Testanforderungen drastisch. Die Testnadeln müssen mit hoher Genauigkeit positioniert werden, wobei hohe Positioniergeschwindigkeiten angestrebt werden, um den gesamten Test einer Leiterplatte in möglichst kurzer Zeit abschließen zu können.
• Die US 5,850,146 A umfasst eine Prüfvorrichtung für elektrische Leiterplatten mit lediglich einer Testnadel, die mittels eines ersten Antriebs linear unter Einhaltung eines vorbestimmten Neigungswinkels in Bezug zur Leiterplatte verschoben werden kann. Die Vorrichtung kann mit einem zweiten Antrieb zur Korrektur des Neigungswinkels ausgestattet sein. Durch die mögliche Anpassbarkeit des Neigungswinkels soll eine plastische Verformung der Lötstellen vermieden werden. Für unterschiedliche Messaufgaben ist bei dieser Anordnung ein Austauschen der Testnadel erforderlich. Die Prüfstellen müssen nacheinander angefahren werden, was zu Zeitverzögerungen führt.
• Es sind bereits Automaten im Einsatz, bei denen jeweils zwei Testnadeln zu einer Anordnung zusammengefasst sind, wobei mit diesen Testnadeln unterschiedliche Messaufgaben gelöst werden können. Üblicherweise ist dabei eine herkömmliche Testnadel zum Abgriff von Strom und Spannung an der Prüfstelle mit einer zweiten Testnadel mit anderen Aufgaben kombiniert. In Abhängigkeit von der aktuellen Messaufgabe wird die jeweils geeignete Testnadel angesteuert, um von einem ihr zugeordneten Antrieb auf die Prüfstelle aufgesetzt zu werden. Durch diesen Aufbau der bekannten Anordnungen erhöht sich jedoch die Gesamtmasse, was dem Ziel hoher Bewegungsgeschwindigkeiten der Anordnung zu wider läuft.
• Eine derartige Vorrichtung kann der EP 0 458 280 A2 entnommen werden. Die Vorrichtung weist mindestens zwei Testnadeln auf, die jeweils an Führungsschlitten befestigt sind und durch lineare Verschiebung auf vorgegebene Prüfstellen aufsetzbar sind. Hierzu sind die Führungsschlitten mit jeweils einem Antrieb gekoppelt. Während eine der Testnadeln auf einer Prüfstelle aufsitzt, wird die andere Testnadel zu einer weiteren Prüfstelle verschoben. Zur Verschiebung der Testnadeln ist jeweils ein separater Antrieb erforderlich, was zu den oben beschriebenen Problemen führt. Es sind auch Ausführungsformen mit jeweils paarweise gekoppelten Testnadeln möglich, die jeweils mittels Motor linear verschoben werden. In Abhängigkeit vom Drehsinn des Motors ist eine der Testnadeln angehoben und die andere Testnadel abgesenkt.
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine verbesserte Anordnung zum Prüfen von elektrischen Leiterplatten bereitzustellen, bei welcher die Anzahl der für die Verschiebebewegung der zu einer Anordnung gehörenden Testnadeln erforderlichen Bauteile deutlich reduziert wird.
• Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Primärführungsschlitten über eine lösbare Verbindung mit einem die zweite Testnadel tragenden Sekundärführungsschlitten verbunden ist, um diesen bei geschlossener Verbindung zu einer mit dem Primärführungsschlitten gleichsinnigen Bewegung zu veranlassen, wobei weiterhin ein Betätigungselement angeordnet ist, welches in Reaktion auf ein Steuersignal das Lösen der Verbindung zwischen Primär- und Sekundärführungsschlitten veranlasst oder ermöglicht, und wobei die Prüfspitze der zweiten Testnadel bei geschlossener Verbindung zwischen den Führungsschlitten der Prüfspitze der ersten Testnadel um eine vorbestimmte Länge vorauseilt.
• Auf diese Weise ist es möglich, mit einem einzigen Motor und den zugehörigen Kraftübertragungselementen, welche für die Bewegung des Primärschlittens sowieso erforderlich sind, im Bedarfsfall einen Sekundärführungsschlitten zu einer linearen Verschiebung zu veranlassen, um die daran befestigte zweite Testnadel auf die ausgewählte Prüfstelle aufzusetzen. Sofern die erste Testnadel für die durchzuführende Messung benötigt wird, wird die Verbindung zwischen den Führungsschlitten gelöst und der Sekundärführungsschlitten verbleibt in Ruhe, während der Primärführungsschlitten linear verschoben wird. Wenn statt dessen die zweite Testnadel benötigt wird, muss zwar für deren Bewegung die erste Testnadel einschließlich des Primärführungsschlittens mitbewegt werden, jedoch entfallen alle sonstigen zusätzlichen Antriebselemente. Da die Prüfspitze der zweiten Testnadel derjenigen der ersten Testnadel vorauseilt, kann die Prüfspitze der zweiten Testnadel auf der ausgewählten Prüfstelle aufgesetzt werden, ohne dass die erste Testnadel die Leiterplattenoberfläche berührt. Der erforderliche Längenversatz zwischen der ersten und der zweiten Testnadel ist von der jeweiligen Bauform der zu prüfenden Leiterplatte und der darauf befestigten Bauelemente abhängig. Da die Leiterplatten zumeist eine sehr flache Struktur aufweisen, genügt in der Regel ein Versatz von einigen Millimetern bis zu wenigen Zentimetern.
• Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Anordnung zeichnet sich dadurch aus, dass die beiden Führungsschlitten in ein und dem selben Führungselement, beispielsweise einer Führungsschiene, geführt sind. Auf diese Weise ist nur eine Präzisionsführung erforderlich. Die Führungsschlitten sind in dem gemeinsamen Führungselement hintereinander angeordnet, wobei der Primärführungsschlitten in Richtung zur Prüfstelle vorn liegt, um dessen Bewegung im Bedarfsfall ohne Mitbewegung des Sekundärführungsschlitten zu ermöglichen. Auf diese Weise vereinfacht sich auch die Ansteuerung für die Positionierung der Anordnung parallel zur Ebene der zu prüfenden Leiterplatte, da die zu berücksichtigenden Toleranzen für beide Testnadeln gleich sind. Bei abgewandelten Ausführungs formen, bei denen gegebenenfalls auch geringere Präzisionsanforderungen bestehen, können die beiden Führungsschlitten aber auch in unterschiedlichen Führungselementen geführt sein.
• Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die lösbare Verbindung zwischen den beiden Führungsschlitten durch eine Magnetverbindung gebildet ist. Um die beiden Führungsschlitten magnetisch miteinander zu verbinden, können sowohl Elektromagneten als auch Permanentmagneten eingesetzt werden. Eine besonders einfache und funktionssichere Variante besteht darin, an einem der beiden Führungsschlitten einen Permanentmagneten anzuordnen, der mit einem Eisenabschnitt am anderen Führungsschlitten zusammenwirkt. Der Magnet ist so zu dimensionieren, dass die magnetische Anziehungskraft ausreicht, um den Sekundärführungsschlitten mit dem Primärführungsschlitten mit zu bewegen und die ausgewählte Prüfstelle mit der zweiten Testnadel anzufahren, ohne dass sich die Verbindung zwischen den Führungsschlitten selbsttätig löst. Bei der Dimensionierung der Magnetverbindung sind die in der Lagerung auftretenden Reibungskräfte sowie gegebenenfalls auch die Schwerkräfte der bewegten Elemente zu berücksichtigen. Sofern die Testnadeln von oben auf die Leiterplatte aufgesetzt werden und die Führungsschlitten in einer gemeinsamen Führungsschiene hintereinander angeordnet sind, muss die Gewichtskraft des Sekundärschlittens und der zweiten Testnadel jedoch nicht durch die Magnetkraft kompensiert werden, da diese in Bewegungsrichtung wirkt.
• Das Betätigungselement, welches zum Lösen bzw. zur Wiederherstellung der Verbindung zwischen den Führungsschlitten benötigt wird, ist zweckmäßigerweise ein pneumatisch betätigter Sperrbolzen, welcher den Sekundärführungsschlitten arretiert bzw. frei gibt. Im arretierten Zustand wird durch den Antriebsmotor nur der Primärführungsschlitten bewegt. Sofern das Verbindungselement als Magnetverbindung ausgestaltet ist, kann die Verbindung durch Überwinden der Magnetkraft aufgelöst werden, sobald der Motor eine Verschiebebewegung des Primärführungsschlittens veranlasst und der Sekundärführungsschlitten gleichzeitig arretiert ist. Die Verbindung zwischen den Führungsschlitten wird dann automatisch wieder hergestellt, wenn der Primärführungsschlitten in die Position zurückfährt, in welcher die magnetischen Anziehungskräfte groß genug sind, um die Verbindung zu bewirken. Nach erfolgter Freigabe des Sekundärführungsschlittens wird dieser bei der nächsten Linearverschiebung mitbewegt.
• Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die Antriebskraft durch einen rotatorischen Motor bereit zu stellen, welcher über einen Zahnriemen an den Primärführungsschlitten gekoppelt ist, wobei der Zahnriemen über mehrere Zahnriemenscheiben geführt wird.
• Um die Einsatzmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Anordnung weiter zu erhöhen, sind die beiden Testnadeln einschließlich ihrer Führungselemente auf einem Schwenkträger angeordnet, der in zwei Arbeitspositionen verschwenkbar ist, wobei sich die zur Leiterplatte eingenommenen Winkel der Testnadeln in diesen beiden Arbeitspositionen unterscheiden. Im normalen Prüfmodus werden die Testnadeln im Wesentlichen senkrecht auf die Prüfstellen auf der Leiterplatte aufgesetzt. Wenn jedoch an einer Prüfstelle oder an mehreren unmittelbar benachbarten Prüfstellen zur gleichen Zeit mehrere Testnadeln aufgesetzt werden sollen, müssen die Testnadeln mehrerer unabhängiger Prüfanordnungen schräg zur Leiterplatte an die Prüfstelle herangeführt werden, um sich nicht gegenseitig zu behindern. Dazu wird der Schwenkträger beispielsweise um einen Winkel von 8° bis 12° verschwenkt.
• Die schwenkbare Gestaltung der Anordnung zum Prüfen von Leiterplatten bringt jedoch üblicherweise den Nachteil mit sich, dass die Positioniergenauigkeit der Testnadeln nachlässt. Um trotz der Schwenkmöglichkeit eine hohe Wiederholgenauigkeit auch an der Prüfspitze der einzelnen Testnadeln sicherzustellen, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform die Schwenkachse des Schwenkträgers in zwei axial verspannten Lagern gelagert. Die benötigte Lagervorspannung wird durch einstellbare Lagerzapfen erzielt, die in sich gegenüberliegenden Schenkeln einer die Schwenkachse stirnseitig übergreifenden Achsenhalterung angeordnet sind. Einer dieser beiden Schenkel weist eine verringerte Materialstärke auf, um federnd verbiegbar zu sein. Die federnden Eigenschaften des Schenkels stellen beim Einstellen der Lagerzapfen eine definierte Federkraft bereit, die in axialer Richtung auf die Lager der Schwenkachse wirkt, um das Lagerspiel auf ein Minimum zu reduzieren. Der Erzielung einer hohen Positioniergenauigkeit beim Verschwenken des Schwenkträgers dient außerdem ein am Schwenkträger angebrachter Anschlagbolzen, welcher beim Erreichen der jeweiligen Arbeitsposition linienförmig an einem Anschlagabschnitt des Trägergestells anschlägt. Da kein punktförmiger Anschlag vorhanden ist, kann für eine dauerhaft gleichbleibende Positioniergenauigkeit der Anschlagabschnitt aus einem weniger harten Material gefertigt sein. Dadurch ist es möglich, den Anschlagabschnitt einstückig mit dem Trägergestell auszubilden, wodurch sich die Herstellungskosten reduzieren.
• Es ist besonders vorteilhaft, wenn die während des Prüfvorgangs bewegten Bauelemente der erfindungsgemäßen Anordnung in Leichtbauweise hergestellt sind, um die zu bewegenden Massen zu reduzieren. Insbesondere ist es zweckmäßig, wenn die Tragbereiche der Testnadeln aus Magnesiumlegierungen gefertigt sind. Auf diese Weise können die Geschwindigkeiten erhöht werden, mit welchem die Testnadeln auf den Prüfstellen positioniert werden.
• Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:
• 1 eine vereinfachte Übersichtsdarstellung einer Anordnung zum Prüfen von elektrischen Leiterplatten;
• 2 eine vereinfachte Detaildarstellung von zwei Testnadeln mit zugehörigen Führungsschlitten;
• 3 eine vereinfachte, teilweise geschnittene Detaildarstellung einer Achsenhalterung mit gelagerter Schwenkachse.
• 1 zeigt eine vereinfachte Darstellung einer Anordnung zum Prüfen von elektrischen Leiterplatten. Eine derartige Anordnung ist üblicherweise in einen Leiterplattenprüfautomaten integriert, in welchem die zu prüfenden Leiterplatten bereitgestellt und mehreren Messungen unterzogen werden. In einem derartigen Automaten können mehrere gleichartige Anordnungen zum Prüfen von elektrischen Leiterplatten kombiniert sein, um kürzere Messzyklen zu erreichen und gleichzeitig mehrere Testnadeln auf vorgegebene Prüfstellen aufsetzen zu können. Um die Anordnung innerhalb eines vorgegebenen Arbeitsbereiches positionieren zu können, ist sie bei der dargestellten Ausführungsform an einem Läufer 1 eines Planarantriebs (nicht gezeigt) angebracht, welcher oberhalb der Ebene positioniert ist, in welcher die zu überprüfenden Leiterplatten liegen. Bei der gezeigten Ausführungsform handelt es sich somit um eine Überkopfanordnung, wobei die zu prüfenden Leiterplatten (nicht dargestellt) unterhalb der Anordnung in die gewünschte Messposition gebracht werden.
• Die in 1 dargestellte Anordnung besitzt weiterhin eine erste Testnadel 2 und eine zweite Testnadel 3. Die erste Testnadel ist in einer nach unten gefahrenen Position gezeichnet, in welcher unter Betriebsbedingungen die Prüfspitze der Testnadel auf der gewünschten Prüfstelle der Leiterplatte aufsitzt, um eine elektrische Messung durchzuführen. Um zwischen einzelnen Prüfstellen zu wechseln ist normalerweise nur ein kleiner Hub von beispielsweise 6 mm erforderlich, so dass die erste Testnadel nicht nach jeder Messung in die obere Endlage zurück fährt. Die zweite Testnadel 3 ist in der oberen Ausgangsposition gezeigt.
• Weiterhin besitzt die Anordnung zum Prüfen von elektrischen Leiterplatten einen Motor 4, welcher über einen Zahnriemen 5 eine Antriebskraft an einen Primärführungsschlitten 6 bereitstellt, an welchem die erste Testnadel 2 befestigt ist. Der Zahnriemen 5 ist über mehrere Zahnriemenscheiben 7 geführt. Sobald der Motor 4 in Betrieb gesetzt wird, veranlasst er den Primärführungsschlitten 6 und damit die erste Testnadel 2 zu einer linearen Verschiebebewegung in Achsrichtung der Testnadel. Über geeignete Sensoren kann die aktuelle Position der Testnadel bestimmt werden, um das korrekte Aufsetzen der Prüfspitze auf der vorgegebenen Prüfstelle zu steuern.
• 2 zeigt eine vereinfachte Detaildarstellung der Testnadeln und der zugehörigen Führungseinheiten. Wie bereits erwähnt wurde, ist die erste Testnadel 2 an dem Primärführungsschlitten 6 befestigt, der über den Zahnriemen vom Motor angetrieben wird. Der Primärführungsschlitten 6 ist in einem linearen Führungselement 10 geführt, bei welchem es sich beispielsweise um eine Führungsschiene handeln kann. Die Führung soll eine hohe Präzision ermöglichen, um das Spiel an der Prüfspitze der Testnadel möglichst klein zu halten.
• Die zweite Testnadel 3 ist an einem Sekundärführungsschlitten 11 befestigt. Bei der in 2 gezeigten Ausführungsform ist der Sekundärführungsschlitten 11 in demselben linearen Führungselement 10 (Führungsschiene) geführt, wie der Primärführungsschlitten 6. Dies hat den besonderen Vorteil, dass nur eine einzige Präzisionsführung benötigt wird, wodurch sich die Kosten der Anordnung weiter reduzieren.
• Zwischen dem Primärführungsschlitten 6 und dem Sekundärführungsschlitten 11 ist eine lösbare Verbindung vorgesehen, welche bei der dargestellten Ausführungsform aus einem Permanentmagneten 12 besteht, der beispielsweise am Sekundärführungsschlitten 11 befestigt ist und mit einem Eisenabschnitt am Primärführungsschlitten zusammenwirkt. Durch die lösbare Verbindung 12 wird sichergestellt, dass der Sekundärführungsschlitten 11 vom Primärführungsschlitten 6 mitbewegt wird, solange die Verbindung 12 geschlossen ist. Es soll an dieser Stelle darauf aufmerksam gemacht werden, dass die lösbare Verbindung 12 auch durch andere Elemente gebildet sein kann.
• Beispielsweise könnte ein Elektromagnet eingesetzt werden, der je nach gewünschter Betriebsart aktiviert oder deaktiviert wird. Ebenso wäre eine Verbindung zwischen den Führungsschlitten durch mechanische Verbindungselemente denkbar.
• Sofern bei der in 2 dargestellten Ausführungsform eine ausgewählte Prüfstelle mit der ersten Testnadel 2 angefahren werden soll, muss die Verbindung 12 gelöst werden. Dazu wird bei der in 2 dargestellten Ausführungsform ein beispielsweise pneumatisch betätigter Sperrbolzen 13 in eine Aussparung im Sekundärführungsschlitten 11 eingefahren, um diesen gegen eine lineare Verschiebung zu blockieren. Der Permanentmagnet 12 und der Antriebsmotor 4 sind so dimensioniert, dass bei blockiertem Sekundärführungsschlitten die Antriebskraft ausreicht, um die magnetische Anziehungskraft zu überwinden und dadurch die Verbindung 12 aufzulösen. Der Primärführungsschlitten 6 kann nun mit der ersten Testnadel 2 ungehindert linear verschoben werden, um die Prüfstelle anzufahren. Sobald der Primärführungsschlitten in seine obere Endlage zurückgefahren wird, wird die magnetische Verbindung 12 zum Sekundärführungsschlitten 11 automatisch wieder hergestellt. Wenn nun eine Prüfung mit Hilfe der zweiten Testnadel 3 gewünscht ist, wird der Sperrbolzen 13 aus dem Sekundärführungsschlitten 11 zurückgezogen, so dass dieser freigegeben ist. Bei Aktivierung des Motors 4 wird wiederum der Primärführungsschlitten 6 linear verschoben, wobei der Sekundärführungsschlitten 11 durch die bestehende Verbindung 12 mitgenommen wird. Die magnetische Anziehungskraft ist daher so zu dimensionieren, dass eine sichere Mitnahme des Sekundärführungsschlitten unter allen Betriebsbedingungen gewährleistet ist und die Verbindung auch beim Aufsetzen der Prüfspitze der zweiten Testnadel 3 auf der ausgewählten Prüfstelle nicht gelöst wird.
• Aus der 2 ist auch erkennbar, dass die Prüfspitze der zweiten Testnadel 3 der Prüfspitze der ersten Testnadel 2 in Richtung der linearen Verschiebung geringfügig vorauseilt. Bei geschlossener Verbindung zwischen den Führungsschlitten ist es dadurch möglich, dass die Prüfspitze der zweiten Testnadel auf der Leiterplatte aufsetzt, bevor die Prüfspitze der ersten Testnadel mit der Leiterplatte bzw. den darauf angeordneten Bauelementen in Kontakt kommt. Das Mitführen der ersten Testnadel stört daher die mit der zweiten Testnadel durchzuführende Messung nicht.
• Unter erneuter Bezugnahme auf 1 wird darauf hingewiesen, dass es vorteilhaft ist, wenn das lineare Führungselement 10, die Führungsschlitten 6, 11 mit den daran befestigten Testnadeln 2, 3, der Sperrbolzen 13 sowie der Motor 4 und die zugehörigen Kraftübertragungselemente 5, 7 auf einem verschwenkbaren Schwenkträger 15 befestigt sind. Der Schwenkträger 15 kann mit Hilfe eines Schwenkzylinders 16 zwischen verschiedenen Arbeitspositionen verschwenkt werden. Bei der dargestellten Ausführungsform sind zwei Arbeitspositionen vorgesehen, zwischen denen ein Schwenkwinkel von etwa zwölf Grad besteht. Der Schwenkträger 15 und die darauf befestigten Elemente werden bei Aktivierung des Schwenkzylinders 16 um einen Schwenkpunkt 17 verschwenkt. Dies geschieht mit dem Ziel, die Testnadeln 2, 3 aus ihrer ursprünglichen, senkrecht zur Leiterplatte ausgerichteten Lage in eine Winkellage zu bringen, so dass die Testnadeln schräg zur Leiterplatte auf die ausgewählten Prüfstellen aufgesetzt werden können. Dadurch wird es möglich, die Testnadeln außerhalb der Grund fläche des Läufers 1 an Prüfstellen heranzufahren, so dass Testnadeln von unterschiedlichen Anordnungen an denselben oder nahe beieinander positionierten Prüfstellen aufgesetzt werden können, ohne dass sich die Läufer der jeweiligen Anordnungen gegenseitig behindern würden. Die verschwenkte Position des Schwenkträgers 15 und der Testnadeln 2, 3 ist in 1 durch gestrichelte Linien kenntlich gemacht.
• Um definierte Arbeitspositionen sicherzustellen, werden beim Schwenken des Schwenkträgers 15 zwei Endlagen angefahren, die durch einen Anschlag begrenzt sind. Dafür ist es vorteilhaft, wenn am Schwenkträger 15 ein Anschlagbolzen 18 befestigt ist, der in den beiden Endlagen jeweils an einem Anschlagabschnitt 19 anschlägt. Bei der gezeigten Ausführungsform ist der Anschlagabschnitt 19 jeweils die Begrenzung einer Ausnehmung im Trägergestell der Gesamtanordnung. Durch den Einsatz des Anschlagbolzens ist ein linienförmiger Anschlagbereich sichergestellt, so dass die Anschlagkräfte nicht auf einen punktförmigen Materialabschnitt konzentriert sind. Da die sich ergebenden Flächenkräfte relativ gering sind, muss für den Anschlagabschnitt kein gesondert gehärtetes Material verwendet werden. Das Trägergestell kann zumindest im Abschnitt des Anschlagabschnitts eloxiert sein, um eine ausreichende Materialhärte zu erzeugen.
• 3 zeigt eine vereinfachte, teilweise geschnittene Detaildarstellung der Schwenkachse 17. Für eine hohe Positioniergenauigkeit der Testnadeln ist es wünschenswert, das Lagerspiel der Schwenkachse 17 minimal zu halten. Dafür ist die Schwenkachse 17 zwischen zwei Lagerzapfen 20 eingespannt, welche in Achsrichtung verstellbar sind. Die Lagerzapfen 20 sitzen in zwei sich gegenüberliegenden Schenkeln einer die Schwenkachse 17 stirnseitig übergreifenden Achsenhalterung 21. Die Achsenhalterung 21 kann beispielsweise aus Aluminium gefertigt sein. Mindestens einer dieser beiden Schenkel ist mit einer verringerten Materialdicke als Biegeschenkel 22 gestaltet. Durch das axiale Verspannen der Lagerzapfen 20 wird eine Vorspannkraft auf die Schwenkachse 17 ausgeübt bzw. auf an dieser befestigte Lagerelemente, bei welchen es sich bei der in 3 gezeigten Ausführungsform um Kugellager 23 handelt. Beim Einstellen der Lagerzapfen 20 kann der Biegeschenkel 22 geringfügig federnd verbogen werden, um eine definierte Federkraft für die Lagervorspannung bereitzustellen. Der Betrag, um welchen der Biegeschenkel 22 beim Anziehen der Lagerzapfen 20 ausgestellt wird, ist ein Maß für die eingestellte Federkraft. Die ausgestellte Lage des Biegeschenkels 22 ist in 3 wiederum durch gestrichelte Linien gezeigt.
• Die zur Lagerung der Schwenkachse verwendeten Kugellager, können auch durch andere Lagerelemente ersetzt sein. Natürlich sind auch weitergehende Abwandlungen hinsichtlich der Lagerung der Schwenkachse denkbar.
• Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass zur Erzielung hoher Beschleunigungswerte, die für kurze Messzyklen erforderlich sind, darauf Wert zu legen ist, dass alle bewegten Teile der Anordnung möglichst leicht sind. Die Testnadeln sowie die Führungsschlitten werden daher vorzugsweise in Leichtbauweise konstruiert. Es hat sich als besonders zweckmäßig herausgestellt, zumindest für diese Elemente leichte aber biegesteife Materialien zu verwenden, beispielsweise Magnesiumlegierungen, faserverstärkte Kunststoffe oder Karbonmaterialien.
• An der Anordnung können außerdem Sensoren angebracht sein, um die aktuelle Position der Testnadeln zu bestimmen und derem Verschiebebewegung geeignet zu steuern. Weitere Abwandlungen sind ohne Weiteres möglich. Der entscheidende Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung bleibt auch bei abgewandelten Ausführungsformen erhalten, solange durch die erfindungsgemäße Kopplung zwischen den beiden Führungsschlitten sichergestellt ist, dass der bisher erforderliche zweite Antrieb für die zweite Testnadel eingespart werden kann.

1

Läufer

2

erste Testnadel

3

zweite Testnadel

4

Motor

5

Zahnriemen

6

Primärführungsschlitten

7

Zahnriemenscheiben

10

lineares Führungselement

11

Sekundärführungsschlitten

12

lösbare Verbindung

13

Sperrbolzen

15

Schwenkträger

16

Schwenkzylinder

17

Schwenkachse

18

Anschlagbolzen

19

Anschlagabschnitt

20

Lagerzapfen

21

Achsenhalterung

22

Biegeschenkel

23

Kugellager

Claims (12)

1. Anordnung zum Prüfen von elektrischen Leiterplatten, mit mindestens zwei Testnadeln, die jeweils an Führungsschlitten befestigt und durch lineare Verschiebung auf vorgegebene Prüfstellen aufsetzbar sind, wobei ein die erste Testnadel (2) tragender Primärführungsschlitten (6) von einem Motor (4) mit Kraftübertragungselementen (5, 7) zu der linearen Verschiebung veranlasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Primärführungsschlitten (6) über eine lösbare Verbindung (12) mit einem die zweite Testnadel (3) tragenden Sekundärführungsschlitten (11) verbunden ist, um diesen bei geschlossener Verbindung zu einer mit dem Primärführungsschlitten (6) gleichsinnigen Bewegung zu veranlassen; dass ein Betätigungselement (13) angeordnet ist, welches in Reaktion auf ein Steuersignal das Lösen der Verbindung zwischen Primär- (6) und Sekundärführungsschlitten (11) veranlasst oder ermöglicht; und dass die Prüfspitze der zweiten Testnadel (3) bei geschlossener Verbindung zwischen den Führungsschlitten (6, 11) der Prüfspitze der ersten Testnadel (2) um eine vorbestimmte Länge vorauseilt.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Primärführungsschlitten (6) und der Sekundärführungsschlitten (11) hintereinander in demselben Führungselement (10) angeordnet sind, wobei der Primärführungsschlitten (6) in Richtung zur Prüfstelle vorn liegt.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die lösbare Verbindung (12) eine Magnetverbindung ist.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass einer der beiden Führungsschlitten (11) einen Permanentmagnet (12) trägt, welcher in einer Ausgangsposition auf einen Eisenabschnitt des anderen Führungsschlittens (6) eine magnetische Anziehungskraft ausübt, die groß genug ist, um den Sekundärführungsschlitten (11) mit dem Primärführungsschlitten (6) mit zu bewegen und die Prüfstelle mit der zweiten Testnadel (3) anzufahren.
5. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement ein pneumatisch betätigter Sperrbolzen (13) ist, welcher zum Lösen der Verbindung zwischen den Führungsschlitten (6, 11) den Sekundärführungsschlitten (11) arretiert, so dass dieser bei einer Verschiebung des Primärschlittens (6) in Ruhe bleibt.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor ein rotatorischer Motor (4) ist und dass die Kraftübertragungselemente durch mehrere Zahnriemenscheiben (7) und mindestens einen Zahnriemen (5) gebildet sind, welcher an den Primärführungsschlitten (6) gekoppelt ist.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Testnadeln (2, 3), einschließlich ihrer Führungselemente sowie der Motor (4) und die Kraftübertragungselemente (5, 7) auf einem Schwenkträger (15) angeordnet sind, der in mindestens zwei Arbeitspositionen mit unterschiedlichem Winkel zur Leiterplatte verschwenkbar ist.
8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (17) des Schwenkträgers (15) zur Vermeidung eines unerwünscht großen Lagerspiels in zwei axial verspannten Lagern (20, 23) gelagert ist, wobei Lagervorspannung durch zwei einstellbare Lagerzapfen (20) erzielt wird, die in sich gegenüberliegenden Schenkeln einer die Schwenkachse (17) stirnseitig übergreifenden Achsenhalterung (21) angeordnet sind, wobei mindestens ein Schenkel (22) der Achsenhalterung (21) durch Einstellung der Lagerzapfen (20) federnd verbiegbar ist, um für die Lagervorspannung eine definierte Federkraft bereit zu stellen.
9. Anordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Schwenkträger (15) ein Anschlagbolzen (18) angebracht ist, welcher beim Erreichen der beiden Arbeitspositionen linienförmig an einem jeweiligen Anschlagabschnitt (19) des Trägergestells anschlägt, wobei die Anschlagabschnitte (19) einstückig mit dem Trägergestell ausgebildet sind.
10. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Schwenkträger (15) auch der Motor (4) und die Kraftübertragungselement (5, 7) befestigt sind.
11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragbereiche der Testnadeln (2, 3) aus Magnesiumlegierungen oder Kunststoff gefertigt sind.
12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie an einem Läufer (1) eines Planarantriebs befestigt ist, welcher oberhalb der zu prüfenden Leiterplatte positioniert ist.