DE10335094A1

DE10335094A1 - Ein Verfahren zum Erfassen von fehlenden Komponenten bei einem Elektrisch-Platine-Test unter Verwendung von optoelektronischen halterungsbefestigten Sensoren

Info

Publication number: DE10335094A1
Application number: DE10335094A
Authority: DE
Inventors: Robert E. Loveland McAuliffe
Original assignee: Agilent Technologies Inc
Current assignee: Agilent Technologies Inc
Priority date: 2002-10-16
Filing date: 2003-07-31
Publication date: 2004-05-13
Also published as: US6903360B2; TWI284735B; CN1254689C; CN1490631A; US20040075067A1; TW200406581A; GB2394284B; GB2394284A; SG129257A1; GB0321581D0

Abstract

Es ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins einer Komponente auf einer gedruckten Schaltungsplatine offenbart. Das Verfahren und die Vorrichtung verwenden einen Photosensor und einen Photodetektor, die innerhalb einer vorbestimmten nicht-kontaktierenden Distanz von der erwarteten Position einer gegebenen Testkomponente positioniert sind. Der Photoemitter emittiert einen gesteuerten Betrag von Lichtenergie auf die erwartete Position der Testkomponente auf der gedruckten Schaltungsplatine. Der Photosensor erfaßt den Betrag der Reflexion von der Oberfläche der erwarteten Position der Testkomponente. Da der Betrag der Reflexion sich zwischen der Reflexion von der Oberfläche der Testkomponente und der Reflexion von der Oberfläche der nackten Platine unterscheidet, basierend auf der Reflexionsmessung, kann die Testkomponente entweder als vorhanden oder nicht vorhanden an ihrer erwarteten Position auf der gedruckten Schaltungsplatine klassifiziert werden.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf das Testen elektrischer Platinen und insbesondere auf ein neues Verfahren und eine Vorrichtung zum Erfassen von fehlenden Komponenten von einer gedruckten Schaltungsplatine.
Elektronische Produkte werden mit schneller Geschwindigkeit physisch kleiner. Gleichzeitig wurden Verbraucher in ihren Erwartungen von der Qualität und der Zuverlässigkeit der Produkte, die sie kaufen, anspruchsvoller. Um Qualitätsanforderungen zu erfüllen, müssen Hersteller elektronischer Produkte das Produkt auf verschiedenen Stufen während des Herstellungsprozesses gründlich testen. Da elektronische Bauelemente jedoch kleiner werden, wurde der Zugriff auf die kritischen Abschnitte (z. B. elektrische Schaltungsknoten) des Bauelements, die zum Testen des Produkts notwendig sind, immer schwieriger. Dieses Problem tritt zu einer Zeit auf, zu der viele Hersteller sich ferner einem ansteigenden Bedarf zum schnelleren und effizienteren Testen von Produktkomponenten gegenüber sehen.
Eine gedruckte Schaltungsplatine (PCB) ist während des Anordnungsverfahrens anfällig für viele unterschiedliche Typen von Defekten. Dementsprechend werden verschiedene Test- und Inspektions-Techniken verwendet, um diese Defekte zu lokalisieren. Heute bestehen drei allgemeine Testverfahren, die verwendet werden, um PCB-Defekte zu finden: elektrische Tests, optische (oder visuelle) Inspektion und Röntgeninspektion. Von diesen ist der elektrische Test und insbesondere eine Technik, die als „schaltungsinterner Test" be kannt ist, die ausgereifteste und am häufigsten verwendete Technik. Während jedoch der physische Zugriff auf Knoten auf der PCB über Nagelbettsondierung geringer wird, wird der schaltungsinterne Test weniger effektiv.
Einer der heute am häufigsten auftretenden Defekte an PCB-Anordnungen ist fehlende Bauelemente. Die Bauelemente werden entweder nie auf die Platine geladen oder sie fallen während des Anordnungsprozesses ab. Bekannte Verfahren zum Erfassen fehlender Bauelemente auf der elektrischen Teststufe des Prozesses umfassen einen schaltungsinternen Test, einen Funktionstest, einen Kapazitätsmeßtest, einen Abtasttest, einen automatisierten optischen Test und einen automatisierten Röntgentest.
Ein schaltungsinterner Test, der einen nicht mit Leistung versorgten schaltungsinternen analogen Test (für einzelne analoge Komponenten) und einen digitalen schaltungsinternen Test für digitale Komponenten umfaßt, verwendet einen schaltungsinternen Tester. Der schaltungsinterne Tester umfaßt einen Nagelbett-Testkopf, der eine Anzahl von Testerschnittstellenstiften aufweist. Eine Halterung, die eine Anzahl von Sonden aufweist, ist über dem Nagelbett des Testers derart befestigt, daß die Halterungssonden mit den Testerschnittstellenstiften ausgerichtet sind und dieselben kontaktieren. Eine gedruckte Testschaltungsplatine ist in der Halterung derart befestigt, daß die Halterungssonden elektrisch verschiedene Knoten von Interesse an der Test-PCB kontaktieren. Analoge schaltungsinterne Tests erfassen fehlende Komponenten an der Test-PCB durch Sondieren der entsprechenden Knoten, an die die Testkomponente angebracht sein sollte, und Messen des Werts der Testkomponente in entsprechenden Einheiten (z. B. Widerstand, Kapazität, etc.). Wenn der gemessene Wert innerhalb vorbestimmter Grenzen des erwarteten Wertes liegt, ergibt der Test, daß die Testkomponente tatsächlich vorhanden ist.
Auf ähnliche Weise werden bei einem Funktionstest Eingangs- und Ausgangs-Knoten auf der Platine, an die die Testkomponente angebracht sein sollte, sondiert, digitale Werte werden an die Eingangsknoten angewendet und digitale Ergebnisse werden von den Ausgangsknoten gesammelt. Wenn die korrekten Ergebnisse gesammelt sind, ergibt der Test, daß die Testkomponente tatsächlich vorhanden ist.
Ein Kapazitätsmeßtest, wie z. B. die TestJet^TM-Sonde und -Technik von Agilent Technology (detailliert beschrieben in dem U.S.-Patent 5,254,953 an Crook u.a. und hierin durch Bezugnahme für alle Lehren aufgenommen) erfaßt, wenn ein Bauelementstift nicht ordnungsgemäß mit dessen Spur an der PCB verbunden ist. Die Technik verwendet eine externe Platte, die über der Testvorrichtung aufgehängt ist und von dem Anschlußleitungsrahmen durch das Kunststoff- oder Keramik-Material des Bauelementgehäuses getrennt ist. Der Anschlußleitungsrahmen und die externe Platte bilden einen kleinen Kondensator, der durch eine Stimulierung mit einer Wechselquelle gemessen werden kann. Wenn der Bauelementstift nicht elektrisch mit der Spur verbunden ist, resultiert eine zusätzliche Kapazität in Reihe mit dem TestJet^TM-Kondensator. Diese zusätzliche Kapazität existiert aufgrund des winzigen Luftzwischenraums zwischen dem Stift und der Spur. Dies ist eine sehr kleine Kapazität, viel kleiner als der TestJet^TM-Kondensator, so daß die Reihenkombination des TestJet^TM und dessen zusätzlicher Stiftkondensator kleiner ist als einer der Kondensatoren. Ein Schwellenwert kann für jeden Stift der Testvorrichtung gesetzt werden, um zwischen vorhandenen und nicht-vorhandenen Bauelementen zu unterscheiden.
Fehlende digitale Bauelemente können häufig unter Verwendung von Abtasttestmethoden basierend auf IEEE 1149.1 erfaßt werden. Ein Abtasttest funktioniert jedoch nur an Bauelementen, die dem IEEE 1149.1 Standard entsprechen. Ferner erfordert sogar ein Abtasttest ein Sondieren. Außerdem kann die Abwesenheit von bestimmten Klassen von Bauelementen, die in schwierigen Topologien angeschlossen sind, nicht durch elektrische Verfahren erfaßt werden, sogar wenn ein physisches Sondieren geliefert wird. Parallele Umgehungskondensatoren sind ein Beispiel.
Eine andere aufkommende Technik zum Erfassen von fehlenden Bauelementen an einer PCB ist durch mechanische Schalterfassung. Bei dieser Technik versucht eine federbelastete Sonde, ein Teil zu sondieren, wo dasselbe angeordnet sein sollte. Wenn das Teil vorliegt, wird die Feder der Sonde zusammengedrückt, um einen mechanischen Schalter zu schließen, der eine Schaltung vervollständigt, um einen Stromfluß zu ermöglichen. Wenn das Bauelement somit vorliegt, ist Strom in der Schaltung meßbar; auf ähnliche Weise, wenn das Bauelement nicht vorliegt, fließt kein Strom durch die Schaltung. Die mechanische Schalterfassungstechnik ist insofern problematisch, daß dieselbe bewegbare Teile enthält, die dieselbe anfällig für einen Teileausfall machen und einen physischen Kontakt der Testkomponente erfordert.
Die obigen Techniken erfordern jeweils zumindest ein physisches Sondieren der PCB-Knoten (mit der Ausnahme der mechanischen Schalttechnik), und sind daher ineffektiv für PCB-Anordnungen mit eingeschränktem Knotenzugriff. Um einen Verlust einer Testabdeckung in nicht sondierten Bereichen der PCB zu überwinden, sind alternative Testmethoden entstanden. Diese umfassen eine automatisierte optische Inspektion (AOI) und eine automatisierte Röntgeninspektion (AXI). Obwohl diese Methoden fehlende Bauelemente sehr effektiv erfassen können, leiden dieselben jeweils unter ihren eigenen Einschränkungen und Nachteilen. Der Hauptnachteil dieser Techniken ist, daß dieselben eine teuere Herstellungslinienausrüstung erfordern, die vollständig getrennt von dem schaltungsinternen Tester ist, und daher ferner einen vollständig neuen Testschritt erfordern, der zu dem Herstellungsverfahren hinzugefügt werden soll. Die Kosten zum Hinzufügen solcher Maschinen zu dem Herstellungsprozeß können in manchen Fällen angemessen sein, aber in anderen Fällen stellt der Bedarf hierfür einen großen Nachteil für diese Verfahren dar.
Da die meisten Herstellungslinien bereits elektrische Tester verwenden (primär schaltungsinterne Tester), wäre es vorteilhaft, die Fähigkeit zu haben, fehlende Bauelemente während der schaltungsinternen Stufe des Herstellungsverfahrens zu erfassen. Aufgrund des verringerten Zugriffs auf die PCB-Knoten aufgrund sich ständig verringernder Knotenbeabstandung werden die aktuellen Lösungen zum Erfassen von fehlenden Bauelementen an einer PCB weniger durchführbar. Der primäre Grund dafür ist, daß die meisten elektrischen Techniken, die heute zum Prüfen fehlender Komponenten verwendet werden, von physischem Zugriff abhängen, insbesondere für analoge Komponenten.
Ein anderer Einfluß, der die Verwendbarkeit von elektrischen Testern beim Erfassen fehlender PCB-Komponenten verringert ist, daß bestimmte Bauelemente sogar beim Sondieren elektrisch nicht testbar sind. Das primäre Beispiel dafür sind parallele Umgehungskondensatoren. Während es theoretisch möglich ist (z. B. auf dem Prüfstand mit einem einzelnen Testobjekt (DUT = device under test)), einen einzelnen fehlenden Kondensator zu erfassen, ist eine solche Erfassung in der Praxis häufig nicht möglich. Die Toleranzen und Schutzabstände, die den Testgrenzen hinzugefügt werden müssen, verdecken kleine Meßdifferenzen aufgrund eines einzelnen (oder sogar mehrerer) fehlenden Kondensators vollständig. Wenn MSI- und LSI- durch VLSI-Komponenten, FPGAs und große ASICs ersetzt werden, erhöht sich das Verhältnis von Umgehungskondensatoren zu digitalen Komponenten, wodurch die Anzahl von möglichen Fehlern verringert wird, die sogar durch einen perfekten elektrischen Test erfaßbar sind.
Dementsprechend ist es ein Ziel der Erfindung, fehlende Komponenten an einer PCB zu erfassen, während die PCB elektrisch an einem schaltungsinternen Tester getestet wird.
Es ist ferner ein Ziel der Erfindung, fehlende Komponenten zu erfassen, ohne die Schaltung physisch zu sondieren.
Es ist ein wiederum anderes Ziel der Erfindung, fehlende Komponenten zu erfassen, die aktuell nicht durch ein bekanntes elektrisches Testverfahren in einer Herstellungsumgebung erfaßt werden können.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Bestimmen des Vorhandenseins oder der Abwesenheit einer Komponenten auf einer gedruckten Schaltungsplatine, eine Vorrichtung zum Erfassen des Vorhandenseins oder der Abwesenheit einer Komponente auf einer gedruckten Schaltungsplatine, eine Halterung für einen gedruckten Schaltungsplatinentester und ein computerlesbares Speicherungsmedium mit verbesserten Charakteristika zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Bestimmen des Vorhandenseins oder der Abwesenheit einer Komponente auf einer gedruckten Schaltungsplatine gemäß Anspruch 1 oder 17, eine Vorrichtung zum Erfassen eines Vorhandenseins oder einer Abwesenheit einer Komponente auf einer gedruckten Schaltungsplatine gemäß Anspruch 6, eine Halterung für einen Gedruckte-Schaltungsplatine-Tester gemäß Anspruch 13 und ein computerlesbares Speicherungsmedium gemäß Anspruch 19 oder 20 gelöst.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Lösung für die obigen Probleme und liefert die Fähigkeit, fehlende Komponenten (einschließlich Umgehungskondensatoren) auf der schaltungsinternen Teststufe des Herstellungsprozesses unter Verwendung von nicht-elektrischen Verfahren zu erfassen. Die Komponentenerfassungsvorrichtung der Erfindung verwendet Subminiatur-Reflexionsobjektsensoren, die einen Infrarot-(IR-) -Emitter und -Detektor in demselben Baustein umfassen. Der Emitter und der Detektor sind optisch ausgerichtet, um Reflexionsoberflächen in Distanzen von ungefähr 1 bis 5 mm zu erfassen. Durch Positionieren der Komponentenerfassungsvorrichtung direkt über einer Testkomponente (wie z. B. einem Umgehungskondensator) ist es möglich, eine Reflexionsdifferenz zu erfassen, die das Vorhandensein oder die Abwesenheit der Komponente anzeigt.
Die vorliegende Erfindung ist aus verschiedenen Gründen vorteilhaft gegenüber dem Stand der Technik. Im Gegensatz zum analogen schaltungsinternen Testen erfaßt die vorliegende Erfindung fehlende Bauelemente ohne den Bedarf nach physischen Sonden und ohne Kenntnis der Schaltungstopologie. Ferner wird die Erfindung nicht durch die Schaltungstopologie beeinträchtigt.
Im Gegensatz zu dem digitalen schaltungsinternen Testen erfaßt die vorliegende Erfindung fehlende Bauelemente ohne digitale Testprogrammierung, ohne den Bedarf nach physischen Sonden und ohne Kenntnis der Schaltungstopologie. Ferner wird die Erfindung nicht durch die Schaltungstopologie beeinträchtigt.
Im Gegensatz zu der TestJet^TM-Technik von Agilent Technology, erfaßt die vorliegende Erfindung fehlende Bauelemente ohne den Bedarf nach physischen Sonden und hängt nicht von empfindlichen analogen Messungen ab.
Im Gegensatz zu einem abtastbasierten digitalen Test funktioniert die vorliegende Erfindung an Bauelementen, die dem IEEE 1149.1-Standard nicht entsprechen.
Im Gegensatz zu dem Testen über die mechanische Schalttechnik verwendet die vorliegende Erfindung keine bewegbaren Teile und erfordert keinen mechanischen Kontakt.
Im Gegensatz zur automatisierten optischen Inspektion (AOI) erfordert die vorliegende Erfindung keinen separaten Tester oder Testschritt bei dem Herstellungsverfahren und ist bedeutend weniger teuer.
Im Gegensatz zu der automatischen Röntgeninspektion (AXI) erfordert die vorliegende Erfindung keinen separaten Tester oder Testschritt bei dem Herstellungsverfahren und ist beträchtlich weniger teuer.
Eine umfassendere Beschreibung dieser Erfindung und viele der zu derselben gehörigen Vorteile gehen aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung hervor und werden durch Bezugnahme auf dieselbe besser verständlich, unter Berücksichtigung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen dieselben oder ähnliche Komponenten anzeigen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1A eine Profilansicht einer gedruckten Testschaltungsplatine mit einer vorhandenen Testkomponente, die das Verfahren und die Vorrichtung für eine Komponentenerfassung darstellt;
1B eine Profilansicht der gedruckten Testschaltungsplatine aus 1A mit nicht vorhandener Testkomponente, die das Verfahren und die Vorrichtung für eine Komponenten-Nichterfassung darstellt;
2 ein schematisches Blockdiagramm eines Komponentendetektors, der gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung implementiert ist;
3 ein schematisches Blockdiagramm einer Komponentenerfassungsvorrichtung, implementiert gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
4 ein Blockdiagramm eines schaltungsinternen Testers, der die Komponentenerfassungsvorrichtung der Erfindung verwendet;
5 ein Operationsflußdiagramm, das ein Komponentenerfassungsverfahren der Erfindung darstellt;
6 ein Operationsflußdiagramm, das ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Komponentendetektor-Kalibrierungsverfahrens gemäß der Erfindung darstellt;
7A ein Diagramm, das akzeptable Reflexionsvermögens-Schwellengrenzen darstellt;
7B ein Diagramm, das nichtakzeptable Reflexionsvermögens-Schwellengrenzen darstellt; und
7C ein Diagramm, das nicht-akzeptable überlappende Reflexionsvermögens-Schwellengrenzen darstellt.
Ein neues Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen des Vorhandenseins oder der Abwesenheit einer Komponente an einer gedruckten Schaltungsplatine wird hierin nachfolgend detaillierter beschrieben. Obwohl die Erfindung im Hinblick auf spezifische darstellende Ausführungsbeispiele beschrieben ist, wird darauf hingewiesen, daß die Ausführungsbeispiele, die hierin beschrieben sind, nur beispielhaft sind, und daß der Schutzbereich der Erfindung nicht durch dieselben eingeschränkt werden soll.
Bezug nehmend nun auf die Erfindung stellen 1A und 1B eine gedruckte Testschaltungsplatine 2 dar, die eine erste Oberfläche 4 aufweist, auf der eine Schaltungskomponente 6 befestigt sein soll. Ein Komponentendetektor 10 ist in naher aber nicht kontaktierender Nähe zu der Position positioniert, wo die Testkomponente 6 angebracht sein soll. Der Komponentendetektor 10 emittiert Lichtenergie (vorzugsweise im Infrarotbereich (IR-Bereich)) in der Richtung der erwarteten Position der Testkomponente 6 und erfaßt das Reflexionsvermögen des emittierten Lichts von der Oberfläche von entweder der Testkomponenten 6 (wenn die Komponente 6 vorhanden ist) oder der leeren gedruckten Schaltungsplatine 2 (wenn die Testkomponente 6 nicht vorhanden ist). Eine Kombination der Distanzdifferenz zwischen der Oberfläche 8 der Testkomponente 6, falls vorhanden, und der Oberfläche 4 der Platine 2, wenn die Testkomponente 6 nicht vorhanden ist, und die potentiell unterschiedlichen Reflexionsvermögenskonstanten der Oberflächen 4 und 8 führen zu zwei unterschiedlichen Reflexionsvermögensmessungen abhängig davon, ob die Testkomponente 6 vorhanden oder nicht vorhanden ist.
1A stellt den Fall dar, in dem die Testkomponente 6 auf der Platine 2 vorhanden ist. In diesem Fall wird die IR-Energie, die von dem Komponentendetektor 10 emittiert wird, von der oberen Oberfläche 8 der Testkomponentereflektiert, was zu einem ersten Reflexionsvermögen R_C führt.
1B stellt den Fall dar, in dem die Testkomponente 6 auf der Platine 2 nicht vorhanden ist. In diesem Fall, wird die IR-Energie, die von dem Komponentendetektor 10 emittiert wird, von der Oberfläche 4 der Platine 2 reflektiert, was zu einem zweiten Reflexionsvermögen R_B führt, das sich von dem ersten Reflexionsvermögen R_C unterscheidet.
Abhängig davon, ob die Komponente 6 auf der Platine 2 vorhanden ist oder fehlt, können zwei Parameter das Reflexionsvermögen R_C oder R_B beeinträchtigen: die Distanz zwischen dem Sensor 14 (2) in dem Komponentendetektor 10 und der Reflexionsoberfläche 4 oder 8 und die Reflexionsvermögenskonstanten der Platinenoberfläche 4 bzw. der Komponentenoberfläche 8. Abhängig von der Situation kann einer dieser Parameter stärker zu dem gemessenen Reflexionsvermögen R_C oder R_B beitragen. In den meisten einfachen Fällen ist der Grund für den dominanten Beitrag zu dem gemessenen Reflexionsvermögen R_C oder R_B die Differenz der Reflexions vermögenskonstanten der Platinenoberfläche 4 und der Komponentenoberfläche 8. In der Praxis ist der Parameter, der dominanter für das gemessene Reflexionsvermögen R_C oder R_B ist unwichtig, so lange eine unterscheidbare Differenz bei dem gemessenen Reflexionsvermögen zwischen dem Fall einer vorhandenen Komponente (z. B. R_C) und einer nichtvorhandenen Komponente (z. B. R_C ± Toleranz ≠ R_B ± Toleranz) existiert.
2 ist ein schematisches Blockdiagramm, das ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Komponentendetektors 10 darstellt. Wie dargestellt ist, umfaßt der Komponentendetektor 10 einen Photoemitter 12 und einen Photosensor 14. Ein digitaler Treiber 32 (siehe 3) treibt die Anode 11 des Photoemitters 12, der eine Infrarotenergie emittiert. Der Photosensor 14 ist vorzugsweise ein Phototransistor, der mit einem digitalen Empfänger 33 in dem Tester (siehe 3) verbunden ist, wo der Anschluß 16 des Phototransistors als der Eingang des Sensors 14 wirkt.
3 ist ein schematisches Diagramm eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Komponentenerfassungsvorrichtung 20 der Erfindung. Die Vorrichtung 20 umfaßt einen Eingangsknoten 21, einen Ausgangsknoten 23 und einen Masseknoten 22. Wie dargestellt ist, ist ein digitaler Treiber 32 mit dem Eingangsknoten 21 der Komponentenerfassungsvorrichtung 20 verbunden, um die Anode 11 des Photoemitters 12 durch einen Reihenwiderstand 18 zu treiben. Der Kollektor des Phototransistors 14, der ebenfalls mit dem Eingangsknoten 21 der Vorrichtung verbunden ist, wird durch den digitalen Treiber 32 des Testers 30 getrieben, um den Bedarf zu vermeiden, den Komponentendetektor 10 mit Leistungsversorgungen zu verdrahten. Die Kathode 13 des Photoemitters 12 und der Emitter 17 des Phototransistors 14 (durch einen Widerstand 19) sind beide mit Masse an dem Knoten 22 verbunden. Der Emitter 17 des Phototransistors 14 ist mit dem Ausgangsknoten 23 der Komponentenerfassungsvorrichtung 20 verbunden, die mit einem digitalen Empfänger 33 verbunden sein kann. Der digitale Treiber 32 und der Empfänger 34 können in dem Tester 30 oder der Testhalterung 40 angeordnet sein, oder können sogar gemeinsam mit der Komponentenerfassungsvorrichtung 20 in demselben Baustein angeordnet sein. Licht, das von der Oberfläche der Testkomponente 6 oder der leeren Platine 4 reflektiert wird, wird an dem Anschluß 16 des Phototransistors 14 erfaßt, der den Strombetrag bestimmt, der an dem Emitter 17 des Phototransistors 14 ersichtlich ist.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Komponentendetektor 10 unter Verwendung eines Reflexionssensors implementiert, wie z. B. des OPTEK SMD Reflexionssensors Typ OPR5005, der eine photoemittierende Diode (genauer gesagt eine GaAlAs LED) und einen Phototransistor in einem 2,9 × 4,5 mm undurchlässigen Oberflächenbefestigungsbausteinintegriert. Der Strom, der zu der Anode 11 der photoemittierenden Diode geliefert wird, liegt im Bereich von 50 mA. Der undurchlässige Baustein ermöglicht sehr wenig Nebensprechen und schirmt den Phototransistor 14 von Umgebungslichtquellen ab.
Bezug nehmend nun auf 4 ist ein Abschnitt eines schaltungsinternen Testsystems 100 gezeigt, das verschiedene Komponentenerfassungsvorrichtungen 20a, 20b, 20c verwendet, die gemäß der Erfindung implementiert sind. Wie dargestellt ist, umfaßt das schaltungsinterne Testsystem 100 einen Tester 30, eine Halterung 40 und eine Test-PCB 2. Aufgrund der engen Beabstandung der Testerschnittstellenstifte, der Knoten der Test-PCB und der geringen Größe der Testkomponenten ist für eine vereinfachte Darstellung nur ein kleiner Kantenabschnitt des Testers gezeigt.
Der Tester 20 umfaßt eine Mehrzahl von Testerschnittstellenstiften 31, die in einem Array (oder „Nagelbett") entlang der Oberseite des Testers 30 angeordnet sind. Der Tester 30 umfaßt eine Testerhardware 35, die unter der Steuerung einer Steuerung 36 arbeitet. Die Steuerung 36 kann durch die Testersoftware 37 gesteuert werden, die innerhalb des Testers 30 selbst oder entfernt über einen Standardkommunikationsschnittstelle ausgeführt werden kann. Eine Funktion der Steuerung 36 ist das Konfigurieren der Hardware 35, um elektrische Verbindungen zwischen Meßschaltungen innerhalb des Testers und jedem der Testschnittstellenstifte 31 herzustellen oder zu unterbrechen. Zu diesem Zweck ist jeder Testschnittstellenstift 31 mit der Testerhardware durch ein Relais 34 verbindbar oder isoliert. Ein elektrischer Kontakt zwischen den Testressourcen und einem jeweiligen Testschnittstellenstift 31 kann durch Schließen von dessen entsprechendem Relais 34 hergestellt werden; umgekehrt kann der Stift 31 von der Testhardware isoliert werden, durch Öffnen von dessen entsprechendem Relais 34.
An der Oberseite des Testers 30 und über den Nagelbettest-Schnittstellenstiften 31 ist die Testhalterung 40 befestigt. Die Testhalterung 40 kann die Testschnittstellenstifte 31 mit Halterungssonden 48 direkt schnittstellenmäßig verbinden, oder wie gezeigt ist, kann dieselbe die Testschnittstellenstifte 31 mit den Halterungssonden 48 schnittstellenmäßig durch einen Testadapter 50 verbinden. Die Halterung 40 ist über den Testerschnittstellenstiften 31 des Testers 30 derart befestigt, daß die unteren Spitzen von deren doppelendigen Federsonden 48 einen elektrischen Kontakt mit den oberen Spitzen der entsprechenden Testschnittstellenstifte 31 des Testers 30 herstellen, entweder direkt oder durch einen Testadapter 50, wie gezeigt ist. Die oberen Spitzen der doppelendigen Federsonden 48 sind mit den leitfähigen Anschlußflächen von Interesse 3a, 3b, 3c, 3d, 3d an der Unterseite der Test-PCB 2 ausgerichtet und stellen einen elektrischen Kontakt mit denselben her.
Die Halterung 40 umfaßt eine Halterungsoberseite 42 und eine Halterungsunterseite 44. Die Halterungsunterseite 44 umfaßt eine Mehrzahl von doppelendigen Federsonden 48, die durch präzise ausgerichtete Löcher in der Halterungsunterseite 44 eingefügt werden. Der Zweckmäßigkeit der Darstel lung und der Klarheit der Erfindung halber sind nur fünf solche doppelendigen Federsonden 48 gezeigt; Fachleute auf dem Gebiet werden jedoch erkennen, daß ein herkömmlicher schaltungsinterner Tester tausende solcher Sonden aufweist.
Die Halterungsoberseite 42 ist mit einer Anzahl von Komponentenerfassungsvorrichtungen 20a, 20b konfiguriert, wobei jeweils eine derselben jeder Testkomponente 6a, 6b an der Oberseite 4 der Test-PCB 2 entspricht. Die Komponentenerfassungsvorrichtungen 20a, 20b sind an der Halterungsoberseite 42 derart befestigt, daß der Komponentendetektor 10a, 10b jeder Vorrichtung 20a, 20b präzise über dessen entsprechender Testkomponente 6a, 6b innerhalb einer nicht-kontaktierenden aber vorbestimmten Distanz von der erwarteten Position der oberen Oberfläche der Testkomponente 6a, 6b (falls vorhanden) ausgerichtet ist, wenn die PCB 2 ordnungsgemäß in der Halterung 40 befestigt ist.
Bei dem darstellenden Ausführungsbeispiel umfaßt die PCB 2 Testkomponenten 6a, 6b, 6c, die an beiden Seiten der Platine befestigt sind. Entsprechend muß eine Unterbringung für Komponentenerfassungsvorrichtungen 20 für beide Seiten der Platine 2 hergestellt werden. Diesbezüglich kann die Halterungsunterseite 44 ferner mit einer Anzahl von Komponentenerfassungsvorrichtungen 20c konfiguriert sein, wobei jeweils einer jeder Testkomponente 6c an der Unterseite 5 der Test-PCB 2 entspricht. Die Komponentenerfassungsvorrichtungen 20c sind an der Halterungsunterseite 44 derart befestigt, daß der Komponentendetektor 10c jeder Vorrichtung 20c präzise unter ihrer entsprechenden Testkomponente 6c innerhalb einer nicht-kontaktierenden aber vorbestimmten Distanz von der Oberfläche 8c der Testkomponente 6c (falls vorhanden) ausgerichtet ist, wenn die PCB 2 ordnungsgemäß in der Halterung 40 befestigt ist.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt die Halterung 40 eine Komponentenerfassungsvorrichtung 20 für jeden Umgehungskondensator, Widerstand oder andere Komponente von Interesse an der bedruckten Schaltungsplatine 2. Dementsprechend kann eine große Anzahl von Komponentenerfassungsvorrichtungen 20 erforderlich sein. Aus diesem Grund kann es wünschenswert sein, die Steuerungssignale 38 von dem Tester 30 zu multiplexen, die zu jeder Komponentenerfassungsvorrichtung 20 gehen, um die Anzahl von Steuerungsleitungen zwischen dem Tester 30 und der Halterung 40 zu reduzieren. Bei dem darstellenden Ausführungsbeispiel kann eine einzelne 8-Bit-Multiplexerkarte 46a, 46b verwendet werden, um bis zu 256 unterschiedliche Komponentenerfassungsvorrichtungen 20 zu adressieren. Die Multiplexerkarten 46a, 46b können ferner konfiguriert sein, um den digitalen Treiber 32 und Empfänger 33 (3) für jede adressierbare Komponentenerfassungsvorrichtung 20 zu umfassen.
Es wird natürlich darauf hingewiesen, daß die Treiber und Empfänger jeder Komponentenerfassungsvorrichtung 20 alternativ in einer 1-zu-1-Korrespondenz mit dem Tester 30 ohne die Verwendung der Multiplexer 46a, 46b, 46c oder anderer Steuerungsleitungs-Reduktionsschemata verdrahtet sein können. Bei einem wiederum alternativen Ausführungsbeispiel, gezeigt bei 52, können das Eingangstor 21 und das Ausgangstor 23 der Komponentenerfassungsvorrichtungen mit Knoten an der Halterung verbunden sein, die durch die Testerschnittstellenstifte 31 sondiert werden können. Bei dieser alternativen Konfiguration 52 können die Komponentenerfassungsvorrichtungen durch die Testerressourcen 35 durch die Testerschnittstellenstifte 31 getrieben werden.
Wenn ein Komponentenerfassungstest ausgeführt werden soll, weist die Testersoftware 37 die Testerhardware 35 und/oder die Steuerung 36 an, die Treiber 32 der jeweiligen Komponentenerfassungsvorrichtungen 20a, 20b, 20c zu aktivieren, um die jeweiligen Photoemitter 12 der jeweiligen Komponentenerfassungsvorrichtungen 20a, 20b, 20c zu treiben, um einen vorbestimmten Lichtenergiepegel zu emittieren. Die Testersoftware 37 weist dann die Testerhardware 35 und/oder die Steuerung 36 an, um die Empfänger 33 der jeweiligen Komponentenerfassungsvorrichtungen 20a, 20b, 20c zu aktivieren, um den erfaßten Lichtenergiepegel von dem Phototransistor 14 zu empfangen, aufgrund des Reflexionsvermögens des Lichts, das durch die Photoemitter 12 von entweder den Oberflächen 8a, 8b, 8c der Testkomponenten 6a, 6b, 6c (falls vorhanden) oder den Oberfläche 4 der leeren PCB 2 (wenn die jeweilige Testkomponente 6a, 6b, 6c nicht vorhanden ist) emittiert wird. Die Testerhardware 35 und/oder die Steuerung 36 leiten die Reflexionsvermögensergebnisse zu der Testersoftware 37 weiter, die die Reflexionsvermögenspegel, die durch eine der Komponentenerfassungsvorrichtungen 20 erfaßt wurden, mit einer oder mehreren vorbestimmten Schwellengrenzen vergleicht, die definieren, ob die Testkomponente vorhanden oder nicht vorhanden ist. Alternativ kann der Vergleich in der Hardware durchgeführt werden. Abhängig von der Verdrahtungskonfiguration der Halterung-zu-Tester-Steuerungen können Messungen, die durch den Komponentenerfassungstest erhalten werden, für jede Testkomponente entweder gleichzeitig (wenn die Verdrahtung vollständig parallel ausgeführt ist und das Adressierungsschema dies zuläßt) genommen werden oder können jeweils für eine oder einige wenige Testkomponenten gleichzeitig genommen werden.
Die vorbestimmten Schwellengrenzen können durch Betreiben eines Kalibrierungstests an einer als gut bekannten Platine (bei der bekannt ist, daß alle Testkomponenten 6a, 6b, 6c vorhanden sind) und an einer leeren Platine (oder bei der zumindest bekannt ist, daß alle Testkomponenten 6, 6b, 6c nicht vorhanden sind) bestimmt werden. Die Ergebnisse dieser Kalibrierungstests werden verwendet, um die Schwellengrenzen zu setzen (die Meßtoleranzpegel der Testkomponenten berücksichtigen), die zwischen dem Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Testkomponente unterscheiden.
5 ist ein Flußdiagramm, das einen Beispieltest zum Erfassen des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins von Testkomponenten auf einer PCB 2 darstellt. Vorzugsweise werden die Schwellengrenzen, die definieren, ob die Testkomponente vorhanden oder nicht vorhanden ist, durch Kalibrieren 201 des Komponentendetektors 10 gesetzt und/oder bestimmt. Ein bevorzugtes Kalibrierungsverfahren wird im Hinblick auf 6 erörtert. Der Kalibrierungsschritt 201 ist insofern optional, daß die Schwellengrenzen aus Herstellerspezifikationen oder aus einer vorangehenden Kalibrierung einer ähnlichen PCB erhalten werden können.
Der Komponentendetektor ist in einer vorbestimmten nicht-kontaktierenden Nähe zu der erwarteten Position positioniert, die auf der PCB 2 für die Testkomponente 6 derart bezeichnet ist, daß der Emitter 12 und der Sensor 14 jeweils innerhalb einer vorbestimmten nicht-kontaktierenden Distanz von der erwarteten Position der Oberfläche 8 der Testkomponente 6 positioniert sind, wenn dieselbe auf der PCB 2 vorhanden ist.
Der Komponentendetektor ist in vorbestimmter nicht-kontaktierender Nähe zu der erwarteten Position positioniert 202, die auf der PCB 2 für die Testkomponente 6 derart bezeichnet ist, daß der Emitter 12 und der Sensor 14 jeweils innerhalb einer vorbestimmten nicht-kontaktierenden Distanz von der erwarteten Position der Oberfläche 8 der Testkomponente 6 positioniert ist, wenn dieselbe auf der PCB 2 vorhanden ist.
Der Emitter 12 emittiert 203 einen vorbestimmten Pegel von Lichtenergie in der Richtung der erwarteten Position der Testkomponente 6 auf der PCB 2.
Der Sensor 14 erfaßt und mißt 204 die Lichtenergie, die von der Oberfläche von entweder Testkomponente 6 reflektiert wird, wenn dieselbe vorhanden ist, oder von der Oberfläche 4 der PCB 2, wenn die Testkomponente 6 nicht vorhanden ist.
Der gemessene reflektierte Lichtenergiewert wird mit vorbestimmten Schwellengrenzen verglichen 205, die definieren, ob die Testkomponente vorhanden oder nicht vorhanden ist.
Basierend auf dem Vergleich bei Schritt 205 wird die Testkomponente 6 derart klassifiziert, daß sie an ihrer erwarteten Position auf der PCB 2 entweder vorhanden 206 oder nicht vorhanden 207 ist.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Testsystems 100, das in 4 erörtert wird, sind eine oder mehrere Komponentenerfassungsvorrichtungen 20 in der Testerhalterung 40 befestigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel umfaßt der Testaufbau eine Anzahl von Komponentenerfassungsvorrichtungen 20, die parallel mit dem Tester 30 verbunden sind. In diesem Fall kann ein einzelner digitaler Test gleichzeitig alle Komponentenerfassungsvorrichtungen 20 parallel treiben und gleichzeitig die gemessenen Ergebnisse von allen Komponentenerfassungsvorrichtungen 20 parallel empfangen.
Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel ist die Verdrahtung der Komponentenerfassungsvorrichtungen 20 nicht parallel, und somit muß der Test (z. B. das Verfahren aus 5) individuell für jede Komponentenerfassungsvorrichtung 20 ausgeführt werden (oder jede Gruppe von gleichzeitig adressierbaren Komponentenerfassungsvorrichtungen 20).
Bei einem wiederum anderen alternativen Ausführungsbeispiel kann der Testaufbau eine einzelne Komponentenerfassungsvorrichtung 20 (oder einige wenige) umfassen, die durch einen Roboterarm (nicht gezeigt) unter der Steuerung des Testers 30 positionierbar sind. Bei diesem alternativen Ausführungsbeispiel wird der Roboterarm für jede Testkomponente auf der PCB angewiesen, über der jeweiligen Testkomponente von Interesse positioniert zu werden, und der Komponentenerfassungstest (5) wird ausgeführt.
6 ist ein Flußdiagramm, das ein bevorzugtes Verfahren zum Kalibrieren 201 des Komponentendetektors und zum Bestimmen der Schwellengrenze(n) darstellt, die definieren, ob die Testkomponente vorhanden oder nicht vorhanden ist. Wie dargestellt ist, beginnt das Kalibrierungsverfahren durch die Auswahl 210 eines Lichtenergiepegels, der durch den Emitter 12 des Komponentendetektors 10 emittiert werden soll und/oder mit der Auswahl einer Distanz, in der das Emitter-/Sensor-Paar 12/14 von der erwarteten Position der Oberfläche 8 einer ausgewählten Testkomponente 6 plaziert werden soll.
Eine als gut bekannte PCB, die Komponenten aufweist, die als vorhanden an den erwarteten Positionen auf der Platine bekannt sind, wird dann in der Halterung befestigt 211. Der Komponentendetektor 10 wird in einer vorbestimmten Nähe zu der erwarteten Position der ausgewählten Testkomponente 6 positioniert 212, und genauer gesagt wird das Emitter- /Sensor-Paar 12/14 des Komponentendetektors 10 in der vorausgewählten Distanz von der erwarteten Position der Oberfläche 8 der ausgewählten Testkomponente 6 positioniert. Der Emitter 12 emittiert 213 Lichtenergie in dem Betrag des vorausgewählten Lichtenergiepegels auf die erwartete Position der Oberfläche 8 der ausgewählten Testkomponente 6. Der Sensor 14 erfaßt und mißt 214 die Lichtenergie, die von der Oberfläche 8 der ausgewählten Testkomponente 6 reflektiert wird. Die gemessene reflektierte Lichtenergie kann dann aufgezeichnet 215 werden.
Eine nackte PCB oder eine, von der bekannt ist, daß die Testkomponenten an den erwarteten Positionen auf der Platine fehlen, wird dann in der Halterung befestigt 216. Der Komponentendetektor 10 wird in vorbestimmter Nähe zu der erwarteten Position der Testkomponente 6 derart positioniert 217, daß das Emitter-/Sensor-Paar 12/14 des Komponentendetektors 10 in der vorausgewählten Distanz von der erwarteten Position positioniert ist, wo die Oberfläche 8 der Testkomponente 6 wäre, wenn dieselbe vorhanden wäre. Der Emitter 12 emittiert 218 Lichtenergie in dem Betrag des vorausgewählten Lichtenergiepegels auf die erwartete Position der Oberfläche 8 der ausgewählten Testkomponente 6. Der Sensor 14 erfaßt und mißt 219 die Lichtenergie, die von der Oberfläche 8 der ausgewählten Testkomponente 6 reflektiert wird.
Toleranzen werden zu der gemessenen, von der nackten Platine reflektierten Lichtenergie und zu der aufgezeichneten von der guten Platine reflektierten Lichtenergie (aufgezeichnet bei Schritt 215) addiert, um die Schwellengrenzen für den jeweiligen Komponente-„Nichtvorhanden"-Fall und Komponente-„Vorhanden"-Fall zu setzen. 7A-7C stellen die Auswahl von geeigneten Schwellengrenzen zum Unterscheiden zwischen dem Vorhandensein oder dem Nichtvorhandensein einer Testkomponente 6 dar. Wie dargestellt ist, sollten Toleranzgrenzen aufgrund von Standardmeßfehlern zu der tatsächlichen Messung sowohl für den bekannten Komponente-Vorhanden-Fall als auch den bekannten Komponente-Nichtvorhanden-Fall addiert werden. Die Schwellengrenzen werden theoretisch auf die tatsächliche Messung plus/minus der Toleranz und dem Schutzabstand gesetzt, die der Messung zugeordnet sind. Aufgrund von Toleranz/Schutzabstand, die bei den tatsächlichen Messungen für den Vorhanden- und Nichtvorhanden-Fall berücksichtigt werden müssen, ist es möglich, daß die Werte der Schwellengrenzen entweder eine meßbare Differenz zwischen dem Vorhanden- und Nichtvorhanden-Fall nicht ermöglichen (wie dargestellt in 7B), oder daß die Schwellengrenzen überlappen (wie dargestellt in 7C). Wenn dies der Fall ist, müssen der Betrag der Lichtenergie, die durch den Komponentendetektor 10 emittiert wird, und/oder die Distanz zwischen dem Komponentendetektor 10 und der erwarteten Position der Testkomponente eventuell eingestellt werden und der Kalibrierungstest muß vielleicht erneut ausgeführt werden.
Dementsprechend wird die Differenz zwischen den Schwellengrenzen verglichen 221, um zu bestimmen, ob eine meßbare Differenz zwischen den Schwellengrenzen existiert 222. Wenn ja, wie in 7A dargestellt ist, wird der Lichtenergiepegel des Emitters und/oder die Distanz des Emitter- /Sensor-Paars von der erwarteten Oberfläche der ausgewählten Testkomponente 6 auf den momentan ausgewählten Lichtenergiepegel und/oder die Distanz gesetzt 222. Wenn nicht, wird ein neuer Lichtenergiepegel und/oder eine Distanz des Emitter-/Sensor-Paars von der erwarteten Oberfläche der Testkomponente 6 ausgewählt 223 und der Prozeß wird wiederholt, durch Wiederholen der Schritte 213-222.
Das Kalibrierungsverfahren kann nur an einer einzelnen Testkomponente durchgeführt werden, wenn bekannt ist, daß alle Testkomponenten denselben Betrag von Reflexion emittieren und die Oberflächen aller Testkomponenten in derselben Höhe über der Platine vorliegen. Sogar für einen gegebenen Testkomponententeil können jedoch Abweichungen in Größe oder Reflexion zwischen unterschiedlichen Herstellern desselben Teils existieren. Wenn somit bekannt ist, daß Teile von mehr als einem Hersteller des Teils auf der Platine verwendet werden, sollte das Kalibrierungsverfahren an zumindest einem Teil von jedem Hersteller ausgeführt werden.
Bei der Alternative kann das Kalibrierungsverfahren für jede Testkomponente auf der Platine durchgeführt werden.
Entsprechend kann das Kalibrierungsverfahren 201 zusätzliche Schritte umfassen. Zum Beispiel kann eine erste Testkomponente am Anfang des Prozesses 201 ausgewählt werden 225. Sobald der Lichtenergiepegel bei Schritt 224 für die erste Testkomponente ausgewählt ist, kann bei einem Schritt 226 bestimmt werden, ob das Kalibrierungsverfahren für zusätzliche Testkomponenten durchgeführt werden sollte. Wenn ja, kann eine andere Testkomponente ausgewählt werden 227 und die Kalibrierungstestschritte 210 bis 224 können erneut ausgeführt werden. Das Verfahren kann für zusätzliche Testkomponenten nach Bedarf wiederholt werden.
Obwohl dieses bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zu darstellenden Zwecken offenbart wurde, werden Fachleute auf dem Gebiet erkennen, daß verschiedene Modifikationen, Hinzufügungen und Ersetzungen möglich sind, ohne von dem Schutzbereich und dem Umfang der Erfindung abzuweichen, wie in den beiliegenden Ansprüchen offenbart ist. Es sollte z. B. darauf hingewiesen werden, daß die Komponentenerfassungsvorrichtung 10 mit einem Emitter- und Detektor-Paar integriert in einen einzelnen kompakten Baustein implementiert sein kann, oder anderweitig verkörpert sein kann, so lange dieselbe Energie emittiert, die von der Oberfläche der erwarteten Position der Testkomponente reflektiert wird, und die resultierende Reflexion erfaßt. Es ist ferner möglich, daß andere Vorteile oder Verwendungen der momentan offenbarten Erfindungen im Lauf der Zeit offensichtlich werden.

Claims

Verfahren zum Bestimmen des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins einer Komponente auf einer gedruckten Schaltungsplatine (2), das folgende Schritte aufweist: Emittieren (203) von Lichtenergie auf eine erwartete Position einer Testkomponente (6) auf der gedruckten Schaltungsplatine (2); Erfassen (204) einer Lichtenergie (R_C oder R_B), die von einer Oberfläche der Testkomponente (8) oder der gedruckten Schaltungsplatine (4) an der erwarteten Position reflektiert wird; Messen (204) eines Werts, der einem Betrag der erfaßten Lichtenergie (R_C oder R_B) entspricht; und Klassifizieren (205, 206, 207) der Testkomponente (6) als vorhanden oder nicht vorhanden, basierend auf dem Wert der erfaßten Lichtenergie (R_C oder R_B).
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem der Schritt des Emittierens ferner folgende Schritte aufweist: Plazieren (202) eines Photoemitters (12) in nichtkontaktierender Nähe zu der erwarteten Position der Testkomponente (6) auf der gedruckten Schaltungsplatine (2); und Aktivieren des Photoemitters (12), um die Lichtenergie zu emittieren.
Verfahren gemäß Anspruch 2, bei dem der Erfassungsschritt folgende Schritte aufweist: Plazieren (202) eines Photosensors (14) in nichtkontaktierender Nähe zu der erwarteten Position der Testkomponente (6) auf der gedruckten Schaltungsplatine; und Aktivieren des Photosensors (14), um die reflektierte Lichtenergie (R_C oder R_B) zu erfassen.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Schritt des Klassifizierens ferner folgende Schritte aufweist: Vergleichen (205) eines Werts der erfaßten reflektierten Lichtenergie (R_C oder R_B) mit einer oder mehreren akzeptablen Reflexionsgrenzen; und Anzeigen (206), daß die Komponente vorhanden ist, wenn der Wert der erfaßten reflektierten Lichtenergie (R_C oder R_B) eine oder mehrere akzeptable Reflexionsgrenzen einhält.
Vorrichtung zum Erfassen eines Vorhandenseins oder eines Nichtvorhandenseins einer Komponente auf einer gedruckten Schaltungsplatine (2), die folgende Merkmale aufweist: einen Photoemitter (12), der Lichtenergie auf eine erwartete Position der Komponente auf der gedruckten Schaltungsplatine (2) emittiert; einen Photosensor (14), der Lichtenergie (R_C oder R_B) erfaßt, die von einer Oberfläche der erwarteten Position auf der gedruckten Schaltungsplatine reflektiert wird, wobei die Oberfläche der erwarteten Position eine Oberfläche (8) der Testkomponente (6) aufweist, wenn die Testkomponente (6) an der erwarteten Position vorhanden ist, und wobei die Oberfläche eine Oberfläche (4) der gedruckten Schaltungsplatine (2) aufweist, wenn die Testkomponente an der erwarteten Position nicht vorhanden ist; und einen Komparator (35, 36, 37), der die erfaßte Lichtenergie (R_C oder R_B) mit einer oder mehreren Reflexionsschwellengrenzen vergleicht (206, 207, 208) und anzeigt, ob die Komponente vorhanden oder nicht vorhanden ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 5, die folgende Merkmale aufweist: einen Testtreiber, der den Photoemitter (12) treibt, um die Lichtenergie auf die erwartete Position der Komponente auf der gedruckten Schaltungsplatine zu emittieren; und einen Testempfänger (33), der den Photoemitter (12) aktiviert, um die reflektierte Lichtenergie (R_C oder R_B) von der Oberfläche der erwarteten Position zu erfassen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 5 oder 6, die folgendes Merkmal aufweist: eine Halterung (40), die die gedruckte Schaltungsplatine (2) einlagert und den Photoemitter (12) und den Photosensor (14) in vorbestimmter nichtkontaktierender Nähe zu der erwarteten Position der Testkomponente (6) auf der gedruckten Schaltungsplatine (2) häust.
Vorrichtung gemäß Anspruch 6 oder 7, die folgendes Merkmal aufweist: eine Halterung (40), die die gedruckte Schaltungsplatine (2) lagert und den Photoemitter und den Photosensor (14) in vorbestimmter nicht-kontaktierender Nähe zu der erwarteten Position der Testkomponente auf der gedruckten Schaltungsplatine häust.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 8, die folgendes Merkmal aufweist: einen Tester (30), der den Testtreiber (32) anweist, den Photoemitter (12) zu treiben, um einen vorbestimmten Betrag der Lichtenergie auf die erwartete Position zu emittieren, der eine Messung der erfaßten reflektierten Lichtenergie (R_C oder R_B) von dem Testempfänger (32) erhält, und der den Vergleich der Messung der erfaßten reflektierten Lichtenergie (R_C oder R_B) durchführt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 8, bei der der Testtreiber (32) und der Testempfänger (33) in der Halterung befestigt sind.
Vorrichtung gemäß Anspruch 9, bei der der Testtreiber (32) und der Testempfänger (33) in dem Tester (30) befestigt sind.
Halterung (40) für einen Gedruckte-Schaltungsplatine-Tester, wobei der Gedruckte-Schaltungsplatine-Tester eine Mehrzahl von Testerschnittstellenstiften und eine Tester-Hardware und/oder -Software aufweist, die konfigurierbar ist, um Signale an den Testerschnittstellenstiften zu treiben und/oder zu empfangen, wobei die Halterung folgende Merkmale aufweist: einen Halterungsrahmen; eine Gedruckte-Schaltungsplatine-Befestigung, die in dem Halterungsrahmen befestigt ist, der eine gedruckte Testschaltungsplatine sicher lagert; eine oder mehrere Komponentenerfassungsvorrichtungen, wobei jede derselben einen Photoemitter (12) und einen Photosensor (14) aufweist und relativ zu der gedruckten Testschaltungsplatine derart positioniert ist, daß der Photoemitter (12) und der Photosensor (14) von zumindest einer der Komponentenerfassungsvorrichtungen in einer vorbestimmten nicht-kontaktierenden Distanz von einer erwarteten Position einer entsprechenden Testkomponente auf der gedruckten Testschaltungsplatine positioniert sind; wobei jede der zumindest einen der einen oder der mehreren Komponentenerfassungsvorrichtungen steuerbar ist, um den Photoemitter (12) zu treiben, um Lichtenergie auf eine Oberfläche der erwarteten Position der entsprechenden Testkomponente zu emittieren, und um eine Reflektierte-Lichtenergie-Messung von dem Photosensor (14) zu empfangen, wobei die Oberfläche eine Oberfläche der entsprechenden Testkomponente aufweist, wenn die entsprechende Testkomponente an der erwarteten Position vorhanden ist, und wobei die Oberfläche eine Oberfläche der gedruckten Testschaltungsplatine aufweist, wenn die entsprechende Testkomponente nicht an der erwarteten Position vorhanden ist.
Eine Halterung (40) gemäß Anspruch 12, die folgende Merkmale aufweist: eine Sondenplatte, die in dem Halterungsrahmen befestigt ist; eine Mehrzahl von Halterungssonden, die in der Sondenplatte derart befestigt sind, daß, wenn der Halterungsrahmen an dem Gedruckte-Schaltungsplatine-Tester befestigt ist, ein erstes Ende der Mehrzahl von Halterungssonden elektrisch einen oder mehrere der Testerschnittstellenstifte kontaktiert, und ein zweites Ende der Mehrzahl von Halterungssonden elektrisch mit einer oder mehreren der Komponentenerfassungsvorrichtungen verbunden ist, um den Photoemitter (12) der entsprechenden Komponentenerfassungsvorrichtung zu treiben und/oder um die Reflektierte-Lichtenergie-Messung von dem Photosensor der entsprechenden Komponentenerfassungsvorrichtung zu empfangen.
Eine Halterung gemäß Anspruch 12 oder 13, bei der die eine oder die mehreren Komponentenerfassungsvorrichtungen folgende Merkmale aufweisen: zumindest eine Komponentenerfassungsvorrichtung, die relativ zu einer Oberseite der gedruckten Testschaltungsplatine derart positioniert ist, daß der Photoemitter (12) und der Photosensor (14) der zumindest einen der Komponentenerfassungsvorrichtungen in einer vorbestimmten nicht-kontaktierenden Distanz von einer erwarteten Position einer entsprechenden Testkomponente an einer Oberseite der gedruckten Testschaltungsplatine positioniert sind; und zumindest eine Komponentenerfassungsvorrichtung, die relativ zu einer Unterseite der gedruckten Testschaltungsplatine derart positioniert ist, daß der Photoemitter (12) und der Photosensor (14) der zumindest einen der Komponentenerfassungsvorrichtungen in einer vorbestimmten nicht-kontaktierenden Distanz von einer erwarteten Position einer entsprechenden Testkomponente an einer Unterseite der gedruckten Testschaltungsplatine positioniert sind.
Halterung (40) gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, bei der die eine oder die mehreren Komponentenerfassungsvorrichtungen eine entsprechende Komponentenerfassungsvorrichtung für jede Testkomponente von Interesse aufweisen, die an der gedruckten Schaltungsplatine existieren.
Verfahren zum Bestimmen des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins einer Komponente an einer gedruckten Schaltungsplatine, das folgende Schritte aufweist: Aktivieren eines Photoemitters (12), um Lichtenergie auf eine erwartete Position einer Testkomponente auf einer gedruckten Schaltungsplatine zu emittieren; Erhalten einer Reflektierte-Lichtenergie-Messung, die einen Betrag von Lichtenergie darstellt, der von einer Oberfläche der Testkomponente oder der gedruckten Schaltungsplatine an der erwarteten Position reflektiert wird; und Klassifizieren der Komponente als vorhanden oder nicht vorhanden basierend auf der Reflektierte-Lichtenergie-Messung.
Verfahren gemäß Anspruch 16, bei dem der Klassifizierungsschritt folgende Schritte aufweist: Vergleichen der Reflektierte-Lichtenergie-Messung mit einer oder mehreren akzeptablen Reflexionsgrenzen; und Anzeigen, daß die Komponente vorhanden ist, wenn die Reflektierte-Lichtenergie-Messung eine oder mehrere akzeptable Reflexionsgrenzen einhält.
Computerlesbares Speichermedium, das Programminstruktionen greifbar verkörpert, die ein Verfahren implementieren, zum Bestimmen des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins einer Komponente auf einer gedruckten Schaltungsplatine, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Aktivieren eines Photoemitters (12), um Lichtenergie auf eine erwartete Position einer Testkomponente auf einer gedruckten Schaltungsplatine zu emittieren; Erhalten einer Reflektierte-Lichtenergie-Messung, die einen Betrag einer Lichtenergie darstellt, der von einer Oberfläche der Testkomponente oder der gedruckten Schaltungsplatine an der erwarteten Position reflektiert wird; und Klassifizieren der Komponente als vorhanden oder nicht vorhanden basierend auf der Reflektierte-Lichtenergie-Messung.
Computerlesbares Speicherungsmedium gemäß Anspruch 18, bei dem der Klassifizierungsschritt des Verfahrens folgende Schritte aufweist: Vergleichen der Reflektierte-Lichtenergie-Messung mit einer oder mehreren akzeptablen Reflexionsgrenzen; und Anzeigen, daß die Komponente vorhanden ist, wenn die Reflektierte-Lichtenergie-Messung die eine oder die mehreren akzeptablen Reflexionsgrenzen einhält.