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Die
vorliegende Anmeldung ist eine Teilfortführung (continuation in part)
der US-Anmeldung
mit dem Aktenzeichen 10/261,055 mit dem Titel „UNIVERSAL AUTOMATED CIRCUIT
BOARD TESTER", eingereicht
am 30. September 2002, deren Prioritätsdatum nach U.S.C. 35 § 120 beansprucht
wird.
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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Das
Gebiet der Erfindung betrifft im Allgemeinen das Prüfen von
Schaltungsplatinen und betrifft spezifischer, jedoch nicht ausschließlich, eine Vorrichtung
und ein Verfahren zum automatischen Prüfen von Schaltungsplatinen,
welche in Computersystemen verwendet werden.
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STAND DER
TECHNIK
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Es
ist eine übliche
Praxis, ein Prüfen
von Schaltungsplatinen, beispielsweise von Computersystemplatinen
(z.B. Hauptplatinen und dergleichen), vor ihrem Verkauf oder ihrer
Verwendung in einem Computersystemprodukt durchzuführen. Mit
der Entwicklung von Computersystemplatinen wurde beispielsweise
ein ständig
ansteigender Funktionalitätsgehalt
in die Platinen eingebaut, wie beispielsweise integrierte Videosubsysteme,
Audiosysteme, Netzwerkschnittstellen, Modemschaltungen und dergleichen.
Ein Prüfen
zum Verifizieren der Integrität
derartiger Funktionalität
wird oft während
Qualitätskontrolloperationen
durchgeführt,
entweder auf der Grundlage einer individuellen Platine oder unter
Verwendung eines zufälligen
Stichprobenschemas.
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Im
Allgemeinen werden Computersystemplatinen in der folgenden Weise
geprüft.
Die Platine wird auf einer Prüfplatte
oder dergleichen befestigt oder auf andere Weise damit verbunden,
und mehrere Eingangssteckverbinder werden manuell mit entsprechenden
Steckverbin dern der Systemplatine in Eingriff gebracht, um der Systemplatine
und angeschlossenen Eingabe-/Ausgabe-(E/A)-Ports und dergleichen
Eingangsstromsignale für
elektronische Prüfausrüstung bereitzustellen,
welche verwendet wird, um das Leistungsvermögen der Systemplatine durch
verschiedene Prüfoperationen
zu prüfen.
Zusätzliche
manuelle Operationen umfassen typischerweise ein Einsetzen des Speichers
und/oder von Mikroprozessoren. Dies ist ein sehr mühsamer Prozeß und ist
auch sehr zeitraubend. Im Ergebnis ist der Prüfdurchsatz gering und die Prüfkosten
sind übermäßig.
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Wenn
unterschiedliche Typen von Computersystemplatinen geprüft werden
müssen,
erfordert die Prüfumgebung
zusätzlich
oft eine für
jeden Platinentyp gesondert konfigurierte Prüfstation. Beispielsweise können unterschiedliche
Systemplatinentypen unterschiedliche Stromversorgungseingänge erfordern,
und/oder sie können
unterschiedliche Speicherschachtorte aufweisen. Dementsprechend
muß die
Prüfstation,
welche zum Durchführen
des Prüfens derartiger
Systemplatinen verwendet wird, konfiguriert werden, um allen spezifischen
Eigenschaften der Systemplatinen Rechnung zu tragen. Dies erhöht die Kosten
und die Komplexität
einer Prüfumgebung. Wenn
weiterhin die Produktion der Computersystemplatine für eine bestimmte
Prüfstation
ausläuft,
wird die Prüfstation
oft verschrottet, da sie nicht zum Prüfen anderer Typen von Systemplatinen
verwendet werden kann.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
vorstehenden Gesichtspunkte und viele der begleitenden Vorteile
dieser Erfindung werden unmittelbarer erkennbar, wenn sie unter
Bezug auf die folgende ausführliche
Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen besser
verstanden wird, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Teile in allen
verschiedenen Ansichten bezeichnen, außer es wird anders angegeben.
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1A und 1B sind
isometrische Ansichten eines automatisierten, universellen Schaltungsplatinenprüfers gemäß einer
Ausführungsform der
Erfindung;
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2A, 2B bzw. 2C zeigen
auseinandergezogene, isometrische Front- und Seitenansichten des
automatisierten Sonden-/Steckverbinder-Einführungsmechanismus, welcher
bei einer Ausführungsform
der Erfindung eingesetzt wird;
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3A, 3B bzw. 3C zeigen
vollständig
entkuppelte, teilweise und vollständig in Eingriff gebrachte
Betätigungszustände entsprechend einem
Betätigungszyklus
des automatisierten Sonden-/Steckverbinder-Einführungsmechanismus;
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4 ist
eine isometrische Ansicht einer Seitenzugriffseinheit (SAU);
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5 zeigt
eine isometrische Ansicht einer programmierbaren Schaltungsplatinen-Trägerplatte;
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6A bzw. 6B zeigen
auseinandergezogene bzw. zusammengebaute isometrische Ansichten
entsprechend einer ersten beispielhaften Konfiguration einer Trägerplatte;
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7A bzw. 7B zeigen
auseinandergezogene und zusammengebaute isometrische Ansichten entsprechend
einer zweiten beispielhaften Konfiguration einer Trägerplatte;
und
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8 ist
eine Draufsicht einer Vorlage, welche als Hilfe beim Programmieren
einer Trägerplatte verwendet
wird.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Ausführungsformen
von Vorrichtungen und Verfahren zum automatischen Einführen von
Steckverbindern und zum Verbinden von Prüfsonden mit Schaltungsplatinen
in Verbindung mit einem Durchführen
eines automatisierten Prüfens
derartiger Schaltungsplatinen werden hierin beschrieben. In der folgenden
Beschreibung werden zahlreiche spezifische Einzelheiten dargestellt,
um ein gründliches Verständnis der
Ausführungsformen
der Erfindung bereitzustellen. Durchschnittsfachleute werden jedoch
anerkennen, daß die
Erfindung ohne eine oder mehrere der spezifischen Einzelheiten oder
mit anderen Verfahren, Komponenten, Materialien usw. praktiziert
werden kann. In anderen Fällen
werden wohlbekannte Strukturen, Materialien oder Operationen nicht
gezeigt oder ausführlich
beschrieben, um ein Verschleiern von Gesichtspunkten der Erfindung zu
vermeiden.
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Eine
Bezugnahme überall
in dieser Beschreibung auf „die
Ausführungsform" oder „eine Ausführungsform" bedeutet, daß ein bestimmtes Merkmal,
eine Struktur oder Eigenschaft, welche in Verbindung mit der Ausführungsform
beschrieben werden, in mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung enthalten ist. Folglich bezieht sich das Auftreten der
Phrasen „bei
der Ausführungsform" oder „bei einer
Ausführungsform" an verschiedenen
Stellen überall
in dieser Beschreibung nicht notwendigerweise immer auf die gleiche
Ausführungsform.
Weiterhin können
die bestimmten Merkmale, Strukturen oder Eigenschaften in jeder
geeigneten Weise in einer oder in mehreren Ausführungsformen kombiniert werden.
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Einen Überblick
einer Ausführungsform
eines automatischen Schaltungsplatinenprüfers 100 entsprechend
eines skalierbaren, universellen, integrierten Prüfsystems
(SUITS), bei welchem verschiedene Ausführungsformen der Erfindung,
welche hierin beschrieben werden, eingesetzt werden können, wird
in 1A und 1B gezeigt.
Ein automatisierter Schaltungsplatinenprüfer 100 umfaßt einen
Rahmen 102, an welchem ein Bildschirm 104 über einen Auslegerarm 106 befestigt
ist. Der Rahmen beherbergt einen automatisierten Steckverbindereinführungs-/Sondenrmechanismus 108 zusammen
mit der Prüfelektronik 110.
Der automatisierte Steckverbindereinführungs-/Sondenmechanismus setzt
einen Trägeraufbau 112 einschließlich einer
Trägerplatte 114 ein,
an welcher eine Schaltungsplatine, welche einen Prüfling (DUT) 116 (nicht
gezeigt) umfaßt,
während
des Prüfens
angeschlossen ist. Der Mechanismus umfaßt weiterhin eine Universalkassette 118,
an welcher eine austauschbare Decksonden-/Steckverbinderplatte 120 befestigt
ist, und eine austauschbare Seitenzugriffseinheit (SAU) 122,
welche verwendet wird, um die verschiedenen E/A-Port-Steckverbinder
anzuschließen,
welche im Allgemeinen auf der Rückseite
des DUT angeordnet sind. Es können auch
zusätzliche
SAUs für
DUTs eingesetzt werden, welche E/A-Ports auf einer oder auf beiden
Seiten des DUT einschließen.
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Die
Prüfelektronik
für den
SUITS-Prüfer
umfaßt
verschiedene Schaltungsplatinen, welche konfiguriert sind, um eine
universelle Prüfumgebung über eine übliche (Universal
Serial Bus (USB)) Kommunikationsschnittstelle zu unterstützen, wodurch
Schaltungsplatinen mit unterschiedlichen Konfigurationen unter Verwendung
eines gemeinsamen (d.h. universellen) Prüfers geprüft werden können. Dies wird teilweise durch
eine universelle Stromversorgung (UPS) 124 erleichtert,
welche Strom von einer Stromverteilungseinheit (PDU) 126 erhält und Strom
an den DUT 116 und andere Prüfelektronikkomponenten liefert. Die
Prüfelektronik
umfaßt
weiterhin eine digitale Videomeßeinheit
(DVMU) 127 und eine Comboplatine 128, welche zum
Prüfen
von Audio, von analogem/digitalem Video und von USB 2.0 verwendet
werden und innerhalb eines Gehäuses
enthalten sind, welches an der Universalkassette 118 befestigt
ist.
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Im
Allgemeinen werden die Prüfoperationen von
einem Host-Computer 130 gesteuert, welcher in Richtung
auf den Boden des Rahmens angeordnet ist und welcher mit der Prüfelektronik über USB-
und serielle Kommunikationsverbindungen verknüpft ist. Genauer gesagt wird
der Host-Computer verwendet, um Software auszuführen, welche eine universelle Host-Steuervorrichtung
(UHC) umfaßt,
welche verwendet wird, um das Prüfen
der DUT zu steuern. Das System umfaßt auch eine Steuerungstafel 132,
um Benutzerinteraktionen zu ermöglichen,
und stellt eine Zugangstür 134 bereit,
um ein Einsetzen des DUT zu gestatten und um einen Zugang zu dem
DUT (und zu zugeordneter Prüfelektronik)
während
des Prüfens zu
verhindern. Weiterhin umfaßt
der Prüfer
austauschbare Seiten- und Decktafeln 136 und 138,
welche während
der Prüfoperationen
installiert werden, um einen Zugang zu dem DUT und der Prüferelektronik
zu verhindern, wie in 1B gezeigt. Weitere Einzelheiten
der Prüferelektronik
und der Software-Operationen, welche während des Prüfens des DUT
durchgeführt
werden, sind in der Hauptanmeldung beschrieben, welche oben stehend
in dem Rückverweis
auf verwandte Patentanmeldungen identifiziert wird.
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Weitere
Einzelheiten des automatisierten Steckverbindereinführungs-/Sondenmechanismus 108 werden
in 2A bis C und 3A bis
C gezeigt. Bei einer Ausführungsform
wird ein einzelner linearer Aktuator eingesetzt, um eine gleichzeitige
Betätigung
um vier orthogonale Achsen zu bewirken. Bei einer Ausführungsform
umfaßt
der lineare Aktuator einen pneumatischen Zylinder 200,
welcher einen Körper,
welcher mit einem Schlitten 202 verbunden ist, und eine
Stange aufweist, welche wirksam mit dem Rahmen 102 verbunden
ist. Die gleichzeitige, mehrachsige Betätigung umfaßt eine vertikale Betätigung,
welche verwendet wird, um den DUT vertikal zu bewegen, so daß er verschiedene
Steckverbinder und Sonden in Eingriff bringt, welche auf der Unterseite
der Decksonden-/Steckverbinderplatte 120 angeordnet sind.
Dies wird teilweise mittels vier vertikaler Betätigungsführungsrampen 204 ermöglicht,
welche auf dem Schlitten 202 befestigt sind. Der Schlitten 202 rollt
auf mehreren Rädern 206,
welche innerhalb eines Rahmens 208 befestigt sind, welcher
an Rahmengliedern 210 befestigt ist.
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Eine
vertikale Druckplatte 211 wird bereitgestellt, um den Trägeraufbau 112 aufwärts zu drücken. Vier
Montagewinkel 212 sind mit der Unterseite der vertikalen
Druckplatte 211 ver bunden. Jeweils ein Kurveneingriffsglied 213 ist
in Richtung auf den Boden mit jedem Montagewinkel 212 verbunden
und auf Passung für
einen entsprechenden Schlitz 214 abgemessen, welcher in
den vertikalen Betätigungsführungsrampen 204 ausgebildet
ist.
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Der
Trägeraufbau 112 umfaßt einen
Trägerrahmen 216,
mit welchen ein Paar linearer Lager 218 verbunden ist.
Genauso ist ein Paar ähnlicher
linearer Lager 219 mit der vertikalen Druckplatte 211 verbunden.
Jedes der linearen Lager 216 und 217 greift gleitend
in eine vertikal angeordnete, lineare Gegenlagerwelle 220 ein,
welche an ihren jeweiligen oberen und unteren Enden wirksam mit
dem Rahmen 102 verbunden ist.
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Eine
Schubladenführung 222 ist
zwischen dem Trägerrahmen 216 und
einer Trägerplattenstütze 224 eingebaut,
auf welcher die Trägerplatte 114 aufliegt,
um ein nach vorne Ziehen der Trägerplatte hinsichtlich
des Trägerrahmens
zu ermöglichen,
wodurch es möglich
wird, einen DUT, welcher das Prüfen
gerade hinter sich hat, zu entfernen und einen neuen DUT auf der
Trägerplatte
zu installieren. Ein Knopf 226 wird bereitgestellt, um
einem Bediener weiterhin beim Herausziehen und Hineinschieben der
Trägerplatte 114 zu
helfen.
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Zusätzlich zu
einer vertikalen Betätigungsachse
werden auch drei horizontale Betätigungsachsen
bereitgestellt. Diese Betätigungsachsen
entsprechen jeweils Aktuatoren der Seitenaktivierungseinheiten (SAU),
welche verwendet werden, um SAUs 122 zu betätigen (in 2A bis 2C zur
Vereinfachung entfernt). Jeder SAU-Aktuator umfaßt einen SAU-Schlitten 228,
welchem es möglich
ist, sich mittels linearer Endlageraufbauten 230 und eines
linearen Mittenlageraufbaus 232 linear hinsichtlich des Trägerrahmens 216 zu
bewegen. Jeder SAU-Schlitten
umfaßt
weiterhin ein Paar Kurveneingriffsglieder 234, welche die
jeweiligen SAU-Betätigungsrampen 236 während einer
SAU-Betätigung
in Anspruch nehmen.
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Weitere
Einzelheiten der Universalkassette 118 und der Decksonden-/Steckverbinderplatte 120 werden
in 2B und 3A gezeigt.
Die Kombination aus Universalkassette 118 und Decksonden-/Steckverbinderplatte 120 ist
konzipiert, um ein Prüfen
verschiedener DUT-Platinentypen
zu ermöglichen,
wobei die Funktionen, welche von der Universalkassette 118 bereitgestellt
werden, „universell" für alle Platinentypen
sind, während
die Decksonden-/Steckverbinderplatte 120 für einen
bestimmten Platinentyp oder einen Satz von Platinentypen konfiguriert
ist. Dementsprechend werden Befestigungsvorkehrungen bereitgestellt,
um ein Austauschen der Decksonden-/Steckverbinderplatte 120 zu
ermöglichen.
Diese umfassen einen Satz von Kniehebelspannern 238 und
Plattenausrichtungsmitteln, welche verwendet werden, um die Decksonden-/Steckverbinderplatte
hinsichtlich der Universalkassette auszurichten.
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Die
Universalkassette umfaßt
verschiedene Komponenten, welche verwendet werden, um das Funktionieren
des DUT innerhalb einer tatsächlichen Arbeitsumgebung
zu simulieren, wie beispielsweise innerhalb eines Computers. Diese
umfassen ein Diskettenlaufwerk 240, ein CD-ROM-Laufwerk 242 und ein
Festplattenlaufwerk (unterhalb des Diskettenlaufwerks angeordnet).
Im Allgemeinen werden die Schnittstellen zu jeder dieser Vorrichtungen über Steckverbinder
bereitgestellt, welche auf der Unterseite der Decksonden-/Steckverbinderplatte 120 angeschlossen
sind. Wahlweise können
derartige Steckverbinder auf der Unterseite der Universalkassette
angeordnet werden, wenn die DUT-Typen eine gemeinsame Konfiguration
für derartige
Steckverbinder aufweisen.
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Typischerweise
weisen unterschiedliche Platinentypen unterschiedliche Steckverbinder-/Komponentenaufbaukonfigurationen
auf. Dementsprechend wird jede Decksensor-/Steckverbinderplatte 120 für einen
entsprechenden Platinentyp oder Satz von Typen konfiguriert. Dies
bedeutet, daß die
verschiedenen Sonden 244 und Steckverbinder 246 sowohl
in der Orientierung als auch hinsichtlich des Typs konfiguriert
werden, um so in entsprechende Zielfelder/-Bahnen/-Komponenten und
Steckverbinder für den
DUT-Typ einzugreifen. Zusätzlich
zu allgemeinen Steckverbindertypen, wie beispielsweise Steckverbinder
für Strom-
und Peripheriegeräte-
(z.B. Plattenlaufwerke, IDE usw.), können die Decksensor-/Steckverbinderplatte
und/oder die Universalkassette Peripherie-(Erweiterungs)-Bus-Erweiterungen 248 einsetzen,
welche ein wirksames Anschließen verschiedener
Typen von Peripherieplatinen, wie beispielsweise Videoplatinen,
Sound-Platinen, Netzwerkschnittstellenkarten (NICs), SCSI-Karten, Spezialkarten
usw., während
der Prüfoperationen
an den DUT ermöglichen.
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Ein
anderer Gesichtspunkt der automatisierten Einführungsfähigkeiten des Systems ist die
Fähigkeit,
automatisch Speicher und/oder Mikroprozessoren einzusetzen. Beispielsweise
kann die Decksensor-/Steckverbinderplatte konfiguriert werden, daß sie einen
oder mehrere DIMMs (dual inline memory modules) 249 hält, welche
in entsprechende DIMM-Steckverbinder auf dem DUT eingesetzt werden.
Wenn der DUT-Typ einen austauschbaren Prozessor einsetzt, wie beispielsweise
einen Slot-1-Prozessor, kann ein entsprechender Prozessor an der Decksensor-/Steckverbinderplatte
befestigt und in einen entsprechenden Steckverbinder auf dem DUT eingesetzt
werden.
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Weitere
Einzelheiten, welche einen Aktuatorbewegungszyklus illustrieren,
werden in 2A bis C und 3A bis
C gezeigt. 2A und 3A zeigen
eine Anfangskonfiguration entsprechend einem vollständig entkuppelten
Betätigungszustand.
In diesem Zustand ist der pneumatische Zylinder vollständig eingezogen,
so daß sich
die Kurveneingriffsglieder 213 am Boden der vertikalen
Betätigungsführungen 204 befinden.
Solange er in dieser Position ist, wird ein unterer Positionsschalter 250 geschaltet, welcher
ein Öffnen
der Zugangstür 134 ermöglicht, wodurch
einem Bediener ein Installieren oder Entfernen eines DUT ermöglicht wird.
Nachdem die Zugangstür
geschlossen wurde, kann die Aktuatorsequenz beginnen. Die Position
der Zugangstür
wird von einem Türstellungssensor 252 erfaßt.
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Eine
mittlere Betätigungsposition
wird in 2B und 3B gezeigt.
In diesem Fall ist ein Ventil so positioniert, daß es ein
Einströmen
von Luft in den pneumatischen Zylinder 200 ermöglicht,
was ein Ausfahren der Zylinderstange bewirkt. Dies bewirkt, daß sich der
Schlitten 202 nach links bewegt, was die vertikale Druckplatte 211 mittels
der Kurveneingriffsglieder 213 mit den vertikalen Betätigungsführungsrampen 204 aufwärts drückt. Wie
weiter gezeigt ist, greifen die SAU-Kurveneingriffsglieder 234 gerade
in die SAU-Betätigungsrampen 236 ein.
Weiterhin ist die Trägerplatte 114 so
positioniert, daß sie sich
gerade unterhalb eines Paars von Ausrichtungspfosten 254 befindet.
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Eine
vollständig
in Eingriff gebrachte Position wird in 2C und 3C gezeigt.
Beim Aufwärtsdrücken der
vertikalen Druckplatte 211 greift sie in den Trägerrahmen 216 ein,
welcher wiederum die Trägerplatte 114 stützt, wobei
die Trägerplatte
wiederum aufwärts
gedrückt
wird. Beim Aufwärtsbewegen
der Trägerplatte
beginnt ein Führungshülsenpaar 256,
welches in der Platte angeordnet ist, in die Ausrichtungspfosten 254 einzugreifen.
Da die Trägerplatte
auf dem Trägerplattenrahmen 224 „schwebt", wird eine Selbstausrichtung
der Trägerplatte
an den Ausrichtungspfosten ermöglicht.
Beim Anheben der Trägerplatte
in ordnungsgemäßer Ausrichtung
durch die Ausrichtungspfosten werden die verschiedenen Steckverbinder 246 in
den entsprechenden Steckverbindern auf dem DUT in Eingriff gebracht,
wobei außerdem
verschiedene Sonden auf Zielbahnen, -Feldern, -Komponenten usw.
in Eingriff gebracht werden. Gleichzeitig werden, abhängig von der
bestimmten DUT-Typenkonfiguration, auch Speicher-DIMMs, eine CPU und Peripherieerweiterungs-Bus-Steckverbinder
angeschlossen. Dies vervollständigt
den vertikalen Teil der automatisierten Prüfsonden-/Steckverbindereinführung. Wenn
sich der Schlittenaufbau einmal ganz oben im Betätigungszyklus befindet, können Prüfoperationen
beginnen. Dieser Zustand wird von einem Sensor 260 für die vollständig in
Eingriff gebrachte Position (ACTUATOR_FULL_UP) erfaßt.
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Gleichzeitig
zu der vorstehenden vertikalen Betätigung wird eine horizontale
Betätigung
der SAUs durchgeführt.
Beim aufwärts
Bewegen des Schlittenaufbaus greifen die SAU-Kurveneingriffsglieder 234 in
die SAU-Betätigungsrampen 236 ein, was
bewirkt, daß die
SAU-Schlitten 228 horizontal nach
innen bewegt werden. Im Ergebnis greifen die Steckverbinder auf
der SAU (in 2C und 3C gezeigt)
in die entsprechenden Steckverbinder auf dem DUT ein. Beispielsweise
kann ein typischer DUT eine ATX-kompatible Hauptplatine umfassen,
welche mehrere Steckverbinder mit einer vordefinierten Konfiguration
umfaßt,
welche derartig an der Hauptplatine befestigt sind, daß sie horizontal
aus einer Öffnung
in dem Gehäuse
zugänglich
sind, in welchem die Hauptplatine installiert werden soll. Diese
Steckverbinder umfassen typischerweise serielle und parallele Ports
sowie einen Tastatur-Port, einen Maus-Port und optionale USB-, Game-/Audio-Ports und
Netzwerk-Ports. Es können
auch andere Typen von Ports bereitgestellt werden.
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Eine
beispielhafte SAU 400 wird in 4 gezeigt.
SAU 400 umfaßt
einen Rahmen 401, welcher eine Frontplatte 402 und
eine Rückplatte 404 umfaßt, welche
mittels mehrerer Halterungen 406 und Abstandshalter 408 miteinander
verbunden sind. Ein Paar Durchlaßöffnungen 400 ist sowohl
durch die Frontplatte als auch durch die Rückplatte gebohrt, um ein Verbinden
des Rahmens mit einen SAU-Aktuator 228 durch Schrauben 264 zu
ermöglichen
(Man siehe z.B. 2A). Der SAU-Rahmen wird verwendet,
um mehrere Steckverbinder zu halten, welche an die Frontplatte 402 angeschlossen
sind und einen Tastatur-Port-Steckverbinder 412, einen Maus-Port-Steckverbinder 414,
ein erstes Paar USB-Steckverbinder 416, 418 und
einen IEEE-1394-Steckverbinder 420 umfassen.
Die Steckverbinder umfassen weiterhin einen 9-poligen SubD-Steckverbinder des
seriellen Ports 422 und einen 25-poligen SubD-Steckverbinder
des Parallel-Ports 424.
Ein RCA-Audio-Steckverbinder 426 ist unter dem Steckverbinder
des Parallel-Ports zusammen mit einem Faseroptikverbinder 428 angeordnet. Ein
Satz Audio-Buchsen 430 ist links von dem Steckverbinder
des Parallel-Ports zusammen mit Vorkehrungen für ein Paar zusätzlicher
Audio-Buchsen 432 angeordnet, um künftige Fünfwege-Audio-Schnittstellen
zu unterstützen.
Ein zweites Paar USB-Steckverbinder 436, 438 ist
zum linken Ende der Frontplatte hin zusammen mit einem herkömmlichen RJ-45-Netzwerksteckverbinder 440 angeordnet.
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Im
Allgemeinen sind die verschiedenen Steckverbinder und Buchsen in
einer Weise angeordnet, welche einer Standard-Konfiguration, wie
beispielsweise der ATX-Norm entspricht. Es ist nicht erforderlich,
daß alle
Steckverbinder und Buchsen verwendet werden, und es können tatsächlich unterschiedliche
SAUs für
unterschiedliche DUT-Typ-Konfigurationen eingesetzt werden.
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Alle
verschiedenen SAU-Steckverbinder und Buchsen sind mit Kabeln verbunden,
welche verwendet werden, um Signale an eine entsprechende Prüfelektronik
zu übertragen,
welche von dem Prüfer
eingesetzt wird (in 4 nicht gezeigt). Diese umfassen ein
Tastaturkabel 442, ein Maus-Port-Kabel 444, ein IEEE-1392-Kabel 446,
ein serielles Kabel 448, ein paralleles Kabel 450 und
ein Netzwerkkabel 452. Jedes dieser Kabel umfaßt einen
entsprechenden Gegensteckverbinder, wie er gewöhnlich bei Computersystemen
und dergleichen eingesetzt wird. Bei der illustrierten Ausführungsform
sind Drähte 454,
welche mit den verschiedenen Audio-Buchsen verbunden sind, gemeinsam
an einen Steckverbinder 456 angeschlossen.
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Bei
einer Ausführungsform
stehen einer oder mehrere der Steckverbinder/Buchsen unter Federspannung,
wie beispielsweise durch die Federn 458 und 460 bei
der illustrierten Ausführungsform
dargestellt. Die Federn ermöglichen
ein Anlegen unterschiedlicher Kräfte
an individuellen Steckverbindern und Buchsen, wenn die SAU nach
vorne bewegt wird, um sich mit den entsprechenden Steckverbindern/Polen
auf dem DUT zu verbinden, und erhalten während der Prüfoperationen
eine konstante Kraft auf den Steckverbindern/Buchsen.
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In
manchen Fällen
kann nur eine der drei SAU-Achsen eingesetzt werden, wie beispielsweise eine
Achse, welche über
eine entsprechende SAU ein Einführen
von Steckverbindern auf der Rückseite des
DUT ermöglicht.
In derartigen Situationen können
einer oder beide der Seiten-SAU-Aktuatoren
entfernt werden.
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Weiterhin
unter Bezugnahme auf 5 stellt Trägerplatte 114 eine
universelle Befestigungsplattform für Schaltungsplatinen bereit,
welche angepaßt (programmiert)
werden kann, um DUTs mit mehreren unterschiedlichen Formfaktoren
zu befestigen. Die Trägerplatte
umfaßt
ein Gitternetz von Gewindelöchern 500.
Die Gewindelöcher
ermöglichen
durch entsprechende Schraubhalter 504 ein Positionieren verschiedener
Ausrichtungsblöcke 502 irgendwo
innerhalb des Gitterbereichs. Sie ermöglichen auch ein Anordnen von
Stützen 506,
um so den DUT an gewünschten
Orten zu stützen.
Im Allgemeinen werden die Stützen
geschraubt, obwohl dies nicht erforderlich ist. Typischerweise können die
Stützen 506 Kunststoffhalter
umfassen, um den DUT von der Trägerplatte
elektrisch zu isolieren. Bei einer Ausführungsform umfassen die Stützen 506 Schrauben
mit Nylon-Kappen.
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Vorzugsweise
werden die Gewindelöcher 500 in
einem genauen Gitter angeordnet. Bei einer Ausführungsform sind 1/4-20 Gewindelöcher in
einem Gittermuster von 0,500 Inch angeordnet. Dies ermöglicht eine
genaue Ausrichtung von DUTs auf der Trägerplatte (und folglich indirekt
zu der Decksensor-/Steckverbinderplatte 120). Bei manchen
Implementierungen kann eine ausreichende Ausrichtung allein durch
Ausrichtungsblöcke 502 erleichtert werden.
In anderen Fällen
kann eine Ausrichtung unter Verwendung von genaueren Ausrichtungsmitteln, wie
beispielsweise von Ausrichtungsstiften, erleichtert werden. In Fällen, in
welchen Ausrichtungslöcher in
der Schaltungsplatine des DUT (oder in Komponenten, welche darauf
befestigt sind) mit einem Abstand ausgebildet sind, welcher mit
einem Mehrfachen des Gittermusterabstands zusammenfällt, kann ein
Paar „fester" Werkzeugstifte 508 eingesetzt
werden, um den DUT hinsichtlich der Trägerplatte auszurichten. In
Fällen,
bei welchen die Abstände
nicht zusammenfallen, wird ein fester Werkzeugstift 508 an einem
Ende verwendet, während
ein einstellbarer Werkzeugstift 509 an dem anderen Ende
verwendet wird. Bei einer Ausführungsform
umfaßt
der einstellbare Werkzeugstift einen Werkzeugstift 510,
welcher an dem Ende einer geschlitzten Stange 511 angebracht
ist, und mittels Zapfenschrauben 512 und Scheiben 514 oben
auf der Trägerplatte
gehalten wird.
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Wie
oben stehend diskutiert, ist ein Paar Ausrichtungsführungshülsen 256 innerhalb
von Löchern 516 angeordnet,
welche in Richtung der Vorderecken der Trägerplatte 114 ausgebildet
sind. Bei einer Ausführungsform
können
die Ausrichtungsführungshülsen durch
einen leichten Preßsitz
gesichert werden. Bei einer anderen Ausführungsform ist ein „C"-Ring 518 in
Richtung auf eine Rille 520 verbunden, welche in der Basis
der Ausrichtungsführungshülsen 256 ausgebildet
ist, wodurch die Ausrichtungsführungshülse durch
Eingriff einer Schulter 522 auf der Oberseite der Trägerplatte
und den C-Ring auf der Unterseite der Trägerplatte gesichert ist.
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Beispielhafte
Trägerplattenkonfigurationen zum
Befestigen des DUT 600 bzw. 700 werden in 6A bis 6B und 7A bis 7B gezeigt. Im
Allgemeinen werden mehrere Ausrichtungsblöcke 502 an der Trägerplatte
befestigt und so konfiguriert, daß sie den DUT auf drei oder
vier Seiten umgeben (es wird empfohlen, daß mindestens zwei Seiten verwendet
werden). Dies stellt typischerweise eine grobe Ausrichtung des DUT
bereit. Beim Absenken des DUT auf die Trägerplatte wird der obere Abschnitt
der Werkzeugstifte von einem entsprechenden Ausrichtungsloch, welches
in der Schaltungsplatine ausgebildet ist (wie durch die Ausrichtungslöcher 702 in dem
DUT 700 gezeigt), oder von einer Komponente aufgenommen,
welche auf der Schaltungsplatine befestigt ist (nicht gezeigt).
Bei der Installation wird der Boden der DUT-Schaltungsplatine von den Köpfen der
Stützen 506 gestützt.
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Um
beim Umprogrammieren der Trägerplattenkonfiguration
zu helfen, können
Vorlagen eingesetzt werden, wie beispielsweise die in 8 gezeigte
Vorlage 800. Typischerweise wird jede Vorlage aus einem
dünnen
Material angefertigt, wie beispielsweise aus Kunststoff oder Metall,
und umfaßt
ein Mittel zum Anordnen und/oder zum Befestigen der Vorlage oben
auf der Trägerplatte.
Beispielsweise kann bei einer Ausführungsform die Vorlage durch
mehrere Ausrichtungslöcher 802 angeordnet
und befestigt werden.
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Jede
Vorlage umfaßt
typischerweise mehrere Löcher,
Schlitze und Ausschnitte, welche in einer Konfiguration entsprechend
eines bestimmten Formfaktors für
den DUT angeordnet sind, welchem diese Vorlage entspricht. Diese
umfassen Stützlöcher 804, Ausrichtungsblockausschnitte 806 und 808,
Löcher für feste
Werkzeugstifte 810 und Schlitze für einstellbare Werkzeugstifte 812.
Falls gewünscht,
kann die Vorlage farbcodiert werden, um Prüfpersonal beim Umprogrammieren
der Konfiguration der Trägerplatte
weiter zu helfen (um beispielsweise leichter zwischen Stützlöchern und
Löchern
für feste
Werkzeugstifte unterscheiden zu können).
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Die
oben stehende Beschreibung der illustrierten Ausführungsformen
der Erfindung, einschließlich
dessen, was in der Zusammenfassung beschrieben ist, ist nicht als
erschöpfend
oder als die Erfindung auf die genauen offenbarten Formen begrenzend
gedacht. Während
hierin spezifische Ausführungsformen
und Beispiele der Erfindung zum Zweck des Beispiels beschrieben
sind, sind verschiedene äquivalente
Modifikationen innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung möglich, wie
Durchschnittsfachleute anerkennen werden.
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Diese
Modifikationen können
an der Erfindung im Licht der oben stehenden ausführlichen
Beschreibung vorgenommen werden. Die Begriffe, welche in den folgenden
Ansprüchen
verwendet werden, dürfen
nicht so ausgelegt werden, daß sie
die Erfindung auf die spezifischen Ausführungsformen begrenzen, welche
in der Beschreibung und in den Ansprüchen offenbart werden. Statt
dessen muß der Schutzumfang
der Erfindung vollständig
durch die nachfolgenden Ansprüche
bestimmt werden, welche gemäß der anerkannten
Lehren der Interpretation von Ansprüchen auszulegen sind.
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Zusammenfassung
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Eine
Vorrichtung und ein Verfahren zum automatischen Einführen von
Steckverbindern und zum Anschließen von Prüfsonden an Schaltungsplatinen, wie
beispielsweise Computersystemplatinen und dergleichen. Die Vorrichtung
ermöglicht,
daß Steckverbinder
automatisch in Gegensteckverbinder auf einem Schaltungsplatinenprüfling (DUT)
eingeführt werden.
Die Steckverbinder können
automatisch entlang 1 bis 4 Achsen eingeführt werden. Die Vorrichtung
umfaßt
austauschbare Sonden-/Steckverbinderplatten, welche DUT-Typ-spezifisch
sind, sowie DUT-Typ-spezifische Seitenzugriffseinheiten. Die Vorrichtung
kann auch zum Einsetzen von Speichervorrichtungen und Mikroprozessoren
verwendet werden und ermöglicht
weiterhin ein operatives Anschließen von Peripheriegeräten an Erweiterungs-Bus-Steckverbindern
auf dem DUT. Bei einer Ausführungsform
wird ein einzelner Aktuator eingesetzt, um bis zu vier Einführungsachsen
gleichzeitig zu betätigen.