DE202017001805U1

DE202017001805U1 - Prüfvorrichtung zur optischen Prüfung von Bauteilen

Info

Publication number: DE202017001805U1
Application number: DE202017001805.5U
Authority: DE
Original assignee: Wg-Test GmbH
Current assignee: AREUS ENGINEERING GMBH, DE
Priority date: 2017-04-05
Filing date: 2017-04-05
Publication date: 2017-05-04
Anticipated expiration: 2027-04-06

Abstract

Prüfvorrichtung (10) zur optischen Prüfung von Bauteilen (20, 21, 22, 23) mit einer einen Adapter (11) zur Aufnahme einer Schaltungsplatine (24, 65) aufweisenden Prüfeinheit (12) und einer Auswerteeinheit (17), dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfeinheit (12) zu einer optischen Prüfung von mindestens einem elektrisch nicht prüfbaren Bauteil (26, 66, 67) mindestens einen Lichtwellenleiter (13, 14) sowohl zur Beleuchtung mindestens eines bestimmten Bereichs der Schaltungsplatine (24, 65), in dem das Bauteil (26, 66, 67) anordenbar ist, als auch zur Aufnahme des von dem beleuchteten Bereich reflektierten Lichts, aufweist, wobei der mindestens eine Lichtwellenleiter (13, 14) die Prüfeinheit (12) und die Auswerteeinheit (17) optisch verbindet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Prüfvorrichtung zur optischen Prüfung von Bauteilen mit einer Prüfeinheit und einer Auswerteeinheit.
Aus dem Stand der Technik sind Prüfvorrichtungen bekannt, mit denen ausschließlich elektrisch fehlerhafte Bauteile detektiert werden können. Ferner können mit ihnen Fehler in der Leiterbahnführung, wie beispielsweise Kurzschlüsse oder elektrische Unterbrechungen festgestellt werden. Diese Prüfvorrichtungen sind jedoch für die Prüfung von elektrisch nicht prüfbaren Bauteilen ungeeignet.
Die Erfindung hat deshalb die Aufgabe, eine Prüfvorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass mit ihr zukünftig auch elektrisch nicht prüfbare Bauteile geprüft werden können.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe mit einer eingangs genannten Prüfvorrichtung, bei der erfindungsgemäß eine Prüfeinheit zu einer optischen Prüfung von mindestens einem elektrisch nicht prüfbaren Bauteil mindestens einen Lichtwellenleiter sowohl zur Beleuchtung mindestens eines bestimmten Bereichs der Schaltungsplatine, in dem das Bauteil anordenbar ist, als auch zur Aufnahme des von dem beleuchteten Bereich reflektierten Lichts, aufweist, wobei der mindestens eine Lichtwellenleiter die Prüfeinheit und eine Auswerteeinheit optisch verbindet. Auf diese Weise eignet sich die Prüfvorrichtung zu einer nicht-elektrischen Prüfung auf der Basis einer optischen Prüfung. Der mindestens eine Lichtwellenleiter weist typischerweise einen geringen Querschnitt auf. Er eignet sich folglich dazu, eng begrenzte Bereiche gezielt zu beleuchten. Obwohl die zu prüfenden Bauteile kleine Abmessungen haben und dicht aneinander positioniert sein können, können die eng begrenzten Bereiche, in denen die Bauteile angeordnet sein können, durch den mindestens einen Lichtwellenleiter trotzdem einzeln beleuchtet werden. Ferner eignet sich der mindestens eine Lichtwellenleiter, um das von dem eng begrenzten Bereich reflektierte Licht aufzunehmen und an die Auswerteeinheit zur Auswertung der Prüfergebnisse weiterzuleiten. Je kleiner die beleuchteten und reflektierenden Bereiche sind, umso genauere Ergebnisse kann die Prüfvorrichtung liefern. Die hohe Genauigkeit der optischen Prüfung wird dadurch sichergestellt, dass der mindestens eine Lichtwellenleiter sowohl das Licht zur Beleuchtung der zu prüfenden Bauteile, als auch das von ihnen reflektierte Licht an die Auswerteeinheit leitet. Mit der Vorrichtung kann beispielsweise die Anwesenheit des Bauteils, seine richtige Positionierung oder eine äußere Beeinträchtigung des Bauteils erkannt werden. Das Bauteil kann ein Aufkleber sein, der beispielsweise einen Barcode aufweist, ein Stecker, ein Pin im Stecker, eine Bohrung, ein Taster, eine Buchse eine Halterung oder dergleichen sein.
Die Auswerteeinheit kann mit einer Gruppe von matrixartig angeordneten Lichtwellenleitern ausgestattet sein. Somit kann auf einer Schaltungsplatine ein Bereich mit einer bestimmten Ausbreitung, auf dem mehrere Bauteile angeordnet sind, geprüft werden. Zweckmäßigerweise ist ein Lichtwellenleiter für die Prüfung eines bestimmten Bauteils vorgesehen.
Die Gruppe von matrixartig angeordneten Lichtwellenleitern kann von der Lichtquelle beleuchtet werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Lichtquelle ringförmig angeordnete Leuchtmittel aufweisen, vorzugsweise LEDs.
In der Auswerteeinheit kann mindestens eine Kamera zur Aufnahme des von dem mindestens einen Lichtwellenleiter emittierten Lichts, welches von den zu prüfenden Bauteilen reflektiert wurde, positioniert sein.
Hinsichtlich einer effizienten Nutzung des Bauraums in der Auswerteeinheit, kann die mindestens eine Kamera im Zentrum der ringförmig angeordneten Leuchtmittel vorgesehen sein. Ferner gewährleistet diese Anordnung der Kamera eine optimale Aufnahme des von dem mindestens einen Lichtwellenleiter emittierten Lichts.
Die Auswerteeinheit respektive die Kamera kann an einen PC und an ein elektrisches Stromnetz angeschlossen sein.
Der mindestens eine Lichtwellenleiter kann durch mindestens eine Bohrung in einem die Schaltungsplatine abdeckenden Deckel geführt werden. Er ist somit an einer Stelle platziert, an der er den zu beleuchtenden Bereich der Schaltungsplatine zuverlässig ausleuchten kann. Auf diese Weise eignet sich die Prüfvorrichtung für die Serienprüfung gleicher Schaltungsplatinen besonders gut.
Das Ende des mindestens einen Lichtwellenleiters kann vorzugsweise in einem Winkel von 90° zu seiner Längsachse abgeschnitten sein.
Die Prüfvorrichtung kann einen ICT-Adapter für einen elektrischen In-Circuit-Test und/oder eine Einrichtung zur Funktionsprüfung aufweisen. Insbesondere für den In-Circuit-Test kann die Prüfvorrichtung einen Adapter zur Aufnahme einer Schaltungsplatine aufweisen.
Die von der Lichtquelle ausgestrahlte Lichtfarbe hängt unter anderem von der Farbe des zu beleuchtenden Bereichs auf der Schaltungsplatine bzw. von der Farbe des zu prüfenden Bauteils ab. In Betracht kommen können Weißlicht, UV-Licht, IR-Licht, Licht mit mehreren Wellenlängen und Licht mit nur einer einzigen Wellenlänge.
Nachfolgend werden verschiedene Ausführungsbeispiele anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Im Einzelnen zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht auf eine Prüfvorrichtung;
2 eine Schnittansicht durch die Prüfvorrichtung aus 1;
3 eine Schnittansicht durch eine erste Ausführungsform eines Lichtwellenleiters;
4 eine Schnittansicht durch eine Auswerteeinheit.
1 und 2 zeigen eine Prüfvorrichtung 10 mit einer Prüfeinheit 12 und einer Auswerteeinheit 17 zur elektrischen Prüfung von elektronischen Bauteilen 20, 21, 22 und 23. Die elektronischen Bauteile 20, 21, 22 und 23 sind auf einer Schaltungsplatine 24 angeordnet, welche über Abstandshalter 25 auf einem Adapter 11, der vorzugsweise ein ICT-Adapter für einen elektrischen In-Circuit-Test ist, angeordnet ist. Ein Deckel 27 deckt die Schaltungsplatine 24 und teilweise den Adapter 11 ab.
Im Deckel 27 sind durch Bohrungen zwei Lichtwellenleiter 13 und 14 geführt. Die Lichtwellenleiter 13 und 14 transportieren von einer hier nicht näher dargestellten Lichtquelle kommendes Licht, mit dem zwei bestimmte Bereiche der Schaltungsplatine 24 beleuchtet werden. Auf einem der zwei Bereiche befindet sich ein Bauteil 26. Der beleuchtete Bereich reflektiert das Licht zurück. Der Lichtwellenleiter 13 nimmt das reflektierte Licht auf und führt es zu einer Auswerteeinheit 17 zurück. Ebenso leitet der Lichtwellenleiter 14 das von dem zweiten Bereich der Schaltungsplatine 24 reflektierte Licht an die Auswerteeinheit 17 zurück. Abhängig davon, ob an dem beleuchteten Bereich der Schaltungsplatine 24 das Bauteil 26 montiert ist oder nicht und von der Größe des Bauteils 26 und seiner Ausrichtung wird ein Lichtstrahl mit einer charakteristischen Farbe und Helligkeit reflektiert. Folglich beinhaltet der reflektierte Lichtstrahl eine Information darüber, ob das Bauteil 26 auf der Schaltungsplatine 24 angeordnet ist. Ferner gibt der reflektierte Lichtstrahl einen Hinweis auf die Größe und Orientierung des Bauteils 26, woraus auch geschlossen werden kann, ob das richtige Bauteil auf die Schaltungsplatine 24 montiert wurde. Zur Detektierung der Orientierung kann das Bauteil mit einer die Orientierung darstellenden Markierung versehen sein. Die Markierung kann die Farbe und/oder die Helligkeit des Lichtstrahls verändern.
3 zeigt einen Lichtwellenleiter 30 mit einem in einem Winkel von 90° zur Längsachse abgeschnittenen Ende 31. Somit kann von dem Lichtwellenleiter 31 ein fokussierter Lichtstrahl ausgesendet werden.
Die Auswerteeinheit 17 (siehe 4) ist mit einer Lichtquelle 40 ausgestattet. Die Lichtquelle 40 weist mehrere ringförmig angeordnete Leuchtmittel 41 auf. Die Leuchtmittel 41 sind vorzugsweise LEDs. Sie beleuchten eine Gruppe 42 von matrixartig angeordneten Lichtwellenleitern 43. Die Lichtwellenleiter 43 leiten das Licht zu verschiedenen Bereichen der Schaltungsplatine. Ferner senden die Lichtwellenleiter 43 das von den Bereichen der Schaltungsplatine reflektierte Licht zurück und emittieren es, sodass es eine Kamera 44 aufnehmen kann. Vorzugsweise ist jeder der Lichtwellenleiter 43 einem bestimmten Bauteil auf der Schaltungsplatine zugeordnet. Die Lichtquelle 40 weist eine spezifische Farbe auf, die auf die Farbe der beleuchtenden Bereiche und der eventuell dort angeordneten Bauteile abgestimmt ist. Abhängig davon, ob in den beleuchteten Bereichen Bauteile angeordnet sind und von deren Farbe, erkennt die Kamera 44 ein spezifisches Farbmuster, das mit einer Referenzmatrix hinsichtlich der Farbe und Helligkeit verglichen wird. Somit liefert das Vergleichsergebnis einen Hinweis darauf, ob auf der Schaltungsplatine die nicht elektrischen Bauteile gemäß den Vorgaben ordnungsgemäß montiert wurden.
Bezugszeichenliste

10: Prüfvorrichtung
11: Adapter
12: Prüfeinheit
13: Lichtwellenleiter
14: Lichtwellenleiter
15: Auswerteeinheit
20: elektronisches Bauteil
21: elektronisches Bauteil
22: elektronisches Bauteil
23: elektronisches Bauteil
24: Schaltungsplatine
25: Abstandshalter
26: elektrisch nicht prüfbares Bauteil
27: Deckel
30: Lichtwellenleiter
31: Ende
40: Lichtquelle
41: Leuchtmittel
42: Gruppe von Lichtwellenleitern
43: Lichtwellenleiter
44: Kamera

Claims

Prüfvorrichtung (10) zur optischen Prüfung von Bauteilen (20, 21, 22, 23) mit einer einen Adapter (11) zur Aufnahme einer Schaltungsplatine (24, 65) aufweisenden Prüfeinheit (12) und einer Auswerteeinheit (17), dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfeinheit (12) zu einer optischen Prüfung von mindestens einem elektrisch nicht prüfbaren Bauteil (26, 66, 67) mindestens einen Lichtwellenleiter (13, 14) sowohl zur Beleuchtung mindestens eines bestimmten Bereichs der Schaltungsplatine (24, 65), in dem das Bauteil (26, 66, 67) anordenbar ist, als auch zur Aufnahme des von dem beleuchteten Bereich reflektierten Lichts, aufweist, wobei der mindestens eine Lichtwellenleiter (13, 14) die Prüfeinheit (12) und die Auswerteeinheit (17) optisch verbindet.
Prüfvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (17) mit einer Gruppe (73) von matrixartig angeordneten Lichtwellenleitern (74) ausgestattet ist.
Prüfvorrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gruppe (73) von matrixartig angeordneten Lichtwellenleitern (74) von einer Lichtquelle (71) beleuchtbar ist.
Prüfvorrichtung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (71) ringförmig angeordnete Leuchtmittel (72) aufweist.
Prüfvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (17) mit mindestens einer Kamera (75) ausgerüstet ist.
Prüfvorrichtung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Kamera (75) im Zentrum der ringförmig angeordneten Leuchtmittel (72) angeordnet ist.
Prüfvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende (31) des mindestens einen Lichtwellenleiters (13, 14, 30) in einem Winkel von 90° zu seiner Längsachse abgeschnitten ist.
Prüfvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtwellenleiter (13, 14, 30, 40, 50, 63, 64) durch mindestens eine Bohrung in einem die Schaltungsplatine (24, 65) abdeckenden Deckel (27, 60) geführt sind.
Prüfvorrichtung (10) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (17) an einen PC und ein elektrisches Stromnetz angeschlossen ist.
Prüfvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen ICT-Adapter und/oder eine Einrichtung zur Funktionsprüfung aufweist.