DE2163970A1 - Prutgerat fur Tafeln mit gedruckter Schaltung - Google Patents

Prutgerat fur Tafeln mit gedruckter Schaltung

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Description

■ J.\
MATSUSHITA ELECTRIC INDUSTRIAL· CO., LTD. Osaka, Japan
Die Erfindung "bezieht sich auf ein Prüf gerät. für Tafeln mit gedruckter Schaltung, das eine rasche und automatische Durchführung von Stromschlußprüfungen an gedruckten Schaltungen auf Substrattafeln mit Durchgangslöchern gestattet, wobei vor dem Zusammenbauen komplexer elektronischer Bauteil? nach einem vorbestimmten Programm verfahren werden soll, und insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Prüfgerät dieser Art, bei dem der Stromschluß von den Bauteilen über die Kontaktgebernadeln zu den Anschlüssen mit Sicherheit gewährleistet ist und das daher im Betrieb sehr zuverlässig ist.
Zur Vornahme einer Stromschlußprüfung, durch die vor dem Aufmontieren verschiedener elektrischer Bauteile auf eine Leiterplatte festgestellt werden soll, ob in dieser ein gewünschter Stromkreis aufgebaut wird, ist ein Prüfgerät bekannt, bei dem je ein Satz oberer und unterer Kontaktgeber-
nadeln
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nadeln mit Hilfe von Impulsfortschaltmotoren verschoben wird, wobei die Leiterplatte bei der Prüfung in einer zwischen die Nadeln geführten Halterung festgelegt ist.
Eine Kontaktnadeleinheit dieses bekannten Geräts hat den in Pig. 7 gezeigten Aufbau. Eine solche Kontaktgebernadel 90 ist in einer ^ührungsbohrung angeordnet, die in einem Isolatorblock 91 ausgeformt ist, und wird durch eine Feder 92 gegen eine auf eine Substrattafel 95 aufgedruckte Schaltung 94 aus metallischem Kupfer gedrückt. In das obere offene Ende der Führungsbohrung in dem Isolatorblock 91 ist eine Flachkopfsehraube 95 eingeschraubt, wobei zwischen dieser Schraube und dem Isolatorblock ein lötfreier Anschluß 96 festgeklemmt ist. Diese Flachkopfschraube 95 dient gleichzeitig auch als Gegenhalterung für die Feder 92.
Bei einer solchen Anordnung fließt der Strom von dem Anschluß 96 durch die Flachkopfschraube 95, die Feder und die Kontaktgebernadel 90 der Schaltung 94 zu* Das nach dem Stand der Technik bekannte Gerät ist allerdings mit dem schwerwiegenden Mangel behaftet, daß mitunter der elektrische Kontakt zwischen der Flach^opfschraube 95 und der Feder 92 und/oder zwischen der Feder 92 und der Kontai^tgebernadel 90 infolge der Form des abgeschnittenen Federendes oder infolge des Rückpralle ns der Feder im Augenblick des Kontaktschlusses zwischen der Kontaktgebernadel 90 und der Schaltung 94 unterbrochen wird, oder daß die leitende Verbindung zwischen den Bauteilen sehr instabil wird, weil sich zwischen aneinandergrenzenden Teilen Schmutzpartikel abgesetst haben. Das Gerät hat außerdem auch den Nachteil, daß es wegen des lötfreien Anschlusses nicht möglich ist, den Abstand zwischen den Kontaktgebernadeln zu verringern, wenn ein Prüfkopf mit einer Tielzahl von Kontaktgebernadeln hergestellt werden soll, und eine Prüfung von Befestigungslöchern für äußerst kleine Bauteile ist daher nicht durchzuführen.
Es soll nun eine Ausführungsform der Erfindung anhand der beigegebenen Zeichnungen beschrieben werden. hi-.v-
209839/063?
BAD QRiGiUAL
in zeigen:
Pig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführunprsform des erfindungsgemäßen Prüfgeräts für Leiterplatten, wobei in der Darstellung Teile weggebrochen sind;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des oberen Prüfkopfes dieses G-eräts;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des unteren Prüf kopf es des G-eräts;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht des Leiterplattenhalters des G-eräts;
Fig. 5 eine zur Darstellung des wesentlichen Bereichs teilgeschnittene perspektivische Ansicht einer Kontaktnadeleinheit;
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zur Anzeige der Nullrückstellung des unteren Prüfkopfes; und
Fig. 7 eine Schnittansicht der Kontaktnadeleinheit eines bekannten Prüfgeräts für Leiterplatten.
Die BeEUfcszahl 1 bezeichnet eine zu prüfende Leiterplatte, die in der Mitte eines Halters 2 gehaltert ist. Der Halter 2 ist durch Schrauben 5 an einem Schiebetisch 4 befestigt, der seinerseits zu hin- und hergehenden Bewegungen in gleitend verschiebbarer Anordnung in eine Vertiefung aufgenommen ist, die in der oberen Fläche einer Abdeckung an der Oberseite eines unteren Prüfkopfes vorgesehen ist. Oberhalb der Leiterplatte 1 ist ein oberer Prüfkopf angeordnet, in dem eine in Fig. 1 dargestellte Antriebsvorrichtung 6 vorgesenen ist, die eine Längs- und eine Quervorschubeinrichtung einbegreift.
Diese Antriebsvorrichtung 6 hat den folgenden Aufbau: Ein Iängsvorschubblock 7 wird von einem Impulsfortschal tmotor 10 über eine an dem Block vorgesehene Mutter 8 und über eine G-ewindewelle 9 angetrieben. Mit' der Bezugszahl
209839/0637 R,n Λ
BAD ORIGINAL
216397Q
zahl 11 ist ein Jjager für 4ie Gewindewelle 9 "bezeichnet, die Bezugszahl 12 "bezeichnet Führungs. stangen für den LängS'-vorschubblock 7 und die Bezugszahl 13 Halterungen für die Führungsstangen 12. Ein Quervorschubhloek 14 wird von einem auf den Längsvorschubblock 7 aufmontierten Impulsfortsehaltmotor 16 in der Führung durch eine Führungsstange 15 angetrieben, die an dem IfängsvorschubbloGk 7 "befestigt ist. Die Bezugszahl 17 bezeichnet eine Abdeckung für die Antriebsvorrichtung 6, mit den Bezugszahlen 18 und 18' sind Zeigerinstrumente zur Anzeige der Rückstellung des oberen Prüfkopfes auf Null bezeichnet und mit den Bezugszahlen 19 und 19' Zeigerinstrumente zur Anzeige der Rückstellung des unteren Prüfkopfes auf Null. Die Bezugszahl 20 bezeichnet ein unteres Gehäuse, in das eine elektrische Steuereinheit und eine Drucklufteinheit aufgenommen sind.
Bs soll nun auf die baulichen Einzelheiten des oberen Prüfkopfes näher eingegangen werden. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, wird der obere Prüfkopf von einem Halterungsbügel 23 getragen, der mit der Unterseite des Quervorschubblocks 14 verbunden ist, der mittels einer Mutter 21 in der Führung durch die Führungsstangen 15 in der Querrichtung verschiebbar ist.
Die Kantaktgebernadeln 24 sind mit ihren oberen Teilen in einem Block: 28 gelagert, der mit dem einen Ende eines G-leitblocks 27 verbunden ist, dessen anderes Ende mit der Kolbenstange 26 eines Druckluftzylinders 25 in Verbindung steht. Der G-leitblock 27 ist durch eine rechteckige Führung 29 gegen Drehbewegungen festgehalten.
Der Druckluftzylinder 25 ist fest auf eine verschiebbare Platte 30 aufmontiert. Die verschiebbare Platte 30 kann in vertikaler Richtung durch einen gesondert vorgesehenen Druckluftzylinder 31 mit großem Hub bewegt werden, der fest auf den Halterungsbügel 23 aufmontiert ist, wobei zur Führung der Platte Führungsmittel in Form von G-Ieitkugelbuchsen 32 an dem Halterungsbügel 23 und fest mit der
verschiebbaren
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verschiebbaren Platte 30 verbundenen Führungsstangen 33 vorgesehen sind, so daß auf diesem Wege ein Auswechseln der Leiterplatten ermöglicht wird.
Eine Steuereinheit zur Steuerung der Betätigung des Druckluftzylinders 25 ist bei der gezeigten Ausführungsform ebenfalls an der Unterseite des Quervorschubblocks 14 angeordnet. Die Steuereinheit umfaßt ein druckluftbetätigtes Richtungsschaltventil 34, einen Fühler 35 zum Zuführen eines Schaltdrucks zu dem Richtungsschaltventil 34, eine Lochscheibe 36 zum intermittierenden Unterbrechen der Druckluftzufuhr zu dem Fühler 35, einen Impulsfortschaltmotor 37 für den Antrieb der Lochscheibe 36 und Vorgelegeräder 38 und 39, wobei alle diese Teile von Stützplatten 40 und 41 getragen werden. Die Anordnung der Steuereinheit muß nicht in jedem ' Fall die in der Zeichnung gezeigte sein, doch ist vorzugsweise eine Anordnung der Steuereinheit in der Nähe des zum Verschieben der Kontaktgebernadeln dienenden Druckluftzylinders 25 mit kleinem Hub vorgesehen.
Der untere Prüfkopf hat den in Fig. 3 gezeigten Aufbau. Dieser untere Prüfkopf wird von einem Stützaufbau 46 getragen, der an der oberen Fläche eines Quervorschubblocks 43 befestigt ist. Der Quervorschubblock 43 ist in der Führung durch Führungsstangen 42 mit Hilfe einer Gewindewelle 45 über eine Mutter 44 in der Querrichtung verschiebbar. Die Kontaktgebernadeln 47 sind mit ihren unteren Teilen in einem Gleitblock 50 gelagert, der mit dem einenEnde % einer Kolbenstange 49 eines Druckluftzylinders 48 mit kleinem Hub verbunden ist. Der Gleitblock 50 ist durch eine rechteckige Führung 52 gegen Drehbewegungen festgelegt. Die Bezugszahl 53 bezeichnet Anschlüsse zur Stromzuführung zu den Kontaktgebernadeln 47. line Steuereinheit zur Steuerung der Betätigung des Druckluftzylinders 48 ist bei der gezeigten Ausführungsform ebenfalls an der oberen Fläche des Quervorschubblocks 43 angeordnet. Ahnlich wie die Steuer-' einheit für den oberen Prüfkopf umfaßt auch diese Steuereinheit ein Richtungsschaltventil 54, einen Fühler 55, eine
Lochscheibe 209839/0637
Loch.sch.eibe 56, einen Impulsfortschaltmotor 57 sowie Vorgelegeräder 58 und 59, wobei diese Teile sämtlich von Stützplatten 60 und 61 getragen werden. Die Bezugszahl 62 "bezeichnet ein Drosselventil zur Regelung der Druckluftzufuhr von.dem Fühler 55.
Es soll nun anhand der Pig. 4 der Aufbau des Leiterplattenhalters 2 erläutert werden. Die Leiterplatte 1 wird mit Hilfe von Paßstiften 64 in die vorgesehene Stellung eingepaßt und dann in dieser Stellung durch. Haltearme
66 festgelegt, die durch je eine Schraube 65 an dem Halter 2 festgespannt sind. Jede der Schrauben 65 ist mit einer Feder versehen und die Leiterplatte 1 wird infolge der Belastung mit der Kraft dieser Federamit einem geeigneten Anlagedruck an dem Halter 2 festgehalten. An dem gegen die Leiterplatte 1 anliegenden Teil eines jeden der Haltearme 66 und an den ebenfalls die Leiterplatte 1 berührenden Randbereichen des Halters 2 sind elektrisch isolierende Teile
67 bzw. 68 vorgesehen. Zur Festlegung des Halters 2 auf dem Schiebetisch 4 nach erfolgter Einstellung mit Hilfe von Paßbohrungen 69 sind Schraubenlöcher 70 vorgesehen.
Die in den oberen und in den unteren Prüfkopf eingegliederten Kontaktnadeleinheiten haben jeweils den in Fig. 5 gezeigten Aufbau. Die Kontaktgebernadeln 24 sind mit dem einen Ende in einem Block 28 gelagert, der aus einem elektrisch isolierenden Material besteht und an einem Halter 71 befestigt ist. Jede Kontaktgebernadel ist in einer Buchse 72 geführt. Zur Ermöglichung der Stromzuführung von den Anschlüssen 74 zu den einzelnen Kontaktgebernadeln 24 ist zwischen dem Halter 71 und dem Block 28 eine Leiterplatte 73 angeordnet und in dieser Stellung befestigt. Den Kontaktgebernadeln 24 kann also über die Anschlüsse 74» die Leiterplatte 73, Leitungen 75 und Federn 76 Strom zugeführt werden. Diejenigen Teile der Kontaktgebernadel 24 und der Leitung 75., die jeweils gegen die betreffende Feder 76 anliegen, sind mit zylindrischen bzw. konischen Vorsprüngen ausgebildet, um die Kontaktwirkung zu erhöhen.
- - Die 209839/0637
Die Kontaktnadeleinheit mit dem obigen Aufbau durch eine Schelle 77 an dem Gleitblock 27 (Pig, 2) befestigt.
Abschließend soll anhand der Pig* 6 noch eine Vorrichtung zur Anzeige der Rückstellung des oberen und des unteren Prüfkopfes auf Null beschrieben werden, wobei in dieser Pigur die Rückstellanzeigevorrichtung für den unteren Prüfkopf dargestellt ist. Der bereits unter Bezugnahme auf Pig, 3 beschriebene Quervorschubblack 43 ist an dem einen Inde mit einem Anschlag 78 versehen, der an einem Stab 81 angreifen kann, welcher in einem Pührungshlock 80 geführt ist, der mit dem Längsvorschubbloek 79 verbunden ist, Die Verschiebungsbewegung des Stabes 81 wird mittels einer Welle 84, die durch eine Schwenkplatte 82 und ein Lager 83 geführt wird, zur Ablesung auf ein Zeigerinstrument 19 übertragen. Eine Peder 85 ist auf den Stab 81 aufgeschoben, um an diesen eine Rückstellkraft anzulegen. An dem Längsvorsehubhlock 79 ist demgegenüber ein Stab 86 vorgesehen und die Bewegung dieses Stabes 86 bei der Rückstellung des Längsvorschubblocks 79 auf Null kann an einem Zeigerinstrument 19' abgelesen werden. Mit der Bezugszahl 87 ist eine Halterungsplatte zur Lagerung eines Impulsfortschaltmotors 88 bezeichnet und mit der Bezugszahl 89 ein Lager für die Gewindewelle 45.
Bei der dargestellten Ausführungsform werden die Zeigerinstrumente 18, 18', 19 und 19' zur Sichtanzeige verwendet, doch können stattdessen natürlich auch elektrische Mikrometer oder Meßuhren vorgesehen sein, die elektrische Signale erzeugen. Die Verwendung solcher Mikrometer oder Meßuhren ist nicht nur insofern vorteilhaft, weil sieh auf diesem Wege das Auftreten eines !Fehlers im Versehiebungsgrad des Kopfes bei einem Betätigungszyklus feststellen läßt, sondern weil hierdurch ein solcher Pehler auch automatisch kor·^ rigiert werden kann.
Bei dem erfindungsgemäßen Prüfgerät für Leiterplatten läßt sich ein zwangschlüssiger Kontakt herbeiführen
2Q9839/Q637 —
und der Kontaktwiderstand zwischen den Kontaktgebernadeln und den Federn sowie zwischen den Federn und den leitungsanschlüssen kann dank dem "beschriebenen Aufbau weitestgehend herabgesetzt werden, so daß die Zuverlässigkeit des Stromschlusses der Bauteile entsprechend erhöht wird. Darüber hinaus kann hierbei auch der Abstand zwischen den Kontaktgebernadeln verringert werden, da zwischen den Kontaktgebernadeln und den Anschlüssen als Bestandteil der Anordnung eine leiterplatte vorgesehen ist, so daß eine Prüfung auch an löchern für sehr kleine Bauteile vorgenommen werden kann.
Das erfindungsgemäße Prüfgerät eignet sich somit zur zuverlässigen Prüfung von löchern einer Tafel mit gedruckter Schaltung, die beliebig klein sein können, und bietet daher einen erheblichen praktischen Vorteil.
Patentansprüche 209839/0637

Claims (1)

  1. Patentansprüche
    l.J Prüfgerät für !Tafeln mit gedruckter Schaltung, gekennzeichnet durch einen Tisch (4) mit einer Einführstelle und einer Reservestelle, je einen oberhalb und unterhalb des Tisches (4) angeordneten, zum Längsvorschub beziehungsweise Quervorschub durch einen in Abhängigkeit von Impulsen angetriebenen Motor (10; 16; 88) jeweils mit Vorschubvorrichtungen (7; 14; 43; 79) verbundenen und eine Vielzahl von in Übereinstimmung mit der Betätigung dieser Vorschubvorrichtungen vertikal beweglichen Kontaktgebernadeln (24; 47) tragenden Prüfkopf, einen über ein Richtungsschaltventil (34) mit Druckluftsteuerung betätigbaren Druckluftzylinder (25) zum vertikalen Verschieben zumindest des einen der Prüfköpfe zum Einrücken der Kon- , taktgebernadeln (24) in eine Stellung des Kontakts mit der zu prüfenden Tafel mit gedruckter Schaltung, wobei dieser Druckluftzylinder (25) mit den Kontafctgebernadeln (24) zu einer Kontaktgebernadel-Einheit zusammengefaßt ist, und einen weiteren Druckluftzylinder (31), der erforderlichenfalls zum vertikalen Verschieben der Kontaktgebernadel-Einheit betätigbar ist.
    Prüfgerät für Tafeln mit gedruckter Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden der oberhalb und unterhalb des Tisches (4) angeordneten Prüfköpfe eine Nullstellung der Längs- und der Quervorschubbewegungen vorgesehen ist und Mittel (18, 18», 19, 19') zur Anzeige der Rückstellung des betreffenden Prüfkopfes auf die Nullstellung nach " Beendigung der Prüfung einer Tafel mit gedruckter Schaltung vorgesehen sind.
    Prüfgerät für Tafeln mit gedruckter Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Prüfköpfe in vertikaler Richtung durch einen Druckluftzylinder (25; 48) bewegbar ist, der über ein Richtungsschaltventil (34; 54) mit Druckluftsteuerung betätigbar ist, wobei der Druck für die Druckluftsteuerung über einen eine durch einen Impulsfortschal tmotor (37; 57) zu Drehbewegungen antreibbare und zum
    Unterbrechen
    209839/0637
    - ίο -
    Unterbrechen des Druckluftstroms betätigbare Stauscheibe (36; 56) einbegreifenden Fühler (35; 55) zuführbar ist.
    Prüfgerät für Tafeln mit gedruckter Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Prüfköpfe einen aus einem elektrisch isolierenden Material bestehenden Block (28; 51) und eine Vielzahl von jeweils in vertikal beweglicher Anordnung auf Federn (76) darin gelagerten und in Buchsen (72) geführten Kontaktgebernadeln (24; 47) einbegreift, wobei die Kontaktgebernadeln (24; 47) zur Erhöhung der Kontaktwirkung zwischen der Kontaktgebernadel und der #eder (76) jeweils einen Vorsprung aufweisen.
    Prüfgerät für Tafeln mit gedruckter Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Prüf köpfe einen aus einem elektrisch isolierenden Material bestehenden Block (28; 51) einbegreift, der eine Vielzahl von Kontaktgebernadeln (24; 47) trägt, femer Federn (76) zur Lagerung der betreff enden Kontaktgebernadeln (24; 47) in vertikal beweglicher Anordnung, Leitungsteile (75) zur Lagerung der betreffenden Federn (76), einen Halter (71), eine zwischen dem Halter (71) und dem Block (28; 51) festangeordnete und mit den Kontaktgebernadeln (24; 47) über die Federn (76) und die Leitungsteile (75) leitend verbundene Leiterplatte (73) und an der Leiterplatte (73) vorgesehene stromleitende Anschlüsse (74).
    Prüfgerät für Tafeln mit gedruckter Schaltung, gekennzeichnet durch einen Tisch (4) zum Einspannen einer zu prüfenden Tafel mit gedruckter Schaltung, je einen oberhalb und unterhalb des Tisches (4) angeordneten, zum Längsvorschub beziehungsweise Vertikalvorschub durch einen in Abhängigkeit von Impulsen angetriebenen Motor (10; 16; 88) jeweils mit Vorschubvorrichtungen (7; 14; 43; 79) verbundenen und in Verbindung mit der Betätigung dieser Vorschubvorrichtung vertikal beweglichen Prüf kopf, eine von jedem dar Prüf köpfe getragene und eine Vielzahl von Kontaktgebernadeln (24; 47) sowie einen kleinen Zylinder (25; 48) zur Betätigung der
    Kontaktgebernadeln
    209839/0637
    - li -
    Kontaktgebernadelii zur Ausführung einer Vertikalbewegung mit kleinem Hub einbegreifende Kontaktgebernadel-Einheit (24, 25? 47, 48) und einen großen Zylinder (31) zur Betätigung der Kontaktgebernadel-Einheit (24, 25) zur Ausführung einer Yertikalbewegung mit großem Hub, wobei der kleine Zylinder (25) nur zur Betätigung bei fortlaufenden Prüfvorgängen zur Erhöhung der Prüfgeschwindigkeit Torgesehen ist.
    Prüfgerät für Tafeln mit gedruckter Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Mittel zur Anzeige der Rückstellung auf Null zwei Seite an Seite angeordnete und bei der Längs- und Quervorschubbewegung von Längs- und Quervorschubblöeken (43, 79) zum Versehieben des !Tisches zur Anzeige des Erreichens der Nullstellung in einer vorbestimmten Maßeinteilung betätigbare Meßinstrumente (19, 19') einbegreift, ferner eine jeweils von einem der Längs- und Quervorschubblöcke (43, 79) getragene, zum Angreifen an einem Angriffsglied (84) eines der Meßinstrumente (19, 19') betätigbare Schwenkplatte (82) und ein von dem anderen der Längs- und Quervorschubblöcke (43, 79) getragenes, zum Angreifen an einem Angriffsglied des anderen der Meßinstrumente (19, 19r) betätigbares Stabteil (86), wobei ein Einstellfehler des Tisches in bezug auf die Nullstellung korrigierbar ist.
    209839/0637
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