DE2407945A1

DE2407945A1 - Test system for printed circuit boards - involves foil which changes colour above given temperature

Info

Publication number: DE2407945A1
Application number: DE19742407945
Authority: DE
Inventors: Bodo Dipl Ing Dreisbach
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1974-02-19
Filing date: 1974-02-19
Publication date: 1975-08-28

Abstract

A thermocolour foil is pressed against the circuit board to make good thermal contact with it and an electric current is passed through the conducting paths on the circuit board, so that excessively narrow points are heated above the foil response temperature. The load current for testing the foil is in the form of at least one pulse. The thermocolour foil has holes in it which correspond to contacts on the circuit board; contact pins are pressed to the contact points, and the current pulses are applied to the conducting paths through these pins.

Description

Prüfverfahren für Leiterplatten Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen und Orten von unzulässigen Einengungen der Leitungszüge auf Leiterplatten.Test method for printed circuit boards The invention relates to a method for recognizing and locating impermissible constrictions in the cable runs on circuit boards.

Bei der Kontrolle des Fertigungsprozesses von Leiterplatten müssen u.a. auch unzulässige Einengungen der Leitungszüge erkannt und geortet werden. Insbesondere bei Fertigungsprozessen mit chemischen Arbeitsschritten ist, durch die zum Teil sehr kritischen Badzeiten, eine derartige Prüfung erforderlich, da sonst kein ausreichend hohes Maß an Zuverlässigkeit erreicht werden kann.When controlling the manufacturing process of printed circuit boards must Among other things, impermissible constrictions in the cable runs can also be detected and located. In particular in manufacturing processes with chemical work steps, through which in part very critical bath times, such a test is necessary, otherwise none is sufficient high levels of reliability can be achieved.

Die bekannten Verfahren zum Erkennen und Orten von unzulässigen Einengungen erfordern eine optische Prüfung sämtlicher Leitungszüge. Diese Prüfung erfolgt entweder unter einem Mikroskop oder durch die vergrößerte Abbildung des Leiterbildes auf einem Bildschirm (DBGM 70 144 32).The known methods for recognizing and locating impermissible restrictions require a visual inspection of all cable runs. This check takes place either under a microscope or through the enlarged image of the conductor pattern a screen (DBGM 70 144 32).

Abgesehen von dem hohen erforderlichen Zeitaufwand werden hierbei jedoch an die Bedienungsperson zu hohe Anforderungen gestellt, so daß die Prüfung nicht wirksam genug ist.Apart from the high amount of time required, here however, placed on the operator too high demands, so that the test is not effective enough.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, bei welchem unzulässige Einengungen der Leitungszüge rasch, zuverlässig und mit möglichst geringem Aufwand erkannt und geortet werden können.The invention is therefore based on the object of specifying a method at which impermissible narrowing of the cable runs quickly, reliably and with can be identified and located with as little effort as possible.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß auf das Leiterbild eine Thermocolorfolie gepreßt wird und die Leitungszüge mit Strom derart belastet werden, daß sich Stellen mit unzulässigen Einengungen über die Umschlagtemperatur der Thermocolorfolie erwärmen. Bei der hermocolorfolie, die auch als Thermopapier bezeichnet wird, tritt, sobald eine bestimmte Temperatur erreicht wird, ein Farbumschlag auf, der auch nach Senkung der Temperatur unverändert bestehen bleibt. Eine Thermocolorfolie besteht aus einem folienartigen Träger, der mit Thermocoloren beschichtet oder getränkt ist. Der Farbumschlag der hermocolore wird durch temperaturabhängige chemische Vorgänge ausgelöst. Die Belastung der Leistungszüge mit Strom erfolgt über entsprechende Kontaktpunkte, wie beispielsweise Anschlußflächen oder Durchkontaktierungen. Unzulässige Einengungen der Leitungszüge erreichen dann durch die Widerstandserwärmung Temperaturen über der Umschlagtemperatur der Thermocolorfolie, so daß sich diese Stellen auf der Thermocolorfolie abbilden. Durch Wärmeleitung in die angrenzenden Leitungszüge tritt, je nach der Höhe der Temperatur, ein Vergrößerungseffekt bei der Abbildung auf. Auf diese Weise sind Einengungen der Leitungszüge mit kritischer Restleiterbreite mit freiem Auge auf der Xhermocolorfolie rasch und zuverlässig zu erkennen und der entsprechenden Stelle des Leiterbildes zuzuordnen. Das Erwärmen mit Strom kann ohne besonderen Aufwand als eingeschobener Arbeitsgang bei der üblichen Durchgangsprüfung der Leiterplatten, bei welcher der Widerstand der Leiterbahnen geprüft wird, erfolgen.This object is achieved in that a thermal color film is applied to the conductor pattern is pressed and the cable runs are charged with electricity in such a way that there are places heat with impermissible constrictions above the temperature at which the thermocolor foil is turned over. With the hermocolor film, which is also known as thermal paper, occurs as soon as a certain temperature is reached, a color change which occurs even after lowering the temperature remains unchanged. A thermal color film consists of one film-like carrier that is coated or impregnated with thermocolors. The color change the hermocolore is triggered by temperature-dependent chemical processes. the The power trains are charged with electricity via corresponding contact points, such as pads or vias. Impermissible restrictions the cable runs then reach temperatures above due to the resistance heating the temperature at which the thermocolor film changes, so that these points are located on the thermocolor film depict. By conduction in the adjacent cable runs occurs, depending on the Height of the temperature, a magnifying effect in the illustration. In this way are constrictions of the cable runs with critical remaining conductor width with the naked eye can be recognized quickly and reliably on the Xhermocolor film and the corresponding To be assigned to the position of the conductor pattern. Heating with electricity can be done without special Effort as an inserted work step in the usual continuity test of the printed circuit boards, at which the resistance of the conductor tracks is checked.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Leitungszüge mit mindestens einem Stromimpuls belastet. Durch die Belastung der Leitungszüge mit Stromimpulsen wird erreicht, daß sich ein Temperaturprofil ausbildet, das genau dem partiellen Querschnitt der Leitungszüge entspricht und nicht durch Wärmeleitung verfälscht ist.In a preferred embodiment of the method according to the invention the cable runs are loaded with at least one current pulse. Because of the strain the cable runs with current pulses it is achieved that a temperature profile forms that corresponds exactly to the partial cross-section of the cable runs and is not falsified by heat conduction.

Vorzugsweise wird eine gelochte Thermocolorfolie verwendet, deren Löcher Kontaktpunkten der Leiterplatte zugeordnet sind. Bierdurch kann die Belastung der Leiterbahnen mit Strom oder Stromimpulsen von oben her erfolgen, so daß auch Leiterplatten geprüft werden können, deren Kontaktpunkte nicht vom Plattenrand oder der Plattenunterseite her zugänglich sind.A perforated thermal color film is preferably used, whose Holes are assigned to contact points of the circuit board. Beer can cause the strain the conductor tracks are carried out with current or current pulses from above, so that also Printed circuit boards can be tested whose contact points are not from the board edge or are accessible from the underside of the plate.

Besonders" vorteilhaft werden Kontaktstifte gegen die Kontaktpunkte gedrückt und die Leiterbahnen über die Kontaktstifte mit Strom oder Stromimpulsen belastet. Die Prüfung auf unzulässige Einengungen der Leitungszüge kann hierdurch weitgehend automatisiert und mit der üblichen Widerstandsprüfung der Leitungszüge koordiniert werden.Contact pins against the contact points are particularly advantageous pressed and the conductor tracks over the contact pins with current or current pulses burdened. The check for impermissible constrictions of the line runs can thereby largely automated and with the usual resistance test of the cable runs be coordinated.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens an Hand der Zeichnung näher erläutert.The following is an embodiment of the method according to the invention explained in more detail with reference to the drawing.

Die Zeichnung zeigt eine Leiterplatte 1, die auf einer ebenen Tischfläche 2 aufliegt. Auf der Oberseite der Leiterplatte 1 sind Leitungszüge 3 und Anschlußflächen 4 ausgebildet. Bei der Prüfung der Leitungszüge 3 auf unzulässige Einengungen wird auf das Leiterbild der Leiterplatte 1 eine gelochte Thermocolorfolie 5 derart aufgelegt, daß ihre Löcher 6 über den Anschlußflächen 4 zu liegen kommen.The drawing shows a circuit board 1, which is on a flat table surface 2 rests. On the top of the circuit board 1 are cable runs 3 and connection surfaces 4 trained. When checking the cable runs 3 for impermissible constrictions a perforated thermocolor film 5 is placed on the conductor pattern of the circuit board 1 in such a way that that their holes 6 come to rest over the pads 4.

Mit Hilfe eines Niederhalters 7 wird dann die Thermocolorfolie 5 über eine elastische Zwischenlage 8 fest gegen das Leiterbild gepreßt. Der Niederhalter 7 und die Zwischenlage 8 weisen ebenfalls über den Anschlußflächen 4 Löcher auf, durch welche Kontaktstifte 9 gegen die Anschlußflächen 4 gedrückt werden. In die Leitungszüge 3 werden nun über die entsprechenden Anschlußflächen 4 und die zugehörigen Kontaktstifte 9 Stromimpulse eingeleitet. Die Höhe und die Frequenz der Stromimpulse wird derartig gewählt, daß sich eventuell vorhandene unzulässige Einengungen der Leitungszüge 3 über die Umschlagtemperatur der Thermocolorfolie 5 erwärmen und sich darauf abbilden. Die Abbildung der unzulässigen Einengung eines Leitungszuges 3 ist als verfärbte Stelle auf der Thermocolorfolie 5 mit freiem Auge leicht zu erkennen und der entsprechenden Stelle des Leiterbildes zuzuordnen.With the help of a hold-down 7, the thermal color film 5 is then over an elastic intermediate layer 8 firmly against the Pressed conductor pattern. The hold-down 7 and the intermediate layer 8 also point over the connection surfaces 4 holes through which contact pins 9 are pressed against the connection surfaces 4 will. In the cable runs 3 are now on the corresponding pads 4 and the associated contact pins 9 current pulses initiated. The height and the The frequency of the current pulses is chosen in such a way that any impermissible Constrictions in the cable runs 3 above the temperature at which the thermocolor film changes 5 heat and map yourself on it. The illustration of the impermissible narrowing of a Cable run 3 is visible to the naked eye as a discolored point on the thermal color film 5 easy to recognize and to be assigned to the corresponding point of the conductor pattern.

Als Folge der unterschiedlichen Wärmeableitung an den Anschlußflächen 4 und der Mitte der Leitungszüge 3 bildet sich, bei zu langer Strombelastung, ein Temperaturprofil aus, das im wesentlichen die Wärmeableitung wiederspiegelt. Bei sehr kurzer Strombelastung der Leitungszüge 3 bildet sich ein Temperaturprofil aus, das genau dem partiellen Querschnitt der Leitungszüge 3 entspricht und noch nicht durch Wärmeableitung verfälscht ist. Die Belastung der Leitungszüge 3 mit Stromimpulsen zeigt daher die besten Ergebnisse.As a result of the different heat dissipation at the connection surfaces 4 and the middle of the cable runs 3 forms if the current load is too long Temperature profile that essentially reflects the heat dissipation. at a very short current load of the cable runs 3 forms a temperature profile, which corresponds exactly to the partial cross-section of the cable runs 3 and not yet is falsified by heat dissipation. The load on the cable runs 3 with current pulses therefore shows the best results.

Beispiel Bei der Prüfung einer Leiterplatte mit 250/um breiten und 35 µm hohen Leitungszügen aus Elektrolytkupfer auf einem Epoxidharzträger wurde für die Strombelastung eine Stromstärke von 16 A und eine Spannung von 15 V gewählt. Hierzu wurde ein Impulsverstärker mit rechteckigem Spannungsverlauf verwendet, bei welchem die Dauer eines Einzelimpulses 1 ms betrug. Einengungen der Leitungszüge mit einer Breite von 60µm und einer Länge von 1000µm wurden auf einer Thermocolorfolie mit einer Umschlagtemperatur von 600C deutlich sichtbar abgebildet.Example When testing a printed circuit board with a width of 250 μm and 35 µm high cable runs made of electrolytic copper on an epoxy resin carrier a current of 16 A and a voltage of 15 V were selected for the current load. A pulse amplifier with a rectangular voltage curve was used for this purpose which the duration of a single pulse was 1 ms. Narrowing of the cable runs with a width of 60 µm and a length of 1000 µm were on a thermocolor film with a temperature change of 600C clearly visible.

Die Grenzen des Erkennens der Einengungen auf der Thermocolorfolie lagen bei 30/um breiten und 120µm langen Einengungen und einer Belastungsdauer von 1 ms. Die Erwärmung der Einengung betrug 120°C.The limits of recognizing the constrictions on the thermocolor film were 30 µm wide and 120 µm long constrictions and a load duration of 1 ms. The heating of the constriction was 120 ° C.

4 Patentansprüche 1 Figur4 claims 1 figure

Claims

Claims 1. Method for recognizing and locating impermissible Narrowing of the cable runs on printed circuit boards, which means that they are not marked e t that a thermocolor film (5) is pressed onto the conductor pattern and the cables (3) are charged with electricity in such a way that there are places with impermissible constrictions Heat above the temperature at which the thermal color foil (5) changes.

2. The method according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the cable runs (3) are loaded with at least one current pulse.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that g e k e n n z e i c h n e t that a perforated thermocolor film (5), the holes (6) of which are contact points (4) assigned to the printed circuit board (1) is used.

4. The method according to claim 3, characterized in that g e k e n n z e i c h n e t that contact pins (9) pressed against the contact points (4) and the lines (3) are loaded with current pulses via the contact pins (9).