DE2639831A1

DE2639831A1 - Pruefverfahren und -geraet

Info

Publication number: DE2639831A1
Application number: DE19762639831
Authority: DE
Inventors: James Houghton Thomas
Original assignee: LM Ericsson Pty Ltd
Current assignee: Ericsson Australia Pty Ltd
Priority date: 1975-09-05
Filing date: 1976-09-03
Publication date: 1977-03-17
Also published as: FR2323155A1; GB1537870A; NL7609845A; BE845841A; JPS5238167A

Description

L M Ericsson Pty. Ltd., Broadmeadows, Victoria/Australien Prüfverfahren und -gerät

Die Erfindung betrifft ein Prüfverfahren und -gerät, insbesondere ein Verfahren und ein Gerät zum überprüfen von gedruckten Schaltungsplatten und anderen Untergruppen zum Auffinden von Fehlstellen mit Kurzschluß oder geringem Widerstand.

Besonders nützlich ist die Erfindung bei der überprüfung von gedruckten Schaltungsplatten oder Untergruppen, bei denen viele Komponenten durch Bahnen und/oder Drähte miteinander verbunden sind, die nahe beieinander angeordnet sind, und ist besonders nützlich zum Auffinden von Fehlstellen mit Kurzschlüssen oder niedrigem Widerstand in gedruckten Schaltungen von dem Typ, wo eine einzelne Bahn zu vielen Komponenten hin aufgefächert ist. In solchen Fällen ist eine Kurzschluß-Fehlstelle oder eine Fehlstelle mit niedrigem Widerstand sehr schwer aufzufinden und kann gewöhnlich nur durch intensives Betrachten, Aufschneiden oder Abtrennen von Bahnen oder Entfernen von Komponenten aufgefunden werden.

Die Beschreibung der Erfindung erfolgt im Zusammenhang mit der Überprüfung einer gedruckten Schaltungsplatte, es ist jedoch zu

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betonen, daß sie auch auf andere Untergruppen Anwendung finden kann; somit ist unter den im Zusammenhang mit gedruckten Schaltungen erwähnten Bahnen auch ein Draht oder ein andersartiger Leiter zu verstehen, wenn die Erfindung bei anderen Untergruppen Anwendung findet.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und ein Gerät zum leichten Auffinden von Kurzschluß-Fehlstellen oder Fehlstellen mit niedrigem Widerstand in gedruckten Schaltungsplatten oder anderen Untergruppen zu schaffen, durch welche zum Auffinden von derartigen Fehlstellen das Erfordernis einer intensiven Sichtinspektion, des Abschneidens oder Isolierens von Bahnen und/oder der Entfernung von Komponenten wegfällt. Zur Vereinfachung der Beschreibung sollen die Begriffe "Kurzschluß" und "niedriger Widerstand" im Zusammenhang mit der Fehlstelle als Synonyme betrachtet werden.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Auffinden von Kurzschluß-Fehlstellen in gedruckten Schaltungsplatten oder anderen Untergruppen gelöst, das gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Wechselstrom-Tonfrequenzsignal an der Fehlstelle über die betreffende Bahn bzw. Bahnen angelegt wird und der Weg des Signals verfolgt wird durch Bewegung einer kleinen. Induktionsspulenanordnung in enger Nähe der Bahn bzw. der Bahnen, so daß ein mit dem Tonfrequenzsignal in Beziehung stehendes Signal in der Spulenanordnung induziert wird, und daß das induzierte Signal an eine Hör- oder Sichtanzeigevorrichtung angelegt wird, um eine Verfolgung des Tonfrequenzsignals über die Fehlstelle zu ermöglichen.

Das erfindungsgemäße Gerät zum Auffinden von Kurzschluß-Fehlstellen in gedruckten Schaltungsplatten oder anderen Untergruppen enthält eine Quelle für ein Wechselstrom-Tonfrequenzsignal, eine Miniaturspulenanordnung und eine akustische oder visuelle Anzexgevorrxchtung

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und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Tonfrequenz-Signalquelle dazu geeignet ist, das Signal über die betreffende Bahn bzw. Bahnen an der Fehlstelle anzulegen, die Miniaturspulenanordnung dazu geeignet ist, eng angrenzend an die betreffende Bahn bzw. Bahnen an dieser entlang bewegt zu werden, so daß in der Spulenanordnung ein Signal induziert wird, das zu dem Tonfrequenzsignal in Beziehung steht, und daß die Anzeigevorrichtung mit der Spulenanordnung verbunden ist und dazu geeignet ist, das Vorhandensein des induzierten Signals in der Spulenanordnung anzuzeigen.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbexspielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild eines Meßkopfes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine Schnittansicht des Meßkopfes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht der Spitze des in Figur 2 dargestellten Meßkopfes;

Fig. 4 eine schematische Draufsicht zur Darstellung von verschiedenen Stellungen einer Spule des Meßkopfes bezüglich eimern Leiter während der Verwendung des Meßkopfes ; und

Fig. 5A schematische Seitenansichten der in Figur 4 gezeigten und Stellung A und B.
Fig. 5B

Aus Figur 1 ist zu ersehen, daß die Schaltung zwei Spulen 10 und umfaßt, die angrenzend an die Spitze bzw. das Arbeitsende 21 eines Meßkopfes 20 (Figur 2) aufgewickelt sind. Die Spulen 10 und 11 sind in Reihe geschaltet und in entgegengesetztem Sinn gewickelt, so daß irgendein Magnetfeld, welches beide Spulen mit gleicher Stärke

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schneidet, eine Auslöschung der in den Spulen induzierten Spannungen verursacht. Die Spulen 10 und 11 sind an den Eingang eines Verstärkers 12 mit einer Batterie 13 angeschlossen. Der Ausgang des Verstärkers 12 ist mit einem Ohrhörer 14 verbunden, der für die Bedienungsperson einen hörbaren Ton erzeugt, wie im einzelnen weiter unten ersichtlich wird. Der Ohrhörer 14 kann als Ohrstück einer Hörhilfe ausgebildet sein.

Der Meßkopf 20 kann gemäß der Darstellung in Figur 2 einen allgemein rohrförmigen Aufbau mit einer schmalen Spitze 21 aufweisen, auf die die zwei Spulen 10 und 11 im Abstand voneinander und axial zueinander ausgerichtet aufgewickelt sind. Der Meßkopf ist aus Plastikmaterial geformt, kann jedoch aus anderen geeigneten Materialien gebildet werden. Es ist jedoch wichtig, daß die zwei Spulen 10 und 11 nicht durch ein Material mit hoher magnetischer ■Permeabilität gekoppelt sind, da in diesem Falle stets eine Neigung bestehen würde, daß irgendein in der Nähe der Spulen verlaufendes Magnetfeld beide Spulen in gleicher Weise schneidet und eine Auslöschung der induzierten Spannung verursacht. Dies würde die Vorrichtung daran hindern, in der weiter unten beschriebenen Weise zu arbeiten. Die Drähte aus der Spulenanordnung verlaufen im Inneren des Meßkopfes durch eine Abtrennung hindurch zu einem Hohlraum 22, in dem die (nicht dargestellte) Verstäkerschaltung angeordnet sein kann. Oberhalb des Hohlraumes 22 bietet ein weiterer Hohlraum 2 3 Platz für die Batterie oder Batterien (nicht dargestellt) . Eine Buchse 24 am oberen Teil des Meßkopfes ist so ausgebildet, daß sie einen Stecker 24a am Ende eines geeigneten, sich zu dem Ohrhörer 14 erstreckenden Kabels aufnehmen kann. Die Anordnung aus Stecker und Buchse dient ebenfalls zum Einschalten der Batterie für die Versorgung des Verstärkers 12, wenn der Stecker 24a in die Buchse 24 eingesetzt wird.

Figur 3 zeigt eine Vergrößerung der Spitze 21 des Meßkopfes mit einem Vorsprung 25, der es ermöglicht, die zwei Spulen in ent-

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gegengesetztem Sinn aus einem einzelnen Draht aufzuwickeln.

Figur 4 zeigt eine Schnittansicht der Bahn 26 einer gedruckten Schaltungsplatte mit verschiedenen Stellungen A, B und C der Spulenanordnung. Die Achsen der in Figur 4 gezeigten Spulen sind senkrecht zu der gedruckten Schaltungsplatte. Unter der Annahme, daß die Bahn 26 mit einem Wechselstrom-Tonfrequenzsignal versorgt wird, wird in der Spulenanordnung, wenn sie sich in Stellung C befindet, d.h. genau über der Mitte der Bahn 26, kein Signal induziert, weil das Magnetfeld um die Bahn 26 herum die entgegengesetzten Seiten der Spulen 10 und 11 in gleicher Weise schneidet, wodurch ein Auslöschungseffekt verursacht wird.

Etwa in der Stellung A (Figuren 4 und 5A) wird ein maximales Signal in der Spulenanordnung induziert und zum Ohrhörer 14 übertragen. In dieser Stellung besitzt das Magnetfeld um die Bahn 26 herum einen stärkeren Einfluß auf den Seiten der Spulen 10 und 11, die der Bahn am nächsten sind, und daher wird ein Signal in jeder Spule induziert. Da jedoch die Spule 10 näher an der Bahn ist als die Spule 11, löscht das Signal in Spule dasjenige in Spule 10 nicht aus, während bei Wegbewegung der Spulenanordnung von der Bahn in Stellung B hinein (Figuren 4 und 5B) das in der Spulenanordnung induzierte resultierende Signal stark abgeschwächt wird, weil jede Spule etwa im selben Abstand von der Bahn 26 liegt und die in beiden Spulen induzierten Signale dazu neigen, einander auszulöschen.

In der nahen Umgebung einer gedruckten Schaltungsplatte ist es erwünscht, daß Streufelder, beispielsweise aufgrund der unmittelbaren Nähe des weiterführenden Weges oder Rücklaufweges des Wechselstromsignals, von dem Gerät so stark wie möglich unterdrückt werden, damit das Maß der erforderlichen Fachkenntnisse der Bedienungsperson zum Verfolgen des Signalweges herabgesetzt werden kann.

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Dies wird durch die vorstehend beschriebene Anordnung mit zwei Spulen erreicht, da die Steufeldquelle im allgemeinen relativ weit von der Spulenanordnung entfernt ist und somit jede der Spulen 10 und 11 in gleicher Weise von dem magnetischen Streufeld geschnitten wird. Daher löschen die in den jeweiligen Spulen aufgrund von Streufeldern induzierten Ströme einander aus und verursachen keinerlei Schwierigkeiten gegenüber der Bedienungsperson.

Es ist ferner erwünscht, daß die Spulenanordnung während ihrer Verwendung um ihre Achse gedreht werden kann, ohne daß irgendwelche Auswirkungen auf das induzierte Signal entstehen, so daß die Bedienungsperson eine Bahn oder einen Draht um eine Biegung herum verfolgen kann, beispielsweise die Biegung 27 (Figur 4), ohne daß der Meßkopf über den Winkel der Biegung um seine Achse gedreht werden muß. Die beschriebene Spulenanordnung besitzt diese erstrebenswerte Eigenschaft, während eine Spulenanordnung wie beispielsweise im Kopf eines Bandaufzeichnungsgerätes zwar zur Anwendung in dem vorliegenden Gerät geeignet wäre, jedoch verlangen würde, daß der Meßkopf in einer besonderen axialen Winkelstellung bezüglich der Bahn benutzt wird, so daß zur überprüfung einer Biegung wie Biegung 27 in Figur 4 die Bedienungsperson den Meßkopf axial um 90° drehen muß.

Das Verfahren der Verwendung des Gerätes zum Auffinden einer Fehlstelle in einer gedruckten Schaltungsplatte wird im folgenden beschrieben, unter der Annahme, daß bereits festgestellt wurde, daß ein Kurzschluß vorhanden ist, beispielsweise zwischen einem besonderen Eingang der Platte und Masse.

Die Bedienungsperson schließt einen (nicht dargestellten) Wechselstrom-Tonfrequenzgenerator zwischen den besonderen Eingang und den Massenanschluß an, so daß ein Wechselstrom vom Eingang über

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die betreffende Bahn zur Fehlstelle und über die Massebahn der gedruckten Schaltungsplatte zurückläuft. Durch Einsetzen des Steckers 24a in die Buchse 24 wird der Verstärker 12 (nicht dargestellt) im Hohlraum 22 eingeschaltet, und die Bedienungsperson kann das Signal in der betroffenen Bahn durch Anordnen der Spitze 21 des Meßkopfes nahe an der Bahn und Bewegung der Spitze längs der Bahn in unmittelbarer Nähe derselben verfolgen, während der Ton mit dem Ohrhörer 14 abgehört wird. Die Bedienungsperson kann die Spitze 21 des Meßkopfes in einer Wellenbewegung längs der Bahn aus einer Stellung mit maximalem Signal (Stellung A) auf einer Seite der Bahn in eine ähnliche Stellung mit maximalem Signal auf der anderen Seite bewegen um sich zu versichern, daß das Wechselstromsignal vorhanden ist. Auf diese Weise kann der Weg des Wechselstromsignals bis zu dem Punkt verfolgt werden, wo er zur Masse übergeht, d.h. bis zu dem Punkt, wo der Fehler aufgetreten ist. über diese Fehlstelle hinaus ist in der Platte kein Signal vorhanden.

Das beschriebene Verfahren und Gerät ermöglichen also ein leichtes Auffinden von Fehlstellen in gedruckten Schaltungen; hingegen mußten in der Vergangenheit Schaltungsplatten nach Ermittlung einer Fehlstelle möglicherweise vollständig als Ausschuß aufgeschieden werden. Das beschriebene Verfahren und Gerät sind ebenfalls geeignet zum Auffinden von Fehlstellen bei anderen Geräteformen, in denen es schwierig ist, Fehlstellen mit anderen Mitteln aufzufinden. Die Erfindung ist natürlich nicht auf die besondere beschriebene Ausführungsform beschränkt, und vom Fachmann können leicht Änderungen eingeführt werden. Beispielsweise können die Spulen 10 und 11 statt in Reihe auch parallel geschaltet werden. Wichtig ist nur, daß die induzierten Spannungen in jeder Spule einander auslöschen, wenn jede Spule von demselben Magnetfluß geschnitten wird. Ferner kann die Stromversorgung vom Meßkopf getrennt erfolgen und eine gleichgerichtete Wechselstrom-Versorgungsspannung enthalten. Ferner braucht der Verstärker 12 nicht im Meßkopf angeordnet zu werden und kann beispielsweise mit einem getrennten Gerät verbunden sein, das einen Wechselstrom-Tonfrequenzsignalgenerator, eine Stromversorgung und eine akustische bzw. hörbare oder eine Sichtanzeigevorrichtung enthält.

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Kurz zusammengefaßt findet die Erfindung also Anwendung bei der Überprüfung von Kurzschluß-Fehlstellen, insbesondere bei der Herstellung von gedruckten Schaltungen, jedoch ebenfalls bei andersartigen Untergruppen, in denen viele Drähte oder Bahnen nahe beieinander angeordnet sind. Das Gerät besteht aus einer Schaltung zum Zuführen eines Wechselstrom-Tonfrequenzsignals an die Fehlstelle und aus einem Meßkopf zur Verfolgung des Tonfrequenzsignals bis zu der Fehlstelle. Der Meßkopf besitzt eine Miniaturspulenanordnung, die an ihrer Spitze angeordnet ist und zwei koaxial zueinander angeordnete Spulen umfaßt, die auf ein Material mit niedriger magnetischer Permeabilität aufgewickelt sind. Die Spulen sind elektrisch entgegengesetzt zueinander geschaltet. Durch Führung der Spitze des Meßkopfes in enge Nähe der betreffenden Bahn, so daß die Achse der Spulen zu der Bahn hingerichtet ist, induziert das Tonfrequenzsignal ein Signal in der Spulenanordnung aufgrund der Tatsache, daß eine Spule relativ näher an der Bahn liegt als die andere. Das induzierte Signal wird von der Bedienungsperson mittels des Ohrhörers überwacht, dem das induzierte Signal verstärkt zugeführt wird.

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Claims

L M Ericsson Pty. Ltd., Broadmeadows, Victoria/Australien

Patentansprüche

ν 1.JVerfahren zum Auffinden von Kurzschluß-Fehlstellen in gedruckten Schaltungsplatten oder anderen Untergruppen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wechselstrom-Tonfrequenzsignal an der Fehlstelle über die betreffende Bahn bzw. Bahnen angelegt wird und der Weg des Signals verfolgt wird durch Bewegung einer kleinen Induktionsspulenanordnung in enger Nähe der Bahn bzw. der Bahnen, so daß ein mit dem Tonfrequenzsignal in Beziehung stehendes Signal in der Spulenanordnung induziert wird, und daß das induzierte Signal an eine Hör - oder Sichtanzeigevorrichtung angelegt wird, um eine Verfolgung des Tonfrequenzsignals über die Fehlstelle zu ermöglichen. ■
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulenanordnung zwei in axialer Richtung im Abstand voneinander angeordnete Spulen umfaßt, die elektrisch entgegengesetzt geschaltet sind und daß die Bewegung der Spulenanordnung in enger Nähe der Bahn bzw. der 3ahnen eine Bewegung der Spulenanordnung angrenzend an die Bahn bzw. Bahnen enthält, wobei die Achse der Spulen zu der Bahn hingerichtet ist.

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3. Gerät zum Auffinden von Kurzschluß-Fehlstellen in gedruckten Schaltungsplatten oder anderen Untergruppen, mit einer Quelle für ein Wechselstrom-Tonfrequenzsignal, einer Miniaturspulenanordnung und einer Hör- oder Sichtanzeigevorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonfrequenz-Signalquelle dazu geeignet ist, das Signal über die betreffende Bahn bzw. Bahnen (26) an der Fehlstelle anzulegen, die Miniaturspulenanordnung (10, 11) dazu geeignet ist, eng angrenzend an die betreffende Bahn bzw. Bahnen (26) an dieser entlang bewegt zu werden, so daß in der Spulenanordnung (10, 11) ein Signal induziert wird, das zu dem Tonfrequenzsignal in Beziehung steht, und daß die Anzeigevorrichtung (14) mit der Spulenanordnung (10, 11) verbunden ist und dazu geeignet ist, das Vorhandensein des induzierten Signals in der Spulenanordnung (10, 11) anzuzeigen.
4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulenanordnung (10, 11) zwei in axialer Richtung im Abstand voneinander angeordnete Spulen umfaßt, die elektrisch entgegengesetzt geschaltet sind.
5. Gerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung dazu geeignet ist, eine Anzeige für die Stärke des induzierten Signals zu liefern.

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