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Verfahrensanordnung und Vorrichtung zur Aufnahme und
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Funktionsmeßüberprufung von unbestückten Leiterplatten.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Verfahrensanordnung und Vorrichtung
zur Aufnahme und Funktionsmeßuberprufung von unbestückten Leiterplatten, in denen
gedruckte Scholtungsleitungen einsatzfertig verlegt sind.
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Es sind bereits Einrichtungen dieser Art bzw. Verfahrensanordnungen
hierzu als vorbekannt nachweisbar. Dieselben basieren grundsätzlich darauf, daß
man Federkontakte an den Leiterbahnenden aufsetzt, die die diesbezüglichen Messungen
auf ihre Funktionstüchtigkeit durchführen. Da)swird in praxisnaher Anlehnung wahlweise
mit sogenannten Universaladaptern erreicht, wobei die Leiterplatte als Prufling,
welcher jeweils in einem Meßtisch eingelegt wird, je ein Federkontakt je Rastpunkt
oder bei den Ublichen Spezialadaptern je ein Federkontakt je Meßpunkt aufgesetzt
wird. Hierbei werden aber und zwar konstruktionsbedingt in beiden Fällen die Raster-
bzw. Meßpunkte immer exakt Uber den tatsächlichen Meß-bzw. Rasterpunkten angesteuert
und
aufgesetzt. Gleichzeitig erfolgt hierbei lediglich eine Z -förmige Achsenbewegung
von oben bzw. unten mit den Federkontaktstiften auf den Prüfling. Somit finden in
den beiden anderen Dimensionen, wie beispielsweise einer X-und Y- Achsenbewegung
bei dem Prufling grundsätzlich keine Bewegungen statt, was bedeutet, daß zu jedem
gewünschten Meßpunkt auf der Leiterplatte ein ganz bestimmter Federkontaktstift
gehört. Die Summe der Meßpunkte definiert dabei gleichzeitig die Anzahl der angeschlossenen
Federkontaktstifte beim Universaladapter und die Summe der notwendigen Federkontakte
beim Spezialadopter.
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Bei diesen vorgenannten Ausführungsarten haben sich in der Praxis
wesentliche Nachteile herausgestellt, in dem, um alle Federkontaktstifte im Raster
des Pruflings möglichst kurzfristig anzusteuern, ein großer und somit kostspieliger
Rechner-, bzw. Verschaltungsaufwand anfällt, welcher rastergebunden, automatisch
ablaufend und somit zwingend ausgerichtet keinerlei Variationsmöglichkeiten zuldsst.
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Die Aufgabe nach der Erfindung wird nun darin gesehen, vorgenannte
Nachteile weitgehend zu vermeiden, indem eine universell sowie auch mechanisch verstellbare
Verfahrensanordnung und Vorrichtung zur
Aufnahme und rationeller
Meßuberprüfung unterschiedlicher Leiterplattentypen und Größen vorgeschlagen wird,
welche in vorteilhafterweise wesentlich vereinfachte, kostensparende und auch universelle
Anwendungsmöglichkeiten bietet, wobei insbesondere als Ziel der Prüfung vorgesehen
ist: 1. die Leiterbahnunterbrechungen zu erkennen und die Fehler übersichtlich zu
lokalisieren, 2. unerlaubte Verbindungen (SchlUsse) zwischen zwei benachbarten Leiterbahnen
zu erkennen und zu lokalisieren, 3. Leiterbahnen auf ihre Verschleißfestigkeit zu
prüfen, wahlweise mit relativ hohen Strömen bzw. hohen Spannungen zu belasten.
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Dies wird dadurch erreicht, daß anstelle der üblichen nur in der Achsbewegung
von oben nach unten angeordneter zahlreicher einzelner Federkontaktstifte auf die
zu prüfende Leiterplatte in Kombination unter zuhilfenahme weiterer Achsbewegungen
der Federkontaktstifte und oder der Leiterplatte die Federkontaktstifte zu Kontaktpaare
oder Gruppen zusammengefasst und auf Kontokttrögerplatten oder Kontaktträgerleisten
angeordnet sind, wobei durch ein bestimmtes Federkontaktpaar
oder
ein vielfaches von Kontoktpaaren durch sequentes Aufsetzen auf den Leiterbahnenden
der Leiterplatte die MeßüberprüfungdurchfUhabar ist.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand konkreter Ausführungsbeispiele
unter Hinweis auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht
auf die Verfahrensanordnung und Vorrichtung zur elektr. Funktionsmeßprufung einseitiger
und doppelseitiger, durchkontaktierter unbestUckter Leiterplatten, deren Meßpunkte
auch außerhalb der Rasters liegen, in einem ersten AusfUhrunysbeispiel, Fig. 2 einen
Querschnitt in Pfeilrichtung nach der Linie A-A der Fig. 1 mit den dargestellten
Kontaktträgerplatten und darin angeordneten Federkontaktstiften in Wirkstellung
auf den dazwischen geführten Prüfling, Fig. 3 eine vergrößert gezeichnete Schnittdarstellung
nach der Fig.
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2 in Wirkstellung der Federkontaktstifte auf den Prufling, Fig. 4
eine Draufsicht auf die Verfohrensanordnung und Vorrichtung nach der Fig-.l, deren
Meßpunkte alle im Raster liegen, in einem zweiten Ausfuhrungsbeispiel'
Fig.
5 einen Querschnitt in Pfeilrichtung nach der Linie B-B der Fig. 4 mit seitlich
bewegbaren Kontakträgerleisten und darauf angeordneten Federkontaktstiften, Fig.
6 eine Draufsicht auf die Verfahrensanordnung und Vorrichtung mit seitlich bewegbarer
Leiterplatte und einer ebenfalls seitlich bewegbaren Kontaktträgerleiste mit in
einem Raster darauf angebrachten Federkontaktstiften, wobei die zweite Kontakttrögerleiste
feststeht, in einem dritten Ausführungsbeispiel.
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Fig. 7 eine Seitenansicht nach der Fig. 6, Fig. 8 eine Draufsicht
auf die Verfahrensanordnung und Vorrichtung mit beweglichen Kontaktleisten und jeweils
einem darauf angebrachten Federkontakt stift zur Ansteuerung in unterschiedlichen
Bewegungsrichtungen auf die Leiterplatte, in einem vierten Ausfuhrungsbeispiel,
Fig. 9 eine Seitenansicht nach der Fig. 8, Fig. 10 eine Draufsicht auf die Verfahrensanordnung
und Vorrichtung mit seitlich bewegbarer Leiterplatte und rechtwinklig dazu auf je
einer Achse angebrachten 2 Federkontaktstifte, in einem fünften Ausführungsbeispiel,
Fig.
11 einen Querschnitt in Pfeilrichtung nach der Linie C-C nach der Fig. 10, Fig.
12 eine Draufsicht auf die Verfahrensanordnung und Vorrichtung nach der Fig.10 mit
seitlich bewegbarer Leiterplatte und rechtwinklig dazu auf je einer Achse und in
3 Richtungen beweglich angebrachten 4 Kontaktstifte, in einem sechsten Ausführungsbeispiel,
Fig. 13 einen Querschnitt in Pfeilrichtung nach der Linie D-D nach der Fig. 12.
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Gemaß den Figuren 1,2 und 3 ist der Erfindungsgegenstand zur elektr.
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PrUfung einseitiger und doppelseitiger, durchkontaktierter und unbestückter
Leiterplotten auch ausserhalb eines Rasters zu ihren Meßpunkten liegend, dargestellt.
Hierbei besteht das Meßprinzip darin, den Anfang als Geber 1 (Fig.3) einer Leiterbahn
2 auf der Vorderseite und das Ende als Nehmer 3 mittels der durchmetallisierten
Löcher 4 auf der RUckseite auf Stromdurchlass zu messen. Dabei sind die Federkontaktstifte
5 und 6 zum Meßvorgang rasterförmig in einen ca. 20 bis 100 mm Raster auf zwei senkrecht
gegenüberstehenden Kontakttrögerplatten 7,7' (Fig. 2) so angeordnet, daß jeder Kontaktstift
einzeln angesteuert und pneumatisch oder in ähnlicher Weise in die
Z-8
Bewegungsrichtung betätigt werden kann. Auch ist nach der Fig.l die Möglichkeit
gegeben, daß die Kontaktträgerplatten 7,7' eine den Hub X-9 bzw. Y-10 Bewegung durchführen
können. Die Vorrichtung dazu besteht grundsätzlich aus einem Kastenrahmen 11, in
dem je zwei lungs- und querparallel zueinander verlaufende Achsbolzen 12, 13 und
14,15 fest angeordnet sind, auf denen die seitlich verschiebbaren Kontaktträgerplatten
7,7' mit darin rasterförmig und rechtwinklig dazu angebrachte Federkontoktstifte
5 und 6 geführt sind, wobei zwischen den Kontakttrögerplatten ein FUhrungsrahmen
16 zum Aufsetzen und Festhalten einer zu prüfenden Leiterplatte 17 vorgesehen ist.
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Beispielsweise mittels eines an sich bekannten nicht zur Erfindung
a,-, gehörenden und somit nicht dargestellten\Schrittmotor- oder Gleichstrommotorantriebes
der X-9 oder Y-10 Bewegung durch die Achsen 18, 19 mit entsprechender elektronischer
Ansteuerung konn durch diese Bewegung aller Federkontaktstifte alle beliebigen Meßpunktpaore
auf der zwischen den Kontaktträgerplatten 7,7' geführten Leiterplatte 17 an ein
Meßsystem angeschlossen werden in der Weise, in dem der Meßpunkt P1 20 dadurch angefahren
wird, daß die erste Kontaktträgerplatte 7 den Weg X1-21 und Y1-22 zurücklegt und
der Federkontaktstift D3 in Wirkstellung gebracht wird (Fig.l). Auf die gleiche
Weise wird der gewünschte Endpunkt auf der anderen Seite der Leiterplatte 17
durch
entsprechende X-9, Y-10 und Z-8- Bewegung unter Mithilfe der zweiten Kontaktträgerplatte
7' erreicht. Das Adaptieren von Meßpunkten in der vorbeschriebenen Weise erfolgt
dabei wie in Fig. 3, Ziffer 5,6 dargestellt, so daß alle Arten der Durchgangsmessung
einer bestimmten Leiterbahn möglich sind. Durch Adaptieren von jeweils einen Meßpunkt
zweier benachbarter Leiterbahnen können Isolationsmessungen durchgeführt werden.
Somit hat eine Leiterplatte immer donn keine Isolationsfehler, wenn bei solcher
Meßpunktadaption grundsötzlich keine Durchgänge gemessen werden.
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Nach den Fig. 4 und 5 ist gleichfalls eine Vorrichtung als Kastenrahmen
23 vorgesehen, in welchen die zu messende Leiterplatte 24 auf einen Fubrungsrahien
25 aufgesetzt und gehalten wird, wobei die zu prüfende Leiterplatte unter den in
der X -Achse beweglich und verschiebbaren Kontaktträgerleisten 26,27 positioniert
wird. Gleichzeitig ist jede dieser Kontakttrdgerleisten im Raster R der Leiterplatte
24 mit beispielsweise pneumatisch oder magnetisch angetriebenen Federkontaktstiften
28 in senkrechter Richtung ausfahrend ausgerUstet. Zur Durchgongsmessung einer solchen
Leiterbahn werden dabei die Kontakt-LHydraulikmotor-, trögerleisten, beispielweise
durch einen Ublichen7 Schrittmotor- oder Gleichstrommotorantrieb 29 so bewegt, daß
diese sich genau auf den Koordinaten des Anfangs- und des Endpunktes einer Leiterbahn
befinden, worauf dann die jeweils Uber den Endpunkten einer Leiterbahn sich befindlichen
Federkontaktstifte
28 in der senkrechten Z- Bewegungsrichtung ausgefahren werden. Befinden sich zwei
Meßpunkte einer Leiterbahn auf der gleichen Koordinatenebene, dann werden die entsprechenden
Federkontoktstifte 28 der gleichen Kontaktträgerleiste ausgefahren. In diesem Zusammenhang
werden Isolationsmessungen, d.h., wenn keine Verbindung zwischen den benachbarten
Leiterbahnen besteht, durch Adaption von jeweils einem Meßpunkt auf zwei benachbarte
Leiterbohnen durchgeführt.
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Gemäß den Fig. 6 und 7 erfolgt die Meßüberprüfung nach dem gleichen
Prinzip wie nach den Fig. 4 und 5 geschildert und dargestellt.
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Lediglich erfolgt hierbei der Antrieb und die Bewegung der Leiterplatte
30 Uber eine Vorrichtungsanordnung, in der beispielsweise links und rechts eine
Rollenachse 31,32 gelagert ist, zwischen denen ein Rollenband 33 gespannt und die
Leiterplatte 30 aufgelegt und X - beweglich geführt ist. Auch die Kontakttrögerleiste
34 ist dabei X-beweglich mittels bekanntem Antrieb 34' angeordnet, während in vorteilhafterweise
die Kontakttrtigerleiste 35 fest angebracht ist und keine Bewegung durchführt, wobei
diese fehlende Bewegung durch die entsprechende X-Bewegung der Leiterplatte 30 ersetzt
wird. Der Vorteil dieser Konstruktionsanordnung wird in praxisnaher Anlehnung darin
gesehen, daß bei der kontinuierlithen
Meßuberprufung mittels der
Federkontaktstifte in der senkrechten Z-Bewegungsrichtung von links nach rechts
die Leiterplatte 30 zur Entnahme frei wird und die nächste strichpunktiert gezeichnete
Leiterplatte 36 unmittelbar folgen kann. Auf diese Weise werden die sonst üblich
notwendig werdenden Umrüstzeiten weitgehend eingespart.
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In Abwandlung zu den vorgenannten Ausführungsbeispielen wird nach
Den Fig. 8 und 9 ein weiteres Ausführungsbeispiel aufgezeigt. Hiernach wird im Sinne
des Erfindungsvorschlags die Verfahrensanordnung und Vorrichtung zur elektrischen
Meßüberprüfung von einseitigen und doppelseitigen- durchkontaktierten und nicht
kontaktierten Leiterplatten, deren Leiterbahnendpunkte nicht im Raster liegen, beschrieben.
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Nach dieser Ausführungsform ist die zu prüfende Leiterplatte 37 in
oCe Kastenrahmen 38 der Vorrichtung in den Führungsrahmen 39 eingelegt und gehalten.
Mittels den längsbeweglich zueinander angeordneten Achsbolzen 40,41 sowie zwei weitere
querbewegliche Achsbolzen 42,43, auf denen zwei sich gegenüberliegende, senkrecht
in Z- Richtung sich bewegende und angeordnete Federkontaktstifte 44,45 angebracht
sind, wobei mittels den nicht zum Erfindungsvorschlag gehörenden und bekannten Antrieben
46,47,48,49 die Federkontaktstifte auch die X - und Y-Bewegungsrichtung ausführen
können, kann jeder beliebige Meßpunkt der Leiterplatte 37 erreicht und angefahren
werden, so daß
durch gleichzeitiges Positionieren beider Federkontaktstifte
44,45 am Anfang und am Ende einer Leiterbahn letztere elektrisch auf Durchgang gemessen
werden kann. Auch ist hierbei die Möglichkeit geschaffen, durch gleichzeitiges Positionieren
beider Federkontaktstifte auf jeweils einen Meßpunkt für zwei benachbarte Leiterbahnen,
die MeßuberprUfung auf unerlaubte Verbindungen (Isolation) zwischen zwei Leiterbahffen
auszudehnen.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigen die Fig. 10 und 11, wobei
die Meßüberprüfung nach dem gleichen Prinzip wie nach den Fig. 8 und 9 aufgebaut
und durchgefuhrt werden kann. Durch diesen konstruktiven Aufbau in bereits vorgeschriebenen
Weise bedingt, ist es hiernach möglich, daß die Leiterplatte 50 in X-Achsenrichtung
querbeweglich angeordnet ist. Dabei bewegt sich der Federkontaktstift 51 einmal
in der Y-Achsenrichtung ebenfalls querbeweglich sowie zum anderen auch in senkrechter
Z-Achsenrichtung, während der Federkontaktstift 52 in der X-, Y-Achsenrichtung querbeweglich
und in der Z-Achsenrichtung senkrecht beweglich angebracht ist. Die querbwegliche
X-Achsenrichtung der Leiterplatte 50 ersetzt dabei die durch den Federkontaktstift
51 fehlende X-Bewegung. Ein besonderer Vorteil dieser Ausführung wird darin gesehen,
daß bei kontinuierlicher Meßuberprufung von links nach rechts die Leiterplotte
50
zur Entnahi: lt 1 wird und diX nachste Leiterplatte folgen kann, was wie@@@@ erfindungsgemaß
die sonst üblichen Umrüstzeiten erspart.
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Schließlich wird noch ein weiteres Ausführungsbeispiel nach den Fig.
12 und 13 beschrieben, dessen Prinzip ebenfalls den letzteren AusfUhrungsbeispielen
gleichzusetzen ist. Der Unterschied besteht lediglich darin, daß mehrere und zwar
die in allen drei Richtungen beweglichen und mittels den Ublichen Antrieben 56,57,58
querbeweglichen Federkontaktstiften 53,54,55 Uber der zu prufenden Leiterplatte
59 angeordnet sind. Auf diese Weise wird erreicht, daß alle Anfangspunkte der Leiterbahnen
von links nach rechts durch die X-Bewegung der Leiterplatte und der Y- und Z-Bewegung
des Federkontaktstiftes 60 mittels dessen üblichen Antriebes 61 angefahren werden.
Die Leiterbahnenden werden dann je nach ihrer geographischen Lage von den beweglichen
Meßpunkten analog den Federkontaktstiften 53,54,55 angefahren und entsprechend auf
ihre Funktionstüchtigkeit geprüft. Erfindungsgemäß können somit die Posizionierzeiten
wesentlich verkUrzt werden, insbesondere deswegen, da während eines Meßvorganges
zwischen den Federkontaktstiften 60 und 53 die Federkontakt stifte 54 oder 55 bereits
für den folgenden Meßvorgang in ihre Position gehen können.
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Zur Erfindung gehört alles dasjenige, was in der Beschreibung enthalten
bzw. oder in den Zeichnungen dargestellt ist, einschließlich dessen, was in Abweichung
von den konkreten Ausfuhrungsbeispielen fur den Fachmonn naheliegt.
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- Patentansprüche -
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