DE2836018C2

DE2836018C2 - Elektrische Prüfvorrichtung für ein ebenes Testobjekt

Info

Publication number: DE2836018C2
Application number: DE2836018A
Authority: DE
Inventors: Everett James Claremont Calif. Long; Elmer Walter Covina Calif. Muench
Original assignee: EVERETT/CHARLES Inc POMONA CALIF US
Current assignee: EVERETT/CHARLES Inc POMONA CALIF US
Priority date: 1977-11-16
Filing date: 1978-08-17
Publication date: 1984-09-20
Also published as: GB2009423B; JPS5827869B2; GB2009423A; JPS5473278A; DE2836018A1; FR2409664A1; FR2409664B1

Description

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Die Erfindung betrifft eine elektrische Prüfvorrichtung für ein ebenes Testobjekt, mit einer Testobjekt-Halterung, die eine ebene Stützfläche für das Testobjekt und mehrere durch die Halterung hindurch verlaufende elektrische Prüfkontakte aufweist, die jeweils einen clastisch vorgespannten Kopf besitzen, der in einen ebenen Testbereich über der Stützfläche hineinragt, mit einer Tür, die den Zugang zum Testbereich freigibt, mit einer zwischen Tür und Stützfläche wirkenden elastischen Dichtung, und mit einer den Testbereich einschließenden Vakuumkammer.

Aus dem Firmenprospekt EC-1062dcr Anmelderin ist eine derartige Vorrichtung bekannt, bei der die Stützfläche vollständig mit einer elastischen Dichtungsschicht bedeckt ist und unter der Wirkung von Federn das Test- m) objekt gegen die Tür gedrückt, wobei die Prüfkontaktc durch die Stützfläche hindurch gegen das Testobjekt geführt sind. Beim Evakuieren der Vakuumkammer wird die Tür, das Dichtungselement und das auf dem Dichtungselement liegende Testobjekt zusammen mit hi der Stützfläche gegen die Prüfkontakle gezogen. Um diese Bewegung zu ermöglichen, muß die Vakuumkammer ein relativ großes Volumen besitzen, wodurch sich relativ große Evakuierungszeiten ergeben. Das am Rand über die Stützfläche überstehende Dichtungselement, welches sich beim Evakuieren der Vakuumkammer gegen den Rand der stationären Halterung anlegt, leistet darüber hinaus keine einwandfreie Dichtigkeit.

Aus der DE-OS 20 57 948 ist ferner eine Vorrichtung zum Prüfen von gedruckten Schaltungsplatten bekanni, bei welcher eine Vakuumkammer vorgesehen ist, die mittels eines schwenkbaren Deckels verschließbar ist Um den Stromdurchgang bei Schaltungsplatten zu prüfen, wird ein zu dem Leitermusier auf der Schalungsplatte komplementäres Leilungsmuster in engem Kontakt mit der Schalungsplatte gebracht. Zu diesem Zweck ist auf einem Prüftisch, welcher Bestandteil der Vakuumkammer ist, das komplementäre Leitungsmuster vorgesehen, auf welches die zu prüfende gedruckte Schalungsplatte so gelegt wird, daß die zwei Leitungsmuster in engem Druckkontakt miteinander gebracht werden. Dabei muß der Druck über die beiden Leitungsmuster homogen verteilt werden, damit ein konstanier Koniaktwidersiand der sich berührenden Leiterbahnen erzielt wird, deren gesamter Durchlaßwiderstand gemessen wird.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, ein Prüfgerät der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß ein schnelles und zuverlässiges Prüfen von Schaltungskarten bei einfachem Aufbau der Anordnung möglich ist.

Diese Au.fgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sich die elastische Dichtung von der geschlossenen Tür gegen die ebene Stützfläche vollständig um den Umfang des Testbereiches erstreckt, daß die Tür zusammen mit der elastischen Dichtung und der ebenen Stützfläche die Wände vcr Vakuumkammer bildet und daß die Tür und die ebene Stützfläche die elastische Dichtung bei Unterdruck in der Vakuumkammer verformen und dabei ein im Tcstbcrcich positioniertes Testobjekt gegen die Vorspannung der Köpfe der Prüfkontakte drücken.

Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, daß die Stützfläche fest angeordnet ist, und daß die elastische Dichtung sich von der Tür gegen die ebene Stützfläche erstreckt und zusammen mit der Tür und der Stützfläche eine Vakuumkammer mit sehr kleinem Volumen bildet. Beim Evakuieren der Vakuumkammer drückt die Tür die elastische Dichtung fest gegen die ebene Stüt/.fliiche, wodurch die Vakuumkammer einwandfrei abgedichtet wird. Gleichzeitig wird das Testobjekt von der Tür gegen die Prüfkontakte gedrückt, bis diese einen zuverlässigen elektrischen Kontakt mit den Kontaktpunkten der Schallungskarte bilden. Neben einer schnellen Evakuierung und der zuverlässigen Dichtung ist auf diese Weise außerdem noch der sichere elektrische Kontakt zwischen den Prüfkontakten und den Kontaktpunkten der Leiterbahnen sichergestellt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die in den Untcransprüchcn angegebenen Merkmale gekennzeichnet.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schcnialische Querschnittsansicht eines Teils einer bekannten Prüfvorrichtung;

Ii g. 2 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung; eine gedruckte Schaltungskarte ist am Tcstort in gebrochenen Linien dargestellt:

F i g. J eine Aufsicht auf die Tür für das mit Vakuum betätigbare I laltesystcm der F i g. 2, wobei die Stützariiic entfernt sind:

F i g. 4 einen Querschnitt der Tür der F i g. 3 längs der Linien 3-3;

F i g. 4A eine vergrößerte Ansicht des linken Teils des Querschnitts der in F i g. 4 dargestellten Tür;

F i g. 5 eine Aufsicht auf die Halterung für einen austauschbaren Prüfkopf, der einen Teil des ifciltcsysiems der F i g. 2 bildet;

F i g. 6 eine Ansicht der in F i g. 5 dargestellten Halterung von der rechten Seite der F i g. 5, wobei die Darstellung längs der Linie 5-5 gebrochen ist;

Fig.7 einen vergrößerten Querschnitt längs; der Linie 6-6 der F i g. 6, der Einzelheiten eines PrüHcontakts zeigt;

F i g. 8 eine Endansicht der Halterung mit geschlossener Tür, nachdem ein Testobjekt auf den Prüfkontakten angeordnet ist;

F i g. 9 eine Endansicht der Halterung der Tür gemäß F i g. 8, nachdem Vakuum in der Kammer herrscht.

F i g. 1 zeigt schematisch einen Querschnitt einer bekannten Prüfvorrichtung, wobei die linke Seite der Einrichtung aus Vereinfachungsgründen weggebrochen ist. Gemäß Fig. 1 sind mehrere Prüfkontakte in einer festen Stützplaue 302 teleskopartig gelagert. Ein derartiger Prüfkontakt 306 ist beispielshalber gezeigt. Die feste Stützplatte 302 stellt eine allgemein rcchtcckförmige Platte dar, die innerhalb eines rahmenförmigen Gehäuses 308 fest angeordnet ist.

Ein steifes Stützelement 312 mit im wesentlichen derselben Gestalt wie die befestigte Stützplatte 302 ist flexibel mittels einer Feder 314 über der festen Stülzplatte 302 angeordnet. Ein Dichtungselement 315 ist auf der Seite des steifen Stützelementes angeordnet, die der festen Stützplatte abgewandt ist. Das Dichtungselement besitzt im allgemeinen eine rechteckförmige Gestalt und ist im rahmenförmigen Gehäuse 308 längs der Kanten befestigt. Durch das Dichtungselement 315 und das steife Stützelement 312 ist fluchtend mit jedem Prüfkontakt eine öffnung ausgeschnitten. Die zu testende Schaltungskarte 318 ist Dezüglich der Prüfkontakte ausgerichtet. Eine schwenkbare Tür 320 besitzt eine Ausnehmung, in die sich die Schaltungsplatte 318 erstreckt, wobei eine untere Dichtungskarte 320a der Tür eine Dichtung mit dem Dichtungselement vollständig um die Schaltungskarte herum bildet. Als Ergebnis wird eine Vakuumkammer 322 zwischen der Tür und der festen Stützplaue und dem Gehäuse 308 gebildet. Bei Betrieb wird die Vakuumkammer 322 durch den sich durch das Gehäuse 308 erstreckenden Auslaß 324 evakuiert, wodurch die Tür, das Dichtungselement, die Schaltungskarte und das steife Stützelement in Richtung auf die Prüfkontakte gezogen werden, bis die Köpfe der Prüfkontakte einen elektrischen Kontakt mit den Testpunkten auf der Schaltungskarte bilden.

Die Prüfkontakte sind elektrisch durch Drähte mit je einem Stift 307 aus einer Gruppe von Zwischcnkontaktstiften verbunden, die ihrerseits durch eine Schnittstellen-Anordnung mit einem Datenverarbeitungsgerät zum Analysieren der elektrischen Verbindung der Schaltungskarte durch die Prüfkontaktc verbunden sind.

Die F i g. 2—9 zeigen eine mittels Vakuum betätigbare Prüfvorrichtung zum Herstellen eines elektrischen Kontaktes mit Kontaktpunkten eines ebenen Testobjekts. Gemäß F i g. 2 enthält die Pruvorrichiung eine Stützfläche 2 mit einem Testbercich 4 für dus Testobjekt, an dem das Testobjekt zum Prüfen positioniert wird. Zu Erläuterungszwecken ist ein Testobjekt, z. B. eine gedruckte Schaltungskarte 21 in gestrichelten Linien am Testbereich angeordnet

Eine Tür 6 ist mittels Scharnieren 10 an einen Rahmen 8 angelenkt. Die Tür 6 ermöglicht in geöffneter Stellung einen Zugang zum Positionieren des Testobjekts 21 am

', Testbcreich 4, und wenn die Tür geschlossen ist, schließt sie den Zugang zum Testbercich.

Die Tür 6 und die Stützfläche 2 sind derart ausgebildet, daß sie eine im wesentlichen geschlossene Vakuumkammer 12 bilden, wenn die Tür geschlossen ist, vergleiehe die F i g. 8 und 9. Die Vakuumkammer 12 umschließt den Testbereich 4.

Die Tür 6 und die Stützfläche 2 bilden eine von zwei sich gegenüberliegenden Wänden der Vakuumkammer 12. Die Tür enthält eine Türplatte 14, und die Stützfläche 2 enthält eine Kopfplatte 16, und wenn die Tür geschlossen ist, befinden sich die Wände 12a und 12b in einer gegenüberliegenden Stellung. Die Kopfplatte und die Halterungsplaite bestehen bevorzugt aus einem elektrisch isolierenden Material. Beispielsweise besteht die Türplatte aus einem dünnen transparenten Kunststoffharz, und die Halterungsplatte besteht aus einem Phenolharz auf Leinenbasis.

Die Wand 12a der Tür wird, wenn die Tür geschlossen ist, in einer Richtung senkrecht zur Wand 126 der Halterung bewegt, wenn Vakuum in der Vakuumkammer 12 erzeugt wird.

Eine Gruppe 17 beabstandeter, elektrisch leitender Prüfkontakte 18 sind in der Wand 12b der Halterung angeordnet und erstrecken sich durch diese Wand hindurch. Die Prüfkontakte 18 sind in einer Anordnung angeordnet, die den gewünschten Kontaktpunkten auf dem zu prüfenden Testobjekt anspricht. Nur vier Prüfkontakte sind aus Vereinfachungsgründen in F i g. 2 dargestellt. Wie in den F i g. 6 und 7 gezeigt ist, enthält jeder Prüfkontakt 18 ein Ende 18Z>, das sich außerhalb der Vakuumkammer 12 befindet, und einen Kopf 18a, der elektrisch mit der gegenüberliegenden Seite des Prüfkontaktes verbunden ist. Jeder Kopf 18a des Prüfkontaktes befindet sich in der Vakuumkammer 12 (Fig.8 und 9).

Die Köpfe 18a der Prüfkontakte sind elastisch von der Stützwand auf eine im wesentlichen gemeinsame Ebene weg gespannt. Die Köpfe 18a der Prüfkontakte 18 sind bevorzugt derart angeordnet, daß sie eine Seite eines Testobjekts direkt kontaktieren, wenn sich das Testobjekt im Testbereich 4 befindet und die Tür 6 offen ist. Als Beispiel ist am Testbereich 4 der Fig.5 ein im wesentlichen rechteckförmiges und ebenes Testobjekt 21 bei geöffneter Tür dargestellt. Die Köpfe 18a der Prüfkoniakte sind unter Druck gegen die Wand 126 der Halterung bewegbar.

Vier Stifte 20 bilden Einsetzmittel auf der Stützfläche 2, um eine Seite des Testobjekts 2t in direktem Kontakt mit den freien Köpfen 18a zu positionieren, wenn die Tür offen ist. Die Stifte 20 erstrecken sich senkrecht von der Kopfplatte 16 weg. Testobjekte, wie gedruckte Schaltungskarten, sind üblicherweise mit Einsetzöffnungen verschen, die mit den Stiften 20 fluchten und sich um diese herum erstrecken. Die Stifte 20 stellen Führungs-

bo mittel dar, welche die auf die Stifte gesetzten Testobjekte in Richtung auf die Stützwand bzw. von dieser wegführen, um eine Bewegung der Testobjekte quer zu den Prüfkontakten zu verhindern, wodurch die Kontaktpunkie auf den Testobjekten bezüglich der Anordnung

b^r> der Prüfkontakte genau ausgerichtet werden.

Die Tür 6 enthält eine elastische Dichtung 22, vergleiche die F i g. 2 bis 4A. Die Dichtung 22 stellt eine Vakuumdichtung für die Vakuumkammer 12 dar, die sich

vollständig um den Umfang der Vakuumkammer /wischen der Wand der Tür und der Halterung erstreckt, wenn die Tür geschlossen ist.

Luft-Ein- und -Auslässe 24 erstrecken sich durch die Halterung zur Kammer 12, und ermöglichen, daß in der Vakuumkammer 12 ein Vakuum erzeugt wird. An der Halterung ist eine Vakuum-Vorrichtung, nicht dargestellt, angeordnet und mit den Ein- und Auslassen außerhalb der Vakuumkammer 12 verbunden, um Vakuum zu erzeugen.

Die Dichtung 22 ist an der Türplatte befestigt und bildet eine elastische Lagerung für die Türplatte 14 auf der Halterung, wenn die Tür geschlossen ist. Die Türplatte 14 bewirkt in Abhängigkeit von dem in der Vakuumkammer 12 erzeugten Vakuum eine Deformation der elastischen Dichtung 22. so daß sich die Türplalte in Richtung auf die Stützfläche 2 bewegt und dabei einen im wesentlichen gleichförmigen Druck gegen eine Seite des Testobjekts ausübt, das durch die Stifte 20 positioniert ist. Die federnd vorgespannten Köpfe 18.7 der Prüfkontakte 18 bewegen sich dadurch abwärts, bis alle Köpfe 18a der Prüfkontakte 18 einen elektrischen Kontakt mit dem Testobjekt gemäß F i g. 9 bilden.

Gemäß Fig. 7 erstrecken sich die Prüfkontaktc 18 durch öffnungen 26, die durch die Kopfplatte 16 verlaufen. Eine spiralförmige Druckfeder 28 verläuft /wischen einer Schulter der Kopfplatte und einer gegenüberliegenden Schulter des Prüfkontakts 18, wodurch eine elastische Vorspannung des Prüfkontaktes und damit des Kopfs 18a verwirklicht wird. Ein Schulterring 18c ist auf dem Prüfkont-»kt 18 angeordnet und begrenzt den Weg des Prüfkontakts unter dem Druck der Feder 28.

Aufgrund eines Spiels zwischen den Prüfkontakten 18 und den öffnungen 26 könnte eine beachtliche Menge an Luft durch die Kopfplatte 16 hindurchwandern, wenn Vakuum erzeugt wird, und es ist wichtig, das Entweichen der Luft zu verhindern. Folglich sind Dichtungsclcmente 30 vorgesehen, um die Kammern um jeden Prüfkontakt abzudichten. Zu diesem Zweck ist eine Bahn aus elastischem Material, bevorzugt Gummi, auf der Unterseite der Kopfplatte 16 befestigt, und die Prüfkontaktc 18 erstrecken sich durch das elastische Material. Das elastische Material bildet Dichtungselemcnte um den Umfang jedes Prüfkontakts 18, wie in F i g. 7 dargestellt ist. Um die Prüfkontakte auf der Stützplatte zu montieren, und um eine zuverlässige Abdichtung /wischen den Dichtungselcmenten 30 und den Prüfkontakten sicherzustellen, werden die Prüfkontakle durch die öffnungen 26 hindurchgedrückt und durchstoßen dann die Gummibahn die auf einer Schicht aus festem permeablen Material ruht.

Obwohl die Dichtungselemente 30 auf vielerlei bekannte Weisen an der Kopfplatte 16 befestigt werden können, erstreckt sich bevorzugt ein Streifen aus doppelseitigem Klebeband 32 zwischen der unteren Seite der Kopfplatte 16 und den Dichtungselementcn 30 um den äußeren Umfang der Dichtungselemente 30 herum, um die Dichtungselemente 30 an der unteren Seite der Kopfplatte 16 zu befestigen. Das doppelseitig beschichtete Klebeband 32 ist zwischen gestrichelten Linien in Fig. 5dargestellt.

Die Türplattc 14 besitzt gemäß den F i g. 2 bis 4A im wesentlichen eine rechteckförmigc Gestall. Die elastische Dichtung 22 ist an der Türplatte 14 befestigt und um den Umfang der Türplattc angedichtet, und wenn die Tür geschlossen ist, erstreckt sich diese Dichtung um den Umfang des Testbcrciches 4. Zu diesem Zweck ist die elastische Dichtung 22 mit der oberen Oberfläche der Kopfplatte 16 verbunden und wird von einem rechtcckförmigcn Stützrahmen 34, der die Form eines Bilderrahmens besitzt und sich um den Umfang der Türplattc 14 erstreckt, an seinem Ort gehalten.
Die elastische Dichtung 22 erstreckt sich von der Türplattc 14 nach außen und, wenn die Tür geschlossen ist, in Richtung auf die Kopfplatte 16. Die elastische Dichtung 22 stützt dann die Tiirplaite 14 elastisch auf der Kopfplatte 16 ab.

Um sicherzustellen, daß die Tür 6 so frei ist, daß sie die Dichtung 22 auf der Kopfplatte 16 gleichmäßig um den Umfang der Kammer aufsetzen und orientieren kann, erstrecken sich Arme 36 und 38 von den Scharnieren 10. und die Tür ist an die Arme 36 bzw. 38 mittels Γ) Drehlager 40 und 42 drehbar angelcnkt.

Beim Betrieb wird die Tür 6 in die in F i g. 2 dargestellte Position geöffnet, und es wird ein ebenes Testobjekt, z. B. eine gedruckte Schaltungskarte, mit ihren Einscl/.öffnungcn über die Stifte 20 in direkten Kontakt mit den Köpfen 18 der Prüfkontaktc positioniert, vergleiche F i g. b, und anschließend wird die Tür gemäß Fig. 8 geschlossen. Das Testobjekt ist dann über den Köfpen der Prüfkoniaktc 18 positioniert und befindet sich in direktem elektrischen Kontakt mit den Prüfkontakten, und die elastische Dichtung 22 befindet sich in unmittelbarem Kontakt mit der Kopfplatte 16 der Stützfläche 2 und bildet eine vollständige Abdichtung um den Umfang der Vakuumkammer. Die elastische Dichtung 22 hält die Türplatte 14 vom Testobjekt entfernt. Ferner jo verläuft auch der Umfang der Tür und der Dichtung um die Außenseite der FJn- und Auslässe 24 und um das Testobjekt, wie durch die gebrochenen Linien 22 in Fig. 5dargestellt ist.

Wird in der Vakuumkammer 12 Vakuum erzeugt, so wird die Türplatte 14 gegen die Kopfplatte 16 angezogen; dadurch deformiert sich die elastische Dichtung 22 und kol'ibicrt und ermöglicht es der Türplatte 14, gleichförmigen Druck auf die benachbarte Seite des Testobjekts auszuüben, worauf das Testobjekt Druck gegen die elastisch vorgespannten Köpfe der Prüfkontaktc ausübt, bis die Köpfe der Prüfkontakte angedrückt sind. Die Türplatte 14 kann sich aufgrund von Unregelmäßigkeiten in der Oberfläche des Testobjekts in gewissem Umfang deformieren. Der Druck reicht aus, daß alle oder mindestens ein Teil der Köpfe der Prüfkontakle sich gegen die Kopfplatte 16 abstützen. Dieser Zustand ist in F i g. 9 dargestellt.

Die Stützfläche 2 bildet einen austauschbaren Prüfkopf, der aus dem Rahmen 8 entfernt bzw. in diesen Rahmen eingesetzt werden kann. Die Fig. 5 und 6 geben die Situation wieder, bei der der austauschbare Te.stkopf oder die Halterung vom Rahmen entfernt ist. Zu diesem Zweck ist der Rahmen 8 zwischen der Front 8a und der Rückseite 8£> erweiterbar (durch nicht dargestellte Mittel), so daß der austauschbare Testkopf herausgehoben und aus dem Rahmen entfernt werden kann. Ferner ist jeder Prüfkontakt 18 mit einem separaten eigenen Anschlußstift einer Gruppe von Anschlußstiften 46 verbunden, die ihrerseits (durch nicht dargestellte Einrichtungen) an eine Schaltungstesteinrichtung (ebenfalls nicht dargestellt) angeschlossen sind. In F i g. b ist lediglich ein Prüfkontakt 18 über einen Leiter 44 mit einem Anschliißstifl 46 verbunden, und es sind lediglich zwei Anschlußstiftc gezeigt, die anderen Anb5 schlußslifte sind durch gebrochene Linien angedeutet.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrische Prüfvorrichtung für ein ebenes Testobjekt, mit einer Testobjekt-Halterung. die eine ebene Stützfläche für das Testobjekt und mehrere durch die Halterung hindurch verlaufende elektrische Prüfkontakte aufweist, die jeweils einen elastisch vorgespannten Kopf besitzen, der in einen ebenen Testbereich über der Stützfläche hineinragt, mit einer Tür, die den Zugang zum Testbereich freigibt, mit einer zwischen Tür und Stützfläche wirkenden elastischen Dichtung, und mit einer den Testbereich einschließenden Vakuumkammer, dadurch gekennzeichnet, daß sich die elastische Dichtung (22) von der geschlossenen Tür (6) gegen die ebene Stützfläche (2) vollständig um den Umfang des Testbereiches (4) ersjreckt, daß die Tür (6) zusammen mit der elastischen Dichtung (22) und der ebenen Stützfläche (2) die Wände der Vakuumkammer (12) bilde!, und daß die Tür (6) und die ebene Stützfläche (2) die elastische Dichtung (22) bei Unterdruck in der Vakuumkammer verformen und dabei ein im Testbereich (4) positioniertes Testobjekt (21) gegen die Vorspannung der Köpfe (18a^der Prüfkontaktc (18)drücken.

2. Elektrische Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Abdichten der Vakuumkammer (12) zwischen den Prüfkontakten (18) und der Stützfläche (2) Dichtungselcmente (30) vorgesehen sind.

3. Elektrische Prülvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Stützfläche (2) Stifte (20) zum ausgerichteten Einsetzen des Testobjekts (21) vorgesehen sind.

4. Elektrische Prüfvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tür (6) derart schwenkbar gelagert ist, daß sich die elastische Dichtung (22) beim Schließen der Tür (6) bezüglich der ebenen Stützfläche (2) frei ausrichtet.