DE3340180C1 - Kontaktfeldanordnung fuer ein rechnergesteuertes Leiterplattenpruefgeraet - Google Patents

Description

3 4

zweckt, daß ein gegebenenfalls notwendiges Auswech- wird der schematische Aufbau eines Ausführungsbeiseln eines oder mehrerer Abschnitte nicht dazu führt, spiels der vorliegenden Erfindung beschrieben. In dieser ilaU das gesamte Kontaktfclcl ausgebaut werden muß. zeigt

Die die Kontaktpunkte an ihren Stirnseiten aufwei- F i g. 1 eine perspektivische Gesamtansicht der Konsenden I-förmigen Kontaktplättchen werden an ihrer 5 taktfeldanordnung mit der vollständigen Grundplatte, vom Kontaktfeld abgewandten Seite mit Anschlußdräh- einigen Kontaktfeldmoduln und der angedeuteten Konten verbunden, die zur rechnergesteuerten Prüfschal- taktfeldebene — die übrigen Teile der Leiterplattentung des Leiterplattenprüfgerätes führen. Jeder Kon- prüfvorrichtung sind nicht gezeigt;
taktpunkt ist mit einem Anschlußdraht verbunden, d. h. F i g. 2 einen Schnitt in vertikaler Richtung durch ein an der Unterseite des Kontaktfeldes ist eine Unmenge 10 Kontaktfeldmodul, wobei ein Teil der Kontaktfeldebevon Drähten vorhanden, die eine Reparatur oder ein ne und die Grundplatte angedeutet ist; und
Auswechseln von einzelnen Kontaktplättchen er- F i g. 3 ein Kontaktfeldmodul in perspektivischer Darschwert. Da diese Drähte außerdem an die jeweiligen stellung.

Bereiche des Kontaktfeldes herangeführt sein müssen, Für die Zwecke der nachfolgenden Beschreibung

ist ein Verändern des Kontaktfeldes (z. B. in Anpassung 15 wird von einem Ausführungsbeispiel ausgegangen, wel-

an den Umriß einer zu prüfenden Leiterplatte) weder ches ein Kontaktfeld aufweist, das z. B. für maximal 8192

vorgesehen noch praktisch möglich. Außerdem muß das Kontaktpunkte vorgesehen ist, d.h. ein rechteckiges

Leiterplattenprüfgerät von vorneherein vollständig mit Kontaktfeld mit Platz für 128 Kontaktpunkte in Längs-

der notwendigen Prüfelektronik ausgerüstet sein, so richtung und 64 Kontaktpunkte in Querrichtung (X-

daß es zur Überprüfung der größtmöglichen Anzahl 20 bzw. Y"-Richtung). Dieses Kontaktfeld wird von neben-

von Anschlußpunkten einer Leiterplatte in der Lage ist, einander angeordneten, in der Draufsicht beispielsweise

auch wenn dieser Extremfall bei manchen Anwendern rechteckigen Kontaktfeldabschnitten oder Kontakt-

vielleicht nie auftritt. Steckern aufgebaut, die jeweils 64 Einzelkontakte um-

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, fassen, nämlich 16 in Längsrichtung und 4 in Querrich-

die Kontaktfeldanordnung eines Leiterplattenprüfgerä- 25 tung. Auf der Grundplatte 18 sind also insgesamt 128

tes derart auszubilden, daß das Kontaktfeld vom An- Plätze für einzelne Kontaktfeldmoduln vorgesehen, d. h.

wender problemlos sowohl nach der Anzahl der benö- 8 Plätze in Längsrichtung und 16 Plätze in Querrichtung,

tigten Kontaktpunkte als auch nach deren flächenmäßi- Wesentlich ist, daß alle Kontaktfeldmoduln identisch

ger Verteilung innerhalb bestimmter äußerer Maximal- aufgebaut sind und an einem beliebigen der angespro-

grenzen eingerichtet werden kann. Dabei soll die für die 30 chenen 128 Plätze eingesteckt werden können. Es sei

Überprüfung einer zunehmend größeren Zahl von Lei- jedoch darauf verwiesen, daß ein typisches übliches

terplattenanschlußpunkten benötige zusätzliche Elek- Kontaktfeld beispielsweise 256 · 256 Kontaktpunkte in

tronik schrittweise nachrüstbar sein. der X- bzw. y-Richtung der Kontaktfeldebene besitzt,

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die d. h. insgesamt 65 536 Einzelkontakte.
Merkmale des Hauptanspruches gelöst. Indem der 35 Jedes Kontaktfeldmodul, wie es in perspektivischer Raum zwischen den einzelnen Kontaktfeldabschnitten Darstellung in F i g. 3 gezeigt ist, weist einen oberen und der Grundplatte, d. h. der Raum unterhalb des Um- Kontaktstecker 10 auf, der in (oder zumindest in der risses der einzelnen Kontaktfeldabschnitte zur Unter- Nähe) der Kontaktebene von zwei langen, senkrecht bringung eines Großteils der diesen Kontaktpunkten nach unten verlaufenden Stützstreben 12, 14 aus z. B. zugehörigen Elektronikbauteile und zur Unterbringung 40 Aluminium abgestützt wird. Diese Stangen haben ein von zugehörigen separaten Stützstreben zur Ableitung quadratisches Profil und sind an ihrem unteren Ende auf des auf jeden Kontaktfeldabschnitt entfallenden Kon- einen im Querschnitt kreisrunden Abschnitt 16 abgetaktdruckanteils in eine Grundplatte ausgenutzt wird, dreht, welcher in eine entsprechende Bohrung in der und die so entstehenden Einheiten (nachfolgend »Kon- Grundplatte 18 aus Metall, z. B. Aluminium, einsetzbar taktfeldmoduln« genannt) über an ihrem unteren Ende 45 ist. Da beim Prüfen von Leiterplatten zur Erzeugung vorgesehene Steckverbinder mit der Ansteuerlogik der- eines zuverlässigen Kontaktes ein erheblicher Kontaktart verbunden sind, daß alle Kontaktfeldmoduln belie- druck erzeugt werden muß (beispielsweise 300 p/Konbig untereinander die Plätze tauschen können, wird eine takt), ergibt sich bei z. B. 8192 Kontakten ein von allen äußerst variabel einsetzbare und problemlos »auf- Kontaktfeldmoduln aufzunehmender Druck in Höhe wärts« nachrüstbare Kontaktfeldanordnung geschaffen. 50 von ca. 2,51. Dieser von den Kontaktfeldmoduln maxi-Eine Grundausstattung an derartigen Kontaktfeldmo- mal aufzunehmende Druck wird über die erwähnten duln wird auf der möglichst groß ausgelegten Grund- langen Stützstreben 12,14 in die Grundplatte 18 abgeplatte in der Weise verteilt, wie dies die zu prüfende leitet, die in geeigneter Weise im Rahmen der nicht Leiterplatte erfordert. Die freibleibenden Plätze auf der näher dargestellten Leiterplattenprüfvorrichtung gela-Grundplatte der Kontaktfeldanordnung werden durch 55 gert ist. Der Raum senkrecht unterhalb des in der Kon-Attrappen besetzt, die keine teure Elektronik enthalten taktebene betrachtet (beispielsweise) rechteckigen Um- und nur zur Aufnahme eines Teils des beim Testen der risses jedes Kontaktsteckers 10 wird im übrigen dazu Leiterplatten anfallenden Kontaktdruckes dienen. ausgenutzt, einen größten Teil der zugeordneten Elek-Es wird also ein Leiterplattenprüfgerät mit einem tronikbauteile 20 der Leiterplattenprüfvorrichtung un-Kontaktfeld vorgesehen, welches je nach Wunsch von 60 terzubringen. Dies geschieht mit Hilfe einer mehrlagieiner Mindestzahl aktiver Kontaktpunkte ausgehend gen Leiterplatte 22, die an ihrem oberen Ende mit den bis zu der maximal möglichen Anzahl von Kontakt- einzelnen Polen des Kontaktsteckers 10 über geeignete punkten erweiterbar und darüber hinaus an die jeweils Zuleitungen 24 verlötet ist und im übrigen an den langkonkrete Form der zu prüfenden Leiterplatte anpaßbar gestreckten Stützstreben 12, 14 befestigt ist. Der zur ist — dies natürlich jeweils nur innerhalb der durch die 65 Aufnahme der Elektronikbauteile auf diese Weise zur äußeren Abmessungen des Gerätes bestimmten Ober- Verfügung stehende Raum ist trotz seiner im horizontagrenzen. len Schnitt begrenzten Ausmaße, die der an der Kon-Unter Bezugnahme auf die prinzipiellen Zeichnungen taktebene gelegenen Stirnfläche des Kontaktsteckers

5

10 entsprechen, nicht beschränkt, weil er senkrecht zur teure Elektronik kaufen zu müssen, wie er für die von Kontaktebene an sich beliebig vergrößerbar ist, d. h. die ihm beabsichtigten Prüfaufgaben benötigt. Die durch Leiterplatte 22 zur Aufnahme der Elektronikbauteile 20 diese aktiven Kontaktfeldmoduln nicht belegten Plätze kann so lang wie notwendig gemacht werden, um alle auf der Grundmatrixplatte bzw auf der die mechanierforderlichen Bauteile aufzunehmen. Durch eine hoch- 5 sehen Kräfte auffangenden Grundplatte 18 werden integrierte Schaltung kann jedoch die Packungsdichte durch Attrappen besetzt, d. h. inaktive Kontaktfeldmoder Elektronikbauteile sehr groß gemacht werden, so duln, die äußerlich die gleiche Gestalt und mechanisch daß der Raumbedarf in der senkrechten Richtung auf die gleichen Eigenschaften wie die aktiven Kontaktfeldpaktisch gut handhabbare Größen beschränkt bleibt, moduln haben, aber ohne die kostenaufwendige Elek-

Am unteren Ende der Leiterplatte ist im dargestellten 10 tronik ausgestattet sind.

Ausführungsbeispiel ein 22poliger Kontaktstecker 26 Der erwähnte Einsparungseffekt wird noch dadurch

vorgesehen, dessen Kontakte seinerseits wiederum mit begünstigt, daß es mit einer gegebenen Anzahl von aktiden verschiedenen Leiterbahnen am unteren Ende der ven Kontaktfeldmoduln gelingt, verschiedene Leitermehrlagigen Leiterplatte verlötet sind. Dieser Kontakt- plattenformen zu testen, da die aktiven Kontaktfeldmostecker 26 ist dazu vorgesehen, die senkrecht aufragen- 15 duln und die Attrappen sich mit wenigen Handgriffen an den Kontaktstifte 28 einer Grundmatrixplatte 30 zu neue Leiterplattenformen anpassen lassen, d. h in einem kontaktieren, die auf der Grundplatte 18 aufliegend an- bestimmten Bereich nicht erforderliche Kontaktfeldmogeordnet ist und durch die die Stangen der Stützstreben duln werden mit wenigen Handgriffen dorthin versetzt, 12, 14 hindurchgeführt sind. Die Grundmatrixplatte wo sie benötigt werden. Durch die Erfindung wird die (Moduln-Ansteuerplatte) 30 ist mit Hilfe einer geeigne- 20 Möglichkeit geschaffen, ein Leiterplattenprüfgerät zu ten gedruckten Schaltung dazu vorgesehen, mittels ei- schaffen, das vom Konzept her die Möglichkeit von sehr nes zweidimensionalen Adressierungsverfahrens bzw. umfangreichen bzw. großen Kontaktfeldern umfaßt, ohmit Hilfe einer zweidimensionalen Auswahllogik die ne daß die dafür erforderliche Elektronik gleich vollverschiedenen auf der Grundmatrixplatte an beliebigen ständig mitgekauft werden muß. Gleichzeitig kann die Plätzen aufgesetzten Kontaktfeldmoduln anzusteuern. 25 bereits in den Kontaktfeldmoduln vorhandene Elektro-

Der obere Kontaktstecker 10 dient zur Aufnahme nik optimal eingesetzt werden, da sie ohne weiteres in von (im Ausführungsbeispiel) 64 tulpen- oder pilz-förmi- Anpassung an verschiedene Leiterplattenformen innergen Kontaktstiften 32 aus einem harten verschleißfe- halb der Maximalgrenzen der Grundplatte umsteckbar stern Werkstoff wie Stahl etc. Der untere Teil des stiel- ist.

förmigen Abschnittes dieser Kontaktstifte sitzt derart 30

im Kontaktstecker daß eine elektrische Verbindung zur _Hierzu 3 _{ßlatt Zeichnungen}

jeweils einem der 64 Pole hergestellt wird. Der obere

Abschnitt wird von einer rasterförmigen Lochplatte 34 aufgenommen, wobei diese derart dimensioniert ist, daß sie mehrere (z. B. vier) Kontaktstecker 32 (Kontaktfeldabschnitte) überdeckt. Die »Hüte« dieser von den Lochplatten gehalterten Kontaktstifte bilden die einzelnen Kontaktpunkte der Kontaktfeldebene und durch die Ausgestaltung der einzelnen Kontaktpunkte als Teil von ohne weiteres auswechselbaren verschleißfesten Kontaktstiften wird eine besondere Wartungsfreundlichkeit der Kontaktfeldanordnung erreicht.

Wie sich aus den obigen Ausführungen ergibt, wird die aus dem oberen und unteren Kontaktstecker 10 bzw. 26 sowie den zwei Stützstreben 12, 14 mit der darauf angeordneten Leiterplatte 22 und den Elektronikbaüteilen 20 bestehende Einheit als Kontaktfeldmodul bezeichnet. Deren Umriß in einer Schnittebene parallel zur Kontaktebene ist durch den Umriß des oberen Kontaktsteckers 10 an der Kontaktebene bestimmt, aber die Höhe dieser Einheit ist in der senkrechten Richtung grundsätzlich frei dimensionierbar. Jedes einzelne Kontaktfeldmodul ist an einem beliebigen der mit Bezug auf das Ausführungsbeispiel angesprochenen 128 Plätze der Grundplatte 30 bzw. der Grundmatrixplatte 42 einsteckbar und aufgrund der mechanischen Ausgestaltung dazu geeignet, den auf seine Stirnfläche ausgeübten bzw. entfallenden Kontaktdruck über die eigenen Stützstreben an die Grundplatte 18 weiterzuleiten, ohne den unteren Kontaktstecker 26 oder die Grundmatrixplatte 42 (Ansteuerplatte) mechanisch zu belasten.

Durch die dargestellte Aufteilung der Kontaktebene und die Unterbringung des wesentlichsten Teils der zu den jeweiligen Kontaktfeldabschnitten gehörenden Elektronik im Raum unmittelbar darunter in den lastaufnahmefähigen einsteckbaren Treiberplatten oder Kontaktfeldmoduln wird der Käufer einer Leiterplattenprüfvorrichtung in die Lage versetzt, nur so viele

Claims (7)

1 2 stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Patentansprüche: die Grundplatte (18) mit einem Raster von senkrecht zur Oberfläche verlaufenden Bohrungen versehen

1. Kontaktfeldanordnung für ein rechnergesteuer- ist, in die die reduzierten Endabschnitte (16) der tes Leiterplattenprüfgerät, mit einer Vielzahl von in 5 Stützstreben (12,14) formschlüssig einpassen.

der Kontaktfeldebene angeordneten Kontaktpunk- 8. Kontaktfeldanordnung nach einem der voranten, von denen jeweils mehrere in einem Kontakt- stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß feldabschnitt zu einem einheitlichen Bauteil zusam- jeder Kontaktfeldabschnitt über seine ihm zugeordmengefaßt sind, dessen Anschlußleitungen nach un- neten Stützstreben auf der Grundplatte (18) abgeten herausgeführt sind und das mit einer Anzahl 10 stützt ist, auf der, gegebenenfalls mit dazwischenlieidentischer Bauteile das Kontaktfeld ausbildet, wo- gender Ioslierplatte (40), eine Ansteuerleiterplatte bei die Bauteile von Tragteilen im Leiterplattenprüf- (42) angeordnet ist, die Teil der Ansteuerlogik des gerät gegen den aufzubringenden Kontaktdruck ab- Rechners ist und mit aufragenden Kontaktstiften gestützt sind, dadurch gekennzeichnet, (28) zum drucklosen Anschluß an den Steckverbindaß jeder Kontaktfeldabschnitt mindestens eine ihm 15 der (26) eines jeden Kontaktfeldabschnittes versezugeordnete Stützstrebe (12, 14) aufweist, die den hen ist.
Kontaktfeldabschnitt lösbar in einer Grundplatte

(18) abstützt und zwischen Kontaktfeldabschnitt und

Grundplatte im Raum unterhalb des in der Kontaktfeldebene gelegenen Umrisses des zugehörigen 20

Kontaktfeldabschnittes verläuft, Die Erfindung betrifft eine Kontaktfeldanordnung

daß der durch den Umriß des Kontaktfeldabschnit- nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

tes und die tragende Länge der Stützstrebe (12,14) Es hat sich zunehmend durchgesetzt, industriell gefer-

bestimmte Raum die den Kontaktpunkten des Kon- tigte Leiterplatten elektronisch zu prüfen, um ein zuver-

taktfeldabschnittes zugeordneten Elektronikbautei- 25 lässiges Ergebnis über die Funktionstüchtigkeit einer

Ie (20) des Rechners aufnimmt und daß diese Elek- Leiterplatte zu erhalten, bevor diese weiterverarbeitet

tronikbauteile (20) über einen an dem der Grund- wird, d. h. mit Elektronikbauteilen bestückt wird. Bei

platte (18) zugewandten Ende des Raumes vorgese- einer Leiterplatte mit 1000 Anschlußpunkten sind zur

henen Steckverbinder (26) mit der Ansteuerlogik des zuverlässigen Prüfung etwa eine halbe Million Prüfun-

Rechners verbindbar sind. 30 gen auf Zweipunkt-Verbindungen nötig, so daß nur die

2. Kontaktfeldanordnung nach Anspruch 1, da- Anwendung elektronischer Prüfverfahren mit Hilfe eidurch gekennzeichnet, daß die Elektronikbauteile nes Rechners eine wirtschaftliche Prüfung in vertretba-(20) eines jeden Kontaktfeldabschnittes auf einer rer Zeit erlaubt. Derartige komputergesteuerte Leiter-Mehrlagen-Leiterplatte (22) angeordnet sind, die die plattenprüfvorrichtungen werden durch eine einwandelektrischen Verbindungen zwischen den Elektro- 35 freie, in die Aufnahme für die zu prüfende Leiterplatte nikbauteilen (20) aufweist, und daß die Leiterplatte eingelegte »Muster«-Leiterplatte programmiert, wobei (22) an der oder den Stützstreben (12, 14) befestigt alle möglichen Kombinationen von Zweipunkt-Verbinist. düngen selbsttätig in das Programm aufgenommen und

3. Kontaktfeldanordnung nach einem der Ansprü- jede Verbindung auf der Leiterplatte vom Rechner geche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder 40 speichert wird. Werden anschließend identische Leiter-Kontaktfeldabschnitt von einem mehrpoligen Steck- platten zur Prüfung in die Vorrichtung eingebracht, so verbinder (10) gebildet wird, dessen Umriß dem Um- findet ein Vergleich jeder einzelnen Zweipunkt-Verbinriß des Kontaktfeldabschnittes entspricht und zur dung mit der Speicherinformation statt, wobei bei feh-Aufnahme des Stiels von auswechselbaren, pilz- lender Identität zwischen der gemessenen und der ge- oder tulpenförmigen Kontaktstiften (32) vorgesehen 45 speicherten Information eine Fehleranzeige und gegeist, deren Hut die Kontaktpunkte des Kontaktfeldes benenfalls ein Aussortieren der fehlerhaften Leiterpia tausbilden. te stattfindet.

4. Kontaktfeldanordnung nach Anspruch 3, da- Die Leiterplattenprüfvorrichtung benötigt für jeden durch gekennzeichnet, daß die Kontaktstifte (32) möglichen Anschlußpunkt jeder auf der Vorrichtung zu mehrerer Kontaktfeldabschnitte oder Steckerbinder 50 prüfenden Leiterplatte einen Kontaktpunkt, wobei alle von einer Raster-Lochplatte (34) zusammengefaßt diese Kontaktpunkte in einem sogenannten Kontaktfeld sind. oder Grundraster angeordnet werden.

5. Kontaktfeldanordnung nach einem der voran- Aus der gattungsbildenden DE-OS 31 10 056 ist eine stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Kontaktanordnung für ein Leiterplattenprüfgerät mit die Stützstreben (12,14) eines jeden Kontaktfeldab- 55 einer Vielzahl von in einer Kontaktebene angeordneten schnittes die Form von langen Stangen haben, die Kontaktpunkten bekannt. Diese Kontaktpunkte sind in jenseits des Steckverbinders (26) einen Abschnitt Gruppen von acht Kontakten an der Stirnfläche von (16) reduzierter Stärke aufweisen, welcher in ent- langgestreckten, flachen Kontaktplättchen angeordnet, sprechend gestaltete Öffnungen in der Grundplatte die im wesentlichen die Gestalt eines großen »I« haben (18) einsteckbar und zur Aufnahme und Weiterlei- 60 und dicht hintereinander gepackt von horizontalen Trätung des auf den Kontaktfeldabschnitt ausgeübten gern gehalten einen 8 Kontakte breiten Streifen der Kontaktdruckes an die Grundplatte eingerichtet ist. Kontaktebene ausbilden. Hierbei dienen die horizonta-

6. Kontaktfeldanordnung nach Anspruch 1, da- len Träger zur Ableitung des insgesamt ganz erheblidurch gekennzeichnet, daß der Steckverbinder (26) chen Kontaktdruckes. Mehrere solcher Streifen nebenin einer solchen Höhe über der Grundplatte (18) 65 einander bilden das gesamte Kontaktfeld bzw. Grundraangeordnet ist, daß dieser Steckverbinder (26) auch ster, welches viele 1000 Einzelkontakte aufweisen kann, bei aufgebrachtem Kontaktdruck drucklos bleibt. Mit der Aufteilung des Kontaktfeldes in viele solche

7. Kontaktfeldanordnung nach einem der voran- Kontaktplättchen oder Kontaktfeldabschnitte wird be-