DE3643142A1

DE3643142A1 - Test adapter

Info

Publication number: DE3643142A1
Application number: DE19863643142
Authority: DE
Inventors: Klaus Schnecke
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: SCHNECKE, KLAUS, 85777 FAHRENZHAUSEN, DE
Priority date: 1986-12-17
Filing date: 1986-12-17
Publication date: 1988-06-30
Also published as: DE3643142C2

Abstract

Component miniaturisation and the increasing use of SMD (surface mounted device) components make an adapter concept necessary for testing printed circuit boards on in-circuit test systems, which adapter concept is matched to this system. It is intended to create a test adapter for automatic testing of SMD-fitted assemblies, which test adapter is of simple construction and can be used easily and in a versatile manner. The test adapter consists of a flat housing whose top is open and of an assembly holder which can pivot in the region of the front of the housing about an axis running horizontally and consists of elements (external supports, lifting carriages having needle supports for test needles and grooved-profile supports having associated grooved profiles for the test assembly) which are in the form of frames and are arranged parallel to one another, spaced apart, on a plurality of shafts running parallel to the pivoting axis. The lifting carriages which are supported displaceably with respect to the stationary outer supports and grooved-profile supports are moved by means of short-stroke cylinders and restoring springs. The test adapter can be fitted with test assemblies manually or by a robot and can be fitted to automatic test equipment, and removed from it, via special lateral webs, by means of a robot. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Prüfadapter für das auto matische Prüfen von SMD-bestückten Baugruppen, wobei die Be zeichnung SMD abgeleitet ist von "surface mounted device".The invention relates to a test adapter for the car Matic testing of SMD-equipped assemblies, the loading Drawing SMD is derived from "surface mounted device".

Die Bauteileminiaturisierung und der zunehmende Einsatz von SMD-Bauelementen machen für die Prüfung von Flachbaugruppen auf In-Circuit-Testsystemen ein diesem System angepaßtes Adapterkon zept notwendig. Zudem erfordert die hohe Packungsdichte der Bau elemente ein Abrücken vom bisherigen 1/10 ′′ Auflöseraster zu einem wesentlich höheren Auflöseraster, d.h. zu einer Verklei nerung der Testpunktabstände.The component miniaturization and the increasing use of SMD components open up for the testing of printed circuit boards In-circuit test systems an adapter con necessary. The high packing density also requires construction elements move away from the previous 1/10 ′ ′ resolution grid a much higher resolution grid, i.e. to a sale change of the test point distances.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Prüfadapter für das automatische Prüfen von SMD-bestückten Baugruppen zu schaf fen, der in seinem Aufbau einfach, von geringem Gewicht und in vielseitiger Weise verwendbar ist.The invention has for its object a test adapter for the automatic testing of SMD-equipped assemblies fen, which is simple in construction, light in weight and in is versatile.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit einem Adapter ge löst, der aus einem an seiner Oberseite offenen flachen Gehäuse mit einer Pin-bestückten Grundseite besteht sowie aus einer um eine horizontal verlaufende Achse im Bereich der Vorderseite des Gehäuses schwenkbaren Baugruppenaufnahme aus mehreren, un ter einem gegenseitigen Abstand parallel zueinander angeordneten und über mehrere parallel zur Schwenkachse verlaufende Wellen miteinander verbundenen rahmenförmigen Elementen, bestehend aus zwei die Außenseiten bildenden Trägern (Außenträger) und wenig stens einem, dem einen Außenträger zugeordneten, unter Zwischen lage von am Außenträger montierten Kurzhubzylindern und Rückzug federn verschiebbar angeordneten Hubschlitten, an dem ein mit Testnadeln bestückter Nadelträger und min. zwei Baugruppen-Zen trierstifte angebracht sind, sowie aus zwischen den Hubschlitten des einen Außenträgers und dem zweiten Außenträger bzw. einem zweiten diesem Außenträger zugeordneten Hubschlitten paarweise angeordneten, feststehenden Nutenprofil-Trägern und zugehörigen Nutenprofilen für die in senkrechter Lage von vorn einsetzbare Test-Baugruppe.This object is ge according to the invention with an adapter triggers out of a flat housing open at the top with a pin-equipped base and consists of an um a horizontal axis in the area of the front the housing swiveling assembly of several, un ter a mutual distance parallel to each other and over several shafts running parallel to the swivel axis interconnected frame-shaped elements consisting of two straps forming the outer sides (outer straps) and little least one, assigned to an outer carrier, under intermediate location of short-stroke cylinders mounted on the outer beam and retraction springs slidably arranged lifting carriage, on which a Test needles equipped with needle carriers and min. two assembly zen Trierstifte are attached, and from between the lifting slides one outer carrier and the second outer carrier or one second lifting carriage assigned to this outer carrier in pairs arranged, fixed groove profile beams and associated Groove profiles for use in a vertical position from the front Test assembly.

Der erfindungsgemäße SMD-Baugruppen-Adapter ist Prüfmaschinen neutral, ein- oder doppelseitig kontaktierbar und für Baugrup pen unterschiedlicher Form und Größe verwendbar. Seine Vielsei tigkeit drückt sich auch dadurch aus, daß die Baugruppe manuell oder von einem Roboter beschickbar und er selbst durch sein ge ringes Gewicht auch von einem Roboter austauschbar ist. Bei Layout-Änderungen ist eine schnelle und flexible Adapteranpas sung möglich.The SMD module adapter according to the invention is testing machine neutral, contactable on one or two sides and for assembly different shapes and sizes can be used. His versatility activity is also expressed in that the assembly is manual or can be loaded by a robot and he himself by his ge ring weight is also interchangeable by a robot. At Layout changes is a quick and flexible adapter adaptation possible.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Erfindungs gegenstandes sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous refinements and developments of the invention subject matter are specified in the subclaims.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dar gestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is illustrated below with reference to the drawing presented embodiments explained in more detail.

Es zeigenShow it

Fig. 1 und 2 den Adapter in seinen beiden Schwenkstellungen, und Fig. 1 and 2 the adapter in its two pivoting positions, and

Fig. 3in einer schematischen Darstellung die einzel nen Funktionsschritte des Adapters Fig. 1 zeigt den Adapter in einer perspektivischen Darstellung bei nach vorn herausgeschwenkter Baugruppenaufnahme. Der Adap ter besteht aus einem flachen Gehäuse 1, dessen Grundseite 2 mit einer Vielzahl von Pins 3 bestückt ist und dessen teilweise offene Oberseite an seitlichen Stegen 4 gabelförmige Aufnahmen 5 trägt, in die in umgeschwenkter Stellung der Baugruppenaufnahme an dieser seitlich angebrachte Stifte 6 eingreifen. Fig. 3 is a schematic representation of the individual NEN functional steps of the adapter . Fig. 1 shows the adapter in a perspective view with the assembly receptacle pivoted forward. The adapter consists of a flat housing 1 , the base 2 is equipped with a plurality of pins 3 and the partially open top of the side webs 4 carries fork-shaped receptacles 5 , which engage in the pivoted position of the module holder on these laterally attached pins 6 .

Die Baugruppenaufnahme besteht aus mehreren, unter einem gegen seitigen Abstand parallel zueinander angeordneten rechteckförmigen Rahmen 8, 9, die über mehrere parallel zur Vor derseite des Gehäuses 1 verlaufende Wellen 10 miteinander ver bunden sind.The module receptacle consists of several, at a mutually parallel distance parallel frame 8 , 9 , which are connected via a plurality of parallel to the front side of the housing 1 shafts 10 a related party.

Die beiden äußeren rahmenförmigen Elemente 8, die die Außenträ ger der Baugruppenaufnahme bilden, weisen am oberen Eck schräg nach unten gerichtete Ansätze 11 mit einer Bohrung in deren End bereich auf, über die sie in einer an der Vorderseite des Gehäu ses 1 befestigten und parallel zu dieser verlaufenden Welle 12 schwenkbar geführt sind. An der Außenseite der beiden Außenträ ger 8 sind die bereits genannten Stifte 6 angebracht, die mit einem Gewinde versehen sind. Auf diese Gewindestifte 6 sind Schrauben 7 aufsetzbar, so daß bei umgeschwenkter Stellung der Baugruppenaufnahme die in die gabelförmigen Träger 5 an der Ge häuseoberseite 4 eingreifenden Stifte 6 und damit die gesamte Baugruppenaufnahme in ihrer Position festgelegt sind.The two outer frame-shaped elements 8 , which form the Außenenträ ger of the module receptacle, have at the upper corner obliquely downward approaches 11 with a bore in the end area, via which they are attached in a to the front of the housing 1 and parallel to this extending shaft 12 are pivotally guided. On the outside of the two Außenenträ ger 8 , the aforementioned pins 6 are attached, which are provided with a thread. On these grub screws 6 screws 7 can be placed , so that in the pivoted position of the module receptacle engaging in the fork-shaped carrier 5 on the Ge housing top 4 pins 6 and thus the entire module holder are fixed in their position.

Den Außenträgern 8 ist jeweils ein Hubschlitten zugeordnet, der von den rahmenförmigen Elementen 9 gebildet wird. Diese, vorzugs weise in Längskugellagern auf den Wellen 10 verschiebbar angeord neten Hubschlitten 9 sind über an den Außenträgern montierte Kurzhubzylinder 13 und Rückzugfedern 14 miteinander verbunden. Die Kurzhubzylinder 13 sind jeweils paarweise angeordnet (im Be reich der oberen und unteren Längsseite der rechteckförmigen Ele mente), können jedoch in ihrer Anzahl und Größe entsprechend ver ändert werden, um damit, entsprechend den Federkräften und der Anzahl der Testnadeln, einen höheren Kontaktierdruck zu erhal ten. Neben einem variablen Kontaktierdruck kann auch ein belie biger Kontaktierhub erreicht werden durch entsprechende Pneuma tikzylinder. Kurzhubzylinder mit verschieden langen Hüben sind in Verbindung mit verschieden langen Testnadeln zur Realisie rung eines zweistufigen Adapters vorzusehen.The outer supports 8 are each assigned a lifting slide which is formed by the frame-shaped elements 9 . These, preferably as slidable in the longitudinal angeord Neten ball bearings on the shafts 10 lifting carriage 9 are connected to each other via mounted on the outer beams cylinders 13 and return springs fourteenth The short-stroke cylinders 13 are each arranged in pairs (in the loading area of the upper and lower long sides of the rectangular elements), but can be changed in their number and size accordingly, so that, according to the spring forces and the number of test needles, a higher contact pressure In addition to a variable contacting pressure, any contacting stroke can be achieved with the appropriate pneumatic cylinder. Short stroke cylinders with different lengths of stroke are to be provided in connection with different length test needles for the realization of a two-stage adapter.

An den Hubschlitten 9 ist, vorzugsweise in Vertiefungen an der dem Außenträger 8 abgekehrten Seite eingesetzt, jeweils ein mit Testnadeln 15 bestückter Nadelträger 16 lösbar angebracht, an dem zugleich auch min. zwei Baugruppen-Zentrierstifte 18 ange ordnet sind. On the lifting carriage 9 , preferably inserted in recesses on the side facing away from the outer carrier 8 , a needle carrier 16 equipped with test needles 15 is detachably attached, on which at the same time min. two assembly centering pins 18 are arranged.

Die Testnadeln 15 sind über Verbindungsleitungen 17 mit den Pins 3 der Gehäusegrundplatte 2 verbunden.The test needles 15 are connected via connecting lines 17 with the pins 3 of the housing base plate. 2

Zwischen den beiden Hubschlitten 9 sind parallel zu deren Längs seite verlaufende und einander gegenüberliegend Nutenprofil-Trä ger 19 fest auf den Wellen 10 aufgebracht, die über Abstandsele mente 20 mit Nutenprofilen 21 verbunden sind, in die von vorn die zu prüfende Baugruppe 22 eingeschoben wird. Zur Festlegung der Eintauchtiefe der Baugruppe innerhalb der Nutenprofile 21 sind im hinteren Bereich entsprechende, in der Figur nicht dar gestellte Begrenzungselemente angeordnet. Die Abstandselemente 20 sind austauschbar ausgebildet, so daß der Prüfadapter in ein facher Weise durch Verwendung von Abstandselementen unterschied licher Höhe an verschieden hohe Baugruppen angepaßt werden kann.Between the two lifting carriages 9 are parallel to their longitudinal side and opposite groove profile Trä ger 19 firmly applied to the shafts 10 , the elements 20 are connected via distance elements 20 with groove profiles 21 , into which the assembly 22 to be tested is inserted from the front. In order to determine the immersion depth of the assembly within the groove profiles 21 , corresponding limiting elements (not shown in the figure) are arranged in the rear area. The spacer elements 20 are designed to be interchangeable, so that the test adapter can be adapted to different heights in a simple manner by using spacer elements of different heights.

Der zweite Hubschlitten und die zugehörigen Kurzhubzylinder sind dann vorzusehen, wenn an der Rückseite der Baugruppe ein ent sprechender Gegendruck erforderlich ist oder über ihn eine Kon taktierung und Prüfung auf der Bauteileseite der Baugruppe er folgen soll. Sind diese Erfordernisse nicht gegeben, so ist es ausreichend, den Prüfadapter mit einem einzigen Hubschlitten auszurüsten. Auch hier ist also, entsprechend dem jeweiligen An wendungsfall eine in einfacher Weise durchführbare Anpassung und damit vielseitige Verwendung des Prüfadapters möglich.The second lifting carriage and the associated short-stroke cylinders are to be provided if there is an ent at the rear of the module speaking back pressure is required or a con tacting and testing on the component side of the assembly should follow. If these requirements are not met, it is it is sufficient to use the test adapter with a single lifting carriage equip. Here too, according to the respective type application an adaptation that can be carried out in a simple manner and thus versatile use of the test adapter possible.

Fig. 2 zeigt einen Prüfadapter, bei dem sich die Baugruppenauf nahme in der ca. um 120° umgeschwenkten Lage befindet. Gegenüber der nach vorn herausgeschwenkten Lage der Baugruppenaufnahme ent sprechend Fig. 1, in der der Prüfadapter vom Prüfpersonal von einem Platz vor dem Prüfautomaten aus beschickt werden kann, kann in der Adapterstellung nach Fig. 2 bei geschwenkter Bau gruppenaufnahme der Prüfadapter von einem Roboter beschickt wer den. Der Roboter ist hinter dem Prüfautomaten plaziert und macht daher eine Gefahrenabsperrung vor dem Prüfautomaten über flüssig. Bei Störungen des Roboterbetriebes kann allein durch Umschwenken der Baugruppenaufnahme nach vorn der Prüfbetrieb durch manuelles Beschicken fast nahtlos aufrechterhalten werden. Fig. 2 shows a test adapter, in which the assembly is in the approximately 120 ° pivoted position. Opposite the pivoted-forward position of the board receiving accordingly Fig. 1, in which the test adapter the testing personnel from a place in front of the automatic testing of can be fed, the test adapter by a robot in the adapter position of FIG. 2 with tilted construction group receptive charged who the. The robot is placed behind the automatic testing machine and therefore eliminates the need for a hazard barrier in front of the automatic testing machine. In the event of malfunctions in robot operation, the test mode can be maintained almost seamlessly by manually loading it, simply by swiveling the module holder forward.

Der Beschickungsvorgang der Baugruppenaufnahme mittels eines Roboters ist in Fig. 2 gezeigt, bei der die Baugruppe 22 von den Greifarmen 23 eines in der Figur nicht näher dargestellten Roboters umfaßt wird. In seinem Gesamtaufbau entspricht der Prüfautomat im wesentlichen dem in Fig. 1 dargestellten, wes halb gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.The loading process of the module holder by means of a robot is shown in FIG. 2, in which the module 22 is encompassed by the gripping arms 23 of a robot that is not shown in more detail in the figure. The overall structure of the automatic test machine corresponds essentially to that shown in FIG. 1, which is why the same parts are provided with the same reference numerals.

Eine unterschiedliche Ausbildung besteht lediglich darin, daß beim Prüfautomaten nach Fig. 2 an den Außenträgern parallel zu den Schmalseiten der rechteckförmigen Elemente und in geringem Abstand zu diesen verlaufende Stege 24 angebracht sind, die die Außenträger 8 überragen und als Halteelemente für die Greifarme eines Roboters dienen, von dem der Prüfadapter auf einen Prüf automaten aufgesetzt bzw. abgehoben wird.A different design consists only in the fact that in the automatic testing machine according to FIG. 2, webs 24 are arranged on the outer supports parallel to the narrow sides of the rectangular elements and at a short distance from them, which protrude beyond the outer supports 8 and serve as holding elements for the gripping arms of a robot , from which the test adapter is placed or lifted off a test machine.

Anhand einer schematischen Darstellung gemäß Fig. 3 in der lediglich die Baugruppenaufnahme gezeigt ist, sollen die ein zelnen Funktionsschritte des Prüfadapters erläutert werden. Bei Schritt 1 (Fig. 3a) ist der Prüfadapter abgefahren, d.h. die Hubschlitten 9 befinden sich in ihrer Ruhestellung. Im zweiten Schritt (Fig. 3b) wird ein Gegendruck aufgebaut, in dem der in der Figur rechts befindliche, mit einem Druckele ment 25 versehene Hubschlitten 9 mittels der Kurzhubzylinder 13 so in Richtung der Baugruppe hin verschoben wird, daß das Druck element 25 an der Baugruppe anliegt. Dieser zweite Hubschlitten kann, wie vorstehend bereits ausgeführt wurde, je nach Baugrup pengröße notwendig sein, um ein Durchbiegen der Testbaugruppe zu verhindern. Ebenso kann über den zweiten Hubschlitten auf der Bauteileseite kontaktiert werden. Im dritten Schritt (Fig. 3c) schließlich wird die Baugruppe kontaktiert. Hierbei ist der in der Zeichnung links liegende Hubschlitten 9 über die entspre chenden Kurzhubzylinder 13 so weit an die Baugruppe herangescho ben, daß seine Testnadeln an den entsprechenden Prüfpunkten der Baugruppe anliegen.The individual functional steps of the test adapter are to be explained on the basis of a schematic illustration according to FIG. 3, in which only the module holder is shown. In step 1 ( FIG. 3a), the test adapter is moved, ie the lifting carriages 9 are in their rest position. In the second step ( Fig. 3b), a back pressure is built up, in which the right-hand side in the figure, provided with a Druckele element 25 lifting carriage 9 is displaced by means of the short-stroke cylinder 13 in the direction of the assembly so that the pressure element 25 on the Assembly is present. As already stated above, this second lifting carriage may be necessary, depending on the size of the assembly, in order to prevent the test assembly from bending. It is also possible to make contact via the second lifting slide on the component side. Finally, in the third step ( FIG. 3c), the assembly is contacted. Here, the lifting carriage 9 lying on the left in the drawing is pushed over the corresponding short-stroke cylinder 13 to the assembly so far that its test needles abut the corresponding test points of the assembly.

Claims

1. Test adapter for the automatic testing of SMD-equipped assemblies, characterized by a flat housing open at the top with a pin-equipped base and consisting of a component holder that can be swiveled around a horizontal axis in the area of the front of the housing mutual spacing parallel to one another and connected to one another via a plurality of shafts running parallel to the swivel axis and connected to one another frame-shaped elements consisting of two supports forming the outer side (outer support) and at least one associated with the outer support, with the interposition of short-stroke cylinders and return springs mounted on the outer support arranged stroke slide, on which a needle holder equipped with test needles and at least two assembly centering pins are attached, as well as assigned to this outer carrier between the lifting carriage of one outer carrier and the second outer carrier or a second Lifting carriages arranged in pairs, fixed groove profile carriers and associated groove profiles for the test module that can be used in a vertical position from the front.

2. test adapter according to claim 1, characterized in that the second stroke slide and the associated short stroke cylinders to build a Back pressure is provided on the back of the module.

3. test adapter according to claim 1 or 2, characterized in that over the two Contact and testing on the component side te of the assembly.

4. Test adapter according to one of claims 1 to 3, characterized in that the An positions of the swiveling arrangement in an approximately horizontal right position forward and in a stump to this position fen angular position.

5. test adapter according to claim 4, characterized in that the Schwenkwin kel is approx. 120 °.

6. Test adapter according to one of claims 1 to 5, characterized in that on the outside like on the side pins and on the housing in an appropriate position fork-shaped receptacles for these pins are attached to the top are.

7. test adapter according to claim 6, characterized in that the pins as Set screws are formed and screwed on nuts the module receptacles are locked in this position.

8. Test adapter according to one of claims 4 to 7, characterized in that the pivoted, to the rear of the housing inclined position of the arrangement for loading piece of the adapter is provided by a robot.

9. Test adapter according to one of claims 1 to 8, characterized in that the lifting slide ten in longitudinal ball bearings on the shafts.

10. Test adapter according to one of claims 1 to 9, characterized in that assemblies specific spacers between grooved beam and Groove profile are arranged.

11. Test adapter according to one of claims 1 to 10, characterized in that Kurzhubzylin which are provided with strokes of different lengths for realization tion of a two-stage adapter in connection with various long test needles.

12. Test adapter according to one of claims 1 to 11, characterized in that the test needles via flexible cable connections with the pins of the housing base side are connected.

13. Test adapter according to one of claims 1 to 12, characterized in that for monitoring the correct assembly of the module in the adapter inte infra-red sensors are provided.

14. Test adapter according to one of claims 1 to 13, characterized in that to the outside carriers laterally perpendicular to the insertion direction of the module extending webs that project beyond the outer beams are attached.