DE3643142C2

DE3643142C2 -

Info

Publication number: DE3643142C2
Application number: DE19863643142
Authority: DE
Inventors: Klaus 8049 Fahrenzhausen De Schnecke
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: SCHNECKE, KLAUS, 85777 FAHRENZHAUSEN, DE
Priority date: 1986-12-17
Filing date: 1986-12-17
Publication date: 1993-06-17
Also published as: DE3643142A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Prüfadapter für das automatische Prüfen von SMD-bestückten Baugruppen, bestehend aus einem, mit den Schnittstellenkontakten einer Meßanlage verbindbare Anschlußelemente tragenden flachen Gehäuse und einer mit dem Gehäuse mechanisch verbundenen Baugruppenaufnahme aus mehreren, unter einem gegenseitigen Abstand parallel zueinander angeordneten und über mehrere Wellen miteinander verbundenen plattenförmigen Elementen, bestehend aus zwei die Außenseiten bildenden Trägern und wenigstens einem, dem einen Außenträger zugeordneten Kontaktträger mit Kontaktnadeln sowie aus einer zwischen den Kontaktträgern angeordneten, feststehenden Aufnahmevorrichtung für die in senkrechter Lage von vorn einsetzbare Test-Baugruppe und aus einer Antriebsvorrichtung zum seitlichen Verschieben der Kontaktträger.The invention relates to a test adapter for the automatic testing of SMD-equipped assemblies, existing from one, with the interface contacts of a measuring system connectable connection elements carrying flat housing and one mechanically connected to the housing Assembly of several, under one another Distance arranged parallel to one another and over several Plate-shaped elements connected to each other by waves, consisting of two straps and at least one contact carrier assigned to an outer carrier with contact needles and from one between the Contact carriers arranged, fixed receiving device for those that can be used from the front in a vertical position Test assembly and from a drive device for lateral movement of the contact carrier.

Eine solche Einrichtung ist durch die DE 35 11 821 C1 bekannt. Diese beschreibt einen Adapter zur Aufnahme von beiseitig zu prüfenden Leiterplatten. Zur Vereinfachung der Umrüstung und des Aufbaus eines solchen Adapters ist vorgesehen, daß die aufeinander zu verschiebbaren Kontaktträgerplatten, die auf ihrer Innenseite die auf die Oberseite der zu prüfenden Leiterplatten andrückbaren Kontaktnadeln tragen, zusammen mit der zwischen diesen Kontaktträgerplatten vorgesehenen Aufnahmevorrichtungen für die Leiterplatte als auswechselbare Adaptereinheit ausgebildet sind. An deren Rückseite sind die mit einer Meßanlage verbindbaren Kontakte angebracht, während die die Antriebsvorrichtung für das Verschieben der Kontaktträgerplatten aufweisende Antriebseinheit an der Meßanlage angebracht ist und zwei aufeinander zu verschiebbare Druckarme aufweist, zwischen welchen die auswechselbare Adaptereinheit einsetzbar ist.Such a device is known from DE 35 11 821 C1. This describes an adapter for the admission of PCBs to be checked on both sides. For simplification the conversion and construction of such an adapter provided that the contact carrier plates which can be moved towards one another, the one on the inside the one on the top the contact pins that can be pressed on wear, along with that between these contact carrier plates provided receptacles for the Printed circuit board designed as an interchangeable adapter unit are. At the back are those that can be connected to a measuring system Contacts attached while the drive device for moving the contact carrier plates having drive unit attached to the measuring system and has two pressure arms that can be moved towards one another, between which the interchangeable adapter unit can be used.

Die Bauteileminiaturisierung und der zunehmende Einsatz von SMD-Bauelementen machen für die Prüfung von Flachbaugruppen auf In-Circuit-Testsystemen ein diesem System angepaßtes Adapterkonzept notwendig. Zudem erfordert die hohe Packungsdichte der Bauelemente ein Abrücken vom bisherigen 1/10 ′′ Auflöseraster zu einem wesentlich höheren Auflöseraster, d.h. zu einer Verkleinerung der Testpunktabstände.Component miniaturization and increasing use of SMD components for testing flat assemblies on in-circuit test systems Adapter concept necessary. It also requires high packing density of the components a move away from the previous one 1/10 ′ ′ resolution grid to a much higher Resolution grid, i.e. to reduce the test point distances.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Prüfadapter für das automatische Prüfen von SMD-bestückten Baugruppen mit hoher Packungsdichte zu schaffen, der in seinem Aufbau einfach, von geringem Gewicht und in vielseitiger Weise verwendbar ist und bei Layout-Änderungen eine schnelle und flexible Anpassung ermöglicht.The invention has for its object a test adapter for the automatic testing of SMD-equipped assemblies to create with high packing density, which in its Easy to build, light in weight and versatile Is usable and a change in layout enables fast and flexible adjustment.

Diese Aufgabe wird mit einem Prüfadapter der eingangs beschriebenen Art gemäß der Erfindung in der Weise gelöst, daß die Kontaktträger, bestehend aus rahmenförmig ausgebildeten Hubschlitten, an denen ein mit Testnadeln bestückte Nadelträger und wenigstens zwei Baugruppen-Zentrierstifte angebracht sind, über mehrere, in Anzahl und Größe den Federkräften und der Anzahl der Testnadeln angepaßt, am rahmenförmigen Außenträger montierte Kurzhubzylinder und Rückzugfedern gegenüber dem Außenträger und der Aufnahmevorrichtung für die Test-Baugruppe verschiebbar angeordnet sind, und die Baugruppenaufnahme um eine horizontal verlaufende Achse im Bereich der Vorderseite des Gehäuses schwenkbar ist in der Weise, daß sich die Anschlagstellungen der schwenkbaren Anordnung in einer etwa waagerechten Lage nach vorn und in einer zu dieser Lage um einen stumpfen Winkel nach oben gedrehten Lage befinden und die Halterung in der gedrehten Lage aus an den Außenträgern seitlich angeordneten Stiften und in am Gehäuse in entsprechender Lage an der Oberseite angebrachten gabelförmigen Aufnahmen für diese Stifte besteht.This task is performed with a test adapter as described in the beginning Kind of solved according to the invention in such a way that the contact carrier, consisting of frame-shaped Lifting carriage on which one is equipped with test needles Needle holder and at least two assembly centering pins are appropriate, over several, in number and Size adapted to the spring forces and the number of test needles, short-stroke cylinders mounted on the frame-shaped outer support and return springs opposite the outer carrier and the receiving device for the test assembly slidable are arranged, and the assembly by one horizontal axis in the area of the front the housing is pivotable in such a way that the Stop positions of the pivotable arrangement in one approximately horizontal to the front and in one to this Position turned upward by an obtuse angle and the holder in the rotated position the outer supports laterally arranged pins and in am Mount the housing in an appropriate position on the top there is fork-shaped receptacles for these pens.

Der erfindungsgemäße SMD-Baugruppen-Adapter ist Prüfmaschinen- neutral, ein- oder doppelseitig kontaktierbar und für Baugruppen unterschiedlicher Form und Größe verwendbar. Seine Vielseitigkeit drückt sich auch dadurch aus, daß die Baugruppe manuell oder von einem Roboter beschickbar und er selbst durch sein geringes Gewicht auch von einem Roboter austauschbar ist. Bei Layout-Änderungen ist eine schnelle und flexible Adapteranpassung möglich.The SMD module adapter according to the invention is testing machine neutral, contactable on one or both sides and usable for assemblies of different shapes and sizes. Its versatility is also expressed in that the assembly can be loaded manually or by a robot and he himself because of his light weight is interchangeable with a robot. With layout changes quick and flexible adapter adaptation is possible.

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

Nachstehend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention based on in the drawing illustrated embodiments explained in more detail.

Es zeigtIt shows

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

Fig. 3 in einer schematischen Darstellung die einzelnen Funktionsschritte des Adapters. Fig. 3 shows a schematic representation of the individual functional steps of the adapter.

Fig. 1 zeigt den Adapter in einer perspektivischen Darstellung bei nach vorn herausgeschwenkter Baugruppenaufnahme Der Adapter 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. 1 shows the adapter in a perspective view with the assembly receptacle pivoted out to the front. The adapter consists of a flat housing 1 , the base side 2 of which is equipped with a large number of pins 3 and the partially open top side of which has 4 forked receptacles 5 on lateral webs, in which engage in the pivoted position of the module holder on the laterally attached pins 6 .

Die Baugruppenaufnahme besteht aus mehreren, unter einem gegenseitigen 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 holder consists of several, at a mutual distance parallel to each other arranged rectangular frames 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 slide 9 , preferably 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 in a simple manner to different heights 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 operation 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 moved by means of the short-stroke cylinder 13 in the direction of the assembly so that the pressure element 25 at 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 located 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, consisting of a flat housing carrying connection elements that can be connected to the interface contacts of a measuring system and a module holder mechanically connected to the housing from a plurality of mutually parallel, mutually spaced and over several shafts connected plate-shaped elements, consisting of two carriers forming the outer sides and at least one contact carrier with contact needles assigned to the outer carrier, and of a fixed receiving device arranged between the contact carriers for the test module that can be used in the vertical position from the front and of a drive device for lateral displacement the contact carrier, characterized in that the contact carrier, consisting of frame-shaped lifting carriages ( 9 ), on which a needle carrier ( 16 ) equipped with test needles ( 15 ) and at least two assembly centering pins ( 18 ) are attached, by means of several, adapted in number and size to the spring forces and the number of test needles ( 15 ), short-stroke cylinders ( 13 ) and return springs ( 14 ) mounted on the frame-shaped outer support ( 8 ) relative to the outer support ( 8 ) and the receiving device ( 19 , 20 , 21 ) for the test module ( 22 ) are arranged displaceably, and the module holder ( 8 , 9 , 10 ) about a horizontal axis ( 12 ) in the region of the front of the housing ( 1 ) can be pivoted in such a way that the stop positions of the pivotable arrangement are in an approximately horizontal position to the front and in a position rotated upward by an obtuse angle to this position and the holder in the rotated position is located on the outer supports ( 8 ) laterally arranged pins ( 6 ) and in fork-shaped receptacles ( 5 ) for these pins ( 6 ) attached to the housing ( 1 ) in a corresponding position on the top consists.

2. Test adapter according to claim 1, characterized in that the second lifting carriage ( 9 ) and the associated short-stroke cylinder ( 13 ) are provided for building up a counterpressure on the back of the module ( 22 ).

3. Test adapter according to claim 1 or 2, characterized in that the second lifting slide ( 9 ) makes contact and testing on the component side of the assembly ( 22 ).

4. Test adapter according to one of claims 1 to 3, characterized in that the Swivel angle is approximately 120 °.

5. Test adapter according to one of claims 1 to 4, characterized in that the pins ( 6 ) are designed as setscrews and the assembly receptacle ( 8 , 9 , 10 ) is locked in this position by means of screwed-on nuts ( 7 ).

6. Test adapter according to one of claims 1 to 5, characterized in that the pivoted, towards the back of the case Arrangement for fitting the adapter with a robot is provided.

7. Test adapter according to one of claims 1 to 6, characterized in that the lifting slide ( 9 ) are mounted in longitudinal ball bearings on the shafts ( 10 ).

8. Test adapter according to one of claims 1 to 7, characterized in that assembly-specific spacer bolts ( 20 ) between the groove profile carrier ( 19 ) and groove profile ( 21 ) are arranged.

9. Test adapter according to one of claims 1 to 8, characterized in that short-stroke cylinders ( 13 ) are provided with strokes of different lengths for realizing a two-stage adapter in connection with test needles of different lengths ( 15 ).

10. Test adapter according to one of claims 1 to 9, characterized in that the test needles ( 15 ) via flexible cable connections ( 17 ) with the pins ( 3 ) of the housing base ( 2 ) are connected.

11. Test adapter according to one of claims 1 to 10, characterized in that infrared sensors are provided in the adapter for monitoring the correct placement of the assembly ( 22 ).

12. Test adapter according to one of claims 1 to 11, characterized in that on the outer supports ( 8 ) laterally perpendicular to the insertion direction of the assembly ( 22 ), the outer supports ( 8 ) projecting webs ( 24 ) are attached.