DE4331954C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Prüfung des ordnungsgemäßen Sitzes von metallischen Befestigungselementen an einer Leiterplatte sowie durch das Verfahren und die Vorrichtung prüfbare Leiterplatte - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Prüfung des ordnungsgemäßen Sitzes von metallischen Befestigungselementen an einer Leiterplatte sowie durch das Verfahren und die Vorrichtung prüfbare LeiterplatteInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Prüfung des ordnungsgemäßen Sitzes von metallischen
Befestigungselementen an einer Leiterplatte gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Beim Aufbau moderner Geräte wird oftmals ein besonders
kompakter Aufbau angestrebt. Dem Vorteil, hierdurch ein
besonders kleinbauendes Gerät zu erhalten, steht als
Nachteil gegenüber, daß nach dem Zusammenbau die einzelnen
Bauteile nur sehr schlecht zugänglich sind. Dies gilt
beispielsweise auch für die Leiterplatte und die
Befestigungselemente, mit dem die Leiterplatte im
Gerätegehäuse befestigt ist. Soll nun, beispielsweise bei
der Endkontrolle, geprüft werden, ob alle
Befestigungselemente mit der Leiterplatte verbunden sind,
und ob diese auch einen ordnungsgemäßen Sitz aufweisen, ist
diese Prüfung mitunter nur auf sehr schwierige und
zeitaufwendige Weise möglich.
Besonders nachteilig dabei ist, daß solche Prüfungen
beispielsweise an schwer zugänglich angebrachten Schrauben
oftmals nur in Handarbeit und dadurch unter besonders hohem
Kostenaufwand möglich sind.
In der Veröffentlichung von Helmar Ulbricht "Prüfung von
Kontaktierungen", iee productronic, Nr. 8, 1983, Seite 40
bis 42, ist ein Verfahren zur Prüfung des ordnungsgemäßen
Sitzes von Befestigungselementen beschrieben, bei dem nach
Anbringung des Befestigungselementes sein korrekter Sitz
anhand von Widerstandsmessungen überprüft wird.
Dargestellt ist eine Prüfanordnung für ein einzelnes,
speziell ausgestaltetes metallisches Befestigungselement,
welches aus mehreren Teilen zusammengesetzt ist. Die
Ausgestaltung der elektrischen Kontaktierung ist nur sehr
schematisch dargestellt. Nicht dargestellt hingegen ist, wie
eine Leiterplatte zu prüfen ist, die mehrere metallische
Befestigungselemente aufweist. Sofern man für jedes
Befestigungselement eine Einzelprüfung gemäß des
dargestellten Verfahrens vorsieht, dürfte dieses recht
aufwendig werden.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und
eine Vorrichtung anzugeben, mit dem eine Vielzahl von
metallischen Befestigungselementen an einer Leiterplatte in
einem Prüfschritt auf besonders einfache und kostengünstige
Weise auf Vollständigkeit und korrekten Sitz geprüft werden
können, wobei das Prüfverfahren besonders zuverlässig sein
soll.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
Leiterbahnabschnitte von mehreren Anbringungsorten von
metallischen Befestigungselementen in Reihe geschaltet sind
und der Stromfluß bzw. der elektrische Widerstand zwischen
dem ersten und dem Letzten Befestigungselement auf der
Leiterplatte geprüft wird und daß die metallischen
Leiterbahnabschnitte im Bereich der Bohrungen im
wesentlichen durch einen die Bohrung umfassenden Kreisring
und einen diesen Kreisring teilweise umfassenden
Kreisbogenabschnitt gebildet wird.
Dieses sehr einfach auszuführende Verfahren besteht im
Prinzip darin, auf der Leiterplatte eine von einem ersten zu
einem letzten Anbringungsort von metallischen
Befestigungselementen verlaufende Leiterbahn anzubringen,
welche an den jeweiligen Anbringungsorten der metallischen
Befestigungselemente eine Unterbrechung aufweist.
Bei ordnungsgemäßer Anbringung aller Befestigungselemente
werden die Leiterbahnabschnitte durch die metallischen
Befestigungselemente elektrisch verbunden, so daß eine
Reihenschaltung aller Leiterbahnabschnitte vorliegt. Die
durch das Einsetzen der Befestigungselemente hergestellte
elektrische Verbindung kann durch eine Strommeßanordnung
überprüft werden, die vorteilhafterweise sehr einfach
ausgeführt sein kann.
Eine Reihenschaltung von Meßobjekten zu Prüfzwecken ist zwar
schon aus der DE 41 13 606 C1 bekannt, wobei jedoch die
Meßobjekte keine metallischen Befestigungselemente
ausbilden.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat insbesondere den Vorteil,
daß an den Anbringungsorten angeordnete metallische
Befestigungselemente durch die Prüfeinrichtung besonders
sicher erkannt werden. Hierzu weisen die
Leiterbahnabschnitte im Bereich der Anbringungsorte eine an
die Form der Befestigungselemente angepaßte Ausgestaltung
auf.
Die beanspruchte Ausgestaltung der Leiterbahnabschnitte im
Bereich der Anbringungsorte in Form von einem Kreisring bzw.
einem Kreisbogen, welche um eine Bohrung herum angeordnet
sind, erzielen eine besonders gute Kontaktgabe mit der
Unterseite eines Schraubenkopfes, welcher beim Einsetzen
einer Schraube als metallisches Befestigungselement in die
Bohrung die Leiterbahnabschnitte elektrisch miteinander
verbindet. Hierdurch wird insbesondere der Vorteil erzielt,
daß an die elektrischen Eigenschaften der metallischen
Befestigungselemente keine allzu hohen Anforderungen
gestellt werden müssen. Da die Herstellung der elektrischen
Verbindung über eine relativ große Fläche der
Befestigungselemente erfolgt, machen sich z. B. geringfügige
Verschmutzungen an den Schraubenköpfen beim
erfindungsgemäßen Prüfverfahren nicht störend bemerkbar.
Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben
sich aus den Unteransprüchen.
So ist es besonders vorteilhaft, wenn der Kreisring und der
Kreisbogen jeweils mit radial angeordneten
Leiterbahnabschnitten elektrisch leitend verbunden ist,
welche sich in den Zwischenraum zwischen Kreisring und
Kreisbogen erstrecken. Durch die so vergrößerten Flächen der
Leiterbahnabschnitte im Bereich der Anbringungsorte kann
eine besonders gute Kontaktgabe nach Einsetzen des
Befestigungselementes erzielt werden.
Ebenfalls vorteilhaft ist, wenn die Strommeßanordnung ein
Signalelement enthält, welches anzeigt, daß die bei
ordnungsgemäßer Anordnung der Befestigungselemente zu
erwartende Mindeststromstärke erreicht wird. Mit der Anzeige
dieser Signaleinrichtung erhält man praktisch augenblicklich
die Information, ob das zu prüfende Gerät ordnungsgemäß
montiert ist oder nicht.
Vorteilhaft ist auch, bei voll- oder teilautomatisierten
Fertigungs- oder Montageverfahren für das zu fertigende
Gerät die Prüfung des ordnungsgemäßen Sitzes der
metallischen Befestigungselemente zu einem geeigneten
Zeitpunkt während der Montage durchzuführen und die
Ausführbarkeit des nächstfolgenden Montage- oder
Fertigungsschrittes von der Abgabe eines Signals durch die
Signaleinrichtung abhängig zu machen.
Hierdurch kann auf einfache Weise verhindert werden, daß
trotz Signalisierung einer nicht ordnungsgemäßen Anordnung
von Befestigungselementen die Montage des fehlerhaften
Gerätes fortgesetzt wird.
Ebenfalls vorteilhaft ist dabei, ein kontinuierlich
anzeigendes Strommeßgerät vorzusehen. Die Höhe der durch ein
solches Gerät angezeigten Stromstärke kann einen wertvollen
Hinweis auf einen möglichen Montagefehler geben. So deutet
fehlender Stromfluß insbesondere auf ein fehlendes
Befestigungselement hin, während ein zu geringer Stromfluß
einen Hinweis auf ein möglicherweise fehlerhaft
positioniertes Befestigungselement, beispielsweise eine
nicht ausreichend angezogene Schraube gibt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und soll im folgenden anhand der Zeichnung näher
erläutert werden.
Die einzige Figur zeigt grob schematisch eine Leiterplatte
(LP). Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die die
Schaltung auf der Leiterplatte (LP) ausbildenden Bauteile
nicht dargestellt. Auf der Leiterplatte (LP) sind sechs Orte
(1, 2, 3, 4, 5, 6) zur Anbringung metallischer
Befestigungselemente vorgesehen. Diese können insbesondere
metallische Schrauben sein, welche durch die Bohrungen (B4,
B5, B6) der Leiterplatte (LP) geführt werden, um diese zum
Beispiel mit einem nicht dargestellten Gerätegehäuse zu
verbinden.
An den Anbringungsorten (1, 2, 3) sind die bereits
eingesetzten Schrauben (S) durch Schraubenköpfe angedeutet.
Die metallischen Schraubenköpfe verbinden die zwischen den
Anbringungsorten (1, 2, 3) angeordneten Leiterbahnabschnitte
(LB) elektrisch miteinander. Diese Leiterbahnabschnitte (LB)
können im Bereich der Anbauorte (1, 2, 3, 4, 5, 6) auf
spezielle Weise angeordnet sein, wie dies zum Beispiel am
Anbringungsort (6) bzw. an den Anbringungsorten (4, 5)
dargestellt ist.
Zu den Anbringungsorten (2, 3, 4 und 5) führen jeweils zwei
Leiterbahnabschnitte. Hierbei bildet ein Leiterbahnabschnitt
jeweils einen um die Bohrung (B4, B5) herumgeführten
Kreisring (KR) aus, während ein weiterer Leiterbahnabschnitt
(LB) jeweils einen um den Kreisring (KR) herumgeführten,
nicht vollständig geschlossenen Kreisbogen (KB) ausbildet.
Beim Einsetzen der Schrauben (S) werden durch die
metallischen Schraubenköpfe die den Kreisring (KR) und den
Kreisbogen (KB) ausbildenden Leiterbahnen elektrisch
miteinander verbunden.
Falls die Leiterplatte (LP) mit einer Schutzschicht, zum
Beispiel mit einer Lackierung versehen ist, müssen
selbstverständlich zumindest die Flächen der Kreisringe (KR)
und der Kreisbogen (KB) als metallisch "blanke" Oberflächen
ausgeführt sein.
Um eine noch bessere Kontaktgabe mit dem Schraubenkopf zu
gewährleisten, sind zwischen jedem Kreisring (KR) und
Kreisbogen (KB) jeweils mit diesen verbundene, in radialer
Richtung verlaufende Leiterbahnstücke (RLB) angeordnet.
Besonders einfach können die Leiterbahnanordnungen um den
(bezüglich der Reihenschaltung) ersten und letzten
Anbringungsort (1, 6) ausgeführt sein, wenn die dort
angebrachten metallischen Befestigungselemente gleichzeitig
als Prüfpunkte für den nachfolgend beschriebenen Prüfvorgang
dienen. Da an diesen Anbringungsorten (1, 6) die
Leiterbahnanordnung jeweils mit nur einem
Leiterbahnabschnitt verbunden sind, genügt es, den
angrenzenden Leiterbahnabschnitt (LB) als einfachen
Kreisring auszuführen, welcher die elektrische Verbindung
zum eingesetzten Schraubenkopf herstellt.
Sofern allerdings auch die Befestigungselemente an dem ersten
und letzten Anbringungsort (1, 6) schwer zugänglich sind,
können die Prüfpunkte, abweichend zur Darstellung in der
Figur, auch über weitere Leiterbahnabschnitte an einen
leichter zugänglichen Ort verlegt werden. Die
Leiterbahnanordnung um die Anbringungsorte (1, 6) besitzen
in diesem Fall eine Ausgestaltung vergleichbar denen an den
Anbringungsorten (4, 5).
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das
dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann statt
oder in Kombination mit Schrauben auch jede andere Art von
metallischen Befestigungselementen, wie zum Beispiel
metallische Klammern Verwendung finden. Ebenso können
selbstverständlich die Ausgestaltungen der
Leiterbahnanordnungen an den Anbringungsorten der
metallischen Befestigungselemente variiert werden.
Wesentlich ist, daß die metallischen Befestigungselemente
(S) Leiterbahnabschnitte (LB) miteinander elektrisch
verbinden und daß die Vollzähligkeit und der korrekte Sitz
der Befestigungselemente durch eine Strommessung geprüft
wird.
Diese Strommessung kann dabei von quantitativer oder auch
qualitativer (Durchgangsprüfung) Art sein. Nachfolgend wird
anhand der Figur eine sehr einfach aufgebaute
Prüfvorrichtung beschrieben, bei welcher beide Arten der
Strommessung verwirklicht sind.
Die Strommeßvorrichtung besteht aus einer Spannungsquelle,
beispielsweise einer Batterie (B), die über einen Widerstand
(R) zur Strombegrenzung und einem Strommeßgerät (A) mit zwei
Prüfelektroden (P) verbunden ist.
Parallel zum Widerstand (R) ist eine Signaleinrichtung (SE)
geschaltet, welche durch Auswertung des Spannungsabfalls am
Widerstand (R) ab einem vorgegebenen, den Widerstand
durchfließenden Mindeststrom ein optisches oder akustisches
Signal abgibt.
Zum Prüfen wird die Leiterplatte (LP) zunächst mit den
metallischen Befestigungselementen versehen. Anschließend
werden die Prüfelektroden (P) an das erste und letzte
Befestigungselement angesetzt. Sind alle metallischen
Befestigungselemente eingesetzt, durchfließt ein im
wesentlichen durch die Spannungshöhe der Spannungsquelle (B)
und den Widerstand (R) bestimmte Stromstärke durch die
Leiterbahnen (LB) der Leiterplatte und der
Strommeßvorrichtung.
Sitzen alle Befestigungselemente ordnungsgemäß an ihren
vorgesehenen Anbringungsorten, so erreicht dieser Strom eine
vorgegebene Mindeststärke, was durch die Signaleinrichtung
(SE) angezeigt wird.
Wird diese Mindeststromstärke nicht erreicht, so gibt die
Anzeige des Strommeßgerätes (A) einen Hinweis darauf, ob
Befestigungselemente nicht ordnungsgemäß angebracht wurden
(geringer Stromfluß) oder gar vergessen wurden (kein
Stromfluß).
Bezugszeichenliste
1, 2, 3, 4, 5, 6 Anbringungsorte (für metallische Befestigungselemente auf der Leiterplatte)
A Strommeßgerät
B Spannungsquelle (Batterie)
B4, B5, B6 Bohrungen
KB Kreisbogenabschnitt
KR Kreisring
LB Leiterbahnabschnitte
LP Leiterplatte
P Prüfelektroden
R Widerstand
RLB radiale Leiterbahnstücke
S Schraube (metallisches Befestigungselement)
SE Signalelement
A Strommeßgerät
B Spannungsquelle (Batterie)
B4, B5, B6 Bohrungen
KB Kreisbogenabschnitt
KR Kreisring
LB Leiterbahnabschnitte
LP Leiterplatte
P Prüfelektroden
R Widerstand
RLB radiale Leiterbahnstücke
S Schraube (metallisches Befestigungselement)
SE Signalelement
Claims (8)
1. Verfahren zur Prüfung des ordnungsgemäßen Sitzes von
metallischen Befestigungselementen an einer Leiterplatte,
bei der die Anbringungsorte der Befestigungselemente als
Bohrungen in der Leiterplatte ausgeführt sind, mit
folgenden Verfahrensschritten:
- a) Herstellung von elektrisch leitenden Verbindungen, die als Leiterbahnabschnitte ausgebildet sind, zu dem Anbringungsort eines Befestigungselementes, wobei die elektrischen Verbindungen eine Unterbrechung aufweisen, die beim ordnungsgemäßen Sitz des metallischen Befestigungselementes überbrückt wird;
- b) Anbringung des Befestigungselementes;
- c) Überprüfung des elektrischen Widerstandes oder des Stromflusses zwischen den leitenden Verbindungen,
dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnabschnitte (LB)
von mehreren Anbringungsorten (1, 2, 3, 4, 5, 6) von
metallischen Befestigungselementen (S) in Reihe geschaltet
sind und der Stromfluß bzw. der elektrische Widerstand
zwischen dem ersten und dem letzten Befestigungselement
auf der Leiterplatte (LP) geprüft wird und daß die
metallischen Leiterbahnabschnitte (LB) im Bereich der
Bohrungen (B4, B5, B6) im wesentlichen durch einen die
Bohrung (B4, B5) umfassenden Kreisring (KR) und einen
diesen Kreisring teilweise umfassenden Kreisbogenabschnitt
(KB) gebildet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Ausführbarkeit eines auf die Überprüfung des elektrischen
Widerstandes bzw. des Stromflusses folgender, mit der
Leiterplatte (LP) auszuführender Fertigungs- oder
Montageschritt vom Ergebnis der Überprüfung des
elektrischen Widerstandes bzw. des Stromflusses abhängig
ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Befestigungselemente Schrauben (S) sind.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Kreisring (KR) und der Kreisbogenabschnitt (KB) jeweils
mit radial verlaufenden Leiterbahnabschnitten elektrisch
leitend verbunden sind, die sich in den Zwischenbereich
von Kreisring (KR) und Kreisbogenabschnitt (KB)
erstrecken.
5. Vorrichtung zur Prüfung des ordnungsgemäßen Sitzes von
metallischen Befestigungselementen an einer Leiterplatte
gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das erste und letzte metallische
Befestigungselement mit den Prüfelektroden (P) einer
Strommeßanordnung verbunden sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Strommeßanordnung ein Strommeßgerät zur Anzeige der
Stärke des fließenden Stromes aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Strommeßanordnung ein Signalelement (SE) aufweist,
welches das Fließen eines vorgegebenen Mindeststromes
signalisiert.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE4331954A DE4331954C1 (de) | 1993-09-21 | 1993-09-21 | Verfahren und Vorrichtung zur Prüfung des ordnungsgemäßen Sitzes von metallischen Befestigungselementen an einer Leiterplatte sowie durch das Verfahren und die Vorrichtung prüfbare Leiterplatte |
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8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
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