DE4406538A1 - Leiterplatten-Prüfeinrichtung mit Prüfadapter und Verfahren zum Einstellen desselben - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leiterplatten-Prüfeinrichtung mit einem Prüfstiftadapter und ein Verfahren zum Einstellen desselben. Diese Technik dient zum Anschließen des regelmäßigen Kontakt-Grundrasters einer elektronischen Prüfvorrichtung für ein- oder mehrlagige platten­ förmige Verdrahtungsträger wie Leiterplatten, Keramiksubstrate und dergleichen an die nicht notwendig rastergebundenen Kontaktpunkte der zu prüfenden Leiterplatte (Verdrahtungsträger, Prüfling), wobei diese Kontakt­ punkte in Form von sehr kleinen und sehr dicht angeordneten metallischen Kontaktflächen ("pads") auf einer oder beiden Oberflächen des Prüflings für SMD-Komponenten und/oder in Form von Kontaktbohrungen (Durchkon­ taktierungen) für "bedrahtete" Komponenten vorliegen. Die Leiterplatten sind bei der hier zur Debatte stehenden Prüfung in aller Regel noch nicht mit solchen aktiven elektrischen/elektronischen Komponenten bestückt. In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, daß die zur Zeit bevorzugten Adapter sogenannte Prüfstiftadapter mit Prüfstiften darin sind, die in den hier in Rede stehenden Leiterplatten-Prüfeinrichtungen sowohl zum einseitigen wie auch zum zweiseitigen Prüfen von Leiterplatten eingesetzt werden. Allerdings sind auch andere "Kontaktelemente" als Prüfstifte denkbar, so z. B. sogenannte "Vertikalleiterplatten", also z. B. Gummimatten mit darin fein verteilten, senkrecht zur Oberfläche angeord­ neten Kontaktdrähten oder ähnliche, etwa durch lokale Druckbeanspru­ chung in diesem Bereich leitfähig werdende elastische Matten, wie sie im Stand der Technik bekannt sind.

Bei der Prüfung von unbestückten Leiterplatten wurde die Grenze der Testbarkeit in der Vergangenheit im wesentlichen von der Konfigurations­ möglichkeit der Kontakt-Prüfstifte im Adapter und von der Kontaktdichte des Anschlußfeldes (Grundrasters) der Leiterplattenprüfeinrichtung bestimmt. Im Zuge der weiter zunehmenden Miniaturisierung der elektronischen Bauteile schrumpften allerdings die elektrischen Leiter­ bahnen und Kontaktpunkte und deren Dichte auf den zu testenden Leiterplatten mit jedem Jahr weiter. Gleichzeitig mußte die Größe der Panele für die Fertigung im Nutzen auf die relativ großen Standardformate erhöht werden, d. h. die Standardformate enthalten eine Anzahl von identischen Leiterplatten oder gedruckten Schaltungen, um auf diese Weise die Wirtschaftlichkeit bei der Herstellung derselben zu optimieren.

Hierbei tritt in immer zunehmenderem Maße das Problem auf, daß die Prüfstifte im Trägerkörper des Adapters nicht genau genug zu den Anschlußstrukturen (-flächen, -pads, -bohrungen) auf der Leiterplatte positioniert werden können. Als Resultat ergeben sich häufig fehlende und/oder falsche Kontaktstellen. Diese Fehlkontaktierungen machen einen zuverlässigen elektrischen Test dieser Leiterplatten äußerst schwierig oder sogar unmöglich.

Die Ursachen für diese Problematik liegen (wenn auch mit kleinerem Anteil) im Adapter und vor allen Dingen im Prüfling selbst. Der Einfluß des Adapters auf die Abweichung der Kontaktpunkte vom Sollwert ergibt sich sowohl aus den Toleranzen bei der Herstellung der verschiedenen Kompo­ nenten des Adapters als auch aus dem erforderlichen Spiel zwischen z. B. den Prüfstiften und den dafür vorgesehenen Führungen (z. B. eine Anzahl von gebohrten Plexiglasplatten als dem Trägerkörper) des Adapters:

Hierbei bedeutet "mil" ein Tausendstel Zoll - dieses Längenmaß hat sich in der Leiterplattenindustrie weitgehend durchgesetzt.

Der Einfluß der Temperatur bei der Herstellung und Nutzung des Adapters läßt sich durch klimatechnische Maßnahmen relativ einfach begrenzen; diese können also für die weitere Betrachtung vernachlässigt werden.

Viel schwieriger beherrschbar sind die Abweichungen der geometrischen Strukturen auf dem Prüfling, also der zu prüfenden Leiterplatte. Diese Ab­ weichungen teilen sich auf in relative Lageverschiebungen des ganzen Bil­ des, die auf Registrierfehler beim Belichtungsvorgang zurückzuführen sind, und auf Verzerrungen innerhalb des Bildes, die durch irreversible thermische Prozesse des Prüflings oder des zur Belichtung der gedruckten Schaltung verwendeten Films entstanden sind. Aufgrund der Reihenfolge der Produktionsprozesse (Bohren, Belichten, Heißverzinnen etc.) gibt es mindestens vier voneinander unabhängige Fehlerquellen für die genaue Lage der Leiterbahnen und Anschlußpunkte auf der Leiterplatte, d. h. es müssen die Bohrungen in der Leiterplatte, die Oberflächenstruktur der Unterseite, die Oberflächenstruktur der Oberseite und die Außenkontur als vier voneinander unabhängige Globalstrukturen angesehen werden: Jede dieser Globalstrukturen besitzt in sich über die Gesamtgeometrie des Nutzens eigene Verzerrungs- /Verzugseigenschaften. Die Orientierung der Globalstrukturen untereinander läßt sich durch eine Verschiebung/Verzer­ rung in X- und Y-Richtung und eine Drehung beschreiben. Für die einzelne Leiterplatte im Panel können dabei die Verzerrungen mit hinreichender Genauigkeit als reine Verschiebungen und Drehungen dargestellt werden.

Typisch wird heute eine "gemischte Technologie" verwendet. Bei dieser sind sowohl bedrahtete Komponenten zum Anschluß an Kontaktbohrungen als auch oberflächenmontierbare (SMD-)Komponenten zum Anschluß an Kontaktflächen oder Pads auf einer Leiterplatte vorgesehen. Die Notwendig­ keit für diese gemischte Technologie liegt darin begründet, daß eine Reihe von elektronischen Komponenten, wie z. B. Prozessoren in hochpoligen PGA′s (Pin Grid Arrays) in oberflächenmontierbarer Form nicht erhältlich sind. Ebenso führen wirtschaftliche Erwägungen oder andere technische Randbedingungen zu dieser gemischten Technologie.

Die für reine Oberflächenmontage hergestellten Leiterplatten lassen sich über konische Fangstifte ausrichten, für die manuell oder optisch die optimale Lage bestimmt wurde. Diese Art der Ausrichtung versagt aber bei einem großen Teil der heute verwendeten Leiterplatten mit der vorgenannten ge­ mischten Technologie, weil die große Anzahl der zur Kontaktierung der Kontaktbohrungen vorgesehenen konischen Prüfstifte/Kontaktelemente den Prüfling beim Andrücken des Prüflings ungewollt wieder an eine falsche Stelle verschieben, also die Einstellwirkung von z. B. zwei Fangstiften wieder zunichte macht.

Die beigefügte Fig. 1 der Zeichnung zeigt die theoretisch beabsichtigte Anord­ nung von Kontaktelementen oder Prüfstiften beim doppelseitigen Testen einer Leiterplatte B, die mittels einer herkömmlichen Adaptierungstechnik geprüft wird. Dabei wird die Leiterplatte von Fangstiften T in Position gehal­ ten und im Bereich von durchmetallisierten Kontaktbohrungen von relativ massiven Stiften H und im Bereich von sehr kleinen, eng angeordneten Kontaktflächen oder Pads auf der Plattenoberseite von dünnen, sehr eng angeordneten Stiften S kontaktiert.

Fig. 2 zeigt die sich tatsächlich aufgrund von unvermeidbaren Fabrikations­ ungenauigkeiten beim Herstellen der Fangstifte und der Prüfstifte und der zu prüfenden Leiterplatte B ergebende Fehlausrichtung einer mehr oder weniger großen Zahl von Stiften S im Verhältnis zu den ihnen zugeord­ neten sehr kleinen Kontaktflächen für SMD-Bauteile mit der Folge von entsprechend fehlerhaften Kontaktierungen der Prüfstifte S bei der Verwendung der herkömmlichen Adaptierungstechnik: Da die Bohrungen in der Leiterplatte B (zur Ausbildung der mindestens zwei Fangbohrungen für die Fangstifte T und der meist sehr zahlreichen Durchkontaktierungen für die Prüfstifte H) in einem anderen Arbeitsgang hergestellt werden als die "gedruckte Schaltung" einschließlich der Kontaktflächen für die SMD- Komponenten, läßt es sich in der Praxis bei hinreichender Miniaturisierung der Anschlußstrukturen auf der zu prüfenden Leiterplatte ß′ nicht vermei­ den, daß die Bohrungen bzw. die gedruckte Schaltung mit den Kontakt­ flächen relativ zueinander eine ins Gewicht fallende ungewollte Verschie­ bung erleiden, die zu der in Fig. 2 gezeigten Fehlkontaktierung einer oder mehrerer Kontaktflächen für SMD-Komponenten durch die Stifte S führt, was entsprechende Meßfehler beim Testen der Leiterplatte B bei Verwen­ dung der herkömmlichen Adaptierungstechnik nach sich zieht. Die voran­ stehend erläuterte Fehlkontaktierung wird aber nicht nur durch die mög­ liche Fehlausrichtung der Bohrungen zu der gedruckten Schaltung, sondern zum großen Teil auch dadurch verursacht, daß aufgrund des Produktions­ prozesses zur Herstellung der gedruckten Schaltung diese im Ergebnis von der theoretisch vorgegebenen bzw. gewollten Lage und Dimension abweicht, d. h. in sich verzogen oder verzerrt oder schief auf die Platte B aufgebracht wird. Nachdem aber die Führungsbohrungen für die Stifte T, H und S in der Platte TF oder BF (TF = "Top Fixture" - oberer Adapter; BF = "Bottom Fixture" - unterer Adapter; S = "SMD-Probe - Prüfstift für SMD-Pads; H = Hole-Probe - Prüfstift für Kontaktbohrungen) nicht unter Berücksichtigung solcher sich zufällig einstellender Abweichungen hergestellt werden können und/oder selbst in ihrer Lage gewissen Streuungen/Toleranzen unterworfen sind, wird klar, daß es bei dieser herkömmlichen Adaptierungstechnik mit zunehmender Miniaturisierung der zu prüfenden Leiterplatten und mit der zunehmenden Dichte insbesondere der Kontaktflächen oder Pads für die SMD-Bauteile immer schwieriger oder sogar unmöglich wird, eine aus­ reichend genaue Kontaktierung der zu prüfenden Leiterplatten in allen Kontaktpunkten zugleich zu erreichen.

Eine weitere Ursache für die bei der herkömmlichen Adaptierung häufig zu beobachtende Fehlkontaktierung der zu prüfenden Leiterplatten trotz der (vermeintlichen) Festlegung derselben auf eine vorgegebene Position durch die Fangstifte T ist darin begründet, daß beim Andrücken der Leiterplatte im Zuge des Prüfvorganges auf die möglicherweise sehr zahlreichen Prüfstifte H letztere unter Umständen die an sich vorgesehene und gewollte Ausricht­ wirkung der Fangstifte einfach zunichte machen: Da selbstverständlich die genaue Position der einzelnen mit einer Kegelspitze versehenen Prüfstifte H, die in die Bohrungen der Durchkontaktierungen eingreifen, auch gewissen Schwankungen unterworfen ist, und zwar nicht nur in bezug auf die jeweilige Lage der die Stifte H aufnehmenden Bohrungen, sondern auch aufgrund der keineswegs immer genau mittig angeordneten Kegelspitzen dieser Stifte H, kann es durchaus vorkommen, daß die tatsächliche Lage der Leiterplatte B im angedrückten Zustand der Leiterplatte für den Prüfvorgang sehr viel mehr von der großen Masse der Prüfstifte H als von den meist zwei Fangstiften T bestimmt wird und somit auch eher zufällig ist.

Eine Lösung für dieses Problem wird anhand von Fig. 3 erläutert, die eine mögliche Ausführungsform der Erfindung anhand eines Ausschnittes aus einer Leiterplatten-Prüfeinrichtung mit einem neuartigen Prüfstiftadapter auf der Ober- und Unterseite eines Prüflings B zeigt. Diese Lösung benutzt mehrere, z. B. in verschiedene Ebenen unterteilte, auf jeweils einer Seite des Prüflings B angeordnete Abschnitte der Trägerkörper z. B. in Form von Adapterplatten, die unabhängig voneinander relativ zum Prüfling innerhalb beschränkter Bereiche relativ zum Prüfling frei positionierbar sind: Die Fig. 3 zeigt somit das Wesen der neuartigen Adaptierungstechnik, die sich vor allem dadurch auszeichnet, daß die Prüfstifte S für die Kontaktierung der sehr kleinen und dicht angeordneten Oberflächenkontakte von SMD- Bauteilen auf der Leiterplatte in Bohrungen in einem Abschnitt des Führungskörpers (also z. B. in einer Adapterplatte) BF bzw. TF geführt sind, der (die) gegenüber den Prüfstiften H und den Fangstiften T und somit zum Prüfling um ein wesentliches Maß parallel zur Leiterplattenebene verschieblich ist, wobei dieses Maß mindestens der größten zu erwartenden Fehlausrichtung der Prüfstifte S von den ihnen zugeordneten Oberflächen­ kontakten der zu prüfenden Leiterplatte entsprechen muß.

Für die Beabstandung der verschiedenen Abschnitte des Trägerkörpers (z. B. der Führungsplatten eines Prüfstiftadapters) bietet sich dabei eine Reihen­ folge an, die sowohl den Genauigkeitsanforderungen an die davon geführten Prüfstifte als auch den mechanischen Stabilitätseigenschaften derselben Rechnung trägt: Die schlankeren und damit flexibleren Prüfstifte für den Anschluß an die Kontaktflächen oder Pads werden in dem der jeweiligen Leiterplatte nächstliegenden Abschnitt des Trägerkörpers (Führungsplatte des Prüfstiftadapters) geführt, denn die Positionierung dieser Kontaktele­ mente/Prüfstifte F erfordert aufgrund der hohen Kontaktdichte dieser kleinen Kontaktflächen und der hohen Flexibilität der dünnen Prüfstifte die größte Genauigkeit.

Für die zum Anschluß an die Bestückung mit bedrahteten Komponenten vorgesehenen Kontaktelemente werden Bohrungen/Freistellungen verwendet, deren Dimensionen soweit erweitert sind, daß eine laterale Bewegung dieser Kontaktelemente innerhalb der erforderlichen Toleranzen möglich ist. Die große Stabilität dieser typisch stabileren Kontaktelemente in Verbindung mit der Selbstzentrierung der konischen Spitzen in den Bohrungen des Prüflings läßt die Führung über einen unabhängigen, weiter entfernten Abschnitt des Trägerkörpers ohne Probleme zu. Die auf der jeweiligen Leiterplattenseite diesen zweiten Abschnitt des Trägerkörpers notwendigerweise durchdringenden Kontaktelemente für die "Pads" werden analog durch vergrößerte Bohrungen/Freistellungen geführt, so daß eine unabhängige Feinpositionierung möglich ist.

Für die Positionierung des Prüflings im Adapter werden im allgemeinen Fangbohrungen verwendet, die gleichzeitig mit dem normalen Bohrprozeß für Durchkontaktierungen oder Komponentenbohrungen hergestellt werden. Für diesen Fall ist es erforderlich, die für die Vorzentrierung beim manuellen oder automatischen Einlegen der zu prüfenden Leiterplatte erforderlichen Ausrichtmittel (z. B. Fangstifte) auf der gleichen Trägerplatte zu positionieren, wie sie für die Kontaktierung der Anschlüsse für bedrahtete Komponenten verwendet wird. Dies ist dann möglich, wenn alle Bohrungen der Leiterplatte einschließlich der Fangbohrungen eine gemein­ same Verzugs- und Versatzstruktur aufweisen.

In Ausnahmefällen werden die Fangbohrungen mit dem Fräsen der Außen­ kontur als letzter Produktionsschritt erstellt. In diesem Falle kann es nötig sein, für die Positionierung noch einen weiteren Trägerkörper-Abschnitt vorzusehen, der unabhängig von den übrigen Abschnitten relativ zum Prüfling positionierbar ist.

In jedem Falle ist es sehr empfehlenswert, für die Führung der "Fangstifte" eine stabil eingepreßte Hülse zu verwenden. Eine solche, typischerweise bis nahe zum Prüfling reichende Hülse verhindert ein seitliches Auslenken/ Verbiegen dieses Ausrichtmittels (Fangstifts) trotz des nötigen Spiels für die normalerweise durch eine Feder unterstützte Vertikalbewegung des Fang­ stiftes.

Die in der Vergangenheit in Ausnahmefällen aus Genauigkeitsgründen mit der Außenkontur erstellten Fangbohrungen weisen zwar aufgrund der fehlenden Durchkontaktierungshülse theoretisch eine bessere Genauigkeit auf, dennoch ist die Benutzung von durchkontaktierten Fanglöchern zu empfehlen, weil der Gesamtaufwand beim Testen reduziert wird und das Kollektiv der vielen für die Kontaktierung der Anschlüsse für bedrahtete Komponenten benutzten Kontaktelemente mit typisch konischer Spitze eine wesentliche bessere Zentrierung ermöglicht. Hier wirkt das Gesetz der großen Zahl, welches für die gesamte Positioniergenauigkeit den Mittelwert der durch Fertigungstoleranzen bedingten Verteilungshäufigkeit um den Sollwert der Positionierung bewirkt. Mathematisch ergibt sich als wahr­ scheinliche Abweichung der statistische Fehler des Mittelwerts. Damit werden die durch geringfügig unterschiedliche Wandstärken der Durchmetallisierungshülsen erzeugten Toleranzen mehr als ausgeglichen.

Bei der Bestimmung der Position für die Ausrichtung der Trägerplatten mit Ausricht- bzw. Kontaktelementen könnten grundsätzlich zwei Verfahren angewendet werden:

Die einfachste (erste) Methode ist eine gemeinsame Positionierung für ein Fertigungslos. Diese Methode kann allerdings nur wirksam eingesetzt werden, wenn die innerhalb eines Fertigungsloses auftretenden Streuungen der Verzerrungen/Verschiebungen klein sind gegenüber der zu korrigieren­ den Gesamtabweichung. In diesem Falle entfällt eine recht aufwendige indi­ viduelle Vermessung und nachfolgende Positionierung. Für die am extremen Rand der Kontaktpunkte-Lagefehler-Verteilungskurve liegenden Prüflinge wird dann im Anschluß an den Test des Fertigungsloses noch eine arbeits- und zeitintensive Phase angeschlossen, in der die mit Fehlern (typisch Unterbrechungen) behafteten Leiterplatten mit manuell optimierten Versatzwerten getestet werden.

Bei der zweiten Methode erfolgt eine Ausrichtung für jede einzelne Leiter­ platte: Um direkt für jeden Prüfling optimale Versatzwerte beim ersten Test einstellen zu können, werden in der Regel optische Meßgeräte, wie z. B. CCD-Kameras verwendet. Diese Kameras vermessen die Lage von Marken, die extra für die optische Registrierung vorgesehen sind. Diese Marken sind bei fast allen Prüflingen vorhanden, damit die später zum Einsatz kommenden vollautomatischen Bestückungseinrichtungen die Leiterplatte später mit oberflächenmontierbaren Komponenten bestücken können. Dies bedeutet also, daß eine besondere Meß-Vorrichtung oder -Station benötigt wird, die vor dem eigentlichen Leiterplattentest den Versatz der gedruckten Schaltung jeder Platte über grafische Elemente im "Bild" der Leiterplatte ausmißt.

Da beim zweiseitigen Test von Leiterplatten - wie oben erwähnt - sehr viele Lagefehler-Freiheitsgrade vorliegen, müssen auch bei dieser zweiten Methode entsprechend viele Kameras verwendet werden. Als Minimum ergibt sich dafür eine Zahl von je zwei Kameras auf jeder zu testenden Leiterplattenseite, um für jede Seite die tatsächliche Orientierung in den drei Freiheitsgraden (X- und Y-Achse, Winkel) zu ermitteln. In der Praxis lassen sich diese Kameras selbst bei äußerster Miniaturisierung nicht im Prüfadapter unterbringen, da die optischen Registriermarken sehr eng an bzw. zwischen den zu testenden Kontaktstellen liegen. Abhilfe schafft hier die oben erwähnte besondere Meß-Vorrichtung oder -Station, in der die Prüflinge vor dem eigentlichen Test optisch vermessen werden. Am einfachsten läßt sich diese Vermessung in einem vollautomatischen Testsystem durchführen, weil dann die Prüflinge eine synchron arbeitende Doppelstation durchlaufen können, bei der in der ersten Station vermessen und in der zweiten Station (dem Prüfadapter) mit den dabei ermittelten Versatzwerten mit optimaler Positionierung getestet wird.

In der Vermessungsstation lassen sich pro Seite entweder eine frei in X/Y- Richtung positionierbare Kamera oder zwei durch genaue Positionierungs­ bohrungen im Adapter registrierte Kameras verwenden. Der erste Fall erhöht den mechanischen Aufwand der Systemseite (einmalige Anschaf­ fungskosten), weil eine hochpräzise Positioniereinrichtung erforderlich ist. Der zweite Fall erfordert größeren Aufwand bei jedem Adapter, der für jede einzelne Leiterplatte(n-Serie) individuell erstellt werden muß.

In einem vollautomatischen Testsystem, bei dem der Transport zum eigent­ lichen Testadapter über ein Steuerungssystem erfolgt, welches den Ort des Prüflings während des Transports sehr genau verfolgen kann, bieten sich alternative Verfahren an, um den Versatz der gedruckten Schaltung auf der Leiterplatte zu den Bohrungen zu messen: Beispielsweise läßt sich die Lage von Ausrichtmarken derart messen, daß eine Reflexlichtschranke die Reflexivität der Prüflingsoberfläche entweder direkt oder indirekt über eine gewisse Entfernung mit Hilfe eines Lichtleiters mißt. Der gemessene Intensitätsverlauf während der Bewegung ermöglicht die genaue computer­ gestützte Berechnung der Versatzwerte. Man kann auch die Genauigkeits­ anforderung an die Transportvorrichtung reduzieren, wenn man eine reine Relativmessung zwischen dem Leiterplattenbild und den Bohrungen verwendet. Dafür kann man z. B. eine Bohrung in einer vorzugsweise rechteckigen Metallfläche (Pad) vorsehen, bei deren optischer Abtastung man dann ein Intensitätsprofil erhält, dessen Abweichung von einem vorgege­ benen Profil bzw. dessen Asymmetrie die Versatzwerte sehr genau wider­ spiegelt.

Um von den im rauhen Produktionsbetrieb vorkommenden Ver­ schmutzungsproblemen möglichst unabhängig zu werden, läßt sich anstelle der optischen Vermessung auch eine mechanische Abtastung (Pickup) verwenden. Zum Beispiel tastet ein Saphirstift oder eine Subminiatur- Saphirrolle mit angeschlossenem Körperschallverstärker die Oberfläche der Leiterplatte ab. Die Kanten einer Metallfläche auf dem Prüfling relativ zum Trägermaterial bzw. relativ zu einer Bohrung geben dann klar differenzier­ bare (Sonar-)Pulsformen, deren symmetrische bzw. asymmetrische Lage eine klare Versatzaussage macht (Sonar Pattern).

Die oben aufgezeigten Meßverfahren bieten die Möglichkeit, vor dem eigentlichen Testvorgang, bei dem über die Kontaktierung von ggf. Tausenden von Prüfstiften die gedruckte Schaltung auf dem Prüfling verifiziert wird, eine Messung des Versatzes durchzuführen. Das Ergebnis der Messung wird dann direkt zur Verstellung von Ausrichtelementen im Adapter verwendet, so daß für jeden einzelnen Prüfling die
Adaptierungsvorrichtung individuell optimal positioniert ist. Dieses vorteilhafte Ergebnis wird durch den Aufwand bei der Messung der Versatzwerte ermöglicht.

Wenn aus wirtschaftlichen Gründen oder wegen niedrigerer Genauigkeitsforderungen eine der oben genannten Methoden nicht verwendet werden soll, bietet sich noch eine Methode an, die wenig Aufwand erfordert, allerdings nur "post factum" eingesetzt werden kann:

Man benutzt dabei die Tatsache, daß die innerhalb eines Fertigungsloses vorgefundenen Versatzwerte wesentlich weniger streuen als die von Fertigungslos zu Fertigungslos (tracking production parameter). Innerhalb des Adapters, der zum elektrischen Prüfen verwendet wird, werden dabei zusätzlich zu den Prüfstiften oder Kontaktelementen, die zum eigentlichen Prüfen des Verbindungsmusters bzw. der gedruckten Schaltung benötigt werden, weitere Versatz-Prüfstifte untergebracht, die mit einem besonderen "Test-Pattern" oder Ausrichtmarken auf der Leiterplatte zusammenwirken. Diese zusätzlichen Versatz-Prüfstifte sind so angeordnet, daß sie bei einem zunehmenden Versatz des Leiterbildes ein sich zunehmend veränderndes Versatz-Meßergebnis liefern. Sollten also bei der elektrischen Prüfung ein oder mehrere Fehler festgestellt werden, so kann durch das separat aufge­ zeichnete zusätzliche Versatz-Meßergebnis die Richtung und ggf. ein Wert für die notwendige Versatzkorrektur festgestellt werden. Nach einer ent­ sprechenden mechanischen Verstellung der Ausrichtmittel im Adapter wird die gleiche Leiterplatte dann noch einmal getestet. Die für die Versatzmes­ sung eingebrachten zusätzlichen Versatz-Prüfstifte können dabei entweder an das herkömmliche Leiterplattenprüfgerät selbst oder an eine externe elektronische Einheit angeschlossen und von dieser ausgewertet werden. In Ausnahmefällen wird dabei durch die Iteration mit den mechanischen Versatzwerten die optimierte Lage des Adapters gegenüber dem Prüfling bestimmt. Durch eine konstruktive Zusammenfassung dieser externen elektronischen Auswerteeinheit mit der mechanischen Steuerung für die Verstellung der Ausrichtmittel am Adapter wird eine kompakte Lösung bzw. Baugruppe mit einer benutzerfreundlichen Bedienung ermöglicht. Dadurch ergibt sich eine Doppelstation (Twin Station) mit einer Station A "Sensor" mit der optischen oder elektrischen Versatzmessung und eine Station B "Tester" mit der mechanischen Einstellung des Adapters aufgrund des Meß­ ergebnisses. Der elektrische Versatz-Sensor arbeitet über Ausrichtmarken, auch für reine SMD-Anwendung, also ohne "gemischte" Technologie mit Teilmengen-Verschiebung.

Für eine "gemischte" Fertigungstechnologie kann der erfindungsgemäße Adapter auch ausgebildet werden durch (Auf)Teilung des Führungskörpers in der Ebene des Führungskörpers, wenn die Strukturen auf der Leiterplatte hinreichende geometrische Abstände aufweisen.

Claims (14)

1. Verfahren zum Einstellen der in einem oder zwei Prüfadaptern geführten Kontaktelemente (Prüfstifte) eines Leiterplattenprüfgerätes auf die auf einer oder beiden Seiten vorgesehenen Kontaktpunkte einer zu prüfen­ den Leiterplatte(n-Serie), die verschiedene Teilmengen von Kontaktpunkten und geeignete Ausrichtmittel in bezug auf die Adapter, insbesondere zwei Fangbohrungen oder Referenzkanten aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß man mindestens eine Teilmenge der Kontaktelemente eines oder beider Adapter unabhängig von mindestens einer weiteren Teilmenge der Kontakt­ elemente und die Ausrichtmittel eines oder beider Adapter relativ zueinan­ der einstellt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die zu den kleinsten Kontaktpunkten der Leiterplatte gehörige Teilmenge der Kon­ taktelemente des oder der Adapter(s) einstellt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der mindestens einen Kontaktelement-Teilmenge des einen oder beider Adapter(s) aufgrund einer zuvor erfolgten Messung der produktionsbedingt variablen tatsächlichen Lage der Kontaktpunkte der Leiterplatte, d. h. deren Abweichung von der Sollage, im Verhältnis zu den Ausrichtmitteln erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung über eine Anzahl von Positionsmessungs-Kontaktelementen erfolgt, die an einem auf der Leiterplatte(n-Serie) angeordneten elektrisch leitenden Positionsmessungs-Bild angreifen, das Teil der geometrischen Strukturen auf der Leiterplatte(n-Serie) ist und in Abhängigkeit von deren tatsächlicher Lage (Versatz, Verzerrung, Drehung) unterschiedliche elektrische Meßergebnisse liefert, die ein Maß für die erforderliche Einstellung darstellen.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung über eine Anzahl von Positionsmessungs-Kameras erfolgt, die eine oder mehrere auf der Leiterplatte(n-Serie) angeordnete Ausrichtmarken abtasten, die Teil der geometrischen Strukturen auf der Leiterplatte(n-Serie) sind und in Abhängigkeit von deren tatsächlicher Lage (Versatz, Verzerrung, Drehung) unterschiedliche elektrische Meßergebnisse liefern, die ein Maß für die erforderliche Einstellung darstellen.

6. Vorrichtung zum Einstellen der in wenigstens einem Prüfadapter geführten Kontaktelemente (H, S) eines Leiterplattenprüfgerätes auf die Kontaktpunkte einer ein- oder beidseitig zu prüfenden Leiterplatte(n-Serie), mit mindestens einem Trägerkörper für die Kontaktelemente zur Halterung derselben in prüflingsspezifischer Ausrichtung auf die Kontaktpunkte der Leiterplatte, und mit geeigneten Ausrichtmitteln (T) für die Leiterplatte(n- Serie) im Verhältnis zu dem mindestens einen Prüfadapter, dadurch gekennzeichnet, daß der zur zu prüfenden Leiterplatte benachbarte Träger­ körper des mindestens einen Prüfadapters wenigstens einen separaten, vom restlichen Trägerkörper unabhängigen, parallel zur Leiterplatte begrenzt verstellbaren Abschnitt zur Aufnahme wenigstens einer Teilmenge der Kontaktelemente aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Leiterplatte benachbarte Trägerkörper zur Ausbildung des begrenzt verstell­ baren mindestens einen Abschnitts wenigstens einmal parallel zur Leiter­ platte unterteilt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der unmittelbar an der Leiterplatte anliegende Abschnitt des Trägerkörpers die den kleinsten Prüfpunkten zugeordnete Kontaktelement-Teilmenge in Führungen aufnimmt und daß der(die) vom Prüfling zunehmend weiter entfernte(n) Abschnitt(e) des Trägerkörpers die den zunehmend größeren Kontaktpunkten zugeordnete(n) Kontaktelement-Teilmenge(n) in Führungen aufnimmt(aufnehmen).

9. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Abschnitt des Trägerkörpers um die in anderen Abschnitten des Trägerkörpers geführten Kontaktelemente herum aus­ reichend große Freiräume aufweist, um die begrenzte Verstellung der Abschnitte zueinander und der darin geführten Kontaktelement-Teil­ mengen zu ermöglichen.

10. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einer der selbständig einstellbaren Abschnitte des Trägerkörpers des Prüfadapters die Ausrichtmittel trägt und entsprechende Freiräume dafür in den anderen Abschnitten des Trägerkörpers vorgesehen sind.

11. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der eine verstellbare Abschnitt des Träger­ körpers und die Ausrichtmittel des Adapters relativ zueinander einstellbar sind.

12. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, gekenn­ zeichnet durch eine Anzahl von optisch-elektrischen oder elektrischen Positions-Meßeinrichtungen, die eine oder mehrere auf der Leiterplatte(n- Serie) angeordnete optische oder elektrisch-leitfähige Ausrichtmarken abtasten, die Teil der geometrischen Strukturen auf der Leiterplatte(n-Serie) sind und in Abhängigkeit von deren tatsächlicher Lage (Versatz, Verzerrung, Drehung) unterschiedliche elektrische Meßergebnisse liefern, die ein Maß für die erforderliche relative Einstellung der Ausrichtmittel und des mindestens einen begrenzt verstellbaren Abschnitts des Trägerkörpers des mindestens einen Prüfadapters im Verhältnis zueinander liefern.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der Ausrichtmittel und des begrenzt verstellbaren Abschnittes des Trägerkörpers relativ zueinander über einen oder mehrere elektro­ motorische Antriebe, z. B. Exzenterantriebe, erfolgt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Positions-Meßeinrichtungen und die elektromotorischen Einstell- Antriebe an räumlich voneinander getrennten Stellen einer Leiterplatten­ prüfeinrichtung angeordnet sind.