DK158410B - Apparat til kontrol af isolationen af trykte kredsloeb - Google Patents

Description

i

DK 158410B

Den foreliggende opfindelse angår et apparat til kvalitetskontrol af den galvaniske isolation mellem ledende elementer af et komplekst trykt kredsløb, hvilket apparat omfatter undersøgelsesorganer for metalplader, der er tilgængelige på en af siderne af det trykte 5 kredsløb, og indikationsorganer for den galvaniske isolation.

Opfindelsen vedrører kvalitativ kontrol af den elektriske isolation af trykte kredsløb udført navnlig i flere lag anbragt på isolerende underlag med pladestruktur ved hjælp af konventionel eller hybrid-10 teknologi.

Det er velkendt fra industri kredse, som er specialiseret i udarbejdelsen og produktionen af komplicerede trykte kredsløb, at man er interesseret i at opdage deres kvalitative fejl så snart som muligt 15 i fabrikationsprocessen for at undgå skrotprodukter, der er så meget des mere kostbare som de trykte kredsløb omfatter af tilføjet teknologisk værdi, og at deres mangelfuldhed, navnlig med hensyn til isolationsmateriale, viser sig oftest at være uafhjælpelig.

20 I denne interesse hovedsagelig af økonomisk art består det aktuelle tekniske stade, som praktiseres for at udføre kvalitetskontrollen af funktionsisolationen af trykte fieriagskredsløb, i at anvende et system af følere med elastiske ledende spidser, der samtidigt anbringes på hver af de ledende plader, der findes på de tilgænge-25 lige sider af det trykte kredsløb, som skal kontrolleres. Hver af disse følere er forbundet med en isolationsmåler ved hjælp af en logisk enhed med selektiv eller kombinatorisk sammenkobling, og hvis undersøgelsesprogram er specifikt fastlagt som funktion af typiske karakteristiske egenskaber ved det trykte kredsløb, der skal kon-30 trolleres.

Hovedulempen ved denne teknik ligger i, at den nødvendiggør udførelsen af et følerapparat med flere spidser, hvis udformning skal tilpasses til hver bestemt model af trykte kredsløb.

35 I virkeligheden bliver denne udførelse, der altid er meget bekostelig og ofte har problematisk pålidelighed ved tilpasning til trykte kredsløb med "normale" dimensioner, i praksis urealisabel på økonomisk akceptabel og teknisk pålidelig måde i hovedparten af de !

2 DK 158410B

industrielle anvendelsestilfælde, navnlig indenfor luftfarts- og rumfartsudstyr, hvor man af hensyn til kompaktheden og tætheden af kredsløb bliver bragt til at udarbejde specielle trykte kredsløb, hvis strukturelle egenskaber ikke svarer til nogen dimensionsform, 5 som ville muliggøre anvendelsen af et og samme følerapparat, der er egnet til flere forskellige modeller af trykte kredsløb.

Et apparat af den ovenfor angivne art er kendt fra IBM Technical Disclosure Bulletin, volume 22, nr. 7, december 1979, side 10 2704-2705, New York, USA L.M. Zobniw: "Orthogonal Shorts Detector".

Den fra dette dokument kendte anordning omfatter imidlertid som undersøgelsesorganer en punktsonde og en tværsonde, der i en og samme position har tilgang til flere udgange på samme træ. Det er 15 med denne anordning nødvendigt at forskyde tværsonden i to forskellige retninger, hvilket ikke vil være skadeligt i tilfælde af reparation af trykte kredsløb, men som er en gene ved fabrikations-kontrol, når der er tale om store mængder.

20 Formålet med den foreliggende opfindelse er ud fra et apparat af den indledningsvis angivne art at tilvejebringe et apparat, som muliggør en besparelse i tid og arbejde ved fabrikationskontrol af trykte kredsløb.

25 Ifølge opfindelsen opnås dette med et apparat af den indledningsvis angivne art, som er ejendommeligt ved, at det indbefatter specifikke prøveorganer omfattende et antal individuelle kontaktelementer placeret på en isolerende plade for ved overligning at udføre udvælgelsen af en forudbestemt kategori af småplader blandt alle de 30 tilgængelige små metalplader på den nævnte side af det trykte kredsløb, hvilke undersøgelsesorganer er indrettet til at undersøge de individuelle kontaktelementer af de specifikke prøveorganer og omfatter fælles kontaktelementer, der er indbyrdes isoleret og fastgjort for at gøre det muligt dynamisk at udføre detekteringen af 35 en eventuel isolationsfejl, som gensidigt påvirker de forskellige ledende "træer" i det trykte kredsløb, og indikatororganer til at vise målingen af den galvaniske isolation, som findes mellem de fælles kontaktelementer på undersøgelsesorganerne.

DK 158410 B

3

Apparatet ifølge opfindelsen muliggør under økonomiske og pålidelige forhold en kvalitetskontrol af isolationen af fieri agede trykte kredsløb af forskellige typer og udførelser, herunder de mest kompakte og de mest komplekse trykte kredsløb fremstillet i hybrid-5 teknik.

Opfindelsen skal herefter forklares nærmere under henvisning til tegningen, hvor 10 fig. 1 viser et trykt kredsløb, der skal kontrolleres, og som har et antal leder-"træer", der er anbragt på hver side, fig. 2 et specifikt følerkredsløb, der kun omfatter et enkelt ledende kontaktpunkt pr. "træ" i kredsløbet i 15 fig, 1, og fig. 3 et undersøgelseskredsløb omfattende to kopia- 20 „ 25 30 35

DK 158410B

4 \ ' nare ledende overfladeområder, der er gal- · vanisk isoleret fra hinanden ved hjælp af en retliniet tværgående diskontinuitet.

Et trykt kredsløb af serietypen, såsom det i fig. 1 5 viste kredsløb af en meget forenklet model af hensyn til tydeligheden, består på sædvanlig måde af et isolerende pladeunderlag, der er mere eller mindre stift og plant, og hvis sider er belagt med et ordnet antal metalplader, der hænger ved underlaget, og hvoraf størstedelen er forlo bundet ved hjælp af ledende baner for således i overensstemmelse med de over hinanden liggende lag at danne et udarbejdet og komplekst net af elektriske indbyrdes forbindelser.

De forskellige forgreninger af dette net af indbyr-15 des forbindelser er generelt organiseret i overensstemmelse med separate ledende enheder, som skal være galvanisk isoleret fra hinanden. Disse isolerede enheder udgør så "træer", hvis respektive "grene" kan fortsætte fra den ene side til den anden af det isolerende underlag gennem hul-2o ler i metalvæggen dannet i midten af hver af pladerne og iøvrigt bestemt til at muliggøre tilslutning ved lodning af de forskellige komponenter i et elektronisk kredsløb monteret på kortet.

Problemet med kvalitetskontrol af et sådant trykt 25 kredsløb består i det væsentlige i at påvise på sikker og hurtig måde eksistensen af en isolationsfejl mellem to "træer".

En sådan fejl, der i praksis ikke kan skelnes ved en visuel kontrolundersøgelse, er antaget at findes ved 3o en revne i det isolerende underlag ved krydsningsstedet D mellem to grene b^ og b2 af de to "træer" og A2*

For at udføre denne kontrol er der tilvejebragt et specifikt prøvekredsløb, hvis karakteristiske egenskaber er blevet bestemt på planlægningsstadiet for kredsløbsty-35 pen.

Dette specifikke prøvekredsløb består som vist i fig. 2 af et bøjeligt og tyndt isolerende underlag, på hvilket man kun har ladet bestå en enkelt ledende plade pr.

5

DK 158410B

træ i kredsløbstypen, som skal kontrolleres.

Hver af de ledende plader i prøvekredsløbet, som er beliggende i nøjagtig overensstemmelse med en hvilken som helst af de ledende plader i hvert af "træerne" i kreds-5 løbstypen er tilvejebragt ved metallisering af huller dannet i det eftergivende underlag for således på begge sider af en isolerende plade at anbringe et antal ganske små ledende kontaktpunkter.

Disse kontaktpunkter fremtræder fortrinsvis med en lo lignende opbygning som en nitte, hvoraf det ene af hovederne er fladt og har en nøjagtigt bestemt diameter, medens det andet hoved er hvælvet for således at gøre det let fremspringende i forhold til den tilsvarende side af den isolerende plade.

15 I henhold til en foretrukken teknik er den isoleren de plade udført med en polyimldhinde, f.eks. af KAPTON, hvor metalliseringen af hullerne er tilvejebragt ved en fotokemisk proces til lokal aflejring af kobber.

Således udført er det specifikke prøvekredsløb be-2o stemt til at gøre det muligt ved hjælp af den isolerende eftergivende plade at etablere en selektiv elektrisk ækvi-potential kontakt stedbestemt med nøjagtighed mellem en bestemt ledende plade af hvert "træ" i kredsløbstypen, der skal kontrolleres, og det ene eller andet af de koplanare 25 ledende områder af undersøgelseskredsløbet, der ligeledes er udført på et isolerende eftergivende underlag af poly-imidtypen, som er metalliseret på kun den ene side og fastgjort ved hjælp af den modstående side til en sammentryk-kelig understøtningsflade af polyurethanskumtypen.

3o Den metalliserede side af undersøgelseskredsløbet (fig. 3), der f.eks. ved en kobberaflejring er udført af metal og guld for at gøres glat og kun lidt udsat for afslibning og korrosion, består af to rektangulære ledende områder, hvis mindste side skal være større end den stør-35 ste dimension af kredsløbstypen, der skal kontrolleres.

Disse to ledende områder er galvanisk isoleret fra hinanden vod hjælp af et tværgående retliniet eller bugtet mellemrum med konstant bredde,! kontakt med hvilket og * 6

DK 158410B

på tværs af hvilket der udføres en kontinuerlig forbipas- sage (ved en relativ glidebevægelse,'som udføres med et passende elastisk tryk) af den sammenholdte enhed, der udgøres af den nøjagtige overligning af det trykte kredsløb, 5 der skal kontrolleres,og af det eftergivende prøvekredsløb, som specifikt svarer til det.

For at muliggøre funktionen af det foranbeskrevne apparat, dvs. i det væsentlige for at gøre det muligt at opdage og eventuelt lokalisere tilstedeværelsen af isola-lo tionsfejl mellem de forskellige ledende "træer" i de trykte kredsløb, er det nødvendigt,dels at det specifikke prøvekredsløb således som det ovenfor angivne kun har et enkelt ækvipotential kontaktpunkt for hvert af "træerne" i det trykte kredsløb, der skal kontrolleres, og dels at 15 diameteren af de ledende småplader, der på samme side danner de flade hoveder af kontaktpunkterne på prøvekredsløbet, er lidt mindre end bredden af det isolerende mellemrum, som adskiller to op til hinanden stødende ledende områder af undersøgelseskredsløbet.

2o Kontrolprocessen er således følgende: 1) Det specifikke prøvekredsløb anbringes korrekt ovenpå det trykte kredsløb, der skal kontrolleres, og som svarer til det for således at bringe deres respektive små ledende plader til at være sammenfaldende.

25 2) Undersøgelseskredsløbet bliver derpå anbragt imod den forannævnte enhed, således at de små ledende plader bringes i permanent og intim kontakt med alle de tilgængelige kontaktpunkter på den udvendige side af det specifikke prøvekredsløb.

3o 3) Målingen af isolationen mellem to "træer" udføres på sædvanlig måde, f.eks. ved hjælp af et megohmmeter forbundet mellem de isolerede områder af undersøgelseskredsløbet, på hvert af hvilke et af prøvekontaktpunkterne, der individuelt svarer til et "træ", er i kontakt.

35 4) Der frembringes en kontinuerlig langsgående transla tionsbevægelse ved relativ forskydning af den sammenhængende enhed (det specifikke prøvekredsløb og det trykte kredsløb, der skal kontrolleres), som er anbragt ovenpå under

DK 158410 B

m 7 søgelseskredsløbet, således at rækkerne af små kontaktplader i prøvekredsløbet passerer i det isolerende mellemrum, som adskiller de ledende områder af undersøgelseskredsløbet.

En isolationsfejl, som påvirker to "træer" i det 5 trykte kredsløb, bliver umiddelbart og automatisk opdaget og påvist ved hjælp af isolationsmåleapparatet, så snart de to små kontaktplader hørende til hvert sit af de to "træer", der indbyrdes er fejlbehæftet, befinder sig på hver sin side af det isolerende mellemrum, som adskiller lo de ledende områder af undersøgelseskredsløbet.

5) For om nødvendigt at opnå en nøjagtig stedbestemmelse af. fej len gentages den foregående forskydningstranslations-operation i den tværgående retning.

Claims (10)

1. Apparat til kvalitetskontrol af den galvaniske isolation mellem ledende elementer af et komplekst trykt kredsløb, hvilket apparat 5 omfatter undersøgelsesorganer for metalplader, der er tilgængelige på en af siderne af det trykte kredsløb, og indikationsorganer for den galvaniske isolation, kendetegnet ved, at det indbefatter specifikke prøveorganer (S') omfattende et antal individuelle kontaktelementer (A'p A'2, A'3) placeret på en isolerende plade for 10 ved overligning at udføre udvælgelsen af en forudbestemt kategori af småplader (ApA2,A3) blandt alle de tilgængelige små metalplader på den nævnte side af det trykte kredsløb (S), hvilke undersøgelsesorganer er indrettet til at undersøge de individuelle kontaktelementer (A'p A'2, A'3) af de specifikke prøveorganer (S') og omfatter 15 fælles kontaktelementer (PpP2), der er indbyrdes isoleret og fastgjort for at gøre det muligt dynamisk at udføre detekteringen af en eventuel isolationsfejl, som gensidigt påvirker de forskellige ledende "træer" i det trykte kredsløb (S), og indikatororganer (Μ Ω) til at vise målingen af den galvaniske isolation, som findes mellem 20 de fælles kontaktelementer (Pp P2) på undersøgelsesorganerne.

2. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at de individuelle kontaktelementer i de specifikke prøveorganer er ledende dobbeltsidige kontaktpunkter (A'p A'2, A'3) frembragt ved samtidig 25 metallisering af et antal huller dannet i den isolerende plade (S').

3. Apparat ifølge krav 1 og 2, kendetegnet ved, at den isolerende plade (S') er en film af eftergivende plastmateriale.

4. Apparat ifølge krav 2 eller 3, kendetegnet ved, at beliggenheden og antallet af de individuelle kontaktelementer i de specifikke prøveorganer (S') er fordelt over den isolerende plade (S') for således at anbringe et enkelt ledende kontaktpunkt pr. "træ" i det trykte kredsløb (S). 35

5. Apparat ifølge et af kravene 1-4, kendetegnet ved, at de fælles kontaktelementer i undersøgelsesorganerne er op til hinanden stødende ledende områder (Pp P2) dannet ved overflademe-talli sering af et deformerbart isolerende underlag. DK 158410B

6. Apparat ifølge krav 5, kendetegnet ved, at det deformerbare isolerende underlag i undersøgelsesorganerne er en film af eftergivende plastmateriale anbragt på oversiden af et sammentrykkel igt understøtningslegeme. 5

7. Apparat ifølge krav 5 eller 6, kendetegnet ved, at de op til hinanden stødende områder (Pp P2) af undersøgelsesorganerne er koplanare og gensidigt isoleret af et mellemrum med en bredde, der er konstant og lidt større end diametren af de individuelle 10 kontaktpunkter (A'p A'2, A'g), som findes på den udvendige side af den isolerende plade (S') i de specifikke prøveorganer, når den er sammmenhængende overlejret på prøvesiden af det trykte kredsløb (S).

8. Apparat ifølge krav 6 eller 7, kendetegnet ved, at 15 materialet i den eftergivende film i undersøgelsesorganerne er af polyimid, og det sammentrykkelige legemes materiale er polyurethan.

8 DK 158410B PATENTKRAV.

9. Apparat ifølge et hvilket som helst af kravene 1-8, kendetegnet ved, at indikatororganerne for isolationen mellem de 20 fælles kontaktelementer (Pp P2) på undersøgelsesorganerne er et megohmmeter (ΜΩ).

10. Apparat ifølge et hvilket som helst af kravene 1-9, kendetegnet ved, at de specifikke prøveorganer (S') er indrettet 25 til translator!sk bevægelse og med glidende understøtning på undersøgelsesorganerne (Pj, P2). 30 35