IT201700004579A1 - Macchina a sonde mobili per il collaudo di schede elettroniche, e relativo metodo di collaudo - Google Patents

Description

“MACCHINA A SONDE MOBILI PER IL COLLAUDO DI SCHEDE ELETTRONICHE, E RELATIVO METODO DI COLLAUDO”

La presente invenzione si riferisce ad un una macchina a sonde mobili per il collaudo di schede elettroniche, e ad un relativo metodo di collaudo.

Come è noto, per il collaudo in linea di schede elettroniche vengono frequentemente utilizzate macchine di collaudo cosiddette “a sonde mobili (flying probes)”.

Nelle macchine suddette, le schede sono caricate/scaricate nella/dalla stazione di collaudo della macchina mediante un dispositivo di trasporto, generalmente costituito da cinghie motorizzate che cooperano con bordi laterali opposti delle schede.

Nella stazione di collaudo, la scheda viene bloccata e contattata da una pluralità di sonde mobili, ciascuna in grado di contattare la scheda in una successione di punti di contatto prestabiliti, permettendo così all’unità di controllo ed elaborazione della macchina di scambiare con la scheda i segnali necessari per il collaudo della stessa nel minor tempo possibile.

Poiché una verifica funzionale completa della scheda è normalmente possibile soltanto se la scheda è alimentata, in aggiunta alle sonde mobili le macchine di collaudo prevedono normalmente anche l’impiego di un connettore fisso, ossia configurato in modo da contattare la scheda in posizione fissa durante il ciclo di collaudo.

Oltre alla corrente di alimentazione, il connettore fisso è normalmente configurato per cooperare con una pluralità di contatti fissi della scheda, disposti in modo noto, con funzione di diagnostica.

Il connettore fisso comprende tipicamente una pluralità di aghi di contatto caricati da molle, ciascuno dei quali esercita sulla scheda un carico non trascurabile (tipicamente dell’ordine di 100 g). Pertanto, il numero dei contatti è necessariamente limitato, per evitare inaccettabili deformazioni della scheda.

Secondo un’altra tecnica nota, l’alimentazione ed i contatti di diagnostica possono essere gestiti tramite una soluzione a letto di aghi, tipicamente disposti al di sotto della scheda; questa soluzione, tuttavia, impedisce l’utilizzo di sonde mobili su entrambi i lati della scheda, e presenta costi di attrezzaggio elevati.

Un’altra possibilità è, infine, quella di utilizzare un connettore fisso a connessione manuale. Questa soluzione non è tuttavia utilizzabile in applicazioni veloci in linea.

Scopo della presente invenzione è di realizzare una macchina a sonde mobili per il collaudo di schede elettroniche, la quale sia priva degli inconvenienti connessi con le macchine di collaudo note.

La presente invenzione è altresì relativa ad un metodo di collaudo realizzato tramite la suddetta macchina di collaudo.

Per una migliore comprensione della presente invenzione viene descritta nel seguito una forma preferita di attuazione, a puro titolo di esempio non limitativo e con riferimento ai disegni allegati, nei quali:

la figura 1 è una vista prospettica parziale di una macchina per il collaudo di schede elettroniche realizzata secondo l’invenzione;

la figura 2 è una vista prospettica di un trasportatore delle schede nella macchina di figura 1;

la figura 3 è una vista prospettica parziale di una stazione di collaudo della macchina di figura 1, in una prima posizione operativa;

la figura 4 illustra un dettaglio di figura 3 in scala ingrandita ed in una seconda posizione operativa;

la figura 5 è una vista prospettica di un dispositivo di contattazione della stazione di collaudo delle figure 3 e 4; e

la figura 6 illustra un esempio di scheda elettronica atta ad essere collaudata in una macchina secondo la presente invenzione.

Con riferimento alla figura 1, è indicata nel suo complesso con 1 una macchina di collaudo a sonde mobili per il collaudo di schede elettroniche 2, illustrate schematicamente nelle figure 3 e 4 e in una forma costruttiva esemplificativa in figura 5. Si evidenzia fin d’ora che il termine “scheda elettronica” viene qui inteso in modo ampio, in particolare anche per comprendere i cosiddetti “pannelli di schede”, ossia insiemi di schede uguali unite tra loro da porzioni frangibili in modo da poter essere separate dopo il collaudo.

La macchina 1 comprende una stazione 3 di collaudo (figure 3, 4) e un trasportatore 4 a cinghie atto a caricare/scaricare le schede 2, in successione, nella/dalla stazione di collaudo 3.

Il trasportatore 4 comprende (fig. 2) tre coppie di cinghie, indicate collettivamente con 5, disposte longitudinalmente ai lati opposti della stazione 3. Più precisamente, il trasportatore 4 comprende una coppia di cinghie di alimentazione 5a, una coppia di cinghie intermedie 5b ed una coppia di cinghie di scarico 5c, le quali vengono selettivamente azionate, come verrà meglio descritto nel seguito, per caricare o scaricare le schede 2 nella/dalla stazione di collaudo 3. Convenientemente, le cinghie 5 sono portate da rispettivi supporti 6 longitudinali montati su guide 7 trasversali per permettere di variare la distanza trasversale tra le cinghie 5a, 5b, 5c e adattare così il trasportatore 4 a diverse dimensioni delle schede 2 da collaudare.

Le schede 2 appoggiano sulle cinghie 5 con i propri bordi laterali 8; in particolare, il contatto tra le cinghie 5 e le schede 2 avviene su un lato inferiore dei bordi laterali 8. Convenientemente, i rami superiori 17 delle cinghie 5 scorrono su inserti di supporto 18 fissi (fig. 3), aventi lo scopo di assorbire i carichi verticali ed impedire la flessione verso il basso di tali rami.

La macchina di collaudo 1 comprende, in modo noto, una pluralità di sonde mobili 9 atte ad interagire con le schede 2, dall’alto e dal basso, in modo convenzionale (fig. 1).

Secondo la presente invenzione, oltre alle sonde mobili 9, la macchina 1 comprende almeno un dispositivo di contattazione 10 atto ad interagire con almeno un bordo laterale 8 della scheda 2, ove sono provviste aree di contatto 11 disposte su una faccia della scheda opposta a quella cooperante con le cinghie 5. Nell’esempio illustrato, la macchina 1 comprende una pluralità di dispositivi di contattazione 10 su ciascun lato della macchina 1, atti cooperare con rispettivi bordi laterali 8 opposti delle schede 2, provviste allo scopo di aree di contatto 11 allineate lungo i bordi stessi.

Tali aree di contatto 11, convenientemente realizzate nella forma di piazzole rettangolari equispaziate longitudinalmente, possono essere utilizzate per fornire l’alimentazione elettrica alla scheda 2 e per scambiare con la macchina 1 segnali di diagnostica.

Ciascun dispositivo di contattazione 10 (fig. 5) comprende essenzialmente un involucro 12 nel quale sono verticalmente alloggiati contatti elettrici ad ago 13, ad esempio del tipo noto come Pogo® Pin. I contatti ad ago 13 hanno un’estremità superiore 14 collegata con una scheda (non illustrata) facente parte della macchina, ed un’estremità inferiore 15 atta a contattare le schede 2. Le estremità 14, 15 sono caricate a molla, in modo noto, in direzioni opposte verso l’esterno dell’involucro 12.

I dispositivi di contattazione 10 sono convenientemente fissati su supporti 16, disposti uno per lato della stazione di collaudo, i quali sono mobili verticalmente rispetto ai supporti 6 delle cinghie 5. In particolare, i supporti 16 sono mobili tra una posizione sollevata (fig. 3) che permette l’inserimento della scheda 2 trasportata dalle cinghie 5, ed una posizione abbassata in cui i meccanismi di contattazione cooperano con il bordo laterale 8 della scheda 2 e lo bloccano sulla relativa cinghia 5b.

Il funzionamento della macchina di collaudo 1, già in parte evidente da quanto precede, è il seguente.

Quando una scheda 2 viene caricata nella stazione di collaudo 3 dal trasportatore 4, azionando le cinghie 5a, 5b, i dispositivi di contattazione 10 sono sollevati. Non appena la scheda 2 raggiunge la posizione di collaudo, le cinghie 5a, 5b si fermano, i supporti 16 vengono abbassati e i meccanismi di contattazione 10 bloccano i bordi laterali 8 della scheda 2 sulle relative cinghie 5b. Nel contempo, i contatti ad ago 13 cooperano elasticamente con le rispettive aree di contatto 11, consentendo l’alimentazione della scheda 2 e l’esecuzione di procedure di diagnostica.

In parallelo a quanto descritto, le sonde mobili 9 della macchina 1 possono interagire in modo convenzionale con punti prefissati della scheda 2, secondo un ciclo di collaudo prefissato, dal momento che le aree di contatto 11 sono realizzare sui bordi laterali 8 delle schede 2 ed i meccanismi di contattazione 10 sono disposti esternamente al volume di lavoro delle sonde mobili 9.

Al termine del test, i dispositivi di contattazione 10 vengono sollevati, lasciando libera le scheda 2, ed essa viene scaricata dalla stazione di collaudo 3 azionando le cinghie intermedia 5b e le cinghie di scarico 5c.

Da un esame delle caratteristiche della macchina 1 e del relativo metodo di funzionamento, sono evidenti i vantaggi che essa consente di conseguire.

La macchina 1 consente di contattare la scheda 2 su apposite aree di contatto 11 poste su uno o entrambi i bordi laterali 8 della scheda stessa, tramite uno o più meccanismi di contattazione 10 provvisti di contatti ad ago 13. Poiché la scheda 2 appoggia sui bordi laterali 8, il carico meccanico esercitato dai contatti ad ago 13 viene assorbito dal trasportatore 4, ed in particolare dagli inserti di supporto 18, e non produce deformazioni sulla scheda stessa.

Sono pertanto eliminati i problemi connessi con i connettori fissi di tipo convenzionale.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1. Macchina (1) per il collaudo di schede (2) elettroniche comprendente: una stazione di collaudo (3), un trasportatore (4) per caricare/scaricare le schede (2) nella/dalla stazione di collaudo (3); una pluralità di sonde mobili (9) atte ad interagire con punti prefissati di ciascuna scheda (2), quando disposta nella stazione di collaudo (3), secondo un ciclo di collaudo prefissato; il trasportatore (4) comprendendo almeno una coppia di elementi di trasporto (5) configurati per cooperare con bordi laterali (8) opposti delle schede (2) e disposti ai lati di un volume di lavoro delle sonde mobili (9); caratterizzata dal fatto di comprendere almeno un dispositivo di contattazione (10) disposto nella stazione di collaudo (3) al di sopra di almeno uno degli elementi di trasporto (5), il dispositivo di contattazione (10) comprendendo una pluralità di contatti (13) allineati tra loro in una direzione di trasporto ed atti a cooperare con rispettive aree di contatto (11) disposte allineati tra loro lungo almeno uno dei bordo laterali (8) delle dette schede (2), il dispositivo di contattazione (10) essendo mobile tra una prima posizione che consente il carico/scarico della scheda (2) nella/dalla stazione di collaudo (3) ed una seconda posizione in cui blocca la scheda (2) sul detto elemento di trasporto (5) e stabilisce il collegamento elettrico tra detti contatti (13) del dispositivo di contattazione (10) e dette aree di contatto (11) della scheda (2).
2. 2. Macchina secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto di comprendere una pluralità di dispositivi di contattazione (10) allineati tra loro nella direzione di trasporto e portati da un elemento di supporto (6) comune.
3. 3. Macchina secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto di comprendere una prima pluralità di dispositivi di contattazione (10) ed una seconda pluralità di dispositivi di contattazione (10) disposte ai lati opposti del volume di lavoro delle sonde mobili (9).
4. 4. Macchina secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che i detti elementi di trasporto sono cinghie (5).
5. 5. Macchina secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che il detto almeno un dispositivo di contattazione (10) comprende una pluralità di contatti ad ago (13) configurati per cooperare elasticamente con rispettive aree di contatto (11) della scheda (2).
6. 6. Macchina secondo la rivendicazione 4 o 5, caratterizzata dal fatto di comprendere inserti di supporto (18) sui quali scorrono rami superiori (17) delle cinghie (5), detti inserti di supporto (18) essendo configurati per assorbire i carichi verticali sui rami stessi.
7. 7. Metodo di collaudo di una scheda elettronica (2) in una macchina di collaudo (1) a sonde mobili, caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi di: caricare la scheda elettronica (2) in una stazione di collaudo (3) della macchina (1) tramite un trasportatore (4) comprendente almeno una coppia di elementi di trasporto (5) configurati per cooperare con bordi laterali (8) opposti della scheda (2), contattare almeno uno dei bordi laterali (8) della scheda (2), provvisto di una pluralità di aree di contatto (11) allineate lungo il bordo stesso, tramite almeno un dispositivo di contattazione (10) provvisto di una pluralità di contatti (13) configurati per cooperare con le aree di contatto (11) sul bordo della scheda (2); eseguire un ciclo di collaudo mediante le sonde mobili (9) mentre la scheda (2) è bloccata dal dispositivo di contattazione (10); sollevare il dispositivo di contattazione (10); e scaricare la scheda (2) dalla stazione di collaudo (3).