ITMI940342A1 - Sistema di marcatura di circuiti stampati - Google Patents

Description

"SISTEMA DI MARCATURA DI CIRCUITI STAMPATI"

DESCRIZIONE

La presente invenzione ha per oggetto un sistema di marcatura di circuiti stampati, applicabile a macchine per il test elettrico di circuiti stampati.

Come è noto, un circuito stampato (PCB, Printed Circuit Board) è un supporto di materiale isolante su cui sono riportati, normalmente mediante un processo chimico sottrattivo, i collegamenti elettrici tra i diversi componenti che dovranno essere installati, generalmente mediante saldatura, sul circuito stesso.

Tali circuiti stampati, prima dell'applicazione dei componenti, vengono testati, cioè controllati ed analizzati per verificare che tutti i percorsi (nets) presenti su di essi siano isolati tra loro e che ci sia continuità elettrica tra tutti i punti di ciascun percorso.

Questa operazione viene fatta con apposite macchine testatrici, che possono essere di tipo automatico, semi-automatico o manuale, nelle quali vengono caricati i circuiti stampati e testati secondo una tecnica da ritenersi di per sé nota.

In particolare, nell'area di test della macchina è disposto un "letto d'aghi", cioè un insieme di contatti posti su una griglia a passo costante, sul quale, o al di sotto del quale, viene disposto il circuito stampato da testare.

Poiché il circuito stampato presenta i punti di collegamento tra i diversi componenti disposti in modo variabile - e quindi non riconducibili ad una griglia a passo costante -, per eseguire il test, tra il letto d'aghi e il circuito stampato da testare, viene interposto un elemento di traslazione, o di adattamento, denominato "adattatore" (fixture).

L'adattatore è ovviamente un elemento personalizzato, la cui conformazione dipende dal circuito stampato che deve essere testato, e presenta anch'esso una pluralità di contatti ad aghi che effettuano una connessione elettrica tra corrispondenti contatti della griglia a passo costante (letto d'aghi) e i punti del circuito stampato da testare.

La macchina per il test elettrico è sostanzialmente una pressa che consente di effettuare il suddetto contatto elettrico tra i punti dell'area di test (griglia fissa) e i punti del circuito da testare, mediante elementi elastici posti, in genere, nell'adattatore.

La fase di test elettrico serve ovviamente a definire se il circuito stampato deve essere accettato o meno. Risulta quindi evidente l'importanza di identificare con sicurezza il test con esito negativo, che corrisponde ad un circuito stampato guasto.

La maggior parte delle macchine da test elettrico oggi esistenti in commercio richiede l’intervento dell'operatore per effettuare le operazioni di carico/scarico dei circuiti stampati sulla macchina e per la separazione dei circuiti guasti da quelli funzionali.

Nella pratica, la macchina testatrice dà un'indicazione di tipo visivo e/o acustico del circuito guasto con relativa stampa di errori. L'operatore seleziona i circuiti "scartati" da quelli "accettati" e applica a quelli scartati i relativi file di stampa fomiti dalla macchina.

E' evidente che una tale procedura, oltre ad essere di per sé laboriosa, porta a frequenti errori di selezione, dovuti all'intervento umano, che si ripercuotono sulla qualità del prodotto fornito.

Esistono altresì sistemi di carico/scarico automatici - giustificabili solo per lotti di circuiti molto grandi, superiori ad esempio alle 100.000 unità/mese -, che permettono un controllo automatico della selezione. In tali sistemi, i circuiti stampati vengono prelevati automaticamente da un magazzino di carico, testati e selezionati, e inviati in rispettivi magazzini di scarico, nei quali, quindi, i circuiti funzionali risultano già separati da quelli guasti. Nella fase di scarico dei circuiti, può essere effettuata una marcatura di quelli accettati mediante dispositivi posti ad esempio sui carrelli di trasporto.

Uno scopo dell'invenzione è di realizzare un sistema di marcatura di circuiti stampati, applicabile a qualsiasi macchina per il test elettrico di circuiti stampati, sia essa completamente automatica, o semi-automatica, con intervento dell'operatore per il carico e/o lo scarico dei circuiti.

Un altro scopo dell'invenzione è quello di fornire un tale sistema di marcatura che operi direttamente all'interno della macchina testatrice, e quindi senza possibilità di intervento da parte dell'operatore.

Un altro scopo ancora dell'invenzione è quello di fornire un sistema di marcatura che consenta di disporre tanti elementi di marcatura quanti sono i circuiti che vengono trattati per ogni ciclo di test, nel caso di test multipli.

Questi scopi vengono raggiunti con il sistema di marcatura secondo Tinvenzione, che presenta le caratteristiche elencate nell'annessa rivendicazione 1.

Realizzazioni vantaggiose del sistema di marcatura secondo l'invenzione sono descritte nelle rivendicazioni dipendenti.

Il sistema di marcatura secondo l'invenzione comprende almeno un elemento marcatore disposto aH'intemo dell'adattatore della macchina testatrice.

Convenientemente, il comando di marcatura viene fornito direttamente dalla macchina testatrice, attraverso una coppia di punti dell'area di test.

L'elemento marcatore è costituito da un attuatore lineare, di preferenza un attuatore elettrico (o anche pneumatico), recante ad un'estremità un tamponcino che va a marcare, ad esempio, i circuiti stampati, il cui test è stato positivo.

Ulteriori caratteristiche dell'invenzione risulteranno più chiare dalla descrizione dettagliata che segue, riferita ad una sua forma puramente esemplificativa, e quindi non limitativa di realizzazione, illustrata nei disegni annessi, in cui:

le figure la-ld illustrano schematicamente le varie fasi di un ciclo di test di un circuito stampato, con carico e scarico manuale;

la figura 2 è una vista assonometrica schematica illustrante un adattatore per testare contemporaneamente più circuiti stampati, provvisto di un sistema di marcatura secondo l'invenzione;

la figura 3 illustra, in esploso, un elemento di marcatura secondo l'invenzione;

la figura 4 illustra l'elemento di marcatura di figura 3 in condizione assemblata;

la figura 5a è una sezione mediana di un elemento di marcatura in posizione di riposo;

la figura 5b è una sezione come quella di figura 5a mostrante l'elemento di marcatura in fase operativa.

Con riferimento inizialmente alle figure la-ld, con 1 è stata indicata, nel suo complesso, una macchina per testare circuiti stampati.

La macchina illustrata comprende, in particolare, due stazioni: una stazione di lavoro 2, dove viene effettuato il test del circuito, e una stazione di carico 3, dalla quale i circuiti da testare vengono spostati automaticamente nella stazione di lavoro 2. Le due stazioni 2 e 3 sono mutuamente esclusive, nel senso che i circuiti possono essere caricati nella stazione 3, trasferiti automaticamente nella stazione di test 2, e quindi riportati, sempre automaticamente, nella stazione 3, dopo il test, in un modo che non verrà ulteriormente descritto, in quanto ininfluente ai fini dell'invenzione. Alternativamente, il circuito da testare, indicato con il numero di riferimento 4, può essere caricato direttamente nella stazione di test 2 dall’operatore, come schematicamente illustrato in figura la. L'operatore avvia quindi il ciclo di test e la macchina chiude l'area di test (vedere tratteggio nelle figura lb e le) e fa scendere una pressa 5 sul circuito da testare. Eseguito il test, l'operatore estrae il circuito dalla macchina (figura ld).

La macchina testatrice 1 è stata illustrata nella configurazione delle figure la-ld solo a scopi esemplificativi, per inquadrare meglio l'oggetto deil'invenzione, essendo inteso che l'invenzione è applicabile a qualsiasi tipo di macchina testatrice.

Come sinteticamente spiegato nella parte introduttiva di questa descrizione, il test del circuito stampato 4 viene effettuato disponendolo su un elemento di traslazione, o adattatore 6 (figura 2), a sua volta disposto su una griglia a passo costante, c letto d'aghi, non mostrata nelle figure annesse.

L'adattatore 6 comprende due piastre terminali 7, 8, la prima atta a disporsi sul letto d'aghi, la seconda atta a ricevere uno o più circuiti stampati 4, ed eventualmente una o più piastre intermedie 9.

Dalla piastra inferiore 7 si elevano una pluralità di contatti ad aghi o pin 10, che attraversano la piastra intermedia 9 che funge da guida, e fuoriescono da fori ricavati nella piastra superiore 6, per andare a disporsi in corrispondenza di punti ben definiti del circuito stampato 4 da testare. Tra le piastre 7, 8 e 9 saranno disposti dei distanziali (non mostrati), che possono essere rigidi o elasticamente cedevoli.

In figura 2 è mostrato un adattatore 6 che può ricevere contemporaneamente quattro circuiti stampati 4, testabili contemporaneamente.

Il sistema di marcatura secondo l'invenzione comprende elementi marcatori, in particolare dei timbri 20, in numero uguale al numero dei circuiti stampati 4 testabili contemporaneamente, inseriti nell'adattatore 6.

Nell'esempio di figura 2, sono previsti quattro elementi marcatori 20, due dei quali sono mostrati asportati dall'adattatore 6.

Uno di tali elementi marcatori 20 verrà ora descritto più in dettaglio con riferimento alle figure 3, 4, 5a e 5b.

L'elemento marcatore 20 comprende un tampone inchiostrato 21, che viene mosso lungo l'asse verticale da un attuatore elettrico, nel modo che verrà descritto più in dettaglio nel seguito.

In particolare, il tampone 21 alloggia in uno scodellino 22, a sua volta alloggiante, previa interposizione di una molla 23, in un elemento cilindrico 24, internamente alla parte inferiore del quale è prevista una madrevite o chiocciola 25, con la quale impana l'albero a vite 26 di un motore 27.

Tuto il gruppo alloggia in un involucro cilindrico tubolare di supporto 30, presentante internamente una paratia 31, con foro centrale 32, in modo che il motore 27 si disponga inferiormente alla paratia 3 1 e la vite 26 passi attraverso il foro 32 in essa ricavato, per andarsi ad impegnare con la chiocciola 25 dell'elemento cilindrico 24, che si dispone, invece, al di sopra della paratia 31, come illustrato nelle figure 5 a e 5b.

Nell'involucro 30 sono altresì ricavate due asole contrapposte 33 che si estendono verticalmente, e nelle quali si inseriscono rispetivi perni 34 avvitati in fori 35 dell'elemento cilindrico 24 con chiocciola 25.

In tal modo, una rotazione in un senso o nell'altro della vite 26 produce una traslazione verso l'alto o verso il basso della chiocciola 25, che è impedita a ruotare dai perni 34 che si impegnano nelle asole 33.

Come mostrato nei disegni, l'elemento cilindrico 24 con chiocciola 25 poggia sulla paratia di separazione 3 1 previa interposizione di un elemento elastico 40, quale un anello OR o una molla.

Il motore 27 viene invece sostenuto inferiormente da un elemento terminale o atacco 50, che si avvita nell'involucro 30, e che reca inferiormente coppie di spinoti di posizionamento e di centraggio 51, 52, due dei quali, ad esempio la coppia 51, ricevono il comando di marcatura direttamente dalla macchina testatrice, atraverso una coppia di pin del letto d'aghi sotostante, sui quali vanno a disporsi gli spinoti 5 1.

Come visibile nelle figure 5 a e 5b, l'involucro cilindrico tubolare 30 si inserisce in corrispondenti fori 60, 61, ricavati rispetivamente nella piastra intermedia 9 e nella piastra superiore 8 di supporto del circuito stampato 4.

L'altezza globale dell'elemento di marcatura 20, cioè dell'involucro tubolare 30 e dell'elemento terminale o di attacco 50 corrisponde sostanzialmente all'altezza dell'adattatore 6, cioè alla distanza tra le piastre estreme 7 e 8.

A tale scopo, per rendere l'elemento di marcatura 20 utilizzabile con adattatori 6 di diversa altezza, esso è allungabile telescopicamente, prevedendo ad esempio dei dispositivi di innesto componibili, quali ghiere 70 che si interpongono tra l'attacco terminale 50 e l'involucro tubolare 30, fino a raggiungere l'altezza desiderata.

E' previsto altresì un dispositivo di alimentazione e comando di marcatura 80, collegato agli elementi di marcatura 20 mediante cavi 81, che riceve gli impulsi di comando direttamente dalla macchina testatrice.

Da quanto esposto, il funzionamento del sistema dì marcatura secondo l'invenzione appare evidente.

Supponendo che debbano essere marcati i circuiti stampati 4 che hanno superato il test, su comando impartito dalla macchina testatrice attraverso la coppia di pin a contatto con gli spinotti 51 viene azionato il motore 27 che fa ruotare la vite 26 in un senso tale da provocare il sollevamento dell'elemento cilindrico 24 con chiocciola 25, e quindi del tampone 21, che va ad agire elasticamente contro il circuito stampato 4, come mostrato in figura 5b.

Il dispositivo di controllo 80 rileva il picco di corrente che si presenta a fine corsa, per l'impatto con il circuito stampato e inverte la polarità di alimentazione del motore 27, invertendone il moto, e provocando quindi l'abbassamento dell'elemento 24 con chiocciola 25, il cui arresto è attutito dall'elemento elastico 40.

Per agevolare l'estrazione dell'elemento di marcatura 20 dall'adattatore 6, in corrispondenza della sommità dell'involucro 30, è prevista una filettatura 90, sulla quale può venire avvitato un elemento di prolunga.

Si noterà che l'elemento di marcatura 20 secondo l'invenzione consente anche di identificare con esattezza la posizione in cui avviene la marcatura sul circuito stampato 4, attraverso la coppia di pin del letto d'aghi a contatto con gli spinotti 51.

E' altresì evidente che in luogo dell'attuatore elettrico a vite e madrevite può essere utilizzato un qualsiasi altro tipo di attuatore, ad esempio a solenoide, come pure un attuatore di tipo pneumatico o altro.

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema di marcatura di circuiti stampati (4) per macchine testatrici di circuiti stampati, in cui il circuito stampato (4) da testare viene disposto, manualmente o automaticamente, nell'area di test della macchina, comprendente una griglia a passo costante, o letto d'aghi, con interposizione tra tale letto d'aghi e il circuito stampato (4) di un adattatore (6), costituito da una pluralità di piastre (7, 8, 9), attraversate da una pluralità di contatti o pin (10), caratterizzato dal fatto di prevedere almeno un elemento di marcatura (20) disposto in detto adattatore (6), presentante almeno un gruppo mobile (21, 24), spostabile da una posizione di riposo in cui tale gruppo è tenuto distanziato dal circuito stampato (4) e alloggia aH'intemo dell'adattatore (6), ad una posizione di lavoro, in cui esso viene portato a contatto con il circuito stampato (4) per effettuarne la marcatura.
2. 2. Sistema di marcatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto elemento di marcatura (20) riceve il comando di marcatura direttamente dalla macchina testatrice, attraverso una coppia di pin di detto letto d'aghi.
3. 3. Sistema di marcatura secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto di prevedere in detto adattatore (6) una pluralità di elementi di marcatura (20), in numero almeno uguale al numero dei circuiti stampati (4) che possono essere contemporaneamente ricevuti sull'adattatore.
4. 4. Sistema di marcatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto elemento di marcatura (20) comprende un tampone inchiostrato (21) mosso assialmente da un attuatore elettrico, pneumatico o simile.
5. 5. Sistema di marcatura secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detto attuatore comprende un motore (27), con un albero a vite (26) che si impegna con una madrevite o chiocciola (25) di un elemento cilindrico (24) supportante detto tampone (21) e bloccato in rotazione, in modo che una rotazione della vite (26) provochi una traslazione dell'elemento cilindrico (24) e quindi del tampone (21).
6. 6. Sistema di marcatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto elemento di marcatura (20) comprende un involucro esterno (30) con un attacco terminale (50) aH'estremità opposta a quella dove è posizionato detto tampone (21), attacco provvisto di coppie di spinotti (51, 52) di posizionamento e centraggio su detta piastra (7) dell'adattatore (6). 1.
7. Sistema di marcatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto elemento di marcatura (20) è di tipo componibile, essendo previsti innesti a ghiera (70) tra detto involucro (30) e detto attacco terminale (50), per adattarne la lunghezza all'altezza dell’adattatore (6).
8. 8. Sistema di marcatura secondo la rivendicazione 6 o 7, caratterizzato dal fatto che detto involucro (30) presenta, in corrispondenza dell’estremità alloggiante il tampone (21), una filettatura (90) per l'impegno di un elemento di prolunga, atto ad agevolare l'estrazione dell'elemento di marcatura (20) dall'adattatore (6).
9. 9. Sistema di marcatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto elemento di marcatura (20) viene comandato per marcare i circuiti stampati (4) che hanno superato il test, o quelli guasti, o entrambi con indicazioni diverse.
10. 10. Macchina per il test elettrico di circuiti stampati (4), comprendente un'area di test costituita da una griglia a passo costante, o letto d'aghi, sul quale viene disposto almeno un circuito stampato (4) da testare, con interposizione tra detto letto d'aghi e detto almeno un circuito stampato (4) di un adattatore (6), comprendente una pluralità di piastre (7, 8, 9) attraversate da una pluralità di contatti o pin (10), caratterizzato dal fatto che in detto adattatore (6) è previsto un sistema di marcatura, comprendente almeno un elemento di marcatura (20) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 9.
11. 11. Adattatore (6) per macchine per il test elettrico di circuiti stampati (4), comprendente una pluralità di piastre (7, 8, 9) attraversate da una pluralità di contatti o pin (10), da interporsi tra l'area di test della macchina, dove è prevista una griglia a passo costante, o letto d'aghi, e il circuito stampato (4) da testare, caratterizzato dal fatto di prevedere al suo interno un sistema di marcatura, comprendente almeno un elemento di marcatura (20) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 9.