ITMI960355A1 - Dispositivo di conversione della griglia di punti di test di una macchina per il test elettrico di circuiti stampati non montati - Google Patents

Abstract

Il trovato concerne un cilindro oleodinamico leggero del tipo utilizzato per la movimentazione di bracci articolati, i quali sono montati su macchine mobili e sono destinati ad estendersi per raggiungere punti collocati a considerevoli distanze dalle basi di appoggio delle macchine medesime. Il cilindro comprende:un involucro cilindrico o canna, di spessore sottile che presenta un ingrossamento verso l'esterno, in corrispondenza della zona di collegamento con un fondello (3); un occhio di attacco collegato al fondello (3) mediante due elementi sporgenti (7); un pistone (8) montato direttamente su un'estremità di uno stelo di sezione tubolare.

Description

Descrizione dell'invenzione avente per titolo:

"DISPOSITIVO DI CONVERSIONE DELLA GRIGLIA DI PUNTI DI TEST DI UNA MACCHINA PER IL TEST ELETTRICO DI CIRCUITI STAMPATI NON MONTATI

DESCRIZIONE

La presente invenzione ha per oggetto un dispositivo di conversione griglia di punti di test di una macchina per il test elettrico di circuiti stampati non montati.

Un circuito stampato (PCB: printed Circuit board) è un supporto di materiale Ìsolante su cui sono riportati, normalmente mediante un processo chimico sottrativo, 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 esso siano isolati tra loro e che ci sia continuità elettrica tra i punti di ciascun percorso.

La fase di test elettrico di un circuito stampato è posta quindi al termine del ciclo produttivo del circuito stesso. Le macchine utilizzate per effettuare tale tipo di test operano, normalmente, con una griglia di contatti universale, cioè a passo costante, anche nota con il nome di "letto d'aghi".

Poiché il circuito stampato da testare presenta i punti di collegamento fra i diversi componenti disposti in modo variabile - e quindi non riconducibili ad una griglia a passo costante -, per eseguire il test, viene introdotto un elemento di adattamento (adattatore o fixture) che permette di portare i punti del circuito ai contatti di griglia.

La riduzione della distanza fra i terminali dei componenti elettronici disposti sulla periferia del relativo contenitore, e la nascita di nuovi tipi di componenti con i terminali disposti a matrice sotto l'intera area del contenitore stesso (BGA: Ball Grid Array), hanno aumentato notevolmente la densità dei punti di test per pollice quadrato in un circuito stampato.

La configurazione standard delle griglie di test delle macchine universali presenta una griglia a passo costante di 100 mil. con una densità disponibile di punti di test pari a 100 punti per pollice quadrato. Tale valore non è più sufficiente, per testare circuiti stampati ad alta densità di componenti, per cui si rende necessario realizzare griglie con valori di densità superiori, i cui valori tipici passo essere, per esempio, 144 punti per pollice quadrato, 200 punti per pollice quadrato O 400 punti per pollice quadrato, in funzione della complessità dei circuiti realizzati.

Naturalmente, l'aumento della densità comporta anche un corrispondente aumento dei numero di punti complessivi necessari per realizzare griglie aventi la stessa aerea coperta dalla configurazione con densità standard di 100 punti per pollice quadrato, con conseguente incremento di costo della macchina.

Si deve quindi cercare sempre il miglior compromesso fra l'area necessaria per testare i prodotti realizzati e la densità sufficiente a garantire la fattibilità del test. Per questo motivo risulta conveniente scegliere il passo di griglia più adatto alla soluzione del problema di test più complesso. Tale scelta può però portare a valori del passo della griglia o a configurazioni della stessa, che la rendono incompatibile con la classica griglia a passo 100 mil o con altre configurazioni di griglia presenti in azienda.

Ciò comporta, quindi, l'utilizzo di macchine diverse per testare circuiti di diversa complessità, cioè a diversa densità di componenti, con conseguenti onerosi investimenti.

In teoria, una griglia ad alta densità, per esempio a passo 50 mil (400 punti per pollice quadrato) potrebbe accettare attrezzature, cioè fixtures, realizzate per griglia a 100 mil (100 punti per pollice quadrato), essendo quest'ultima uni sottoinsieme della precedente.

Esiste però un limite fisico a tale compatibilità, dovuto al diametro tipico dei fori della griglia a 100 mil (circa 2 mm) rispetto a quelli della griglia a 50 mil (circa 1 mm). Poiché le attrezzature (adattatori o fixtures) per griglie a 100 mil fanno uso di aghi di test con diametro superiore ad un 1 mm, esse non possono essere nella pratica utilizzate sulla griglia a 50 mil, anche se il punto di test è disponibile.

Scopo dell'invenzione è quello di eliminare gli inconvenienti sopra illustrati, risolvendo il problema della incompatibilità delle attrezzature di test con griglie a diversa densità.

In particolare, scopo dell'invenzione è quello di consentire l’utilizzo della stessa macchina da test con griglie di test di diversa densità, consentendo così il test di circuiti stampati di diversa complessità.

Lo scopo suddetto viene raggiunto mediante le caratteristiche elencate nella annessa rivendicazione 1.

Realizzazioni vantaggiose dell'invenzione appaiono dalle rivendicazioni dipendenti.

Sostanzialmente, il dispositivo secondo l'invenzione garantisce la compatibilità fra una griglia a densità più elevata e qualsiasi altra configurazione a densità inferiore.

Il dispositivo secondo l'invenzione consiste in un'interfaccia tra griglia di test e fixtures, che riproduce, con le stesse caratteristiche, la configurazione di griglia a densità inferiore desiderata.

Tale interfaccia è intercambiabile, per cui può essere rimossa o sostituita per permettere di usare la macchina da test nella densità desiderata e di riutilizzare ; tutte le attrezzature già generate per macchine con altra configurazione di griglia.

Un altro vantaggio del dispositivo di interfaccia secondo l'invenzione sta nel fatto che esso permette di riprodurre le esatte caratteristiche fisiche (diametri di foratura, dimensione dei contatto della macchina) della griglia a densità inferiore, garantendo la completa compatibilità con le attrezzature (fixtures) già realizzate.

Il dispositivo di interfaccia secondo l'invenzione comprende una struttùra, costituita da una pluralità di piastre piane e parallele, forate opportunamente per garantire il passaggio di aghi conduttori in grado di trasferire il contatto elettrico fra la griglia a densità maggiore e la nuova griglia a densità inferiore. Una piastra estrema di tale struttura va a contatto con la griglia a densità maggiore presente sulla macchina da test e riproduce la foratura della stessa griglia della macchina.

L'altra piastra estrema di tale struttura supporta l'attrezzatura (fixture) che va a contatto con il circuito stampato, e riproduce la foratura della nuova griglia a minor densità che si vuole realizzare.

Il dispositivo di interfaccia secondo l'invenzione costituisce una struttura simile ad una attrezzatura di test, e quindi può essere facilmente rimosso dalla macchina.

Un opportuno programma di gestione della macchina da test permette ['esecuzione dei test con griglie diverse, essendo costante la legge di conversione fra i due insiemi.

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

la Fig. 1 è una vista assonometrica schematica di una macchina per il test elettrico di circuiti stampati, mostrante in particolare l'area di test, dove sono disposte attrezzature per il test simultaneo sulle due facce del circuito stampato; la Fig. 2 è una vista in sezione trasversale, dell'attrezzatura di test inferiore, comprendente il dispositivo di interfaccia secondo l'invenzione;

la Fig. 3 è uno schema mostrante la legge di assegnazione dei punti della griglia a densità maggiore, ad esempio a passo 80 mil, ad una griglia a densità minore, ad esempio a passo 100 mil.

in Fig. 1, con 100 è indicata una macchina da test per circuiti stampati, comprendente, nell'area di test, una attrezzatura inferiore 101 e una attrezzatura superiore 101', per l'esecuzione di test simultanei sulle due facce di un circuito stampato 4.

I due gruppi di test 101 e 10 Γ comprendono rispettive griglie a passo costante 1, 1, sulle quale vengono posizionati i dispositivi di interfaccia 2, 2', secondo l'invenzione, per ottenere la nuova configurazione di griglia, con una dimensione massima di area di test sempre uguale a quella della griglia a densità maggiore 1, 1. La faccia esterna del dispositivo di interfaccia 2, 2' riporta esattamente la stessa struttura della griglia che si vuole emulare, e in corrispondenza di essa va posizionata la rispettiva fixture inferiore 3 e superiore 3'. Il circuito stampato 4 va, in modo usuale, posizionato sulla fixture inferiore 3.

II risultato del test del circuito stampato verrà fornito con riferimento alla nuova struttura di griglia determinata dai dispositivi di interfaccia 2, 2', grazie ad un opportuno programma che comprende la legge di realizzazione del dispositivo di interfaccia.

Con riferimento alla sezione di Fig. 2, verrà ora descritto più in dettaglio il gruppo di test inferiore 101.

Come si può vedere in tale figura, il dispositivo di interfaccia 2 è posizionato su elementi elastici 17, solidali con la griglia ad alta densità 1, che hanno la funzione principale di centraggio reciproco fra griglia 1 e dispositivo 2.

Il dispositivo di interfaccia 2 comprende una pluralità di piastre piane parallele, indicate con i numeri di riferimento 10, 11, 12, 13, 14, rispettivamente, precedendo dall'alto verso il basso. Tali piastre essendo opportunamente forate e attraversate da aghi di traslazione 15, che effettuano un collegamento elettrico tra contatti a molla 16 della griglia 1 ad alta densità e corrispondenti aghi 18 dell'adattatore o fixture 3.

La piastra inferiore 14 del dispositivo di interfaccia 2, ha la stessa foratura della griglia 1, ma non tutti i suoi fori 21 sono occupati dagli aghi di traslazione 15.

La distanza tra le piastre 13 e 14 è tale da permettere ai contatti a molla 16 della griglia 1 non utilizzati, di non venir mai sollecitati durante la pressata per il test. In altri termini, la distanza tra le estremità libere dei contatti 16 e la piastra 13 è superiore all'abbassamento che subisce la struttura durante la pressata per il test. La realizzazione del cassetto 2 è quindi tale da richiedere che vengano pressati solo i contatti 16 che sono in corrispondenza di un ago 18 della fixture 3, come usualmente avviene in una realizzazione di griglie a passo costante a diretto contatto con la fixture 3.

Questa caratteristica si rivela un vantaggio sia per la durata dei contatti a molla 16, che per la sollecitazione richiesta alla struttura meccanica delia macchina.

Infatti, da un lato, quando viene cambiata la fixture 3, in conseguenza del cambio del circuito stampato da testare., verranno interessati altri contatti 16 della griglia 1; dall'altro lato, la forza di pressata è data dal numero di punti in test, corrispondenti al numero di aghi 18 della fixture 3, moltiplicato per la spinta del singolo ago 16, mentre nel caso in cui fosse interessata l'intera griglia 1, si cumulerebbero gli affetti di tutti gli aghi della griglia 1.

Le due piastre intermedie 12, 13 del cassetto 2 guidano gli aghi 15 verso le piastre terminali superiori 11, 10, emulanti la griglia a densità minore. In particolare, la piastra più interna 11 ha uno spessore maggiore, per resistere alle flessioni dell'intero cassetto 2, durante la pressata di lavoro, e permettere un corretto scorrimento degli aghi 15.

La piastra superiore 10 ha uno spessore variabile, fino a poter essere eliminata del tutto, in modo da ottenere sempre la stessa compressione dei contatti a molla 16 della griglia 1, in funzione di quanto fuoriescono gli aghi 18 dalla fixture 3. La piastra 10 è facilmente sostituibile, anche lasciando il dispositivo di interfaccia 2 installato nella macchia da test, per favorire la corretta interfacciabilità alla fixture 3 utilizzata e permettere dunque di usare il maggior numero di attrezzature presenti sul mercato.

La fixture 3 comprende, in modo di per se noto, una pluralità di piastre piane parallele 31, 32, 33, 34, opportunamente forate per il passaggio degli aghi 18. che vanno a testare il circuito 4. Tale fixture 3 non verrà ulteriormente descritta, in quanto da considerarsi ampiamente nota nel settore.

Nella Fig. 3 è stato schematizzato un modulo ripetitivo rappresentante la legge di assegnazione di una griglia a 80 mil (fori rappresentati come circonferenze numerate nella parte superiore) con una griglia a 100 mil (fori rappresentati come esagoni numerati nella parte inferiore).

Il disegno riporta, in vista fortemente ingrandita, un effettivo modulo elementare costituito da 25 punti in griglia 80 mil traslati in 16 punti in griglia 100 mil. Nella figura sono schematicamente anche indicati gli aghi 15 colleganti tutti i fori esagonali della griglia a 100 mil, con corrispondenti fori circolari (ovviamente non tutti) della griglia a 80 mil (a più alta densità).^

Una realizzazione completa di un dispositivo di interfaccia 2 può comprendere un numero arbitrario di moduli illustrati in Fig. 3, opportunamente combinati per formare l'intera griglia di test. Un esempio di realizzazióne comprende 1920 moduli, corrispondenti a 48000 punti in griglia 80 mil e 30720 punti in griglia a 100 mil, per un'area di test complessiva di 19.2” X 16" (48 cm x 40 cm).

Il dispositivo di interfaccia 2 secondo l'invenzione è applicabile a qualsiasi passo di griglia 1, anche irregolare, purché di densità maggiore della corrispondente griglia ottenuta, che può essere anch'essa irregolare.

Nella Fig. 2 sono illustrati contatti a molla 16 per la griglia 1 e aghi rigidi 15 per il dispositivo di interfaccia 2. E tuttavia evidente, che si possono avere aghi a molla nel dispositivo 2 e contatti rigidi nella griglia 1, o una qualsiasi combinazione di contatti rigidi e a molla sia nel dispositivo di interfaccia 2 che nella griglia 1.

Quanto detto per il gruppo di test inferiore 101 rappresentato in Fig. 2, vale identicamente per il gruppo di test superiore 101'.

Claims (18)

1. Dispositivo di conversione della griglia di punti di test di una macchina per il test elettrico di circuiti stampati non montati, comprendente un dispositivo di interfaccia (2, 2') intercambiabile, da interporsi tra una griglia (1, Γ) della macchina da test e una fixture (3, 3') interfacciata al o ai circuiti stampati (4) da testare, detto dispositivo di interfaccia (2, 2') determinando, sul lato rivolto verso detta fixture (3, 3'), una configurazione di griglia a densità minore rispetto alla griglia (1, Γ) prevista sulla macchina.

2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la griglia a densità inferiore generata da detto dispositivo di interfaccia (2, 2') e/o la griglia (1, Γ) a densità maggiore sono griglie a passo costante o non.

3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di interfaccia (2, 2') comprende una pluralità di piastre parallele (10, 11, 12, 13, 14), attraversate da aghi conduttori (15) effetuanti un collegamento elettrico tra aghi (16) della griglia (1, 1') di macchina e corrispondenti aghi (18) della fixture (3, 3').

4. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, caraterizzato dal fatto che la •piastra (14) del dispositivo di interfaccia (2, 2') rivolta verso la griglia di macchina (1, Γ) ha la stessa foratura della griglia (1, Γ), non tuti i suoi fori (21) essendo occupati dagli aghi (15), mentre le piastre sovrapposte (10, 11), rivolte versò la fixture (3, 3’), presentano una foratura corrispondente alla griglia a minore densità che si vuole otenere, tutti i fori di dette piastre (10, 11) essendo occupati da corrispondenti aghi (15).

5. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di interfaccia (2, 2') è posizionato su elementi elastici (17) solidali con detta griglia ad alta densità (1, 1).

6. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che gli aghi di contatto (16) della griglia (1, 1) non utilizzati non vengono sollecitati durante la pressata per il test.

7. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 6, caratterizzato dal fatto che detta piastra esterna (10) del dispositivo di interfaccia (2, 2'), rivolta verso la fixture (3, 3') è intercambiabile e di spessore variabile fino a 0, in modo da ottenere sempre la stessa compressione dei contatti (16) della griglia (1, 1'), in funzione di quanto sporgono gli aghi (18) della fixture (3, 3').

8. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta griglia (1, 1) e/o detto dispositivo di interfaccia (2, 2') comprende una qualsiasi combinazione di aghi rigidi e a molla (16, 15).

9. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di interfaccia (2, 2’) è previsto sia sulla ; attrezzatura di test inferiore che sulla attrezzatura di test superiore di una macchina per il test simultaneo su entrambe le facce di almeno un circuito stampato (4).

10. Macchina per il test elettrico di circuiti ^stampati (4), comprendente una griglia (1, 1) di contatti ad aghi (16) e una fixture (3, 3') con aghi (18) per effettuare una connessione elettrica tra i punti di test di almeno un circuito stampato (4) da testare e corrispondenti contatti ad aghi (16) della griglia (1, 1<1>), caratterizzata dai fatto che tra detta griglia (1, Γ) e detta fixture (3, 3') è disposto un dispositivo di interfaccia (2, 2’) generante, sul lato rivolto verso detta fixture (3, 3'), una configurazione di griglia a densità inferiore rispetto alla griglia (1, Γ).

11. Macchina secondo la rivendicazione 10, caratterizzata dal fatto che detta griglia (1, 1) a densità maggiore e/o detta griglia a densità minore generata dal dispositivo di interfaccia (2, 2') sono griglie a passo costante o non.

12. Macchina secondo la rivendicazione 10 o 11, caratterizzata dai fatto che detto dispositivo di interfaccia (2, 2') comprende una pluralità di piastre parallele forate per il passaggio di aghi conduttori (15), effettuanti un collegamento elettrico tra aghi (16) della griglia (1, 1) di macchina e corrispondenti aghi (18) della fixure (3, 3’)·

13. Macchina secondo la rivendicazione 12, caratterizzata dal fatto che la piastra del dispositivo di interfaccia rivolta verso la griglia di macchina (1, Γ) ha la stessa foratura della griglia di macchina, non tutti i suoi fori essendo occupati dagli aghi (15), mentre due piastre sovrapposte (10, 11) rivolte verso la fixture (3, 3'), presentano una foratura corrispondente alla griglia a minore densità che si vuole ottenere, tutti i fori di dette piastre (10, 11) essendo occupati da corrispondenti aghi (15).

14. Macchina secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 10 a 13,' caratterizzata dal fatto che detto dispositivo di interfaccia è posizionato su elementi elastici (17) solidali con detta griglia ad alta densità (1, 1).

15. Macchina secondo una qualsiasi delie rivendicazioni da 10 a 14, caratterizzata dal fatto che gli aghi di contatto (16) della griglia di macchina (1, 1) non utilizzati non vengono sollecitati durante la pressatura per il test.

16. Macchina secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 13 a " Ϊ5, caratterizzata dal fatto che detta piastra esterna (10) del dispositivo di interfaccia (2, 2'), rivolta verso la fixture (3, 3’) è intercambiabile e di spessore varaibile fino a 0, in modo da ottenere sempre la stessa compressione dei contatti (16) della griglia (1, 1) in funzione di quanto sporgono gli aghi (18) della fixture (3, 3').

17. Macchina secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzata dal fatto che detta griglia (1, 1) e/o detto dispositivo di interfaccia (2, 2') comprende una qualsiasi combinazione di aghi rigidi e a molla (16. 15).

18. Macchina secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, c aratte riz-zata dai fatto di comprendere una attrezzatura di test inferiore (101) e una attrez-zatura di test superiore (101), con rispettivi dispositivi di interfaccia (2, 2<r>), per l'esecuzione di test simultanei su entrambe le facce di uno più circuiti stampati (4).