SU1734054A1

SU1734054A1 - Устройство дл контрол соединений многослойных печатных плат

Info

Publication number: SU1734054A1
Application number: SU894759892A
Authority: SU
Inventors: Сергей Владимирович Карпов; Михаил Васильевич Гусынин
Original assignee: Производственное объединение "Красное Знамя"
Priority date: 1989-11-20
Filing date: 1989-11-20
Publication date: 1992-05-15

Abstract

Изобретение относитс к контрольно- измерительной технике и может быть использовано дл неразрушающего контрол соединений печатных плат методом измерени сопротивлени каждого соединени и сравнени результата с соответствующим эталонным значением. Цель изобретени - повышение достоверности контрол - достигаетс за счет введени второго 12 и третьего 13 источников эталонного тока и выполнени первого 8 и второго 9 блоков токовых ключей на бипол рных транзисторах . Устройство также содержит два контактных блока 4 и 5, два аналоговых мультиплексора 14 и 15, первый источник 10 эталонного тока, два регистра 16 и 17, измеритель 17 и программный блок 18. 6 ил. Ё VJ |(А I О СЯ Vutt

Description

Изобретение относитс к контрольно- измерительной технике и может быть использовано дл неразрушающего контрол соединений многослойных печатных плат.

Известно устройство дл контрол соединений проводного и печатного монтажа, содержащее программный блок, дискриминатор , блок подключени признака, блок опроса, блок коммутации.

Однако, такое устройство обладает недостаточно высокой точностью контрол ввиду вли ни на результат измерени базовых токов транзисторных ключей блока коммутации.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс устройство дл контрол межслой- ных соединений печатных плат, содержащее блок управлени , блок регистрации , измеритель, программный блок, источник эталонного тока, первый и второй регистры, первый и второй блоки контактных модулей, первый и второй аналоговые мультиплексоры, блок фиксации отказов, блок уставок, первый и второй блоки токовых ключей, первую и вторую схемы совпадений , первый и второй дешифраторы, шунтирующий ключ.

Однако известное устройство обладает недостаточно высокой достоверностью контрол соединений печатных плат вследствие вли ни помех. Коэффициент ослаблени синфазной составл ющей помехи (КОСС-60 дБ) недостаточно велик и уменьшаетс с увеличением числа аналоговых мультиплексоров.

Цель изобретени - повышение достоверности результатов контрол соединений печатных плат путем уменьшени вли ни помехи, обеспечение модульности устройства на заданное количество точек контрол путем пр мого подключени первого источника эталонного тока к измерителю.

На фиг.1 изображена блок-схема устройства; на фиг.2 - эквивалентна схема устройства при измерении сопротивлени соединени печатной платы; на фиг.З - таблица состо ни транзисторов при измерени х; на фиг.4 - эквивалентна схема проведени измерени при самоконтроле; на фиг.5 - эквивалентна схема проведени дополнительного измерени при самоконтроле; на фиг.6 - схема воздействи помехи на вход измерител .

Устройство дл контрол соединений многослойных печатных плат 1 (фиг.1) содержит межслойные и внутрисловные соединени , выполненные в виде металлизированных отверстий 2 и соедин ющих их токопровод щих дорожек 3 соответственно , два блока 4 и 5 контактных модулей.

выполненных в виде матрицы 6 контактных модулей, содержащей по два электрически изолированных зонда 7. Перва группа контактных зондов 7 контактных блоков 4 и 5

подключена к коллекторам бипол рных транзисторов первого блока 8 токовых ключей . Втора группа токовых зондов 7 блоков 4 и 5 подключена к эмиттерам бипол рных транзисторов второго блока 9 токовых ключей . Входна токова шина первого блока 8 токовых ключей, представл юща собой соединенные эмиттеры транзисторов, подключена к первому источнику 10 эталонного тока и первому входу измерител 11. Выходна токова шина второго блока 9 токовых ключей, представл юща собой соединенные коллекторы транзисторов, подключена к общей шине питани и второму входу измерител 11. Устройство содержит также

второй 12 и третий 13 источники эталонного тока, аналоговые мультиплексоры 14 и 15, регистры 16 и 17, программный блок 18, включающий в свой состав микроэвм и интерфейсный узел.

Устройство работает следующим образом .

Дл точного измерени значени сопротивлени соединений печатной платы в устройстве применен метод компенсации

переходных сопротивлений, представл ющих сумму сопротивлений токовых ключей, соединительных кабелей, контактных сопротивлений , путем использовани избыточного числа измерений. Дл вычислени

каждого значени сопротивлени соединени печатной платы выполн ют4 измерени напр жений UX1, Ux2, UX3, UX4 (фиг.2).

Uxi UTi + (.li-l.)(Rni + Rx + +Нп4)+.ит4

Ux2 UT3 + (H-l2)(Rri3+Rx +(1)

+ Rf12) + UT2

Uxs UTI + (li - 12) (Rm + Rm + UT2

Ux4 UT3 + (И - l2) (Rn3 + Rn.4) + UT4

где UTI. Ui2, UTS и UT4 - падени напр жений эмиттерно-коллекторных переходов открытых транзисторов 1-4 соответственно при первичных измерени х;

UTI, UT2, UTS и UTI - падени напр жений эмиттерно-коллекторных переходов открытых транзисторов 1-4 соответственно при повторных измерени х;

И, 12 и з - стабилизированные токи,

генерируемые соответственно первым, вторым и третьим источниками эталонного тока; Rm, Rn2, Rm и Rri4 - переходные сопротивлени подключени 1-4 токовых зондов; Rx сопротивление соединени печатной платы;

+ - транзистор открыт, - - транзистор закрыт (фиг.З).

Введение источников 12 и 13 эталонного тока обеспечивает стабильность базовых токов транзисторов 2 и з блоков токовых ключей 8 и 9 и посто нство падений напр жений эмиттерно-коллекторных переходов каждого открытого транзистора в услови х изменени коллекторной нагрузки при измерени х

(2)

Из соотношени (1) с учетом равенства (2) получаем соотношение (3)

Р Ux1 + Ux2 Ux3 Ux4ra

Rx 2(H-I2) {3)

причем (h - (2) - величина посто нна , Ui 110мА.

Программный блок 18 содержит средства хранени программы, выполнени необходимых вычислений и интерфейсные средства ввода-вывода информации. Программа включает в свой состав массивы адресов подключаемых пар контактных зондов 7 и массивы эталонных значений сопротивлений соединений 2 и 3 печатных плат 1. Программный блок 18 последовательно передает в регистры 16 и 17 адресные коды выбранных контактных зондов 7, поступающие на управл ющие входы аналоговых мультиплексоров 14 и 15, которые подключают источники 12 и 13 эталонного тока к базам соответствующих транзисторов каждого блока 8 и 9 токовых ключей и тем самым открывают их. В этом случае ток источника 10 эталонного тока, протека через открытый транзистор блока 8 токовых ключей, контактный зонд 7 контактного блока 4, печатную плату 1, контактный зонд 7 контактного блока 5, открытый транзистор блока 9 токовых ключей на общую шину питани и в источники 12 и 13 эталонного тока через базы открытых транзисторов блоков 8 и 9 токовых ключей и мультиплексоры 14 и 15, создает падение напр жени , которое поступает на вход измерител 11.

Пограммный блок 18 через определенный интервал времени, достаточный дл окончани переходных процессов, считывает результат измерени из измерител 11. После каждых четырех измерений программный блок 18 проводит вычисление по формуле (3) значени сопротивлени контролируемого соединени 2 и 3 печатной платы 1 и сравнение значени вычисленного сопротивлени с соответствующим эталонным значением. После окончани вычислений сопротивлений всех соединений 2 и 3 печатной платы 1 программный блок 18 регистрирует результаты контрол и в случа х превышени вычисленным сопротивлением соответствующего эталонного

значени регистрирует номера цепей и адреса контактных зондов 7.

В режиме самоконтрол устройство контролирует качество контактировани всех зондов 7 и работоспособность всех

блоков устройства. При самоконтроле устройство последовательно подключает к измерителю 11 пары контактных зондов 7 каждого контактного модул 6 (фиг.4) и выполн ет допусковый контроль сопротивлений контактировани (Rx) печатной платы 1. В случае отсутстви контактировани значение измеренного сопротивлени превышает установленный допуск. Дл уточнени адреса неисправного зонда 7 выполн ютс

дополнительные измерени (фиг.5) сопротивлени контактировани с подключением одного из зондов 7 модул 6 первого блока 4 модулей (фиг.4) и одного из зондов 7 соответствующего модул 6 второго блока 5 модулей .

Устройство обеспечивает повышение достоверности результатов контрол соединений печатных плат в результате уменьшени вли ни синфазной составл ющей

помехи. Так как измер емый сигнал и измерительна схема (фиг.6) расположены в непосредственной близости, то (ZCB.I - Zce2), где ZCB.I, ZcB.2 - комплексное сопротивление линии св зи, не будет превышать сопротивлени печатного проводника от источника тока до измерительной схемы (0,1 Ом). Таким образом, при ZBX.I ZBx.2 100000 Ом, rfleZBx.i,ZBx2- комплексное входное сопротивление измерительной системы

45

КОСО 20 Ig

вх. 1

ZCB.I - Zce.2

20lg

105

10

-1

120дБ,

что в два раза превышает коэффициент ослаблени синфазной составл ющей помехи устройства-прототипа.

Предлагаемое устройство, выполненное в виде отдельного модул на заданное количество точек контрол (например, на 64 точки), позвол ет сохранить достоверность результатов контрол {т.е. КОСС const) независимо от количества точек контрол путем наращивани соответствующего числа модулей, что положительно отличает предлагаемое устройство от известных устройств аналогичного назначени , у которых

KOCC 20lg .уменьшаетс

I ZCB.I -св 2

с увеличением числа точек контрол из-за увеличени числа аналоговых мультиплексоров , а следовательно, увеличива ZCB.I, что приводит к увеличению разницы Zce.1 - ZcB.2.

Экспериментальные исследовани устройства дл контрол соединений многослойных печатных плат, выполненного на 38 модул х (2280 точек контактировани ), показали повышение чувствительности контрол соединений (произведени испытательного тока на минимальный уровень контрол ) до 220 мкВ (110 мА х 0,002 Ом) по сравнению с известными устройствами, имеющими чувствительность контрол соединений , равную 500 мкВ (IA х 0, 5 Ом).

Устройство обеспечивает стабильность технических характеристик при увеличении числа точек контактировани , объединенных в одну цепь контролируемой платы, до 1000.

Claims

Формула изобретени

Устройство дл контрол соединений многослойных печатных плат, содержащее программный блок, измеритель, первый источник эталонного тока, первый и второй регистры, первый и второй блоки контактных модулей, выполненные в виде модулей с электрически изолированными зондами, первый и второй аналоговые мультиплексоры , первый и второй блоки токовых ключей, входы первого и второго регистров соединены с выходной информационной шиной программного блока, выход первого источника эталонного тока соединен с входом первого блока токовых ключей, перва труп-

5

5 0

5

0

5 0 5

па выходов которого соединена с первой группой выводов первого блока контактных модулей, а втора группа выводов зондов второго блока контактных модулей соединена с первой группой входов второго блока токовых ключей, отличающеес тем, что, с целью повышени достоверности контрол , в устройство введены второй и третий источники эталонного тока, блоки токовых ключей выполнены на бипол рных транзисторах , базы которых образуют соответствующие управл ющие входы первого и второго блоков токовых ключей, эмиттеры транзисторов первого блока токовых ключей соединены между собой и образуют вход этого блока, а коллекторы этих транзисторов образуют соответствующие выходы первого блока токовых ключей, коллекторы транзисторов второго блока токовых ключей соединены между собой и образуют выход этого блока, а эмиттеры этих транзисторов образуют соответствующие входы второго блока токовых ключей, второй и третий источники эталонного тока подключены к соответствующим входам первого и второго аналоговых мультиплексоров, первый вход измерител соединен с выходом первого источника эталонного тока, второй вход измерител соединен с выходом второго блока токовых ключей и с общей шиной питани , выход измерител соединен с входной информационной шиной программного блока, выходы первого и второго регистров соединены с адресными входами соответственно первого и второго аналоговых мультиплексоров , информационные входы которых соединены с управл ющими входами соответственно первого и второго токовых ключей, втора группа выходов первого блока токовых ключей соединена с первой группой выводов второго блока контактных модулей, втора группа входов второго блока токовых ключей соединена с второй группой выводов первого блока контактных модулей.

1

J/

Нп2

Rnb

33JJ

iX |X T2 Г Г4

фиг. 2

фиг k

фиг.З

03

фие.5

KnpoBZ

Фиг. 6