(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ(54) DEVICE FOR CONTROL OF PCBs
Изобретение относитс к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в устройствах контрол печатных плат. Известно устройство дл контрол монтажа печатных плат, содер;ка1аее блок ввода прюграмм, коммутатор задани , коммутатор опроса,блок коммутационных ключей задани и опроса, контактную матрицу, генератор одиноч ных импульсов, узел блокировки адресов , Измерительный блок, блок пам ти блок вывода информации, блок управле ни и блок обнаружени короткого замыкани С Недостатками данного устройства вл ютс мала достоверность контрол , обусловленна низкой надежностью технических контактных матриц, комму тадионных ключей и неодинаковые пере ХОДНШ4 сопротивлением между штыр ми контактной матрицы и контактными пло щадками печатной платы и высока стои мость контактных матриц, обусловленна сложностью изготовлени . Известно телевизионное устройство дл контрол печатных плат, содержащее две телевизионные камеры, устройсвто сравнени , контрольный телевизор , вход которого соединен с дами телевизионных камер. В этом устройстве две телевизионные камеры считывают изображени с эталонной и контролируемой плат. Оба сигнала поступают в блок сравнени . Если платы идентичны - алгебраическа сумма сигналов равна нулю, если в плате есть неисправность - блок сравнени вырабатывает разностный сигнал, наблюдаемый на экране контрольного телевизора 2, . Недостатком устройства вл етс низка достоверность контрол вследствие того, что дл считывани изображений телевизионным методом необходнмо рко освещать печатную плату. При этом возникают блики от ркоосващенных дорожек, снижакщие точность считывани и, следовательно, достоверность его контрол . Кроме того, из-9а низкой разрешающей способности передающей телевизионной камеры оно не позвол ет обнаружить микроскопические трещины и перег огчки. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс устройство дл контрол печатных плат, содержащее металлическую пластину , эталонную плату,, соединенную электронным лучом с первьм входом электронного прожектора,второй вход которого соединен с первым выходом блока развертки, соединенного вторым выходом с первым входом эадатчика координат, последовательно соединенные блок пам ти и блок сравнени блок регистрации, соедине нный входом с выходом задатчика координат, блок управлени , соединенный выходами с соответствующими входами блока развертки , блока пам ти, блока сравнени , блока регистрации, вторым входом задатчика координат, В таком устройстве эталонна и провер ема печатные платы поочередно помещаютс перед телевизионной камерой, Считанное изображение от эталонной плaтыJ преобразованное в последовательность электрических сигналов, поступает в блок пам ти,а от провер емой платы в блок сравнени , куда поступают сигналы из блока пам ти, В случае идентичности плат на выходе блока сравнени сигнал равен нулю. На экра не монитора изображени нет. Если есть ошибка, на экране по вл етс засветка, соответствующа месту неисправности , а маркер вьщает координаты неисправности С ЗНедостатками известного устройства вл ютс низка дСстоверность контрол из-за наличи бликов от ркоосвещенных дорожек и ограниченные функциональные возможности, обу ловленные тем, что устройство не по звол ет контролировать целостность металлизированных отверстий и наличие микротрещин и микроперемьачек. Цель изобретени - расшиЕЗ ние функциональных возможностей и повышение достоверности контрол печатных плат. Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство дл контрол печатных плат, содержащее металлическую пластину, эталонную плату, соединенную электронным лучом с пер вым входом электронного прожектора, второй вход которого соединен с первым выходом блока развертки, со единенного вторым выходом с первым входом задатчика координат, последовательно соединенные блок пам ти и блок сравнени , блок регистрации, соединенньй входом с выходом задатч ка координат, блок управлени , выхо ды которого соединены с соответству ющими входами блока развертки, блок пам ти, блока сравнени , блока ре-. гистйации и вторым входом задатчика координат, а вход -с вЙходом блока сравнени , .введеныдиэлектрическа прокладка, установленна между металлической пластиной и контролируе мой печатной платой, блок зар да, ключ и видеоусилитель, певый вход к торого соединен с выходом электронного прожектора, второй вход - с ме таллической пластиной, а первый и в рой выходы - с соответствующими входами блока пам ти и блока сравнени , первый выход блока зар да соединен с металлической пластиной, второй выход - с первым входом ключа, второй вход которого соединен с соответствующим выходом блока управлени , а выход - со входом контролируемой печатной платы. На чертеже приведена структурнай схема устройства дл контрол печатных плат. Устройство содержит электронный прожектор 1, который создает тонкий сфокусированный поток электронов, задатчик 2 координат, блок 3 развертки , видеоусилитель 4, блок 5 пам ти, блок 6 сравнени , блок 7 регистрации, блок 8 управлени , блок 9 зар да, эталонную плату 10, ключ 11, металлическую пластину 12. Плата 10 изолирована от металлической пластины 12 диэлектрической прокладкой 13, электронный прожектор 1 вместе с печатной платой 10, металлической пластиной 12 и диэлектрической прокладкой 13 установлен в вакуумную камеру 14 дл уменьшени ионизации окружающей среды и получени более сфокусированного электронного луча, Задатчик координат 2 содержит два счетчика, работа которых начинаетс синхронно с началом движени электронного луча. Один счетчик определ ет величину смещени электронного луча по строкам (координата Х-), второй - смещение по кадру (координата Y). Каждый проводник печатной платы 10 вместе с металлической пластиной 12 образует конденсатор, емкость которого пропорциональна площади проводника. Устройство работает следующим образом. Блок 9 зар да зар жает проводники эталонной платы 10 положительно отно-. сительно металлической пластины 12, После этого эталонна плата 10 помещаетс в зону действи электронного луча прожектора 1, последний управл емый блоком развертки 3, сканирует по поверхности платы 10, Электронный луч, попедда на каждый металлический проводник платы 10, разр жает конденсатор, образованный этим проводником и пластиной 12, В цепи, соедин ющей пластину 12 с видеоусилителем 4, возникает ток разр даf величина и длительность которого пропорциональны емкости ка одого проводника платы 10, Видеоусилитель 4 усиливает электрические сигналы, характеризующие разр дные токи отдельных проводников (конденсаторов) платы 10 и подает их синхронно с движением электронного луча дл записи в блок 5. Блок 8 синхронизирует работу блока 3, задатчика 2, блока 5, блока б, блока 7 и ключа 11, После окончани записи эталонных сигналовThis invention relates to an instrumentation technique and can be used in control devices for printed circuit boards. A device is known for controlling the mounting of printed circuit boards, the contents of which a program input unit, a task switch, a polling switch, a task switch and polling switch block, a contact matrix, a single pulse generator, an address blocking node, a measuring block, a memory block, an information output block, control unit and short circuit detection unit C The disadvantages of this device are low control reliability, due to the low reliability of technical contact matrices, dial keys and unequal Leray HODNSH4 resistance between the contact pins and the contact matrix schadkami TPS circuit board and the high stoi contact bridges matrices caused by manufacturing complexity. A television device for control of printed circuit boards is known, containing two television cameras, a comparison device, a control television, the input of which is connected to the television cameras. In this device, two television cameras read the images from the reference and controlled boards. Both signals arrive at the comparison unit. If the boards are identical - the algebraic sum of the signals is zero, if there is a fault on the board - the comparison unit generates a difference signal observed on the screen of the control TV 2,. The disadvantage of the device is the low reliability of the control due to the fact that it is necessary to illuminate the printed circuit board in order to read the images by the television method. In this case, glare from the arched tracks, reducing the accuracy of reading and, consequently, the reliability of its control. In addition, because of the low resolution of the transmitting television camera, it does not allow for the detection of microscopic cracks and cross flippers. Closest to the proposed technical entity is a device for monitoring printed circuit boards containing a metal plate, a reference board connected by an electron beam to the first input of an electronic searchlight, the second input of which is connected to the first output of a scanner connected by a second output to the first input of the coordinate sensor , a serially connected memory unit and a comparison unit, a registration unit, connected by an input with an output of a coordinate setter, a control unit, connected by outputs with corresponding the input inputs of the scanner, the memory unit, the comparator unit, the registration unit, the second input of the setpoint adjuster. In such a device, the reference and test printed circuit boards are alternately placed in front of the television camera. The read image from the reference plate J converted into a sequence of electrical signals is transferred to the memory block ti, and from the board under test to the comparison unit, where the signals from the memory unit are received. In the case of the identity of the boards at the output of the comparison unit, the signal is zero. There is no image on the screen. If there is an error, a flare appears on the screen corresponding to the location of the fault, and the marker causes fault coordinates. The disadvantages of the known device are low reliability of the control due to the presence of glare from the brightly lit paths and limited functionality. It allows to control the integrity of the metallized holes and the presence of microcracks and microcamera. The purpose of the invention is to enhance the functionality and increase the reliability of control of printed circuit boards. The goal is achieved by the fact that a reference plate connected by an electron beam to the first input of an electronic searchlight, the second input of which is connected to the first output of the scanner, connected by a second output to the first input of the setpoint adjuster, serially connected memory unit and comparison unit, registration unit, connecting input with output of coordinate set, control unit, whose outputs are connected to the corresponding inputs of block zvertki, a memory unit, comparing unit, PE block. and the second input of the setpoint controller, and the input with the input of the comparison unit, a dielectric strip is inserted between the metal plate and controlled by my PCB, the charge unit, the key and the video amplifier, the first input to which is connected to the output of the electronic searchlight, the second input is with the metal plate, and the first and the swarm outputs - with the corresponding inputs of the memory unit and the comparator unit, the first output of the charge unit is connected to the metal plate, the second output - to the first key input, the second input of which connected to the corresponding output of the control unit, and the output to the input of the controlled printed circuit board. The drawing shows a block diagram of a device for controlling printed circuit boards. The device contains an electronic searchlight 1, which creates a thin focused electron flow, a setpoint controller 2, a scanning unit 3, a video amplifier 4, a memory unit 5, a comparison unit 6, a registration unit 7, a control unit 8, a charge unit 9, a reference board 10, a key 11, a metal plate 12. The board 10 is isolated from the metal plate 12 by a dielectric pad 13, an electronic illuminator 1 together with a printed circuit board 10, a metal plate 12 and a dielectric pad 13 are installed in a vacuum chamber 14 to reduce the ionization of the surroundings This means that a more focused electron beam is obtained, Coordinator 2 contains two counters, which start synchronously with the beginning of the electron beam. One counter determines the magnitude of the displacement of the electron beam in rows (coordinate X-), the second - the displacement across the frame (coordinate Y). Each conductor of the printed circuit board 10 together with the metal plate 12 forms a capacitor whose capacitance is proportional to the area of the conductor. The device works as follows. The charge unit 9 charges the conductors of the reference board 10 with a positive ratio. metal plate 12. After that, the reference board 10 is placed in the zone of the electron beam of the searchlight 1, the latter controlled by the scanner 3, scans the surface of the board 10, the electron beam, on each metal conductor of the board 10, discharges the capacitor formed by this conductor and a plate 12, In the circuit connecting the plate 12 to the video amplifier 4, a discharge current occurs, the magnitude and duration of which is proportional to the capacitance of each conductor of the board 10, the video amplifier 4 amplifies the electrical signals characterizing the discharge currents of the individual conductors (capacitors) of the board 10 and supplies them synchronously with the movement of the electron beam for recording in block 5. Block 8 synchronizes the operation of block 3, setpoint 2, block 5, block b, block 7 and key 11, After ending the recording of reference signals
эталонна плата 10 снижаетс и контролю подвергаетс испытываема плата 10.reference board 10 is reduced and test board 10 is monitored.
Процесс зар да проводников пла-, ты 10 и разр да их электронным лучом повтор етс , но электрические сигналы , характеризующие токи разр да проводников (конденсаторов) испытываемо платы 1о, из видеоусилител 4 поступают на блок б , куда синхронно из блока 5 пам ти поступают электрические сигналы, характеризующие токи разр да соответствующих проводников вталонной платы. Начало движени луч прожектора 1,выдача и запись электрических сигналов в блок 5, ,работа блока б задаетс блоком 8. Если испытываема печатна плата 10 не имеет неисправностей, сигнал неисправности на выходе блока 6 отсутствует. При наличии неисправиос зй на плате 10 сигналы, поступающие в блок б из видеоусилител 4 и блока 5, различны , поэтому блок 6 вырабатывает разностный сигнал, который подаетс на блок 8, Блок 8 разрешает задатчику передать показани счетчиков блоka в блок 7. Одновременно в блок 7 от 8 поступает признак нейспра ности и разрешение нача.ть работу.The process of charging the conductors of the board, you 10 and discharging them with an electron beam repeats, but the electrical signals characterizing the discharge currents of the conductors (capacitors) of the test board 1o, from the video amplifier 4 arrive at block b, where synchronously from the block 5 of memory arrive electrical signals characterizing the discharge currents of the respective conductors of the secondboard. The beginning of the movement of the searchlight beam 1, the issuance and recording of electrical signals in block 5,, the operation of block b is set by block 8. If the printed circuit board 10 is not faulty, the fault signal at the output of block 6 is absent. If there are faults on board 10, the signals coming into block b from video amplifier 4 and block 5 are different, therefore block 6 generates a differential signal that is fed to block 8, Block 8 allows the transmitter to transfer the readings of the block counters to block 7. At the same time, the block 7 from 8 comes a sign of fear and permission to start work.
При проверке испытываемой платы 10 на ней возможны обрывы проводников или наличие короткозамкнутых проводников. Обрыв проводника приводит к уменьшению его емкости, а также к по влению новой емкости, которой не было на эталонной плате, т.е. по вл ютс отличные от эталонных сигналы. Короткое замыкание проводников приводит к увеличению емкос-ти провер емого проводника, исключает ток- разр да другого короткозамкнутого с ним проводника.When checking the test board 10 on it, the possible breakages of conductors or the presence of short-circuited conductors are possible. Breakage of the conductor leads to a decrease in its capacity, as well as to the appearance of a new capacity that was not on the reference board, i.e. Signals other than reference appear. A short circuit of conductors leads to an increase in the capacitance of the conductor being tested, eliminates the current discharge of another conductor shorted with it.
1&.ким образом, введение в устройство видеоусилител 4 и блока 9 зар да , позвол ет значительно расширить функциональные возможности устройства и повысить достоверность контрол печатных плат за счет того, что производитс Lie телевизионный, ацентрический контроль печатной платы, при этом провер етс не тольк топологи лицевой стороны платы, а одновременно целостность всей дорожки на обеих сторонах платы, металлизаци отверстий перехода, так как1 & thus, introducing video amplifier 4 and charging unit 9 into the device allows the device functionality to be significantly expanded and the control of the printed circuit boards to be more reliable due to the fact that Lie is being produced, acentric control of the printed circuit board is checked, and not only topologists. the front side of the board, and at the same time the integrity of the entire track on both sides of the board, the metallization of the transition holes, since
величина емкости образованных конденсаторов определ етс всей длиной проводника , независимо от того, на какой стороне плР.ты он расположен, а также за счет того, что позвол ет обнаружить и микротрещины и микроперемычки .the capacitance value of the formed capacitors is determined by the entire length of the conductor, regardless of which side of the surface it is located, and also due to the fact that it allows to detect microcracks and microbangs.