DE10113523C2

DE10113523C2 - Method and device for quality inspection of printed circuit boards

Info

Publication number: DE10113523C2
Application number: DE10113523A
Authority: DE
Inventors: Werner Reisinger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-02-22
Filing date: 2001-03-20
Publication date: 2003-03-27
Anticipated expiration: 2021-03-21
Also published as: DE10113523A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur berüh rungslosen Qualitätsprüfung von Leiterplatten gemäß dem jeweiligen Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 7.The present invention relates to a method and an apparatus for touch seamless quality inspection of printed circuit boards according to the respective generic term of claims 1 and 7, respectively.

Zur Qualitätskontrolle bei der Herstellung und Bestückung von Leiterplatten ist bisher ein mechanisches Verfahren bekannt, welches mit Hunderten von Kontak ten, mittels Lochmasken sowie mittels Kontakten aus Speziallegierungen einen Prüfling mechanisch abtastet. Zur Qualitätsprüfung werden einzelne Schaltkreise kontaktiert und deren Funktion von einem elektrischen Prüfadapter getestet.For quality control in the manufacture and assembly of printed circuit boards hitherto known a mechanical method which involves hundreds of contacts ten, using shadow masks and using contacts made of special alloys Test object mechanically scanned. Individual circuits are used for quality testing contacted and their function tested by an electrical test adapter.

Die elektrische Prüfung mittels speziell für diesen Zweck produzierten Kontakten und Prüfadaptern ist jedoch aufwendig und störanfällig. Die Positionierung der Kontakte in einem Prüfadapter wird durch die Miniaturisierung der elektronischen Baugruppen immer schwieriger. Da für jeden neuen Leiterplattentyp ein eigenes spezielles Prüfadapter gebaut werden muß, fallen hierfür enorme Kosten an. Dies gilt insbesondere für Vorserien, da hier oft die nächste Testreihe Änderungen am Layout und damit der Anordnung der Prüfkontakte mit sich bringt. Änderungen des Layouts der Leiterplatte bedeuten somit anfallende Kosten für Änderungen am elektrischen Prüfadapter bzw. dessen Neuaufbau. Verzichtet man jedoch aus Ko stengründen auf eine Prüfung der Leiterplatte, läuft man Gefahr, die gesparten Kosten bei einer fehlerhaften Fertigung mehrfach zu verlieren. Electrical testing using contacts specially produced for this purpose and test adapters is complex and prone to failure. The positioning of the Contacts in a test adapter is miniaturized by the electronic Assemblies increasingly difficult. As there is a separate one for each new type of PCB special test adapters have to be built, this incurs enormous costs. This applies especially to pre-series, as the next test series often changes here Layout and thus the arrangement of the test contacts. Changes to the Layouts of the circuit board mean costs for changes to the electrical test adapter or its rebuild. However, if you dispense with knockout For reasons of inspection of the printed circuit board, there is a risk that the saved Losing costs in the case of faulty production several times.

Bei der elektrischen Prüfung mittels des Prüfadapters wird ein spezieller Prüfalgo rithmus angewandt. Kommt es beispielsweise zu einer Verengung einer Leiter bahn, wird dies mit dem Prüfergebnis "fehlerfrei" quittiert, d. h. derartige Produkti onsfehler werden nicht erkannt. Auch parasitäre Ansätze werden nicht erkannt, was besonders bei Schaltungen für Hochfrequenzanwendungen ggf. zu un brauchbaren Produkten führen kann. Ebenso werden nichtzentrische Bohrungen nicht als Fehler erkannt.A special test algo is used for the electrical test using the test adapter rhythm applied. For example, if a ladder is narrowed bahn, this is acknowledged with the test result "error-free", d. H. such products Errors are not recognized. Even parasitic approaches are not recognized, which may be too un especially with circuits for high-frequency applications usable products. Likewise, non-centric holes not recognized as an error.

Ein weiterer Nachteil der bisherigen Prüfmethode liegt darin, daß die elektrische Prüfung erst am Ende des Produktionsprozesses stattfindet, so daß erst eine sehr späte Fehlererkennung möglich ist. Die Gefahr, eine fehlerhafte Serie zu produzie ren, steigt mit der Anzahl der Lagen (Layer). Die Wahrscheinlichkeit einer fehler haften Produktion ist daher bei einer 8-Lagen-Multilayer-Leiterplatte sehr viel hö her als bei einer 2-Lagen-Leiterplatte. Bislang muß eine Multilayer-Leiterplatte erst komplett produziert sein, um feststellen zu können, daß die erste Lage fehlerhaft war. Die zuvor beschriebenen Einschränkungen bzgl. der nicht erkennbaren Feh ler sind dabei ohnehin nicht auszuschließen.Another disadvantage of the previous test method is that the electrical Testing only takes place at the end of the production process, so that only a very late error detection is possible. The danger of producing a faulty series ren, increases with the number of layers. The probability of an error production is therefore much higher with an 8-layer multilayer circuit board than with a 2-layer circuit board. So far, a multilayer circuit board must first be completely produced to determine that the first layer is faulty was. The previously described restrictions regarding the undetectable mistake It cannot be ruled out anyway.

Das Aufbewahren von elektrischen Prüfadaptern erfordert bei den Leiterplatten herstellern einen großen logistischen Aufwand. Es ist nicht bekannt, welche Prüfadapter wann, wo oder überhaupt wieder benötigt werden. Gelagerte Prüfadapter müssen wieder auffindbar sein. Nach längerer Lagerzeit sind ggf. die Kontakte wartungsbedürftig.The storage of electrical test adapters is required for the printed circuit boards manufacturers a large logistical effort. It is not known which Test adapters when, where or at all are needed again. bearing Test adapters must be findable again. After a longer storage period, the Contacts in need of maintenance.

Aus der DE 24 50 526 A1 ist ein Verfahren zur Prüfung eines Körpers vorgegebe nen Schaltungsaufbaus bekannt, wobei eine Infrarotabstrahlung eines zu prüfen den Schaltkreises während eines elektrischen Betriebs aufgezeichnet und mit ei ner Infrarotabstrahlung eines Referenzschaltkreises verglichen wird, um zu be stimmen, ob der zu prüfende Schaltkreis elektronisch einwandfrei funktioniert. Hierzu ist es jedoch erforderlich, daß die zu prüfende Schaltung bereits elektrisch vollständig ist und daß Vorspannungen sowie Prüfeingangssignale der zu prüfen den Schaltung zugeführt werden. Insofern entspricht dieses Verfahren im wesent lichen der vorerwähnten elektrischen Prüfung. Eine Umsetzung der erfaßten Infra rotabstrahlung in eine Tiefenstruktur erfolgt nicht. Dementsprechend kann es bei spielsweise geschehen, daß die Prüfung ergibt, daß der Schaltkreis einwandfrei funktioniert, da die elektrischen Funktionen zunächst korrekt erfüllt werden, ob wohl eine Lötstelle schadhaft ist, wobei sich dies elektrisch auf die Funktion der Schaltung beispielsweise erst nach einer mechanischen oder thermischen Bela stung der Leiterplatte oder nur bei bestimmten Eingangssignalen auswirkt. Auch kann die Prüfung erst bei einer fertigen elektrischen Schaltung erfolgen.DE 24 50 526 A1 specifies a method for testing a body NEN circuit structure is known, an infrared radiation to be checked the circuit recorded during electrical operation and with ei ner infrared radiation of a reference circuit is compared to be agree whether the circuit to be tested works properly electronically. For this, however, it is necessary that the circuit to be tested is already electrical is complete and that biases and test input signals to be checked be fed to the circuit. In this respect, this procedure corresponds essentially the aforementioned electrical test. An implementation of the recorded Infra there is no red radiation in a deep structure. Accordingly, it can happen, for example, that the test shows that the circuit is faultless works because the electrical functions are initially correctly performed, whether probably a solder joint is defective, which affects the function of the electrical Switching, for example, only after a mechanical or thermal loading circuit board or only with certain input signals. Also the test can only be carried out with a finished electrical circuit.

Aus dem Artikel von K. Feldmann, J. Sturm: "Durchblick im optischen Test", Pro ductronic, 1994, Heft 1/2, S. 26 bis 28 ist eine Zusammenstellung verschiedener Meßverfahren, wie Farbkameraverfahren, Lasermeßsystem oder automatisierte Röntgeninspektion, bekannt. Alle diese Verfahren sind jedoch aufwendig, kosten intensiv und nur mit großem Aufwand in eine Produktionsstraße zu integrieren. Daher wird von den Autoren mit großem Aufwand erläutert, wie man eine best mögliche Auswahl eines bestimmten Meßverfahrens für eine bestimmte Produkti onssituation trifft.From the article by K. Feldmann, J. Sturm: "Transparency in the optical test", Pro ductronic, 1994, Issue 1/2, pp. 26 to 28 is a compilation of different ones Measuring methods such as color camera methods, laser measuring systems or automated X-ray inspection, known. However, all of these processes are complex and costly to integrate intensively and only with great effort into a production line. Therefore, the authors explain with great effort how to get a best possible selection of a certain measuring method for a certain product situation.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Verfügung zu stellen, welche hinsichtlich Zu verlässigkeit und Flexibilität der Qualitätsprüfung bei gleichzeitig reduzierten Ko sten verbessert sind.The invention has for its object a method and an apparatus for To provide implementation of the procedure, which with respect to Zu Reliability and flexibility of quality inspection with reduced cost are improved.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren nach Anspruch 1 und mit einer Vorrich tung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 7 gelöst. Vorteilhafte Aus gestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen beschrieben.This object is achieved with a method according to claim 1 and with a Vorrich device for performing the method according to claim 7 solved. Favorable off designs of the invention are described in the further subclaims.

Erfindungsgemäß sind bei einem Verfahren der o. g. Art folgende Schritte vorge sehen:
According to the invention, the following steps are provided in a method of the above type:

a) Detecting the infrared radiation by means of a thermo-optical difference measurement sung,
b) converting the detected infrared radiation into data which is a depth Represent the structure of the PCB by changing the Infra red radiation over time at a specific location on the circuit board Depth structure is analyzed,
c) comparing the data of the deep structure with stored data of a Target state of the deep structure and
d) determining deviations between the data of the recorded depths structure and the data of the target state of the deep structure.

Dies hat den Vorteil, daß bei einer automatisierten, maschinellen Leiterplattenher stellung und -bestückung mit hoher Effektivität und Qualität Bestückungsfehler wie auch Fehler in Struktur und Maß der Leiterplatten selbst erkannt werden können. Durch die berührungslose Funktionalität werden erhebliche Kostenreduzierungen erzielt. Qualitätskontrollen lassen sich schnell und zuverlässig durchführen. Es ergeben sich Kosten- und Zeitersparnis im Vergleich mit herkömmlichen Prüfme thoden, wobei durch eine zusätzlich hohe Flexibilität die Erfindung auch bei einer Kleinserienproduktion wirtschaftlich anwendbar ist. Es entfällt die Positionierung einzelner Meßabnehmer. Eine zum Anpassen an die Strukturen der zu prüfenden Leiterplatten erforderliche Miniaturisierung ist jederzeit möglich. Ein mechanischer Aufbau für einzelne Prüflinge entfällt. Die Prüfeinrichtung ist in wenigen Minuten einsatzbereit, wodurch sich Prüfkosten drastisch senken. Bei Änderungen des Layouts der zu prüfenden Leiterplatten sind lediglich neue Daten einzulesen, um das Prüfgerät zu aktualisieren. Dadurch werden selbst bei kleinen Stückzahlen preiswert geprüfte Leiterplatten erzielt. Das Prüfergebnis garantiert eine praktisch 100%-ige Fehlerfreiheit und stellt einen bisher nicht erreichten Qualitätsstand zur Verfügung. Unsauber geätzte Leiterbahnen sowie unsaubere Lötstellen bei be stückten Leiterplatten werden ebenso erkannt wie nicht zentrische Bohrungen oder falsch gefräste Abmessungen der Leiterplatte. Da das erfindungsgemäße Prüfverfahren zwischen allen Produktionsschritten schnell, einfach und kosten günstig einsetzbar ist, können Serienfehlerproduktionen ausgeschlossen werden. Dies erzielt einen deutlichen Produktionsvorteil bei den teuren Mehrlagen- Leiterplatten. Durch die leichte Verwaltbarkeit von Daten können große Mengen von verschiedenen Prüfobjekten bei geringem Platzbedarf aufbewahrt werden. Darüber hinaus ist es möglich, die qualitätsbedingten Anforderungen beispielswei se in der Luft- und Raumfahrttechnik zu erfüllen. Zudem lassen sich für jedes ein zelne Produkt Qualitätsnachweise über alle Fertigungsprozesse erbringen. This has the advantage that in an automated, mechanical printed circuit board position and assembly with high effectiveness and quality errors in the structure and size of the circuit boards themselves can also be detected. The non-contact functionality means considerable cost reductions achieved. Quality controls can be carried out quickly and reliably. It this results in cost and time savings in comparison with conventional test equipment thoden, with an additional high flexibility, the invention even with a Small series production is economically applicable. There is no positioning single sensor. One to adapt to the structures of the test The miniaturization required for printed circuit boards is possible at any time. A mechanical one There is no setup for individual test objects. The test facility is in a few minutes ready for use, which drastically reduces inspection costs. When the Layouts of the circuit boards to be tested are only required to read in new data update the tester. This means even with small quantities inexpensive tested printed circuit boards. The test result guarantees a practical 100% error-free and provides an unprecedented level of quality Available. Improperly etched conductor tracks and unclean solder joints at be Pieces of printed circuit boards are recognized as well as non-centric holes or incorrectly milled board dimensions. Since the invention Test procedures between all production steps quickly, easily and cost-effectively serial production errors can be excluded. This achieves a significant production advantage with the expensive multi-layer Printed circuit boards. Due to the easy manageability of data large amounts can can be stored by different test objects in a small space. In addition, it is possible to meet the quality-related requirements, for example in aerospace technology. In addition, can be used for everyone provide individual product quality certificates for all manufacturing processes.

Die erfaßten Daten wie auch die Daten des Sollzustandes sind bevorzugt Daten in digitaler Form.The recorded data as well as the data of the target state are preferably data in digital form.

Zweckmäßigerweise werden gemäß Schritt (d) die Abweichungen mit entspre chenden Toleranzbändern verglichen, und es wird in Abhängigkeit von diesem Vergleich für die Leiterplatte ein Prüfergebnis "fehlerfrei" erzeugt, wenn sich die Abweichungen innerhalb der Toleranzbänder befinden, oder "fehlerbehaftet" er zeugt, wenn sich die Abweichungen wenigstens teilweise außerhalb der Toleranz bänder befinden.According to step (d), the deviations are expediently corresponding tolerance bands, and it is dependent on this Comparison for the PCB produces a test result "error-free" if the Deviations are within the tolerance bands, or "erroneous" testifies when the deviations are at least partially out of tolerance tapes.

Aus entsprechenden Änderungen der Temperatur über die Zeit kann man dadurch auf die strukturellen Gegebenheiten in der Tiefe schließen, daß in Schritt (b) aus einer Änderung der Wärmeabstrahlung über die Zeit die Tiefenstruktur analysiert wird.You can do this from corresponding changes in temperature over time conclude from the structural conditions in depth that in step (b) a change in heat radiation over time analyzes the depth structure becomes.

Zum Ausführen einer dynamischen Messung wird die Leiterplatte während der Messung in Schritt (a) erwärmt oder gekühlt.To carry out a dynamic measurement, the circuit board is used during the Measurement in step (a) heated or cooled.

Beispielsweise wird die Erfassung in Schritt (a) mittels einer thermo-optischen Differenzmessung durchgeführt.For example, the detection in step (a) is carried out by means of a thermo-optical Difference measurement carried out.

Für eine entsprechende leiterplattenindividuelle Dokumentation werden die Ab weichungen von Schritt (b) auf einem Massenspeicher abgespeichert.For a corresponding printed circuit board-specific documentation, the Ab saves of step (b) are stored on a mass storage device.

Eine besonders schnell zu realisierende Prüfung erzielt man dadurch, daß die Daten des Sollzustandes ein bei der Planung entworfenes Layout der Leiterplatte sind.A particularly quick test can be achieved by the fact that the Data of the target state a layout of the PCB designed during planning are.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des o. g. Verfahrens ist gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Umsetzen der erfaßten Infrarotstrahlung in Daten, welche eine Tiefenstruktur der Leiterplatte repräsentieren, eine Einrichtung zum Verglei chen der Daten der Tiefenstruktur mit gespeicherten Daten eines Sollzustandes der Tiefenstruktur und eine Einrichtung zum Bestimmen von Abweichungen zwi schen den Daten der erfaßten Tiefenstruktur und den Daten des Sollzustandes der Tiefenstruktur.A device for performing the above. The procedure is characterized by a device for converting the detected infrared radiation into data which represent a deep structure of the circuit board, a device for comparison Chen the data of the deep structure with stored data of a target state the depth structure and a device for determining deviations between the data of the recorded depth structure and the data of the target state the deep structure.

Zweckmäßigerweise ist eine Einrichtung zum Vergleichen der Abweichungen mit entsprechenden Toleranzbändern vorgesehen.A device for comparing the deviations with is expedient corresponding tolerance bands provided.

Zum Ausführen einer dynamischen Messung ist eine Einrichtung zum Kühlen oder Erwärmen der Leiterplatte während der Messung, insbesondere ein Laser, vorge sehen.A device for cooling or is used to carry out a dynamic measurement Heating the circuit board during the measurement, especially a laser, pre see.

Die Vorrichtung ist zum Ausführen einer thermo-optischen Differenzmessung aus gebildet.The device is designed to carry out a thermo-optical difference measurement educated.

Zur leiterplattenindividuellen Dokumentation der Prüfergebnisse weist die Vor richtung zusätzlichen einen Massenspeicher zum Abspeichern der Abweichungen auf.The document shows the individual documentation of the test results direction an additional mass storage for storing the deviations on.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Sensor wenigstens ein Pyrosensor oder eine Wärmebildkamera. Alternativ umfaßt der Sensor einen La ser.In a particularly preferred embodiment, the sensor is at least one Pyro sensor or a thermal imager. Alternatively, the sensor comprises a La ser.

Einen schnell, einfach und kostengünstig aufzubauenden Prüfplatz erzielt man dadurch, daß die Einrichtung zum Umsetzen, die Einrichtung zum Vergleichen und die Einrichtung zum Bestimmen von Abweichungen in einem Computer ausgebil det sind. Hierdurch ist lediglich Software und eine Datenbasis an die konkret zu prüfende Leiterplatte anzupassen. Hardwareanpassung der Prüfvorrichtung an das Layout der Leiterplatte entfallen vollständig.A test station can be set up quickly, easily and inexpensively in that the means for implementing, the means for comparing and trained the device for determining deviations in a computer det. As a result, only software and a database are specifically addressed to the adapt the testing circuit board. Hardware adaptation of the test device the layout of the circuit board is completely eliminated.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in der einzigen Figur ein schematisches Blockschaltbild einer beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ausführen des erfin dungsgemäßen Verfahrens.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing. This shows in the single figure a schematic block diagram of an exemplary Embodiment of a device according to the invention for carrying out the inventions method according to the invention.

Die aus der Figur ersichtliche beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsge mäßen Vorrichtung 10 zum Prüfen von Leiterplatten 12 mit einer Oberflächen struktur 14 umfaßt eine Einrichtung 16 zum Erfassen der Infrarotabstrahlung der Leiterplatte 12 mittels eines Sensors 18, eine Einrichtung 20 zum Umsetzen der erfaßten Infrarotabstrahlung in digitale Daten, eine Einrichtung 22 zum Verglei chen der digitalen Daten der Infrarotabstrahlung mit in einem Speicher 24 gespei cherten digitalen Daten eines Sollzustandes der Tiefenstruktur und zum Bestim men von Abweichungen zwischen den digitalen Daten der erfaßten Tiefenstruktur und den digitalen Daten des Sollzustandes der Tiefenstruktur aus dem Speicher 24. Diese Abweichungen werden auf einem Massenspeicher 26 abgespeichert und einer Einrichtung 28 zum Vergleichen der Abweichungen mit entsprechenden Toleranzbändern zugeführt, welche in einem Speicher 30 abgelegt sind. In Ab hängigkeit von diesem Vergleich erzeugt die Einrichtung 28 für die Leiterplatte 14 das Prüfergebnis "fehlerfrei", wenn sich die Abweichungen innerhalb der Tole ranzbänder befinden, oder "fehlerbehaftet", wenn sich die Abweichungen wenig stens teilweise außerhalb der Toleranzbänder befinden.The exemplary embodiment shown in the figure of a device 10 according to the invention for testing printed circuit boards 12 with a surface structure 14 comprises a device 16 for detecting the infrared radiation of the printed circuit board 12 by means of a sensor 18 , a device 20 for converting the detected infrared radiation into digital data, means 22 for comparing the digital data of the infrared radiation with digital data stored in a memory 24 of a desired state of the deep structure and for determining deviations between the digital data of the detected deep structure and the digital data of the desired state of the deep structure from the memory 24 . These deviations are stored on a mass memory 26 and fed to a device 28 for comparing the deviations with corresponding tolerance bands, which are stored in a memory 30 . In dependence on this comparison, the device 28 for the printed circuit board 14 generates the test result "error-free" if the deviations are within the tolerance bands, or "error-prone" if the deviations are at least partially outside the tolerance bands.

Dieses Prüfergebnis wird auf dem Massenspeicher 26 abgespeichert, auf einer Anzeigeeinrichtung 32 dargestellt, einem Drucker 34 zugeführt, welcher ein Proto koll online ausdruckt, sowie an eine Prozeßsteuerung 36 weitergeben. Die Pro zeßsteuerung 36 sortiert die Leiterplatte 12 ggf. automatisch aus der Produktions linie aus, wenn sie von der Einrichtung 28 das Prüfergebnis "fehlerbehaftet" erhält.This test result is stored on the mass storage device 26 , displayed on a display device 32 , fed to a printer 34 , which prints out a protocol online, and pass it on to a process controller 36 . The process control 36 automatically sorts the circuit board 12 from the production line, if necessary, if it receives the test result "faulty" from the device 28 .

Der Sensor 18 ist beispielsweise ein optischer Sensor, welcher elektromagneti sche Wellen 38 aus dem Infrarotbereich aufnimmt und einer in der Einrichtung 16 ausgebildeten Bildverarbeitung bzw. Bilderkennung zuleitet.The sensor 18 is, for example, an optical sensor which picks up electromagnetic waves 38 from the infrared range and feeds it to an image processing or image recognition device 16 .

Wegen des einfachen und kostengünstigen Aufbaus der Prüfeinrichtung 10 ist diese ggf. an mehreren Stellen im Produktionsablauf für die Leiterplatte 12 vorge sehen. Beispielsweise kann so bei der Herstellung von Leiterplatten 12 mit mehre ren Schichten nach jeder Schichtherstellung die Tiefenstruktur 14 geprüft werden. Because of the simple and inexpensive construction of the test device 10 , this is optionally seen at several points in the production process for the printed circuit board 12 . For example, the depth structure 14 can be checked in the production of printed circuit boards 12 with several layers after each layer production.

Die Vergleichsdaten in dem Speicher 24 sind die Daten des Layouts aus dem Entwurf der Leiterplatte 12. Dieser Entwurf wird heute ausschließlich computerge stützt angefertigt, so daß diese Layout-Daten unmittelbar als digitale Daten vorlie gen und ggf. lediglich für den Vergleich in der Einrichtung 22 entsprechend kon vertiert werden müssen. Mit anderen Worten wird also mittels des Sensors 18 eine Materialstruktur 14 der Leiterplatte 12 berührungslos als Istwert abgefragt und mit einem Sollwert, nämlich den Layout-Daten der CAD-Entwurfs der Leiterplatte ver glichen. Die Toleranzbänder in Speicher 30 geben dann zulässige Abweichungen der Istwerte gemäß erfaßter Tiefenstruktur von den Sollwerten gemäß Datenspei cher 24 vor. Fallen Werte aus den Toleranzbändern heraus, so wird die Leiter platte 12 von der Einrichtung 28 als fehlerhaft klassifiziert und kann sofort aus dem laufenden Prozeß herausgezogen werden. Ggf. sorgt die Prozeßsteuerung 36 für eine Korrektur von Prozeßparametern, um einem systematischen Fehler auf den Leiterplatten 12 entgegen zu wirken. Sofern ein Eingreifen von Servicepersonal in den Produktionsablauf notwendig ist, stoppt die Prozeßsteuerung 36 die Produkti on und gibt einen entsprechenden Hinweis. Hierdurch ist eine unerwünschte und ggf. kostenintensive Produktion von Ausschuß wirksam vermieden.The comparison data in the memory 24 is the data of the layout from the design of the printed circuit board 12 . This draft is now made exclusively computer-aided, so that this layout data is immediately available as digital data and may only need to be converted accordingly for comparison in the device 22 . In other words, by means of the sensor 18, a material structure 14 of the printed circuit board 12 is interrogated contactlessly as the actual value and compared with a target value, namely the layout data of the CAD design of the printed circuit board. The tolerance bands in memory 30 then specify permissible deviations of the actual values in accordance with the detected depth structure from the target values in accordance with data memory 24 . If values fall out of the tolerance bands, the circuit board 12 is classified as faulty by the device 28 and can be pulled out of the ongoing process immediately. Possibly. the process controller 36 provides a correction of process parameters in order to counteract a systematic error on the printed circuit boards 12 . If intervention by service personnel in the production process is necessary, the process control 36 stops the production and gives a corresponding indication. This effectively prevents undesirable and possibly costly production of rejects.

Als besonders vorteilhaft erweist sich, daß das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung die Prüfung berührungslos durchführt. Da kei nerlei mechanische Kontakte zwischen der Prüfeinrichtung 10 und dem Prüfling, nämlich der Leiterplatte 12, notwendig sind, muß seitens der Prüfvorrichtung 10 keine Hardwareanpassung an das Layout der Leiterplatte 12 vorgenommen wer den. Die einzige Anpassung erfolgt auf Softwareebene, insbesondere bei den Daten in den Speichern 24 und 30. Die Prüfvorrichtung 10 kann an Änderungen des Layouts durch einfache Mausklicks angepaßt werden.It has proven to be particularly advantageous that the method according to the invention and the device according to the invention carry out the test without contact. Since kei nerlei mechanical contacts between the tester 10 and the test object, namely the printed circuit board 12, are necessary on the part of the test apparatus 10 must not make any hardware adaptation to the layout of the circuit board 12 to who. The only adjustment takes place at the software level, in particular with the data in the memories 24 and 30 . The test device 10 can be adapted to changes in the layout by simple mouse clicks.

Der Ausdruck aus dem Drucker 34 und die Daten in dem Speicher 26 dienen der Dokumentation, wobei es hierbei auf einfache Weise möglich ist, alle Prüfergeb nisse auch von verschiedenen Stellen im Produktionsablauf auch noch nachträg lich einer bestimmten Leiterplatte zuzuordnen. Hierdurch kann der fertigen Leiter platte ein komplettes Prüfprotokoll mit dem Nachweis einer korrekten Produktion beigefügt werden. Die Daten im Massenspeicher 26 können unbegrenzt ohne be sondere Lagerhaltungskosten aufbewahrt und ggf. über Internet weltweit verfügbar gemacht werden.The printout from the printer 34 and the data in the memory 26 are used for documentation, it being possible in a simple manner to subsequently assign all the test results from different points in the production process to a specific circuit board. This means that a complete test report with proof of correct production can be attached to the finished printed circuit board. The data in the mass storage device 26 can be stored indefinitely without special storage costs and possibly made available worldwide via the Internet.

Eine Schnittstelle zwischen Sensor und Computer muß nur einmal erstellt werden und ist unabhängig von Art und Layout der Leiterplatte.An interface between sensor and computer only has to be created once and is independent of the type and layout of the circuit board.

Bei der thermo-optischen Differenzmessung wird eine von der Oberfläche der Leiterplatte 12 ausgehende Wärmeabstrahlung vom Sensor 18 erfaßt und in der Einrichtung 16 ausgewertet. Hierbei können Rückschlüsse auf die Tiefenstruktur der Leiterplatte 12 gezogen werden. Es erfolgt beispielsweise eine Analyse der Änderung der Wärmeabstrahlung über die Oberfläche der Leiterplatte, d. h. der unterschiedlichen Wärmeabstrahlung an unterschiedlichen Orten auf der Leiter platte, woraus sofort eine Tiefenstruktur entnehmbar ist. Alternativ oder zusätzlich wird die Leiterplatte 12 erwärmt und an bestimmten Orten die Änderung der Wär meabstrahlung bestimmt, d. h. mit anderen Worten ein Erwärmungsgradient. Bei spielsweise können auf diese Weise Durchkontaktierungen in der Leiterplatte, d. h. allgemein im weitesten Sinne die Tiefenstruktur innerhalb der Leiterplatte, über prüft werden. Eine vollständig ausgebildete Durchkontaktierung wird sich infolge der größeren wärmeaufnehmenden Masse langsamer erwärmen als eine unvoll ständige Durchkontaktierung, so daß letztere auf diese Weise berührungslos, einfach und schnell identifizierbar ist. Statt der Messung der Änderung der Wär meabstrahlung über die Zeit bei der Erwärmung kann auch nach der Erwärmung der Leiterplatte die Änderung der Wärmeabstrahlung über die Zeit bei der Abküh lung aufgenommen werden. Hierbei wird sich beispielsweise eine vollständige Durchkontaktierung wegen der größeren Masse, die eine größere Wärmemenge enthält, langsamer abkühlen, als eine unvollständige Durchkontaktierung, so daß letztgenannte Fehler auf der Leiterplatte 12 einfach, schnell, berührungslos und zerstörungsfrei auch nach Vollendung der Leiterplatte 12 feststellbar sind.In the thermo-optical differential measurement, heat radiation emanating from the surface of the printed circuit board 12 is detected by the sensor 18 and evaluated in the device 16 . Conclusions about the deep structure of the printed circuit board 12 can be drawn here. For example, there is an analysis of the change in heat radiation over the surface of the printed circuit board, ie the different heat radiation at different locations on the printed circuit board, from which a deep structure can immediately be seen. Alternatively or additionally, the printed circuit board 12 is heated and the change in the heat radiation is determined at certain locations, ie in other words a heating gradient. For example, plated-through holes in the printed circuit board, ie in general in the broadest sense the depth structure within the printed circuit board, can be checked in this way. A fully developed via will heat up more slowly due to the larger heat-absorbing mass than an incomplete via, so that the latter can be identified contactlessly, easily and quickly in this way. Instead of measuring the change in heat radiation over time during heating, the change in heat radiation over time during cooling can also be recorded after heating the circuit board. Here, for example, a complete through-connection will cool down more slowly than an incomplete through-connection due to the larger mass, which contains a larger amount of heat, so that the last-mentioned errors on the printed circuit board 12 can be determined easily, quickly, contactlessly and non-destructively even after the printed circuit board 12 has been completed.

Claims

1. A method for contactless testing of electronic circuits or parts thereof on a circuit board, wherein an infrared radiation emanating from the surface of the circuit board is detected, characterized by the following steps

a) detection of the infrared radiation by means of a thermo-optical differential measurement,
b) converting the detected infrared radiation into data representing a deep structure of the printed circuit board by analyzing the deep structure from a change in the infrared radiation over time at a specific location on the printed circuit board,
c) comparing the data of the deep structure with stored data of a target state of the deep structure and
d) determining deviations between the data of the recorded deep structure and the data of the target state of the deep structure.

2. The method according to claim 1, characterized in that the data in Step (b) and the data of the desired state in step (c) digital data are.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that according to Step (d) compare the deviations with corresponding tolerance bands Chen and depending on this comparison for the circuit board a test result "error-free" is generated if the deviations in are within the tolerance bands, or "faulty" is generated, if the deviations are at least partially out of tolerance tapes.

4. The method according to claim 1, characterized in that the circuit board is heated or cooled during the measurement in step (a).

5. The method according to at least one of the preceding claims, characterized characterized in that the deviations from step (b) on a mass memory can be saved.

6. The method according to at least one of the preceding claims, characterized characterized in that the data of the target state of the deep structure at layout of the printed circuit board.

7. Device for carrying out the method according to one of claims 1 to 6 with a sensor ( 18 ) for detecting an infrared radiation emanating from the surface of the circuit board ( 12 ), characterized by a device ( 20 ) for converting the detected infrared radiation into data, which represent a depth structure of the circuit board ( 12 ), a device ( 22 ) for comparing the data of the depth structure with stored data of a desired state of the depth structure and a device ( 22 ) for determining deviations between the data of the detected depth structure and the data of the Target state of the deep structure.

8. The device according to claim 7, characterized in that the data are digital data.

9. The device according to claim 7 or 8, characterized in that a device ( 28 ) for comparing the deviations with corresponding tolerance bands is provided.

10. Device according to one of claims 7 to 9, characterized in that that a device for cooling or heating the circuit board during the measurement, in particular a laser, is provided.

11. Device according to one of claims 9 to 10, characterized in that it additionally has a mass storage device ( 26 ) for storing the deviations.

12. Device according to one of claims 9 to 11, characterized in that the sensor ( 18 ) is at least a pyro sensor or a thermal imager.

13. Device according to one of claims 9 to 12, characterized in that the sensor ( 18 ) comprises a laser.

14. Device according to one of claims 9 to 13, characterized in that the device ( 20 ) for converting, the device ( 22 ) for comparison and Chen the device ( 22 ) for determining deviations are formed in a computer.