DE3334000C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen von Leiterplatten, bei dem die Leiterplatten-Anschlußstellen mittels Kontaktnadeln eines Kontaktnadelfeldes kontak­ tiert werden und vor dem Prüfvorgang elektrische Verbindungen zwischen den Kontaktnadeln und systema­ tisch angeordneten Anschlüssen eines Prüfrechners er­ stellt und die Kontaktnadeln ihrer Koordinaten erfaßt werden. Außerdem betrifft die Erfindung eine Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens.

Beim Einrichten eines Prüfautomaten zum Überprüfen von Leiterplatten, die beliebig angeordnete, auch außerhalb des üblichen Rasters liegende Bohrungen haben, müssen nach dem Erstellen einer prüflingsbezogenen Tastnadel­ halterung, Verbindungen zwischen den einzelnen Kon­ taktnadeln einerseits und systematisch angeordneten Anschlußreihen des Prüfrechners hergestellt werden (DE 30 38 665 A1). Die Kontaktnadeln sind dazu rückseitig z. B. mit Wrap­ stiften verbunden, an denen Verbindungsdrähte ange­ schlossen werden können, die andererseits mit den An­ schlüssen des Prüfrechners verbunden werden. Um eine bezüglich der Prüfpunkte koordinatenmäßig richtige Zuordnung der jeweiligen Prüfpunkte zu dem entsprechenden Rechneranschluß zu haben, ist es bis­ her erforderlich, die Verdrahtung nach einem ganz be­ stimmten Schema vorzunehmen und eine Verdrahtungs­ liste zu erstellen. Dies erfordert jedoch einen erheb­ lichen Aufwand und insbesondere auch eine hohe Aufmerk­ samkeit, wobei aber immer noch Verdrahtungsfehler auf­ treten können, die wiederum in aufwendiger Weise später lokalisiert werden müssen. Bei üblichen Systemen müssen beispielsweise 2000 bis 3000 Drahtverbindungen mit genauer Zuordnung der beiden Anschlußpunkte geschaffen werden. Die dabei erforderliche hohe Konzentration zur Vermeidung von Fehlern führt in nachteiliger Weise auch zur schnellen Überlastung der Arbeitskräfte.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Verdrah­ tung zwischen einem Kontaktnadelfeld und einem Prüfrech­ ner zu vereinfachen und dabei gleichzeitig Fehler prak­ tisch weitgehend auszuschließen. Außerdem sollen der dafür notwendige Zeitaufwand reduziert und die sonst erforder­ lichen Verdrahtungslisten überflüssig werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren nach Patentanspruch 1 gelöst.

Durch dieses Verfahren werden beispielsweise in einem X-Y-Koordinatensystem im ersten Verfahrensschritt Y₀ bis Y_n-Spalten den jeweiligen Prüfrechneranschlußpunk­ ten zugeordnet, indem für jeden der systematisch ange­ ordneten und abgespeicherten Prüfrechneranschlüsse die jeweils über die Kontaktverbindung angeschlossene "Y-Spalte" ermittelt wird. Entsprechend wird dann 90° dazu verdreht zeilenweise in X-Richtung eine Zuordnung der systematisch angeordneten Prüfrechneranschlüsse zu den "X-Zeilen" vorgenommen, so daß schließlich die Koordi­ natenwerte der jeweils mit einem Prüfrechneranschluß ver­ bundenen Kontaktnadeln erfaßt ist. Dadurch ist insbeson­ dere auch das Erstellen einer Verdrahtungsliste nicht mehr erforderlich.

Zweckmäßigerweise erfolgt die zeilen- bzw. spaltenweise Überbrückung der entsprechend in Reihen lie­ genden Kontaktnadeln jeweils gleichzeitig über die gesamte Nadelfeldfläche. Dadurch kann mit lediglich zwei Adaptier­ vorgängen die gesamte, koordinatenmäßige Zuordnung der Prüfrechneranschlüsse und der Kontaktnadeln vorgenommen werden.

Besonders vorteilhaft ist es, daß die elektrischen Ver­ bindungen zwischen den Kontaktnadeln und den Anschlüssen des Prüfrechners vor dem Koordinaten-Zuordnen jeweils von einem freien Kontaktnadelanschluß zu einem beliebig anderen freien Prüfrechneranschluß vorgenommen werden. Das Erstellen der Verbindungen ist somit wesentlich ver­ einfacht, da nur noch darauf geachtet werden muß, daß jeder Kontaktnadelanschluß mit einem Prüfrechneranschluß verbunden ist. Fehler können somit praktisch nicht mehr auftreten.

Eine Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens ist im Anspruch 4 angegeben.

Mittels der Kontaktstreifenplatte ist ein koordinaten­ mäßiges, insbesondere zeilenweises bzw. spaltenweises Erfassen der vorhandenen Kontaktstellen nach dem Ver­ drahten möglich, wobei der Prüfrechner anhand der jeweils erfaßten Verbindungen sowie durch die fest verdrahteten, systematisch angeordneten Anschlußverbindungen einerseits zu seinen Prüfrechneranschlüssen, die mit den Kontakt­ nadeln verbunden werden und andererseits zu den Kontakt­ streifen der Kontaktstreifenplatte, eine anschließende Zuordnung durchführen kann. Dadurch ist dann erfaßt, welcher Prüfrechneranschluß mit welchem Koordinatenpunkt verbunden ist, z. B. Prüfrechneranschluß 150 an Koordi­ natenpunkt X₇/Y₂₀.

Zweckmäßigerweise entspricht die Größe der Kontaktstrei­ fenplatte mindestens der der zu überprüfenden Leiter­ platte. Dadurch können in nur zwei Adaptiervorgängen alle Anschlußkontakte der zu überprüfenden Leiterplatten erfaßt werden.

Zusätzliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen aufgeführt. Nachstehend ist die Erfindung mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand der Zeichnung noch näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Vorderseitenansicht eines Prüfautomaten,

Fig. 2 ein zum Teil dargestelltes Nadelfeld mit Verbindungen zu Prüfrechneranschlüssen eines schematisch dargestellten Prüfrechners,

Fig. 3 eine Aufsicht einer Kontaktstreifenplatte,

Fig. 4 eine perspektivische Teilansicht einer Kontakt­ streifenplatte und

Fig. 5 eine schematische Darstellung der Zuordnung zwischen einer Kontaktstreifenplatte, einem Nadelfeld und einem Prüfrechner.

Ein in Fig. 1 gezeigter Prüfautomat 1 dient zum Überprü­ fen von insbesondere unbestückten Leiterplatten. Dabei werden die Anschlußenden der auf der Leiterplatte ange­ ordneten Leiterbahnen kontaktiert und mittels eines Prüf­ rechners 2 wird dann ermittelt, ob Fehler (Kurzschlüsse oder Unterbrechungen) vorhanden sind. Zum Kontaktieren der Leiterplatte 3 ist ein sogenanntes Nadelfeld 4 mit entsprechend den Anschlußpunkten der Leiterplatte ange­ ordneten Kontaktnadeln 5 vorgesehen. Während des Adap­ tier- bzw. Kontaktiervorganges wird die jeweilige, zu überprüfende Leiterplatte 3 gemäß dem Pfeil Pf1 an das Nadelfeld 4 angedrückt.

Fig. 2 zeigt in einem Teilausschnitt ein Nadelfeld 4, das eine Trägerplatte 6 zum Halten der Kontaktnadeln 5 sowie eine Anschlußplatte 7 aufweist, die hier mit Wrap­ stiften 8 bestückt ist. Die den Kontaktnadeln 5 zuge­ wandten Enden der Wrapstifte 8 greifen etwas in die Kontaktnadeln 5 ein und geben diesen somit Halt. Die Kontaktnadeln 5 weisen an ihren oberen freien Enden Kontaktspitzen 9 auf, die hier in Bohrungen 10 von Lei­ terbahnanschlußenden eingreifen.

Die Positionen der Kontaktnadeln 5 entsprechen dem Bohr­ bild der Leiterplatte 3 und dementsprechend werden auch die Trägerplatte 6 sowie die Anschlußplatte 7 durch Ab­ bohren des Leiterplattenbohrbildes mit Bohrungen zur Auf­ nahme der Kontaktnadeln 5 bzw. der Wrapstifte 8 ver­ sehen.

Die elektrische Verbindung zwischen dem Nadelfeld 4 und dem Prüfrechner 2 erfolgt durch Verbindungsdrähte 11, die einerseits an die Wrapstifte 8 und andererseits an systematisch angeordnete Prüfrechneranschlüsse 12 ange­ schlossen werden. Bei dieser Verdrahtung war es bisher erforderlich, daß für jeden Prüfrechner-Anschluß der entsprechende Koordinatenwert der damit jeweils verbun­ denen Kontaktnadel 5 in einer Verdrahtungsliste festge­ halten werden. Dadurch läßt sich dann ein vom Prüfrech­ ner z. B. zwischen seinen Anschlußpunkten Nr. 25 und Nr. 3 er­ kannter Fehler entsprechend im Nadelfeld durch die zu­ geordneten Koordinatenwerte ermitteln. Diese aufwendige und systematische Zuordnung der Anschlußstellen für die Verbindungsdrähte 11 mittels Verdrahtungsliste wird nun erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß eine in Fig. 3 bis 5 erkennbare Kontaktstreifenplatte 13 verwendet wird, mit der nach dem Verdrahten ermittelt werden kann, wel­ cher Prüfrechner-Anschluß 12 mit welcher Kontaktnadel 5 verbunden ist.

Die Kontaktstreifenplatte 13 weist, wie in Fig. 3 beson­ ders gut erkennbar, parallele Leiterbahnen 14 auf, die systematisch erfaßte Anschlußverbindungen 15 zu dem Prüf­ rechner 2 aufweisen (vgl. auch Fig. 5). Die Größe der Kontaktstreifenplatte 13 entspricht mindestens der der zu überprüfenden Leiterplatte 3.

Die Vorbereitungsarbeiten zum Überprüfen einer Leiter­ plattenserie beginnen nach dem Erstellen des Nadelfel­ des 4 mit dem Verdrahten der mit den Kontaktnadeln 5 verbundenen Wrapstifte 8 mit den Prüfrechner-Anschlüssen 12. Bei dieser Verdrahtung ist besonders vorteilhaft, daß während des Verdrahtens nicht darauf geachtet werden muß, welcher Nadelfeld-Anschluß mit welchem Prüfrechner-An­ schluß 12 verbunden wird, sondern es muß lediglich da­ rauf geachtet werden, daß ein freier Nadelfeld-Anschluß mit einem beliebig anderen freien Prüfrechner-Anschluß 12 verbunden wird. Diese "wilde" Verdrahtung läßt sich besonders einfach und schnell durchführen und es sind auch dabei praktisch keine Fehlermöglichkeiten gegeben.

Um später bei der Prüfung von Leiterplatten Fehler lo­ kalisieren zu können, bedarf es noch einer Zuordnung der Prüfrechner-Anschlüsse und der jeweils damit verbundenen Nadelfeld-Anschlüsse 16. Dazu wird anstatt einer Leiter­ platte die Kontaktstreifenplatte 13 auf das Nadelfeld 4 aufgelegt und angedrückt. Dadurch werden entsprechend den Leiterbahnen 14 etwa in Reihe liegende Kontaktnadeln 5 kontaktiert. Die Unterseitenansicht gemäß Fig. 5 läßt gut diese Situation erkennen. Durch den Prüfrechner 2 wird dabei festgehalten, welcher seiner Anschlüsse 12 mit wel­ cher Leiterbahn 14 der Kontaktstreifenplatte 13 über die entsprechenden Kontaktnadeln 5 verbunden ist. Beispiels­ weise wird dem Prüfrechner-Anschluß Nr. 17 der Koordina­ tenwert X₂ zugeordnet. Auch die Prüfrechner-Anschlüsse Nr. 14 und 15 würden im vorliegenden Falle den Koordina­ tenwert X₂ zugeordnet bekommen. Zur Verdeutlichung sind die vorgenannten Anschlußenden in Fig. 5 strichpunktiert eingekreist. Anschließend wird die Kontaktstreifenplatte 13 in ihrer Ebene um 90° gedreht und wiederum auf das Nadelfeld 4 aufgedrückt. Es wird nun in gleicher Weise wie vorbeschrieben den Prüfrechner-Anschlüssen 12 ent­ sprechende Y-Koordinatenwerte für die Nadelfeld-Anschlüsse 16 zugeordnet. Für den Prüfrechner-Anschluß Nr. 17 be­ deutet dies, daß er neben dem im ersten Adaptiervorgang der Kontaktstreifenplatte 13 ihm zugeordneten X-Koordi­ natenwert X₂ einen Y-Koordinatenpunkt z. B. Y₆ zuge­ ordnet bekommt, so daß eindeutig dem Prüfrechner-Anschluß Nr. 17 ein genau festgelegter Nadelfeld-Anschluß 16, ge­ kennzeichnet durch zwei Koordinatenwerte, zugeordnet ist. Damit ist durch zwei einfache Adaptiervorgänge mit Hilfe der Kontaktstreifenplatte 13 in wenigen Minuten eine ko­ ordinatengemäße Zuordnung der Nadelfeld-Anschlüsse 16 zu den Prüfrechner-Anschlüssen 12 gegeben. Bisher war dazu neben dem erheblichen Aufwand des Erstellens einer Ver­ drahtungsliste auch in hohem Maße die Gefahr von Ver­ drahtungsfehlern gegeben, die jetzt durch die praktisch beliebige Verdrahtungsmöglichkeit von einem freien An­ schluß des Nadelfeldes zu einem beliebigen freien An­ schluß des Prüfrechners praktisch nicht mehr vorhanden sind.

Wie bereits vorerwähnt, weist die Kontaktstreifenplatte 13 eine mindestens der zu überprüfenden Leiterplatte entsprechende Größe auf, so daß durch nur zwei Adaptier­ vorgänge in X- bzw. in Y-Richtung sämtliche Nadelfeld- Punkte erfaßt sind. Zweckmäßigerweise sind am Außenrand der Kontaktstreifenplatte 13 Führungsmittel, hier Füh­ rungslochungen 17 vorgesehen, in die entsprechende Paß­ stifte 18, die auch für die lagerichtige Anordnung der Leiterplatten 3 vorgesehen sind, eingreifen können. Gegebenenfalls können auch Paßstifte 18 bzw. Führungs­ lochungen 17 mit unterschiedlichen Durchmessern und/oder Querschnitten verwendet werden, so daß die Kontaktstreifenplatte 13 nur in den beiden vorgesehenen Adaptierlagen aufsetzbar ist.

Die Breite der Leiterbahnen 14 der Kontaktstreifenplatte 13 ist zweckmäßigerweise kleiner als der geringste Ab­ stand benachbarter Leiterplatten-Anschlußstellen, so daß alle Anschlußstellen während der X-Y-Erfassung durch die Kontaktstreifenplatte 13 kontaktiert werden. Da die Lei­ terplatten-Anschlüsse 3 in der Regel in einem bestimmten Abstandsraster angeordnet sind, ist es auch zweckmäßig, die Leiterbahnen in diesem Abstandsraster anzuordnen.

Fig. 4 läßt noch gut eine Weiterbildung der Erfindung erkennen, nach der zwischen den Leiterbahnen 14 der Kontaktstreifenplatte 13 im Querschnitt etwa dreieck­ förmige Stege 19 aus isolierendem Material vorgesehen sind. Durch diese Stege 19 wird insbesondere auch bei außerhalb eines Rasters liegenden Kontaktnadeln 5 ver­ mieden, daß diese sind, ist es auch zweckmäßig, die Leiterbahnen in diesem Abstandsraster anzuordnen.

Fig. 4 läßt noch gut eine Weiterbildung der Erfindung erkennen, nach der zwischen den Leiterbahnen 14 der Kontaktstreifenplatte 13 im Querschnitt etwa dreieck­ förmige Stege 19 aus isolierendem Material vorgesehen sind. Durch diese Stege 19 wird insbesondere auch bei außerhalb eines Rasters liegenden Kontaktnadeln 5 ver­ mieden, daß diese im Zwischenraum zwischen zwei Leiter­ bahnen 14 zu liegen kommen und dabei entweder keinen Kontakt mit einer Leiterbahn oder aber eine Verbindung benachbarter Leiterbahnen in unerwünschter Weise schafft. Durch die Stege 19 ist somit immer eine eindeutige Zu­ ordnung der Kontaktnadeln 5 zu einer bestimmten Leiter­ bahn der Kontaktstreifenplatte 13 gegeben. Abschließend sei noch erwähnt, daß es sich in der Praxis bei Versuchen gezeigt hat, daß das bisher üblic<

Claims (8)

1. Verfahren zum Prüfen von Leiterplatten, bei dem die Leiterplatten-Anschlußstellen mittels Kontaktnadeln eines Kontaktnadelfeldes kontaktiert werden und vor dem Prüfvorgang elektrische Verbindungen zwischen den Kontaktnadeln und systematisch ange­ ordneten Anschlüssen eines Prüfrechners erstellt und die Kontaktnadeln ihrer Koordinaten erfaßt werden, dadurch gekennzeich­ net, daß zur Zuordnung der Koordinaten der Kontaktnadeln (5) des Kontaktnadel­ feldes (4) zu den Anschlüssen (12) des Prüf­ rechners (2) die Kontaktnadeln (5) nacheinander zeilenweise und dann um 90° versetzt spaltenweise überbrückt werden und die Daten jeweils im Prüfrechner abgespeichert und von diesem den Anschlüssen (12) des Prüfrechners zugeordnet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zeilen- bzw. spaltenweise Über­ brückung der in Reihen liegenden Kon­ taktnadeln (5) jeweils gleichzeitig über die gesamte Nadelfeldfläche erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die elektrischen Verbindungen (11) zwischen den Kontaktnadeln (5) und den An­ schlüssen (12) des Prüfrechners (2) vor dem Koordi­ naten-Zuordnen jeweils von einem freien Kontaktnadel- Anschluß (16) zu einem beliebig anderen, freien Prüf­ rechner-Anschluß (12) vorgenommen werden.

4. Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine mit parallelen Leiterbahnen (14) versehene Kontaktstreifenplatte (13) aufweist, die strei­ fenweise systematische Anschlußverbindungen zu dem Prüfrechner (2) aufweist, daß sich die Kontaktstrei­ fenplatte (13) vor dem Prüfvorgang der Leiterplatten an deren Stelle befindet und dabei mit ihren Leiter­ bahnen (14) entsprechende Reihen von Kontaktnadeln (5) des Nadelfeldes (4) elektrisch leitend berührt und daß die Kontaktstreifenplatte (13) mit ihren Leiterbahnen (14) nacheinander in zwei um 90° zu­ einander in einer Ebene verdrehten Lagen auf das Nadelfeld (4) auflegbar ist.

5. Prüfeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Größe der Kontaktstreifenplatte (13) mindestens der der zu überprüfenden Leiter­ platten (3) entspricht.

6. Prüfeinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Leiterbahnen (14) der Kontaktstreifenplatte (13) kleiner als der geringste Abstand benachbarter Leiterplatten- Anschlußstellen ist und daß die Leiterbahnen (14) im jeweils vorgesehenen Abstandsraster angeordnet sind.

7. Prüfeinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Leiter­ bahnen (14) der Kontaktstreifenplatte (13) Führun­ gen aus isolierendem Material zu den benachbarten Leiterbahnen hin vorgesehen sind, vorzugsweise im Querschnitt etwa dreieckförmige Stege (19).

8. Prüfeinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstreifen­ platte (13) mit Führungsmitteln zum lagerichtigen Halten in den beiden etwa rechtwinklig zueinander liegenden Auflage- bzw. Kontaktierstellungen ver­ sehen ist.