DE3511821C1 - Adaptor for holding printed-circuit boards which are to be tested on both sides - Google Patents
Adaptor for holding printed-circuit boards which are to be tested on both sidesInfo
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Abstract
Description
Bei dem erfindungsgemäßen Adaptersystem ist die mechanische Antriebsvorrichtung getrennt von der eigentlichen an die jeweiligen Prüflinge anzupassenden Adaptereinheit, sie ist also gemeinsam verwendbar für verschiedene an unterschiedliche Prüflinge anzupassende Adaptereinheiten. Die Adaptereinheiten selbst sind im Aufbau sehr einfach und enthalten nur noch diejenigen Bauteile, die für die Anpassung an unterschiedliche Prüflinge unbedingt nötig sind, nämlich nur noch die Aufnahmevorrichtung für die zu prüfende Leiterplatte und die zu beiden Seiten davon verschiebbar angebrachten Kontakträgerplatten, auf denen die für den jeweiligen Prüfvorgang nötigen Kontaktnadeln in dem gewünschten Muster angebracht sind. Alle mechanischen Antriebsteile sind in der davon getrennten Antriebseinheit untergebracht. Dadurch ist ein erfindungsgemäßes Adaptersystem sehr einfach und billig aufbaubar und vor allem auch sehr schnell auf unterschiedliche Prüflinge umrüstbar, da nur die einfach aufgebaute und billig herstellbare Adaptereinheit ausgewechselt werden muß, was ohne Eingriff in die elektrische Verdrahtung allein durch Herausnahme der Adaptereinheit aus der Antriebseinheit und Neueinsetzen der anderen Adaptereinheit und Einstecken ihrer an der Rückseite angebrachten Kontaktleisten in die zugeordneten genorni (en Kontaktleisten der Meßanlage geschieht. Damit kann das Umrüsten einer solchen Anlage erstmals auch vollautomatisch über einen Automaten erfolgen, da ja nur die Adaptereinheiten umgesteckt werden müssen und kein Eingriff mehr in den elektrischen oder mechanischen Aufbau des Adapters für die Umrüstung nötig ist. Da die erfindungsgemäße Adaptereinheit nur die für die jeweiligen Prüflinge nötigsten anzupassenden Bauteile umfaßt, als sehr einfach und billig herstellbar ist, können für die verschiedensten Prüfling solche Adaptereinheiten auf Lager gehalten werden und so eine automatische Meßanlage sehr schnell auf neue Prüfarbeiten umgestellt werden. Selbstverständlich kann auch die Adaptereinheit selbst sehr einfach auf neue Prüflinge umgerüstet werden, da nur die Kontaktträgerplatten, die mit den zugehörigen Kontaktblöcken der Schnittstelle fest verdrahtet sind, gegen andere ausgewechselt werden müssen, während der sonstige mechanische Aufbau der Adaptereinheit beibehalten werden kann. In the adapter system according to the invention, the mechanical drive device is separate from the actual adapter unit to be adapted to the respective test objects, it can therefore be used together for different to different test objects adapter units to be adapted. The adapter units themselves are very simple in structure and only contain those components that are necessary for adaptation to different DUTs are absolutely necessary, namely only the receiving device for the PCB to be tested and the one attached to both sides of it so that it can be moved Contact carrier plates on which the contact needles required for the respective test process are attached in the desired pattern. All mechanical drive parts are housed in the separate drive unit. This is an inventive Adapter system can be set up very easily and cheaply and, above all, very quickly Can be converted to different test items, since only the simply constructed and cheap manufacturable adapter unit must be replaced, which without interfering with the electrical Wiring simply by removing the adapter unit from the drive unit and reinserting the other adapter unit and plugging it into the rear attached contact strips in the assigned genorni (en contact strips the measuring system happens. This is the first time that such a system can be converted take place fully automatically via a machine, since only the adapter units are plugged in must be and no more interference in the electrical or mechanical structure of the adapter is necessary for the conversion. Since the adapter unit according to the invention includes only those components to be adapted that are most necessary for the respective test items, as is very easy and cheap to manufacture, can be used for a wide variety of test items such adapter units are kept in stock and so an automatic measuring system can be changed over to new test work very quickly. Of course you can too the adapter unit itself can be retrofitted very easily for new test items, since only the contact carrier plates with the associated contact blocks of the interface are hard-wired, must be swapped for others, while the rest mechanical structure of the adapter unit can be retained.
Die Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. The invention is illustrated below with reference to a schematic drawing explained in more detail using an exemplary embodiment.
Die Figur zeigt schematisch einen Adapter zur Aufnahme einer von beiden Seiten elektrisch zu prüfenden Leiterplatte 1, der an der Frontseite einer schematisch angedeuteten Meßanlage 2 angebracht ist. Die Meßanlage ist in einem größeren mit verschiedenen Meßinstrumenten bestückten Gestellrahmen untergebracht. The figure shows schematically an adapter for receiving one of both sides to be electrically tested circuit board 1, the one on the front side schematically indicated measuring system 2 is attached. The measuring system is in one housed larger rack frames equipped with various measuring instruments.
Auf der Frontseite der Meßanlage 2 steht ein Ablagetischc 3 nach vorne ab, in dessen hinteren Randbereich 4 genormte elektrische Kontaktbuchsen angebracht sind, die ins Innere der Meßanlage führt und die Schnittstelle zwischen Adapter und Meßanlage darstellen. Oberhalb diese Ablagetisches 3 ist an der Frontseite der Meßanlage eine Antriebseinheit 5 befestigt, die als Vorbau über den Tisch 3 ausgebildet ist und zwei nach unten abstehende Druckarme 6 und 7 aufweist. An diesen Druckarmen 6 und 7 sind jeweils schmale Druckplatten 8 und 9 angebracht, die mit der auf dem Tisch 3 abgestellten eigentlichen Adaptereinheit 10 zusammenwirken.On the front of the measuring system 2 there is a storage table 3 to the front from, in the rear edge area 4 standardized electrical contact sockets attached that leads into the interior of the measuring system and the interface between the adapter and display the measuring system. Above this storage table 3 is on the front of the A drive unit 5 is attached to the measuring system and is designed as a stem above the table 3 and has two downwardly projecting pressure arms 6 and 7. On these pressure arms 6 and 7 are each narrow pressure plates 8 and 9 attached, which with the on the Table 3 parked actual adapter unit 10 interact.
Die Antriebseinheit 5 umfaßt einen elektromagnetisch gesteuerten doppelt wirkenden Druckluftzylinder, der mit seiner Kolbenstange 12 einer linear verschiebbar gelagerten Zahnstange 13 zusammenwirkt und diesc in Richtung des eingezeichneten Doppelpfeiles verschiebt. Parallel zur Zahnstange 13 ist gegenüberliegend eine zweite Zahnstange 14 linear verschiebbar gelagert und zwischen den gegenüberliebenden Zahnstangen 13 und 14 ist ein damit kämmendes Zahnritzel 15 angebracht, so daß die beiden Zahnstangen 13 und 14 über den Motor 11 jeweils gegenläufig im Sinne der eingezeichneten Doppelpfeile horizontal über dem Tisch 3 verschiebbar sind. Anstelle des Druckluftzylinders könnte natürlich jeder andere Motor 11 verwendet werden, beispielsweise auch ein Elektromotor, sofern am Prüfplatz keine Druckluft zur Verfügung steht. An den Enden der beiden gegenläufig horizontal verschiebbaren Zahnstangen 13 und 14 sind die nach unten abstehenden Druckarme 6 und 7 befestigt, die somit über den Motor 11 synchron aufeinander zu und voneinander weg verschiebbar sind. Die gesamte Antriebseinheit 5 ist auf einem Rahmen befestigt, der vorzugsweise einseitig über ein Scharnier seitlich wegschwenkbar am (,gestell der Meßanlage befestigt ist. Damit kann die gesamte Antriebseinheit von der Frontseite der Meßanlage so weit ausgeschwenkt werden, daß die im Bereich des Adapters vorgesehenen Frontgeräte-Einschübe der Meßanlage frei zugänglich sind. The drive unit 5 comprises an electromagnetically controlled double-acting compressed air cylinder, which with its piston rod 12 is a linear slidably mounted rack 13 cooperates and diesc in the direction of the shown Double arrow moves. Parallel to the rack 13 is a second opposite Rack 14 mounted so as to be linearly displaceable and between the opposing racks 13 and 14 a meshing pinion 15 is attached so that the two racks 13 and 14 via the motor 11 in opposite directions in the sense of the double arrows shown can be moved horizontally over the table 3. Instead of the air cylinder could of course any other motor 11 can be used, for example also an electric motor, if no compressed air is available at the test station. At the ends of the two Racks 13 and 14 which are horizontally displaceable in opposite directions are the downwards protruding pressure arms 6 and 7 attached, which are thus synchronous to each other via the motor 11 can be moved towards and away from each other. The entire drive unit 5 is open attached to a frame, which can preferably be pivoted away on one side via a hinge is attached to the (, frame of the measuring system. This means that the entire drive unit be swiveled out from the front of the measuring system so far that the in the area of the adapter Measuring system are freely accessible.
Die eigentliche Adaptereinheit 10 besteht aus einer Grundplatte 16, die an ihrer Rückseite 18 die mit den Schnittstellenkontakten der Meßanlage verbindbaren Kontaktleisten trägt. Von der Grundplatte 16 stehen nach oben zwei Seitenrahmen 19 und 20 ab, die an der Grundplatte befestigt sind und zur Führung der eigentlichen Kontaktträgerplatten 21, 22 dienen, die auf ihren der zu messenden Leiterplatte 1 gegenüberliegenden Innenseite in der gewünschten Anordnung dünne in sich federnde Kontaktnadeln 23 tragen. Die Kontaktträgerplatten sind an den entsprechenden Rahmenteilen befestigt, die an ihren diametral gegenüberliegenden Ecken über Linear-Schiebebuchsen 24 an den feststehenden Seitenrahmen 19, 20 verschiebbar geführt sind. Mit den axial nach außen über die Seitenrahmen 19 und 20 überstehenden Enden dieser Schiebebuchsen 24 wirken die Enden der Druckplatten 8 und 9 zusammen. Durch Druckfedern, die den Schiebebuchsen 24 zugeordnet sind, werden die Kontaktträgerplatten 21, 22 jeweils in Richtung nach außen von der Leiterplatte 1 in die Ruhestellung vorgespannt. Zwischen den aufeinander zu und durch die Druckfedern voneinander weg in die Ruhestellung vorgespannten Kontaktträgerplatten 21, 22 ist an der Grundplatte 16 die umrüstbare Aufnahmevorrichtung 25 für die zu prüfende Leiterplatte 1 angebracht. An der nicht sichtbaren, der Frontplatte der Meßanlage 2 zugewandten Seite dieser Aufnahmevorrichtung 25 ist die Kontaktleiste für die zu prüfende Leiterplatte 1 angebracht. The actual adapter unit 10 consists of a base plate 16, which can be connected to the interface contacts of the measuring system on its rear side 18 Contact strips carries. Two side frames are upward from the base plate 16 19 and 20, which are attached to the base plate and to guide the actual Contact carrier plates 21, 22 are used, which on their the printed circuit board to be measured 1 opposite inside in the desired arrangement thin in itself resilient Wear contact pins 23. The contact carrier plates are on the corresponding frame parts fastened at their diametrically opposite corners via linear sliding sleeves 24 are slidably guided on the stationary side frame 19, 20. With the axial outwardly over the side frames 19 and 20 protruding ends of these sliding sleeves 24 the ends of the pressure plates 8 and 9 cooperate. By compression springs that the Sliding sleeves 24 are assigned, the contact carrier plates 21, 22 are respectively biased in the outward direction from the circuit board 1 in the rest position. Between towards each other and away from each other by the compression springs into the rest position pretensioned contact carrier plates 21, 22 is the convertible on the base plate 16 Receiving device 25 for the printed circuit board 1 to be tested is attached. Not at that visible, the front plate of the measuring system 2 facing side of this receiving device 25 the contact strip for the printed circuit board 1 to be tested is attached.
Die Adaptereinheit 10 kann im herausgenommenen Zustand sehr leicht auf unterschiedliche Prüflinge 1 umgerüstet werden, dazu ist es lediglich nötig, eine für die jeweilige Leiterplatte 1 geeignete Aufnahmevorrichtung 25 einzubauen und in die aufeinander zu verschiebbaren Rahmen 26, 27 geeignete Kontaktträgerplatten 21, 22 einzusetzen, die auf ihrer Innenseite die für die jeweilige Leiterplatte 1 nötige Verteilung von Kontaktnadeln aufweist. Die auf der Rückseite der Kontaktträgerplatten 21, 22 weggeführten Verbindungsleitungen der Kontaktnadeln werden in dem Raum zwischen den Kontaktträgerplatten 21, 22 und den zugehörigen Seitenrahmen 19 und 20 nach unten in den Raum der Grundplatte 16 geführt und von dort zu den an der Rückseite 18 der Grundplatte angebrachten Schnittstellen-Kontaktleisten. The adapter unit 10 can be removed very easily be converted to different test items 1, it is only necessary to to incorporate a receiving device 25 suitable for the respective circuit board 1 and in the frames 26, 27 which can be moved towards one another, suitable contact carrier plates 21, 22 to be used on the inside for the respective circuit board 1 has the necessary distribution of contact needles. The one on the back of the contact carrier plates 21, 22 lead away connecting lines of the contact needles are in the space between the contact carrier plates 21, 22 and the associated side frames 19 and 20 after guided down into the space of the base plate 16 and from there to the on the back 18 interface contact strips attached to the base plate.
Ein so für eine bestimmte Leiterplatte ausgerüstete Adaptereinheit wird dann einfach zwischen die Druckplatten 8 und 9 der an der Meßanlage befestigten Antriebseinheit 5 eingeschoben bis die Schnittstellen-Kontaktleisten am hinteren Rand der Grundplatte 16 in die entsprechenden Kontakte der Meßanlage einrasten. Die Adaptereinheit 10 wird dann an dem Tisch durch eine geeignete Rasteinrichtung in dieser Stellung festgelegt. An adapter unit equipped in this way for a specific circuit board is then simply attached between the pressure plates 8 and 9 of the measuring system Drive unit 5 pushed in until the interface contact strips on the rear Snap the edge of the base plate 16 into the corresponding contacts on the measuring system. The adapter unit 10 is then attached to the table by a suitable latching device set in this position.
Zum Prüfen einer Leiterplatte 1 wird diese senkrecht stehend von vorne in die Aufnahmevorrichtung 25 eingeschoben, bis sensorgesteuerte Paßführungsstifte einrasten. Die Kontaktträgerplatten 21, 22 sind solange noch durch die Druckfedern voneinander weggedrückt.To test a circuit board 1, it is standing vertically from the front inserted into the receiving device 25 until sensor-controlled alignment pins click into place. The contact carrier plates 21, 22 are still held by the compression springs pushed away from each other.
Dieses Einsetzen der Adaptereinheit und auch das Einsetzen der zu prüfenden Leiterplatte in den Adapter kann auf einfache Weise über einen Automaten erfolgen.This insertion of the adapter unit and also the insertion of the to circuit board under test in the adapter can easily be via a machine take place.
Zur Ausführung eines elektrischen Prüfvorganges wird der Motor 11 eingeschaltet, der über den Zahnstangenantrieb die beiden Druckplatten 8 und 9 synchron aufeinander zu verschiebt. Die Enden der Druckplatten 8 und 9 drücken hierbei auf die überstehenden Enden der Schiebebuchsen 24, so daß über diese entgegen der Kraft der Druckfedern die Kontaktträgerplatten 21, 22 in Richtung aufeinander zu und auf die gegenüberliegenden Oberflächen der zu prüfenden Leitplatte 1 verschoben werden, bis die Kontaktnadeln an den ausgewählten Prüfpunkten der zu prüfenden Leiterplatte zur Anlage kommen. Dann wird über die Meßanlage der eigentliche elektrische Prüfvorgang der Leiterplatte durchgeführt, nach Abschluß wird der Motor 11 in der entgegengesetzten Richtung angetrieben, die Druckplatten 8 und 9 werden damit wieder synchron voneinander weg bewegt und die Kontaktträgerplatten 21, 22 werden über die Druckfedern von der zu messenden Leiterplatte 1 abgehoben. Die Leiterplatte kann dann herausgenommen und durch den nächsten Prüfling ersetzt werden. To carry out an electrical test process, the motor 11 switched on, the two pressure plates 8 and 9 synchronously via the rack and pinion drive shifts towards each other. The ends of the pressure plates 8 and 9 press on here the protruding Ends of the sliding sleeves 24 so that over this against the force of the compression springs, the contact carrier plates 21, 22 in the direction of one another moved to and on the opposite surfaces of the guide plate 1 to be tested until the contact needles at the selected test points of the printed circuit board to be tested come to the plant. The actual electrical test process is then carried out via the measuring system the circuit board carried out, after completion, the motor 11 is in the opposite Direction driven, the printing plates 8 and 9 are thus again synchronized with each other moved away and the contact carrier plates 21, 22 are on the compression springs of the to be measured printed circuit board 1 lifted. The circuit board can then be removed and replaced by the next test item.
Bei der elektrischen Prüfung solcher Leiterplatten ist es oftmals auch wünschenswert, nicht nur auf der Oberseite der Leiterplatten elektrische Messungen durchzuführen sondern unmittelbar an der Kontaktleiste der Leiterplatte. It is often the case with electrical testing of such circuit boards also desirable not only on the top of the circuit board electrical measurements to be carried out directly on the contact strip of the circuit board.
In diesem Fall ist es vorteilhaft, im hinteren Bereich der Adaptereinheit unmittelbar gegenüber der die Leiterplatte 1 aufnehmenden Kontaktleiste eine zusätzliche verschiebbare schmaler als die Kontaktträgerplatten 21, 22 ausgebildete Kontaktträgerleiste vorzusehen, die wiederum in einer gewünschten Verteilung Kontaktnadeln trägt. Diese Kontaktträgerleiste ist wiederum durch geeignete axiale Führungseinrichtungen an der Adaptereinheit 10 verschiebbar gelagert, und zwar senkrecht zu dem Verschiebeweg der Kontaktträgerplatten 21, 22, also von hinten in Richtung auf die Kontaktleiste der Leiterplatte 1 zu und von dieser weg. Die Verschiebung dieser Kontaktträgerleiste erfolgt durch einen gesonderten vorzugsweise wiederum pneumatischen Antrieb, der an der Antriebseinheit 5 angebracht ist. Bei richtig eingesetzter Adaptereinheit 10 kommt diese nicht dargestellte verschiebbare Kontaktträgerleiste in Anlage an der zusätzlichen ebenfalls nicht dargestellten Antriebsvorrichtung der Antriebseinheit 5 und kann so dann in die Meßstellung verschoben werden, in welcher ihre Kontaktnadeln an den Kontakten der Kontaktleiste der Leiterplatte 1 zur Anlage kommen. In this case it is advantageous to be in the rear area of the adapter unit directly opposite the contact strip receiving the printed circuit board 1 an additional one slidable contact carrier strip which is narrower than the contact carrier plates 21, 22 to be provided, which in turn carries contact needles in a desired distribution. These Contact carrier strip is in turn on by suitable axial guide devices the adapter unit 10 is mounted displaceably, namely perpendicular to the displacement path of the contact carrier plates 21, 22, that is to say from the rear in the direction of the contact strip the circuit board 1 to and away from this. The displacement of this contact carrier strip takes place by a separate preferably again pneumatic drive, the is attached to the drive unit 5. With correctly inserted adapter unit 10 this displaceable contact carrier strip, not shown, arrives in the plant the additional drive device, also not shown, of the drive unit 5 and can then be moved into the measuring position in which your contact needles come to rest on the contacts of the contact strip of the circuit board 1.
Zum Ausgleich der Druckkräfte bei ungleichmäßiger Verteilung der Kontaktnadeln auf den Kontaktträgerplatten können zusätzliche nicht dargestellte Druckausgleichselemente auf den Kontaktträgerplatten vorgesehen sein. Für eine exakte Führung der Kontaktträgerplatten in Bezug auf die zu prüfende Leiterplatte können zwischen der Aufnahmevorrichtung 25 für die Leiterplatte und diesen Kontaktträgerplatten 21, 22 noch entsprechende Führungslager vorgesehen sein, außerdem sind zwischen der zu prüfenden Leiterplatte und den ihr zugeordneten Kontakträgerplatten noch zusätzliche Paßführungsstifte vorgesehen, denen Sensoren zugeordnet sind. Wenn die senkrecht stehend von vorne in die Aufnahmevorrichtung 25 eingeschobene Leiterplatte 1 ihre richtige Meßstellung erreicht, rasten die sensorgesteuerten Paßführungsstifte in entsprechende Bohrungen der Leiterplatte 1 ein. Da bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die zu prüfende Leiterplatte senkrecht stehend von vorne in die Aufnahmvorrichtung 25 eingeschoben wird, eignet sich dieser Adapter besonders gut für eine vollautomatische Roboter-Prüfung, bei welcher die Prüflinge vollautomatisch ohne Bedienungsperson nacheinander zugeführt, geprüft und wieder weggeführt werden. To compensate for the pressure forces in the event of an uneven distribution of the Contact needles on the contact carrier plates can be additional, not shown Pressure compensation elements can be provided on the contact carrier plates. For an exact Can guide the contact carrier plates in relation to the printed circuit board to be tested between the receiving device 25 for the circuit board and these contact carrier plates 21, 22 still be provided corresponding guide bearings, also between the printed circuit board to be tested and the contact carrier plates assigned to it additional alignment pins are provided to which sensors are assigned. If the In a vertical position, the printed circuit board is pushed into the receiving device 25 from the front 1 reaches its correct measuring position, the sensor-controlled alignment pins snap into place into corresponding holes in the circuit board 1. Since the invention Device the printed circuit board to be tested standing vertically from the front into the receiving device 25 is inserted, this adapter is particularly suitable for a fully automatic Robotic testing in which the test items are fully automated without an operator are fed in, checked and removed again one after the other.
Mit dem erfindungsgemäßen Adapter können auch auf einfache Weise nacheinander verschiedene Prüfvorgänge durchgeführt werden. So ist es beispielsweise möglich, verschieden lange federnde Kontaktnadeln auf den Kontaktträgerplatten vorzusehen. Gesteuert durch verschiedene Begrenzungsschalter für die Verschiebung der Kontaktträgerplatten werden für einen ersten Prüfvorgang die beiden Kontaktträgerplatten nur soweit aufeinander zu verschoben, bis die längeren Kontaktnadeln an der zu prüfenden Leiterplatte zur Anlage kommen. Nach Abschluß dieses ersten Prüfvorganges werden die Kontaktträgerplatten dann noch weiter aufeinander zu verschoben, bis auch die etwas kürzeren Kontaktnadeln zur Anlage kommen und dann an zusätzlichen mehreren Prüfpunkten eine Prüfung durchgeführt werden kann. The adapter according to the invention can also be used in a simple manner different test procedures are carried out one after the other. This is how it is, for example possible to provide spring contact needles of different lengths on the contact carrier plates. Controlled by various limit switches for the displacement of the contact carrier plates the two contact carrier plates are only so far on top of each other for a first test process to moved until the longer contact needles on the circuit board to be tested for Plant come. After completion of this first test process, the contact carrier plates then shifted further towards each other until the somewhat shorter contact needles come to the facility and then carry out a test at several additional test points can be.
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