DE4221075A1

DE4221075A1 - Testverfahren und vorrichtung mit kontinuierlicher bewegung fuer verbundene elektrische schaltungen

Info

Publication number: DE4221075A1
Application number: DE4221075A
Authority: DE
Inventors: Richard I Mellitz; Michael V Dowd
Original assignee: Digital Equipment Corp
Current assignee: Digital Equipment Corp
Priority date: 1991-06-26
Filing date: 1992-06-26
Publication date: 1993-01-07
Also published as: US5596283A; JPH05196681A

Description

Die Vorliegende Erfindung betrifft ganz allgemein ein elek trisches Testverfahren und eine Vorrichtung, und insbesondere ein elektrisches Testverfahren und eine Vorrichtung, die eine Testsonde zum Messen einer elektrischen Charakteristik ver wendet, die Knoten zugeordnet ist, die auf einem Substrat bzw. einer Unterlage liegen, wie z. B. einer gedruckten Leiter platte.

Gegenwärtig gibt es zwei Lösungswege zum Testen der Funktion und Qualität von elektrischen Verbindungen auf gedruckten Leiterplatten (PWB = printed wiring board). Eine erste Lösung basiert auf einem Nagelbett-Tester (BON = Bed of Nails). Ein BON-Tester verwendet eine große Anzahl von Teststiften bzw. Pins, die mit der zu testenden Leiterplatte gleichzeitug ver bunden sind, um einen schnellen Test durchführen zu können, der für Massenherstellung gut geeignet ist. BON-Tester sind jedoch auf produktspezifische, kundenspezifische Test-Aus stattungen angewiesen, die eine bedeutende Investition von sowohl Entwicklungszeit als auch Geld erfordern. Auch wird, da die Abmessungen der Schaltungsmerkmale bzw. der Schal tungsbestandteile kleiner werden, die BON-Ausstattung und das Testen zunehmend schwierig. Gegenwärtig liegt eine untere Grenze für den Abstand der Schaltungsbestandteile, die zuver lässig durch den BON-Tester getestet werden können, bei unge fähr 0,025 Inches (ein Inch = 2,54 cm). Ein Abstand der Schaltungsbestandteile unter 0,025 Inches kann manchmal durch den BON-Tester für kleine Abschnitte eines zu testenden Pro dukts noch bedient werden, aber nur unter zusätzlichem Auf wand. Des weiteren wird mit sich entwickelnder Technologie der Schaltungsherstellung die Lücke zwischen den Testanforde rungen des Substrats und den BON-Möglichkeiten zweifellos größer werden.

Als Antwort auf die Nachteile von BON-Testern wurden Flugson den-Tester (flying probe testers) entwickelt. Wie in Fig. 1 dargestellt, verwendet ein Flugsonden-Tester ein Bewegungssy stem, um mindestens eine Testsonde 1 zu Schaltungs-Knoten 2 auf einer zu testenden Leiterplatte zu bewegen. Wie durch den Pfeil (A) gezeigt wird, besteht ein Testzyklus aus dem Abhe ben der Sonde 1 von der Leiterplatte, dem Bewegen der Sonde 1 zu einer Position über einem nächsten zu testenden Schal tungsknoten, dem Absenken der Sonde 1, um den Knoten 2 zu kontaktieren, und dem Durchführen einer elektrischen Messung.

Ein Vorteil des Flugsonden-Testers besteht darin, daß keine spezialgefertigte, produktspezifische Ausstattungen benötigt werden. Ein Steuerprogramm, das die Sonde 1 lenkt, kommt ty pischerweise automatisch von einer Leiterplatten-CAD-Daten bank (CAD = computer aided design = rechnergestützter Ent wurf). Ein weiterer Vorteil des Flugsonden-Testers besteht darin, daß Schaltungsbestandteile mit einem Abstand von 0,004 Inches und kleiner zuverlässig getestet werden können.

Ein wesentlicher Nachteil des Flugsonden-Testers ist jedoch die bedeutende Zeitspanne, die zum Testen einer komplexen Leiterplatte erforderlich ist. Während jedes Meßzyklus ver bringt der Flugsonden-Tester eine bedeutende Zeitspanne da mit, darauf zu warten, daß das Bewegungssystem sich bewegt, stoppt und aufsetzt. Dabei gibt es drei Bewegung-Stop-Auf setz-Verzögerungen während jedes Meßzyklus, weshalb Flugson den-Tester mehrere zehn Minuten brauchen können, um eine Lei terplatte zu testen, wozu ein BON-Tester nur ein paar Minuten braucht.

Im U.S. Patent Nr. 45 65 966, erschienen am 21. Januar 1986 und betitelt "Method and Apparatus for Testing of Electrical Interconnection Networks" von Burr und Co., wird ein Testsy stem vom Flugsondentyp beschrieben. Eine erste Sonde bzw. ein Meßfühler bzw. eine Meßspitze wird bis zum Kontakt mit dem Netzwerk abgesenkt und die Kapazität des Netzwerks wird be züglich einer Referenzebene gemessen. Die Kapazitätsmessung detektiert offene Schaltkreis- und Kurzschluß-Zustände des Netzwerks. Als nächstes wird eine zweite Sonde bis zum Kon takt mit einem anderen Teil des Netzwerks abgesenkt und eine Widerstandsmessung zwischen den zwei Sonden wird durchge führt. Die Kapazitätswerte für ein Netzwerk können berechnet werden, obwohl gemäß einer vorzuziehenden Lösung die Kapazi tätswerte durch direkte Messungen auf einer Leiterplatte ohne Defekte ermittelt werden können.

Der von Burr usw. eingeschlagene Weg erfordert, daß die Son den von der Leiterplatte abgehoben, in eine neue Position be wegt und abgesenkt werden, um ein zu testendes Netzwerk zu kontaktieren. Als solches leidet dieses System gemäß dem Stand der Technik an dem oben erwähnten Nachteil, der dem Flugsondenweg beim Leiterplatten-Testen innewohnt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Testverfahren und eine Vorrichtung für ein elektrisches Netzwerk bereitzustellen, die die Probleme gemäß dem Stand der Technik überwinden, und insbesondere ein schnelles Testen von Leiterplatten mit geringen Abständen der zu testenden Strukturen auf der Leiterplatte ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 14 oder durch die Testsonde nach Anspruch 35 bzw. durch das Verfahren nach Anspruch 8 oder nach Anspruch 30 gelöst.

Demnach wird das Testen einer Vielzahl von Knoten erfindungs gemäß während einer kontinuierlichen Bewegung einer Testsonde erreicht.

Der erfindungsgemäße Leiterplatten-Tester kann fortlaufend an jedem Knoten aus einer Vielzahl von benachbarten Knoten eine Kapazitanz bzw. Ladungskapazität während einer Zeit messen, in der die Testsonde in kontinuierlicher Bewegung relativ zur Leiterplatte ist.

Weiterhin kann der erfindungsgemäße Tester die Kapazität bzw. kapazitive Impedanz, den Abschluß-Widerstand und die schal tungsinternen Charakteristiken mit einer sich in Kontakt oder nicht-in-Kontakt befindenden Sonde messen, die in kontinuier licher Bewegung ist.

Ein elektrisches Testverfahren gemäß der Erfindung bzw. die zugehörige Vorrrichtung zur Durchführung des Verfahrens um faßt zur Bestimmung einer elektrischen Charakteristik eines Knoten, der auf einer Oberfläche eines Substrats liegt einen ersten Schritt zur Erzeugung einer relativen Bewegung zwi schen einer Sonde und der Oberfläche des Substrats und einen zweiten Schritt zum Messen der elektrischen Charakteristik während einer Zeit, in der es eine relative Bewegung zwischen der Sonde und der Oberfläche des Substrats gibt.

In einer Ausführungsform der Erfindung mißt der Schritt zum Messen die Ladungskapazität und in einer anderen Ausführungs form mißt der Schritt zum Messen direkt die Kapazitanz. Mes sungen der Impedanz, des Widerstands und der schaltungsinter nen elektrischen Charakteristiken liegen ebenfalls im Bereich der Erfindung.

Der Schritt zur Erzeugung relativer Bewegung enthält in einer Ausführungsform der Erfindung die Schritte in denen das Sub strat stationär gehalten wird, während die Sonde bewegt wird. In einer anderen Ausführungsform der Erfindung enthält der Schritt der Erzeugung relativer Bewegung die Schritte, in denen die Sonde stationär gehalten wird, während das Substrat bewegt wird.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen, Anwendungsmöglichkei ten und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind den Unteran sprüchen und der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungs formen der Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigt

Fig. 1 eine Vielzahl von Meßzyklen eines Flugsonden-Testers gemäß dem Stand der Technik;

Fig. 2 eine Vielzahl von Meßzyklen eines Testers in kontinu ierlicher Bewegung bzw. eines Dauerbewegungstesters, der gemäß der Erfindung konstruiert und betrieben wird;

Fig. 3 ein einfaches Blockdiagramm des Dauerbewegungstesters der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 eine Aufsicht auf eine Leiterplatte, die eine Vielzahl von freien Chipplätzen zeigt, wobei einige davon durch ein leitendes Netzwerk miteinander verbunden sind;

Fig. 5 ein Blockdiagramm, das detailgenau den Aufbau des Dau erbewegungstesters der Erfindung zeigt;

Fig. 6 ein Blockdiagramm, das datailgenau den Meßsystemblock von Fig. 5 zeigt;

Fig. 7 ein Zeitdiagramm, das den Betrieb des Meßsystemblocks der Fig. 5 und 6 zeigt;

Fig. 8 ein Flußdiagramm, das eine Sequenz von Schritten zeigt, um ein Dauerbewegungstestverfahren der Erfindung zu erreichen;

Fig. 9a eine Ausführungsform einer Testsonde, die zur Bewe gung in jeder Richtung fähig ist; und

Fig. 9b eine andere Ausführungsform einer Testsonde, bei der die Sonde auf eine freitragende Weise befestigt ist.

Fig. 2 zeigt eine Testsonde 1, die linear über eine Vielzahl von Knoten 2 bewegt bzw. verschoben wird, die auf einer Ober fläche eines Substrats liegen. Das Substrat 3 ist typischer weise eine gedruckte Leiterplatte.

In Fig. 2 ist zu sehen, daß der Weg der Bewegung der Sonde 1 dem durch den Pfeil B angedeuteten folgt. Das heißt, daß die Bewegung der Sonde 1 kontinuierlich über die Oberfläche der Leiterplatte geht und in regelmäßiger Folge bestimmte Knoten 2 berührt. Als solches ist der Meßzyklus nicht gemäß dem Stand der Technik zeitweise unterbrochen, sondern wird statt dessen durch das Drüberführen der Sonde 1 über den Knoten 2 durchgeführt.

Fig. 4 zeigt eine Aufsicht auf eine exemplarische Leiter platte, die eine Vielzahl von integrierten Schaltungs- oder "Chip-"Plätzen 4 hat, jeder davon enthält eine Anzahl der Knoten 2. Wie gezeigt sind bestimmte Knoten durch einen lei tenden Weg verbunden, der hier auch als Netzwerk bezeichnet wird. Das Netzwerk 5 kann auch eine oder mehrere Durchgangs verbindungen 6 enthalten, um Verlängerungen des Netzwerks 5 zu kontaktieren, die auf einer anderen Schicht oder Schichten der Leiterplatte angeordnet sind. In diesem Zusammenhang kön nen bestimmte innere Schichten der Leiterplatte Leistungs schichten oder Ebenen sein, die elektrisch verbunden sind und als eine Referenzebene während des Tests des Knotens oder der Knoten, die mit dem Netzwerk 5 verbunden sind, benutzt wer den. Auf der dargestellten Leiterplatte sind die Chip-Plätze frei, obwohl es auch im Bereich der Erfindung liegt, eine be stückte Leiterplatte zu testen, indem eine "schaltungsinterne (in-circuit)"-Messung durchgeführt wird.

Fig. 3 zeigt ein vereinfachtes Blockdiagramm eines Testsy stems 10, das gemäß der Erfindung aufgebaut und betrieben wird. Das System 10 enthält einen linearen Translationsan trieb 12, der mit der Sonde 1 verbunden ist, um die Sonde auf die in Fig. 2 gezeigte Weise linear zu bewegen. Ebenfalls mit der Sonde 1 verbunden ist ein Positionssensor 14, der einen Positions-Detektionsausgang hat. Ein Ausgang der Sonde 1 ist in dieser Ausführungsform der Erfindung mit einem Kapazitanz meter 16 verbunden. Das Positions-Detektionssignal ist mit einem Triggereingang bzw. Auslöseeingang des Kapazitanzmeters 16 verbunden. Das Positions-Detektionssignal wird ausgegeben, wenn festgestellt wird, daß die Sonde 1 bei einer Position ist, die von einem der Knoten 2 eingenommen wird. Die Ausgabe des Positions-Detektionssignals bewirkt, daß das Kapazitanz meter eine Kapazitanzmessung durchführt, wobei die Kapazi tanzmessung die Kapazitanz des Netzwerks 5, dem der Knoten 2 zugeordnet ist, anzeigt.

Die gemessene Kapazitanz wird an einen Eingang eines Summier punkts 18 angelegt. Ein zweiter Eingang des Summierpunkts 18 wird von einem Speicher 20 gespeist, der pro Knoten einen früher gemessenen oder berechneten Kapazitanzwert speichert. Der Positions-Detektionsausgang wird auch dem Speicher 20 zum Zugreifen auf eine Stelle bzw. Speicherstelle zugeführt, die dem Knoten zugeordnet ist, der an der detektierten Position liegt. Der Ausgang des Summierpunkts 16 zeigt eine Kapazi tanzdifferenz (Delta C) zwischen dem gemessenen Wert und dem Referenzwert an, der im Speicher 20 gespeichert ist. Dieser Differenzwert wird an einen Vergleicher 22 angelegt, der den Differenzwert mit einem vorbestimmten Grenz- oder Toleranz wert für den Knoten, der sich an der gegenwärtigen Position der Sonde 1 befindet, vergleicht. Der Grenzwert kann eine Konstante sein. Vorzugsweise wird der Grenzwert von einem zweiten Speicher 24 erhalten, der eine Grenze oder Toleranz für jeden der Knoten speichert. In diesem Fall wird der Posi tions-Detektionsausgang auch an den Speicher 24 angelegt, um auf ihn zugreifen zu können. Wenn gewünscht, können die Spei cher 20 und 24 in einem gemeinsamen Speicher kombiniert wer den, wobei ein Teil jeder addressierbaren Speicherstelle den Referenz-Kapazitanzwert speichert, während ein anderer Teil der Speicherstelle die Grenze oder Toleranz speichert, die mit der Referenz-Kapazitanz zusammenhängt. Wenn die Kapazi tanzdifferenz bei einem gegebenen Knoten den Toleranzwert übersteigt, wird ein Fehler-Detektionssignal vom Vergleicher 22 erzeugt.

Die Komponenten innerhalb des gestrichelten Bereichs können alle in einem Datenprozessor oder in einem Meß-Steuerprozes sor enthalten sein, wie in Fig. 5 gezeigt wird.

In Fig. 5 wird eine Ausführungsform des Dauerbewegungstestsy stems 30 der Erfindung gezeigt.

Das System 30 enthält den Meß-Steuerprozessor 32, der mit an deren Komponenten des Systems verbunden ist. Ein Eingang zum Steuerprozessor 32 kommt von einer Datenbank 34 der Leiter plattenbestandteile. Dieser Eingang liefert den Knotenort auf der zu testenden Leiterplatte, wobei die Orte auf ein Leiter platten-x-y-Koordinatensystem bezogen werden. Das System 30 enthält ein Drei-Achsen-Bewegungssystem 36 und eine Bewe gungs-Steuereinrichtung 38. Das Drei-Achsen-Bewegungssystem 36 ermöglicht es, daß die Sonde 1 an jedem Punkt auf oder über der Leiterplatte positioniert werden kann. Jede der drei kontrollierten und gesteuerten Achsen enthält einen Positi ons-Kodierer, der eine vorbestimmte Anzahl von Impulsen pro Bewegungsschritt bzw. Bewegungsinkrement erzeugt. Der Positi ons-Kodierer ermöglicht der Bewegungs-Steuereinrichtung 38, die Richtung, Geschwindigkeit und relative Position von jeder der assoziierten Achsen zu bestimmen. Bewegungsbefehle werden vom Steuerprozessor 32 an die Bewegungs-Steuereinrichtungen 38 geliefert. Die Bewegungs-Steuereinrichtungen 38 sind der art angeordnet, daß für jede Achse eine Bewegungssteuerein richtung vorgesehen ist, der Bewegungsbefehle vom Steuerpro zessor 32 empfängt. Die Bewegungs-Steuereinrichtungen 38 set zen die Bewegungsbefehle in Motorströme 38a um, um einen Mo tor, der mit einer der drei Achsen des Drei-Achsen-Bewegungs systems 36 zusammenhängt, anzutreiben. Positions- und Ko diererrückkoppelsignale 38b werden vom Drei-Achsen-Bewegungs system 36 an die Bewegungs-Steuereinrichtungen 38 geliefert.

In einer Ausführungsform wird ein geteiltes Achsensystem ver wendet, wobei die y-Achse als von einem Tisch unterstützt ge dacht wird und die x-Achse als eine Brücke überquerend ge dacht wird, die über dem Tisch angeordnet ist. Die Leiter platte bewegt sich auf dem Tisch (y-Achse), während die Sonde 1 in der z-Achse angeordnet wird, die wiederum von der oben befindlichen x-Achse getragen wird. Dergestalt erzeugt diese Ausführungsform eine Bewegung sowohl der Sonde 1 als auch der Leiterplatte (PWB).

Das Bewegungssystem enthält auch zwei Auslösezeitpunkt- Steuereinrichtungen 40, jeweils eine für die x- und die y Achse. Jede Auslösezeitpunkt-Steuereinrichtung 40 empfängt Positions-Kodierer-Impulse von der Bewegungs-Steuereinrich tung 38, um die jeweilige Achse zu steuern, wobei den Auslö sezeitpunkt-Steuereinrichtungen 40 erlaubt wird, ständig die Position der Sonde relativ zu ihrer assoziierten Achse zu überwachen. Die Auslösezeitpunkt-Steuereinrichtungen 40 emp fangen auch mittels eines seriellen Eingangs Befehle vom Steuerprozessor 32. Diese Befehle spezifizieren spezielle Ko diererwerte, bei denen ein Triggerimpuls erzeugt und eine Messung durchgeführt werden soll.

Der Triggerimpuls, der von den Auslösezeitpunkt-Steuerein richtungen 40 erzeugt wird, wird zu einer Ladungskapazitäts- Meßschaltung 42 geschickt. Diese Meßschaltung 42 erhält ana loge Meßwerte von der Leiterplatte und wandelt die Meßwerte in einen digitalen Wert um.

In Fig. 6 wird die Meßschaltung 42 detailgenauer gezeigt.

Befehle, die vom Steuerprozessor 32 empfangen wurden, werden einem Befehlsdecodierer 42a zugeführt. Die Befehle spezifi zieren einen Meßbereich, einen Sondenauslöser bzw. Sondensti mulus, der zugeführt werden muß, und eine Anzahl von Messun gen, die pro Knoten-Testpunkt durchgeführt werden sollen. Da bei soll eine spezielle Messung oder ein Meßtestzyklus in un gefähr 18 Mikrosekunden durchgeführt werden, wobei eine si; gnifikante Anzahl von Meßwerten erhalten wird, während die Sonde 1 über einen einzelnen Knoten 2 fährt bzw. gleitet. Die Sonde 1 ist mit einem Sondenauslöser-Digital/Analog-(D/A)- Wandler 42b verbunden, der einen bestimmten analogen Auslöser zur Sonde 1 ausgibt. Bei der Ladungskapazitätsmessung ist je der Auslöseimpuls ein gesteuerter Strom. Verbunden mit einer PWB-Referenzebene ist ein analoger Schaltkreis 42c, der ein Signal empfängt, das als ein Ergebnis des angelegten Auslö seres bzw. der angelegten Anregung erzeugt wird. Der Ausgang des analogen Schaltkreises wird an einen Analog/Digital (A/D)-Wandler 42d angelegt, der den gemessenen Wert in ein digitalen Signal umwandelt. Das digitale Signal wird einem digitalen Datenfilter 42e zugeführt, der einen "besten" Meß wert aus einer Vielzahl von Meßwerten auswählt, wobei dieser "beste Wert" dem Steuerprozessor 32 zugeführt wird. Gegenwär tig wird der größte Wert bzw. der Wert mit der größten Ampli tude als der "beste Wert" ausgewählt, um damit fehlerhafte Ablesungen auszuschließen, die von unterbrochenem oder schwa chem bzw. schlechtem Sondenkontakt herrühren.

Es wird darauf hingewiesen, daß bestimmte Funktionen der Meß schaltung 42 und auch des Steuerprozessors 32 mit einer ört lichen bzw. lokalen Verarbeitungseinrichtung wie etwa einem Mikroprozessor erreicht wird. Die Verwendung des lokalen Pro zessors ermöglicht es, die "beste Wert"-Auswahl in Echtzeit durchzuführen, einschließlich der Abschirmung der niedrigen Meßwerte, die durch Sondenprellen bzw. Sondenstöße und der Glättung der übriggebliebenen Daten verursacht wurden, um die Rauscheffekte zu reduzieren. Der lokale Prozessor kann auch programmiert werden, um die Funktionen der Auslösezeitpunkt- Steuereinrichtungen 40 auszuführen.

Eines oder mehrere Statusbits können dem digitalen Ausgang durch den Statusbitblock 42f zugeführt werden. Diese Status bits werden verwendet, um die Meßqualität oder das Auftreten eines Fehlerzustandes anzuzeigen. Zum Beispiel setzt die Meß schaltung 42 ein Fehler-Statusbit, wenn mehr als ein "Synch"- Impuls vor einer "Daten-Ermittlungs bzw. Daten-Aquirierungs "Operation auftritt. Dieser Zustand zeigt an, daß eine oder mehrere Messungen durch die Meßschaltung durchgeführt wurden, aber daß eine oder mehrere der Messungen vom Steuerprozessor 32 nicht aquiriert bzw. angenommen wurden. Um diesen Zustand abzumildern, können Messungen bzw. Meßwerte durch die Meß schaltung 42 gepuffert bzw. zwischengespeichert werden, um die Kommunikationsrate mit dem Steuerprozessor 32 zu reduzie ren. Der Betrieb der Meßschaltung 42 zur Durchführung einer Serie von Messungen wird vom Trigger-Eingangsblock 42g ausge löst, der ein Trigger-Eingangssignal von den Auslösezeit punkt-Steuereinrichtungen 40 empfängt.

Der Betrieb der Meßschaltung 42 wird auch im Zeitdiagramm von Fig. 7 gezeigt. Für jeden Testpunkt oder Knoten 2 wird der synchronisierende Triggerimpuls von den Auslösezeitpunkt- Steuereinrichtungen 40 erzeugt. Das Auftreten des Triggerim pulses startet bzw. initiiert einen Testzyklus. Wie zu sehen ist, ist jeder Testzyklus in vier Unterzyklen eingeteilt. Diese enthalten einen Meßunterzyklus (A), wobei die Sonde viele Male angeregt wird und der A/D-Wandler 42d eine Anzahl zugeordneter Meßwerte erhält. Ein nächster Unterzyklus wird als Daten-Aquirierungs-Unterzyklus (B) bezeichnet, wobei der beste der Meßwerte vom digitalen Datenfilter 42e zum Steuer prozessor 32 ausgegeben wird. Ein nächster Unterzyklus bzw. Subzyklus ist ein Schreib-Befehl-Unterzyklus (C), wobei der Steuerprozessor 32 die Meßbefehle an den Befehlsdekoder 42a sendet, um die Messungen, die beim nächsten Knoten gemacht werden müssen, zu spezifizieren. Ein Sicherheitsspielraum-Un terzyklus (D) wird bereitgestellt, um es der Sonde 1 zu er möglichen, korrekt positioniert zu werden, bevor der nächste Testzyklus beginnt. Ein Sicherheitsspielraum größer als Null; wird aufrechterhalten, damit die Meßschaltung 42 Programmier- bzw. Setup-Befehle bzw. Setz- oder Einstellbefehle empfangen kann, bevor die nächste Messung angefangen hat, z. B. vor dem nächsten "Synch"-Impuls (Synchronisationsimpuls).

Der Sicherheitsspielraum kann auch als "Extra-Zeit" betrach tet werden. So lange wie die Extra-Zeit bzw. die zusätzliche Zeit andauert, kann die Sonde schneller bewegt werden. Ein Fehlerzustand tritt auf, wenn der Meßunterzyklus (A) anfängt, bevor der Schreib-Befehl-Unterzyklus (C) beendet ist.

In der oben erwähnten, auf einem Mikroprozessor basierenden Meßschaltung 42 können auch der Daten-Aquirierung (B)-Unter zyklus und der Schreib-Befehl (C)-Unterzyklus reduziert oder eliminiert werden. Insofern die Funktionen des Steuerprozes sors 32, der Auslösezeitpunkt-Steuereinrichtungen 40 und der Meßschaltung 42 in einer Einheit dieser Ausführungsform kom biniert werden können, wird der Testzyklus stark reduziert. Dies vergrößert proportional die Bewegungsgeschwindigkeit und die Anzahl der Punkte pro Sekunde, die getestet werden kön nen.

Es wird daran erinnert, daß sich während eines gegebenen Testzyklus und während einer Vielzahl aufeinanderfolgenden Testzyklen, die Sonde 1 in kontinuierlicher Bewegung über bzw. auf der Oberfläche der Leiterplatte befindet.

Gemäß Fig. 5 enthält das System 30 ferner eine Einrichtung zum Ausrichten der Leiterplatte gegenüber dem Meßsystem. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird diese Ausricht-Einrichtung durch ein Bildsystem 44 ausgeführt, das ein Video-Eingangssignal von einer Kamera 46 empfängt. Dieses Bildsystem 44 dient dazu, visuelle Modelle von Schaltungsbe standteilen bzw. Strukturen oder Leiterbahnen und A schlüssen auf der Oberfläche der Leiterplatte zu suchen. Die Modelle dafür werden am Anfang vom Steuerprozessor 32 auf der Basis von Informationen erzeugt, die in der Leiterplattenbestand teil-Datenbank 34 gespeichert sind. Das Bildsystem 44 arbei tet, indem es automatisch diese Merkmale bzw. Bestandteil auf der Leiterplatte lokalisiert und eine Ausrichtungstransforma tion zwischen dem Koordinatensystem der Leiterplatte und dem Koordinatensystem des Bewegungssystems durchführt, wobei die Kamera 46 auf das Koordinatensystem des Bewegungssystems 36 ausgerichtet ist bzw. wird. In einer bevorzugten Ausführungs form des Systems 30 hat die Kamera 46 ein CCD-Bauelement und das Bildsystem 44 ist durch einen Cognex 2000 Vision Prozes sor (VP) ausgeführt.

EICHUNG: Dieses Verfahren braucht nur nach einer Hauptwartung des Systems durchgeführt zu werden, wie z. B. dem Austausch einer Kamera oder einer Bewegungsachse. Die Kamera 46 wird über einem visuellen Merkmal fokusiert, für das dem Bildsy stem 44 eine geometrische Beschreibung zugeführt wird. Dieses Merkmal ist auf dem Bewegungssystem selbst angebracht, und nicht auf dem Substrat. Die Kamera 46 wird dann automatisch zuerst in der X-Richtung und dann in der Y-Richtung bewegt.

Jede Bewegung bewegt das visuelle Merkmal innerhalb des maxi malen Blickwinkels (FOV = field of view) der Kamera 46. Indem man die Pixelorte bzw. Bildelementorte der Kamera 46 bei je dem der drei Schritte bzw. an jedem der drei Orte (vor der Bewegung, nach X und nach Y) und die Länge der X- und Y-Bewe gungen analysiert, werden Transformationen zwischen den Pi xel-Positionen und den Bewegungssystem-Einheiten und -Achsen erzeugt, da die Kamera 46 relativ zu den Bewegungssystem-Ach sen gedreht werden kann.

KAMERA-OFFSET: Eine vorliegende Ausführungsform verwendet ein halbautomatisches Verfahren, um den Offset der Sonde zur Ka mera zu bestimmen. Ein Anwender des Systems lenkt die Sonde 1 zu einem visuellen Merkmal, und dann lokalisiert der Steuer prozessor 32 das gleiche Merkmal mit dem Bildsystem 44. Der X-Y-Offset, in Bewegungssystemeinheiten, wird gespeichert, um zwischen der Sonde 1 und dem zugeordneten Ort der Kamera 46 zu transformieren.

MODELLERZEUGUNG: Die CAD-Datenbank 34 enthält geometrische Beschreibungen und Maße der Schaltungsbestandteile. Drei oder mehr dieser Beschreibungen sind zusammen mit ihren CAD-Koor dinaten in einer Testdatei enthalten, die dem Steuerprozessor 32 zugeführt oder von diesem erzeugt wird. Wenn der Steuer prozessor 32 Testdatei-Befehle ausführt, werden die Beschrei bungen zum Bildsystem 44 gesendet. Ein Programm innerhalb des Visionssystems 44 interpretiert die Beschreibungen und baut daraus ein Bitplanmodell des korrespondierenden Schaltungsbe standteils, wobei das Bitplanmodell von geeigneter Größe und Richtung bzw. Orientierung ist. Eine Bibliothek solcher Mo delle wird beibehalten, so daß häufig verwendete Modelle nicht für jedes Beispiel des Schaltungsbestandteils neu er zeugt werden müssen.

BEWEGUNG: Der Steuerprozessor 32 befiehlt dem Bewegungssy stem, die Kamera 46 über einer geschätzten Position des zu lokalisierenden Schaltungsbestandteils zu positionieren, in dem er die CAD-Koordinaten des Bestandteils und einen ge schätzten CAD-zu-Bewegungssystem-Offset bzw. Versatz verwen det. Falls nötig kann der Anwender die Kamera 46 oder das zu testende Substrat positionieren bzw. neu positionieren, um den Schaltungsbestandteil in den FOV (Blickfeld) der Kamera 46 zu bringen. Der Betrag der Neupositionierung wird vom Steuerprozessor 32 gespeichert. Dies wird für jedes Schal tungsmerkmal, das zur Ausrichtung verwendet wird, wiederholt, obwohl ein Neupositionieren durch den Anwender unnötig wird, wenn das System die Ausrichtung anwendet, die es aus früheren Orten gelernt hat.

MODELLSUCHE: Die Modellsuche verwendet bekannte Techniken, um eine Korrelationssuche innerhalb eines Bildrahmens (image frame) durchzuführen, wobei sie das anwendererstellte Modell verwendet. Dabei wird die Korrelation ausgewählt, die am nächsten beim Mittelpunkt des FOV liegt und die einen minima len Korrelations-Schwellenwert überschreitet.

TRANSFORMATION: Zwei Transformationen werden auf der Basis zugeordneter Felder (matching arrays) bzw. von Vergleichsfel dern der CAD-Koordinatendaten und der Koordinatendaten des Bewegungssystems für jedes Ausrichtungsmerkmal erzeugt. Eine Transformation wandelt CAD-Daten in Bewegungssystemkoordina ten um und wird zur Positionierung der Sonde 1 auf den Schal tungsbestandteilen verwendet. Die andere Transformation er gibt den CAD-Koordinatenort der Sonde 1 über dem Substrat auf der Basis der vorliegenden Bewegungssystem-Koordinaten. Diese Transformationen können auf das ganze zu testende Substrat angewandt werden, oder es müssen, wo ein höherer Grad der Ge nauigkeit erforderlich ist, zusätzliche Ausrichtungsmerkmale verwendet werden, um örtliche Transformationen zu erstellen.

Diese Transformationen kompensieren sowohl Verzerrungen des Substrats als auch Bewegungssystemstörungen, wie etwa nicht orthogonale X-Y-Achsen, Kodierskalierungsfehler, etc.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Steuerprozessor 32 durch einen MicroVAX II der Digital Equip ment Corporation ausgeführt. Zusätzlich zur Steuerung des Be triebs des Testsystems 30 wird der Steuerprozessor 32 off line auch dazu verwendet, Testdateien für kontinuierliche Be wegungen aus der Datenbank 34 der Leiterplattenbestandteile zu erzeugen. Die Testdatei wird optimiert, um die Testzeit zu minimieren. Der Optimierungsprozeß verwendet sowohl Beschleu nigungs- und Geschwindigkeits-Bestimmungen für jede Achse 36 des Bewegungssystems als auch Meß-Aquirierungszeiten, um Kno ten zu Gruppen zu gruppieren und um die Abfolge der Sondenbe wegungen und der Sondenplazierung zu bestimmen, damit die ge samte Testzeit minimiert werden kann. Der Steuerprozessor 32 führt auch ein Eichverfahren in Verbindung mit dem Meßschalt kreis 42 durch. Dieses Eichverfahren wird dazu verwendet, Um wandlungen abzuleiten, um digitale Werte, die vom Meßschalt kreis 42 als Meßwerte für die Netzwerk-Ladungskapazität zu rückgegeben werden, in Kapazitanzwerte umzuwandeln, die typi scherweise in Picofarad ausgedrückt werden.

Für die Ladungskapazitätsmessung hat jedes elektrische Netz werk eine Kapazität oder Kapazitanz, um eine bestimmte La dungsmenge zu speichern. Diese Menge ist im Groben proportio nal zur physikalischen Größe des Netzwerks. Jedes Netzwerk, wie z. B. das Netzwerk 5 in Fig. 4, kann als ein physikali scher Aufbau bzw. eine physikalische Struktur modellmäßig be trachtet werden, die zur Aufnahme einer bestimmten Ladungs menge fähig ist. Wenn die Kapazität der Struktur geringer als erwartet ist, dann ist das Netzwerk wahrscheinlich aufge teilt, was zwei oder mehrere kleinere Strukturen ergibt. Um gekehrt ist, wenn die Struktur mehr Ladung als erwartet hält, das Netzwerk wahrscheinlich an ein anderes Netzwerk ange schlossen und damit kombiniert, um eine größere Struktur zu bilden. Als ein Ergebnis wird der Steurprozessor 32 akti viert, um das Vorkommen eines offenen oder geteilten Netz werks oder eines Netzwerks, das mit einem anderen Netzwerk kurzgeschlossen oder kombiniert wird, zu detektieren.

In diesem Zusammenhang sei bemerkt, daß mehrere Faktoren zur Ladungskapazität oder Kapazitanz eines Netzwerks beitragen. Während die physikalische Größe der bedeutendste Faktor sein kann, gibt es andere, die, basierend auf CAD-Daten, leicht oder schwer quantifiziert werden können.

Wenn eine Kapazitanzmessung verwendet wird, kann die Meß schaltung 42 ein kommerziell erhältliches Bauelement sein, wie z. B. ein von Hewlett Packard hergestelltes, Model No. HP 4278A. In diesem Fall werden die erhaltenen Werte direkt in Kapazitanzeinheiten ausgedrückt.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Systems 30 sind das Bewegungssystem 36, die Bewegungs-Steuereinrichtung 38 und die Auslösezeitpunkt-Steuereinrichtungen 40 Komponenten, die von der Anorad Inc. hergestellt werden. Die Bewegungs-Steuer einrichtungen 38 haben die Modellnummer IAC-186 und die Aus lösezeitpunkt-Steuereinrichtungen 40 sind je ein Modell FD- 186. Die Auslösezeitpunkt-Steuereinrichtungen 40 enthalten einen Linearmotor und einen Glasmaßstab (glass scale), der die Kodierimpulse erzeugt. Die Sonde 1 wird linear und konti nuierlich entlang einer Schiene bzw. einer Führung bewegt und die Kodierimpulse werden umgerechnet auf die Entfernung der Sonde 1 in Relation zum Schienenende.

Im Betrieb wird die Sonde 1 präzise an einem Ort auf der Lei terplatte positioniert. Diese Plazierung wird automatisch durch das Drei-Achsen-Bewegungssystem 36 und die Bewegungs- Steuereinrichtung 38 errreicht, die durch Positionsinforma tion angetrieben wird, die von der Datenbank 34 und vom Aus gang des Bildsystems 44 erhalten wird. Nach der Positionie rung berührt die Sondenspitze die Oberfläche der Leiter platte. Die Sonde wird dann linear über die Oberfläche der Leiterplatte bewegt und kontaktiert in Folge eine Vielzahl von Knoten 2. Zum Beispiel wird die Sonde 1 in Fig. 4 anfäng lich bei Punkt A positioniert und wird linear bewegt, um die mit B bezeichnete Gruppe von Knoten zu kontaktieren. Nach der Durchführung dieser Gruppe von Messungen wird die Sonde 1 bei Punkt C neu positioniert und wird linear bewegt, um die mit D bezeichnete Gruppe von Knoten zu kontaktieren, etc. Insoweit die Startpositions-Koordinaten der Sonde 1 bekannt sind, wird eine Verschiebung der Sonde von der anfänglichen Startposi tion mit den bekannten Positionen der Knoten verglichen. Die Auslösezeitpunkt-Steuereinrichtungen 40 erzeugen dann ein Triggersignal, wenn festgestellt wird, daß die Sondenposition mit der Position eines speziellen Knotens 2 zusammenfällt. Die Auslösezeitpunkt-Steuereinrichtungen 40 sind fähig, bis zu 2000 Synchronisations-Triggerimpulse pro Sekunde zu erzeu gen.

Fig. 9a zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Sonde 1, die einen Sondenkörper enthält, der einen rollenden Ball 1a an der Spitze hat, der die Leiterplatte kontaktiert. Die Sonde 1 wird vertikal in einer lotrechten Weise zur Leiter platte angeordnet. Eine Sondenkörper-Fassung 1b enthält einen federbelasteten Mechanismus 1c, der eine variable Vorlast- Einstellung besitzt. Diese Ausführungsform der Sonde 1 ist dadurch vorteilhaft, daß der rollende Ball 1a eine Bewegung in alle Richtungen über die Oberfläche erlaubt. Der Durchmes ser des Balls bzw. der Kugel 1a wird in bezug auf die Größe der zu kontaktierenden Bestandteile und in bezug auf die Ab stände zwischen den Bestandteilen ausgewählt, so daß während einer gegebenen Messung der Ball 1a nur einen Knoten kontak tiert. Es wird angemerkt, daß der rollende Ball 1a für einen Betrieb nicht erforderlich ist, bei dem jede glatte, rei bungsarme Spitze verwendet werden kann. Andere geeignete Son denausführungsformen enthalten, wie in Fig. 9b zu sehen, eine freitragende Testsonde, in der Konstruktion ähnlich einer Schallplattennadel, wobei die Sondenspitze der Nadel ent spricht. Die Sonde 1 in dieser Ausführungsform enthält ein Körperteil 1d und eine Sondenspitze 1e, die in freitragender Weise auf einer flexiblen Verlängerung 1f des Körperteils 1d befestigt bzw. angeordnet ist. Es liegt auch im Bereich der Erfindung, eine nicht-kontaktierende Sonde zur leitenden Kopplung eines zu testenden Knotens zu verwenden.

Entsprechend eines Verfahrens der Erfindung, wie in Fig. 8 gezeigt, werden die folgenden Schritte ausgeführt:

A. Bestimmen, oder Erlernen, eines Werts einer Kapazitanz oder Ladungskapazität für alle zu testenden Knoten auf der Leiterplatte;
B. Gleiten der Sonde über alle zu testenden Knoten auf der Leiterplatte, während die Sonde mit der Leiterplatte und den zu testenden Knoten in Kontakt gehalten wird;
C. Während des Gleitens der Sonde über alle Knoten wird eine Positions-Synchronisationseinheit betrieben, um die Meßein heit zu der Zeit zu triggern, zu der sich die Sonde in Kon takt mit jedem zu testenden Knoten befindet; und
D. Analysieren der gemessenen Werte von jedem Testknoten, um die Leiterplatten-Verbindungen zu verifizieren.

Wenn die Messung einer gegebenen Gruppe von Knoten vollstän dig ist, wird entweder die Leiterplatte oder die Sonde 1 auf eineandere Gruppe von Knoten (Schritt E) neu positioniert und die Schritte B-D werden wiederholt.

Bei Betrachtung des Schritts A können die Werte durch das Analysieren der CAD-Daten für die Größe und Konfiguration je des zu testenden elektrischen Netzwerks bestimmt werden. Ein Meßbereich der akzeptablen Werte für jeden zu testenden Kno ten wird ebenfalls bestimmt.

Diese Werte können durch mehrmalige Messungen von einigen oder allen Knoten auf dem Netzwerk einer bekannten Leiter platte bestimmt bzw. gelernt werden. Für diese Knoten wird eine Aufzeichnung einer aktuellen Gesamtzahl der gemessenen Werte und der Anzahl der Elemente, die für die Gesamtzahl ge messen wurden, aufbewahrt. Gespeichert wird die Summe der Werte von allen Knoten 2 eines gegebenen Netzwerks 5 und ein Wert, der das Quadrat der Summe repräsentiert. Auf diesen zwei Parametern basierend, können eine Standardabweichung oder andere geeignete Berechnungen durchgeführt werden. Der Bereich der annehmbaren Werte für jeden Knoten wird basierend auf den aufgezeichneten Statistiken berechnet.

Bei weiterer Betrachtung von Schritt A sei bemerkt, daß die ser Schritt off-line ausgeführt werden kann, entweder vor oder nach der Durchführung des Tests. Derart beendet ein al ternatives Verfahren erst die Schritte B bis E und führt dann einen Schritt zum Speichern der Testergebnisse für die fol gende Verarbeitung durch. Eine weitere Datenanalyse kann durch den Steuerprozessor 32 erreicht werden, oder durch einen vom Testsystem entfernten Computer.

Während der "Lern"-Sequenz, die in Schritt A ausgeführt wird, werden drei Werte für jeden Testpunkt akkumuliert bzw. ange häuft:

(a) Eine Anzahl von Datenpunkten (Anzahl der Leiterplatten in der Lernsequenz);
(b) Die Summe der Werte (Ladungsgröße oder Kapazitanz); und
(c) Die Summe der Quadratwerte von jedem Wert.

Bei Betrachtung von Schritt B wird ein elektrischer Kontakt an jedem Testknoten so lange, wie für die Meßgenauigkeit nö tig, aufrechterhalten. Die Sonde 1 hält weder bei jedem Test knoten an, noch hebt und senkt sich die Sonde 1 an jedem Kno ten, wie in dem dem Stand der Technik entsprechenden System, das in Fig. 1 gezeigt wird. Diese Verbesserung resultiert in einer erheblichen Reduktion der Gesamt-Testzeit einer Leiter platte, da das Testsystem nicht darauf zu warten braucht, daß das Bewegungssystem sich bewegt und anhält. Zum Beispiel be wegt das System 30 die Sonde mit fünf Inch/Sek. und erfaßt Meßbursts mit einer Rate von 10 bis 100 Messungen bzw. Meß werten pro Sekunde. Dies steht in scharfem Kontrast zu der Meßfähigkeit mit drei bis fünf Messungen pro Sekunde der her kömmlichen Flugsondensysteme.

Beim Schritt C wird die Synchronisationseinheit oder die Aus lösezeitpunkt-Steuereinrichtung 40, mit den Bewegungssystem- Koordinaten der zu testenden Knoten geladen. Impulse werden erzeugt, wann immer der Positionskodierer des Bewegungssystem mit einem Testknotenort zusammenfällt. Diese Impulse triggern die Meßeinrichtung, um eine Kapazitanz- oder Ladungskapazi; tätsmessung durchzuführen.

Im Bereich der Erfindung liegt es auch, die Sonde 1 stationär zu halten und die Leiterplatte unter der Sondenspitze zu be wegen, indem das Bewegungssystem mit einer Bühne verbunden wird, die die Leiterplatte trägt. Auch liegt es im Bereich der Erfindung, anstelle der X-Achsen- und Y-Achsen-Bewegungen einen rotierenden Substrat-Träger in Verbindung mit einem ra dialen Sondenantrieb zu verwenden. Für diese Ausführungsform werden Polarkoordinaten, im Gegensatz zu geradlinigen Koordi naten, den Auslösezeitpunkt-Steuereinrichtungen zur Verfügung gestellt, um die Meß-Synchronisationsimpulse zu erzeugen. Die Auslösezeitpunkt-Steuereinrichtungen vergleichen rotierende und lineare Kodiererzählwerte, entsprechend der rotierenden Substratbühne bzw. der linear bewegten Sonde, mit den zuge führten Knotenpositionen, die in Polarkoordinaten ausgedrückt werden. Wenn eine Übereinstimmung auftritt, wird die Sonde 1 über einem jeweiligen Knoten positioniert und der Meß-Syn chronisationsimpuls wird erzeugt.

Auch können andere als Kapazitanz- oder Ladungskapazitätsmes sungen durchgeführt werden. Zum Beispiel kann der Abschlußwi derstand (vom Netzwerk zur Referenzebene) gemessen werden.

Systeminterne (in-circuit) Messungen (wie z. B. Signalpegel oder Frequenz) und Messungen der Impedanz können durchgeführt werden. Das System gemäß der Erfindung kann also zum Messen einer Kapazitanz-Charakteristik, einer Widerstand-Charakteri stik und/oder von elektromagnetischen, magnetischen und elek trischen Feldern, die mit einer zu testenden Leiterplatte zu sammenhängen, verwendet werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist vorgesehen, um eine elek trische Charakteristik z. B. eines Knotens (2) zu bestimmen, der auf der Oberfläche eine Substrats (3), wie z. B. eine ge druckten Leiterplatte, liegt. Das Verfahren enthält einen er sten Schritt zur Erzeugung einer relativen Bewegung zwischen einer Sonde (1) und der Oberfläche der Leiterplatte. Ein zweiter Schritt mißt die elektrische Charakteristik während der Zeit, in der relative Bewegung zwischen der Sonde und der Oberfläche der Leiterplatte vorliegt. In einer Ausführungs form der Erfindung mißt der Schritt des Messens die Kapazi tanz, während in einer anderen Ausführungsform der Erfindung der Schritt des Messens die Ladungskapazität mißt. Der Schritt der Erzeugung relativer Bewegung enthält in einer Ausführungsform der Erfindung die Schritte des Stationärhal tens der Leiterplatte, während einer linearen Translation der Sonde über die Oberfläche. In einer anderen Ausführungsform der Erfindung enthält der Schritt der Erzeugung relativer Be wegung die Schritte des Stationärhaltens der Sonde, während die Leiterplatte bewegt wird.

Claims

1. Testvorrichtung, die aufweist:
eine Einrichtung zum Bestimmen einer elektrischen Charakteri stik eines Knotens, der auf der Oberfläche eines Substrats angeordnet ist, wobei die Einrichtung zum Bestimmen umfaßt: eine Sondeneinrichtung;
eine Einrichtung, verbunden mit der Sondeneinrichtung, zum Messen der elektrischen Charakteristik während einer Zeit, in der relative Bewegung zwischen der Sondeneinrichtung und der Oberfläche des Substrats vorkommt.

2. Testvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung die Kapazitanz mißt.

3. Testvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung die Ladungskapazität mißt.

4. Testvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat stationär ist und daß die Einrichtung zur Erzeugung relativer Bewegung die Sondeneinrichtung während einer Messung bewegt.

5. Testvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sondeneinrichtung stationär ist und daß die Einrich tung zur Erzeugung relativer Bewegung die Substratseinrich tung bewegt.

6. Testvorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin gekennzeichnet durch:
eine Einrichtung zum Speichern eines Referenzwertes für die elektrische Charakteristik; und
eine Einrichtung, die einen ersten Eingang hat, der mit einem Ausgang der Meßeinrichtung verbunden ist, und die einen zwei ten Eingang hat, der mit einem Ausgang der Speichereinrich tung verbunden ist, um einen Meßwert der elektrischen Charak teristik mit dem gespeicherten Referenzwert zu vergleichen.

7. Testvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner eine Einrichtung zum Neupositionieren der Son deneinrichtung von einem Ort zu einem anderen Ort auf dem Substrat aufweist.

8. Elektrisches Testverfahren, das folgende Schritte auf weist:
Bestimmen einer elektrischen Charakteristik eines Knotens, der auf der Oberfläche eines Substrats liegt, wobei der Schritt des Bestimmens die folgenden Schritte umfaßt:
Erzeugen einer relativen Bewegung zwischen einer Sondenein richtung und der Oberfläche eines Substrats; und
Messen der elektrischen Charakteristik während einer Zeit, in der relative Bewegung zwischen der Sondeneinrichtung und der Oberfläche des Substrats vorliegt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Messens die Kapazitanz mißt.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Messens die Ladungskapazität mißt.

11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der Erzeugung relativer Bewegung die folgenden Schritte umfaßt:
Stationärhalten des Substrats; und
Bewegen der Sondeneinrichtung.

12. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der Erzeugung relativer Bewegung die folgenden Schritte umfaßt:
das Stationärhalten der Sondeneinrichtung; und
das Bewegen des Substrats.

13. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren ferner den folgenden vorläufigen Schritt um faßt:
Speichern eines Referenzwertes für die elektrische Charakte ristik; und
daß der Schritt des Messens den folgenden Schritt umfaßt: Vergleichen eines gemessenen Wertes der elektrischen Charak teristik mit dem gespeicherten Referenzwert.

14. Vorrichtung zum Testen elektrischer Leiter, die mit einer gedruckten Leiterpatte verbunden sind und aufweisen:
eine Einrichtung zum sequentiellen Bestimmen einer elektri schen Charakteristik von jedem aus einer Vielzahl von Knoten, die auf einer Oberfläche einer Leiterplatte angeordnet sind, wobei die Einrichtung zum Bestimmen einschließt,
eine Testsonden-Einrichtung,
eine Einrichtung zur Erzeugung einer kontinuierlichen relati ven Bewegung zwischen der Testsondeneinrichtung und der Ober fäche der Leiterplatte; und
eine Einrichtung, die mit der Testsonden-Einrichtung verbun den ist, zum Messen der elektrischen Charakteristik eines be stimmten Knotens aus der Vielzahl der Knoten während der Meß zeit, wobei es (a) relative Bewegung zwischen der Testsonden- Einrichtung und der Oberfläche der Leiterplatte gibt und wo bei (b) die Testsonden-Einrichtung leitend mit einem besonde ren Knoten aus der Vielzahl der Knoten verbunden ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung eine Einrichtung zum Messen eines Kapazi tanz-Wertes zwischen einem besonderen aus einer Vielzahl von Knoten und einer Referenzebene enthält.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung enthält: eine Einrichtung zum Injizieren bzw. Einspeisen einer Ladung in einen besonderen aus einer Vielzahl von Knoten und eine Einrichtung, die auf die inji zierte Ladung reagiert, zum Messen eines Ladungskapazität- Wertes des besonderen Knotens.

17. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte stationär gehalten wird und daß die Einrich tung zur Erzeugung relativer Bewegung die Testsonden-Einrich tung über die Oberfläche der Leiterplatte bewegt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Testsonden-Einrichtung stationär gegen die Oberfläche der Leiterplatte gehalten wird und daß die Einrichtung zur Erzeu gung relativer Bewegung die Leiterplatte bewegt.

19. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner aufweist:
eine Einrichtung zum Speichern, für jeden aus einer Vielzahl von elektrischen leitenden Knoten, eines Referenzwertes für die elektrische Charakteristik; und
eine Einrichtung, die einen ersten Eingang hat, der mit einem Ausgang der Meßeinrichtung verbunden ist, und die einen zwei ten Eingang hat, der mit einem Ausgang der Speichereinrich tung verbunden ist, um einen Meßwert der elektrischen Charak teristik an einem bestimmten Knoten mit dem korrespondierenden gespeicherten Referenzwert zu vergleichen.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner aufweist eine Einrichtung, die mit einem Ausgang der Vergleichs-Einrichtung verbunden ist, zum Anzeigen einer Fehlerbedingung, wenn der gemessene Wert um mehr als eine vorbestimmte Summe bzw. Wert vom korrespondierenden gespei cherten Referenzwert abweicht.

21. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung der Bewegung enthält:
eine lineare Translationseinrichtung zur Translation der Testsonden-Einrichtung über die Oberfläche der Leiterplatte; und
eine Kodier-Einrichtung zum Ausgeben eines Signals, das eine Bewegung der Testsonden-Einrichtung ausdrückt.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausgang der Kodier-Einrichtung mit einer Einrichtung zum Vergleichen der Position der Testsonden-Einrichtung mit vor bestimmten Positionen von jedem leitenden Knoten verbunden ist, wobei die Positionsvergleichs-Einrichtung einen Ausgang hat, der mit der Meßeinrichtung verbunden ist, um zu bewir ken, daß die Meßeinrichtung eine Messung durchführt, wenn festgestellt wird, daß die Testsonden-Einrichtung an einer Position ist, die von einem der Knoten besetzt ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner aufweist:
eine Einrichtung zum Speichern, für jeden aus einer Vielzahl von Knoten, eines Referenzwertes für die elektrische Charak teristik; und
eine Einrichtung, die einen ersten Eingang hat, der mit einem Ausgang der Meßeinrichtung verbunden ist, und die einen zwei ten Eingang hat, der mit einem Ausgang der Speichereinrich tung verbunden ist, um einen Meßwert der elektrischen Charak teristik eines Knoten mit dem korrespondierenen gespeicherten Referenzwert zu vergleichen; und wobei
der Ausgang der Positionsbestimmungs-Einrichtung verbunden ist mit einer Einrichtung zum Umwandeln des Ausgangs der Po sitionsbestimmungs-Einrichtung in einen Ort innerhalb der Speichereinrichtung, um auf den gespeicherten Referenzwert, der dem gemessenen Knoten zugeordnet ist, zugreifen zu kön nen.

24. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner aufweist eine Einrichtung zum Erzeugen einer Transformation bzw. Umwandlung zwischen einem Leiterplatten- Koordinatensystem und einem Koordinatensystem, das mit der Einrichtung zur Erzeugung einer kontinuierlichen relativen Bewegung zwischen der Testsonden-Einrichtung und der Oberflä che der Leiterplatte verbunden ist.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Transformationserzeugungs-Einrichtung eine Einrichtung zum Abbilden der Leiterplatte und eine Einrichtung zum Verar beiten des Abbildes aufweist, um vorbestimmte jeweilige Merk male bzw. Bestandteile zu lokalisieren.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildverarbeitungs-Einrichtung eine Einrichtung zum Erzeu gen eines Bildmodells des jeweiligen Merkmals bzw. Bestand teils, basierend auf einer CAD-Definition des jeweiligen Merkmals von Interesse enthält.

27. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung zum Bestimmen eines Positions-Offsets zwischen dem lokalisierten jeweiligen Merkmal und einem vor hergesagten Standort des jeweiligen Merkmals in Relation zur Bild-Einrichtung enthält.

28. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Testsonden-Einrichtung einen rollenden Ball zum Kontak tieren der Oberfläche der Leiterplatte enthält.

29. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Testsonden-Einrichtung eine Sonde enthält, die auf eine freitragenden Weise angeordnet ist.

30. Verfahren zum Betreiben eines Testsystems für eine ge druckten Leiterplatte, das folgende Schritte aufweist:
Gleiten einer Testsonde über Knoten auf einer Leiterplatte, während die Sonde in elektrischem Kontakt mit jedem zu testenden Knoten gehalten wird;
während des Gleitens der Sonde wird eine Positionssynchroni sations-Einrichtung betrieben, um die Meßeinheit zu der Zeit zu triggern, zu der sich die Sonde in Kontakt mit jedem zu testenden Knoten befindet; und
Analysieren der gemessenen Werte von jedem Testknoten durch Vergleichen des gemessenen Wertes mit einem gespeicherten Wert.

31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kapazitanzwert oder eines Ladungskapazitätswert für alle zu testenden Knoten der Leiterplatte gespeichert wird.

32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Speicherns einen anfänglichen Schritt des Be rechnens der Kapazitanz oder Ladungskapazität zum Teil basie rend auf einer physikalischen Größe von jedem Knoten auf weist.

33. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Speicherns einen anfänglichen Schritt des Messens der Kapazitanz oder Ladungskapazität einer wohlbe kannten Leiterplatte aufweist.

34. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Speicherns einen Schritt des Bestimmens für jeden Knoten einer Anzahl von Punktdatenwerten, die für den Knoten erhalten werden, einer Summe von Werten und einer Summe der Quadrate von jedem Wert aufweist.

35. Testsonde zur Verwendung bei kontaktierenden Knoten auf einer Leiterplatte, die aufweist:
ein Körperteil; und
ein Sondenspitzenteil, das einen elektrisch leitenden sphäri schen Körper enthält, der derart angeordnet ist, daß er über eine Oberfläche der Leiterplatte rollen kann, wenn das Son denspitzenteil die Oberfläche der Leiterplatte berührt, wäh rend eine relative Bewegung zwischen der Testsonde und der Leiterplatte vorliegt.

36. Testsonde nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner eine Feder-Einrichtung aufweist, um den sphäri schen Körper gegen die Oberfläche der Leiterplatte zu zwin gen.

37. Testsonde zum Kontaktieren von Knoten auf einer Leiter platte, die aufweist:
ein Körperteil; und
ein Sondenspitzen-Teil, das in einer freitragenden Art in be zug auf das Körperteil angeordnet ist.