ITMI960273A1 - Metodo e dispositivo per l'eliminazione dell'errore di centraggio nella fase di test elettrico di circuiti stampati - Google Patents

Abstract

Il presente trovato si riferisce a una struttura di cappuccio servoerogatore particolarmente per bombole spray, comprendente un corpo cilindrico accoppiabile ad una bombola spray e supportante una sede in cui è inseribile un erogatore connesso alla valvola di erogazione di detta bombola.La peculiarità del trovato è costituita dal fatto di comprendere un pulsante di azionamento di detto erogatore accessibile in corrispondenza della superficie laterale di detto corpo cilindrico.

Description

"METODO E DISPOSITIVO PER L'ELIMINAZIONE DELL'ERRORE DI CENTRAGGIO NELLA FASE DI TEST ELETTRICO DI CIRCUITI STAMPATI"

DESCRIZIONE

La presente invenzione ha per oggetto un metodo e un corrispondente dispositivo per l'eliminazione dell'errore di centraggio nella fase di test elettrico di circuiti stampati.

Un circuito stampato (PCB: Printed Circuit Board) è un supporto di materiale isolante su cui sono riportati, normalmente mediante un processo chimico sottrattivo, i collegamenti elettrici tra i diversi componenti che dovranno essere installati, generalmente mediante saldatura, sul circuito stesso.

Tali circuiti stampati, prima dell'applicazione dei componenti, vengono testati, cioè controllati ed analizzati per verificare che tutti i percorsi (nets) presenti su di essi siano isolati tra loro e che ci sia continuità elettrica tra tutti i punti di ciascun percorso.

La fase di test elettrico di un circuito stampato è posta quindi al termine del ciclo produttivo del circuito stesso. Le macchine utilizzate per effettuare tale tipo di test operano, normalmente, con una griglia di contatti universale, cioè a passo costante (in genere 100 mils: 0.25mm), anche nota con il nome di "letto d'aghi".

Poiché il circuito stampato da testare presenta i punti di collegamento fra i diversi componenti disposti in modo variabile - e quindi non riconducibili ad una griglia a passo costante -, per eseguire il test, viene introdotto un elemento di adattamento (adattatore o fixture) che permette di portare i punti del circuito ai contatti di griglia.

L'adattatore è un elemento personalizzato, la cui conformazione dipende dal circuito stampato che deve essere testato, e presenta anch'esso una pluralità di contatti ad aghi (pins) che effettuano una connessione elettrica tra corrispondenti contatti della griglia a passo costante e i punti del circuito stampato da testare.

La costruzione dell'adattatore viene eseguita a partire dai dati nominali costruttivi del pcb (dati Gerber e dati di foratura).

Ne consegue che l'adattatore, a meno di errori di costruzione e a meno delle tolleranze proprie di costruzione, rappresenta un pcb "nominale".

Al contrario, il circuito stampato che esce dalla linea di produzione può presentare alcuni problemi di allineamento, tra i fori praticati su di esso e il disegno del circuito (pattern).

Ciò si verifica perché il disegno del circuito e la foratura del pcb avvengono in fasi diverse e tra le due fasi sono presenti delle variazioni dei parametri fisici del supporto.

Ciò non accade nella realizzazione dell'adattatore, che comprende normalmente una pluralità di piastre attraversate dai pins di contatto, e in cui la piastra che va a contatto con il pcb, che riporta sia fori per gli aghi di contatto al pattern che fori per le spine di centraggio del pcb, è assoggettata ad un'operazione di foratura in fase unica.

Su un pcb, oltre alle cosiddette piazzole (pads) di connessione per i componenti a montaggio superficiale (SMT: Surface Mounting Technology), sono presenti, sostanzialmente, due tipi di fori:

-fori metallizzati, per eseguire una connessione elettrica tra i diversi piani (layers) del pcb e per il montaggio dei componenti a reofori (piedino di connessione);

-fori meccanici, in genere utilizzati per il fissaggio del pcb durante il test. I fori metallizzati vengono testati mediante degli aghi con testa conica. Ciò porta ad una sorta di centraggio automatico e ad un "richiamo" del pcb nella posizione richiesta dalla fixture.

La tecnologia a montaggio superficiale ha ridotto notevolmente il numero di tale tipo di fori, lasciando loro la sola funzione di connettere elettricamente i diversi layers (fori di "via").

Al contrario, gli aghi di test che operano sulle piazzole di connessione per i componenti a montaggio superficiale, lavorando su una superficie, e non su un foro, non possono eseguire quella sorta di autocentraggio, possibile con i fori passanti.

Per il test del circuito, diventa quindi molto importante il corretto centraggio del pcb, che viene normalmente ottenuto a mezzo di spine a molla presenti sulla fixture, che operano sui fori meccanici del pcb, per il richiamo in posizione dello stesso.

Per meglio inquadrare il problema dell'invenzione, nella Fig. 1 allegata è riportato un circuito stampato 1 in fase di test. In tale Fig. con 2 è stata indicata una spina di centraggio del pcb su un foro meccanico 3 ricavato nello stesso, con 4 un ago o pin di test a testa conica, che agisce in un foro metallizzato 5 del pcb, e con 6 un ago di test che agisce su una piazzola o pad 7.

Come già detto, può presentarsi il caso di un disallineamento tra i fori meccanici 3, utilizzati per il centraggio, e il pattern del circuito, costituito dalle piazzole 7 e dalle piste (nets) ricavate sul pcb, situazione che diventa particolarmente critica per componenti a montaggio superficiale. Infatti, un tale disallineamento porta ad avere il pcb richiamato dalle spine di centraggio 2 della fixture in una posizione che non corrisponde a quella "nominale", cosa che può comportare il mancato contatto tra gli o alcuni aghi di test 6 e le corrispondenti piazzole 7 del circuito stampato.

Il risultato di tale mancato allineamento tra fori meccanici e pattern del pcb, porta, quindi, alla impossibilità ad effettuare il test elettrico di quel pcb.

Per fornire ordini di grandezza, ad oggi si devono considerare piazzole da testare di dimensioni (lato minore) 8 mils (0,20 mm) con passi di 12,5 mils (0,31 mm).

Il problema, poi, si complica se si considera il test elettrico simultaneo sulle due facce del pcb. In questo caso, il centraggio tra la fixture superiore e il pcb avviene, in genere, in modo indiretto, eseguendo un centraggio tra la fixture superiore e quella inferiore. Il problema del diasallineamento, quindi, rimane, essendo sempre la spina della fixture inferiore il riferimento per il pcb.

Per evitare errori in fase di test è necessario quindi correggere il suddetto disallineamento, facendo in modo che il circuito in test risulti perfettamente allineato alla fixture.

Per otenere ciò, sono già state proposte delle soluzioni, che prevedono l'impiego di una piastra di riferimento mobile rispetto alla fìxture, sulla quale piastra vengono fissate le spine di centraggio.

Una soluzione di tale tipo è descritta, ad esempio, in WO 95/23340, e prevede, in particolare, la regolazione contemporanea e solidale sia delle spine di centraggio che degli aghi di test per fori metallizzati, mediante la piastra di riferimento mobile.

Tali sistemi noti, utilizzanti una piastra di riferimento mobile, comportano una serie di inconvenienti, alcuni dei quali vengono qui di seguito riportati:

- necessità di modifica della fìxture;

- necessità di componenti aggiuntivi (mezzi di regolazione);

- necessità di modifiche al processo di test (preregolazione del sistema); - necessità di modifiche alla macchina da test (per sistema di regolazione su singolo pcb).

Scopo dell'invenzione è quello di eliminare gli inconvenienti anzideti, fornendo un metodo e un relativo dispositivo per l'eliminazione dell'errore di centraggio nella fase di test elettrico di circuiti stampati, che non richieda alcun componente aggiuntivo in fase di test.

Lo scopo viene raggiunto, in accordo all'invenzione, con il metodo presentante le carateristiche dell'annessa rivendicazione 1, e con il dispositivo presentante le caratteristiche dell'annessa rivendicazione 9.

Realizzazioni preferite dell'invenzione appaiono dalle rivendicazioni dipendenti.

Secondo l'invenzione, quindi, viene eliminato alla fonte il problema del disallineamento tra fori e pattern del circuito stampato, eliminando quindi il ricorso a dispositivi di correzione.

Sostanzialmente, secondo l'invenzione, l'eventuale disallineamento tra il pattern del circuito stampato e i fori di centraggio dello stesso, viene corretto utilizzando almeno due fori di centraggio aggiuntivi, che vengono eseguiti in posizione relativa al pattern del circuito, che viene acquisito mediante adatti sistemi di visione.

Tali fori possono essere fori nuovi, quindi aggiuntivi rispetto a quelli già programmati sul pcb, oppure possono essere una ripresa di fori già esistenti, la cui esecuzione, che comporta uno spostamento del centro del foro, viene fatta in modo definitivo nella stazione di foratura, in modo che essi risultino in posizione corretta rispetto al pattern del circuito. La ripresa di fori già esistenti offre il vantaggio di dover effettuare interventi sul circuito solo in caso di effettivo errore di allineamento tra fori e pattern rilevato nella stazione di misura.

L'invenzione verrà ora descritta più in dettaglio, con l'ausilio anche dei disegni annessi, in cui:

la Fig. 1 illustra schematicamente un circuito stampato in fase di test;

la Fig. 2 illustra un possibile schema di flusso illustrante il metodo per l'eliminazione delferrore di centraggio nella fase di test elettrico di circuiti stampati secondo l'invenzione.

Come già detto in precedenza, in Fig. 1 è mostrato un circuito stampato 1, con fori meccanici 3 per spine di centraggio 2, fori metallizzati 5 per aghi di test 4 e piazzole 7 per aghi di test 6.

Un eventuale disallineamento tra i fori meccanici 3 e il pattern del circuito stampato 1 può portare uno o più aghi di test 6, fuori dalle corrispondenti piazzole 7, producendo così un errore di test del circuito.

La soluzione che propone l'invenzione per eliminare tale errore, con riferimento alla Fig. 2, consiste nel posizionare il pcb proveniente dalla produzione in una stazione di foratura 10, nel bloccare meccanicamente il circuito stampato sotto controllo (blocco 20 di Fig. 2), in modo preferibilmente automatico, con ampia tolleranza. Si effettua quindi la misura della posizione relativa dei fori meccanici richiesti, sulla base di una rilevazione visiva mediante telecamera di almeno un'area del pattern di circuito (blocco 30 di Fig. 2). Convenientemente si utilizzano due telecamere per riprendere due aree diverse del pattern, al fine di individuare eventuali rotazioni del pattern stesso, che non sarebbero rivelate da una sola telecamera.

Vengono quindi eseguiti i fori richiesti (blocco 40 di Fig. 2), preferibilmente in parallelo.

Infine il pcb viene sbloccato (blocco 50) ed è disponibile per il test elettrico (blocco 60).

Al fine di eliminare i tempi morti nella fase di test, è opportuno che il tempo di esecuzione delle fasi di cui ai blocchi 20, 30, 40, 50 sia inferiore al tempo di ciclo della macchina da test.

I fori meccanici 3 per le spine di centraggio del circuito 1 , possono essere fori eseguiti ex-novo, cioè dei fori aggiuntivi rispetto a quelli già programmati sul pcb 1, praticati nella stazione di foratura 10. In alternativa, tali fori 3, possono essere praticati, in dimensioni ridotte, insieme ai fori metallizzati 5 in fase di produzione del pcb, e quindi ripresi nella stazione di foratura 10, per assumere la posizione definitiva, corretta rispetto al pattern di circuito. Questa soluzione, come già detto, offre il vantaggio di non dover praticare alcun foro nella stazione 10 se non esiste alcun disallineamento tra i fori meccanici 3 e il pattern di circuito.

Si può prevedere altresì una soluzione mista, cioè la ripresa di almeno un foro preesistente e la foratura di almeno un foro nuovo.

In alternativa ai fori meccanici per spine di centraggio del pcb, si può prevedere il centraggio del pcb in altro modo, ad esempio sui bordi dello stesso. In questo caso si procederà, ad esempio, a fresare opportunamente, nella stazione di foratura 10, il bordo del pcb per eliminare il disallineamento.

Quanto sinora esposto si riferisce al test del circuito su una sola faccia, in particolare quella inferiore, e quindi alla correzione del disallineamento tra fixture inferiore e circuito in test.

L'invenzione propone una soluzione per la correzione dell'errore di allineamento anche nel caso di doppio test, cioè di test simultaneo sulle due facce del circuito stampato effettuando una regolazione tra la fixture superiore e il circuito.

La fixture superiore è normalmente centrata mediante spine di centraggio alla fixture inferiore. Per la regolazione si utilizza un sistema di attuatori, che operano direttamente su tali spine di centraggio relativo, mediante lo spostamento di un piano che supporta le spine stesse.

Le informazioni di spostamento vengono rilevate dalla stazione di foratura, nel medesimo ciclo di misura. Ciò comporta l'utilizzo di un ulteriore sistema di visione, che si muove solidale con i motori di foratura. In questo modo, il riferimento è garantito.

1 dati elaborati, di spostamento, vengono poi passati agli attuatori di macchina, presenti nella fixture superiore.

Claims (14)

1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo per l'eliminazione dell errore di centraggio tra circuito stampato e tìxture nella fase di test elettrico di circuiti stampati, comprendente le seguenti fasi: - misura della posizione del pattern del circuito stampato e individuazione della posizione dei punti di centraggio dello stesso alla fixture, sulla base dei dati di costruzione della fixture; - esecuzione di mezzi di fissaggio del circuito stampato in corrispondenza di detti punti di centraggio rilevati sul circuito, prima di effettuare il test sullo stesso.
2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di fissaggio del circuito stampato sono dei fori atti a ricevere corrispondenti spine di centraggio.
3. 3. Metodo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detti fori sono praticati ex-novo sul circuito stampato prima del test.
4. 4. Metodo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detti fori sono una ripresa di fori di minor diametro precedentemente praticati sul circuito stampato.
5. 5. Metodo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detti fori sono in parte praticati ex novo, in parte una ripresa di fori precedentemente praticati sul circuito stampato.
6. 6. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di fissaggio sono riscontri sul bordo del circuito stampato ottenuti mediante fresatura.
7. 7. Metodo secondo la rivendicazione I, caratterizzato dal fatto che detta misurazione è effettuata mediante un sistema di visione, che rileva la posizione del pattern del circuito stampato.
8. 8. Metodo secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detto sistema di visione comprende due telecamere che controllano rispettive aree distinte del circuito.
9. 9. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, per il test simultaneo con due fixture sulle due facce del circuito stampato, caratterizzato dal fatto di prevedere lo spostamento delle spine di centraggio tra le due fixture, in base ai dati di misurazione acquisiti.
10. 10. Dispositivo per l'eliminazione del Terrore di centraggio tra circuito stampato e fixture nella fase di test elettrico di circuiti stampati comprendente: - mezzi per la misura della posizione relativa di riscontri meccanici richiesti (3) sul circuito stampato, per il fissaggio dello stesso alla fixture mediante rispettivi elementi di centraggio (2); - mezzi per l'esecuzione di detti riscontri meccanici (3) nelle corrette posizioni individuate dai mezzi di misura, prima dell'esecuzione del test elettrico del circuito.
11. 1 1. Dispositivo secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di misura sono telecamere che effettuano una rilevazione visiva di almeno un'area del pattern di circuito.
12. 12. Dispositivo secondo la rivendicazione 10 o 1 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi per l'esecuzione di detti riscontri eseguono fori aggiuntivi sul circuito stampato (1), e/o riprendono fori precedentemente effettuati.
13. 13. Dispositivo secondo la rivendicazione 10 o 11, caratterizzato dal fatto che detti mezzi per l'esecuzione di detti riscontri eseguono fresature sul bordo del circuito stampato (1).
14. 14. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 10 a 13, caratterizzato dai fatto di prevedere, in caso di test simultaneo con due fixture su entrambe le facce del circuito stampato (1), mezzi attuatori che operano sugli elementi di centraggio relativo tra le due fixture, direttamente o mediante lo spostamento di un piano che supporta tali elementi di centraggio.