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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen
von Leiterplatten mit einer Prüfvorrichtung. Insbesondere
betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Prüfen
von unbestückten Leiterplatten auf Unterbrechungen und
Kurzschlüsse mittels Durchgangsmessungen.
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Mit ”Durchgangsmessungen” werden
Messungen bezeichnet, bei welchen ein elektrischer Widerstand zwischen
zwei Kontaktpunkten einer oder mehrerer Leiterbahnen gemessen wird,
indem die beiden Kontaktpunkte kontaktiert werden und ein Messstrom
oder eine Messspannung angelegt werden und die sich ergebende Spannung
bzw. der sich ergebende Strom gemessen wird. Die Kontaktpunkte einer
Leiterbahn werden im Folgenden als Leiterplattentestpunkte bezeichnet.
Unterbrechungen einer Leiterbahn werden dadurch detektiert, dass
zwei Leiterplattentestpunkte einer Leiterbahn kontaktiert werden
und ein vorbestimmter Mindestwiderstand detektiert wird. Kurzschlüsse
zwischen zwei benachbarten Leiterbahnen werden dadurch festgestellt,
dass jeweils ein Leiterplattentestpunkt einer der beiden Leiterbahnen
kontaktiert wird und ein Widerstand gemessen wird, der kleiner als
ein vorbestimmter Schwellwert ist.
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Prüfvorrichtungen
zum Testen von Leiterplatten können grundsätzlich
in zwei Gruppen eingeteilt werden, der Gruppe der Fingertester (flying
probe tester) und der Gruppe der Paralleltester. Die Paralleltester
sind Prüfvorrichtungen, die mittels eines Adapters alle
oder zumindest die meisten Kontaktstellen einer zu prüfenden
Leiterplatte gleichzeitig kontaktieren. Fingertester sind Prüfvorrichtungen
zum Testen von unbestückten oder bestückten Leiterplatten,
die mit zwei oder mehreren Prüffingern die einzelnen Kontaktstellen
sequenziell abtasten.
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Ein
Fingertester ist in der
EP
0 468 153 A1 und ein Verfahren zum Prüfen von
Leiterplatten mittels eines Fingertesters ist in der
EP 0 853 242 A1 beschrieben.
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Paralleltester
sind bspw. aus der
US 3,564,408 bzw.
der
US 4,417,204 , der
DE 32 40 916 C2 ,
der
DE 33 40 180 C1 ,
dem deutschen Gebrauchsmuster
DE 88 06 064 U1 , der
EP 0 875 767 A2 , der
WO 02/31516 bzw. der
EP 1 322 967 B1 ,
der
EP 1 083 434 A2 bzw.
der
US 6,445,173 B1 bekannt.
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Es
wurden auch einige Versuche unternommen, die Trennung zwischen Paralleltester
und Fingertester aufzuheben und eine Art universell einsetzbaren
Paralleltester zu schaffen, wodurch der Nachteil der Paralleltester,
dass für einen jeden Typ von Leiterplatte ein separater
Adapter erstellt werden muss, überwunden werden sollte,
aber deren Vorteil der hohen Testgeschwindigkeit beibehalten werden sollte.
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Aus
der
WO 97/23784 geht
eine Prüfvorrichtung hervor, die auf jeder zu prüfenden
Seite des Prüflings zumindest zwei koplanare Nadelbretter
aufweist, die zueinander beweglich sind. Diese Nadelbretter sind
mit mehreren Prüfnadeln versehen, mit welcher jeweils eine
Kontaktstelle einer zu testenden Leiterbahn kontaktiert werden kann.
Die beiden. Nadelbretter können derart bezüglich
der Leiterplatte bewegt werden, dass bestimmte Kontaktstellen einer Leiterbahn
gleichzeitig kontaktierbar sind, wobei durch die mehreren Kontaktstellen
der Nadelbretter auch mehrere Leiterbahnen gleichzeitig kontaktierbar
sind. Die Kontaktnadeln eines jeden Nadelbrettes sind individuell
betätigbar, so dass nur ausgewählte Kontaktnadeln
eines Kontaktbrettes mit der jeweiligen zu testenden Leiterplatte
in Kontakt stehen.
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Aus
der
WO 99/23496 geht
eine Prüfvorrichtung zum Testen von Leiterplatten hervor,
die eine Vielzahl von Kontaktelementen aufweist, die auf einem Trägerelement
angeordnet sind und selektiv an dem Trägerelement in Richtung
zu einer zu testenden Leiterplatte bewegbar sind. Die einzelnen
Kontaktelemente können daher individuell angesteuert werden.
Die Trägerelemente sind in einer Ebene parallel zu der
testenden Leiterplatte verschiebbar, so dass eine jede Kontaktstelle
der zu testenden Leiterplatte von zumindest einem Kontaktelement
kontaktierbar ist.
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Die
beiden oben erläuterten Prüfvorrichtungen kombinieren
zwar die Vorteile der Paralleltester und der Fingertester. Sie haben
sich in der Praxis dennoch nicht durchgesetzt, da das individuelle
Ansteuern der einzelnen Kontaktelemente sehr aufwändig
ist. Eine solche Vorrichtung ist zum einen teuer und zum anderen
fehleranfällig und daher wartungsintensiv. Weiterhin sind
aufgrund der individuellen Ansteuerbarkeit die einzelnen Kontaktelemente
mit relativ großem Abstand zueinander angeordnet, so dass
diese Vorrichtungen für aktuelle Leiterplatten nur bedingt
brauchbar sind.
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Aus
der
DE 40 12 839 B4 ist
ein Verfahren zum Prüfen von Leiterplatten bekannt, bei
dem eine Leiterstruktur mit Tastpunkten verwendet wird, die in einem
derart engen Raster angeordnet sind, dass eine Abbildung der auf
der Oberfläche des Prüflings befindlichen Leiterstrukturen
erhalten wird.
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Aus
der
EP 1 022 572 B1 und
der
EP 1 312 330 B1 gehen
Prüfvorrichtungen hervor, mit welchen die Oberflächen
von Leiterplatten mittels Kontaktbürsten abgefahren werden,
wobei die Kontaktbürsten zu den einzelnen Kontaktstellen
elektrische Kontakte herstellen. Hierbei werden elektrische Größen gemessen
und mit vordefinierten Werten verglichen. Dies ermöglicht
das Eliminieren bestimmter Kontaktstellen für eine nachfolgende
eingehende elektrische Untersuchung der zu testenden Leiterplatte.
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Aus
der
EP 0 831 332 A1 ,
US 4,820,975 ,
EP 0 859 239 A2 ,
EP 0 994 359 A2 ,
DE 44 06 538 A1 ,
EP 0 874 243 A2 ,
WO 95/32432 ,
DE 43 42 654 A1 ,
JP 63124969 ,
JP 4038480 ,
DE 43 02 509 A1 gehen Vorrichtungen
und Verfahren hervor, mit welchen in einem Paralleltester die zu
testende Leiterplatte bezüglich des Adapters ausgerich tet
wird, wobei jeweils eine Relativbewegung zwischen der zu testenden Leiterplatte
und dem Adapter ausgeführt wird. Die Verstelleinrichtungen
zum Ausführen dieser Verstellbewegung können vollständig
innerhalb des Adapterkörpers (
EP 0 831 332 A1 ) oder auch
außerhalb des Adapterkörpers, so dass der gesamte
Adapter bewegt wird (
US 4,820,975 ),
angeordnet sein. Es ist auch möglich, Teilmengen der Kontaktelemente
des Adapters unabhängig voneinander zu verstellen (
DE 44 06 538 A1 ).
Auf all diese Dokumente, die eine Vorrichtung und/oder ein Verfahren
zum Ausführen einer Relativbewegung zwischen einer zu testenden
Leiterplatte und einem Adapter beschreiben, wird vollinhaltlich
Bezug genommen.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum Testen von Leiterplatten zu schaffen, mit
welchen keine spezielle Anpassung der Vorrichtung an den jeweiligen
zu testenden Typ von Leiterplatten, wie zum Beispiel durch einen
Adapter, notwendig ist und andererseits ein schnelles Messen von
zumindest den meisten Leiterbahnen auf Unterbrechungen und/oder Kurzschlüsse
möglich ist.
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Die
Erfindung wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs
1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen
angegeben.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Prüfen
von Leiterplatten wird eine Prüfvorrichtung verwendet,
die eine Testanordnung zum Kontaktieren von Leiterplattentestpunkten
einer zu testenden Leiterplatte aufweist, wobei die Testanordnung
Testkontaktelemente in einem vorbestimmten regelmäßigen
Raster besitzt. Bei dem Verfahren werden folgende Schritte durchgeführt:
- a) Andrücken der Testanordnung an
die zu testende Leiterplatte in einer ersten Testposition bzgl. der
zu testenden Leiterplatte, so dass mehrere Leiterplattentestpunkte
mit zumindest einem Testkontaktelement in Kontakt stehen,
- b) Messen von mehreren Leiterbahnen auf Unterbrechungen und/oder
Kurzschluss mittels Durchgangsmessungen,
- c) Verschieben der Testanordnung bzgl. der zu testenden Leiterplatte
in eine weitere Testposition, in der zumindest ein Leiterplattentestpunkt
einer Leiterbahn mit zumin dest einem Testkontaktelement in Kontakt
steht, die zuvor noch nicht vollständig auf Unterberchung
und/oder Kurzschluss gemessen worden ist,
- d) Messen von weiteren Leiterbahnen auf Unterbrechungen und/oder
Kurzschluss mittels Durchgangsmessungen,
- e) Wiederholen der Schritte c) und d) bis zumindest die Mehrzahl
der Leiterbahnen der zu testenden Leiterplatte gemessen worden sind,
wobei eine Testanordnung verwendet wird, deren Testkontaktelemente
mit einer Dichte von zumindest 100 Kontaktstellen pro Quadratzentimeter
angeordnet sind.
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Es
hat sich überraschenderweise gezeigt, dass durch die Verwendung
einer Testanordnung mit einer Dichte der Kontaktstellen von zumindest
100 Kontaktstellen pro cm2 mit einigen wenigen
Verschiebungen der Testanordnung bezüglich der zu testenden
Leiterplatte heutzutage übliche Leiterplatten vollständig
oder fast vollständig getestet werden können. Durch
die hohe Dichte an Kontaktstellen werden große Leiterplattentestpunkte
der zu testenden Leiterplatte mehrfach kontaktiert, so dass sie
in der Regel unabhängig von der Stellung der Kontaktanordnung bezüglich
der zu testenden Leiterplatte immer kontaktiert werden. Kleinere
Leiterplattentestpunkte werden hingegen nur in spezifischen Testpositionen
der Testanordnung kontaktiert, weshalb das Verschieben der Testanordnung
bezüglich der zu testenden Leiterplatte notwendig ist,
um eine vollständige oder zumindest fast vollständige
Messung der zu testenden Leiterplatte zu erzielen.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren ist besonders gut zum
Testen von Kurzschlüssen zwischen benachbarten Leiterbahnen
geeignet, da diese bei den meisten Leiterplatten mit wenigen Verschiebungen
vollständig gemessen werden können.
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Aufgrund
der hohen Dichte an Kontaktelementen ist auch der maximal notwendige
Verschiebeweg der Testanordnung bezüglich der Leiterplatte sehr
klein und auf den Abstand zweier benachbarter Testkontaktelemente
der Testanordnung beschränkt. Es genügt somit,
wenn die Testanordnung bezüglich der zu testenden Leiterplatte
in der Ebene parallel zur testenden Leiterplatte in zwei orthogonalen
Richtungen jeweils um ± den halben Abstand zwischen zwei benachbarten
Testkontaktelementen verfahrbar ist.
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Die
einzelnen Testkontaktelemente sind vorzugsweise starr an der Testanordnung
angeordnet, wodurch die Testanordnung einfach und kostengünstig
mit Kontaktelementen in der notwendigen Dichte ausgebildet werden
kann. Unter einer starren Anordnung wird eine Anordnung der Testkontaktelemente verstanden,
bei welcher das einzelne Testkontaktelement nicht bezüglich
der gesamten Testanordnung beweglich ist. Dies bedeutet jedoch nicht,
dass die einzelnen Testkontaktelemente einstückig mit der Testanordnung
ausgebildet sein müssen. Eine starre Testanordnung kann
zum Beispiel auch als Testkontaktelemente separat ausgebildete Prüfnadeln
aufweisen, die mittels Führungsplatten in ihrer Position auf
einem Grundraster fixiert sind.
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Da
die Testkontaktelemente in einem regelmäßigen
Raster angeordnet sind, können bei einer Ausbildung der
Testkontaktelemente mittels Prüfnadeln die Prüfnadeln
alle parallel zueinander angeordnet sein. Bei herkömmlichen
Paralleltestern gibt es Adapter mit Prüfnadeln, die in
der Regel schräggestellt sind. Die parallele Anordnung
der Prüfnadeln ist gegenüber der Schrägstellung
vorteilhaft, da alle Prüfnadeln mit ihrem zur testenden
Leiterplatte weisenden Ende in einer Ebene angeordnet sind, so dass
sie gleichzeitige die zu testende Leiterplatte kontaktieren und
nur ein relativ geringer Kontaktdruck notwendig ist, damit sichergestellt
ist, dass alle Prüfnadeln mit der zu testenden Leiterplatte
in Kontakt stehen. Bei einer Schrägstellung der Prüfnadeln, die
in der Regel unterschiedlich stark schräggestellt sind,
müssen die weniger schräggestellten Prüfnadeln
stärker zusammengedrückt werden, damit die stärker
schräggestellten Prüfnadeln auch mit der zu testenden
Leiterplatte in Kontakt kommen. Hierdurch werden wesentlich höhere
Kontaktkräfte erzeugt. Weiterhin verringert sich durch
die Schrägstellung der Abstand zwischen benachbarten Prüfnadeln.
Da die Prüfnadeln zueinander parallel angeordnet sind ist
es auch möglich bei einer derart hohen Dichte an Prüfnadeln
welche zu verwenden, die eine federnden Abschnitt, z. B. in Form
einer Schraubenfeder, aufweisen.
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Für
den Fall, dass nicht alle Leiterbahnen vollständig gemessen
werden können, kann die Leiterplatte einer weiteren Messung
mit einem Fingertester unterzogen werden. Hierbei müssen
lediglich wenige Leiterplattentestpunkte kontaktiert werden, so
dass dieser Messvorgang sehr schnell durchführbar ist.
Die gesamte Messung um fassend das schrittweise parallele Abtasten
der zu testenden Leiterplatte mit der Testanordnung und das Nachmessen
mit dem Fingertester ist wesentlich schneller als das vollständige
Abtasten und Messen der zu testenden Leiterplatte in einem Fingertester.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren wird somit die
universelle Einsetzbarkeit der Testvorrichtung, wie sie vom Fingertester
bekannt ist, mit einem annähernd so schnellen Durchsatz
wie bei einem Paralleltester kombiniert.
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Die
Erfindung wird nachfolgend beispielhaft näher anhand der
Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:
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1 schematisch
den Aufbau einer erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung,
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2 einen
Ausschnitt der Anordnung der Testkontaktelemente der Prüfvorrichtung
aus 1,
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3 schematisch
einen Bereich einer Kontaktierungseinheit der in 1 gezeigten
Prüfvorrichtung,
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4 die
Daten unterschiedlicher zu testender Leiterplatten in einer Tabelle,
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5A, 5B die
Abhängigkeit der Anzahl der erfassten Leiterplattentestpunkte
von der Anzahl der Messvorgänge bzw. der Verschiebungen
für unterschiedliche Dichten der Testkontaktelemente in
jeweils einem Diagramm,
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6 das
erfindungsgemäße Verfahren in einem Flussdiagramm,
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7 zu
testende Leiterbahnen einer Leiterplatte in einer vergrößerten
Darstellung, und
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8 den
Anteil nicht durchführbarer Durchgangsmessungen auf Unterbrechungen
(open) bei bestimmten Leiterplatten für eine vorbstimmte
Anzahl von Verschiebungen in einer Tabelle.
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In
1 ist
schematisch der Aufbau einer erfindungsgemäßen
Prüfvorrichtung
1 zum einseitigen Testen von Leiterplatten
2 gezeigt.
Diese Prüfvorrichtung weist einen Grundkörper
3 auf,
in dem sich ein Teil der Auswerteelektronik befindet, und der auf
seiner Oberfläche mit einem Grundraster
4 ausgebildet ist.
Ein Ausschnitt des Grundrasters ist in
2 dargestellt.
Module zur Ausbildung dieses Grundrasters sind in der deutschen
Patentanmeldung
DE 10 2006 059
429 offenbart. Auf diese Patentanmeldung wird hiermit vollinhaltlich
Bezug genommen.
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Auf
dem Grundkörper 3 ist eine Vollrasterkassette 5 und
auf der Vollrasterkassette 5 ist eine Kontaktiereinheit 6 angeordnet,
auf welcher sich eine zu testende Leiterplatte 2 befindet.
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Das
Grundraster 4 weist Kontaktstellen 8 auf, die
kreisförmig ausgebildet sind. Das Raster, in dem die Kontaktstellen 8 angeordnet
sind, ist aus zwei ineinander verschränkten quadratischen
Rastern zusammengesetzt. In den quadratischen Rastern sind die Kontaktstellen 8 jeweils
1,27 mm voneinander beabstandet, wobei an jedem Eckpunkt eines Quadrates
eine Kontaktstelle 8 angeordnet ist. Im Zentrum zwischen
vier an den Ecken eines Quadrates angeordnete Kontaktstellen 8 eines
Rasters ist jeweils eine Kontaktstelle des anderen quadratischen
Rasters angeordnet. Diese beiden Raster sind somit um den halben
Abstand zwischen zwei benachbarten Kontaktstellen eines quadratischen
Rasters zueinander versetzt. Dieser halbe Abstand beträgt
0,635 mm (2). Die Dichte der Kontaktstellen dieses
Rasters beträgt ca. 124 Kontaktstellen pro cm2.
Dieses Raster kann man auch als quadratisches Raster beschreiben,
wobei die Seitenkanten der Quadrate jeweils um 45° geneigt
gegenüber der Vertikalen bzw. Horizontalen in 2 verlaufen.
In dieser Darstellung beträgt der Abstand zweier benachbarter
Kontaktstellen 0,898 mm.
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Die
Vollrasterkassette 5 weist Federkontaktstifte 9 auf.
Die Federkontaktstifte 9 sind im Raster des Grundrasters 4 angeordnet,
so dass jeder Kontaktstelle 8 des Grund rasters 4 jeweils
ein Federkontaktstift 9 zugeordnet ist. Die Federkontaktstifte 9 sind
zueinander parallel in der Vollrasterkassette 5 angeordnet.
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Die
Kontaktierungseinheit 6 ist ähnlich wie herkömmliche
Adapter aufgebaut und weist Prüfnadeln 10 auf,
die jeweils von einem Federkontaktstift 9 der Vollrasterkassette 5 nach
oben in Richtung der zu testenden Leiterplatte 2 führen
und diese berühren. Herkömmliche Adapter sind
so ausgebildet, dass sie das Raster des Grundrasters bzw. der Vollrasterkassette
durch Schrägstellung der Prüfnadeln auf die Anordnung
der Leiterplattentestpunkte der zu testenden Leiterplatte abbilden.
Es wird somit die Anordnung der Leiterplattentestpunkte der zu testenden Leiterplatte
auf das Grundraster adaptiert. Eine derartige Adaption zweier Anordnungen
von Kontaktelementen erfolgt nicht mit der erfindungsgemäßen Kontaktierungseinheit 6.
Die Prüfnadeln 10 der Kontaktierungseinheit 6 sind
genauso wie die Federkontaktstifte 9 der Vollrasterkassette 5 in
einem regelmäßigen Raster, nämlich im
Raster des Grundrasters 4 angeordnet. Sie sind alle zueinander
parallel ausgerichtet. Diese Kontaktierungseinheit 6 ist
somit kein Adapter. Beim Auflegen einer zu testenden Leiterplatte 2 auf
die Kontaktierungseinheit 6 werden nicht alle Leiterplattentestpunkte
der zu testenden Leiterplatte gleichzeitig kontaktiert.
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Die
Kontaktierungseinheit 6 weist mehrere Führungsplatten 11 auf,
die mit Bohrungen 7/1 versehen sind, die jeweils im Raster
des Grundrasters angeordnet sind. Durch diese Bohrungen erstrecken sich
die Prüfnadeln 10. Die Führungsplatten 11 werden
an dem Rand durch federnde Säulen 12 auf Abstand
gehalten. Eine der Führungsplatten 11, vorzugsweise
diejenige, die die Kontaktierungseinheit 6 leiterplattenseitig
begrenzt, ist als Nadelführungsplatte 13 ausgebildet.
Benachbart zur Nadelführungsplatte 13 ist eine
Positionierplatte 14 angeordnet, deren Bohrungen 7/2 einen
größeren Durchmesser als die Bohrungen der übrigen
Führungsplatten 11 besitzen, so dass die Prüfnadeln 10 in
der Positionierplatte 14 mit erheblichem Spiel angeordnet
sind. An der Positionierplatte 14 ist eine Verstelleinrichtung
bzw. Verschiebeeinrichtung 15 befestigt, die einen nach oben
vorstehenden Verstellstift 16 aufweist, der bezüglich
der Positionierplatte 14 einen vorbestimmten Weg von zum
Beispiel 0,9 mm in eine Richtung mittels eines sich in der Verstelleinrichtung 15 befindlichen
Aktuators verschiebbar ist. Dieser Verstellstift 16 greift
formschlüssig in eine Positionierbohrung 17 der
Nadelführungsplatte 13 ein. Hierdurch ist die
Positionierplatte 14 relativ zur Nadelführungsplatte 13 verschieblich
ausgebildet. Die Kontaktierungseinheit 6 weist mehrere
derartige Verstelleinrichtungen 15 auf, um die Positionierplatte 14 bezüglich
der Nadelführungsplatte 13 in zwei orthogonale
Richtungen (X-Richtung und Y-Richtung) unabhängig voneinander
bewegen zu können.
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An
der Positionierplatte 14 sind Leiterplattenaufnahmestifte 18 befestigt,
die sich durch entsprechende Bohrungen 19 in der Nadelführungsplatte 13 in
Richtung zur Leiterplatte 2 erstrecken und in Positionierbohrungen 20 in
der Leiterplatte 2 formschlüssig eingreifen. Die
Bohrungen 19 in der Nadelführungsplatte 13 sind
deutlich größer als der Durchmesser der Leiterplattenaufnahmestifte 18,
so dass die relative Bewegung zwischen der Nadelführungsplatte 13 und
der Positionierplatte 14 hierdurch nicht eingeschränkt
wird.
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Da
die Leiterplattenaufnahmestifte 18 formschlüssig
in die Leiterplatte 2 eingreifen, wird eine Bewegung der
Positionierplatte 14 unmittelbar auf die Leiterplatte 7 übertragen.
Die Positionierplatte 14 und die Leiterplattenaufnahmestifte 18 bilden
somit eine Positioniereinrichtung für die Leiterplatte 7.
Die relative Bewegung zwischen der Nadelführungsplatte 13 und
der Positionierplatte 14 ist somit auch eine relative Bewegung
zwischen der Nadelführungsplatte 13 und der Leiterplatte 7.
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Vorzugsweise
sind zwei Leiterplattenaufnahmestifte 18 vorgesehen, so
dass die Leiterplatte 2 eindeutig bezüglich der
Positionierplatte 14 positioniert ist.
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Der
Aktuator der Verstelleinrichtung bzw. Verschiebeeinrichtung
15 ist
eine Piezoverstelleinheit, wie sie aus der
EP 0 831 332 A1 bekannt
ist. Auf dieses Dokument wird bezüglich der Piezoverstelleinheit
Bezug genommen. Diese Piezoverstelleinheit weist zwei Sätze
Piezoelementstangen auf, die zueinander orthogonal angeordnet sind.
Die Piezoelementstangen werden mit einer Spannung beaufschlagt,
so dass sie sich strecken bzw. zusammenziehen. Die an ein Paar Piezoelementstangen
angelegten Spannungen sind entgegengesetzt gepolt, so dass sich
die Piezoelementstangen aufgrund der entgegengesetzten Längenkontraktion
bzw. Längenausdehnung durchbiegen und eine Schwenkbewegung ausführen.
Da zwei Paare von Piezoele mentstangen vorgesehen sind, können
Schwenkbewegungen in zwei orthogonale Richtungen (X-Richtung und Y-Richtung)
ausgeführt werden und die Nadelführungsplatte
13 ist
somit in der Ebene parallel zur Leiterplatte
2 sowohl in
X-Richtung als auch in Y-Richtung verschiebbar. Der maximale Verschiebeweg
beträgt ± 0,45 mm. Dieser Verschiebeweg ist deutlich größer
als bei bekannten Vorrichtungen zum automatischen Positionieren
und Feinjustieren der Leiterplatten auf einem Paralleltester. Die
Verstelleinrichtung
15 ist daher größer
dimensioniert als dies bei herkömmlichen Justiereinrichtungen
der Fall gewesen ist.
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Anstelle
einer Piezoverstelleinheit kann auch ein Schrittmotor mit einem
Untersetzungsgetriebe vorgesehen sein, der eine entsprechende Verstellspindel
antreibt. Eine solche Verstelleinheit kann innerhalb der Kontaktierungseinheit 6 zum
Bewegen der Nadelführungsplatte 13 oder außerhalb
der Kontaktierungseinheit 6 zum Bewegen der Einheit umfassend
den Grundkörper 3, die Vollrasterkassette 5 und
die Kontaktierungseinheit 6 vorgesehen sein. Es ist auch
möglich, mittels der Verstelleinheit die Leiterplatte 8 direkt
zu bewegen.
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Ein
weiterer Aktuator kann aus einem Motor mit Untersetzungsgetriebe
ausgebildet sein, der einen Excenter antreibt. Hiermit können
auf einfache Art und Weise die Verschiebewege eingestellt werden.
Der Motor kann ein Schrittmotor oder ein Servomotor mit Rückkopplung
sein, wobei mittels eines Bewegungssensors der Verschiebeweg festgestellt
wird und an den Antrieb des Motors entsprechend rückgekoppelt
wird.
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Die
Prüfvorrichtung ist oben anhand einer Vorrichtung zum einseitigen
Testen einer Leiterplatte beschrieben worden. Heutzutage sind jedoch
Vorrichtungen zum beidseitigen Testen von Leiterplatten üblich.
Zum beidseitigen Testen einer Leiterplatte ist die Einheit umfassend
den Grundkörper 3, die Vollrasterkassette 5 und
die Kontaktierungseinheit 6 zweifach vorzusehen, nämlich
einmal unterhalb und einmal oberhalb der zu testenden Leiterplatte,
wobei sie jeweils mit der Kontaktierungseinheit 6 zur Leiterplatte
hin ausgerichtet sind. Diese beiden Einheiten sind zwischen einer
Presse angeordnet, so dass die Kontaktierungseinheiten 6 von
oben und von unten gegen die Leiterplatte gedrückt werden.
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Bei
einer zweiseitigen Prüfvorrichtung können Verstelleinrichtungen
zum Positionieren der Nadelführungsplatten beider Kontaktierungseinheiten vorgesehen
sein. Es ist aber auch möglich, dass Verstelleinrichtungen
lediglich zum Positionieren einer Nadelführungsplatte und
eine weitere Verstelleinheit zum Positionieren der Leiterplatte
vorgesehen sind. Es ist zweckmäßig, die Verstelleinrichtung
derart anzuordnen, dass beide Kontaktierungseinheiten bezüglich
der zu testenden Leiterplatte unabhängig voneinander bewegt
werden können.
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Nachfolgend
wird das Verfahren zum Prüfen von unbestückten
Leiterplatten anhand von 6 erläutert.
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Das
Verfahren beginnt mit dem Schritt S1.
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Im
Schritt S2 wird die Testanordnung an die zu testende Leiterplatte 7 gedrückt.
Bei der oben erläuterten Vorrichtung bildet die Kontaktierungseinheit 6 die
Testanordnung. Bei einer Vorrichtung zum zweiseitigen Testen einer
Leiterplatte stellen die zwei Kontaktierungseinheiten 6 zum
Testen der Ober- und der Unterseite der zu testenden Leiterplatte
die Testanordnung dar. Eine solche Testanordnung zeichnet sich somit
durch im regelmäßigen Raster angeordnete Testkontaktelemente
aus, die bezüglich der zu testenden Leiterplatte bewegbar
sind. Bei der oben erläuterten Vorrichtung bilden die Prüfnadeln 10 die Testkontaktelemente.
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Im
Schritt S3 werden Leiterbahnen und Leiterbahnabschnitte, deren an
den jeweiligen Enden der Leiterbahnen bzw. Leiterbahnabschnitte
angeordneten Leiterplattentestpunkte von einem Testkontaktelement
kontaktiert sind, auf Unterbrechung mittels einer Durchgangsmessung
geprüft. Benachbarte Leiterbahnen, von welchen jeweils
ein Leiterplattentestpunkt mit einem Testkontaktelement kontaktiert ist,
werden mittels einer Durchgangsmessung auf Kurzschluss getestet.
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Im
Schritt S4 wird geprüft, ob eine ausreichende Anzahl von
Leiterbahnen auf Unterbrechung und Kurzschluss getestet worden ist.
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Ist
das nicht der Fall, geht der Verfahrensablauf auf den Schritt S5 über,
bei dem die Testanordnung bezüglich der zu testenden Leiterplatte
verschoben wird. Wird die Leiterplatte beidseitig getestet, dann
werden vorzugsweise ein Teil der Testanordnung, der eine Seite der
Leiterplatte kontaktiert, unabhängig von dem Teil der Testanordnung,
der die andere Seite der Leiterplatte kontaktiert, verschoben. Die
Verschiebung wird derart ausgeführt, dass bisher noch nicht
geprüfte Leiterbahnen und Leiterbahnabschnitte an ihren
an den Endbereichen ausgebildeten Leiterplattentestpunkten mittels
Testkontaktelementen kontaktiert werden, so dass diese weiteren
Leiterbahnen und Leiterbahnabschnitte auf Unterbrechung und/oder
Kurzschluss getestet werden können. Die Messung findet
wiederum im Schritt S3 statt. Danach erfolgt erneut die Prüfung,
ob eine ausreichende Anzahl von Leiterbahnen getestet worden ist
(Schritt S4).
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Es
hat sich gezeigt, dass ein Raster von zumindest etwa 100 Testkontaktelementen
pro cm2 und insbesondere das in 2 gezeigte
Raster genügt, dass die Leiterplattentestpunkte aller Leiterbahnen kontaktiert
werden können, so dass die Leiterplattentestpunkte einer
Leiterbahn bei einer bestimmten Testanordnung gleichzeitig kontaktiert
sind und die Leiterbahn bzw. der entsprechende Leiterbahnabschnitt
auf Unterbrechung gemessen werden kann. Dies beruht darauf, dass
die Leiterplattentestpunkte, die normalerweise als Durchkontaktierungen
oder Padfelder ausgebildet sind, oftmals eine Größe
aufweisen, die größer als der Abstand zwischen
zweier benachbarter Testkontaktelemente ist, so dass ein solcher
Leiterplattentestpunkt in jeder Testposition der Testanordnung kontaktiert
wird, und ein weiterer Leiterplattentestpunkt dieser Leiterbahn,
der als kleines Padfeld ausgebildet ist, gezielt kontaktiert werden
kann und der große Leiterplattentestpunkt hierbei auch
zuverlässig kontaktiert ist.
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Wird
eine Leiterplatte getestet, bei der alle Leiterbahnen zuverlässig
mit der Testanordnung abgetastet werden können, dann wird
im Schritt S4 vorzugsweise als ausreichende Anzahl von Leiterbahnen
die Anzahl aller Leiterbahnen festgelegt, so dass beim wiederholten
Durchlaufen der Schritte S3, S4 und S5 die Leiterplatte vollständig
getestet ist. Das Verfahren endet dann mit dem Schritt S6.
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Beim
Bestimmen des jeweiligen Verschiebeweges wird unterschieden, ob
lediglich Kurzschlüsse oder Unterbrechungen gemessen werden
sollen.
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Beim
Messen von Kurzschlüssen zwischen benachbarten Leiterbahnen
müssen diese Leiterbahnen gleichzeitig kontaktiert werden.
Diese Kontaktierung kann aber an einer beliebigen Stelle der Leiterbahn
erfolgen. Zwischen den Leiterbahnen erfolgt dann eine Durchgangsmessung.
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Beim
Messen von Unterbrechungen an Leiterbahnabschnitten sind die Leiterbahnabschnitte
an ihren Endpunkten zu kontaktieren. Zwischen den jeweiligen Endpunkten
bzw. Leiterplattentestpunkten wird dann eine Durchgangsmessung ausgeführt.
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Beim
Messen von Kurzschlüssen wird in einer ersten Testposition
geprüft, welche benachbarten Leiterbahnen gleichzeitig
kontaktiert sind. Diese Paare von Leiterbahnen können dann
auf Kurzschluß getetstet werden. Diese Paare von Leiterbahnen
werden als bereits getestete Paare vermerkt.
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Danach
wird ein noch nicht getestetes Paar von Leiterbahnen ausgewählt,
deren Leiterbahnen gleichzeitig kontaktiert werden sollen. Der entsprechende
Verschiebeweg wird berechnet. Vorzugsweise erfolgt die Auswahl des
weiteren Paares von Leiterbahnen derart, dass der Verschiebeweg
möglichst klein ist.
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In
der durch den Verschiebeweg erhaltenen neuen Testposition wird bestimmt
welche weiteren Paare von benachbarten Leiterbahnen gleichzeitig kontaktiert
sind. Diese Paare von Leiterbahnen können dann auf Kurzschluß getestet
werden. Diese weiteren Paare von Leiterbahnen werden als bereits
getestete Paare vermerkt.
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Das
Bestimmen eines Verschiebeweges wird so oft wiederholt, bis alle
oder zumindest ein Großteil der Paare von benachbarten
Leiterbahnen auf Kurzschluß getetestet worden sind.
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Beim
Messen auf Unterbrechungen wird in jeder Testposition geprüft,
welche Leiterbahnabschnitte an ihren Endpunkten kontaktiert sind.
Diese Leiterbahnabschnitte können dann mittels einer Durchgangsmessung
getestet werden. Die bereits getesteten Leiterbahnabschnitt werden
vermerkt. Der Verschiebeweg wird derart bestimmt, dass ein noch
nicht getesteter Leiterbahnabschnitt nach dem Verschieben an seinen
Endpunkten kontaktiert wird. Vorzugsweise wird der Verschiebeweg
möglichst klein gehalten.
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Bei
einem kombinierten Verfahren zum Testen auf Unterbrechungen und
Kurzschlüsse werden in jeder Tesposition sowohl Paare von
kontaktierten benachbarten Leiterbahnen als auch bereits kontaktierte
Leiterbahnabschnitte vermerkt. Der Verschiebweg wird vorzugsweise
auf Leiterbahnabschnitte optimiert, da sich hierbei fast immer eine
vollständige Erfassung potentieller Kurzschlüsse
ergibt. Es ist aber auch möglich, den Verschiebeweg abwechselnd nach
Leiterbahnabschnitten und Paaren von benachbarten Leiterbahnen zu
bestimmen.
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Grundsätzlich
ist es möglich, dass es Leiterbahnen gibt, die mit dem
Raster der Testanordnung nicht vollständig abgetastet werden
können, d. h., dass die Leiterplattentestpunkte dieser
Leiterbahnen so angeordnet sind, dass nicht alle Leiterbahnabschnitte
mittels einer Durchgangsmessung auf Unterbrechung oder benachbarte
Leiterbahnen mit ihren Leiterplattentestpunkten so angeordnet sind,
dass die beiden Leiterbahnen nicht gleichzeitig mittels der Tastanordnung
kontaktierbar sind.
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In 7 sind
drei Leiterbahnen 21a, 21b und 21c dargestellt.
Die Leiterbahn 21a weist als Leiterplattentestpunkte Padfelder 22a, 22b auf.
Die Padfelder 22a, 22b sind quadratisch ausgebildet,
wobei das Padfeld 22a eine Kantenlänge von 1 mm
und die mehreren Padfelder 22b eine Kantenlänge
von 0,1 mm besitzen. Da die Padfelder 22b deutlich kleiner als
der Rasterabstand L (0,9 mm) zwischen zwei benachbarten Testkontaktelementen
ist, ist es nicht möglich, alle kleinen Padfelder 22b paarweise
zu kontaktieren. Dies ist nicht notwendig, denn zum Testen der Leiterbahn 21a genügt
es vollkommen, wenn ein jedes der kleinen Padfelder 22b einmal
paarweise gleichzeitig mit dem großen Padfeld 22a kontaktierbar
ist, so dass der jeweils zwischen diesen beiden Padfeldern verlaufende
Leiterbahnabschnitt auf Unterbrechung getestet werden kann. Da das
Padfeld 22a mit einer Kantenlänge von 1 mm größer
als das Rastermaß der Testanordnung ist, kann die Testanordnung
mit einem Test kontaktelement exakt auf jeweils eines der kleinen
Padfelder 22b ausgerichtet werden und durch die Größe
des großen Padfeldes 22a ist sichergestellt, dass
eines oder mehrere Testkontaktelemente mit diesem Padfeld 22a in
Kontakt stehen. Somit können alle Leiterbahnen, die zumindest
als Leiterplattentestpunkt ein quadratisches Padfeld mit der Kantenlänge
des Rastermaßes der Testanordnung aufweisen, vollständig
auf Unterbrechung getestet werden.
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In
der Praxis sind quadratische Padfelder bis zu einer minimalen Kantenlänge
von 0,05 mm üblich. Es gibt auch häufig quadratische
Padfelder mit einer Kantenlänge von 0,1 mm. Jedoch hat
sich gezeigt, dass Leiterbahnen, die mit derart kleinen Padfeldern verbunden
sind, meistens auch mit einem größeren Padfeld
mit einer Kantenlänge von zumindest 1 mm und/oder einer
Durchkontaktierung verbunden sind. Durchkontaktierungen weisen in
der Regel einen Metallisierungsring mit einer Breite von 0,5 bis
1 mm auf, so dass die Durchkontaktierungen normalerweise gleichzeitig
mit mehreren Testkontaktelementen der Testanordnung kontaktiert
werden und so auch ein paarweises Kontaktieren zu allen beliebigen
weiteren Leiterplattentestpunkten einer mit der Durchkontaktierung
verbundenen Leiterbahn erlauben.
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Lediglich
Leiterbahnen, die ausschließlich als Padfelder ausgebildete
Leiterplattentestpunkte aufweisen, die deutlich kleiner als der
Rasterabstand I der Testanordnung sind, können eventuell
nicht vollständig mit der Testanordnung abgetastet werden.
In 7 ist mit der Leiterbahn 21b eine Leiterbahn
dargestellt, die mit Padfeldern 22c verbunden ist, die quadratisch
ausgebildet sind und eine Kantenlänge von 0,4 mm besitzen
und mit weiteren Padfeldern 22d verbunden ist, die eine
Kantenlänge von 0,1 mm aufweisen. Da die Padfelder 22c mit
ihrer Kantenlänge von 0,4 mm bereits eine beträchtliche
Größe aufweisen, ist in der Regel eine paarweise
Kontaktierung mit einem der weiteren Padfelder dieser Leiterbahnen
möglich. Es kann jedoch nicht ausgeschlossen werden, dass
bestimmte Leiterbahnabschnitte nicht korrekt abgetastet werden können.
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Die
Leiterbahn 21c in 7 verbindet
zwei Padfelder 22d mit einer Kantenlänge von 0,1
mm. Diese beiden Padfelder sind nicht im Raster der Testanordnung
angeordnet. Die beiden Padfelder 22d dieser Leiterbahn 21c können
nicht mit der Testanordnung gleichzeitig kontaktiert werden, womit
die Leiterbahn 21c nicht auf Unterbrechung geprüft
werden kann.
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Die
Anzahl derartiger Leiterbahnen, die nicht korrekt kontaktierbar
sind, ist in der Regel sehr gering. Weiterhin handelt es sich bei
diesen Leiterbahnen jeweils um sehr kurze Leiterbahnen mit wenigen Leiterplattentestpunkten.
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Wenn
eine Leiterplatte derartige Leiterbahnen aufweist, dann muss im
Schritt S4 eine Schwelle für die ausreichende Anzahl von
getesteten Leiterbahnen verwendet werden, die kleiner als die Anzahl der
nicht testbaren Leiterplatten ist. Erfahrungsgemäß kann
eine Schwelle von 5% bis 10% nicht testbarer Leiterbahnen bzgl.
aller Leiterbahnen erfüllt werden.
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Wird
somit im Schritt S4 festgestellt, dass eine ausreichende Anzahl
von Leiterbahnen getestet sind, wobei nicht alle Leiterbahnen getestet
worden sind, dann werden im Schritt S7 mittels eines weiteren Messverfahrens
die nicht getesteten Leiterbahnen nachgemessen. Vorzugsweise wird
die Leiterplatte im Schritt S7 mit einem Fingertester nachgeprüft.
Da die nicht korrekt abtastbaren Leiterbahnen meistens sehr kurz
sind und nur wenige Leiterplattentestpunkte aufweisen, kann das
Nachmessen dieser Leiterbahnen mittels eines Fingertesters sehr
schnell ausgeführt werden. Berechnungen haben ergeben, dass
mit einer solchen Testanordnung (Rastermaß etwa 0,9 mm)
bei heutzutage aktuellen unbestückten Leiterplatten etwa
20 bis 30 Verschiebungen notwendig sind, um alle Leiterbahnen vollständig
auf Unterbrechung und Kurzschluss zu testen. Es gibt wenige Leiterplatten,
die nicht vollständig abgetastet werden können.
Diese müssen dann mittels eines Fingertesters nachgemessen
werden.
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Beim
Nachmessen werden zumindest die Paare von Leiterbahnen, die nicht
zum Messen eines potentiellen Kurzschlusses kontaktiert werden konnten
und/oder die Leiterbahnabschnitte, die nicht auf Unterbrechungen
getestet werden konnten, nachgemessen. Es ist jedoch auch möglich
beim Nachmessen die im Schritt S3 festgestellten Fehler nochmals zu überprüfen.
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Da
eine Testanordnung mit Testkontaktelementen eine Dichte von zumindest
100 Testkontaktelementen pro Quadratzentimeter verwendet wird, werden
eine Vielzahl von Leiterplattentestpunkten gleichzeitig durch mehrere
Testkontaktelemente beziehungsweise Prüfnadeln 10 kontaktiert.
Hierdurch ist es möglich die ordnungsgemäße
Positionierung der Testanordnung auf der Leiterplatte zu überprüfen,
indem an bestimmten Leiterplattentestpunkten, die durch zumindest
zwei Testkontaktelemente kontaktiert werden sollen, zu prüfen,
ob zwischen diesen beiden Testkontaktelementen jeweils über
den Leiterplattentestpunkt ein elektrischer Kontakt hergestellt
worden ist. Wird diese Prüfung an mehreren Leiterplattentestpunkten
ausgeführt, so kann, falls an all diesen Leiterplattentestpunkten
eine Verbindung zwischen den benachbarten Testkontaktelementen hergestellt
ist, darauf geschlossen werden, dass die Testanordnung sich in der
gewünschten Position auf der Leiterplatte befindet.
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Es
wurden Berechnungen durchgeführt, um festzustellen, wieviel
Verschiebungen notwendig sind, um alle oder zumindest fast alle
Leiterbahnen zu kontaktieren bzw. wie viel Verschiebungen notwendig
sind, um alle oder zumindest fast alle Leiterbahnabschnitte an ihren
endseitigen Leiterplattentestpunkten zu kontaktieren. 4 zeigt
eine Tabelle, in der die Angaben zu Leiterplatten, für
die die Berechnung ausgeführt worden sind, enthalten sind.
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In
den Diagrammen von 5A und 5B ist
der prozentuale Anteil der abgetasteten Leiterplattentestpunkte
der Leiterbahnen in Bezug zu der Anzahl der Verschiebungen und der
Messungen aufgeführt. Den Berechnungen nach 5A liegt
die in den 1 und 2 dargestellte
Kontaktanordnung zugrunde. Die Berechnungen nach 5B wurden mit
einer gegenüber der in 1 und 2 dargestellten
Ausführungsform doppelt so hohen Dichte der Kontaktanordnung
durchgeführt. Lediglich bei einer einzigen Leiterplatte
(Typ Nr. 09102300) konnte nicht mit einer Anzahl von 20 bis 30 Verschiebungen alle
Leiterplattentestpunkte kontaktiert werden. Bei den übrigen
Leiterplatten können alle Leiterplattentestpunkte kontaktiert
werden. Für einen Kurzschlußtest genügt
es an sich, wenn zumindest ein Leiterplattentestpunkt pro Leiterbahn
kontaktiert werden kann. Da mit wenigen Verschiebungen fast alle
Leiterplattentestpunkte kontaktierbar sind, können diese Leiterplatten
vollständig auf Kurzschlüsse mittels des erfindungsgemäßen
Verfahrens getestet werden.
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In
der in 8 gezeigten Tabelle sind für eine Reihe
von Leiterplatten (Board), die Anzahl der für eine Durchgangsmessung
auf Unterbrechung zu kontaktierenden Leiterplattentestpunkte (Points),
die Leiterbahnen (Nets), die durchzuführenden Durchgangsmessungen
auf Unterbrechungen (Opens Test), die nicht durchführbaren
Messungen (Opens Retests) und deren prozentualer Anteil (Retest
%) aufgeführt.
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Nicht
durchführbare Messungen sind Messungen eines Leitbahnabschnittes
dessen beide Leiterplattentestpunkte innerhalb der vorgesehenen Verschiebungen
nicht kontaktierbar sind.
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Dieser
Berechnung liegt die in den 1 und 2 dargestellte
Kontaktanordnung zugrunde. Die Anzahl der hier durchgführten
Verschiebungen beträgt maximal 10.
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Bei
allen Leiterplatten müssen Leiterbahnen zusätzlich
z. B. mittels eines Fingertesters auf Unterbrechungen nachgemessen
werden. Der Anteil beträgt zwischen 6,8% und 55,7%. Werte
bis etwa 30% sind sehr vorteilhaft, da derartige Leiterplatten mit dem
erfindungsgemäßen Verfahren in der Regel fast vollständig
auf Kurzschluß und zum überwiegenden Teil auf
Unterberchungen getetstet werden können, so dass das Nachtetsten
in einem Fingertester sehr schnell durchführbar ist. Bei
höheren Anteilen von z. B. 50% und mehr (z. B. Leiterplatte
76726A-allOD) muß die Anzahl der Verschiebungen erhöht
werden oder eine Testanordnung mit höherer Dichte der Testkontaktelemente
verwendet werden.
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Die
in den 5A, 5B und 8 aufgeführten
Resultate zeigen, dass das erfindungsgemäße Verfahren
für eine Vielzahl von Leiterplatten sehr effizient ist,
ein schnelles Prüfen auf Unterbrechungen und Kurzschlüsse
erlaubt, ohne dass hierzu individuelle Adapter für die
einzelnen Leiterplattentypen erstellt werden müssen.
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Erfindungsgemäß wird
eine Testanordnung verwendet, deren Testkontaktelemente mit einer Dichte
von zumindest 100 pro cm2 vorgesehen sind. Je
dichter die Testkontaktelemente angeordnet sind, desto schneller
kann eine zu testende Leiterbahn vollständig abgetastet
werden. Deshalb sind Dichten von zumindest 120, 150 bzw. 200 Testkontaktelemente
pro cm2 bevorzugt. Anstelle der Dichte kann die
Testanordnung auch durch das Rastermaß benachbarter Testkontaktelemente
definiert sein, das beim obigen Ausführungsbeispiel bei
etwa 0,9 mm liegt. Eine Verringerung des Rastermaßes auf
maximal 0,8 mm, 0,7 mm, 0,6 mm bzw. 0,5 mm entspricht einer Erhöhung
der Dichte der Kontaktelemente und einer dementsprechenden Verringerung
der Anzahl der Verschiebungen, um eine vollständige Kontaktierung
einer zu testenden Leiterplatte zu erzielen. Bei den zurzeit üblichen
unbestückten Leiterplatten genügt jedoch meistens
ein Rastermaß von ca. 0,9 mm vollkommen, um eine vollständige
oder fast vollständige Kontaktierung der Leiterbahnen sicherzustellen.
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Die
Erfindung ist oben anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert
worden, bei dem die Prüfvorrichtung eine Vollrasterkassette
und eine Kontaktierungseinheit aufweist. Da die Prüfnadeln
der Kontaktierungseinheit 6 alle zueinander parallel angeordnet
sind, ist es auch möglich, anstelle von geradlinigen, drahtförmigen
Prüfnadeln Federkontaktstifte in der Kontaktierungseinheit
zum Kontaktieren der Leiterplatte zu verwenden. Derartige Federkontaktstifte sind
beispielsweise schraubenförmig aus einem Draht gewickelte
Federkontaktelemente, die bezüglich der schraubenförmigen
Wicklung zentrisch angeordnete Enden aufweisen. Es genügt,
wenn die Schraubenwicklung sich lediglich über einen Teil
der Länge des Federkontaktstiftes erstreckt und vorzugsweise
im mittigen Bereich angeordnet ist, so dass die geradlinigen Enden
des Federkontaktstiftes exakt mittels der Führungsplatten
geführt werden können. Eine mit derartigen Federkontaktstiften
ausgerüstete Kontaktierungseinheit beinhaltet somit auch
die Funktion der Vollrasterkassette, die dann weggelassen werden
kann.
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Mit
der vorliegenden Erfindung ist es nicht mehr notwendig, für
jeden Leiterplattentyp einen separaten Adapter herzustellen. Vielmehr
kann mit der erfindungsgemäßen Kontaktierungseinheit
eine Leiterplatte mit mehreren, aber wenigen Kontaktierungsvorgängen
vollständig oder fast vollständig abgetastet werden.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und mit der
erfindungsgemäßen Vorrichtung werden somit eine
universelle Prüfvorrichtung und ein universelles Prüfverfahren
geschaffen, deren Durchsatz an zu testenden Leiterplatten etwas
kleiner als beim Testen mit einem herkömmlichen Adapter-basierten
Paralleltester ist, aber dennoch wesentlich höher als mit
einem herkömmlichen Fingertetster ist. Die Verweilzeit
einer zu testenden Lei terplatte im erfindungsgemäßen
Paralleltester beträgt etwa 10 bis 30 sec. Dies ist 5 bis
10 Mal länger als in einem herkömmlichen Paralleltester
aber etwa 10 Mal schneller als in einem herkömmlichen Fingertester.
-
Das
erfindungsgemäße Verfahren ist besonders effizient
beim Testen von Kurzschlüssen, da Kurzschlüsse
bei fast allen Leiterplatten vollständig mit wenigen Verschiebungen
(≤10) erfasst werden können. Alle Leiterplattentestpunkte,
die einen Durchmesser oder eine Kantenlänge in der Größe des
Rasterabstandes I der Testanordnung besitzen, werden in jeder beliebigen
Position der Testanordnung auf der Leiterplatte kontaktiert. Dies
bedeutet, dass alle Leiterbahnen, die mit zumindest einem solchen
Leiterplattentestpunkt verbunden sind, in jeder beliebigen Postion
der Testanordnung kontaktiert sind. Dies trifft in der Regel für
einen Großteil der Leiterbahnen zu, sodass in der ersten
Testposition bereits sehr viele Paare benachbarter Leiterbahnen gleichzeitig
kontaktiert sind. Kurzschlüsse können somit fast
immer vollständig mit wenigen Verschiebungen erfasst werden.
Daher kann es auch Sinn machen, bei bestimmten Leiterplatten das
erfindungsgemäße Verfahren nur zum Testen von
Kurzschlüssen zu verwenden und Unterbrechungen anschließend
mittels eines Fingertesters zu messen.
-
- 1
- Prüfvorrichtung
- 2
- Leiterplatte
- 3
- Grundkörper
- 4
- Grundraster
- 5
- Vollrasterkassette
- 6
- Kontaktierungseinheit
- 7
- Bohrungen
- 8
- Kontaktstelle
- 9
- Federkontaktstift
- 10
- Prüfnadel
- 11
- Führungsplatte
- 12
- Säule
- 13
- Nadelführungsplatte
- 14
- Positionierplatte
- 15
- Verstelleinrichtung
- 16
- Verstellstift
- 17
- Positionierbohrung
- 18
- Leiterplattenaufnahmestift
- 19
- Bohrung
- 20
- Positionierbohrung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
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- - EP 0468153
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- - EP 0853242 A1 [0004]
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