DE19508902A1 - Vorrichtung zur Prüfung von Platinen sowie deren Verwendung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Prüfung von Platinen, vorzugsweise ein- oder beid­ seitig mit Einschubsteckern bestückten Trägerplati­ nen, für elektronische Geräte, wobei die Vorrich­ tung Meßmodule umfaßt, die platinenseitige Kontakte sowie Meßkontakte aufweisen, letztere über einen Meßstecker mit einem Meßgerät verbunden sind und eine Steuereinheit vorhanden ist sowie deren Ver­ wendung.

Die Bauteile elektronischer Geräte werden auf Pla­ tinen angeordnet, die mit Leiterbahnen zu ihrer elektrischen Verbindung versehen sind. Aufwendigere Geräte wie Computer, Fernseher oder Telekommunika­ tionsgeräte sind meist modular aufgebaut, so daß einzelne Baugruppen in unterschiedlichen Gerätety­ pen einsetzbar sind und eine Reparatur durch Modu­ laustausch erfolgen kann. Eine ein- oder beidseitig mit Einschubsteckern versehene Trägerplatine, die die Platinen mit den übrigen Baugruppen aufnimmt, bildet in der Regel die Basis eines modularen Gerä­ tes. Zur Überprüfung von Trägerplatinen vor dem Einstecken der Module sind Prüfadapter bekannt, die entsprechend der Steckeranordnung auf der zu prü­ fenden Platine Gegenstecker aufweisen. Diese stehen ihrerseits mit einem Meßgerät, im einfachsten Fall einem Durchgangsprüfer, in Verbindung, wobei eine Steuereinheit einen automatischen Meßablauf ermög­ licht. Vor Beginn einer Messung wird der Prüfadap­ ter in paralleler Ausrichtung auf die zu prüfende Trägerplatine aufgedrückt und bei diesem Vorgang alle Stecker gleichzeitig eingesetzt, so daß ver­ gleichsweise hohe Kräfte auftreten, die häufig zu einer Zerstörung der zu prüfenden Platine führen. Weiterhin besteht der Nachteil, daß für jeden zu prüfenden Platinentyp ein eigens anzupassender Ad­ apter einzusetzen ist. Als Alternative ist bekannt, einzelne Meßmodule mit jeweils eigenem Antrieb zu verwenden. Die Messung erfolgt, nachdem alle Stec­ ker der zu prüfenden Platine mit Meßmodulen be­ stückt und die elektrischen Verbindungen mit der Meß- und Steuerelektronik hergestellt sind. Auf diese Weise wird eine hohe mechanische Belastung der Trägerplatine vermieden, und die Module sind bei unterschiedlichen Platinentypen einsetzbar, je­ doch besteht der Nachteil einer Vielzahl von elek­ trischen Verbindungen. Für eine automatische Mes­ sung ist es darüber hinaus erforderlich, jedes Mo­ dul mit einem eigenen Antrieb und einer entspre­ chenden Steuerung zu versehen. Infolge dessen ist diese Weise der Überprüfung aufwendig und teuer. Alle Vorrichtungen des Standes der Technik verbin­ det die Notwendigkeit der Verwendung eines gemein­ samen Rahmens, an welchem die Meßmodule oder An­ triebe zu befestigen sind.

Vor diesem Hintergrund hat sich die Erfindung zur Aufgabe gemacht, eine Prüfvorrichtung anzugeben, die eine hohe mechanische Belastung der Platinen sowie eine große Anzahl elektrischer Verbindungen vermeidet, die leicht an unterschiedliche Platinen­ typen anzupassen ist und nur einen Antrieb mit Steuerung erfordert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Meßmodule mit mindestens zwei Meßkontakten ausgestattet sind, von denen der eine stiftförmig über die der Platine abgewandte Modulseite hinaus ragt und mit seiner Längsachse etwa senkrecht der Platinenebene ausgerichtet ist, die platinenseiti­ gen Kontakte der Meßmodule isoliert gegeneinander durch eine Schaltermatrix mit den Meßkontakten ver­ bindbar und alle Verbindungen unterbrechbar sind, mindestens zwei einander parallele, ebene, leitfä­ hige, gegeneinander isolierte, mit je einem Eingang des Meßgerätes verbundene Platten den Meßstecker bilden, der parallel der Platinenebene ausgerichtet und senkrecht zu ihr beweglich ist, die platinen­ seitige Platte sowie die Isolation regelmäßig ange­ ordnete, in Richtung der Platine verlaufende, durchgehende Löcher aufweisen, deren Durchmesser größer als der des stiftförmigen Meßkontaktes ist, der stiftförmige Kontakt die Löcher durchgreift und die von der Platine abgewandte Steckerplatte be­ rührt und der weitere Meßkontakt mit der platinen­ seitigen Platte des Meßsteckers verbunden ist.

Bei der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung sind die Meßmodule durch einen Meßstecker mit dem Meßgerät verbunden. Über platinenseitige Kontakte der Meßmo­ dule besteht eine Verbindung zu der zu prüfenden Platine. Im Sinne der Erfindung sind dabei auch beidseitig auf der Platine angeordnete Module mög­ lich, die entsprechend über zwei Meßstecker an das Meßgerät angeschlossen sind. Da die Ansteuerung un­ terschiedlicher Meßpunkte auf der Platine, d. h. platinenseitiger Kontakte, durch eine Schalterma­ trix auf den Meßmodulen erfolgt, sind zwei elektri­ sche Verbindungen zwischen Meßmodulen und Meßgerät ausreichend. Die Meßmodule sind somit mit jeweils zwei Meßkontakten ausgestattet, die sie mit dem Meßstecker verbinden. Dieser besteht aus zwei ein­ ander parallelen, ebenen, leitfähigen Platten, die gegeneinander isoliert und mit je einem Eingang des Meßgeräts verbunden sind. Die platinenseitige Platte sowie die Isolation weisen regelmäßig ange­ ordnete Löcher auf, die in Richtung der Platine verlaufen. Ein Meßkontakt der Meßmodule ragt stift­ förmig über die der Platine abgewandte Modulseite hinaus, durchgreift die Löcher und berührt die von der Platine abgewandte Steckerplatte, während der weitere Meßkontakt mit der platinenseitigen Platte des Meßsteckers verbunden ist. Über die Verbindung mit den Meßkontakten hinaus bestehen keine weiteren Kontakte zwischen den Meßmodulen einerseits und Meßgerät und Steuereinheit andererseits. Entspre­ chend sind nur geringe Kräfte notwendig, um vor Be­ ginn einer Messung den Kontakt zwischen Meßstecker und Modulen herzustellen. Der Meßstecker ist paral­ lel der Platinenebene ausgerichtet, so daß er alle Meßmodule gleichzeitig kontaktiert und auf diese Weise alle Meßmodule parallel schaltet. Eine Mes­ sung erfolgt, indem die Schaltermatrix auf der Meß­ platine von der Steuereinheit angesteuert wird, so daß definierte Meßpunkte der geprüften Platine über Meßkontakte und den aufliegenden Stecker mit dem Meßgerät verbunden werden. Insbesondere wenn eine größere Anzahl von Meßmodulen gleichzeitig verwen­ det wird, ist es wegen der Parallelschaltung not­ wendig, auf einzelnen Modulen alle Verbindungen zwischen platinenseitigen Kontakten und dem Meß­ stecker unterbrechen zu können. Nach Beendigung al­ ler Messungen wird die Verbindung von der Platine zum Meßgerät unterbrochen, indem der Meßstecker senkrecht von der Platinenoberfläche weg bewegt wird.

Die vorgeschlagene Meßvorrichtung hat den Vorteil, daß jeweils nur zwei Verbindungen zwischen einem Meßmodul und dem Meßstecker herzustellen sind. Dem­ zufolge sind zur Kontaktierung nur geringe Kräfte erforderlich, so daß eine mechanische Belastung der Platine vermieden wird, d. h. es besteht keine Ge­ fahr, daß eine Platine beim Aufsetzen des Meßstec­ kers zerspringt. Da nur ein einzelner Meßstecker verwendet wird, ist nur ein einzelner Antrieb für ein automatisches Betreiben der Vorrichtung notwen­ dig. Die Verwendung des Meßsteckers hat den ent­ scheidenden Vorteil, daß eine elektrische Verbin­ dung zu den Meßmodulen nur während der Messung er­ folgt und die Herstellung bleibender elektrischer Verbindungen über Leitungen, wie im Stand der Tech­ nik, nicht notwendig ist. Eine Erhöhung der Flexi­ bilität während der Arbeit sowie der Verzicht auf einen gemeinsamen Rahmen für die Meßmodule oder ih­ ren Antrieb sind das vorteilhafte Ergebnis. Darüber hinaus ermöglicht die Verwendung einzelner Meßmo­ dule eine Anpassung der Meßvorrichtung an unter­ schiedliche Typen von Platinen.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Übertragung der Signale von der Steuereinheit zur Schaltermatrix auf den Meßmodulen über die Meßkontakte. Auf diese Weise wird bei ei­ nem einfachen und preiswerten Aufbau der Prüfvor­ richtung vermieden, daß über die Meßkontakte hinaus weitere Verbindungen zu den Modulen aufzubauen sind.

Eine alternative Weiterbildung der Erfindung be­ steht darin, daß die Steuersignale optisch von ei­ nem mit der Steuereinheit verbundenen Sender zu ei­ nem Empfänger auf dem Meßmodul übertragen werden. Die optische Übertragung, die bevorzugt im Infra­ rotbereich erfolgt, in dem eine große Zahl geeigne­ ter Sende- und Empfangsvorrichtungen existiert, zeichnet sich durch hohe Übertragungsraten aus, d. h. der Meßablauf läßt sich wesentlich beschleuni­ gen, wobei im Gegensatz zur vorbeschriebenen Ausge­ staltung der Erfindung die Meßkontakte ständig für die Messung zur Verfügung stehen und nicht zeitwei­ lig der Signalübertragung dienen.

Ferner wird vorgeschlagen, daß der weitere Meßkon­ takt als Flächenkontakt über die dem Meßstecker zu­ gewandte Seite des Meßmoduls hervorsteht. Die pla­ tinenseitige Oberfläche des Meßsteckers vertieft sich trichterförmig auf die Löcher zu. Bei dieser Ausgestaltung der Prüfvorrichtung ist vorgesehen, daß die Kontaktierung der Meßmodule mit dem Meß­ stecker erfolgt, ohne daß eine präzise Positionie­ rung des Meßsteckers erforderlich ist. Wird der Meßstecker in paralleler Ausrichtung auf die Module zubewegt, so berühren die stiftförmigen Meßkontakte seine Oberfläche an einer beliebigen Stelle und werden durch die trichterförmige Ausbildung der Oberfläche in die Löcher des Meßsteckers geführt, wenn sich dieser weiter auf die Module zubewegt. Der Flächenkontakt berührt dann die platinenseitige Oberfläche des Meßsteckers. Um zu verhindern, daß er durch die Löcher ebenfalls die abgewandte Seite des Meßsteckers berührt, ist der Lochdurchmesser kleiner als der Durchmesser des Flächenkontaktes. Die Meßkontakte sind federnd beweglich, damit auch bei einer größeren Zahl von Modulen alle Kontakte sicher mit dem Meßstecker verbunden sind.

Handelt es sich bei der überprüften Platine um eine Trägerplatine, die mit Einschüben bestückbare Stec­ ker aufweist, so ist es zweckmäßig, daß die Meßmo­ dule in die Platinenstecker eingesetzt sind. Auf diese Weise ist ein guter elektrischer Kontakt zwi­ schen Modulen und Platine gewährleistet, und die Module sind auch mechanisch auf der Platine befe­ stigt.

Geeignet ist die Anordnung der Löcher des Meßstec­ kers in einer hexagonalen oder tetragonalen Symme­ trie. Auf diese Art ist eine dichte Anordnung der Löcher auf dem Meßstecker erreichbar, so daß unab­ hängig von der Anordnung eines Meßmoduls stets eine Öffnung für seinen stiftförmigen Kontakt vorhanden ist. Dies ist speziell dann vorteilhaft, wenn die Kontakte durch eine trichterförmige Oberflächen­ struktur in die Löcher geführt werden und vermeidet eine unnötige Verbiegung der Module bzw. Kontakte.

Weiterhin wird vorgeschlagen, daß die Meßkontakte koaxial angeordnet sind, wobei der stiftförmige den anderen Kontakt in einer Öffnung berührungslos durchgreift. In dieser Ausgestaltung der Erfindung legt die Position des stiftförmigen Kontaktes die Position des anderen Kontaktes exakt fest, so daß dessen Gestalt entsprechend an die Oberfläche des Meßsteckers anpaßbar ist. Darüber hinaus ist die Richtung der Kraft, die wirkt, wenn der Meßstecker die Module kontaktiert, festgelegt. Durch eine zen­ trale Anordnung der Meßstecker auf der Modulober­ seite ist somit erreichbar, daß bezüglich der Pla­ tine nur senkrechte Kräfte auf das Modul wirken.

Obwohl für Messung und Steuerung der Module zwei Kontakte ausreichen, sind weitere Verbindungen zweckmäßig. Sie dienen beispielsweise einer Strom­ versorgung der Module, aus der die Schaltermatrix oder aktive Komponenten auf der zu prüfenden Pla­ tine gespeist werden. Der Meßstecker besteht dabei aus mehreren leitfähigen Platten, für deren Kontak­ tierung zwei unterschiedliche Möglichkeiten vorhan­ den sind. Reichen die Löcher trichterförmig bis zu der von der Platine abgewandten Leiterplatte, so ist der stiftförmige Meßkontakt von gegeneinander isolierten Kontakten koaxial umgeben. Die Gesamt­ zahl aller Kontakte ist gleich der Zahl leitfähiger Steckerplatten, und ihre Durchmesser sind so ge­ wählt, daß jede leitfähige Platte des aufgesetzten Steckers genau einen Kontakt berührt. Der stiftför­ mige Meßkontakt stellt weiterhin die Verbindung zu der von der Platine abgewandten Steckerplatte her.

Alternativ weist der stiftförmige Meßkontakt leit­ fähige Kontaktfedern auf, die gegeneinander iso­ liert im Stiftinneren durch Leitungen mit dem Meß­ modul verbunden sind. Anordnung, Durchmesser und Anzahl sind so gewählt, daß jede leitfähige Platte mit einem Kontakt in Verbindung tritt. Bei beiden Arten der Heranführung weiterer Kontakte ist zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit dem Meßstecker keine wesentlich höhere Kraft als im Falle lediglich zweier Verbindungen erforderlich, so daß auch die geprüfte Platine mechanisch allen­ falls unwesentlich stärker belastet wird.

Ein vorteilhaftes Meßmodul ist mit einer digitalen, durch Befehls- und Adreßcodes gesteuerten Schalter­ matrix versehen. Da die Steuereinheit der Prüfvor­ richtung in der Regel ein digitaler Computer ist, kann eine digitale Schaltermatrix dessen Ausgangs­ signale ohne weitere Umwandlung verarbeiten. Wird eine große Zahl von Meßmodulen gleichzeitig ver­ wandt, so ist ihre analoge Ansteuerung vergleichs­ weise aufwendiger und langwieriger, da sie über die beiden Meßkontakte der Module erfolgt.

Um die Meßergebnisse bei der Platinenprüfung nicht zu verfälschen, sind Schalter, die während der Mes­ sung stromlos sind, bevorzugt. Dazu bieten sich insbesondere in MOS-Technologie hergestellte Feld­ effekttransistoren an, bei denen die Steuerelek­ trode durch eine isolierende Schicht vom gesteuer­ ten Strom getrennt ist.

Werden die der Meßkontakte sowohl für die Messung als auch für die Übertragung der Steuersignale be­ nutzt, besteht während des eigentlichen Meßvorgangs keine Verbindung zwischen Steuereinheit und Schal­ termatrix. Auch bei einer digitalen Befehlsübertra­ gung, beispielsweise in optischer Form, werden Steuersignale nur während des Schaltvorganges über­ mittelt. Daher ist es zweckmäßig, daß der Schaltzu­ stand der Matrix ohne Zufuhr eines Schaltstroms er­ halten bleibt. Flip-Flops sind eine vielfach be­ währte Schaltung, die diese Bedingung erfüllt.

Um die Herstellungskosten der Prüfmodule und damit der gesamten Meßvorrichtung gering zu halten, ist die Beschränkung auf einen einzelnen oder wenige Typen von Meßmodulen wünschenswert. Andererseits besteht die Anforderung, eine möglichst große Zahl von Platinentypen mit unterschiedlichen Einschub­ steckern prüfen zu können, selbst wenn diese nur in kleinen Stückzahlen und für spezielle Anforderungen hergestellt sind. Aus diesem Grunde sind Adapter zweckmäßig, über die einheitliche Module an unter­ schiedliche Platinen anschließbar sind.

Sind die Module mechanisch mit dem Meßstecker ver­ bunden und weisen platinenseitig nadelförmige Kon­ takte auf, so ist auch die Prüfung von Platinen ohne Einschubstecker möglich. Ein Adapter wird in diesem Fall am Meßmodul befestigt und ist seiner­ seits mit nadelförmigen Kontakten versehen. Die elektrische Verbindung zwischen Meßmodul und zu prüfender Platine erfolgt, indem die Kontaktnadeln unmittelbar auf die Leiterbahnen der Platine aufge­ setzt werden. Zur mechanischen Sicherung sind die Module dabei am Meßstecker befestigt, wobei die me­ chanische Verbindung auch einen oder mehrere elek­ trische Kontakte zwischen Modul und Stecker her­ stellen kann. Die Befestigung ist lösbar, damit die Anordnung der Module bei unterschiedlichen Platine­ typen veränderbar ist, und kann beispielsweise in einem am Meßstecker angeschraubten Rahmen bestehen.

Bei einem geeigneten Verfahren zur Überprüfung ei­ ner Platine werden zunächst elektrische Verbindun­ gen zwischen Meßmodulen und zu prüfender Platine einerseits und Meßmodulen und Meßstecker anderer­ seits hergestellt. Reihenfolge und Methode der Ver­ bindung hängen dabei von der Ausführung der Prüf­ vorrichtung und der geprüften Platine ab. Weist die Platine mit Einschüben bestückbare Stecker auf, so werden diese bevorzugt zunächst mit den Meßmodulen bestückt und der Meßstecker anschließend in paral­ leler Ausrichtung auf die Platine zu bewegt, bis er die Meßkontakte der Module berührt. Sind die Module dagegen mechanisch am Meßstecker befestigt, wird er auf die Platine zu bewegt, bis der Kontakt zwischen platinenseitigen Modulkontakten und Platine er­ folgt. Beidseitig bestückbare Platinen werden beid­ seitig mit Modulen und Meßsteckern kontaktiert. An­ schließend überträgt die Steuereinheit Signale an die Schaltermatrix der Meßmodule, so daß mindestens zwei elektrische Verbindungen von unterschiedlichen Platten des Meßsteckers zur Platine erfolgen. Häu­ fig bietet es sich auch an, beispielsweise bei der Überprüfung von Isolationen, mehrere elektrische Verbindungen parallel zu schalten, um die Zahl der notwendigen Messungen zu verringern. Nach dem Auf­ bau der Verbindung erfolgt die eigentliche Messung mit dem Meßgerät. Gegebenenfalls wird das Ergebnis protokolliert oder die Platinenüberprüfung abgebro­ chen, falls ein Fehler ermittelt ist. Danach werden durch erneute Ansteuerung der Schaltermatrizen wei­ tere Verbindungen aufgebaut und Messungen durchge­ führt, bis alle notwendigen Überprüfungen erfolgt sind. Abschließend werden Meßstecker und Meßmodule von der Platine entfernt.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung des Meßverfah­ rens erfolgt, bevorzugt über die Meßkontakte und den Meßstecker, eine Rückantwort der Meßmodule zur Steuereinheit, durch die empfangene Befehlssignale bestätigt werden. Mit Hilfe der Rückantwort lassen sich Übertragungsfehler feststellen und durch Wi­ derruf oder Wiederholung falsch übertragener Si­ gnale beheben, ohne daß erneut eine vollständige Platinenüberprüfung durchzuführen ist. Im Fall ei­ ner großen Zahl von Übertragungsfehlern kann die Platinenüberprüfung gegebenenfalls abgebrochen oder wiederholt werden. Darüber hinaus wird die Kon­ trolle der Steuereinheit über den Meßvorgang ver­ bessert, indem die Meßmodule zu ihrer Identifizie­ rung ihre Adresse oder den Adreßcode einer beste­ henden oder neu hergestellten Verbindung als Rückantwort verwenden.

Das Meßverfahren ist vorteilhaft ausgestaltet, wenn der Meßstecker während des Aufsetzens parallel der Platinenoberfläche vibriert. Auf diese Weise wird die Einführung der Kontakte in den Stecker erleich­ tert. Dies gilt insbesondere für den stiftförmigen Kontakt, der die Löcher der platinenseitigen Platte des Meßsteckers durchgreift.

Um ein unnötiges Aufbauen und Unterbrechen von Ver­ bindungen zu vermeiden, wird vorgeschlagen, daß während der Prüfung einer Verbindung weitere plati­ nenseitige Kontakte durch die Schaltermatrix mit einem Meßkontakt verbunden werden. Bei dieser Meß­ methode erfolgt eine Summation über die parallel geschalteten Verbindungen. Der Anteil einer einzel­ nen Verbindung läßt sich daraus durch Bildung der Differenz vor und nach ihrem Einschalten ermitteln. Der Vorteil besteht darin, daß eine geringere Zahl von Schaltsignalen an die Schaltermatrizen zu über­ tragen und das Meßverfahren damit verkürzbar ist.

Da die Meßkontakte der Module sowohl für die Mes­ sung als auch für die Übertragung der Steuersignale verwandt werden, ist eine Unterscheidung zwischen Meß- und Steuerströmen notwendig. In einer Weiter­ bildung des Verfahrens erfolgen Messung- und Matri­ zensteuerung daher mit Gleichspannung entgegenge­ setzter Polung. Diese Methode gestattet eine einfa­ che Unterscheidung und läßt sich z. B. realisieren, indem die Ströme durch entgegengesetzt gerichtete Dioden der Matrixsteuerung bzw. der Platine zuge­ führt werden.

Bei einem bevorzugten Prüfverfahren erfolgt die Ma­ trizensteuerung digital, die Messung dagegen ana­ log. Während, wie oben bereits beschrieben, eine digitale Matrixsteuerung vorteilhaft ist, haben sich analoge Meßverfahren vielfach bewährt und sind mit geringem Aufwand realisierbar.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Er­ findung lassen sich dem nachfolgenden Beschrei­ bungsteil entnehmen, in dem anhand der Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen in prinzipienhafter Darstellung:

Fig. 1 Schema einer erfindungsgemäßen Prüfvor­ richtung

Fig. 2 platinenseitige Ansicht des Meßsteckers

Fig. 3 Querschnitt durch den Meßstecker mit aufgesetzten Meßkontakten

Fig. 4 Ansicht eines Meßmoduls mit Adapter

Fig. 5 Alternative Ausgestaltung des Meßmodules mit Meßstecker und Adapter

Fig. 6 Schnitt durch einen Meßstecker mit meh­ reren Kontakten je Modul

Fig. 7 Schnitt durch eine andere Ausführung ei­ nes Meßkontaktes und einem Meßstecker mit mehreren leitfähigen Platten

Fig. 1 zeigt die schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung. Ein Computer (1), der über eine elektronische Steuereinheit (2) mit einem Meßstecker verbunden ist, dient zu ihrer Bedienung sowie der Aufnahme und Auswertung der Me­ ßergebnisse. Der Meßstecker besteht aus zwei leit­ fähigen Platten (3, 5), die durch eine Isolation (4) getrennt sind. Weiterhin umfaßt die Vorrichtung mehrere Meßmodule (6), die auf die Stecker (8) auf­ geschoben sind, mit der die zu prüfende Platine (7) versehen ist. Die Kontaktierung der Meßmodule (6) erfolgt, indem der Meßstecker in Richtung des Pfeils (9) bewegt wird, bis er die Module berührt und sie auf diese Weise parallel zueinander schal­ tet. Die Verbindung vom Computer (1) zu einzelnen Meßpunkten auf der Platine (7) wird über Schalter­ matrizen auf den Meßmodulen (6) hergestellt.

Fig. 2 zeigt eine platinenseitige Ansicht des Meß­ steckers. Seine platinenseitige Platte (5) weist in regelmäßiger Anordnung Löcher auf, die durch die Isolation (4) bis zu der der Platine abgewandten Platte (3) reichen.

Fig. 3 stellt einen Schnitt durch den Meßstecker mit den aufgesetzten Kontakten des Meßmodules dar. Dabei berührt der stiftförmige Kontakt (10) des Mo­ duls die von der Platine abgewandte leitfähige Platte (3), der Flächenkontakt (11) dagegen die der Platine zugewandte Platte (5). Die Öffnungen der Platte (5) fallen trichterförmig zu ihrem Zentrum hin ab, so daß keine Positionierung erforderlich ist, bevor die Kontakte den Meßstecker berühren. Vielmehr wird der stiftförmige Kontakt (10) an ei­ ner beliebigen Stelle aufgesetzt und durch die trichterförmige Oberflächenbeschaffenheit beim wei­ teren Andrücken in eine Position geführt, in der er Platte (3) berührt. Damit der Flächenkontakt (11) die Platte (3) auch unter ungünstigen Bedingungen nicht berührt, sind die Öffnungen in der Isolation (4) schmaler als der Durchmesser des Flächenkontak­ tes (11).

In Fig. 4 ist schematisch ein Meßmodul mit Adapter gezeigt. An seiner Oberseite sind der stiftförmige Kontakt (10) und der Flächenkontakt (11) erkennbar, die zur Verbindung mit dem Meßstecker dienen. Auf der Leiterplatte (12) des Moduls befindet sich eine Schaltermatrix, die die Kontakte (10, 11) mit den platinenseitigen Kontakten verbindet. Um für unter­ schiedliche Aufgaben ein einheitliches Modul benut­ zen zu können, wird ein Adapter verwendet, der für die Aufnahme der platinenseitigen Kontakte des Meß­ moduls einen Gegenstecker (13) aufweist. Zur Ver­ bindung mit einer Platine ist ein Adapterstecker (14) vorgesehen, mit dem der Gegenstecker (13) über die Adapterplatine (15) verbunden ist, wobei die Befestigung des Adapters am Modul durch eine Halte­ rung der Adapterplatine (15) erfolgt.

Weist die zu prüfende Platine keine Stecker auf, in die die Meßmodule einsteckbar sind, so ist eine al­ ternative Ausführung des Meßmoduls zweckmäßig, die in Fig. 5 dargestellt ist. In diesem Fall wird ein Adapter verwandt, der mit nadelförmigen Kontakten (16) versehen ist, die zur unmittelbaren Kontaktie­ rung der Leiterbahnen auf der Platine dienen. Vor­ teilhaft ist in diesem Fall eine mechanische Befe­ stigung des Meßmoduls am Meßstecker, das zu diesem Zweck mit einer Befestigungsvorrichtung (17) verse­ hen und an der platinenseitigen Platte (5) ange­ bracht ist. Die Verbindung erfolgt mit Schrauben (18) und dient auch als elektrischer Kontakt. Die Wirkungsweise der übrigen Bauteile ist wie oben be­ schrieben, insbesondere ist die platinenseitige Platte (5) weiterhin mit Löchern versehen, durch die sie der stiftförmige Kontakt (10) durchgreift und die von der Platine abgewandte Platte (3) kon­ taktiert.

Weitere Kontakte der Meßmodule sind zweckmäßig, wenn letztere beispielsweise über den Meßstecker mit Strom versorgt werden sollen. Einen entspre­ chend ausgestalteten Meßstecker mit zugehörigem Kontakt zeigt Fig. 6. Zwischen den bereits ange­ sprochenen leitfähigen Schichten (3, 5) weist der Stecker durch Isolationen (4) getrennt eine weitere leitfähige Schicht (19) auf. Der stiftförmige Kon­ takt (10) des Meßsteckers ist koaxial von einem röhrenförmigen Kontakt (20) umgeben, der die leit­ fähige Platte (19) berührt. Durch die trichterför­ mige Ausführung der Löcher werden die Kontakte beim Aufsetzen des Meßsteckers in die Positionen ge­ führt, in der sie die zugehörigen Leiterplatten des Steckers kontaktieren.

Fig. 7 stellt eine alternative Ausführung von Meß­ kontakten bei einem Stecker mit mehreren, in diesem Falle fünf, leitfähigen Platten dar. Während der Flächenkontakt (11) wie bekannt die Verbindung zur platinenseitigen Platte (5) herstellt, ist der stiftförmige Kontakt (10) mit mehreren Kontaktfe­ dern (21) versehen. Befindet sich der stiftförmige Kontakt (10) in der Position, in der er die Platte (3) kontaktiert, so berühren die Kontaktfedern (21) die weiteren Platten (19) des Meßsteckers, die durch Isolationen (4) voneinander getrennt sind. Die Verbindung der Kontaktfedern (21) mit dem Meß­ modul erfolgt durch Leitungen (22) im Inneren des stiftförmigen Kontaktes (10).

Claims (20)

1. Vorrichtung zur Prüfung von Platinen, vorzugs­ weise ein- oder beidseitig mit Einschubsteckern be­ stückten Trägerplatinen, für elektronische Geräte, wobei die Vorrichtung Meßmodule umfaßt, die plati­ nenseitige Kontakte sowie Meßkontakte aufweisen, letztere über einen Meßstecker mit einem Meßgerät verbunden sind und eine Steuereinheit vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Meßmodule (6) mit mindestens zwei Meßkontak­ ten ausgestattet sind, von denen der eine stiftför­ mig über die der Platine (7) abgewandte Modulseite hinaus ragt und mit seiner Längsachse etwa senk­ recht der Platinenebene ausgerichtet ist,
• - die platinenseitigen Kontakte der Meßmodule (6) isoliert gegeneinander durch eine Schaltermatrix mit den Meßkontakten verbindbar und alle Ver­ bindungen unterbrechbar sind,
• - mindestens zwei einander parallele, ebene, leit­ fähige, gegeneinander isolierte, mit je einem Ein­ gang des Meßgerätes verbundene Platten (3, 5) den Meßstecker bilden, der parallel der Platinenebene ausgerichtet und senkrecht zu ihr beweglich ist,
• - die platinenseitige Platte (5) sowie die Isola­ tion (4) regelmäßig angeordnete, in Richtung der Platine (7) verlaufende, durchgehende Löcher auf­ weisen, deren Durchmesser größer als der des stift­ förmigen Meßkontaktes (10) ist,
• - der stiftförmige Kontakt (10) die Löcher durch­ greift und die von der Platine (7) abgewandte Stec­ kerplatte berührt und der weitere Meßkontakt mit der platinenseitigen Platte (5) des Meßsteckers verbunden ist.

2. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Übertragung der Steuersignale für die Schaltermatrix über die Meßkontakte erfolgt.

3. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Übertragung der Steuersignale für die Schaltermatrix optisch über einen mit der Steuereinheit verbundenen Sender zu einem Empfänger auf dem Meßmodul erfolgt.

4. Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßkon­ takte federnd beweglich sind, der weitere Meßkon­ takt als Flächenkontakt (11) über die von der Pla­ tine (7) abgewandte Seite des Meßmoduls (6) hervor­ steht, die platinenseitige Oberfläche des Meßstec­ kers sich trichterförmig auf die Löcher zu vertieft und der Lochdurchmesser kleiner als der Durchmesser des Flächenkontaktes (11) ist.

5. Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche bei einer Platine, die mit Einschüben be­ stückbare Stecker aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßmodule (6) in die bestückbaren Stecker (8) der Platinen (7) eingesetzt sind.

6. Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher des Meßsteckers in einer hexagonalen oder tetrago­ nalen Symmetrie angeordnet sind.

7. Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßkon­ takte koaxial angeordnet sind, wobei der stiftför­ mige den anderen Kontakt in einer Öffnung berüh­ rungslos durchgreift.

8. Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßstec­ ker aus mehreren leitfähigen Platten (3, 5, 19) besteht, die Löcher trichterförmig bis zu der von der Platine (7) abgewandten Platte (3) reichen, der stiftförmige Meßkontakt (10) von gegeneinander iso­ lierten Kontakten (20) koaxial umgeben ist, die Ge­ samtzahl der Meßkontakte gleich der Zahl leitfähi­ ger Steckerplatten ist und die Durchmesser so ge­ wählt sind, daß jede leitfähige Platte (3, 5, 19) des aufgesetzten Steckers jeweils einen Kontakt be­ rührt.

9. Prüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßstecker aus mehreren leitfähigen Platten (3, 5, 19) besteht, die Löcher bis zu der von der Platine (7) abgewand­ ten Platte (3) reichen, der stiftförmige Meßkontakt (10) leitfähige Kontaktfedern (21) aufweist, die gegeneinander isoliert im Stiftinneren durch Lei­ tungen (22) mit dem Meßmodul (6) verbunden und de­ ren Anordnung, Durchmesser und Anzahl derart sind, daß jede leitfähige Platte (3, 5, 19) mit einem Kontakt in Verbindung tritt.

10. Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßmo­ dule (6) eine digitale, durch Befehls- und Adreßco­ des gesteuerte Schaltermatrix aufweisen.

11. Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter der Matrix Feldeffekttransistoren sind.

12. Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter der Matrix Flip-Flops sind.

13. Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die plati­ nenseitigen Modulkontakte über einen Adapter an die Platine (7) angeschlossen sind.

14. Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßmo­ dule (6) lösbar am Meßstecker befestigt sind und sie selbst oder die Adapter platinenseitig nadel­ förmige, etwa senkrecht zur Platinenoberfläche aus­ gerichtete Kontakte (16) aufweisen.

15. Verfahren zur Überprüfung einer Platine mit ei­ ner Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Verfah­ rensschritte:

• - Herstellen elektrischer Verbindungen zwischen Meßmodulen (6) und zu prüfender Platine (7) sowie Meßmodulen (6) und Meßstecker,
• - Ansteuerung der Schaltermatrix der Meßmodule (6), so daß mindestens zwei elektrische Verbindungen von unterschiedlichen Platten (3, 5, 19) des Meßstec­ kers zur Platine (7) erfolgen,
• - Messung mit dem Meßgerät,
• - gegebenenfalls Protokollierung des Ergebnisses oder Abbruch der Platinenüberprüfung, falls ein Fehler ermittelt ist,
• - erneute Ansteuerung der Schaltermatrizen und Durchführung weiterer Messungen auf die beschrie­ bene Weise, bis alle notwendigen Überprüfungen durchgeführt sind,
• - Entfernen der Meßstecker und der Meßmodule (6).

16. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Rückantwort der Meßmodule (6) zur Steuereinheit erfolgt, durch die empfangene Be­ fehlssignale bestätigt und/oder der Adreßcode zur Identifizierung des jeweiligen Meßmoduls angegeben wird.

17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Meßstecker während des Auf­ setzens parallel der Platinenoberfläche vibriert.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß während der Prüfung ei­ ner Verbindung weitere platinenseitige Kontakte durch die Schaltermatrix mit einem Meßkontakt ver­ bunden werden.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß Messung und Matrizen­ steuerung mit Gleichspannung entgegengesetzter Po­ lung erfolgen.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrixsteuerung di­ gital und die Messung analog erfolgt.