DE19535733C1

DE19535733C1 - Test adapter

Info

Publication number: DE19535733C1
Application number: DE1995135733
Authority: DE
Inventors: Manfred Prokopp; Arnold Baumann
Original assignee: ATG Test Systems GmbH and Co KG
Current assignee: ATG Luther and Maelzer GmbH
Priority date: 1995-09-26
Filing date: 1995-09-26
Publication date: 1997-04-17
Anticipated expiration: 2015-09-27
Also published as: WO1997012250A1

Abstract

The test adapter (1) proposed is intended for testing circuit boards (2). It has a transposition device (3) with contact modules (6) which have test-field-specific contacts on one side and test-specimen-specific contacts on the other side, associated contacts being connected with each other electrically. This has the considrerable advantage that contact modules with standardized contact patterns matching particular components can also be used for circuit boards with other overall configurations. The contact surfaces (8, 9) of the modules (6) can be moved relative to each other, and located on each of the contact faces are means for positioning the contact surface both relative to the test specimen (2) and relative to the transposition-device contact board (4). This enable various fine-positioning adjustments to be carried out in several areas at the same time.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Prüfadapter für Leiterplatten- Prüflinge, mit einer Umsetzeinrichtung, die auf einer Seite eine prüffeldspezifische Kontaktierung zum Anschließen an eine Umsetzerkontaktplatte oder dergleichen und auf der anderen Seite eine prüflingsspezifische Kontaktierung aufweist, wobei einander zugeordnete Kontaktierungen der beiden Seiten der Umsetzeinrichtung leitend miteinander verbunden sind, wobei die Umsetzeinrichtung Halterungen zum Einsetzen von Kontaktmodulen mit beidseitigen Kontaktflächen aufweist, deren einander zugeordnete Kontakte leitend miteinander verbunden sind.The invention relates to a test adapter for PCB DUTs, with a transfer device, one on one side Test field-specific contacting for connecting to a Converter contact plate or the like and on the other side has a specimen-specific contact, each other assigned contacts on both sides of the transfer device are conductively connected to one another, the conversion device Brackets for inserting contact modules with both sides Has contact surfaces, the mutually associated contacts conductive are interconnected.

Bei Prüfadaptern besteht das Problem, daß bei zunehmender Bauteile- und Anschlußkontaktdichte entsprechend auch die zum Adaptieren vorgesehenen Kontakte mit zunehmend geringerem Abstand zueinander angeordnet werden müssen. Die Grenze der kleinsten Abstände von Prüfpunkten ist durch den Durchmesser der Kontaktelemente vorgegeben. Bei sehr feinen Abständen, zum Beispiel 250 Mikrometern und kleiner, sind solche Adapter nicht mehr oder nur mit extremem Aufwand zu realisieren. Eine weitere, wesentliche Einschränkung ist die genaue Positionierung der Prüfkontakte zum Prüfling, wobei Verzüge im Prüfadapter erheblich stören können.The problem with test adapters is that with increasing component and terminal contact density corresponding to that for adaptation provided contacts with an increasingly smaller distance from each other must be arranged. The limit of the smallest distances from Test points is due to the diameter of the contact elements given. At very fine distances, for example 250 micrometers and smaller, such adapters are no longer or only with extreme Realizing effort. Another major limitation is the exact positioning of the test contacts to the test object, whereby Delays in the test adapter can significantly disrupt.

Solche Verzüge müssen im Prüfadapter kompensiert werden, was üblicherweise durch eine gesamte Offsetpositionierung erfolgen kann. Diese kann jedoch nur mitteln, aber nicht eine optimale Kontaktpositionierung gewährleisten.Such delays must be compensated for in the test adapter, what usually done by an entire offset positioning can. However, this can only average, but not an optimal one Ensure contact positioning.

Aus der DE 36 38 372 C2 ist bereits ein Prüfadapter für Leiterplatten-Prüflinge bekannt, der in an prüflingsspezifischen Stellen des Zwischenadapters befindlichen Fenstern einsetzbare, prüflingsspezifische, auswechselbare Umsetzer einsetzbar aufweist. Damit können vorgefertigte Umsetzer verwendet werden, so daß Zwischenadapter mit Hilfe von Bausteinen zusammensetzbar sind. Mit dieser Vorrichtung können aber die insbesondere bei großflächigen Leiterplatten unvermeidbaren Leiterplattenverzüge und die dadurch vorhandenen Lageabweichungen der Kontakte nur durch eine gesamte Offset-Positionierung gemittelt werden, so daß gerade bei sehr kleinen Kontaktabständen (1/20 Zoll-Raster), Kontaktierfehler nicht ausgeschlossen werden können.DE 36 38 372 C2 already has a test adapter for Printed circuit board test specimens known in the test specimen-specific The windows of the intermediate adapter has test-specific, interchangeable converters. So that pre-made converters can be used so that Intermediate adapters can be assembled using building blocks. With this device, however, can be used in particular large-scale printed circuit board unavoidable warpage and the resulting positional deviations of the contacts only be averaged over an entire offset positioning, so that especially with very small contact distances (1/20 inch pitch), Contact errors cannot be excluded.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Prüfadapter der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der auch für Leiterplatten- Prüflinge mit sehr geringem Prüfpunkteabstand einsetzbar ist und bei dem der Aufwand, insbesondere der Aufwand beim Umstellen auf andere Prüflinge, vergleichsweise gering ist. Außerdem sollen sich unvermeidbare Verzüge selbst bei großflächigen Prüflingen nicht nachteilig auswirken.The object of the present invention is to provide a test adapter to create the type mentioned at the beginning, which is also suitable for DUTs with a very small test point distance can be used and where the effort, especially the effort involved in switching to other test objects, is comparatively low. In addition, should unavoidable warpage even with large test specimens adversely affect.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die die Kontakte aufweisenden Kontaktflächen der Kontaktmodule relativ zueinander bewegbar sind und daß an den jeweiligen Kontaktflächen Mittel zum Positionieren der Kontaktmodul- Kontaktflächen einerseits relativ zum Prüfling und andererseits relativ zur prüffeldspezifischen Kontaktanordnung der Umsetzer kontaktplatte vorgesehen sind.To solve this problem, the invention proposes that the contact surfaces of the contact modules having the contacts are movable relative to each other and that on the respective Contact surfaces means for positioning the contact module Contact areas on the one hand relative to the test object and on the other hand relative to the test field-specific contact arrangement of the converter Contact plate are provided.

Die Mittel zum Positionieren der Kontaktflächen einerseits relativ zum Prüfling und andererseits relativ zur Umsetzerkontaktplatte oder dergleichen sorgen dafür, daß auch bei Lageabweichungen (Verzügen) einerseits der Kontakte des Leiterplatten-Prüflings und der Kontakte der ihr zugeordneten Kontaktfläche des Kontaktmodules und andererseits der Kontakte der anderen Kontaktfläche und der ihr zugeordneten Kontakte der Umsetzerkontakt platte oder dergleichen, die Kontakte relativ zueinander passend ausgerichtet werden.The means for positioning the contact surfaces on the one hand relative to the test object and on the other hand relative to the converter contact plate or the like ensure that even with position deviations (Warping) on the one hand the contacts of the PCB test object and the contacts of the associated contact surface of the Contact modules and on the other hand the contacts of the others Contact area and the contacts assigned to it the converter contact plate or the like, the contacts fit relative to each other be aligned.

Das Ausrichten findet somit jeweils unabhängig im Bereich eines Kontaktmodules statt. Auch bei großflächigen Leiterplatten- Prüflingen können so Leiterplattenverzüge kompensiert werden. Es ist zwar bekannt, die Umsetzeinrichtung und den Prüfling relativ zueinander zu positionieren, dabei wird aber immer ein Ausmitteln aller Prüfpunkte vorgenommen, was bei sehr geringen Prüfpunkt- Mittenabständen von zum Beispiel 250 Mikrometern nicht mehr zum Erfolg führen kann.Alignment therefore takes place independently in the area of one Contact modules instead. Even with large circuit board In this way, test objects can be compensated for PCB warpage. It is known that the transfer device and the test object are relative to position each other, but there is always an averaging of all test points, which with very low test point Center distances of, for example, 250 microns no longer to Can lead to success.

Bei der vorliegende Erfindung kann das (Nach-)Positionieren innerhalb der flächigen Erstreckung des Leiterplattenprüflings in mehreren Bereichen erfolgen und gezielt dort vorgenommen werden, wo eine besonders exakte Positionierung erforderlich ist. Somit können auch in Fällen, wo die Verzüge auf der zu prüfenden Leiterplatte größer sind als die Fläche der zu kontaktierenden Kontaktpunkte exakte Kontaktierungen erreicht werden. Erwähnt sei noch, daß einzelne oder auch alle Kontaktmodule durch geeignete Stellelemente individuell positionierbar sein können. Die vorgesehenen Kontaktmodule werden insbesondere in den Bereichen eingesetzt, wo eine hohe Kontaktpunktdichte vorhanden ist. Dies ist in der Regel im Bereich von hochintegrierten Schaltkreisen der Fall. Die Kontaktpunkteanordnung eines dort eingesetzten Kontaktmodules entspricht somit dem Bauteil-Kontaktbild, so daß ein Bauteile-spezifisches Kontaktmodul gebildet ist. Daraus ergibt sich der erhebliche Vorteil, daß diese Kontaktmodule mit praktisch genormten Kontaktbildern auch in Verbindung mit anderen Leiterplatten-Gesamtkonfigurationen einsetzbar sind. Durch die Austauschbarkeit der Kontaktmodule ergeben sich erhebliche Kosteneinsparungen. In the present invention, the (re) positioning can within the area of the PCB test piece take place in several areas and be carried out specifically there, where particularly precise positioning is required. Thus, even in cases where the delays on the item to be checked PCB are larger than the area to be contacted Contact points exact contacts can be achieved. It should also be mentioned that individual or all contact modules suitable control elements can be positioned individually. The intended contact modules are particularly in the areas used where there is a high contact point density. This is usually in the field of highly integrated circuits the case. The contact point arrangement of one used there Contact modules thus corresponds to the component contact pattern, so that a component-specific contact module is formed. This has the considerable advantage that these contact modules with practically standardized contact pictures also in connection with other overall PCB configurations can be used. The interchangeability of the contact modules results in considerable Cost savings.

Zusätzliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter ansprüchen aufgeführt. Nachstehend ist die Erfindung mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand der Zeichnungen noch näher erläutert.Additional embodiments of the invention are in the sub claims listed. The following is the invention with their essential details with reference to the drawings explained.

Es zeigt etwas schematisiert:It shows something schematically:

Fig. 1 eine Längsschnittdarstellung eines Prüfadapters mit mehreren Kontaktmodulen und Fig. 1 is a longitudinal sectional view of a test adapter with several contact modules and

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Prüfadapters mit zur Verdeutlichung herausgenommenen Kontaktmodulen. Fig. 2 is a perspective view of a test adapter with the contact modules removed for clarification.

Ein Prüfadapter 1 dient zum Überprüfen von Leiterplatten- Prüflingen, wobei insbesondere dessen Leiterbahnen auf Durchgang oder Unterbrechungen überprüft werden.A test adapter 1 is used to test printed circuit boards under test, in particular the conductor tracks of which are checked for continuity or interruptions.

Als Zwischenglied zwischen dem zu testenden Leiterplatten-Prüfling 2, der in Fig. 1 strichliniert angedeutet ist, und einem Prüffeld mit einem Rechner und dergleichen, ist eine Umsetzeinrichtung 3 vorgesehen. Mit dieser wird die Verbindung zwischen dem Prüfling 2 und einer Prüffeld-spezifischen Umsetzerkontaktplatte 4 hergestellt. Die Kontaktierung erfolgt dabei über Kontaktelemente 5. Von der Umsetzerkontaktplatte 4 führen dann Anschlußkabel 17 zum Rechner des Testers.A conversion device 3 is provided as an intermediate link between the circuit board test object 2 to be tested, which is indicated by dashed lines in FIG. 1, and a test field with a computer and the like. With this, the connection between the device under test 2 and a test field-specific converter contact plate 4 is established. The contact is made via contact elements 5 . From the converter contact plate 4 lead cables 17 to the tester's computer.

Bestimmte Bereiche der Umsetzeinrichtung 3, in denen sich Kontakte für Bauelemente insbesondere mit dichter Anschlußbelegung befinden, sind als Kontaktmodule 6 ausgebildet. Zweckmäßigerweise weisen dabei die Kontaktmodule 6 jeweils Kontaktpunktemuster eines Bauelementes auf, wobei dies in der Regel Bauelemente mit einer Vielzahl von Anschlußkontakten sind, beispielsweise hochintegrierte Schaltkreise. Auf diese Weise besteht die Möglichkeit, die Kontaktmodule 6 in Verbindung mit verschiedenen Umsetzeinrichtungen zu verwenden, indem diese jeweils dort positioniert werden, wo sich bei der jeweils zu prüfenden Leiterplatte entsprechende Bauelemente-Anschlüsse befinden.Certain areas of the conversion device 3 , in which there are contacts for components, in particular with a dense pin assignment, are designed as contact modules 6 . The contact modules 6 expediently each have contact point patterns of a component, these being components with a large number of connection contacts, for example, highly integrated circuits. In this way, there is the possibility of using the contact modules 6 in connection with various conversion devices, in that they are positioned where the corresponding component connections are located in the circuit board to be tested in each case.

Für wiederkehrende Kontaktbilder können somit austauschbare Kontaktmodule erstellt werden.For recurring contact pictures can thus be interchangeable Contact modules are created.

Da die Umsetzeinrichtung 3 prüflingsspezifisch hergestellt wird, kann die Position der Kontaktmodule völlig unabhängig vom Testeraufbau gewählt werden.Since the conversion device 3 is manufactured specifically for the test object, the position of the contact modules can be selected completely independently of the tester structure.

Die Kontaktmodule 6 sind somit für verschiedene Leiterplatten und damit auch für verschiedene Konfigurationen von Umsetzein richtungen 3 wiederverwendbar. Dadurch ist der Aufwand zum Erstellen einer prüflingsspezifischen Umsetzeinrichtung 3 erheblich reduziert. The contact modules 6 are thus reusable for different circuit boards and thus also for different configurations of Umsetzein devices 3 . As a result, the effort required to create a test device-specific conversion device 3 is considerably reduced.

In den außerhalb der Kontaktmodule 6 befindlichen Bereichen der Umsetzeinrichtung 3 können sich konventionelle Kontaktelemente 5, insbesondere gefederte Prüfnadeln 7 befinden, wie dies gut in Fig. 1 erkennbar ist.Conventional contact elements 5 , in particular spring-loaded test needles 7 , can be located in the areas of the transfer device 3 located outside the contact modules 6 , as can be clearly seen in FIG. 1.

Da im Bereich der Kontaktmodule 6 die Abstände der Prüfpunkte sehr gering ist, werden hier meist andere Kontaktelemente 5 als außerhalb der Kontaktmodule 6 eingesetzt. Sind die Kontaktabstände noch nicht extrem klein, so können zwar auch Kleinst-Federnadeln oder ähnliches verwendet werden, bei geringeren Kontaktabständen werden jedoch bevorzugt sogenannte Knicknadeln 12 oder aber Leitgummi eingesetzt.Since the distances between the test points are very small in the area of the contact modules 6, contact elements 5 other than those outside the contact modules 6 are usually used here. If the contact distances are not yet extremely small, small spring needles or the like can also be used, but so-called kinking needles 12 or guide rubber are preferably used for smaller contact distances.

Wie in Fig. 2 erkennbar, sind die Kontaktmodule 6 in Anpassung an das jeweilige Kontaktbild des zugehörigen Bauelementes in ihrer Größe und Kontaktanordnung angepaßt.As can be seen in FIG. 2, the contact modules 6 are adapted in size and contact arrangement to match the respective contact image of the associated component.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist erkennbar, daß die Kontaktmodule 6 beidseitig Kontaktflächen 8, 9 aufweisen, an denen sich einander zugeordnete und miteinander verbundene Kontakte 10 und 11 befinden. Die zueinander beabstandeten Kontaktflächen 8 und 9 sind relativ zueinander etwa in Parallel ebenen seitlich verschiebbar und mit Mitteln zum Positionieren einerseits relativ zum Leiterplatten-Prüfling 2 und andererseits relativ zu der Umsetzerkontaktplatte 4 versehen.In the embodiment shown in FIG. 1 it can be seen that the contact modules 6 have contact surfaces 8 , 9 on both sides, on which there are contacts 10 and 11 which are associated and connected to one another. The spaced-apart contact surfaces 8 and 9 are laterally displaceable relative to one another approximately in parallel planes and are provided with means for positioning on the one hand relative to the circuit board test specimen 2 and on the other hand relative to the converter contact plate 4 .

Im Ausführungsbeispiel sind an den Kontaktflächen 8 und 9 Paßstifte 13 vorgesehen, die jeweils in Paßbohrungen 14 des Leiterplatten- Prüflings 2 und in Paßbohrungen 15 in der Umsetzerkontaktplatte 4 eingreifen. Dadurch erfolgt eine exakte Nachpositionierung gerade in den "kritischen" Bereichen mit hoher Kontaktdichte und damit in Bereichen, in denen eine sehr hohe Positioniergenauigkeit gefordert ist. Durch die praktisch "schwimmende" Lagerung der Kontaktflächen 8 und 9 können sich diese beim Adaptieren mit ihren Kontakten exakt auf die Lage der Kontaktpunkte auf dem Prüfling ausrichten. Dieses Ausrichten durch die Paßstifte und die Paßbohrungen erfolgt dabei praktisch automatisch.In the exemplary embodiment, dowel pins 13 are provided on the contact surfaces 8 and 9 , each of which engage in fitting bores 14 of the circuit board test specimen 2 and in fitting bores 15 in the converter contact plate 4 . This results in exact repositioning, particularly in the "critical" areas with high contact density and thus in areas in which very high positioning accuracy is required. Due to the practically "floating" mounting of the contact surfaces 8 and 9 , these can be aligned with their contacts when adapting exactly to the position of the contact points on the test object. This alignment by the dowel pins and the fitting holes is practically automatic.

Die Kontaktmodule sind somit auch relativ zueinander positionier bar, wobei das Positionieren vom Prüfling auf der einen Seite und von der Umsetzerkontaktplatte 4 auf der anderen Seite des Kontaktmodules übernommen wird, wenn die Umsetzeinrichtung 3 auf die Umsetzerkontaktplatte aufgesetzt wird beziehungsweise wenn der Prüfling auf die Umsetzeinrichtung aufgesetzt wird.The contact modules can thus also be positioned relative to one another, the positioning being taken over by the test object on one side and by the converter contact plate 4 on the other side of the contact module when the converter device 3 is placed on the converter contact plate or when the test object is placed on the converter device becomes.

Gerade bei großflächigen Leiterplatten-Prüflingen 2 sind Verzüge und somit ein Seitenversatz der darauf befindlichen Kontaktpunkte unvermeidbar. Dieser Seitenversatz kann in der Praxis zwar sehr klein sein, würde sich aber bei Kontaktabständen von beispielsweise 250 Mikrometern jedoch schnell nachteilig auswirken. Durch das exakte Nachpositionieren der Kontakte in den kritischen Bereichen, wo sich eine große Anzahl von Kontakten mit geringen Kontakt abständen befinden, können solche Nachteile jedoch auf einfache Weise vermieden werden.Especially in the case of large-area circuit board test specimens 2 , warpage and thus a lateral offset of the contact points located thereon are unavoidable. In practice, this lateral offset can be very small, but would quickly have a disadvantageous effect at contact distances of, for example, 250 micrometers. By the exact repositioning of the contacts in the critical areas, where there are a large number of contacts with small contact distances, such disadvantages can be avoided in a simple manner.

Vorteilhaft ist auch noch, daß die Kontaktmodule 6 separat und unabhängig vom übrigen Prüfadapter aufgebaut werden können. Sie sind leicht zu fertigen, problemlos zu handhaben und können individuell ausgetestet werden.It is also advantageous that the contact modules 6 can be constructed separately and independently of the rest of the test adapter. They are easy to manufacture, easy to handle and can be tested individually.

Bei der Herstellung eines Prüfadapters 1 wird die plattenförmige und im Ausführungsbeispiel aus mehreren Einzelplatten aufgebauten Umsetzeinrichtung 3 in den Bereichen, wo Standardbauteile- Kontaktbilder adaptiert werden sollen, mit Aussparungen 16 (vgl. auch Fig. 2) versehen, in die dann standardisierte Kontaktmodule 6 mit den entsprechenden Kontaktanordnungen eingesetzt werden. Außerhalb der Kontaktmodul-Bereiche, wo die Kontaktabstände in der Regel größer sind, kann die Umsetzeinrichtung 3 in üblicher Weise mit Kontaktelementen, beispielsweise gefederten Prüfnadeln 7, entsprechend der Anordnung von Leiterbahnen und dergleichen auf dem Prüfling, versehen werden.When producing a test adapter 1 , the plate-shaped conversion device 3, which in the exemplary embodiment is made up of several individual plates, is provided with cutouts 16 in the areas where standard component contact images are to be adapted (cf. also FIG. 2), into which then standardized contact modules 6 are provided the corresponding contact arrangements are used. Outside the contact module areas, where the contact spacings are generally larger, the conversion device 3 can be provided in the usual way with contact elements, for example spring-loaded test needles 7 , in accordance with the arrangement of conductor tracks and the like on the test specimen.

Prinzipiell könnte auch der ganze Prüfadapter durch Zusammenfügen von einzelnen Kontaktmodulen 6 aufgebaut werden. Auch bleibt es dem Anwender frei, solche Kontaktmodule für individuelle Kontaktbilder selbst zu definieren und zu erstellen.In principle, the entire test adapter could also be constructed by joining individual contact modules 6 . The user is also free to define and create such contact modules for individual contact pictures themselves.

Claims

1. Test adapter for circuit board test specimens ( 2 ), with a conversion device ( 3 ), which has on one side a test field-specific contact for connecting to a converter contact plate ( 4 ) or the like and on the other side has a test-specific contact, with each other assigned Contacts on the two sides of the transfer device ( 3 ) are conductively connected to one another, the transfer device ( 3 ) having holders for inserting contact modules ( 6 ) with contact surfaces ( 8 , 9 ) on both sides, the contacts ( 10 , 11 ) of which are assigned to one another in a conductive manner are connected, characterized in that the contact surfaces having the contacts ( 8 , 9 ) of the contact modules ( 6 ) can be moved relative to one another and in that on the respective contact surfaces ( 8 , 9 ) means for positioning the contact module contact surfaces on the one hand relative to the test object ( 2 ) and on the other hand relative to the test field-specific contact anor tion of the converter contact plate ( 4 ) are provided.

2. Test adapter according to claim 1, characterized in that the contact arrangement of the contact modules ( 6 ) at least on the test specimen side corresponds to component contact images and that the contact modules are interchangeably connected to the conversion device ( 3 ).

3. Test adapter according to claim 1 or 2, characterized in that the contact modules ( 6 ) have kinking needles ( 12 ) which are guided at their end regions within the contact surfaces ( 8 , 9 ) of the contact modules.

4. Test adapter according to one of claims 1 to 3, characterized in that dowel pins ( 13 ) and fitting bores ( 14 , 15 ), preferably on the contact surfaces dowel pins and in the test object ( 2 ) and the converter contact plate (as positioning means for the contact module contact surfaces) 4 ) Fitting holes are provided.

5. Test adapter according to one of claims 1 to 4, characterized in that both contact surfaces ( 8 , 9 ) have a specimen-specific contact arrangement.

6. Test adapter according to one of claims 1 to 5, characterized in that the contact surfaces having the contacts ( 8 , 9 ) of the contact modules ( 6 ) are displaceable relative to one another approximately in parallel planes.

7. Test adapter according to one of claims 1 to 6, characterized in that the individual contact modules ( 6 ) of the conversion device ( 3 ) are laterally positioned relative to each other bar.

8. Test adapter according to one of claims 1 to 7, characterized in that the conversion device ( 3 ) outside the holders for contact modules ( 6 ) has contact elements ( 5 ), in particular needle-shaped contact needles, conductive rubber or the like.

9. Test adapter according to one of claims 1 to 8, characterized in that the conversion device ( 3 ) on the converter contact plate ( 4 ) has at least one, preferably two spaced-apart carrier plates, in which there are recesses ( 16 ) for receiving a contact module ( 6 ) and optionally bores for contact needles ( 7 ) or the like.