DD266226A1 - Vorrichtung zum pruefen von leiterplatten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Pruefen von vorzugsweise unbestueckten Ein- und Mehrebenenleiterplatten mit einem Abtastsystem definierter Abtastrichtung. Erfindungsgemaess besteht die Vorrichtung aus einem ersten feststehenden elektromagnetischen Arbeitstisch, aus einem zweiten drehbaren elektromagnetischen Arbeitstisch, aus einem verschiebbaren Abtastsystem und aus einer auf dem ersten Arbeitstisch aufliegenden ferromagnetischen Leiterplattenaufnahme. Fig. 1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung wird angewendet zum Prüfen von vorzugsweise unbestückten Ein- und Mehrebenenleiterplatten mittels Abtastsyetemen, die eine definierte Abtastrichtung aufweisen (z. B. Abtastsystem gemäß WP G01 R/3023965).

Darlegung des Wesen» der Erfindung

Zur automatischen Prüfung von Leiterplatten sind zwei unterschiedliche Prüfverfahren bekannt:

1. Starre Fixierung der Leiterplatte und dei Testnadeln (z.B. Nadeladapter gemäß DE-OS 2617190, DE-OS 2707900, u.ä.)

2. Abtastung der Leiterplatte mit beweglichem Abtastsystem (z. B. mit Spindelantrieb gemäß DE-OS 2800775)

Das erstgenannte Abtastverfahron findet die häufigste Anwendung. Der Nachteil dieses Prinzips ist die fohlende Universalität.

Die Antastnadeln werden entweder für den jeweiligen Leiterplattentyp gesetzt, oder die nicht benötigten Pins worden mittols Isolierplatte abgesetzt.

In jedem Fall Ist eine aufwendige Test- und Auswerteelektronik erforderlich, da eine extreme Violzahl von Testpins zur Vorfügung stehen müssen, von denen jeweils nur einige Ol orplattonrelevant verwendet werder.

Das bedeutet, dp.ß die Prüfanordnung technisch ökonomisch aufwendig ist.

Das unter Punkt 2 genannte Prüfprinzip ist vergleichsweise bedeutend geringer im Aufwand. Hierbei wird meist mit mehroron (mindestens zwei) Tastfühlern gearbeitet, welche die Leiterplatte abtasten.

Dieses Prinzip ist für alle Leiterplatten und Leiterplattentypen universell anwendbar und läßt sich in zwei Untergruppen einteilen.

Eine Untergruppe beinhaltet die Positionierung von unabhängigen Tastfühlern mit jeweils Aktionsradius über die gesamte Leiterplatte. Der Aufwand für die Meß- und Auswerteelektronik Ist relativ gering. Nachteilig Ist ein hoher mechanischer und elektronischer Aufwand zur unabhängigen Positionierung jedes Tastfühlers (z. B. über Spindelantriebe).

Die zweite Untergruppe beinhaltet Fühlersysteme (z. B. WP G01 R/3023965), die in rastender Weise die gesamte Leiterplatte abtasten, also geradlinig mit definierter Abtastrichtung über die Leiterplatte bewegt werden.

Dieses Prüfverfahren erfaßt bei der Loiterplattenabrasterung jeweils nur die Leiterzüge, die In ihrer Lage mit der Abtastrichtung übereinstimmen, sofern nicht die Leiterplatte oder das Abtastsystem zusätzlich zur Rasterbewegung positioniert werden.

Für diese zusätzlichen Lageveränderungen wären eine x-y-Positionierung unci, da die Leiterzüge beliebige (auch Schräg- und Kurvenrichtung) Lage einnehmen können, eine Winkelpositionierung (rotatorlscher Antrieb) erforderlich. Dem Vorteil des geringen Rasterpositionloraufwandes sowie des niedrigen Meß- und Auswerteaufwandes steht bei dieser zusätzlichen Positionierung der hohe Aufwand des jeweils unabhängigen Antriebes in insgesamt drei Richtungen |x, y, p) gegenüber.

Darüber hinaus sind dieso Antriebe für die automatische Leiterplattenprüfung miteinander bzw. zueinander zu koordinieren, so daß daraus ein entsprechender Soft- und Hardwareaufwand zur rechentechnischen Steuerung dieser Antriebe resultiert.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung Ist die Verringerung des technisch-ökonomischen Aufwandes,

Darlegung des Wosons dor Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Prüfen von Leiterplatten unter Verwendung von richtungsgebundenen Abtastsystemen zu schaffen, bei dem für eine leiterzugorientierte Rasterbewegung des Abtastsystems in dessen Abtastrichtung eine x-y-Lagepositionl' *ung unter jeweils leiterzugspezifische; Winkelausrichtung des Abtastsystems relativzur Leiterplatte mit weniger als drei erfcrd -liehen Positioniervorgängen ermöglicht wird. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung zum Prüfen von Leiterplatten, bei welcher über einem ersten bezugsfesten Arbeitstisch ein Abtastsystem definierter Abtastrichtung zur leiterzugspezifischen Abtastung der Leiterplatte positionierbar angeordnet ist, dadurch gelöst, daß der erste Arbeitstirch lagefixierte elektromagnetische Elemente besitzt, daß das Abtastsystem nur mit

einem einzigen linearen Positionierantrieb in solner Abtastrichtung in Verbindung steht, daß unter dem ersten Arbeitstisch ein axialsymmetrisch zum geometrischen Mittelpunkt des Abtastsystems drehbar gelagerter und mit einem rotatorischen Positionlerantrieb gekoppelter zweiter Arbeltstisch angeordnet Ist, der ebenfalls lagefixierte elektromagnetische Elemente besitzt, und daß eine auf dem erstan Arbeitstisch bewegbare Leiterplattenaufnahme aus ferromagnetische™ Material vorgesehen Ist.

Unterhalb des bezugpfesten ersten Arbeltstisches Is*. ein zweiter Arbeitstisch angeordnet, der axialsymmetrisch zum geometrischen Mittelpunkt des Abtastsystems drehbar gelagert ist und mit einem rotatorischen Positionierantrieb in Verbindung steht. Dao Abtastsystem ist lediglich In seiner definierten Abtastrichtung transversal verschiebbar. Beide Arbeitstische sind elektromagnetisch, so daß die ferromagnetische Leiterplattenaufnahme jeweils wahlweise bezugsfest zum ersten bzw. zweiten Arbeitstisch arretiert werden kann. Das Zusammenwirken dieser elektromagnetischen Arretierbarkeit zu dr η Arbeitstischen mit den Antrieben des zweiten Arbeitstisches sowie des Abtastsystems ermöglicht die lüitorzugorientierte Abtastung jeder elektrischen Verbindung der Leiterplatte unabhängig von seiner Lage, so daß mit nur zwei Positionlervorgängen (Abtastsystem transversal und der zweite Arbeltstisch rotatoriech) jeder Leiterzug beliebiger Lage in der definierten Abtastrichtung des Abtastsystem» abgefahren werden kann. Ein weiterer transversaler Positionierantrieb für eine x-y-Kourdinatenpositionlerung Ist nicht erforderlich.

Ausführungsbelsplel

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines In der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1: Prinzipaufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung (Gesamtanordnung} Fig. 2: konstruktive Anordnung der Arbeltetische, der Leiterplattenaufnahme sowie des Abtastsystems Fig. 3: Aufbau eines elektromagnetischen Arbeitstisches Fig. 4 Draufsicht auf Abtastsystem und Arbeitstisch mit Leiterplattenaufnahme in unterschiedlichen Positionlerlagen. Figur 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Prüfen von Leiterplatten. Die konstruktive Anordnung der Elemente zueinander ist in Figur 2 abgebildet. Ein erster Arbeitstisch 1 mit Stützbeinen 2 ist bezugsfest aufgestellt. Auf dem Arbeltstisch 1 liegt eine auf diesem verschiebbare Leiterplattenaufnahme 3 auf, in bzw. auf der eine zu prüfende Leiterplatte 4 mit der zu untersuchenden Lefterseite nach oben weisend arretiert wird (siehe Fig. 2I). Zur Arretierung sind vier an den Ecken der Leiterplattenaufnahme 3 angebrachte Fixierbolzen 5 vorgesehen, die in Bohrungen 6

der Leiterplatte 4 eingreifen.

Über der Leiterplattenaufnahme 3 befindet sich ein Abtastsystem 7 zur Abtastung der Leiterplatte 4 (Oberseite) in einer

definierten Abtastrichtung v. Zu diesem Zweck Ist das Abtastsystem 7 am oberen Schenkel eines U-förmigen Trägers 8 starr.

angeordnet, dor In Abtastrichtung ν verschiebbar zum Arbeitstisch 1 bewegt werden kann.

Unter dem ersten Arbeltstisch 1 ist auf dem unteren Schenkel des Trägers 8 ein zweiter Arbeitstisch 9 angeordnet, der um eine Achse 10 dreh- bzw. schwenkbar Ist. Die Achse 10 verläuft durch den geometrischen Mittelpunkt des Abtastzentrums vom Abtastsystem 7 (senkrecht zur Abtastrichtung v). Aus Gründen der Übersicht sind sowohl der transversale Positionierantrieb für

den Träger 8 mit dem Abtastsystem 7 als auch der rotatorische Positionierantrieb für den z.veiten Arbeitstisch 9 nicht in der

Zeichnung dargestellt. Die Arbeitstisch« 1,9 sind jeweils elektromagnetisch. Zu diesem Zweck sind in eine Tischplatte 11 f lächenhaft verteilt

elektromagnetische Elemente 12 eingebracht, die eine elektromagnetische Kraftwirkung auf die aus ferromagnetischom

Material bestehende Leiterplnttenaufnahme 3 auswirken können. Je nach elektromagnetischer Kraftwirkung des ersten oder zweiten Arbeitstisches (1,9) kann eine Lagefixierung der Leiterplattenaufnahme 3 mit der Leiterplatte 4 zum ersten oder zweiten Arbeitstisch 1 oder 9 bewirkt werden. Der Positionlerablauf, der durch die 'iguren 4 und 5 veranschaulicht wird, ist folgender: In Figur 4 befindet sich das Abtastsystem 7 in einem beliebigen Punkt der Leiterplatte 4 auf einem Leiterzug 13 positioniert. An

dieser Stelle der Leiterplatte 4 verläuft der Leiterzug 13 in Abtastrichtung ν des AL testsysteme 7. Um diesen Leiterzug 13 entlang

abzutasten, wird die Leiterplattenaufnahme 3 durch Einschalten der elektromagnetischen Elemente 12 des Arbeitstisches 1 zumbozugsfesten Arbeitstisch 1 fixiert (festgeklemmt). Durch Verschiebung des Trägers 8 in Abtastrichtnng ν wird das

Abtastsystem 7 auf dem Leiterzug 13 bis zum Knickpunkt des Leiterzuges 13 (siehe Figur 5I) bewegt. An dieser Stelle wird dio Klemmung der Leiterplattenaufnahme 3 zum Arbeitstisch 1 durch Abschaltung dessen

elektromagnetischer Elomente 12 aufgehoben. Stattdessen werden die elektromagnetischen Elemente 12 des drehbaren

Arbeitstisches 9 eingeschaltet. Damit wird eine Klemmung der Leiterplattenaufnahme 3 mit der Leiterplatte 4 zum Arbeitstisch 9

bewirkt. Bei Drehung des Arbeitstisches 9 in Richtung φ wird die Leiterplattenaufnahme 3 mit der Leiterplatte 4 auf dem

Arbeitstisch 1 rotatorisch bewegt, bis der weitere Verlauf des abzutastenden Leiterzuges 13 in Abtastrichtung ν des Abtastsystems 7 liegt (siehe gestrichelte Darstellung in Figur 51). In dieser Positionierstellung wird die elektromagnetische Kraftwirkung wieder von der Arbeitsplatte 9 auf die Arbeitsplatte 1 umgeschaltet, so daß die Leiterplatte 4 bei der weiteren Positionierbewegung in dieser ausgerichteten Stellung bezugsfest bleibt. Jetzt kann der restliche l.eltorzug 13 durch transversale Bewegung des Trägers b in Abtastrichtung ν abgetastet werden. Das Anfahren sowie das Abtasten des nächsten zu prüfenden Leiterzuges auf der Leiterplatte 4 erfolgt jeweils in analoger Weise.

Claims (1)

1. Vorrichtung zum Prüfen von Leiterplatten, bei welcher über einem ersten bezugsfesten Arbeitstisch ein Abtastsystem definierter Abtastrichtung zur leiterzugspezifischen Abtastung der Leiterplatte positionierbar angeordnet ist, gekennzeichnet dadurch, daß der erste Arbeitstisch (1) lagefixierte elektromagnetische Elemente (12) besitzt, daß das Abtastsystem (7) nur mit einem einzigen linearen Positionierantrieb in seiner Abtastrichtung (v) in Verbindung steht, daß unter dem ersten Arbeitstisch (1) ein axialsymmetrisch zu geometrischen Mittelpunkt des Abtastsystems (7) drehbar gelagerter und mit einem rotatorischen Positionierantrieb gekoppelter zweiter Arbeitstisch (9) angeordnet ist, der ebenfalls lagefixierte elektromagnetische Elemente (12) besitzt, und daß eine auf dem ersten Arbeitstisch (1) bewegbare Leiterplattenaufnahme (3) ausferromagnetischem Material vorgesehen ist.

   Hierzu 3 Seiten Zeichnungen