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HINTERGRUND
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1. Gebiet der Erfindung
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Ausführungsformen
der vorliegendem Erfindung betreffen Ausrüstung für die Handhabung von Platinen
und insbesondere Ausrüstung
für die
Handhabung von Schaltungen oder Schaltungsplatinen für die Handhabung
von gedruckten Schaltungsplatinen mit oberflächenmontierten integrierten
Schaltungen.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Beim
Verkauf von Produkten an Erstausstatter (OEM-Lieferanten) liegt
den Produkten normalerweise eine Spezifikation bei. Diese Spezifikationen enthalten üblicherweise
akzeptable Betriebsbedingungen, Anschlußempfehlungen, Gleichstromspezifikationen
(DC), Wechselstromspezifikationen (AC) usw. Die Gewährleistung
garantiert üblicherweise
die Leistung des Produkts gemäß den Spezifikationen.
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Produkthersteller
führen
bestimmte Prüfungen
durch, um die Übereinstimmung
des Produkts mit den Spezifikationen zu gewährleisten. Beispielsweise prüfen Hersteller
von gedruckten Schaltungsplatinen (printed circuit boards, PCB)
mit aufgelöteten
Bauelementen die elektrischen Verbindungen der gesamten Platine,
um sicherzustellen, daß alle
Bauelemente ordnungsgemäß auf die
Platine gelötet wurden.
Einige Prüfungen
verlangen, daß die
Platinen mehrfach in Steckanschlüsse
eingesteckt und wieder daraus entfernt werden. Die Ausrüstung, die für diese
und andere Prüfungen
verwendet wird, übt eine
wesentliche Kraft auf die Platine aus. Die Prüfausrüstung kann die Platine außerdem verdrehen
und biegen.
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Wenn
die Kraft auf die Platine unzureichend verteilt ist oder wenn die
Platine unzureichend abgestützt
wird, kann die Platine Durchbiegungen erfahren. Beim Durchbiegen
der Platine kann die Schnittstelle zwischen Bauelement und Platine
(d. h. die Lötstellen)
beschädigt
werden oder die Bauelemente können
beschädigt
werden. Wenn die Platine die Prüfung
besteht und beispielsweise ein Bauelement nach dem Entfernen aus
der Ausrüstung
für die Handhabung
von Platinen beschädigt
wird oder sich die Lötstellen öffnen, ist
es wahrscheinlich, daß der Hersteller
die Platine an Kunden liefert, ohne zu wissen, daß die Platine
beschädigt
ist. Die versandte, beschädigte
Platine könnte
immer wieder Probleme in Computersystemen verursachen, die schwierig einzukreisen
und zu reparieren sind. In einigen Fällen könnte die Funktionsfähigkeit
der Platine nicht gegeben sein. Mit der Weiterentwicklung der Technologie und
zunehmender Empfindlichkeit der Bauelemente nimmt die Wahrscheinlichkeit
einer Beschädigung von
Bauelementen und Schädigung
von Lötstellen zu.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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In
den Zeichnungen bedeuten ähnliche
Bezugsziffern im Allgemeinen identische, funktionstechnisch ähnliche
und/oder baulich gleichwertige Elemente. Die Zeichnung, in der ein
Element zuerst erscheint, ist durch die Zahl(en) auf der linken
Seite der Bezugsziffern angegeben,
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1 ist
ein schematisches Diagramm eines Meßtechniksystems für Durchbiegungen
gemäß einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform;
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2 ist ein Flußdiagramm eines Meßtechnikverfahrens
für PCB-Durchbiegungen gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform;
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3 ist
ein Flußdiagramm
zur Veranschaulichung eines Verfahrens, das die in 1 dargestellte
Software-Schnittstelle gemäß einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform
durchlaufen kann;
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4 ist
ein Bildschirmausdruck einer graphischen Benutzeroberfläche, die
von der in 1 dargestellten Software-Schnittstelle
gemäß einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform
angezeigt wird, und
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5 ist
eine graphische Darstellung, die die Ergebnisse einer Umwandlung
der Verschiebung von in Durchbiegung gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER DARGESTELLTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 ist
ein schematisches Diagramm eines Meßtechniksystems für Durchbiegungen
einer gedruckten Schaltungsplatine (PCB) 100 gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform.
Das System 100 weist eine gedruckte Schaltungsplatine (PCB) 102 und
Prüfausrüstung 104 auf,
die an die PCB 102 gekoppelt ist.
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Die
PCB 102 kann jede geeignete gedruckte Schaltungsplatine
sein, die mechanischen Belastungen, Vibrationen, Stößen usw.
oder Simulationen davon aus ausgesetzt werden kann. In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
weist die PCB 102 ein Bauelement 108 (z. B. einen
Chipsatz, eine Vorrichtung, einen Stecker) auf, der unter Verwendung einer
Oberflächenmontagetechnologie
(surface mount technology, SMT) auf die Oberfläche der PCB 102 aufgelötet ist.
Das Bauelement 108 kann jedes bekannte mittels Ball-Grid-Array
(BGA) montierte Bauelement sein.
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Die
Prüfausrüstung 104 kann
jede geeignete Ausrüstung
sein, die imstande ist, in der Bestrebung, eine Durchbiegung der
PCB 102 zu verursachen, die PCB 102 mechanischen
Belastungen, Vibrationen, Stößen usw.
zu unterwerfen. Alternativ kann die Prüfausrüstung 104 jede geeignete
Ausrüstung
sein, die imstande ist, in der Bestrebung, eine Durchbiegung der
PCB 102 zu verursachen, das Unterwerfen der PCB 102 unter
mechanische Belastungen, Vibrationen, Stöße usw. zu simulieren. Zu geeigneter
Ausrüstung
gehört
beispielsweise automatische und manuelle systemeigene Prüfausrüstung oder
externe Ausrüstung
für die
Funktionsprüfung.
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Das
beispielhafte Meßtechniksystem
für Durchbiegungen 100 weist
ein oder mehrere Ziele 112 auf, die auf der Oberfläche der
PCB 102 befestigt sind. Die Ziele 112 können jegliche
geeigneten dünnen
Stücke
Klebeband, Papier usw. sein, die eine wesentliche Menge an Licht
auf im Wesentlichen gleichförmige
Weise reflektieren/brechen. In einer Ausführungsform sind die Ziele 112 beispielsweise kleine
weiße
Etikette, erhältlich
von Avery Dennison, Brea, Kalifornien, die auf die Oberfläche der
PCB 102 geklebt sind. In einer alternativen Ausführungsform sind
die Ziele 112 kleine Stücke
Reflexklebeband, erhältlich
von 3M in St. Paul, Minnesota.
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Das
beispielhafte Meßtechniksystem
für Durchbiegungen 100 weist
optische Schaltkreise auf, wie einen oder mehrere photoelektrische
Verstärker 114,
die an entsprechende Lichtleiter 116 und Lichtleiter 118 gekoppelt
sind. Die Lichtleiter 116 sind an entsprechende Linsen 120 gekoppelt.
Die Lichtleiter 118 sind an entsprechende Linsen 122 gekoppelt. Die
Linsen 120 und 122 sind in einem oder mehreren Kopfaggregaten 130 untergebracht.
Das Kopfaggregat 130 kann an dem Bauelement 108 auf
jede Weise angebracht sein, die geeignet ist, das Kopfaggregat 130 am
Bauteil 108 zu sichern (beispielsweise nahe des Umfangs
des Bauelements 108).
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Eine
geeignete Implementierung des photoelektrischen Verstärkers 114,
der Lichtleiter 116 und 118, der Linsen 120 und 122 und
des Kopfaggregats 130 kann ein Konvergenz-LED-Lichtleiter
Banner P32C2, erhältlich
von KOM Lamb in Amherst, New York, sein. Selbstverständlich kann
jedes geeignete Modul oder jeder geeignete diskrete Lichtstrahlsender,
Lichtstrahlempfänger,
Lichtleiter und Linse zur Implementierung erfindungsgemäßer Ausführungsformen
verwendet werden. Für
den mit diesem Fachgebiet vertrauten Fachmann ist die Implementierung anderer
Ausführungsformen
nach Lesen der Beschreibung offensichtlich.
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Das
beispielhafte Meßtechniksystem
für Durchbiegungen 100 weist
ein Datenerfassungssystem 140 auf, das an jeden photoelektrischen
Verstärker 114 gekoppelt
ist. In einer Ausführungsform
kann das Datenerfassungssystem 140 ein kommerzieller DAQ
Pad 6020E, erhältlich
von National Instruments mit Sitz in Austin, Texas, sein. Selbstverständlich existieren
andere Datenerfassungssysteme und -techniken (z. B. eine kommerzielle
PCMCIA-Karte, die in einen Laptop gesteckt wird (Analogeingang-PCMCIA-Karte
DAQP-16, erhältlich
von Quatec in Akron, Ohio)) und erfindungsgemäße Ausführungsformen sind nicht auf
die Axt von Datenerfassungssystem beschränkt.
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Das
beispielhafte Meßtechniksystem
für Durchbiegungen 100 weist
eine Software-Schnittstelle 142 auf, die an das Datenerfassungssystem 140 gekoppelt
ist. Die beispielhafte Software-Schnittstelle 142 kann
unter Verwendung einer geeigneten Programmiersprache geschaffen
werden. In einer Ausführungsform
kann die Software-Schnittstelle 142 ein maßprogrammiertes
virtuelles Meßgerät sein,
das mit LabView, erhältlich
von National Instruments Corp. mit Sitz in Austin, Texas, geschrieben
wurde. In einer alternativen Ausführungsform kann die Software-Schnittstelle 142 in
einem Hewlett Packard Visual Engineering Environment (HP VEE) für Windows
geschrieben sein, daß von
Hewlett Packard in Palo Alto, Kalifornien, erhältlich ist. In einer weiteren
Ausführungsform
kann die Software-Schnittstelle 142 in Visual Basic, erhältlich von
Microsoft in Redmond, Washington, geschrieben sein. Selbstverständlich kann
die Software-Schnittstelle 142 in jeder anderen geeigneten
Sprache, wie LabWindows\CVI, und ComponentWorks von National Instruments
Corp., und DasyLab, erhältlich
von DasyTec GMBH in Amherst, New Hampshire, geschrieben sein.
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2 ist ein Floßdiagramm eines Meßtechnikverfahrens
für PCB-Durchbiegungen 200 gemäß einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform.
Das beispielhafte Verfahren 200 kann zur Bestimmung einer
möglichen
Beschädigung
von Bauelementen, die auf gedruckten Schaltungsplatinen angebracht
sind, durch Prüfausrüstung und/oder
Fertigungsausrüstung
verwendet werden. Da Prüf-
und Fertigungsausrüstung
gedruckte Schaltungsplatinen verdrehen und biegen kann, bestimmen
erfindungsgemäße Ausführungsformen
beispielsweise proaktiv vorher (d. h. vor dem eigentlichen Prüf- und Fertigungsverfahren),
ob ein bestimmtes Prüf-
und Fertigungsverfahren die gedruckte Schaltungsplatine und/oder
Bauelemente, die auf der gedruckten Schaltungsplatine angebracht sind,
beschädigen
kann.
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In
einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen
mit mehreren Kanälen,
wobei jeder Kanal photoelektrische Verstärker 114, Lichtleiter 116 und 118,
Linsen 120 und 122 und ein Kopfaggregat 130, die
an unterschiedlichen Ecken des Bauelements 108 angeordnet
sind, aufweist, kann das Verfahren 200 in jedem Kanal des
Systems 100 implementiert werden. Ein maschinenlesbarer
Datenträger
mit maschinenlesbaren Anweisungen kann dazu verwendet werden, einen
Prozessor zur Ausführung
des Verfahrens 200 zu veranlassen. Selbstverständlich ist
das Verfahren 200 nur ein beispielhaftes Verfahren und andere
Verfahren sind anwendbar.
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In
einem Block 202 liegt die PCB 102 frei von mechanischen
Belastungen, Vibrationen und/oder Stoßen vor und der photoelektrische
Verstärker 114 kann
einen Lichtstrahl durch einen entsprechenden Lichtleiter 116 und
eine entsprechende Linse 120 zu einem entsprechenden Ziel 112 ausstrahlen.
Das ausgestrahlte Licht kann eine vorbestimmte Stärke (und
Wellenlänge)
aufweisen. Die Linse 120 richtet das ausgestrahlte Licht
auf das entsprechende Ziel 112.
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In
einem Block 204 reflektiert/bricht das Ziel 112 einen
Lichtstrahl und die Linse 122 richtet den reflektierten/gebrochenen
Lichtstrahl durch den Lichtleiter 118 zurück auf den
photoelektrischen Verstärker 114.
Der reflektierte/gebrochene Lichtstrahl kann eine Lichtstärke aufweisen,
die mit der Entfernung des Kopfaggregats 130 vom Ziel 112 verknüpft ist, wenn
die PCB 102 frei von mechanischen Belastungen, Vibrationen
und/oder Stößen ist,
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In
einem Block 206 mißt
der photoelektrische Verstärker 114 die
Energie (d. h. die Stärke)
des reflektierten/gebrochenen Lichtstrahls und wandelt diese in
einen analogen Spannungswert um, welcher proportional zur Stärke des
reflektierten/gebrochenen Lichtstrahls ist.
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In
einem Block 208 gibt der photoelektrische Verstärker 114 den
analogen Spannungswert an das Datenerfassungssystem 140 aus.
In einer Ausführungsform
gibt der photoelektrische Verstärker 114 ungefähr zwei
Volt an das Datenerfassungssystem 140 aus.
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In
einem Block 210 empfängt
das Datenerfassungssystem 140 den analogen Spannungswert vom
photoelektrischen Verstärker 114 und
wandelt den analogen Spannungswert in einen digitalen Wert um, der
mit dem analogen Spannungswert verknüpft ist. In einer Ausführungsform
empfängt
das Datenerfassungssystem 140 die ungefähr zwei Volt vom photoelektrischen
Verstärker 114 und
wandelt die ungefähr
zwei Volt in einen digitalen Wert um, der mit den ungefähr zwei
Volt verknüpft
ist.
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In
einem Block 212 speichert das Datenerfassungssystem 140 den
digitalen Wert, der mit dem analogen Spannungswert verknüpft ist,
in einer Tabelle 141. Die Tabelle 141 kann jeder
geeignete Speicher des Datenerfassungssystems 140 sein.
In einer Ausführungsform
speichert das Datenerfassungssystem 140 einen digitalen
Wert, der mit den ungefähr
zwei Volt verknüpft
ist, in der Tabelle 141. In erfindungsgemäßen Ausführungsformen
mit mehreren Kanälen
kann für
jeden Kanal eine gesonderte Tabelle 141 vorhanden sein.
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In
einem Block 214 wird die PCB 102 von der Prüfausrüstung 104 mechanischen
Belastungen, Vibrationen und/oder Stößen unterworfen. Alternativ kann
die PCB 102 simulierten mechanischen Belastungen, Vibrationen
und/oder Stößen unterworfen werden.
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In
einem Block 216 kann der photoelektrische Verstärker 114 einen
zweiten Lichtstrahl durch einen entsprechenden Lichtleiter 116 und
eine entsprechende Linse 120 an ein entsprechendes Ziel 112 ausstrahlen.
Die Linse 120 richtet das ausgestrahlte Licht auf das entsprechende
Ziel 112.
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In
einem Block 218 reflektiert/bricht das Ziel 112 einen
zweiten Lichtstrahl und die Linse 122 richtet den zweiten
reflektierten/gebrochenen Lichtstrahl durch den Lichtleiter 118 zurück auf den
photoelektrischen Verstärker 114.
Der zweite reflektierte/gebrochene Lichtstrahl kann eine Lichtstärke aufweisen, die
mit der Entfernung des Kopfaggregats 130 vom Ziel 112 verknüpft ist,
wenn die PCB 102 mechanischen Belastungen, Vibrationen
und/oder Stößen unterworfen
ist.
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Der
Abstand zwischen dem Kopfaggregat 130 und dem Ziel 112,
wenn die PCB 102 frei von mechanischen Belastungen, Vibrationen
und/oder Stößen ist,
kann anders (z. B. geringer) sein als der Abstand zwischen dem Kopfaggregat 130 und
dem Ziel 112, wenn die PCB 102 mechanischen Belastungen, Vibrationen
und/oder Stößen unterworfen
ist. Die Starke des ersten reflektierten/gebrochenen Lichtstrahls,
wenn die PCB 102 frei von mechanischen Belastungen, Vibrationen
und/oder Stößen ist,
kann anders (z. B. größer) sein
als die Stärke
des zweiten reflektierten/gebrochenen Lichtstrahls, wenn die PCB 102 mechanischen
Belastungen, Vibrationen und/oder Stößen unterworfen ist.
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In
einem Block 220 wandelt der photoelektrische Verstärker 114 den
zweiten reflektierten/gebrochenen Lichtstrahl in einen zweiten analogen
Spannungswert um, welcher proportional zur Stärke des zweiten reflektierten/gebrochenen
Lichtstrahls ist.
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in
einem Block 222 gibt der photoelektrische Verstärker 114 den
zweiten analogen Spannungswert an das Datenerfassungssystem 140 aus.
In einer Ausführungsform
gibt der photoelektrische Verstärker 114.
ungefähr
sieben Volt an das Datenerfassungssystem 140 aus.
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In
einem Block 224 empfangt das Datenerfassungssystem 140 den
zweiten analogen Spannungswert vom photoelektrischen Verstärker 114 und wandelt
den zweiten analogen Spannungswert in einen zweiten digitalen Wert
um, der mit dem zweiten analogen Spannungswert verknüpft ist.
In einer Ausführungsform
empfängt
das Datenerfassungssystem 140 die ungefähr sieben Volt vom photoelektrischen Verstärker 114 und
wandelt die ungefähr
sieben Volt in einen digitalen Wert um, der mit den ungefähr sieben
Volt verknüpft
ist.
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In
einem Block 226 speichert das Datenerfassungssystem 140 den
zweiten digitalen Wert in der Tabelle 141. In einer Ausführungsform
speichert das Datenerfassungssystem 140 einen digitalen Wert,
der mit den ungefähr
sieben Volt verknüpft
ist, in der Tabelle 141.
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In
einem Block 228 können
die mechanischen Belastungen, Vibrationen und/oder Stöße entfernt
werden. Alternativ kann das Entfernen der mechanischen Belastungen,
Vibrationen und/oder Stöße von der
PCB 102 simuliert werden.
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In
einem Block 230 kann der photoelektrische Verstärker 114 einen
dritten Lichtstrahl durch einen entsprechenden Lichtleiter 116 und
eine entsprechende Linse 120 an ein entsprechendes Ziel 112 ausstrahlen.
Die Linse 120 richtet das ausgestrahlte Licht auf das entsprechende
Ziel 112.
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In
einem Block 232 reflektiert/bricht das Ziel 112 einen
dritten Lichtstrahl und die Linse 122 richtet den dritten
reflektierten/gebrochenen Lichtstrahl durch den Lichtleiter 118 zurück auf den
photoelektrischen Verstärker 114.
Der dritte reflektierte/gebrochene Lichtstrahl kann eine Lichtstärke aufweisen, die
mit der Entfernung des Kopfaggregats 130 vom Ziel 112 verknüpft ist,
wenn die Belastung von der PCB 102 entfernt ist.
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Die
Stärke
des dritten reflektierten/gebrochenen Lichtstrahls, wenn die Belastung
von der PCB 102 entfernt ist, kann anders (z. B. größer) sein
als die Stärke
des zweiten reflektierten/gebrochenen Lichtstrahls, wenn die PCB 102 mechanischen
Belastungen, Vibrationen und/oder Stößen unterworfen ist. Die Stärke des
dritten reflektierten/gebrochenen Lichtstrahls, wenn die Belastung
von der PCB 102 entfernt ist, kann anders (z. B. geringer)
sein als die Stärke
des ersten reflektierten/gebrochenen Lichtstrahls, wenn die PCB 102 frei
von mechanischen Belastungen, Vibrationen und/oder Stößen ist.
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Der
Abstand zwischen dem Kopfaggregat 130 und dem Ziel 112,
wenn die Belastung von der PCB 102 entfernt ist, kann anders
(z. B. geringer) sein als der Abstand zwischen dem Kopfaggregat 130 und
dem Ziel 112, wenn die PCB 102 mechanischen Belastungen,
Vibrationen und/oder Stößen unterworfen
ist, und anders (z. B. größer) sein
als der Abstand zwischen dem Kopfaggregat 130 und dem Ziel 112, wenn
die PCB 102 frei von mechanischen Belastungen, Vibrationen
und/oder Stößen ist.
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In
einem Block 234 wandelt der photoelektrische Verstärker 114 den
dritten reflektierten/gebrochenen Lichtstrahl in einen dritten analogen
Spannungswert um, welcher proportional zur Stärke des dritten reflektierten/gebrochenen
Lichtstrahls ist.
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In
einem Block 236 gibt der photoelektrische Verstärker 114 den
dritten analogen Spannungswert au das Datenerfassungssystem 140 aus.
In einer Ausführungsform
gibt der photoelektrische Verstärker 114 ungefähr vier
Volt an das Datenerfassungssystem 140 aus.
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In
einem Block 238 empfängt
das Datenerfassungssystem 140 den dritten analogen Spannungswert
vom photoelektrischen Verstärker 114 und wandelt
den dritten analogen Spannungswert in einen dritten digitalen Wert
um, der mit dem dritten analogen Spannungswert verknüpft ist.
In einer Ausführungsform
empfängt
das Datenerfassungssystem 140 die ungefähr vier Volt vom photoelektrischen
Verstärker 114 und
wandelt die ungefähr
vier Volt in einen digitalen Wert um, der mit den ungefähr vier
Volt verknüpft
ist.
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In
einem Block 240 speichert das Datenerfassungssystem 140 den
dritten digitalen Wert in der Tabelle 141. In einer Ausführungsform
speichert das Datenerfassungssystem 140 einen digitalen
Wert, der mit den ungefähr
vier Volt verknüpft
ist, in der Tabelle 141.
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In
einem Block 242 empfängt
die Software-Schnittstelle den ersten, zweiten und dritten digitalen
Wert von der Tabelle 141 und bestimmt die Verschiebung
des Kopfaggregats 130 im Verhältnis zum Ziel 112,
bevor, während
und nachdem die PCB 102 mechanischen Belastungen, Vibrationen
und/oder Stößen unterworfen
wurde, auf der Grundlage der Veränderung
zwischen dem ersten, zweiten und dritten digitalen Wert. Da das
Kopfaggregat 130 auf der Oberfläche des Bauelements 108 befestigt
ist, bestimmt die Software-Schnittstelle 142 in Wirklichkeit die
Verschiebung des Bau elements 108 im Verhältnis zur
PCB 102, bevor, während
und nachdem mechanische Belastungen, Vibrationen und/oder Stöße angelegt
wurden, auf der Grundlage der Veränderung zwischen dem ersten,
zweiten und dritten digitalen Wert.
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In
einem Block 244 bestimmt die Software-Schnittstelle 142 die
Durchbiegung der PCB 102, bevor, während und nachdem mechanische
Belastungen, Vibrationen und/oder Stöße angelegt wurden, auf der
Grundlage der Verschiebung des Kopfaggregats 130 im Verhältnis zum
Ziel 112, bevor, während
und nachdem mechanische Belastungen, Vibrationen und/oder Stöße angelegt
wurden.
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In
einem Block 246 bestimmt die Software-Schnittstelle 142,
ob die von der Prüfausrüstung 106 verursachte
Durchbiegung der PCB 102 abnehmbar ist. Alternativ bestimmt
die Software-Schnittstelle 142, ob die von der simulierten
Prüfung
verursachte Durchbiegung der PCB 102 abnehmbar ist.
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Wenn
die Durchbiegung der PCB 102 nicht abnehmbar ist, wird
die Anweisung in Block 248 ausgeführt und die Prüfausrüstung 106 wird
als unabnehmbar für
die Prüfung
der PCB 102 eingestuft. Wenn die Durchbiegung der PCB 102 andererseits abnehmbar
ist, wird die Anweisung in Block 250 ausgeführt und
die Prüfausrüstung 106 wird
als abnehmbar für
die Prüfung
der PCB 102 eingestuft. Selbstverständlich kann das Verfahren 200 über mehrere Wiederholungen
fortgeführt
werden.
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Das
Abstrahlen/Reflektieren der Lichtstrahlen kann, obwohl als diskrete
Ereignisse beschrieben, auch ein kontinuierliches Ereignis darstellen, das
in diskreten Zeitabständen
gemessen wird. Die Messungen können
beispielsweise dynamische Messungen mit geringer Geschwindigkeit
sein.
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3 ist
ein Flußdiagramm
zur Veranschaulichung eines Verfahrens 300, das die Software-Schnittstelle 142 gemäß einer
alternativen erfindungsgemäßen Ausführungsform
durchlaufen kann. Das beispielhafte Verfahren 300 kann
zur Bestimmung der Durchbiegung der PCB 102 auf der Grundlage
des ersten, zweiten und dritten digitalen Werts, die mit dem reflektierten/gebrochenen
Lichtstrahl verknüpft
sind, verwendet werden. Ein maschinenlesbarer Datenträger mit
maschinenlesbaren Anweisungen kann dazu verwendet werden, einen
Prozessor zur Ausführung
des Verfahrens 300 zu veranlassen.
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In
einem Block 302 beurteilt die Software-Schnittstelle 142 den
ersten digitalen Wert, stellt fest, daß der erste digitale Wert keine
Verschiebung des Kopfaggregats 130 im Verhältnis zum
Ziel 112 darstellt, und setzt die Verschiebung auf einen
Wert, der mit keiner Verschiebung verknüpft ist. In einer Ausführungsform
stellt die Software-Schnittstelle 142 fest,
daß die
ungefähr
zwei Volt keine Verschiebung darstellen, setzt die Verschiebung
des Kopfaggregats 130 im Verhältnis zum Ziel 112 gleich
0,0000 (z. B. Initialisierung).
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In
einem Block 304 subtrahiert die Software-Schnittstelle 142 den
ersten digitalen Wert vom zweiten digitalen Wert, um einen Spannungsunterschied
zu erhalten. In einer Ausführungsform
subtrahiert die Software-Schnittstelle 142 die ungefähr zwei Volt
von den ungefähr
sieben Volt, um einen Unterschied von ungefähr fünf Volt zu erhalten.
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In
einem Block 306 wandelt die Software-Schnittstelle 142 den
Spannungsunterschied in eine Verschiebung des Kopfaggregats 130 im
Verhältnis
zum Ziel 112 um. In einer Ausführungsform wandelt die Software-Schnittstelle 142 den
Unterschied von ungefähr
fünf Volt
in eine Verschiebung von ungefähr
0,001 Zoll um.
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In
einem Block 308 wandelt die Software-Schnittstelle 142 die
Verschiebung des Kopfaggregats 130 im Verhältnis zum
Ziel 112 in eine Durchbiegung der PCB 102 im Verhältnis zur
Norm des Bauelements 108 um. in einer Ausführungsform
wandelt die Software-Schnittstelle 142 die Verschiebung von
0,001 in eine Durchbiegung von ungefähr 0,0006 Zoll um.
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In
einem Block 310 subtrahiert die Software-Schnittstelle 142 den
zweiten digitalen Wert vom dritten digitalen Wert, um einen Spannungsunterschied
zu erhalten. In einer Ausführungsform
subtrahiert die Software-Schnittstelle 142 die ungefähr sieben Volt
von den ungefähr
vier Volt, um einen Unterschied von ungefähr minus drei Volt zu erhalten.
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In
einem Block 312 wandelt die Software-Schnittstelle 142 den
Spannungsunterschied in eine Verschiebung des Kopfaggregats 130 im
Verhältnis
zum Ziel 112 um. In einer Ausführungsform. wandelt die Software-Schnittstelle 142 den
Unterschied von ungefähr
minus drei Volt in eine Verschiebung von ungefähr 0,0003 Zoll um.
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In
einem Block 314 wandelt die Software-Schnittstelle 142 die
Verschiebung des Kopfaggregats 130 im Verhältnis zum
Ziel 112 in eine Durchbiegung der PCB 102 im Verhältnis zur
Norm des Bauelements 108 um. In einer Ausführungsform wandelt
die Software-Schnittstelle 142 die Verschiebung des Kopfaggregats 130 im
Verhältnis
zum Ziel 112 von 0,0000 Zoll in eine Durchbiegung der PCB 102 im
Verhältnis
zur Norm des Bauelements 108 von 0,0000 Zoll (z. B. vor
mechanischen Belastungen, Vibrationen, Stößen) um. In einer alternativen Ausführungsform
wandelt die Software-Schnittstelle 142 die
Verschiebung des Kopfaggregats 130 im Verhältnis zum
Ziel 112 von 0,0006 Zoll in eine Durchbiegung der PCB 102 im
Verhältnis
zur Norm des Bauelements 108 von 0,001 Zoll (z. B. während mechanischer
Belastungen, Vibrationen, Stöße) um.
In einer weiteren Ausführungsform
wandelt die Software-Schnittstelle 142 die
Verschiebung des Kopfaggregats 130 im Verhältnis zum
Ziel 112 von 0,0003 Zoll in eine Durchbiegung der PCB 102 im
Verhältnis zur
Norm des Bauelements 108 von 0,0003 Zoll (z. B. nach mechanischen
Belastungen, Vibrationen, Stößen) um.
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4 ist
ein Bildschirmausdruck einer graphischen Benutzeroberfläche, die
von der Software-Schnittstelle 142 gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
angezeigt wird. Wie der beispielhafte Bildschirmausdruck zeigt,
weist die graphische Benutzeroberfläche der Software-Schnittstelle 142 ein
Diagramm 402 der analogen Spannung in Abhängigkeit
von der Zeit pro Kanal (d. h. pro Ausgabe des photoelektrischen
Verstärkers 114).
Das Diagramm 402 weist Kurven 406, 410 und 414 auf.
Die graphische Benutzeroberfläche
der Software-Schnittstelle 142 weist außerdem ein Diagramm 404 der
Verschiebung des Kopfaggregats 130 im Verhältnis zum
Ziel 112 in Abhängigkeit
von der Zeit pro Kanal auf. Das Diagramm 404 weist Kurven 408, 412 und 416 auf.
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Die
Kurve 406 stellt die Verschiebung des Kopfaggregats 130 im
Verhältnis
zum Ziel 112 von 0,0000 Zoll (z. B. vor mechanischen Belastungen,
Vibrationen, Stößen) dar.
Die Kurve 408 stellt den analogen Spannungswert, der vom
photoelektrischen Verstärker 114 an
das Datenerfassungssystem 140 ausgegeben wird, von zwei
Volt (z. B. vor mechanischen Belastungen, Vibrationen, Stößen) dar.
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Die
Kurve 410 stellt die Verschiebung des Kopfaggregats 130 im
Verhältnis
zum Ziel 112 von 0,001 Zoll (z. B. während mechanischer Belastungen,
Vibrationen, Stöße) dar.
Die Kurve 412 stellt den analogen Spannungswert, der vom
photoelektrischen Verstärker 114 an
das Datenerfassungssystem 140 ausgegeben wird, von ungefähr sieben
Volt (z. B. während
mechanischer Belastungen, Vibrationen, Stöße) dar.
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Die
Kurve 414 stellt die Verschiebung des Kopfaggregats 130 im
Verhältnis
zum Ziel 112 von 0,0005 Zoll (z. B. nach Entfernen von
mechanischen Belastungen, Vibrationen, Stößen) dar. Die Kurve 412 stellt
den analogen Spannungswert, der vom photoelektrischen Verstärker 114 an
das Datenerfassungssystem 140 ausgegeben wird, von ungefähr vier
Volt (z. B. nach Entfernen von mechanischen Belastungen, Vibrationen,
Stößen) dar.
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5 ist
eine graphische Darstellung 500, die die Ergebnisse einer
Umwandlung der Verschiebung des Kopfaggregats 130 im Verhältnis zum
Ziel 112 in die Durch biegung der PCB 102 über einen Zeitraum
(z. B. bevor, während
und nachdem die PCB 102 mechanischen Belastungen, Vibrationen und/oder
Stößen unterworfen
wurde) auf der Grundlage von Veränderungen
des analogen Spannungswerts, der entsprechend einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
vom photoelektrischen Verstärker 114 ausgegeben
wird, zeigt.
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Eine
Kurve 502 veranschaulicht eine Durchbiegung der PCB 102 von
ungefähr
0,0000 Zoll, die dem analogen Spannungswert am Ausgang von ungefähr zwei
Volt und einer Verschiebung des Kopfaggregats 130 im Verhältnis zum
Ziel 112 von ungefähr 0,0000
Zoll, bevor die PCB 102 mechanischen Belastungen, Vibrationen
und/oder Stößen unterworfen wurde,
entspricht.
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Eine
Kurve 504 veranschaulicht eine Durchbiegung der PCB 102 von
ungefähr
0,0006 Zoll, die dem analogen Spannungswert am Ausgang von ungefähr sieben
Volt und einer Verschiebung des Kopfaggregats 130 im Verhältnis zum
Ziel 112 von ungefähr
0,001 Zoll, während
die PCB 102 mechanischen Belastungen, Vibrationen und/oder
Stößen unterworfen
wurde, entspricht.
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Eine
Kurve 506 veranschaulicht eine Durchbiegung der PCB 102 von
ungefähr
0,0003 Zoll, die dem analogen Spannungswert am Ausgang von ungefähr vier
Volt und einer Verschiebung des Kopfaggregats 130 im Verhältnis zum
Ziel 112 von ungefähr 0,0006
Zoll, während
die PCB 102 mechanischen Belastungen, Vibrationen und/oder
Stößen unterworfen
wurde, entspricht.
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Erfindungsgemäße Ausführungsformen
können
unter Verwendung von Hardware, Software, Firmware oder einer Kombination
aus Hardware und Software implementiert werden. Bei Implementierungen,
bei denen Software verwendet wird, kann die Software auf einem Computerprogrammprodukt
(wie einer optischen Speicherplatte, einer magnetischen Speicherplatte,
einer Diskette usw.) oder auf einer Programmspeichervorrichtung
(wie einem Laufwerk für
eine optische Speicherplatte, einem Laufwerk für eine magnetische Speicherplatte,
einem Diskettenlauf usw.) gespeichert sein.
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Die
vorstehende Beschreibung der dargestellten erfindungsgemäßen Ausführungsformen
ist weder als erschöpfend
zu betrachten noch ist eine Beschränkung der Erfindung auf die
genau offenbarten Formen beabsichtigt. Zur Veranschaulichung sind
zwar spezifische Ausführungsformen
der und Beispiele für
die Erfindung beschrieben, für
den Fachmann ist jedoch erkennbar, daß der Schutzumfang der Erfindung
zahlreiche gleichwertige Modifikationen zuläßt. Diese Modifikationen können anhand der
vorstehenden ausführlichen
Beschreibung an der Erfindung vorgenommen werden.
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Verschiedene
Arbeitsvorgänge
wurden in Form von mehreren diskreten Arbeitsvorgängen beschrieben,
die nacheinander auf eine Weise durchgeführt werden, die für das Verständnis der
erfindungsgemäßen Ausführungsformen
am hilfreichsten ist. Die Reihenfolge, in der sie beschrieben wurden,
darf jedoch nicht dahingehend ausgelegt werden, daß damit
angedeutet wird, daß diese
Arbeitsvorgänge zwingend
von dieser Reihenfolge abhängig
sind oder daß die
Arbeitsvorgänge
in der Reihenfolge durchgeführt
werden müssen,
in denen die Arbeitsvorgänge dargelegt
sind.
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Verweise
in der gesamten Beschreibung auf "eine Ausführungsform" bedeuten, daß ein bestimmtes Merkmal, Struktur,
Verfahren, Block oder Kennzeichen, das in Verbindung mit der Ausführungsform beschrieben
wird, in wenigstens einer erfindungsgemäßen Ausführungsform enthalten ist. Somit
bezieht sich das Erscheinen des Ausdrucks "in einer Ausführungsform" an verschiedenen Stellen der Beschreibung
nicht unbedingt auf dieselbe Ausführungsform. Ferner können die
bestimmten Merkmale, Strukturen oder Kennzeichen auf passende Weise
in einer oder mehreren Ausführungsformen
kombiniert werden.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Hersteller
prüfen
gedruckte Schaltungsplatinen (PCB) um sicherzustellen, daß alle Bauelemente korrekt
aufgelötet
sind. Einige Prüfungen
verursachen eine Durchbiegung der Platinen, was die Schnittstellen
zwischen Bauelement und Platine (d. h. die Lötstellen) beschädigen kann.
Erfindungsgemäße Ausführungsformen
messen das Ausmaß der PCB-Durchbiegung,
bevor, während
und nachdem die PCB mechanischen Belastungen unterworfen wurde,
unter Verwendung photoelektrischer Verstärker, die über Lichtleiter und Linsen,
die an einem Kopfaggregat angebracht sind, Lichtstrahlen an Ziele,
die an der Oberfläche
der PCB angebracht sind, ausstrahlen und von dort empfangen. Die
Stärke
der empfangenen Lichtstrahlen ist proportional zu analogen Spannungswerten,
die von den photoelektrischen Verstärkern ausgegeben werden, und
zu dem Abstand zwischen den Kopfaggregaten und den Zielen. Ein Datenerfassungssystem
wandelt die analogen Spannungswerte in digitale Spannungswerte um und
die Software-Schnittstelle korreliert die digitalen Spannungswerte
mit der PCB-Durchbiegung/Verschiebung. Eine graphische Benutzeroberfläche zeigt
die Durchbiegung, bevor, während
und nachdem die PCB mechanischen Belastungen unterworfen wurde,
an,