DE202008011111U1 - Messvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Messvorrichtung für das Testen von bestückten Leiterplatten, auf denen elektronische Bauelemente (21, 52) angeordnet und über wenigstens zwei Kontaktpunkte elektrisch mit den Leiterbahnen der Leiterplatte verbunden sind, welche Messvorrichtung wenigstens zwei Kontaktmittel aufweist, die elektrisch leitend mit den Kontaktpunkten verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktmittel mit einer Spannungsquelle verbunden sind, um eine Spannung über dem zu testenden Bauelement anzulegen, dass ein Differenzverstärker (24, 53) vorhanden ist, der die Spannung über dem Bauelement erfasst und das Ergebnis zur Regelung der Spannungsquelle benutzt, so dass eine vorbestimmte Spannung über dem Bauelement anliegt, und dass wenigstens ein Strommessgerät vorhanden ist, um den Stromfluss durch das Bauelement zu messen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung für das Testen von bestückten Leiterplatten, auf denen elektronische Bauelemente angeordnet und über jeweils wenigstens zwei Kontaktpunkte elektrisch mit den Leiterbahnen der Leiterplatte verbunden sind, welche Messvorrichtung wenigstens zwei Kontaktmittel aufweist, die elektrisch leitend mit den Kontaktpunkten verbindbar sind.
  • Es ist häufig erforderlich, dass elektronische Bauelemente in der eingebauten Lage getestet werden. Es sind automatische Testsysteme bekannt, bei denen das zu prüfende Bauelement mit einem vorgegebenen Strom beaufschlagt und die Spannung über dem zu prüfenden Bauelement gemessen wird. Dieses so genannte spannungsrichtige Messen hat den Nachteil, dass aufgrund von Übergangswiderständen und parasitären Widerständen, die durch weitere elektronische Bauelemente auf der Leiterplatte und im Testaufbau entstehen, die Spannung über dem zu prüfenden Bauelement sehr klein werden kann. Die Elemente verursachen Verfälschungen, so dass diese Messmethode nicht richtig funktioniert. Der durch den Spannungsmesser ermittelte Widerstandswert ist daher mit einem Fehler behaftet, der von den an sich unbekannten Übergangswiderständen abhängt. Die Messung ist dementsprechend ungenau.
  • Es sind verschiedene Testvorrichtungen bekannt, um diese Messfehler zu kompensieren. Die DE-PS 43 04 448 C2 beschreibt eine Guard-Testvorrichtung für solche Leiterplatten, die jedoch einen weiteren Kontaktpunkt für die Messung benötigt. Auch hier ergibt sich ein unvermeidbarer Messfehler.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Messvorrichtung der eingangs geschilderten Art so auszubilden, dass eine genauere Messung beziehungsweise ein genaueres Testen des zu prüfenden Bauelements oder der zu prüfenden Leiterplatte möglich ist.
  • Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kontaktmittel der Messvorrichtung mit einer Spannungsquelle verbunden sind, um eine Spannung über dem zu testenden Bauelement anzulegen, dass die Spannung über dem Bauelement mit einem Differenzverstärker erfasst und das Ergebnis zur Regelung der Spannungsquelle benutzt wird, so dass eine vorbestimmte Spannung über dem Bauelement anliegt, und dass wenigstens ein Strommessgerät vorhanden ist, um den Stromfluss durch das Bauelement zu messen. Durch diesen Schaltungsaufbau wird bewirkt, dass über dem zu prüfenden Bauelement eine vorgegebene Spannung anliegt. Der durch das Bauelement fließende Strom wird gemessen, wobei die gemessene Stromstärke der tatsächlichen Stromstärke entspricht. Der Widerstand des zu prüfenden Bauelements kann genau ermittelt werden.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kontaktmittel mit einer Spannungsquelle verbunden sind, um eine Spannung über dem zu testenden Bauelement anzulegen, das die Spannung über dem Bauelement mit einem Analog/Digitalwandler erfasst und das Ergebnis zur Regelung der Spannungsquelle benutzt wird, so dass eine vorbestimmte Spannung über dem Bauelement anliegt, und dass wenigstens ein Strommessgerät vorhanden ist, um den Stromfluss durch das Bauelement zu messen. Im Prinzip wird auch durch diese Schaltung sichergestellt, dass über dem zu prüfenden Bauelement die gewünschte Sollspannung anliegt. Durch den gemessenen Strom kann der Widerstand des Bauelements genau bestimmt werden.
  • Das Strommessgerät ist vorzugsweise in einer Leitung von der Spannungsquelle zu dem Kontaktmittel vorhanden. Es kann auch vorgesehen werden, dass die Spannung mittels eines Verstärkers erzeugt wird und dass das Strommessgerät in dem Verstärker integriert ist. Durch diese Maßnahmen wird eine genaue Strommessung möglich.
  • Weiterhin ist es möglich, dass die Messvorrichtung eine Datenverarbeitungsanlage umfasst, die den Spannungswert oder den Spannungsablauf vorgibt. Insbesondere ist es möglich, über dem zu prüfenden Bauelement eine Spannung zu stimulieren, die bestimmte Reaktionen des Bauelements bewirken soll. Durch den erfassten Stromverlauf kann das Bauelement genau geprüft werden.
  • Durch den erfindungsgemäßen Schaltungsaufbau wird erreicht, dass an dem zu prüfenden Bauelement die Sollspannung anliegt. Die Übergangswiderstände und die parasitären Widerstände werden zuverlässig kompensiert. Der durch das Bauelement fließende Strom wird durch den Strommesser genau bestimmt. Eine exakte Bestimmung des Widerstands des Bauelementes ist daher möglich. Der Schaltungsaufbau ist gegenüber bekannten Guard-Testvorrichtungen einfach und benötigt nur zwei Kontaktstellen zum Stimulieren und Abgreifen der Spannung über dem zu prüfenden Bauelement.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 den Schaltungsaufbau zum Testen von elektrischen Bauteilen auf Leiterplatten gemäß dem Stand der Technik,
  • 2 den Schaltungsaufbau gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
  • 3 den Schaltungsaufbau gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung,
  • 4 eine weitere Ausführungsform des Schaltungsaufbaus gemäß der Erfindung und
  • 5 einen weiteren Schaltungsaufbau gemäß der Erfindung.
  • Der in 1 gezeigte Schaltungsaufbau zum Messen einzelner elektrischer oder elektronischer Bauteile oder Baugruppen auf Leiterplatten weist einen Verstärker 11 auf, der über nicht gezeigte Kontaktmittel mit den Kontaktpunkten eines zu testenden Bauelements 12 verbunden ist, um dieses Bauelement 12 mit einem Strom zu stimulieren. Es wird die Spannung über dem Bauelement 12 abgegriffen und mit einem Spannungsmesser 13 gemessen.
  • Die Übergangswiderstände, die unter anderem durch die Widerstände der Kontaktierung entstehen, liegen in Reihe mit dem zu prüfenden Bauelement 12 und sind als Widerstände 14 bezeichnet. Diese Widerstände können jedoch auch komplex sein. Durch den Verstärker 11 wird aufgrund eines vorgegebenen Spannungs-Sollwertes ein Stromfluss durch das zu prüfende Bauelement 12 stimuliert. Die unbekannten Übergangswiderstände bewirken jedoch, dass der Spannungs-Sollwert nicht am Bauelement 12 anliegt. Die Messung der Spannung über dem Bauelement 12 ist daher mit einem Fehler behaftet, so dass die Messung des Widerstands entsprechend ungenau ist.
  • In 2 ist ein anderer Testaufbau zur Messung des Widerstands eines Bauelementes 21 auf einer Leiterplatine dargestellt. Über einen Verstärker 22 wird eine Spannung über dem Bauelement 21 angelegt. Hierzu sind nicht gezeigte Kontaktmittel vorgesehen, die mit den Kontaktpunkten auf der Leiterplatte verbindbar sind. Die Übergangswiderstände sind mit 23 bezeichnet.
  • Die Spannung über dem Bauelement 21 wird über einen Differenzverstärker 24 abgegriffen und dessen Ausgangssignal 25 wird zur Regelung des Spannungs-Sollwerts herangezogen. Hierdurch wird erreicht, dass über dem Bauelement stets der Spannungs-Sollwert anliegt. Der Strom durch das Bauelement 21 wird gemessen, so dass ein genaues Erfassen beziehungsweise Bestimmen des Widerstandes des zu prüfenden Bauelementes möglich ist. Der hierfür erforderliche Strommesser kann in der Leitung 26 vom Verstärker 22 zum Prüfling 21 vorhanden sein. Er kann aber auch in den Verstärker 22 integriert sein.
  • Der Schaltungsaufbau gemäß 3 zeigt eine Computer- oder Ablaufsteuerung zur Stimulierung der Spannung über dem zu testenden Bauelement 31. Ein Verstärker 32 steht in Verbindung mit dem zu testenden Bauelement 31, um dieses mit einer Spannung zu beaufschlagen.
  • Die Spannung über dem Bauelement 31 wird mittels eines Analog/Digitalwandlers 33 erfasst, und das erzeugte Signal steuert über den Computer 34 und einen Digital/Analogwandler 35 die angelegte Spannung. Hierdurch wird erreicht, dass über dem zu testenden Bauelement 31 stets der Spannungs-Sollwert anliegt. Der Strom in der Leitung 36 zwischen Verstärker 32 und Bauelement wird gemessen, so dass der genaue Widerstand aufgrund der bekannten anliegenden Spannung ermittelt werden kann.
  • Der in 4 gezeigte Schaltungsaufbau entspricht einer Kombination des Schaltungsaufbaus gemäß 2 und des Schaltungsaufbaus gemäß 3. Auch hier wird die Spannung über dem zu testenden Bauelement 41 über einen Verstärker 42 angelegt. Der Spannungs-Sollwert wird dem Verstärker analog vorgegeben. Es ist ein Analog/Digitalwandler 43 vorhanden, mit dem die Spannung über dem zu testenden Bauelement erfasst und das Ergebnis einem Computer oder einer Ablaufsteuerung zugeführt wird.
  • Der Computer oder die Ablaufsteuerung 44 steht in Verbindung mit einem Digital/Analogwandler 45, der die angelegte Spannung steuert. Auch durch diesen Aufbau wird erreicht, dass über dem zu prüfenden Bauelement 41 eine vorgegebene Spannung anliegt. Der Strom wird in der Leitung 46 vom Verstärker zum Bauelement 41 gemessen, so dass eine genaue Bestimmung des Widerstands des zu prüfenden Bauelements 41 möglich ist.
  • Der Schaltungsaufbau gemäß 5 umfasst ebenfalls einen Verstärker 51, der eine Spannung über dem zu prüfenden Bauelement 52 erzeugt. Die anliegende Spannung wird über einen Differenzverstärker 53 erfasst, und dessen Ausgangssignal wird zur Regelung der anliegenden Spannung verwendet. Im Einzelnen wird dabei so vorgegangen, dass der Spannungs-Sollwert über einen Computer oder eine Ablaufsteuerung 54 einem Digital/Analogwandler 55 zugeführt wird. Der Digital/Analogwandler 55 steht in Verbindung mit dem Differenzverstärker 53 und mit dem Verstärker 51 zur Erzeugung der angelegten Spannung. Durch diesen Aufbau wird erreicht, dass die vorgegebene Spannung über dem zu prüfenden Bauelement 52 anliegt.
  • Der Strom durch das zu prüfende Bauelement 52 wird in der Leitung 56 zwischen Verstärker 51 und dem zu prüfenden Bauelement 52 gemessen. Auch durch diesen Schaltungsaufbau ist eine genaue Bestimmung des Widerstands des zu prüfenden Bauelements 52 möglich. Die Übergangswiderstände 57 werden dabei zuverlässig kompensiert.
  • Die erfindungsgemäßen Testerschaltungen sind demnach umgekehrt aufgebaut zu den vorbekannten Testerschaltungen. Es wird eine Spannung stimuliert, die genau einem Spannungs-Sollwert entspricht. Es wird der Strom durch das zu prüfende Bauelement gemessen, so dass eine genaue Bestimmung des Widerstandes des Bauelements möglich ist. Durch diese spannungsrichtige Stimulierung wird ein anderer Weg zum Testen von elektronischen Bauelementen auf Leiterplatten beschrieben.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 4304448 C2 [0003]

Claims (6)

  1. Messvorrichtung für das Testen von bestückten Leiterplatten, auf denen elektronische Bauelemente (21, 52) angeordnet und über wenigstens zwei Kontaktpunkte elektrisch mit den Leiterbahnen der Leiterplatte verbunden sind, welche Messvorrichtung wenigstens zwei Kontaktmittel aufweist, die elektrisch leitend mit den Kontaktpunkten verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktmittel mit einer Spannungsquelle verbunden sind, um eine Spannung über dem zu testenden Bauelement anzulegen, dass ein Differenzverstärker (24, 53) vorhanden ist, der die Spannung über dem Bauelement erfasst und das Ergebnis zur Regelung der Spannungsquelle benutzt, so dass eine vorbestimmte Spannung über dem Bauelement anliegt, und dass wenigstens ein Strommessgerät vorhanden ist, um den Stromfluss durch das Bauelement zu messen.
  2. Messvorrichtung für das Testen von bestückten Leiterplatten, auf denen elektronische Bauelemente (31, 41) angeordnet und über wenigstens zwei Kontaktpunkte elektrisch mit den Leiterbahnen der Leiterplatte verbunden sind, welche Messvorrichtung wenigstens zwei Kontaktmittel aufweist, die elektrisch leitend mit den Kontaktpunkten verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktmittel mit einer Spannungsquelle verbunden sind, um eine Spannung über dem zu testenden Bauelement anzulegen, dass ein Analog/Digitalwandler (33) vorhanden ist, der die Spannung über dem Bauelement erfasst und das Ergebnis zur Regelung der Spannungsquelle benutzt, so dass eine vorbestimmte Spannung über dem Bauelement anliegt, und dass wenigstens ein Strommessgerät vorhanden ist, um den Stromfluss durch das Bauelement zu messen.
  3. Messvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Strommessgerät in einer Leitung (26, 36, 46, 56) von der Spannungsquelle zu dem Kontaktmittel vorhanden ist.
  4. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung eine Datenverarbeitungsanlage (34, 44, 54) umfasst, die den Spannungswert oder den Spannungsablauf vorgibt.
  5. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsquelle über einen Verstärker (22, 32, 42, 51) mit den Kontaktmitteln verbunden ist.
  6. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktmittel Federstifte umfassen, die mit den Kontaktpunkten in elektrisch leitende Verbindung bringbar sind.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE4304448C2 (de) 1993-02-13 1996-01-18 Ita Ingb Testaufgaben Gmbh Guard-Testvorrichtung

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DE4304448C2 (de) 1993-02-13 1996-01-18 Ita Ingb Testaufgaben Gmbh Guard-Testvorrichtung

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