DE4417580A1 - Testen von elektronischen Anordnungen unter Verwendung der Rotortechnik zum Anordnen der Fühler - Google Patents
Testen von elektronischen Anordnungen unter Verwendung der Rotortechnik zum Anordnen der FühlerInfo
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Description
Diese Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf das Testen
von elektronischen Anordnungen, wie z. B. gedruckten Schal
tungsplatinen und Mehr-Chipmodulen, und insbesondere auf die
Verwendung der Rotortechnik, um die Anregungsgeräte und
Testfühler anzuordnen.
Die Herstellung von elektronischen Anordnungen, wie z. B.
gedruckten Schaltungsplatinen, erfordert das Testen dieser,
nachdem die Komponenten auf der gedruckten Schaltungsplatine
angeordnet wurden, um den ordnungsgemäßen Durchgang von
Zwischenverbindungen, die Anordnung und Verbindung von Kom
ponenten und die Platinenfunktion zu bestimmen. Verschiedene
unterschiedliche Ansätze wurden zum Testen der Komponenten
und der gedruckten Schaltungsplatinen (P.C.-Platinen; P.C. =
Printed Circuit) entwickelt, die Funktionstests, das Testen
in der Schaltung und Durchgangstests einschließen.
Beim Funktionstest wird eine Prozedur verwendet, bei der
vorbestimmte Eingangssignale an eine gedruckte Schaltungs
platine angelegt werden und das Ausgangssignal einer ge
druckten Schaltungsplatine über einen Kantenverbinder über
wacht wird, um zu bestimmten, ob alle Komponenten auf der
Platine vorhanden sind und ordnungsgemäß arbeiten. Obwohl
der Funktionstest einen Weg schafft, um zu bestimmen, ob
eine gedruckte Schaltungsplatine ordnungsgemäß funktioniert,
erzeugt er nur wenig oder keine Informationen bezüglich der
Funktion von einzelnen Komponenten auf der Platine. Komplexe
Programmierungstechniken wurden verwendet, um durch sorg
sames Auswählen von Eingangsdaten und Analysieren der Aus
gangsergebnisse begrenzte Informationen bezüglich des Ortes
von nicht-funktionierenden Komponenten auf der Platine zu
erzeugen. Solche Systeme sind komplex, oft aufwendig auszu
führen und erzeugen normalerweise nur vage Informationen
bezüglich des Ortes von gestörten Komponenten. Wenn ein
Kantenverbindertest eine fehlerhafte gedruckte Schaltungs
platine anzeigt, ist es deshalb häufig wünschenswert, das
Signal von dem fehlerhaften Ausgang durch die Schaltung
zurückzuverfolgen, um die Quelle des Problems zu finden. Die
Rückverfolgung wird häufig von Hand durchgeführt, was von
einem Betreiber erfordert, einen Fühler in physikalischem
Kontakt mit einer Anschlußstelle oder anderen Testpunkten
auf der Platine zu halten. Die heutigen feinen Rasterab
standsgeometrien machen dies extrem unpraktisch.
Aufgrund der Beschränkungen der Funktionstests wurden Tech
niken des Testens in der Schaltung verwendet, um jede der
Komponenten auf einer gedruckten Schaltungsplatine einzeln
zu testen, um zu bestimmen, ob diese Komponenten ordnungs
gemäß arbeiten. Dieses Testverfahren verwendet eine "Nagel
brett"-Vorrichtung, die federvorgespannte Fühler an festen
Positionen verwendet, die durch Pressen gegen verschiedene
Testpunkte auf einer gedruckten Schaltungsplatine oder gegen
die Anschlußleitungen jeder Komponente einen Ohmschen
Kontakt herstellen, um auf jede einzelne Komponente zuzu
greifen und diese zu testen. Auf diese Art können nicht
funktionierende Komponenten ohne weiteres identifiziert und
ersetzt werden, wodurch folglich verhindert wird, daß die
gesamte Schaltungsplatine ausgemustert werden muß. Für
einfache Komponenten, bei denen die Schaltung innerhalb der
Komponenten bekannt ist und leicht getestet werden kann,
arbeitet dieses Verfahren gut. Weil die Bauelemente unab
hängig getestet werden, können ebenfalls Tests für viele
herkömmlich integrierte Digitalschaltungen einmal im voraus
programmiert werden, in einer Bibliothek gespeichert werden
und dann abgerufen werden, wenn sie benötigt werden. Dies
vereinfacht die Testerzeugung erheblich, nachdem dieser
vorprogrammierte Test immer wieder verwendet werden kann.
Wenn die zu testende Komponente jedoch sehr komplex ist oder
wenn die Schaltung innerhalb der Komponente unbekannt ist,
kann das Testen in der Schaltung keine befriedigenden Er
gebnisse erreichen.
Gehäuse für integrierte Schaltungen haben sich von Gehäusen
mit 16-20 Anschlußleitungen, die 2,5 mm (0,1′′) voneinander
beabstandet sind, zu Gehäusen entwickelt, die Hunderte von
Anschlußleitungen mit einer Beabstandung von 0,6 mm (0,025′′)
haben. Diese bekannten Technologien haben die Packungsdichte
auf Kosten der Testzugänglichkeit erhöht. Mit fortschrei
tender Erhöhung der Anzahl der Anschlußleitungen von Ge
häusen für integrierte Schaltungen und mit zunehmender Ab
nahme der Beabstandung zwischen den Anschlußleitungen (Ras
terabstand) wird der Entwurf und die Herstellung von Test
fühlern und Vorrichtungen immer schwieriger. Dies wird durch
die Tatsache erschwert, daß die Herstellungsabweichungen so
groß wie die derzeitigen Anschlußleitungsrasterabstände sein
können oder diese sogar überschreiten, was es für eine Na
gelbrett-Testvorrichtung schwierig macht, auf die Anschluß
leitungen und Komponenten jeder bedruckten Schaltungsplatine
genau zuzugreifen. Dies wird weiter durch Anordnungen er
schwert, die Komponenten haben, die auf beiden Seiten ange
ordnet sind, so daß zweiseitige "Greifer"-Vorrichtungen er
forderlich sind, die trotzdem nicht fähig sind, auf alle
Komponenten, von denen es erforderlich ist, getestet zu
werden, zuzugreifen. Folglich besteht ein Bedarf an einem
anderen Ansatz zum Testen von Komponenten mit feinem Ras
terabstand. Anstatt von Proben mit festen Positionen werden
genauer gesagt Proben benötigt, die beweglich sind, um ver
schiedene Herstellungstoleranzen der Anordnungen und Vor
richtungen anzupassen. Alternativ benötigen einige Anord
nungsentwürfe einen hybriden Ansatz, der eine Kombination
von festen und beweglichen Fühlern verwendet.
Ein weiterer Nachteil der Nagelbrett-Testvorrichtungen be
steht darin, daß der Entwurf einer (oder zwei im Fall von
doppelseitigen P.C.-Platinen) Nagelbrett-Testvorrichtung für
jede gedruckte Schaltungsplatine sehr teuer sein kann. Mit
zunehmender Komplexität der Testvorrichtungen wird es immer
schwieriger zu bestimmen, ob die Testvorrichtungen ordnungs
gemäß gebaut wurden oder ob es irgendwelche falsch ver
drahteten Testfühler gibt. Dies ist nicht nur ein Problem
des Testens bezüglich anfänglicher Vorrichtungsherstellungs
fehler, sondern es existiert ein ständiger Bedarf zur Diag
nose von Fehlern bei Vorrichtungen, die später auftauchen
können. Dementsprechend besteht ein Bedarf an einem flexib
len, programmierbaren Test von Testvorrichtungen.
Eine neuere Lösung bezüglich der Komplexität und Kosten von
zweckorientierten Nagelbrett-Testvorrichtungen ist eine
automatische Testvorrichtung. Im US-Patent 5,107,206 werden
z. B. vier Federfühler mechanisch über einer gedruckten
Schaltungsplatine angeordnet, so daß die Komponenten ge
testet werden können. Die Fig. 1 und 2 stellen die Art
nach dem Stand der Technik dar, auf die Testfühler 11-15
die Anschlußleitungen 16-20 einer integrierten Schaltung
21 und die Lötverbindungen 20-25, die die integrierte
Schaltung 21 mit der gedruckten Schaltungsplatine 26 ver
binden, elektrisch kontaktieren.
Dieser Ansatz hat zwei Nachteile. Erstens ist der Test viel
langsamer als mit der Standardnagelbrett-Testvorrichtung,
aufgrund der zusätzlichen Zeit zum Anordnen der Fühler und
der Tatsache, daß für die meisten einzelnen Tests alle Füh
ler verwendet werden müssen - einer zur Anregung, einer zur
Messung und einer oder mehrere zur Masseverbindung von im
Signalweg davor liegenden Elementen, die durch den Test e
lektrisch beschädigt werden könnten. Ein zweiter Nachteil
besteht darin, daß der Roboter programmiert ist, um die
Testfühler auf vorbestimmte Testpunkte hinunterzuführen.
Diese vorbestimmten Testpunkte können zu den beabsichtigten
Testpunkten tatsächlich etwas unterschiedlich sein, aufgrund
von Herstellungsabweichungen, die veranlassen, daß der Robo
ter seine beabsichtigten Testpunkte verfehlt. Wenn der Robo
ter "verfehlt", kann er die gedruckte Schaltungsplatine, die
Leiterbahnen, die Komponenten-Anschlußleitungen und die Kom
ponenten selbst beschädigen. Weil die Federfühler in engen
elektrischen Kontakt mit den Elementen auf der gedruckten
Schaltungsplatine kommen müssen, können Beschädigungen sogar
bei ordnungsgemäßer Ausrichtung der zu testenden Platine
auftreten. Wie es aus den Fig. 1 und 2 offensichtlich
ist, gibt es bei dem Testsystem nach dem US-Patent 5,107,206
nur sehr wenig Raum für Herstellungsabweichungen. Dement
sprechend besteht ein Bedarf an einem Testsystem, das Tests
ohne den Aufwand von sorgfältig ausgearbeiteten, individuell
zweckorientierten Nagelbrett-Vorrichtungen und ohne Beschä
digung der gedruckten Schaltungsplatine oder der darauf vor
handenen Komponenten durchführen kann.
Ein weiteres sehr wichtiges mögliches Problem, das bei jeder
gedruckten Schaltungsplatine getestet werden muß, besteht
darin, ob alle Anschlußstifte jeder Komponente tatsächlich
auf die Schaltungsplatine gelötet sind. Ein Funktionstest
kann einen bestimmten Anschlußstift vergessen, wenn die
durch diesen bestimmten Anschlußstift durchgeführten Funk
tionen bei einem Funktionstest nicht sorgfältig getestet
werden. Das Testen dieser Art von Fehler ist besonders
schwierig, wenn die Schaltung innerhalb der Komponente unbe
kannt ist, wie z. B. bei anwendungsspezifischen integrierten
Schaltungen (ASIC = Application Specific Integrated
Circuits). Aufgrund der großen Anzahl von ASICs und der
Komplexität dieser Bauelemente ist es oft nicht möglich,
einen Funktionstest zu entwerfen, um jede Komponente oder
Anschlußleitung zu isolieren. Ein Test in der Schaltung kann
während dieser Art des Testes eine falsche Antwort geben,
weil die Federfühler die Anschlußleitungen der Komponenten
auf die gedruckte Schaltungsplatine hinterdrücken können,
wodurch eine vorübergehende elektrische Verbindung mit der
Leiterbahn auf der gedruckten Schaltungsplatine erzeugt
wird, wodurch fälschlicherweise eine gute Lötverbindung
angezeigt wird.
Ein neuerer Ansatz des Durchgangstests besteht darin, die
Schaltung anzuregen und dann einen nicht-kontaktierenden
Testfühler an einer anderen Stelle in der Schaltung zu
verwenden, um den Durchgang zu bestimmen, oder umgekehrt.
Einige dieser Verfahren schließen das Messen von elektro
magnetischer Energie, Induktivität, Kapazität und ther
mischer Energie ein. Im US-Patent 5,111,137 wird z. B. die
elektromagnetische Strahlung verwendet, um Änderungen des
Stromes oder der Spannung eines Prüflings herbeizuführen. Im
US-Patent 5,124,660 wird ein kapazitiver Fühler verwendet,
um Änderungen des Stromes oder der Spannung eines Prüflings
herbeizuführen. Diese Fühler sind zum Testen des Durchgangs
von einzelnen Verbindungen, wie z. B. Drahtbondverbindungen
oder gelöteten Verbindungen besonders nützlich. Diese Fühler
können in eine Nagelbrett-Testvorrichtung mit einem einzel
nen Fühler für jede einzelne zu testende Verbindung einge
baut sein. Dieser Ansatz schließt die Beschädigung aus, die
Fehlerfühler, die bei Nagelbrett-Vorrichtungen und bei Ro
botern verwendet werden, den Komponenten und den gedruckten
Schaltungsplatinen zufügen können, aber zweckorientierte
Vorrichtungen, die nicht-kontaktierende Testfühler verwen
den, sind genauso komplex und teuer wie Ohmsche Nagel
brett-Vorrichtungen. Dementsprechend wird für Komponenten
mit feinem Rasterabstand ein alternativer, günstigerer An
satz bezüglich der nicht-kontaktierenden Testfühlervorrich
tung benötigt, bei dem die sekundäre Anregung und zuge
ordneten Testfühler genau zu der zu testenden Verbindung
bewegt werden.
Manchmal möchte ein Hersteller oder ein Zulieferer einen
oder mehrere der Tests, die oben beschrieben wurden, nach
dem Zusammenbau durchführen. Nachdem die meisten dieser
Tests durch verschiedene Maschinen durchgeführt werden und
viele dieser Tests einzelne zweckorientierte Testvorrich
tungen, Bibliotheken und Programme erfordern, kann dies sehr
teuer sein. Dementsprechend besteht ein Bedarf an einem
Testsystem, das mehrere Tests nach dem Zusammenbau durch
führen kann, das so wenig zweckorientierte oder redundante
Geräte, Bibliotheken oder Programme wie möglich benötigt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Test
system zum Testen einer elektronischen Vorrichtung zu
schaffen, das das Testen einer elektronischen Vorrichtung
mit geringem Rasterabstand und einer doppelseitigen elektro
nischen Vorrichtung ermöglicht, das günstig ist, das einen
flexiblen, programmierten Test der Testvorrichtung zuläßt,
und das eine genaue Führung der Fühler ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch ein Testsystem nach Anspruch 1 ge
löst.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Testsystem
und ein Verfahren zum Testen elektronischer Anordnungen mit
Teilen mit feinem Rasterabstand, doppelseitigen elektro
nischen Anordnungen und von Testvorrichtungen.
Es ist ein Aspekt der vorliegenden Erfindung, ein Testsystem
zu schaffen, das automatisch gesteuerte, bewegliche Test
fühler in Verbindung mit stationären Federfühlern in einer
Nagelbrett-Vorrichtung schafft.
Es ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung, ein
solches Testsystem zu schaffen, bei dem ein oder mehrere
automatisch gesteuerte, bewegliche Testfühler fähig sind,
die Nagelbrett-Vorrichtung bezüglich Fehlern zu testen.
Es ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung, ein
Testsystem zu schaffen, das eine doppelseitige Testvor
richtung mit automatisch gesteuerten, beweglichen Test
fühlern auf beiden Seiten einer gedruckten Schaltungsplatine
schafft.
Es ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung, ein
Testsystem mit automatisch gesteuerten, beweglichen Test
fühlern zu schaffen, bei dem die Testfühler nicht-kontak
tierende Testfühler sind und folglich keine falschen elekt
rischen Verbindungen erzeugen und die Komponenten-Anschluß
leitungen oder die Leiterbahnen nicht beschädigen. Dies er
möglicht ebenfalls ein zuverlässiges Testen von schmutzigen,
konform bedeckten und lötmittelmaskierten gedruckten Schal
tungsplatinen. Tatsächlich können sogar Leiterbahnen, die
nur auf inneren Schichten einer gedruckten Mehr-Schicht
schaltungsplatine vorhanden sind, von der Oberfläche der
Platine kapazitiv getestet werden, vorausgesetzt es gibt
keine dazwischenliegenden leitfähigen Ebenen oder Leiter
bahnen.
Es ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung, ein
Testsystem mit automatisch gesteuerten, beweglichen Test
fühlern zu schaffen, bei dem die automatische Steuerein
richtung eine elektronische Sehvorrichtung verwendet, um
Herstellungsabweichungen bei der Anordnung der Komponenten
auf der gedruckten Schaltungsplatine und bei der Anordnung
der gedruckten Schaltungsplatine auf der Nagelbrett-Test
vorrichtung auszugleichen.
Wiederum ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist
es, ein Testsystem zu schaffen, das es ermöglicht, Mehrfach
tests mit dem gleichen Testvorrichtungsgerät durchzuführen.
Wiederum ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist
es, ein Testsystem mit automatisch gesteuerten, beweglichen
Testfühlern zu schaffen, bei dem die automatische Steue
rungseinrichtung fähig ist, abhängig von dem durchzuführen
den Test verschiedene Arten von Testfühlern auszuwählen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung
werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beliegenden
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer integrierten
Schaltung, die unter Verwendung von herkömmlichen
Testtechniken getestet wird;
Fig. 2 eine Seitendarstellung einer integrierten Schal
tung, die unter Verwendung herkömmlicher Test
techniken getestet wird;
Fig. 3 ein Blockdiagramm eines Testsystems für gedruckte
elektronische Schaltungsplatinen, gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er
findung;
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung des ersten Aus
führungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 ein schematisches Diagramm einer integrierten
Schaltung, die gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung getestet wird;
Fig. 6 eine perspektivische Darstellung des ersten Aus
führungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, bei
dem ein extrem kleiner kapazitiver Testfühler in
Verbindung mit dem Testroboter der vorliegenden
Erfindung verwendet wird, um jede Anschlußleitung
einer integrierten Schaltung zu testen;
Fig. 7 eine teilweise Draufsichtdarstellung einer gedruck
ten Schaltungsplatine, die einen möglichen Weg
eines kapazitiven Testfühlers über einer inte
grierten Schaltung, die gemäß dem ersten Ausfüh
rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung getestet
wird, zeigt;
Fig. 8 eine perspektivische Darstellung eines zweiten
Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
Fig. 9 eine Seitendarstellung eines Mehr-Fühlertestkopfes
gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vor
liegenden Erfindung;
Fig. 10 eine Seitendarstellung einer integrierten Schal
tung, die unter Verwendung des Mehr-Fühlertest
kopfes des zweiten Ausführungsbeispiels der vor
liegenden Erfindung getestet wird;
Fig. 11 eine perspektivische Darstellung eines dritten
Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
Fig. 12 ein Blockdiagramm eines Testsystems für eine
gedruckte elektronische Schaltungsplatine gemäß
einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung; und
Fig. 13 ein Blockdiagramm eines Testsystems für eine ge
druckte elektronische Schaltungsplatine gemäß dem
allgemeinen Konzept der vorliegenden Erfindung.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren
zum nicht-kontaktierenden Testen von elektrischen Signalen
unter Verwendung eines kapazitiv gekoppelten Miniaturfüh
lers. Obwohl sich die Erfindung auf die bestimmten Probleme
bei der Erfassung von digitalen Testsignalen bezieht, hat
die Erfindung eine gleiche Anwendbarkeit zur Erfassung von
analogen Signalen. Die Bezeichnung "nicht-kontaktierend"
bezieht sich auf eine Verbindung ohne Herstellung eines
Ohm′schen Kontakts.
Ein "Fühler" ist ein Bauelement, das das elektrische Signal
erfassungselement für andere Teile elektronischer Geräte
enthält. Ein "Verbinder" und ein "Kantenverbinder" werden
austauschbar verwendet, womit irgendeine elektrische Ver
bindung auf einer elektrischen Anordnung oder einer ge
druckten Schaltungsplatine gemeint ist, die den elektrischen
Zugriff auf die elektrische Anordnung oder die gedruckte
Schaltungsplatine ermöglicht.
Die Vorrichtung der Erfindung ist auf das Abtasten elekt
rischer Signale von Leiterbahnen von gedruckten Schaltungs
platinen, Durchgangslöchern, Anschlußstellen, Eingabe/Aus
gabe-Anschlußstiften und anderen elektrischen Leitern an
wendbar. Die Signale können durch eine dazwischenliegende
Lötmittelmaske, durch eine konforme Abdeckung, durch ein
Gehäuse für die integrierte Schaltung oder durch eine oder
mehrere dielektrische Schichten einer gedruckten
Mehr-Schichtschaltungsplatine, eines Hybrids oder eines
Mehr-Chipmoduls erfaßt werden. Zur Vereinfachung wird mit der
Bezeichnung "Leiterbahn", die im Folgenden hier verwendet
wird, irgendein Leiter, der ein elektrisches Signal führt,
von dem die Signalerfassung erwünscht ist, bezeichnet. Die
Erfindung wird nun in den Figuren beschrieben, in denen
ähnliche Bezugszeichen verwendet werden, um ähnliche Ele
mente zu bezeichnen.
Fig. 3 zeigt ein Blockdiagramm eines Testsystems für eine
gedruckte Schaltungsplatine gemäß einem ersten Ausführungs
beispiel der vorliegenden Erfindung. In Fig. 3 umfaßt das
Testsystem 30 eine Steuerung 31, eine Leistungsversorgung
32, eine Signalquelle 33, ein Meßsystem 34, einen Multi
plexer (MUX) 35, eine Nagelbrett-Vorrichtung 36, einen Kan
tenverbinder 37, einen automatischen Fühleranordner 38, ein
optionales Test- und Dateneingangsgerät, wie z. B. eine
Tastatur 39, und einen optionalen handgehaltenen Fühler 40.
Eine zu testende gedruckte Schaltungsplatine oder Anordnung
(BUT = Board Under Test = Platine im Test) 41 ist mit dem
System 30 über einen Signalbus 43 über den Kantenverbinder
37 und/oder die Nagelbrett-Vorrichtung 36 verbunden.
Die Leistungszuführung 32 führt der BUT 41 über den Signal
bus 43 Leistung zu. Die Signalquelle 33 schließt analoge
Funktions- und Frequenzgeneratoren und digitale Muster
generatoren ein, die die zum Testen der BUT 41 erforderli
chen Testsignale erzeugen. Das Meßsystem 34 schließt eine
Mehrzahl von digitalen Empfängern, eine Signaturanalyse
schaltung und eine Vielzahl von analogen und/oder digitalen
Meßgeräten (z. B. Oszilloskope, Logikanalysatoren, Verzer
rungsmesser, etc.) ein.
Der MUX 35 empfängt die Testsignale von der Signalquelle 33
über einen Bus 44 und führt diese Testsignale den geeigneten
Knoten der BUT 41 über den Signalbus 43 zu. Der MUX 35
empfängt ferner Signale von den geeigneten Knoten der BUT 41
über den Signalbus 43 und stellt diese Signale dem Meßsystem
34 über den Bus 44 bereit.
Die Steuerung 31 steuert den Test der Platine 41. Die
Steuerung 31 steht mit der Signalquelle 33 über einen Bus 45
und mit dem Meßsystem 34 über einen Bus 46 in Verbindung.
Die Steuerung 32 ist mit der Leistungsversorgung 32, dem MUX
35 und dem automatischen Anordner 38 über einen Steuerungs
bus 42 verbunden. Der Anwender kann alternativ Daten, wie
z. B. eine Testbibliothek, eine Testauswahl, etc., durch
irgendeine bekannte Dateneingabeeinrichtung, wie z. B. eine
Tastatur 39, eingeben.
Die Nagelbrett-Vorrichtung 36 kann eine Mehrzahl von kapa
zitiven Fühlern 47, herkömmlichen Ohmschen Fühlern 48 oder
irgendeiner Art von Kontakt oder nicht-kontaktierenden Test
fühlern, die zur Zeit bekannt sind oder später entwickelt
werden, einschließen. Weiterhin kann irgendeine Art einer
Ohm′schen, induktiven, kapazitiven, elektro-optischen,
Elektronenstrahl, thermischen oder anderen Art von Kontakt
oder nicht-kontaktierenden Testfühlern 49 mit dem automa
tischen Fühleranordner 38 und dem handgehaltenen Testfühler
40 verwendet werden.
Der automatische Fühleranordner 38 kann zur genaueren An
ordnung des Testfühlers 49 eine Miniaturkamera einschließen.
Die Kamera 50 kann mit der Steuerung 31 über den Steuerungs
bus 42 in Verbindung stehen.
Fig. 4 zeigt eine perspektivische Darstellung des ersten
Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. In Fig. 4
wird das vorgeschlagene physikalische Layout der vorliegen
den Erfindung offensichtlich. Lediglich beispielsweise kann
der Roboter 38 ein Sony SRX-450 sein, der einen Anordnungs
arm 52 in X-Richtung, einen Anordnungsarm 53 in Y-Richtung,
einen Anordnungsarm in Z-Richtung, einen Fühlerkopf 55 und
einen Fühlerhalter 56 hat. Die an dem Roboter 38 befestigte
Kamera 50 kann irgendeine qualitativ hochwertige Miniatur
kamera sein. Der Roboter 38 ist mit einem Testkopf 51, wie
z. B. dem HP 3070 von Hewlett-Packard, verbunden, der eben
falls eine zweckorientierte Nagelbrett-Vorrichtung 36 ent
hält.
Um die gedruckte Schaltungsplatine 41 zu testen, müssen zu
erst notwendige Daten über die gedruckte Schaltungsplatine
41 (z. B. Koordinaten der Elemente, Schaltungsmerkmale,
welche Art von Test durchgeführt wird, etc.) in die Steue
rung des Testsystems 30 durch irgendeine bekannte Einrich
tung eingegeben werden. Als nächstes wird die Platine 41
unbeweglich an dem Testkopf 51 oder der Nagelbrett-Vorrich
tung 36 befestigt. Die gedruckte Schaltungsplatine 41 kann
ebenfalls mit einem Kantenverbinder 37, der in Fig. 3 ge
zeigt ist, verbunden sein. Bevor der Test beginnt, wird der
Roboter 38 die Kamera 50 über die gedruckte Schaltungs
platine 41 bewegen, um die Bezugspunkte 57 zu lokalisieren.
Sobald die Bezugspunkte 57 lokalisiert wurden, werden die
Koordinaten der Bezugspunkte zurück an die Steuerung ge
sendet, die diese Daten verwendet, um geringe Korrekturen
bezüglich der Koordinaten der Elemente 58 oder ein erneutes
Nullstellen der Achse des Roboters 38 durchzuführen.
Als nächstes wird die Steuerung 31 den ersten Test starten.
Der Kantenverbinder 37 kann verwendet werden, um einen
Funktionstest durchzuführen, die Nagelbrett-Vorrichtung 36
kann verwendet werden, um einen Test in der Schaltung durch
zuführen, oder der Roboter kann in Verbindung mit der Nagel
brett-Vorrichtung 36 verwendet werden, um zu bestimmen, ob
alle Elemente 58 ordnungsgemäß auf der Schaltungsplatine 41
aufgelötet sind. Andere Tests sind ebenfalls möglich, wobei
andere Kombinationen des Kantenverbinders 37, der Nagel
brett-Vorrichtung 36 und des Roboters 38 verwendet werden.
Wenn der Roboter 38 während des Tests der gedruckten Schal
tungsplatine 41 verwendet wird, sendet die Steuerung 31 die
Koordinaten des zu testenden Elements an den Roboter 38, der
den Fühlerkopf 55 an die geeignete Position bewegt. Der
Roboter 38 kann eine Präzisionsanordnungsschaltung enthal
ten, wobei die Kamera 50 ein Fehlersignal an die Steuerung
31 sendet, die die Position der Achse des Roboters korri
giert und folglich die Position des Testfühlers 49 anpaßt.
Eine solche Präzisionsanordnerschaltung würde kleinere Her
stellungsabweichungen bei der Anordnung der Elemente 58
ausgleichen. Sobald der Testfühler 49 angeordnet ist, be
ginnt die Steuerung den ausgewählten Test. Wenn ein vorbe
stimmtes Ergebnis nicht gemessen wird, kann die Steuerung 31
den Roboter 38 verwenden, um eine Rückverfolgung durch
zuführen, oder der handgehaltene Fühler 40 kann verwendet
werden, um die Zurückverfolgung von Hand durchzuführen.
Wie bereits beschrieben wurde, werden Nagelbrett-Testvor
richtungen immer komplexer, was es sehr schwierig macht,
Herstellungsfehler bei den Testvorrichtungen selbst zu er
fassen. Die vorliegende Erfindung löst dieses Problem da
durch, daß der Roboter 38 verwendet werden kann, um zu be
stätigen, daß alle Testfühler 47 und 48 der Nagelbrett-Test
vorrichtung 36 ordnungsgemäß verdrahtet und angeordnet sind.
Dieser Bestätigungstest würde durchgeführt, bevor das Testen
der gedruckten Schaltungsplatine beginnt.
Nachdem es nicht die Aufgabe dieser Anmeldung ist, alle mög
lichen Tests, die mit dem Testsystem der vorliegenden Erfin
dung durchgeführt werden können, zu beschreiben, wird die
Beschreibung von verschiedenen Tests (z. B. Funktionstests,
Testen in der Schaltung, etc.) nicht beschrieben, nachdem
besonders der Entwurf von solchen Tests in Fachkreisen gut
bekannt ist und es für einen Test-Entwickler ohne weiteres
offensichtlich ist, wie solche Tests in das Testsystem der
vorliegenden Erfindung zu implementieren sind. Lediglich als
Beispiel wird in den Fig. 5-7 ein Test zum Bestimmen
der Vollständigkeit der Schaltungsplatinenverdrahtung und
der Lötverbindungsverbindungen zwischen der Schaltungspla
tinenverdrahtung und den Anschlußleitungen von einzelnen
Komponenten beschrieben.
Fig. 5 zeigt ein schematisches Diagramm einer integrierten
Schaltung 60, die mit einem kapazitiven Testfühler 49 ge
testet wird, um offene Lötverbindungen zu bestimmen. Das
System verwendet die Signalquelle 33, die ein Signal mit
typischerweise acht Kilohertz (8 kHz) bei zweihundert Milli
volt (200 mV) zuführt. Das Ausgangssignal der Signalquelle
33 ist mit einer Leiterbahn 61 einer gedruckten Schaltungs
platine über einen Nagelbrett-Kontakt unter der gedruckten
Schaltungsplatine 41 verbunden, wie es in Fig. 3 gezeigt
ist. Die Leiterbahn 61 ist mit der Anschlußleitung 62 der
integrierten Schaltung, die getestet wird, an der Position
63 verbunden. Andere Komponentenanschlußleitungen können auf
Masse liegen, um eine Beschädigung von im Signalweg davor
liegenden Schaltungselementen zu vermeiden oder um eine
kapazitive Überkopplung zwischen den Anschlußleitungen zu
vermeiden, was zu falschen Testergebnissen führt.
Ein kapazitiver Testfühler 49 wird durch den Roboter 38 über
dem Anschlußleitungsverbinder 64 des Gehäuses 60 der inte
grierten Schaltung angeordnet. Der kapazitive Testfühler 49
ist mit dem Meßsystem 34, wie z. B. einem Amperemeter, einem
Voltmeter oder einer Berechnungseinrichtung, zur Berechnung
der effektiven Kapazität, verbunden. Wenn die Messung außer
halb vorbestimmter Grenzen liegt, wird eine Feststellung
durchgeführt, daß die Anschlußleitung, die getestet wird,
offen ist (d. h. die Anschlußleitung ist nicht angelötet oder
auf andere Weise mit der Leiterbahn 61 verbunden).
Wenn der Test durchgeführt wird, führt die Signalquelle 33
der Leiterbahn 61, die mit der Anschlußleitung 62, die ge
testet wird, am Ort 63 verbunden ist, ein Signal zu. Das
Signal sollte dann von der Anschlußleitung 62 zu dem An
schlußleitungsverbinder 64 der Komponente 60 laufen. Wenn es
keine Unterbrechungen der Leiterbahn 61 oder der Verbindung
zwischen der Leiterbahn 61 und der Anschlußleitung 62 gibt,
dann wird das Signal durch eine kapazitive Kopplung an den
kapazitiven Testfühler 49 und weiter an das Meßsystem 34
geleitet. Wenn die gemessenen Parameter innerhalb vorbe
stimmter Grenzen liegen, dann ist die Anschlußleitung 62 mit
der Leiterbahn 61 verbunden. Wenn die Anschlußleitung 62
nicht mit der Leiterbahn 61 verbunden ist, dann wird durch
den kapazitiven Testfühler 49 ein viel kleineres Signal
empfangen, und der Schwellenpegel des Signals wird durch das
Meßsystem 34 nicht gemessen, wodurch folglich ein Unter
brechungsfehler angezeigt wird.
Fig. 6 zeigt eine weggeschnittene perspektivische Drauf
sichtdarstellung des kapazitiven Testfühlers 49, der in Ver
bindung mit dem Roboter verwendet wird, um die Vollständig
keit jeder Anschlußleitung 62 der integrierten Schaltung 60
zu testen. Fig. 6 zeigt ebenfalls einen Chip 65 und Drähte
66, die die Schaltung des Chips 65 mit den Anschlußleitungs
verbindern 64 verbinden, die mit den Anschlußleitungen 62
des Bauelements 60 verbunden sind. Es ist offensichtlich,
daß dieser Test in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt
werden kann, oder verwendet werden kann, um die Vollständig
keit der Verbindung zwischen dem Chip 65 und dem Anschluß
leitungsverbinder 64 über den Draht 66 zu testen. Ein Signal
oder Signale können z. B. vorbestimmten Anschlußleitungen
oder Leiterbahnen der Komponente 60 derart zugeführt werden,
daß das Signal durch die Schaltung auf dem Chip 65 läuft und
dann auf dem Anschlußleitungsverbinder 64 erfaßt wird. Auf
diese Art kann die Vollständigkeit der Verbindung zwischen
dem Chip 65 und dem Anschlußleitungsverbinder 64 (z. B. ein
Verbindungsdraht 66) bestimmt werden.
Dieser Aufbau kann ebenfalls verwendet werden, um eine Art
von Test in der Schaltung unter Verwendung einer Messung mit
einem gelernten Wert durchzuführen. Mit der Technik mit dem
gelernten Wert wird ein bekannter, guter Chip mit dem Meß
system während des Betriebs gemessen, und der kapazitive
Wert für jeden Anschlußleitungsverbinder wird gespeichert.
Dann wird der kapazitive Wert für jeden Anschlußleitungsver
binder einer unbekannten Schaltung 60 gemessen und mit der
gelernten Kapazität des guten Chips verglichen. Wenn der
Unterschied für irgendeinen Anschlußleitungsverbinder 64
über einem vorbestimmten Wert liegt, dann ist der unbekannte
Chip 65 entweder schlecht oder der Verbindungsdraht 66 ist
nicht ordnungsgemäß zwischen dem Chip 65 und dem Anschluß
leitungsverbinder 64 geschaltet.
Fig. 7 zeigt eine teilweise Draufsichtdarstellung einer ge
druckten Schaltungsplatine 41 mit integrierten Schaltungs
komponenten 70-75. Fig. 7 ist vorgesehen, um einen Bei
spielweg eines kapazitiven Testfühlers 49 über eine inte
grierte Schaltung 71 zum Durchführen entweder eines Voll
ständigkeitstests der Verbindung einer Leiterbahn 61 zu
einer Anschlußleitung 62, eines Vollständigkeitstests der
Verbindung eines Chips 65 zu einem Anschlußleitungsverbinder
64, eines digitalen Test in der Schaltung oder eines ana
logen Test in der Schaltung mit einem nicht-kontaktierenden
Test 49 darzustellen.
Wenn ein bestimmter Test fehlschlägt und die einzelnen Kom
ponenten auf einer gedruckten Schaltungsplatine 41 bekannt
sind, kann eine einfache Roboter-gesteuerte Zurückverfolgung
in dem Testsystem 30 der vorliegenden Erfindung für viele
der oben beschriebenen Tests und die meisten anderen be
kannten Tests einprogrammiert werden. Alternativ kann die
Zurückverfolgung mit einem handgehaltenen Testfühler 40
durchgeführt werden.
Nachdem ein Hersteller, ein Zulieferer oder der endgültige
Kunde einige Tests einer gedruckten Schaltungsplatine durch
führen will, die mit einem kapazitiven Testfühler nicht
durchgeführt werden können, kann es wünschenswert sein, den
Testfühler auf dem Roboter auszutauschen. Den Test anzu
halten und den Testfühler auszutauschen, erfordert jedoch
Zeit und manuelle Unterstützung - beides ist teuer. Dement
sprechend stellen die Fig. 8-11 zwei alternative Aus
führungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dar, die es dem
Roboter ermöglichen, die Testfühler ohne wesentlichen Zeit
verlust oder erhöhte Kosten auszutauschen.
In den Fig. 8-11 ist ein Mehr-Fühlertestkopf 80 mit
einem sich drehenden Revolverkopf gemäß einem zweiten Aus
führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt. Der
Mehr-Fühlertestkopf 80 kann verschiedene Testfühler 81-84
halten. Wenn ein Test ausgewählt ist, der einen anderen
Testfühler als den derzeitig verwendeten erfordert, weist
die Steuerung 31 den Roboter 38 einfach an, die Testfühler
auszutauschen und der Roboter 38 dreht den Testkopf 80 um
eine Achse 85 zu dem ausgewählten Testfühler. Die Arten von
Testfühlern, die z. B. mit dem Testkopf 80 verwendet werden
können, schließen einen Federfühler 84; einen kapazitiven
Testfühler 83, wie in der US-Patentanmeldung Serien-Nummer
07/981,665 mit dem Titel Capacitive Electrode System For
Detecting Open Solder Joints In Printed Circuit Assemblies,
die auf die Anmelderin der vorliegenden Erfindung übertragen
ist und hiermit durch Bezugnahme aufgenommen ist; einen
kapazitiven Subminiaturtestfühler 82, wie er in der US-Pa
tentanmeldung Serien-Nummer 07/820,711 mit dem Titel Non-
Contact Test Probe, die auf die Anmelderin der vorliegenden
Erfindung übertragen ist und hiermit durch Bezugnahme aufge
nommen ist; oder irgendeine andere Art eines Testfühlers 81,
der bekannt ist oder später entwickelt wird, der fähig ist,
in das Testsystem der vorliegenden Erfindung integriert zu
werden, ein, sind aber nicht auf diese beschränkt.
Die elektrische Auswahl der verschiedenen Testfühler auf dem
Mehr-Fühlertestkopf 80 mit sich drehendem Revolverkopf
könnte durch eine zusätzliche Steuerungsleitung von der
Steuerung oder durch mechanische Schalter, die durch die
Position des Revolverkopfes aktiviert werden, erfolgen.
Bis auf den Mehr-Fühlertestkopf und die Fähigkeit, die
Testfühler auszutauschen, sind alle anderen Aspekte des
zweiten Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung
denen des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung identisch.
Fig. 11 zeigt eine perspektivische Darstellung eines dritten
Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, daß es dem
Roboter 38 ebenfalls ermöglicht, die Testfühler auszutau
schen, wenn ein Test einen anderen Testfühler als den
derzeitig verwendeten erfordert. Gemäß dem dritten Aus
führungsbeispiel würde der Fühlerhalter 86 fähig sein, einen
Testfühler entweder durch einen Fühlerhalter der mechani
schen Art, ähnlich dem Element 69, wie es in Fig. 6 gezeigt
ist, durch einen Halter des Vakuum-Sockeltyps oder durch
irgendeine andere bekannte Einrichtung zu ergreifen und zu
halten. Das dritte Ausführungsbeispiel schließt ebenfalls
ein Testfühlerkarussell 87 ein, das zahlreiche Testfühler 88
hält. Wenn ein Test ausgewählt wird, der einen unterschied
lichen Testfühler benötigt als den der derzeitig an dem
Roboter befestigten, dann weist die Steuerung den Roboter
an, die Testfühler auszutauschen. Der Roboter bewegt sich
dann zu dem Testfühlerkarussell 87, plaziert den derzeitigen
Testfühler 49 an seinem geeigneten Ort auf dem Karussell 87
und nimmt den für den nächsten Test erforderlichen Test
fühler auf.
Bei diesem Ausführungsbeispiel kann jeder Testfühler ent
weder elektrisch mit der Testschaltung durch sein eigenes
Kabel, das lange genug ist, um sich über die gesamte Platine
41, die getestet wird, zu erstrecken, verbunden sein, oder
eine herkömmliche Kabelverbindung kann durch den Fühler
halter 86 vorgesehen sein, wobei die elektrische Verbindung
hergestellt wird, wenn die einzelnen Fühler aufgenommen
werden - ähnlich einer elektrischen Verbindung vom männ
lich/weiblich Typ. Wenn ein gemeinsames Kabel verwendet
wird, sollte es ein abgeschirmtes Koaxialkabel zum Senden
und Empfangen der Testsignale und drei ungeschirmte Kabel
für die Strom(Spannungs)versorgung und Masse haben. Ein
solches gemeinsames Kabel wäre fähig, die Zuführung, Masse
und Signalanforderungen der meisten der derzeitig bekannten
Testfühler handzuhaben. Mit sich verändernder Technologie
können sich die Anforderungen an das gemeinsame Kabel
selbstverständlich ändern. Um solchen Entwurfsänderungen zu
umgehen, könnte jeder Testfühler sein eigenes elektrisches
Kabel haben, das die Zuführungs-, Masse- und Signalanforde
rungen des einzelnen Testfühlers erfüllt, wie es im Vorher
gehenden beschrieben wurde.
Dieses Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist
attraktiv, weil mit der Entwicklung von neuen Tests die
Software in dem Testsystem installiert werden kann und der
neue Testfühler einfach dem Testfühlerkarussell 87 hinzu
gefügt wird, wodurch eine sehr einfache Erweiterung für zu
künftige Testfühler und Testentwürfe mit sehr geringen
entsprechenden strukturellen Veränderungen des Testsystems
der vorliegenden Erfindung ermöglicht wird.
Fig. 12 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegen
den Erfindung, das dem ersten Ausführungsbeispiel ähnlich
ist, außer, daß die Nagelbrett-Vorrichtung 36 durch eine
zweite Robotertestvorrichtung 90 ersetzt ist. Gemäß diesem
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird der eine
Roboter verwendet, um ein bestimmtes Bauelement zu testen,
während der andere Roboter das Signal dem Bauelement zu
führen wird und irgendwelche im Signalweg davor liegenden
Elemente auf Masse legt, von denen es erforderlich ist, daß
sie während des Testes auf Masse liegen. Für die meisten
Tests werden beide Roboter wahrscheinlich mehr als einen
Testkopf benötigen. Derzeitig existiert eine Technologie für
Roboter mit vier Testköpfen, die diesem zwei Roboter-System
acht Testfühler geben würde - mehr als genug, um irgendeinen
derzeitigen bekannten Test durchzuführen.
Dieses Ausführungsbeispiel ist ebenfalls für zweiseitige
gedruckte Schaltungsplatinen vielseitig, nachdem ein Roboter 38
verwendet werden kann, um die Bauelemente auf einer Seite
der Platine 93 zu testen, während der zweite Roboter 90 die
Spannungs- und Masseanforderungen für den Test von der
zweiten Seite 94 zuführt, und der zweite Roboter 90 kann
dann die Bauelemente auf der zweiten Seite der Platine 90
testen, während der erste Roboter 38 die Spannungs- und
Masseanforderungen für den Test von der ersten Seite der
Platine 93 zuführt.
Weil dieses Ausführungsbeispiel keine kundenspezifische
Testvorrichtung für jede unterschiedliche gedruckte Schal
tungsplatine benötigt, wie es das erste Ausführungsbeispiel
tut, wird dies das Testen besonders für gedruckte Schal
tungsplatinen mit kleiner Stückzahl günstiger machen. Es ist
ohne weiteres offensichtlich, daß die Kameras 90 und 91 bei
diesem Ausführungsbeispiel für eine bessere Genauigkeit bei
der Testfühleranordnung durch die Roboter 38 und 90 verwen
det werden könnten. Bei dem vierten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung kann ebenfalls ein Mehr-Fühlertest
kopf 80 oder ein Testfühlerkarussell 87 zum Umschalten
zwischen den unterschiedlichen Testfühlern, die für unter
schiedliche Tests notwendig sind, eingebaut sein.
Fig. 13 stellt die breitesten Konzepte der vorliegenden
Erfindung dar. Weil die Erfindung eine Signalerfassung ohne
physikalischen Kontakt ermöglicht, können Signale durch
Schichten einer Lötmittelmaske oder einer konformen Ab
deckung erhalten werden. Weiterhin können Signale von einer
inneren Leiterbahn einer gedruckten Mehr-Schichtschaltungs
platine erhalten werden. Zusätzlich garantiert die niedrige
Kopplungskapazität der vorliegenden Erfindung eine minimale
Aufladung der zu testenden Schaltung und stellt sicher, daß
das Testen nicht mit dem Betrieb einer empfindlichen, sehr
schnellen Schaltung wechselwirkt.
Der Fühler kann in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet
werden. Der Fühler kann z. B. an einem Roboterarm zur auto
matischen Anordnung und zum automatischen Testen befestigt
sein; und eine Mehrzahl von Fühlern können in einem Array,
das ähnlich den Fühlern vom Nagelbrett-Typ ist, die durch
eine automatisierte Testvorrichtung verwendet werden, be
festigt sein; oder die Probe könnte auf eine handgehaltene
Art mit einem Oszilloskop, einem Logikanalysator oder
während der Zurückverfolgung beim Funktionstest mit einem
Kantenverbinder verwendet werden.
Ein Beispiel eines automatisierten Testsystems für eine
gedruckte Schaltungsplatine, die den Fühler 102 verwendet,
ist in Fig. 13 gezeigt. Das Testsystem 100 schließt eine
Steuerung 108, eine Leistungsversorgung 104, eine Signal
quelle 106, ein Meßsystem 107, einen Multiplexer (MUX) 105,
eine Nagelbrett-Vorrichtung 101, einen Kantenverbinder 103,
einen automatischen Anordner 109 und einen handgehaltenen
Fühler 110 ein. Eine zu testende Platine oder Anordnung
(BUT) 117 ist mit dem System 100 über einen Signalbus 113
über den Kantenverbinder 103 und/oder die Nagelbrett-Vor
richtung 101 verbunden.
Die Leistungsversorgung 104 stellt dem BUT 117 über den
Signalbus 113 eine Gleichstromleistung bereit. Die Signal
quelle 106 schließt analoge Funktions- und Frequenzgenera
toren und digitale Mustergeneratoren ein, die die für das
Testen der BUT 117 erforderlichen Testsignale erzeugen. Das
Meßsystem 107 ist angepaßt, um Testsignale von der BUT 117
zu empfangen und zu analysieren. Das Meßsystem 107 schließt
eine Mehrzahl von digitalen Empfängern, eine Signaturana
lyseschaltung und eine Vielzahl von analogen und/oder
digitalen Meßgeräten (z. B. Oszilloskope, Logikanalysatoren,
Verzerrungsmesser, etc.) ein.
Der MUX 105 empfängt Testsignale von der Signalquelle 106
über einen Bus 112 und führt diese Testsignale den ge
eigneten Knoten der BUT 117 über einen Signalbus 113 zu. Der
MUX 105 empfängt ferner Signale von den geeigneten Knoten
der BUT 117 über den Signalbus 113 und stellt diese Signale
dem Meßsystem 107 über den Bus 112 bereit.
Die Steuerung 108 steuert das Testen der Platine 117. Die
Steuerung 108 steht mit der Signalquelle 106 über einen Bus
115 und mit dem Meßsystem über einen Bus 116 in Verbindung.
Die Steuerung 108 ist mit der Leistungsversorgung 104, dem
MUX 106 und dem automatischen Anordner 109 über einen Steue
rungsbus 111 verbunden.
Die Nagelbrett-Vorrichtung 101 kann eine Mehrzahl sowohl
kapazitiver Fühler 102 als auch herkömmlicher Ohmscher
Fühler 110 einschließen. Ferner kann ein kapazitiver Fühler
102 mit dem automatischen Anordner 109 und mit dem handge
haltenen Fühler verwendet werden. Dies überträgt die vielen
Vorteile eines nicht-kontaktierenden Fühlers auf eine auto
matisierte Testvorrichtung für eine gedruckte Schaltungspla
tine.
Die vorhergehende Beschreibung der Erfindung wurde aus Grün
den der Darstellung und Beschreibung vorgenommen. Es ist
nicht beabsichtigt, die Erfindung auf die offenbarten
genauen Ausführungsbeispiele zu beschränken, und andere
Änderungen und Variationen können im Licht der obigen Lehren
möglich sein. Z.B. können mehrere Roboterköpfe in Verbindung
mit einer einzelnen Nagelbrett-Testvorrichtung verwendet
werden, um die Gesamttestgeschwindigkeit zu erhöhen, oder um
unterschiedliche Arten von Tests einzubauen. Die Arten der
Testfühler, die in dem Testsystem verwendet werden, können
sich ebenfalls mit der Technologie der Testfühler oder mit
den Anforderungen der bestimmten durchzuführenden Tests
verändern. Die vorliegende Erfindung ermöglicht es einem
einzelnen Testsystem, die Vorteile von vorhandenen Test
techniken und neue Testtechnologien zu verwenden, wenn sie
entwickelt werden.
Claims (10)
1. Testsystem (30) zum Testen einer elektronischen Anord
nung (41) mit einer ersten Seite und einer zweiten
Seite, mit:
einer elektrischen Testeinrichtung (34);
einer Nagelbrett-Vorrichtung (36) mit einer Befesti gungseinrichtung zum Befestigen der ersten Seite der elektronischen Anordnung (41) an einer vorbestimmten Position benachbart zu der Nagelbrett-Vorrichtung (36), wobei die Nagelbrett-Vorrichtung eine Mehrzahl von Testfühlern hat, die angeordnet sind, um räumlich vorbestimmten elektrischen Testzugriffsorten auf der ersten Seite der elektronischen Anordnung (41) zu ent sprechen;
zumindest einem Testfühler (49), um einen elektrischen Testzugriff an vorbestimmten Orten auf der zweiten Seite der elektronischen Anordnung zu erhalten;
einer automatischen Testfühleranordnung (38) zum Anord nen zumindest eines Testfühlers (49) in eine X-Richtung, eine Y-Richtung und eine Z-Richtung benachbart zu der zweiten Seite der elektronischen Anordnung (41); und
einer Steuerung (31) zum Steuern des Tests der elektro nischen Anordnung (41), wobei die Steuerung (31) nach Auswählen eines Tests, der ausgeführt werden soll, die automatische Testfühleranordnungseinrichtung (38) an weist, zumindest einen Testfühler (49) an ausgewählte Orte benachbart zu der zweiten Seite der elektronischen Anordnung (41) zu bewegen, wobei die Steuerung (31) die elektrische Testeinrichtung (34) ferner anweist, ausge wählte Orte auf der ersten Seite der elektronischen An ordnung (41) über die Nagelbrett-Vorrichtung (34) zu messen, anzuregen und auf Masse zu legen und ausgewählte Orte auf der zweiten Seite der elektronischen Anordnung (41) über den zumindest einen Testfühler (49) zu messen, anzuregen und auf Masse zu legen.
einer elektrischen Testeinrichtung (34);
einer Nagelbrett-Vorrichtung (36) mit einer Befesti gungseinrichtung zum Befestigen der ersten Seite der elektronischen Anordnung (41) an einer vorbestimmten Position benachbart zu der Nagelbrett-Vorrichtung (36), wobei die Nagelbrett-Vorrichtung eine Mehrzahl von Testfühlern hat, die angeordnet sind, um räumlich vorbestimmten elektrischen Testzugriffsorten auf der ersten Seite der elektronischen Anordnung (41) zu ent sprechen;
zumindest einem Testfühler (49), um einen elektrischen Testzugriff an vorbestimmten Orten auf der zweiten Seite der elektronischen Anordnung zu erhalten;
einer automatischen Testfühleranordnung (38) zum Anord nen zumindest eines Testfühlers (49) in eine X-Richtung, eine Y-Richtung und eine Z-Richtung benachbart zu der zweiten Seite der elektronischen Anordnung (41); und
einer Steuerung (31) zum Steuern des Tests der elektro nischen Anordnung (41), wobei die Steuerung (31) nach Auswählen eines Tests, der ausgeführt werden soll, die automatische Testfühleranordnungseinrichtung (38) an weist, zumindest einen Testfühler (49) an ausgewählte Orte benachbart zu der zweiten Seite der elektronischen Anordnung (41) zu bewegen, wobei die Steuerung (31) die elektrische Testeinrichtung (34) ferner anweist, ausge wählte Orte auf der ersten Seite der elektronischen An ordnung (41) über die Nagelbrett-Vorrichtung (34) zu messen, anzuregen und auf Masse zu legen und ausgewählte Orte auf der zweiten Seite der elektronischen Anordnung (41) über den zumindest einen Testfühler (49) zu messen, anzuregen und auf Masse zu legen.
2. Testsystem (30) nach Anspruch 1, bei dem der zumindest
eine Testfühler (49) zumindest einen nicht-kontak
tierenden Testfühler umfaßt.
3. Testsystem (30) nach Anspruch 2, bei dem die Mehrzahl
der Testfühler eine Mehrzahl von Federfühlern umfaßt.
4. Testsystem (30) nach Anspruch 3, bei dem die Mehrzahl
von Federfühlern der Nagelbrett-Vorrichtung (36) elek
trischen Zugriff auf vorbestimmte Orte auf der ersten
Seite der elektronischen Anordnung (41) erhält.
5. Testsystem (30) nach Anspruch 4, bei dem der zumindest
eine nicht-kontaktierende Testfühler einen vorbestimmten
Ort auf der zweiten Seite der elektronischen Anordnung
(41) mißt oder anregt.
6. Testsystem (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, das
ferner eine Verbindereinrichtung (37) umfaßt, die elek
trisch mit einer Kante der elektronischen Anordnung (41)
verbunden ist, wobei die Verbindereinrichtung (37) einen
elektrischen Testzugriff auf die elektronische Anordnung
(41) bereitstellt.
7. Testsystem (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei
dem die automatische Testfühleranordnung (38) ferner
einen Mehr-Fühlerrevolverkopf (80) zum Halten einer
Mehrzahl von unterschiedlichen Arten von Testfühlern
umfaßt, wobei die Steuerung (31) einen geeigneten Test
fühler aus der Mehrzahl der unterschiedlichen Arten von
Testfühlern auswählt, wenn ein Test ausgewählt ist,
wobei die Steuerung (31) die automatische Testfühler
anordnung (38) anweist, den Mehr-Fühlerrevolverkopf (80)
zu dem geeigneten Testfühler zu drehen.
8. Testsystem (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, das
ferner ein Karussell (87) mit unterschiedlichen Arten
von Testfühlern (88), die innerhalb des Bewegungsbe
reiches der automatischen Testfühleranordnungseinrich
tung (38) angeordnet sind, umfaßt, wobei die automati
sche Testfühleranordnung (38) die Testfühler austauscht,
wenn sie durch die Steuerung (31) angewiesen wird, dies
zu tun.
9. Testsystem (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, das
ferner eine Kamera (50) aufweist, die mit der automati
schen Testfühleranordnung (38) gekoppelt ist, wobei die
Kamera (50) die automatische Testfühleranordnung (38)
mit der elektronischen Anordnung (41) ausrichtet, um
Herstellungsfehlausrichtungen auszugleichen.
10. Testsystem (30) nach Anspruch 9, bei dem die Kamera (50)
ebenfalls eine Sicht zum Anordnen des zumindest einen
Testfühlers (49) über Elementen mit feinem Rasterabstand
(58) auf der zweiten Seite der elektronischen Anordnung
(41) durch die automatische Testfühleranordnungseinrich
tung (38) schafft.
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