-
Die Erfindung bezieht sich auf ein Markierungssystem für
gedruckte Schaltungen, das auf Maschinen zum elektrischen
Testen von gedruckten Schaltungen angewendet werden kann.
-
Wie an sich bekannt, ist eine gedruckte Schaltung (PCB)
ein Träger aus Isolationsmaterial, auf dem elektrische
Verbindungen markiert sind, im allgemeinen mittels eines
Subtraktivverfahrens zur Verbindung der zahlreichen
Komponenten, die im allgemeinen mittels Löten auf der
Schaltung selbst anzuordnen sind.
-
Die gedruckten Schaltungen werden vor dem Einbau der
Komponenten getestet, d. h. sie werden geprüft und
analysiert, um eine Isolierung aller auf ihnen vorhandenen
Netze voneinander und einen elektrischen Durchgang zwischen
allen Punkten in jedem Netz zu gewährleisten.
-
Dieser Vorgang wird mit speziellen Testmaschinen
durchgeführt, die automatisch, halbautomatisch oder manuell
sein können, bei denen die gedruckten Schaltungen gemäß
einem Verfahren geladen und getestet werden, das als an sich
bekannt angesehen werden kann. Eine derartige Testmaschine
ist aus der DE-A-26 37 877 bekannt.
-
Insbesondere ist in dem Testbereich der Maschine ein
"Nadelbett" vorgesehen, d. h. ein Satz von Kontakten, die
sich auf einem konstanten Teilungsgitter befinden, auf dem
oder unter dem die zu testende gedruckte Schaltung
angeordnet wird.
-
Weil die gedruckte Schaltung in einer veränderlichen
Weise angeordnete Verbindungspunkte zwischen den
verschiedenen Komponenten hat - und deshalb nicht auf ein
konstantes Teilungsgitter zu beziehen ist - um den Test
auszuführen, wird ein übertragendes oder anpassendes
Element, ein "Paßstück" genannt, zwischen das Nadelbett und
die zu testende gedruckte Schaltung eingefügt.
-
Das Paßstück ist offensichtlich ein gebräuchliches
Element, dessen Form von der gedruckten Schaltung abhängt,
die getestet werden muß, wobei es ebenfalls eine Vielzahl
von Nadelkontakten hat, die eine elektrische Verbindung
zwischen entsprechenden Kontakten auf dem konstanten
Teilungsgitter (Nadelbett) und den Punkten der zu testenden
gedruckten Schaltung schaffen.
-
Die elektrische Testmaschine ist im wesentlichen eine
Presse, die eine Schaffung des vorstehend erwähnten
elektrischen Kontaktes zwischen den Punkten des Testbereichs
(festes Gitter) und den Punkten der zu testenden Schaltung
durch elastische Elemente gestattet, die sich im allgemeinen
in dem Paßstück befinden.
-
Der elektrische Testschritt dient offensichtlich der
Feststellung, ob die gedruckte Schaltung vorbeigelassen
werden muß oder nicht. Die Bedeutung der sicheren
Identifizierung jedes Tests mit einem negativen Ergebnis,
das einer defekten gedruckten Schaltung entspricht, ist
deshalb offensichtlich.
-
Die Mehrheit der heute auf dem Markt existierenden
Testmaschinen erfordert den Eingriff einer Bedienungsperson
zur Ausführung von Beladungs-/Austragvorgängen für eine
gedruckte Schaltung und zur Trennung von defekten
Schaltungen von den funktionsfähigen.
-
In der Praxis gibt die Testmaschine ein visuelles
und/oder ein akustisches Zeichen von defekten Schaltungen
mit einem Ausdruck der Fehler. Die Bedienungsperson sortiert
die "durchgefallenen" Schaltungen von den "bestandenen" und
bringt die von der Maschine vorgesehenen relativen Ausdrucke
an den durchgefallenen Schaltungen an.
-
Es ist offensichtlich, daß dieser Vorgang neben seiner
Aufwendigkeit zu häufigen Auswahlfehlern aufgrund des
menschlichen Eingriffs führt, was Rückwirkungen auf die
Qualität des Endproduktes hat.
-
Es bestehen auch automatische Beladungs-/Austragsysteme,
die eine automatische Auswahlsteuerung gestatten, die nur
für sehr große Chargen von Schaltungen gerechtfertigt sein
können, die beispielsweise 100000 Einheiten pro Monat
übersteigen. Bei diesen Systemen werden die Schaltungen
automatisch von einem Lademagazin genommen, getestet und
ausgewählt, wobei sie zu ihren jeweiligen Entlademagazinen
geschickt werden, in denen deshalb die funktionsfähigen
Einheiten bereits von den defekten getrennt werden. Während
der Schaltungsaustragphase können die bestandenen
Schaltungen durch Vorrichtungen markiert werden, die
beispielsweise auf den Transportrollen angebracht sind.
-
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein
Markierungssystem für gedruckte Schaltungen zu schaffen, das
auf jede Maschine für den elektrischen Test von gedruckten
Schaltungen angewendet werden kann, egal ob sie automatisch
oder halbautomatisch ist, mit einem Eingriff der
Bedienungsperson zum Beladen und/oder Entladen der
Schaltungen.
-
Ein anderes Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung
eines derartigen Markierungssystems, das direkt innerhalb
der Testmaschine betrieben wird und deshalb keine
Möglichkeit eines Eingriffs der Bedienungsperson bietet.
-
Ein noch anderes Ziel der Erfindung besteht in der
Schaffung eines Markierungssystems, das die gleiche Anzahl
von anzubringenden Markierungselementen wie die Anzahl von
Schaltungen vorsieht, die für jeden Testzyklus in dem Fall
von mehreren Tests verarbeitet werden.
-
Diese Ziele werden mit dem erfindungsgemäßen
Markierungssystem gelöst, das die in dem beigefügten
Anspruch 1 aufgelisteten Merkmale hat.
-
Vorteilhafte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen
Markierungssystems sind in den abhängigen Ansprüchen
beschrieben.
-
Das erfindungsgemäße Markierungssystem weist zumindest
ein innerhalb des Paßstücks der Testmaschine angebrachtes
Markierungselement auf. Der Markierungsbefehl wird direkt
von der Testmaschine über ein Paar Stifte in dem Testbereich
gegeben.
-
Das Markierungselement besteht aus einem linearen
Aktuator, vorzugsweise aus einem elektrischen (oder selbst
pneumatischen) Aktuator, der an einem Ende ein Kissen hat,
das beispielsweise die gedruckten Schaltungen markiert, die
ein positives Testergebnis haben.
-
Weitere Eigenschaften der Erfindung werden durch die
folgende ausführliche Beschreibung klarer, die sich auf ein
rein beispielhaftes und deshalb nicht beschränkendes
Ausführungsbeispiel bezieht, das in den beigefügten
Zeichnungen veranschaulicht ist.
-
Die Fig. 1a-1d veranschaulichen schematisch die
zahlreichen Phasen eines Testzyklus für eine gedruckte
Schaltung mit manuellem Beladen und Entladen;
-
Fig. 2 ist eine schematische axonometrische Ansicht, die
ein Paßstück zum simultanen Testen einer Vielzahl von
gedruckten Schaltungen veranschaulicht, das mit einem
erfindungsgemäßen Markierungssystem versehen ist;
-
Fig. 3 ist eine Explosionsansicht eines erfindungsgemäßen
Markierungselements;
-
Fig. 4 zeigt das Markierungselement in Fig. 3 in dem
zusammengebauten Zustand;
-
Fig. 5a ist ein axialer Abschnitt durch ein
Markierungselement in der Ruheposition;
-
Fig. 5b ist ein Abschnitt ähnlich zu dem in der Fig. 5a,
der das Markierungselement in der Betriebsphase zeigt.
-
Unter Bezugnahme zuerst auf die Fig. 1a-1d ist eine
Testmaschine von gedruckten Schaltungen als ein Ganzes durch
das Bezugszeichen 1 gezeigt worden.
-
Die veranschaulichte Maschine weist insbesondere zwei
Stationen auf: eine Arbeitsstation 2, bei der die Schaltung
getestet wird, und eine Beladungsstation 3, von der die
Schaltungen zum Testen automatisch in die Arbeitsstation 2
bewegt werden. Die zwei Stationen 2 und 3 sind wechselseitig
ausschließend, indem die Schaltungen in die Station 3
geladen werden können, automatisch zu der Teststation 2
übertragen werden können und anschließend, wiederum
automatisch, nach dem Test in die Station 3 in einer Weise
zurückgebracht werden können, die nicht weiter beschrieben
wird, da sie für den Zweck der Erfindung irrelevant ist.
Wahlweise kann die durch das Bezugszeichen 4 gezeigte
Schaltung zum Testen durch die Bedienungsperson direkt in
die Teststation 2 geladen werden, wie es in der Fig. 1a
schematisch veranschaulicht ist. Die Bedienungsperson
startet anschließend den Testzyklus, wobei die Maschine den
Testbereich (siehe gestrichelte Linie in der Fig. 1b und 1c)
schließt und die Presse 5 auf die zu testende Schaltung
absenkt. Wenn der Test einmal durchgeführt worden ist,
entnimmt die Bedienungsperson die Schaltung aus der Maschine
(Fig. 1d).
-
Die Testmaschine 1 ist in der Anordnung in den Fig. 1a
und 1d rein beispielhaft dargestellt worden, um die Aufgabe
der Erfindung besser zu erläutern, wobei zu verstehen ist,
daß die Erfindung auf jede Art von Testmaschine angewendet
werden kann.
-
Wie kurz in der Beschreibungseinleitung erläutert, wird
die gedruckte Schaltung 4 getestet, indem sie auf ein
übertragendes Element oder ein Paßstück 6 (Fig. 2) gesetzt
wird, das wiederum auf ein in den beigefügten Figuren nicht
gezeigtes konstantes Nadelbett gesetzt wird.
-
Das Paßstück 6 weist auf: zwei Arretierungsplatten 7, 8,
wobei die erste derart gestaltet ist, daß sie auf dem
Nadelbett anzuordnen ist, und die zweite derart gestaltet
ist, daß sie eine oder mehr gedruckte Schaltungen 4
aufnimmt, und möglicherweise eine oder mehr Zwischenplatten
9.
-
Eine Vielzahl von Nadeln oder Stiftkontakten 10 erhebt
sich von der unteren Platte 7, wobei sie durch die als eine
Führung dienende Zwischenplatte 9 hindurchgehen und von
Löchern in der oberen Platte 6 vorstehen, um mit genau
definierten Punkten auf der zu testenden Schaltung 4 in
Kontakt zu kommen. Abstandsstücke (nicht gezeigt), die steif
oder flexibel nachgebend sein können, sind zwischen den
Platten 7, 8 und 9 angebracht.
-
Die Fig. 2 zeigt ein Paßstück 6, das vier gedruckte
Schaltungen 4 gleichzeitig zum simultanen Testen aufnehmen
kann.
-
Das erfindungsgemäße Markierungssystem weist zumindest
ein in dem Paßstück (6) eingesetztes Markierungselement,
insbesondere Stempel 20, in einer gleichen Anzahl wie die
Anzahl der gedruckten Schaltungen 4 auf, die simultan
getestet werden können.
-
Bei dem Beispiel in Fig. 2 sind vier Markierungselemente
20 vorgesehen, von denen zwei von dem Paßstück 6 entfernt
sind.
-
Eins dieser Markierungselemente 20 wird nun ausführlicher
unter Bezugnahme auf die Fig. 3, 4, 5a und 5b
beschrieben.
-
Das Markierungselement 20 weist ein Tintenkissen 21 auf,
das durch einen elektrischen Aktuator entlang der vertikalen
Achse in der Weise bewegt wird, die nachfolgend
ausführlicher beschrieben wird.
-
Insbesondere ist das Kissen 21 in einer Schale 22
untergebracht, die wiederum nach Einfügung einer Feder 23 in
einem zylindrischen Element 24 untergebracht ist, in dessen
unterem Teil eine Verstellschraubenspindel oder eine
Verstellmutter 25 vorgesehen ist, mit der die Schraubenwelle
26 eines Motors 27 in Eingriff ist.
-
Die ganze Gruppe ist in einer rohrförmigen zylindrischen
Stützumhüllung 30 untergebracht, die im rechten Winkel zu
der Längsachse 31 eine Wand mit einem Loch 32 in der Mitte
hat, so daß der Motor 27 unterhalb der Wand 31 angeordnet
ist und die Schraube 26 durch das in ihr ausgebildete Loch
32 hindurchtritt, um mit der Verstellschraubenspindel 25 des
zylindrischen Elements 24 in Eingriff zu sein, das
andererseits über der Wand 31 angeordnet ist, wie es in den
Fig. 5a und 5b gezeigt ist.
-
In der Umhüllung sind auch zwei gegenüberliegende sich
vertikal erstreckende Schlitze 33 vorgesehen, in die
jeweilige Stiftschrauben 34 eingesetzt sind, die in Löcher
35 in dem zylindrischen Element 24 mit der
Verstellschraubenspindel 25 geschraubt sind.
-
In dieser Weise erzeugt eine Verdrehung der Schraube 26
in der einen oder anderen Richtung eine Translation der
Verstellmutter 25 nach oben oder nach unten, die durch die
in die Schlitze 33 eingreifenden Stiftschrauben 34 an einer
Verdrehung gehindert wird.
-
Wie es in den Zeichnungen gezeigt ist, ruht das
zylindrische Element 24 mit der Verstellschraubenspindel 25
nach Einfügung eines elastischen Elements 40, wie
beispielsweise einem O-Ring oder einer Feder, auf der
Trennwand 31.
-
Andererseits ist der Motor 27 unten durch ein
Arretierungselement oder eine Verbindung 50 gestützt, die
auf die Umhüllung 30 geschraubt ist, wobei sie mehrere Paar
Positionier- und Zentrierstifte 51, 52 hat, von denen zwei,
z. B. das Paar 51, den Markierungsbefehl direkt von der
Testmaschine durch ein Paar Punkte in dem Nadelbett darunter
empfangen, auf dem die Stifte 51 zur Ruhe kommen.
-
Wie es in den Fig. 5a und 5b gesehen werden kann, ist
die rohrförmige zylindrische Umhüllung 30 in die
entsprechenden Löcher 60, 61 eingesetzt, die jeweils in der
Zwischenplatte 9 und der oberen Platte 8 vorgesehen sind,
die die gedruckte Schaltung 4 stützt.
-
Die Gesamthöhe des Markierungselements 20, d. h. der
rohrförmigen Umhüllung 30 und des
Arretierungsverbindungselements 50, entspricht im wesentlichen der Höhe
des Paßstücks 6, d. h. dem Abstand zwischen den äußeren
Platten 7 und 8.
-
Zu diesem Zweck kann das Markierungselement 20
teleskopartig verlängert werden, um es mit Paßstücken 6
verschiedener Höhen verwenden zu können, indem
zusammensetzbare Verbindungsvorrichtungen wie beispielsweise
Nutmuttern 70 vorgesehen werden, die zwischen der
Arretierungsverbindung 50 und der rohrförmigen Umhüllung 30
eingefügt werden, bis es die gewünschte Höhe erreicht.
-
Eine Zufuhr- und Markierungskontrollvorrichtung 80 ist
ebenfalls vorgesehen, die durch Kabel 81 mit den
Markierungselementen 20 verbunden ist, die die Steuerimpulse
direkt von der Testmaschine empfängt.
-
Aus dem bisher beschriebenen wird klar, wie die
erfindungsgemäße Markierungsmaschine arbeitet.
-
Unter der Annahme, daß die gedruckten Schaltungen, die
den Test bestanden haben, auf einen von der Testmaschine
durch das Paar Stifte, die in Kontakt mit den Stiften 51
stehen, gegebenen Befehl zu markieren sind, dreht der Motor
27 die Schraube 26 in einer Richtung, was ein Heben des
zylindrischen Elements 24 mit der Schraubenmutter 25 und
somit des Kissens 21 verursacht, welches dazu gemacht ist,
elastisch gegen die gedruckte Schaltung 4 zu drücken, wie es
in der Fig. 5b gezeigt ist.
-
Die Steuervorrichtung 80 erfaßt die Stromspitze, die am
Ende des Hubs aufgrund des Stoßes mit der gedruckten
Schaltung auftritt, und invertiert die Polarität des Stroms
zu dem Motor 27, was seine Bewegung invertiert und somit ein
Absenken des Elements 24 mit der Schraubenmutter 25
verursacht, dessen Abstoppen durch das elastische Element 40
gedämpft wird.
-
Um ein Herausziehen des Markierungselements 20 von dem
Paßstück 6 zu erleichtern, ist an dem oberen Ende der
Umhüllung 30 ein Gewinde 90 vorgesehen, auf das ein
Verlängerungselement geschraubt werden kann.
-
Es ist festzustellen, daß das Markierungselement 20 auch
die exakte Position gestatten kann, in der das Markieren der
Schaltung auftritt, die durch das Paar Stifte in dem in
Kontakt mit den Stiften 51 stehenden Nadelbett zu
identifizieren ist.
-
Es ist auch offensichtlich, daß jeder andere Aktuatortyp
anstelle des elektrischen Aktuators bestehend aus Schraube
und Muttergewinde verwendet werden kann, z. B. ein Solenoid,
oder sonst ein Aktuator einer pneumatischer oder einer
anderen Art.