Устройство для контроля печатных плат Советский патент 1988 года по МПК H05K1/18 

to

15

1448A20

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для автоматизированного контроля одно- и двухсторонних печатных плат (ГШл).

Цель изобретения - повышение производительности контроля и расширение номенклатуры контролируемых плат путем обеспечения контроля ППл, содержащих разветвленные проводники и проводники, проходящие наклонно к ко™ ординатной сетке.

На фиг. 1 изображена конструкция устройства в двух проекциях; на фиг, 2 - блок-схема устройства; фиг. 3 илтаострирует контроль различ- галх типов проводников данным устройством.

Устройство состоит из основания 1 с гнездом для контролируемой платы 2, контактных головок 3 и 4, подвижно закрепленных на направляющих 5 - 8 приводного механизма 9, коммутатора 10, блока П памяти, блока 12 сравнения и индикации, измерительного блока 13 и блока 14 управления. Первая контактная головка 3 состоит из двух держателей 15 и 16 с контактами 17, расположенными равномерно с заданным шагом параллельными рядами, направленными перпендикулярно направляющим 5 и 6. В первом держателе 16 смонтированы два ряда контактов, а во втором держателе 15 - один ряд

20

25

30

Вторая контактная головка кинематически связана с первой посредством штока 20 с роликом 21 на конце, закрепленного на первой контактной головке 3 и подвижно сопряжённого с пазом 22, выполненным во второй контактной головке 4 перпендикулярно к ее направляющем 7 и 8, чтобы по верхность ППл располагалась заподлицо с прилегающими участками основания, на которые заходят контакты держателей 15 и 16, в крайних рабочих положениях. Для фиксации ППл служат элементы 23 крепления.

Устройство работает следующим образом.

Перед проведением контроля печатную плату 2 устанавливают на основании 1 и фиксируют на нем. Контактные головки 3 и 4 останавливают в крайнее правое положение, изображенное на фиг. 1о В ходе контроля приводной механизм 9 осуществляет пошаговое перемещение держателей головок 3 и 4, при этом их контакты прижаты к поверхности контролируемой платы 2 Блок 14 управления согласно заложенной программе подключает последовательно через коммутатор 10 контрольные точки проводников платы к измерительному блоку 13. Последний произ водит измерения контролируемых пара метров (электрического сопротивления объекта контроля. Результаты измереконтактов. Держатели 15 и 16 размеще-35 поступают в блок 12 сравнения и ны с противоположных сторон платы 2

индикации, который производит сравне ние их с заданными, хранящимися в блоке 11 памяти, и индицирует координаты дефектов и их количество. При этом держатель 16 осуществляет контроль проводников, проходящих по линиям координатной сетки платы и по ее диагоналям, т.е. под углами 45 и 135 к оси X (фиг. 3 в-д). Обозначим указанные проводники подгруппой I,

так, что один из рядов контактов первого держателя 16 расположен напротив контактов второго держателя 15. Вторая пара направляющих 7 и 8 повернута относительно первых направ- ляюищх 5 и 6 на угол of 15 ± 3 . На них подвижно закреплена вторая контактная головка 4, состоящая из двух держателей 18 и 19, в каждой из которых вмонтированы по два ряда контактов 17. Шаг расположения данных контактов определяется из соотношения

d . cos 0

d , - шаг контактов первой контактной головки; d - - шаг контактов второй, контактной головки; d - угол поворота вторых направляющих относительно первых. :

o

5

0

5

0

Вторая контактная головка кинематически связана с первой посредством штока 20 с роликом 21 на конце, закрепленного на первой контактной головке 3 и подвижно сопряжённого с пазом 22, выполненным во второй контактной головке 4 перпендикулярно к ее направляющем 7 и 8, чтобы поверхность ППл располагалась заподлицо с прилегающими участками основания, на которые заходят контакты держателей 15 и 16, в крайних рабочих положениях. Для фиксации ППл служат элементы 23 крепления.

Устройство работает следующим образом.

Перед проведением контроля печатную плату 2 устанавливают на основании 1 и фиксируют на нем. Контактные головки 3 и 4 останавливают в крайнее правое положение, изображенное на фиг. 1о В ходе контроля приводной механизм 9 осуществляет пошаговое перемещение держателей головок 3 и 4, при этом их контакты прижаты к поверхности контролируемой платы 2. Блок 14 управления согласно заложенной программе подключает последовательно через коммутатор 10 контрольные точки проводников платы к измерительному блоку 13. Последний производит измерения контролируемых параметров (электрического сопротивления) объекта контроля. Результаты измере5 поступают в блок 12 сравнения и

поступают в блок 12 сравнения и

индикации, который производит сравнение их с заданными, хранящимися в блоке 11 памяти, и индицирует координаты дефектов и их количество. При этом держатель 16 осуществляет контроль проводников, проходящих по линиям координатной сетки платы и по ее диагоналям, т.е. под углами 45 и 135 к оси X (фиг. 3 в-д). Обозначим указанные проводники подгруппой I,

Контроль производят следующим образом.

Проводники по линиям сетки, параллельным оси Y (рядам контактов держателя, фиг. Зв), При контроле обрывов информация считывается с крайних контактов ряда, попадающих на проводник ; при контроле коротких замыканий (к.з.) - последовательно с контактов, попадающих на проводник, и ближайших контактов ряда справа от проводника, а затем после перемещения держателя

на одни шаг - с ближайших контактов ряда слева от проводника.

Проводники по линиям сетки, параллельным оси X (направлению перемещения держателя). Обрьшы контролируютс путем считывания информации с одной пары контактов при пошаговом перемещении держателя на длину контролируемого проводника (фиг, 3 г); к.з. - путем считывания с контакта, попадающего на проводник, и ближайших контактов, соседних в ряде по оси Y при пошаговом перемещении держателя.

Под углом 45 или 135(фиг,- 3 д), При контроле обрьшов информа1з;ия считывается с пар контактов, соседних по диагонали в рядах держателя при пошаговом его перемещении по оси X; при контроле к,з, - с ближайших контактов, соседних по осям X, Y, с контактами, попадающими на проводник

Все оставшиеся направления проис- хожденик наклонных проводников разбивают на две подгруппы: 5, 60, 103 и 150 - подгруппа II -(фиг, 3 е); 30, 75, 120 и 165° - подгруппа III (фиг, Зж), Проводники подгруппы II могут быть проконтролированы аналогично подгруппе I держателем с двумя рядами контактов при условии его перемещения по направлению, образующему угол 15 с осью X (стрелка на фиг, Зе), Это держатель 15, установленный на направляющих 7 и 8 (фиг, 2), образуювдах с осью X угол 15 1:3 , причем величина допуска в данном случае определяется требованием отклонения контакта, находящегося на периферии контролируемой платы на величину не более половины ширины проводника платы (приблизительно 0,25 мм), т,е, допуск определяется

0,25 значением t arcsin

3,

где

L

L / 300 мм - длина контролируемой платы.

Для обеспечения контроля проводников подгруппы II необходимо иметь в виду, что проводник, проходящий под углом 15° к оси X, разбивается линиями основной координатной сетки платы на отрезки, равные

d

ют вспомогательную сетку с периодом 1,035d для проводников подгруппы II (фиг, 3 з), причем проводники с углами 15 и 105° проходят по линии

l,035d. Эти отрезки образу

0

5

5

0

5

0

5

0

5

данной сетки, а проводники с углами 60 и 150 - по ее диагоналям. Аналогичная сетка обраяуетск и для подгруппы III,. причем вспомогательные сетки должны быть согласованы с основной в какой-нибудь точке, что решается на этапе машинного или ручного проектирования платы. Таким образом, для контроля проводников, принадлежащих к подгруппам II и III, требуется расположение контактов держателей 18 и 19 с периодом 1,035 d в каждбм ряду и на расстоянии l,035d между рядами,,и, соответственно, перемещение указанных держателей с шагом 1,035 d,

В данном устройстве держатели 18 и 19 скреплены неподвижно между собой, образуя контактную головку 4, и установлены на направляющих 7 и 8 (фиг, 1), При их пошаговом перемещении держатель 15 контролирует проводники подгруппы II на верхней стороне платы, а держатель 19 - проводники подгруппы III на нижней стороне. После однократного прохождения плату переворачивают и производят повторное прохождение для стопроцентного контроля. Поскольку паз 22 перпендикулярен направляющим 7 и 8, перемещение контактной головки 3 от приводного механизма на величину d приводит к перемещению держателя контактной головки 4 по направляющим 7

и 8 на величинуггд У 1,035 d.

COS 1 J

Длина паза 22 должна быть больше чем Ltg 15°-0,27 L, где L - длина платы, В качестве приводного механизма может быть использован, например, шаговый двигатель с тяговым устройством в виде винтовой пары.

Контроль металлизации отверстий осуществляется путем считывания информации контактов первого ряда держателя 16 и расположенных под ними контактов держателя 15,

Контроль проводников, содержапщх разветвления, осуществляют следующим образом.

Если все направления разветвления принадлежат к одной подгруппеj, например к подгруппе I (фиг, Зи), контроль осуществляют однократным пошаговым перемегнением контактной головки 3,

р;сли направления принадлежат к разным подгруппам (фиг, Зк), каждый участок от точки разветвления контролируется при прохождении своей контактной головки.

Данное устройство допускает возможность контроля проводников ППл, претерпеваюпщх изгиб в точке, не совпадающей с уэлом основной координатной сетки платы, например в точках пересечения направлений подгрупп II и III с осью X (фиг. 3л). В этом случае требуется наряду с пошаговьм перемещением держателей однократное перемещение на величину d d, что обеспечивается приводным механизмом.

Контакты 17, установленные на дер жателях 15, 16,18, 19 выполняются плоскими, прямыми, либо изогнутыми. Возможно также использование подпружиненных зондов в форме пирамиды или конуса, при этом устройство должно быть сиабжено механизмами подъема и опускания держателей.

Формула изобретения

1. Устройство для контроля печатных плат по авт. св. 8 738202, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности контроля и расширения номенклатуры контролируемых плат, в устройство введены вторые направляющие, повернутые под углом, отличным от нуля, к

первым направляювцлм, и расположенная на них дополнительная контактная головка, в держатели которой вмонтированы по два ряда контактов с шагом, определенным из соотношения

л

а . J

coso/

где d - шаг контактов первой контактной головки, м; d 2 - шаг контактов второй контактной головки, м; 0 - угол поворота вторых направляющих относительно первых, рад,,

причем дополнительная головка кинематически связана с держателями зондов первой контактной головки.

I

2. Устройство по п, 1, о т л и чающееся тем, что угол поворота вторых направляющих составляет 15° t3 .

3„ Устройство по п, 1, о т л и - чающееся тем, что кинематическая связь между контактными головками выполнена в форме штока с роликом на конце, закрепленного на первой контактной головке и подвижно сопряженного с пазом, вьтолненньм во второй контактной головке перпендикулярно к ее направляюо1им.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть .использовано для автоматизированного контроля печатных плат. Цель изобретения - повыгаение производительности контроля и расширение номенклатуры контролируемых плат путем обеспечения контроля плат, со- держардах разветвленные проводники и проводники, проходяп1ие наклонно к координатной сетке. Перед проведением контроля печатную плату 2 устнавли- вают на основании I и фиксируют на нем. Контактные головки 3 и 4 устанавливают в крайнее правое положение (фиг, 1). В ходе контроля приводной механизм перемещает держатель головок 3 и 4, при этом их контакты прижаты к поверхности контролируемой платы 2. Блок управления через коммутатор по программе подключает контрольные точки проводников платы к измерительному блоку Держатель контролирует проводники, проходящие по линиям координатной сетки платы и по ее диагоналям. Контроль металлиза- цин отверстий осуществляется путем считывания информации контактов первого ряда держателя и расположенных под ним контактов другого держателя. Расширение номенклатуры контролируемых плат достигается путем расположения вторых направляющих под углом относительно первых направляющих и введением кинематической связи между контактными головками, подвижно закрепленными на направляюрщх. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. с S (Л 4; 4 00 4ib 1C 14)

срцг.2

Редактор М. Петрова

Составитель Н, Шмелев

Техред М.Дидык Корректор М. Демчик

Заказ 6855/57

Тираж 832

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

flSfew.J

Подписное