Устройство для контроля печатных плат Советский патент 1989 года по МПК H05K1/18 

л

I -11 j 11 I .JTLJ.

3 ,1510

Изобретение относится к неразрушающему контролю изделий радиоэлектронной техники и может быть использовано для контроля печатных плат.

Цель изобретения - повьшение надежности и снижение погрешности контроля .

На чертеже показано устройство, разрез, и пример вьтолнения блоков стимула и измерения.

Устройство для контроля печатных плат содержит корпус 1, зажимное устройство 2, установочные штифты 3, проверяемую печатную плату 4 с меж- слойными переходами в виде металлизированных отверстий 5 и проводяйщх слоев 6, сменную маску 7 из диэлектрического материала с отверстиями, адаптер 8, выполненный в виде упру- того диэлектрического слоя со сквозными проводящими каналами 9, контактную матрицу 10, содержащую первые площадки 11 и вторые площадки 12.

Первые площадки с помощью контак- тов 13, вьшолненных в виде печатных проводников, соединяются разъемами:

14с контактами за зтими же номерами 14.1 - 14.П для подключения к блоку

15стимула Блок стимула содержит ис- точник 16 стабильного тока и коммута тор 17 с контактными группами 18-1 - 18.П и 19.1 - 19.п. Вторые площадки контактной матрицы с помощью контактов 20 соединяются с выходным разъе- мом 21 с KOHTaKTaNffl 21.1 - 21.n для

подключения к блоку 22 измерения. Бло измерения содержит вольтметр 23 и коммутатор 24 с контактными группами 25.1 - 25.п и 26.1 - 26.п. Блок изме- рения и блок стимула запускаются сигналами с программного блока 27.

Устройство работает следующим образом.

Над адаптером 8 устанавливается и штифтами 3 центрируется сменная маска

7.Сменная маска сверлится или пробивается по программе для соответст- вующей платы. Через отверстия в маске обеспечивается контактное соединение контрольных точек проверяемой платы

с токопроводящими каналами 9 адаптера

8,Затем на штифты 3 устанавливается проверяемая печатная штата 4 и фиксируется с помощью прижимного механиз- ма 2. .

Все подлежащие проверке цепи платы 4 через соответствующие отверстия в маске 7, токопррводящие каналы 9

адаптера 8 подключаются к соответствующим контактным площадкам 11 и 12 матрицы 10. В зтом случае все площадки 1 1 с помощью контактов 13 печатной платы и разъема t 14 подключаются к соответствующим контактам коммутатора 17 блока 15 стимула. В то же время эти же контрольные точки печатной платы через вторые контактные площадки 12 контактной матрицы 10 и далее через контакты 20 и разъем 21 подключены к контактам коммутатора 24 блока 22 измерения.

Таким образом, каждая контрольная точка проверяемой Печатной платы имеет два выхода: один - на блок стимула, другой - на блок измерения. Этим обеспечивается проверка соединений на печатной плате по наиболее точной четырехпроводной схеме измерения, исключающей влияние сопротивления соединительных проводов.

I. .

Для проверки рассмотрим, как производится измерение омического сопротивления конкретного соединения в одном из слоев печатной платы, например, проводника АБ, соединякщего два металлизированных отверстия 5. При этом по соответствующей программе, заложенной в программньй блок 27, замкнутся контакты 18.1 и 19.2 коммутатора 17 и соответствующие контакты 25.1 и 26.2 коммутатора 24 в блоке 15 стимула и в блоке 22 измерения. По измеряемому переходу АБ течет ток строго определенной величины, задаваемый источником 16 эталонного тока. Токовая цепь включает следующие элементы цепи: плюс источника 16 эталонного тока, замкнувшийся контакт 18о1 коммутатора 17, контакты 14.1 разъема 14, печатньй проводник 13, первая площадка 11 контактной матрицы 10, токопроводящие каналы 9 адаптера 8, металлизированное отверстие 5 (первое слева), печатный проводник АБ, соединяющий первое и второе металлизированные отверстия, второе слева металлизированное отверстие, токопроводящие каналы упругого адаптера 8, соединяющие второе металлизированное отверстие с площадкой

IIконтактной матрицы 10,печатный проводник 13, выходной контакт 14.2, замкнутьй контакт 19.2 коммутатора 17, минус источника 16 эталонного тока.

5. t510l

От npOTejtaHHH эталонного тока по переходу АБ на нем образуется падение напряжения, которое поступает на вход измерителя 23 по двум цепям.

Первая цепь, подключенная к точке А перехода АБ, содержит следующие элементы электрической цепи: вольтметр 23 (плюсовой зажим), замкнутый контакт 25.1 коммутатора 24, контакт .Q 21.1 разъема, печатньш проводник 20, расположенная под первым металлизированным отверстием вторая контактная площадка 12, токопроводящие каналы 9 адаптера 8, металлизированное отвер- стие, точка А перехода АБ.

Вторая цепь, подключенная к точке Б перехода АЕ, содержит следующие элементы электрической цепи: минусовой зажим вольтметра 23, замкнувший- 20 ся контакт 26.2 коммутатора 24, разъем 21.2, вторая контактная площадка 12 матрицы 10, токопроводящие каналы адаптера 8, соединяющие эту площадку с вторым металлизированным отверс- 25 тием, точка Б перехода АБ.

Таким образом, обеспечивается четы- рехпроводная схема измеренияТ при которой к измеряемому переходу АБ подключено два токовых и Два потенциаль- -JQ ных зонда. При неизменном токе через переход АБ падение напряжения на нем пропорционально его омическому сопротивлению. Неизменный ток через переход задается источником 16 эталонного тока в блоке 15 стимула. Таким об- разом, по величине снимаемого с этого перехода напряжения мол;но судить о качестве этого соединения. Увеличение омического сопротивления проявит себя как увеличение напряжения на входе измерителя 23 и свидетельствует о наличии трещин, утоньшений и других дефектов соединения.

Маска 7 может быть выполнена из тонкой полимерной пленки. Через отверстия в маске обеспечивается подключение контрольных точек платы в виде металлизированных отверстий к. контактным площадкам 11 и 12 матрицы 10.

Так, на чертеже все металлизиро- Г анные отверстия, кроме третьего слеа, подключены к площадкам контактной . атрицы 10, Третье слева металлизироанное отверстие не имеет соединений другими отверстиями, поэтому под им в маске 7 отверстие не вырубается этот межслойньм переход не имеет

40

45

50

Q

0 5

Q

0

5

0

12«

связи с контактными площадками матрицы 10.

Контактные площадки 11 и 12 матрицы 10 выполняют роль соответственно токовых и потенциальных зондов, подключенных через адаптер к металлизированным переходам 5 печатной платы, а через контакты коммутаторов 17 и 24 подключенных к источнику 16 эталонного тока и к измерителю 23.

Блок 15 стимула содержит источник 16 эталонного тока и коммутатор 17. В качестве источника эталонного тока может быть применен серийно вьшуска- емьй пpoгpaм шpyeмый источник напряжения Б5-44. Этот прибор имеет программируемый режим задания Ybka и напряжения. Удобно выбрать эталонный ток равным 1А при пороговой величине омического сопротивления перехода в 500 мкОм, такой ток создает падение напряжения на нем, равное 500 мкВ, что вполне может быть измерено существующими серийными приборами. Так, в частности, в блоке измерения может быть применен цифровой вольтметр Б7-21, разрешающая способность которого составляет 10 мкВ

Коммутаторы 17 и 24 в блоках 15 и 22 имеют одинаковую структуру и содержат пары из двух последовательно соединенных контактов по числу контрольных точек проверяемой платы. Общие точки двух последовательно соединенных контактов коммутатора 17 подсоединены к первым контактным площадкам 11 матрицы 10,, а аналогичные точки коммутатора 24 подключены к вторым контактным-площадкам 12 матрицы. Такое исполнение коммутаторов в блоке 15 стимула и в блоке 22 измерения позволяет легко менять направление тока через проверяемый переход, поскольку каждая контрольная точка может быть подключена как к минусу, так и к плюсу источника эталонного тока. Это позволяет исключить из измерения погрешность от контактной разности потенциалов. В этом случае выполняется два измерения при разных направлениях тока через переход и берется среднее значение измеряемой величины.

При замыкании контактов в коммутаторе 17 должны быть включены аналогичные контакты в коммутаторе 24. Например при измерении перехода АБ срабатывают контакты 18.1 и 19.2 в

. 71510112

коммутаторе 17 и такие же контакты 25.1 и 26.2 в коммутаторе 24о Поэтому в одном кадре программы производится обращение сразу к двум коммутаторам.

Адаптер 8 является основным конструктивным элементом устройства, причем при увеличении количества проводящих элементов усилие контактирования снижается.

10

Ф

ормула изобретения 1. Устройство для контроля печатных плат, содержащее измерительный блок, контактную матрицу с площадками и контактами для подключения измерительного блока, адаптер, выполненный в виде упругого элаЬтомерного электрического соединителя с токопро- водящими элементами и прижимной механизм, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и

8

0

5

0

достоверности контроля, в устройство дополнительно введена диэлектрическая маска с отверстиями, размещенными в . соответствии с топологией контролируемой платы, а токопроводящие элементы в адаптере вьшолнены в виде каналов с токопроводящ 1ми стенками, диаметр которых меньше минимального расстояния между проводниками контролируемой печатной платы.

2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что контактная матрица выполнена в виде многослойной печатной платы, верхний слой которой содержит группы контактных площадок по две на контролируемую точку, а в измерительный блок дополнительно введены источник эталонного ч тока и коммутатор, установленный с возможностью подключения к контролируемым точкам по четьфехпроводной схеме.

Изобретение относится к радиоэлектронной технике и может быть использовано для контроля печатных плат. Над адаптером 8 устанавливают сменную маску 7, затем на штифты 3 устанавливают контролируемую печатную плату 4 и фиксируют ее с помощью прижимного механизма 2. Все подлежащие проверке цепи печатные платы 4 через отверстия в маске 7, токопроводящие канаты 9 адаптера 8 подключаются к соответствующим контактным площадкам 11,12 матрицы 10, соединенной с измерительным блоком. По мере усложнения контролируемой платы возрастает количество токопроводящих каналов, что приводит к уменьшению усилия, необходимого для контактирования. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.