Устройство для контроля печатных плат Советский патент 1981 года по МПК G01R31/306 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в устройствах контроля печатных плат. Известно устройство для контроля монтажа печатных плат, содер;ка1аее блок ввода прюграмм, коммутатор задания, коммутатор опроса,блок коммутационных ключей задания и опроса, контактную матрицу, генератор одиноч ных импульсов, узел блокировки адресов, Измерительный блок, блок памяти блок вывода информации, блок управле ния и блок обнаружения короткого замыкания С Недостатками данного устройства являются малая достоверность контроля, обусловленная низкой надежностью технических контактных матриц, комму тадионных ключей и неодинаковые пере ХОДНШ4 сопротивлением между штырями контактной матрицы и контактными пло щадками печатной платы и высокая стои мость контактных матриц, обусловленная сложностью изготовления. Известно телевизионное устройство для контроля печатных плат, содержащее две телевизионные камеры, устройсвто сравнения, контрольный телевизор, вход которого соединен с дами телевизионных камер. В этом устройстве две телевизионные камеры считывают изображения с эталонной и контролируемой плат. Оба сигнала поступают в блок сравнения. Если платы идентичны - алгебраическая сумма сигналов равна нулю, если в плате есть неисправность - блок сравнения вырабатывает разностный сигнал, наблюдаемый на экране контрольного телевизора 2, .Недостатком устройства является низка достоверность контроля вследствие того, что для считывания изображений телевизионным методом необходнмо ярко освещать печатную плату. При этом возникают блики от яркоосващенных дорожек, снижакщие точность считывания и, следовательно, достоверность его контроля. Кроме того, из-9а низкой разрешающей способности передающей телевизионной камеры оно не позволяет обнаружить микроскопические трещины и перег огчки. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для контроля печатных плат, содержащее металлическую пластину, эталонную плату,, соединенную электронным лучом с первьм входом электронного прожектора,второй вход которого соединен с первым выходом блока развертки, соединенного вторым выходом с первым входом эадатчика координат, последовательно соединенные блок памяти и блок сравнения блок регистрации, соедине нный входом с выходом задатчика координат, блок управления, соединенный выходами с соответствующими входами блока развертки, блока памяти, блока сравнения, блока регистрации, вторым входом задатчика координат, В таком устройстве эталонная и проверяемая печатные платы поочередно помещаются перед телевизионной камерой, Считанное изображение от эталонной плaтыJ преобразованное в последовательность электрических сигналов, поступает в блок памяти,а от проверяемой платы в блок сравнения, куда поступают сигналы из блока памяти, В случае идентичности плат на выходе блока сравнения сигнал равен нулю. На экра не монитора изображения нет. Если есть ошибка, на экране появляется засветка, соответствующая месту неисправности, а маркер вьщает координаты неисправности С ЗНедостатками известного устройства являются низкая дСстоверность контроля из-за наличия бликов от яркоосвещенных дорожек и ограниченные функциональные возможности, обу ловленные тем, что устройство не по зволяет контролировать целостность металлизированных отверстий и наличие микротрещин и микроперемьачек. Цель изобретения - расшиЕЗ ние функциональных возможностей и повышение достоверности контроля печатных плат. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля печатных плат, содержащее металлическую пластину, эталонную плату, соединенную электронным лучом с пер вым входом электронного прожектора, второй вход которого соединен с первым выходом блока развертки, со единенного вторым выходом с первым входом задатчика координат, последовательно соединенные блок памяти и блок сравнения, блок регистрации, соединенньй входом с выходом задатч ка координат, блок управления, выхо ды которого соединены с соответству ющими входами блока развертки, блок памяти, блока сравнения, блока ре-. гистйации и вторым входом задатчика координат, а вход -с вЙходом блока сравнения, .введеныдиэлектрическая прокладка, установленная между металлической пластиной и контролируе мой печатной платой, блок заряда, ключ и видеоусилитель, певый вход к торого соединен с выходом электронного прожектора, второй вход - с ме таллической пластиной, а первый и в рой выходы - с соответствующими входами блока памяти и блока сравнения, первый выход блока заряда соединен с металлической пластиной, второй выход - с первым входом ключа, второй вход которого соединен с соответствующим выходом блока управления, а выход - со входом контролируемой печатной платы. На чертеже приведена структурнай схема устройства для контроля печатных плат. Устройство содержит электронный прожектор 1, который создает тонкий сфокусированный поток электронов, задатчик 2 координат, блок 3 развертки, видеоусилитель 4, блок 5 памяти, блок 6 сравнения, блок 7 регистрации, блок 8 управления, блок 9 заряда, эталонную плату 10, ключ 11, металлическую пластину 12. Плата 10 изолирована от металлической пластины 12 диэлектрической прокладкой 13, электронный прожектор 1 вместе с печатной платой 10, металлической пластиной 12 и диэлектрической прокладкой 13 установлен в вакуумную камеру 14 для уменьшения ионизации окружающей среды и получения более сфокусированного электронного луча, Задатчик координат 2 содержит два счетчика, работа которых начинается синхронно с началом движения электронного луча. Один счетчик определяет величину смещения электронного луча по строкам (координата Х-), второй - смещение по кадру (координата Y). Каждый проводник печатной платы 10 вместе с металлической пластиной 12 образует конденсатор, емкость которого пропорциональна площади проводника. Устройство работает следующим образом. Блок 9 заряда заряжает проводники эталонной платы 10 положительно отно-. сительно металлической пластины 12, После этого эталонная плата 10 помещается в зону действия электронного луча прожектора 1, последний управляемый блоком развертки 3, сканирует по поверхности платы 10, Электронный луч, попеддая на каждый металлический проводник платы 10, разряжает конденсатор, образованный этим проводником и пластиной 12, В цепи, соединяющей пластину 12 с видеоусилителем 4, возникает ток разрядаf величина и длительность которого пропорциональны емкости каяодого проводника платы 10, Видеоусилитель 4 усиливает электрические сигналы, характеризующие разрядные токи отдельных проводников (конденсаторов) платы 10 и подает их синхронно с движением электронного луча для записи в блок 5. Блок 8 синхронизирует работу блока 3, задатчика 2, блока 5, блока б, блока 7 и ключа 11, После окончания записи эталонных сигналов

эталонная плата 10 снижается и контролю подвергается испытываемая плата 10.

Процесс заряда проводников пла-, ты 10 и разряда их электронным лучом повторяется, но электрические сигналы, характеризующие токи разряда проводников (конденсаторов) испытываемо платы 1о, из видеоусилителя 4 поступают на блок б , куда синхронно из блока 5 памяти поступают электрические сигналы, характеризующие токи разряда соответствующих проводников вталонной платы. Начало движения луч прожектора 1,выдача и запись электрических сигналов в блок 5, ,работа блока б задается блоком 8. Если испытываемая печатная плата 10 не имеет неисправностей, сигнал неисправности на выходе блока 6 отсутствует. При наличии неисправиос зй на плате 10 сигналы, поступающие в блок б из видеоусилителя 4 и блока 5, различны, поэтому блок 6 вырабатывает разностный сигнал, который подается на блок 8, Блок 8 разрешает задатчику передать показания счетчиков блоka в блок 7. Одновременно в блок 7 от 8 поступает признак нейспра ности и разрешение нача.ть работу.

При проверке испытываемой платы 10 на ней возможны обрывы проводников или наличие короткозамкнутых проводников. Обрыв проводника приводит к уменьшению его емкости, а также к появлению новой емкости, которой не было на эталонной плате, т.е. появляются отличные от эталонных сигналы. Короткое замыкание проводников приводит к увеличению емкос-ти проверяемого проводника, исключает ток- разряда другого короткозамкнутого с ним проводника.

1&.ким образом, введение в устройство видеоусилителя 4 и блока 9 заряда, позволяет значительно расширить функциональные возможности устройства и повысить достоверность контроля печатных плат за счет того, что производится Lie телевизионный, ацентрический контроль печатной платы, при этом проверяется не тольк топология лицевой стороны платы, а одновременно целостность всей дорожки на обеих сторонах платы, металлизация отверстий перехода, так как

величина емкости образованных конденсаторов определяется всей длиной проводника, независимо от того, на какой стороне плР.ты он расположен, а также за счет того, что позволяет обнаружить и микротрещины и микроперемычки.

Формула изобретения

Устройство для контроля печатных плат, содержащее металлическую пластину, эталонную печатную плату, соединенную электронным лучом с первым входом электронного прожектора, второй вход которого соединен с первьм выходом блока развертки, соединенног вторым выходом с первьм входом задатчика координат, последовательно соединенные блок памяти и блок сравнения, блок регистрации соединенный входом с выходом задатчика координат, блок управления, выходы которого соединены с соответствующими входами блока развертки, блока памяти, блока сравнения, блока регистрации и вторым входом задатчика координат а вход - с выходом блока сравнения, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повыиения достоверности контроля, в него введены диэлектрическая прокладка, установленная межд металлической пластиной и контролирумой печатной платой, блок заряда, ключ и видеоусилитель, первь1й вход которого соединен с выходом электронного прожектора, второй вход - с металлической пластиной а первый и второй выходы - с соответствукщимн входами блока памяти и блока сравнения первый выход блока заряда соединен с металлической пластиной,- второй выход - с первый входом ключа, второй вход которого соединен с соответствующим выходом блока управления,а выход - со вхолом контролируемой печатной платы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2 Патент Франции W 2094751, кл. G 01 R 31/00, 1975.

3. Патент Великобритании 1288936, кл. 61 А, 1976 (прототип).