Устройство для контроля многослойных печатных плат

 

Изобретение относится к технике контроля печатных плат. Цель изобретения - повышение достоверности и производительности контроля. Устройство контроля многослойных печатных плат содержит токопроводящую пластину 1 с изолирующей прокладкой 2, выполненной с возможностью размещения на ней контролируемой печатной платы 3, под пружиненный щуп, измеритель 7 емкостного сопротивления, первый вход которого соединен с токопроводящей пластиной 1, а второй - со щупом, дополнительную токопроводящую пластину 4, соединенную с первым входом измерителя 6 емкостного сопротивления, и вторую изолирующую прокладку 5, размещенную напротив первой изолирующей с возмодностью зажима между ними контролируемой печатной платы. Вторая токопроводящая пластина и вторая изолирующая прокладка имеют отверстия для доступа щупа к проводникам на печатной плате. Щуп, проходя через отверстия второй пластины и второй изолирующей прокладки, контактирует с проводниками на печатной плате. С помощью измерителя емкостного сопротивления измеряется величина емкостного сопротивления каждого проводника печатной платы отностительно металлических пластин и сравнивается с эталонными значениями. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

Ц Ф

РЕСПУБЛИН

us> SU no (щу Н 05 K 1/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЬП ИЯМ

ПРИ П НТ СССР

1 (21) 4362190/24-21 (22) 08.12.87 (46) 23.07.90. Бюл. N- 27 (71) Научно-производственное объединение "Ротор" (72) М.И.Щербаков, Н.Т.Ворожищев и В.Н.Мартынов (53) 62.396.049(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

906042, кл. Н 05 К 1/18, 1980.

Патент Великобритании Ф 2136138, кл. С 01 К 31/02, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ МНОГО.СЛОЙНЫХ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ (57) Изобретение относится к технике контроля печатных плат. Цель изобретения — повышение достоверности и производительности контроля. Устройство контроля многослойных печатных плат содержит токопроводящую пластину 1 с изолирующей прокладкой 2, выполненной с возможностью размещения на ней контролируемой печатной платы 3, под2 пружиненный щуп, измеритель 7 емкостного сопротивления, первый вход которого соединен с токопроводящей пластиной 1, а второй — со щупом, дополнительную токопроводящую пластину 4, соединенную с первым входам измерителя 6 емкостногосопротивления, и вторую изолирующую прокладку 5., размещенную напротив первой изолирующей с возможностью зажима между ними конт1ролируемой; печатной платы. Вторая токопроводящая пластина и вторая изолирующая прокладка имеют отверстия для доступа щупа к проводникам на печатной плате, Щуп, проходя через отверстия второй пластины и второй изолиру- ющей прокладки, контактирует с провод- никами на печатной плате. С помощью измерителя емкостного сопротивления измеряется величина емкостного сопротивления каждого проводника печатной платы относительно металлических плас- 2 тин и сравнивается с эталонными значе-, ниями. 2 s. и. ф-лы, 6 ил.

1580597

Изобретение относится к электрони ке, приборостроению радиотехнике

У ) электротехнике, в частности к технике контроля печатных плат °

Цель изобретения — повышение досто5 верности и производительности устройства контроля печатных плат, которые имеют выводы всех проводников по крайней мере на один из наружных слоев

° 1О

На фиг, 1 представлено устройство контроля печатных плат ручного типа

У, на фиг. 2 — вариант установки диэлект рических кондукторных втулок; на фиг. 3 — распространенные типы, дефектов печатных плат; на фиг. 4 6 — автоматическое устройство контро ля печатных плат, варианты.

Устройство контроля многослойных печатных плат (фиг. 1) содержит токо- проводящую пластину 1 с изолирующей прокладкой 2, на которых размещена . испытуемая печатная плата 3. На свободнои стороне у последней находятся токопроводящая пластина 4 с изолирую- 25 щей прокладкой 5, имеющие отверстия, расположенныа равномерно с шагом ,2,5 мм. В отверстиях токопроводящей пластины 4 и изолирующей прокладки 5 расположены диэлектрические кондукЗО торные втулки (не показаны). Устройство контроля печатных плат снабжено подпружиненным щупом 6 и измерителем

7 емкостного сопротивления, первый вход которого соединен с токопроводя щими пластинами 1 и 4, а второй — со щупом 6.

Диэлектрические кондукторные втулки 8 (фиг. 2) являются награвляющими для подпружиненного щупа 6 и при его неточном позиционировании препятствуют замыканию этого щупа с токопроводящей пластиной 4.

Устройство контроля двусторонних печатных плат (фиг. 4) содержит координатный стол 9, на котором расположена токопроводящая пластина 1 с изолирующей прокладкой 2. На пластине с изолирующей прокладкой 2 размещена испытуемая печатная плата 3, на свободной стороне которой размещены металлическая пластина 4 с изолирующей прокладкой 5. Над координатным столом

9 перпендикулярно его поверхности расположен измерительный щуп 6 с подпружиненным контактом. Измерительный щуп 55

6 связан с приводом 10 вертикального сближения щупа 6 с испытуемой печатной платой 3 с помощью тяги 11. Привод 10 закреплен нг несущей конструкции 12 координатн го стола 9. Металлические пластины 1 и 4 электрически связаны с первым входом измерителя 7

I емкостного сопротивления, а второй вход измерителя емкостного сопротивления связан со щупом 6, координатный стол

9, привод 10 и измеритель 7 емкостного сопротивления связаны с устройством 13 управления. Металлическая пластина 4 и изолирующая прокладка 5 имеют отверстия, расположенные равномерно с шагом 2,5 мм.

В устройстве контроля двусторонних печатных плат (фиг. 5) металлическая пластина 14 с изолирующей прокладкой 15 скреплены неподвижно со щупом

6, причем пластина 14 с изолирующей прокладкой 15 имеет одно отверстие, в которое вставлен подпружиненный контакт щупа 6, пронизывающий пластину 14 и прокладку 15 насквозь и выступающий за пределы пластины 14 с прокладкой 15 ° Корпус щупа 6 и его подпружиненный контакт не имеют электрической связи с пластиной 14. Металлическая пластина 14 электрически связана с первым выводом измерителя 7 емкостного сопротивления и имеет длину и ширину в два раза больше, чем размеры контролируемой печатной пла1 ты. В остальном состав устройства, представленного на фиг. 5, аналоги чен составу устройства, представленного на фиг. 4.

Устройство контроля двусторонних печатных плат (фиг. 6) содержит те же узлы, что и устройство, представленное на фиг. 4. На пакете, состоящем из металлической пластины 1, изолирующей прокладки 2, испытываемой печатной платы 3, изолирующей прокладки 5, металлической пластины 4, размещен по крайней мере один дополнительный пакет, состоящий из изолирующей прокладки 16, испытуемой печатной платы 17, изолирующей прокладки

18 и металлической пластины t9 причем прокладки 16 и 18 такие же, как и прокладки 5, пластина 19 такая же, как и пластина 4, печатная плата 17 того же типа, что и плата 3, за исключением того, что шуп 20 имеет изолированную штангу, «а конце которой размещен контакт, связанный с вторым г..1водом измерителя емкостного сопротивления.

0597

50

5 158

Каждый проводник на печатной плате

3 независимо от того, по какой стороне печатной платы проходит, или если даже он проходит по обеим сторонам печатной платы 3, что наиболее распространено, подвергается контролю полностью, так .как он образует по всей своей длине одну обкладку конденсатора,. а металлическая пластина

1 и металлическая пластина 4 — другую обкладку конденсатора. Для достоверности контроля щуп 6 в процессе контроля должен контактировать с каждым концом проводника, а если проводник разветвленный, то с концом каждой ветви. Если проводник на печатной плате имеет обрыв (фиг. За), то емкость, измеренная в одной из точек

21 или 22, будет как минимум в два раза меньше, чем эталонная для целого проводника. Если проводник на печатной плате имеет обрыв (фиг. Зб), то емкость, измеренная в.точке 21, будет незначительно отличаться от заданной и может находиться в пределах допуска, но зато прн замере емкости !

1 ° ,в точке 22 значение ее будет во много раз отличаться от заданной. Извест но, что емкость прямо пропорциональна площади обкладок конденсатора, поэтому, зная топологию печатной платы, устройство управления всегда может рассчитать достаточно точно местонахождение обрыва. В случае ветвистого проводника (фиг. Зв) местоположение обрыва находят путем замера емкости в точках 21 и 22 (в этих точках емкость одинакова) и пересчета ее в площадь проводников или замера емкости в точках 23 — 25 и пересчета ее в площадь, Зная топологию печатной платы, можно определить местонахождение обрыва. Если проводники на печатной плате с площадью одного порядка имеют короткое замыкание один с другим (фиг. 3 r) то электричес- . кая емкость, замеренная в точках 2124, будет иметь одну величину и не менее чем в два раза превосходить величину емкости проводника, имеющего меньшую площадь. Если проводники на печатной плате, имеющие площади, резко отличающиеся один от другого, имеют короткое замыкание один с другим (фиг. 3 p), то электрическая емкость, замеренная в точках 21 22, будет мало отличаться от эталонной и может находиться в пределах допуска, но зато при замере емкости в точ5 t0

ЗО

35 ках 23 и 24 значение емкости будет гораздо больше, чем значение емкости для эталонного проводника, и равно емкости, замеренной в точках 21 и 22.

Таким образом, из указанных примеров следует, что предлагаемое устройство контроля печатных плат способно обнаруживать неисправности типа обрыва и короткогозамыкания на печатных платах, а также достаточно точно определять местонахождение неисправности типа обрыва.

Кроме того, зная замеренные емкости проводников на печатной плате и значение емкостей эталонной печатной платы или расчетные значения емкостей проводников, устройство управления путем пересчета емкостей в площади проводников . определяет величины перетравов и недотравов, контролируя не только качество изготовленной печатной платы, но и соблюдение технологии при изготовлении печатных плат.

Устройство работает следующим образом.

Печатную плату 3 помещают между металлической пластиной 4 с изолирующей прокладкой 5 и металлической пластиной 1 с изолирующей прокладкой

2, расположенными на координатном столе 9. Координатный стол позиционирует печатную плату 3 относительно щупа 6.

Щуп 6 с помощью привода 10 опускается в нижнее положение, причем его подпружиненный контакт, проходя через отверстия в металлической пластине 4 и изолирующей прокладке 5, не касается металлической пластины 4 и контактирует с проводниками на печатной плате 3. При контакте щупа 6 с проводником на печатной плате устройство управления считывает показания измерителя емкостного сопротивления и сравнивает их с эталонными значениями, подготовленными заранее либо расчетным путем, либо путем снятия вели.чин емкостей проводников на эталонной плате.

Устройство контроля печатных плат (фиг.5) работает следующим образом.

Печатную плату размещают на метал" лической пластине 1 с изолирующей прокладкой 2. Координатный стол 9 по" зиционирует печатную плату 3 относительно щупа 6. Щуп 6 и пластина 14 с диэлектрической прокладкой 15 с помощью привода 10 опускается в нижнее положение. Металлическая пластина 14 с изолирующей прокладкой 15 прижима1580597 ется к свободной стороне испытуемой печатной платы, образуя с проводниками, расположенными на этой стороне печатной платы обкладку конденсатоФ

5 ра, а щуп б контактирует с контактной площадкой контролируемой печатной платы. За счет увеличенных размеров пластины 14 и прокладки 15 конденсатор образуется даже при контроле проводников, расположенных на краю печатной платы. В остальном работа данного устройства аналогична работе устройства, представленного на фиг.4.

Устройство контроля двусторонних печатных плат (фиг.b) работает следующим образом. Щуп 20 с помощью привода 10 опускается в нижнее положение.

Контакт щупа 20, проникая через переходные отверстия печатных плат 3 и 17 20 пластин 19 и 4 и прокладок 18 и 5, последовательно контактирует с металлизацией переходных отверстий контролируемых печатных плат 3 и 17, Устройство 13 управления последовательно считывает с измерителя 7 емкостного сопротивления информацию о величине емкостей проводников на испытываемых печатных платах 17 и 13, В остальном работа данного устройства аналогична

„30 работе устройства, представленного на фиг. 4.

Приведенные примеры конкретного выполнения не являются единственно возможными. Устройства, представленные

HG фи1 . 1 > 4-"6, способны IcoHTpoJIHpo вать многослойные печатные платы. Для этого экранирующие слои многослойных печатных плат необходимо ""í""çÿòü в процессе контроля с перьыч выво:юм измерителя емкостного сопротивления 7. Дополнительно установленные щупы, связанные с одним и тем же приводом 10, а также связанные через управляемый устройством 13 управления коммутаА.g тор с измерителем 7 емкостного сопротивления, увеличат в несколько раз производительность устройства для контроля одновременно нескольких печатных плат.

Формула изобретения

1. Устройство для контроля многослойных печатных плат, содержащее токопроводящую пластину с изолирующей прокладкой, выполненной с возможностью размещения на ней контролируемой печатной платы, подпружиненный щуп, измеритель емкостного сопротивления, первый вход которого соединен с токопроводящей пластиной, а второй — с подпружиненным щупом, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности и производительности контроля многослойных печатных плат, в устройство дополнительно введена вторая токопроводящая пластина,,соединенная с первым входом измерите( ля емкостного сопротивления, и вторая изолирующая прокладка, размещенная напротив первой изолирующей прокладки с возможностью зажима между ними контролируемой: печатной платы, причем во второй токопроводящей пластине и второй изолирующей прокладке выполнены отверстия для доступа щупа к проводникам печатной платы.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что отверстия во второй токопроводящей пластине и второй

;изолирующей прокладке размещены рав номерно.в узлах координатной сетки контролируемой платы.

3, Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что отверстия во второй токоправодящей пластине и второй изолирующей прокладке снаб1жены диэлектрическими кондукторными втулками, 1550597

27 гг гг гг

zr г1 г гг гг ze

1580597

ЧЬг.5

Составитель Н.Шмелев

Редактор А.Козориз Техред М.Ходанич

Корректор Л.Патай

Заказ 2024

Подписное

Тираж 695

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

tt tt