Устройство для контроля металлизации отверстий в печатных платах

 

»« 1З г2 «=Ф » . /1 E с 1

iiii634293

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ к авторском свидетельству (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.09.75 (21) 2179342/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет2 (51) М. Кл

Q 06 F- 15/46

Н 06 К 3/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам нзооретеннй н открытий (43) Опубликовано 25.11.78,)эюллетень № 43 (53) УДК 621.396 (088.8) (45) Дата опубликования описания 28.11 .78 (72) Авторы изобретения

Ю. И. Шарапов, А. А. Новиков, Б. Н. Перекатов, В. И. Романов и Т. Г. Чучкина (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ МЕТАЛЛИЗА11ИИ ОТВЕРСТИЙ

В ПЕЧАТНЫХ ПЛАТАХ

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано при неразрушающем контВ роле качества металлизации отверстий в печатных платах.

Известно устройство (1) для неразрушающего контроля качества металлизации от5 верстий в печатных платах путем измерения сопротивления металлического слоя в этих отверстиях четырехзондовым методом.

Оно состоит из ручного манипулятора, на котором установлены два токовых и два из- 1о мерительных зонда, и измерительного блока, содержащего генератор тока и измеритель напряжения (вольтметр) со стрелочным отсчетом.

Недостатком устройства является низкая скорость работы, обусловленная необходимостью применения ручных операций при контроле, и недостаточная достоверность, вытекающая из субъективности оценки результата контроля.

Наиболее близким техническим решением

20 является устройство (2), содержащее блок программного управления, соединенный с координатным позиционером с размещенными в нем двумя токовыми и двумя измерительными зондами, подключенными соответственно к генератору тока и измерителю напряжения, и блок регистрации.

Недостатком данного технического решения также является невысокая достоверность и низкое быстродействие при контроле большого количества отверстий, вызываемые необходимостью применения ручного труда для установки зондов и оценки резул ьтата.

Целью предлагаемого изобретения является повышение быстродействия устройства при контроле множества отверстий на одной печатной плате и увеличение достоверности оценки результата.

Данная цель достигается тем, что в устройство включены сумматор, первый и второй регистры и последовательно соединенные программный распределитель, блок сравнения, блок вывода и преобразователь кодов, второй вход которого через сумматор соединен с блоком программного управления, а выход — с блоком регистрации, вход первого регистра соединен с выходом измерителя напряжения, а выход — с третьим

/) с

634290 3 входом преобразователя кодов и вторым входом блока сравнения, третий вход которого подсоединен ко второму регистру, вход и второй выход программного распределителя соединены с генератором тока, а третий выход — с блоком программного управления.

Блок-схема устройства приведена на чертеже.

Устройство состоит из блока программного управления 1, координатного позиционера 2, имеющего исполнительный узел 3 и зажимное устройство 4 для закрепления платы, первой зондовой головки 5 с токовым 6 и измерительным 7 зондами, второй зондовой головки 8 с токовым 9 и измерительным

10 -зондами, программного распределителя

11, генератора тока 12, измерителя напряжения 13, первого регистра 14, второго регистра 15, блока сравнения 16, блока вывода 17, сумматора 18, преобразователя кодов 19 и блока регистрации 20.

Управляющий выход блока программного управления 1 связан с координатным позиционером 2 шинами управления и обратной связи. Этот блок служит для автоматического программного управления позиционированием и подачей инструментов, установленных на исполнительном узле 3. Носителем программы может быть стандартная перфолента. Зондовые головки 5 и 8 установлены на исполнительном узле 3 в качестве инструментов так, что однотипные зонды противостоящих головок (токовые зонды 6, 9 и измерительные 7, 10) расположены соосно и направлены навстречу друг другу, а в зазоре между ними перпендикулярно к зондам помещается закрепленная в устройстве

4 контролируемая плата 21.

Измерительные зонды 7 и 10 связаны со входом измерителя 13, имеющего кодовый выход измеряемого напряжения. Токовые зонды 6 и 9 параллельно соединены с выходом генератора тока 12 и входом программного распределителя 11.

Распределитель 11 служит для фиксирования момента замыкания цепи токовых зондов, последующей выдачи управляющих сигналов для включения тока, запуска операции контроля и пуска продолжения программы автоматического контроля после окончания контроля очередного отверстия. Второй управляющий выход распределителя 11 связан со входом генератора 12, третий выход— со входом блока программного управления

1, а первый выход — с первым (управляющим) входом блока сравнения !6.

Регистр 15 служит для записи и хранения числа, равного порогу отбраковки контролируемого отверстия по величине измеряемого напряжения (выражающей значение сопротивления) . Регистр 14, связанный с выходом измерителя напряжения 13, является буферным регистром, предназначенным для запоминания кода напряжения, получае5

3S

55 мого от этого измерителя. Выходы регистров 14 и 15 связаны соответственно со вторым и третьим входами блока сравнения 16, который служит для сравнения значения измеренного напряжения с установленной пороговой величиной. Выход этого блока связан со входом блока вывода 17. Выходы регистра 14 и блока вывода 17 связаны соответственно с третьим и первым входами преобразователя кодов 19, служащего для преобразования поступающих на регистрацию кодов в требуемую для регистрирующего устройства форму и для распределения выводимых знаков в соответствии с требуемой формой регистрации.

Второй (кодовый) выход блока программного управления 1 связан со входом сумматора 18, предназначенного для получения абсолютных значений координат Х и У контролируемых отверстий на плате путем алгебраического суммирования приращений координат при переходе зондов от одного отверстия к другому. Выход сумматора 18 связан со вторым входом преобразователя кодов 19, выход которого связан с блоком регистрации 20.

В качестве блока 20 может быть использовано цлфропечатающее устройство, а в качестве координатного позиционера 2 может быть использован сверлильный станок с программным управлением для сверловки печатных плат, имеющий сверлильный и встречно ему расположенный зенковальный шпиндели. В этом случае механизм подачи зенковального шпинделя перестраивается на одновременную подачу его со сверлильным шпинделем, напряжение на двигатели вращения шпинделей не подается, а измерительные головки устанавливаются на шпинделях вместо патронов.

Устройство работает следующим образом.

Подлежащая контролю плата 21 закрепляется в зажимном устройстве 4 позиционера 2. Зондовые головки 5, 8 подводятся к исходной точке на плате, от которой начинается контроль согласно программе. В регистр

15 заносится значение пороговой величины напряжения, соответствующей уровню отбраковки некачественных отверстий. В блок вводится программа контроля и производится пуск автоматической работы устройства.

Зондовые головки поочередно подходят к каждому из указанных в программе отверстий и автоматически поджимаются к его контактным площадкам на противоположных сторонах платы.

При наличии металлизации в отверстии соприкосновение токовых зондов 6 и 9 с контактными площадками вызывает замы.кание электрической цепи между этими зондами, в результате чего в распределителе 11 вырабатывается сигнал начала операции контроля. На втором выходе блока 1 появляется задержанный на время дребезга замыкающихся зондов сигнал включения тока, 634290 который подается на генератор тока 12. По этому сигналу из генератора 12 в цепь токовых зондов 6 и 9 подается ток калиброванной величины, например lа, в результате чего между измерительными зондами 7 и 10 создается разность потенциалов, которая по5 дается на вход измерителя напряжения 13.

На выходе измерителя 13 появляется код измеренного напряжения, который принимается в регистр 14. После некоторой задержки, равной времени срабатывания измерителя 13, на первом выходе блока 11 появляется импульс опроса, поступаюший на первый вход блока сравнения 16. На два кодовых входа блока 16 подаются коды из регистров 14 и 15. Сигналы результата опроса, определяющие, превышает или нет измеренное напряжение установленную пороговую величину, с выхода блока 16 поступают на вход блока вывода 17, который вырабатывает сигнал вывода информации.

Этот сигнал и код результата опроса с выхода блока 17 вместе с кодом напряжения из регистра 14 подается на первый вход преобразователя 19. На второй вход преобразователя 19 из сумматора 18 поступают согласно чертежу платы, выполненному в координатной сетке, коды абсолютных координат Х 25 и У проверяемого отверстия. По полученному из блока 17 пусковому сигналу в преобразователе 19 начинается кодопреобразование поданных на его входы чисел в требуемую для регистрации форму и выдача в блок 20 сигналов регистрации информации в такой последовательности, которая удобна потребителю. Например, выводимая информация может быть записана в следующей последовательности: «Номер измерения — Координата Х вЂ” Координата У вЂ” Значение сопротивления — Показатель превышения порога». Номер измерения задается счетчиком числа измерений, входяшим в блок 19.

В устройстве предусмотрены два режима вывода результатов. Первый режим — режим вывода результатов контроля каждого 4О отверстия, и второй режим — режим вывода результатов контроля только бракованных отверстий.

После окончания вывода информации ток, подаваемый в токовые зонды 6, 9 из гене- 45 ратора тока 12, выключается сигналом, поступающим в генератор из распределителя

11. Зондовые головки отводятся от платы и начинается отработка следуюшего кадра программы.

Если после прижатия зондовых головок 5О к плате замыкания токовой цепи не произойдет — из-за полного отсутствия металлизации в отверстии или из-за неправильного позиционирования головок (установки зон дов не на отверстие), — то сигнал начала операции распределителем ll выдан не будет, на третьем его выходе появится сигнал остановки автоматической работы устройства, поступающий в блок 1. Продолжение автоматического контроля по программе после коррекции ошибки производится повторным нажатием пусковой кнопки.

Использование данного устройства дает следующие преимущества: устраняется ручной труд по поиску контролируемого отвер-. стия и установке на него измерительных зондов; исключается вероятность пропуска отверстия, подлежащего контролю, из-за потери внимания; исключается субъективность оценки результата измерения, так как производится объективная регистрация результатов, например, печать; исключается снижение продуктивности труда из-за утомляемости работника прп ручном процессе. В рсзультате применение описанного .втоматического устройства повышает обгцую производительность труда при проверке металлизации большого количества отверстий в nåчатных платах.

Фориуяа изобретения

Устройство для контроля металлизации отверстий в печатных платах, содержашее блок программного управления, соединенный с координатным позицпонером с размещенными в нем двумя токовыми и двумя измерительными зондами, подключенными соответственно к генератору тока и измерителю напряжения, и блок регистрации, oTëí÷àþùåеся тем, что, с целью повышения достоверности контроля и быстродействия устройства, оно содержит сумматор, первый и второй регистры и последовательно соединенные программный распределитель, блок сравнения, блок вывода и преобразователь кодов, второй вход которого через сумматор соединен с блоком программного управления, а выход — с блоком регистрации, вход первого регистра соединен с выходом измерителя напряжения, а выход — с третьим входом преобразователя кодов и вторым входом блока сравнения, третий вход которого подсоединен ко второму регистру, вход и второй выход программного распределителя соединены с генератором тока, а третий выход — с блоком программного управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: !. Патент США М 3766470, кл. 324--64, 13. 08. 73.

2. «Electronic Packaging and Production».

1974, V. 14., _#_åo 88, р. 68.

Составитель В. Дианов

Редактор Д. Мепуришвили Техред О. Луговая Корректор С Шекмар

Заказ 6753, 47 Тираж 784 Подписное

ilHHHI1H Государственного комитета Совета Министров г.СОР

llo делам изобретений и QTKpbl HH

I 1 3035, Москва, Ж-35, Раун сная нао., д. 4/5

Филиал ППГ1 «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Устройство для контроля металлизации отверстий в печатных платах Устройство для контроля металлизации отверстий в печатных платах Устройство для контроля металлизации отверстий в печатных платах Устройство для контроля металлизации отверстий в печатных платах 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может найти применение при неразрушаемом контроле металлизированных переходов печатных плат
Наверх