Устройство для контроля печатных плат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскии

Социалистическик

Республик 1 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 2311,79 (21) 2844937/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 1gp881, Бюллетень № 30

Дата опубликования описания 1508,81 (51)М. Кл З

G 01 R 31/02

Государствеииый комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК б 21, 317. ,333(088.8) (72) Автор изобретения

В. К. Додока (71) Заяви ель (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, содержащее блок ввода программ, коммутатор задания, коммутатор опроса, блок коммутационных ключей задания и опроса, контактную матрицу, генератор одиночных импульсов, узел блокировки адресов, Измерительный блок, блок памяти, блок вывода информации, блок управления и блок обнаружения короткого замыкания j 1 . 15

Недостатками данного устройства являются малая достоверность контроля, обусловленная низкой надежностью технических контактных матриц, коммутационных ключей и неодинаковьм пере- 20 ходньм сопротивлением между штырями контактной матрицы н контактными площадками печатной. платы и высокая стоимость контактных матриц, обусловленная сложностью изготовления, 25

Известно телевизионное устройство для контроля печатных плат, содержащее две телевизионные камеры, устройсвто сравнения, контрольный телевизор, вход которого соединен с выхо- 30 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 те левизора P2). ,Не остатком устройства является низкая достоверность контроля вследствие того, что для считывания иэображений телевизионным методом необходимо ярко освещать печатную плату, При этом возникают блики от яркоосвещенных дорожек, снижакщие точность считывания и, следовательно, достоверность его контроля. Кроме того, из-sa низкой разрешающей способности передающей телевизионной камеры оно не позволяет обнаружить микроскопические трещины и перемычки, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для контроля печатных плат, содержащее металлическую пластину, эталонную плату,,соединенную электронным лучом с первым входом

855544 электронного прожектора, второй вход которого соединен с первым выходом блока развертки, соединенного ВТорым выходом с первым входом задатчика координат, последовательно соединенные блок памяти и блок сравнения, блок регистрации, соединенный 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 платы 15 преобразованное в последовательность электрических сигналов, поступает в блок памяти,а от проверяемой платы— н блок сравнения, куда поступают сигналы из блока памяти, В случае 20 идентичности плат на выходе блока сравнения сигнал равен нулю, На экране монитора изображения нет. Если есть ошибка, на экране появляется засветка, соответствующая месту неиспранности, а маркер выдает координаты неисправности 31.

Недостатками известного устройства являются низкая дОстоверность контроля из-за наличия бликов от яркоосвещенных дорожек и ограниченные функциональные нозможности, обусловленные тем, что устройства не позволяет контролировать целостность металлизированных отверстий и наличие микротрещин и микроперемычек, Цель изобретения — расширение функциональных возможностей и повышение достоверности контроля печатных плат.

Поставленная цель достигается 40 тем, что в устройство для контроля печатных плат, содержащее металлическую пластину, эталонную плату, соединенную электронныМ лучом с первым входом электронного прожектора, 45 второй нход которого соединен с первым выходом блока развертки, со- . единенного вторым выходом с перным входом задатчика координат, последовательно соединенные блок памяти и блок сравнения, блок регистрации, соединенный входом с выходом задатчика координат, блок управления, выхо- ° ды которого соединены с соответствующими входами блока развертки, блока памяги, блока сравнения, блока регистрации и вторым входом задатчика координат, а вход — с вйходом блока сравнения, введенЫ диэлектрическая прокладка, установленная между металлической пластиной и контролируе- go мой печатной платой, блок заряда, ключ и видеоусилитель, пеный вход которого соединен с выходом электронного прожектора, второй вход — с металлической пластиной, а первый и BTQ $5 рой выходы — с соотнетстнующими входами блока памяти и блока сравнения, первый выход блока заряда соединен с металлической пластиной, второй выход - c первым входом ключа, второй вход которого соединен с соответствующим выходом блока управления, а выход — со входом контролируемой печатной платы, На чертеже приведена структурная 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 X), второй — смещение по кадру {координата У). Каждый проводник печатной платы 10 вместе с металлической пластиной 12 образует конденсатор, емкость которого пропорциональна площади пронодника, Устройство работает следующим образом, Блок 9 заряда заряжает проводники эталонной платы 10 положительно относительно 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, попадая на каждый металлический проводник платы 10, разряжает конденсатор, образованный этим проводником и пластиной 12, В цепи, соединяющей пластину 12 с видеоусилителем 4, нозникает ток разряда, величина и длительность которого пропорциональны емкости каждого проводника платы 10, Видеоусилитель 4 усиливает электрические сигналы, характеризующие разрядные токи отдельных проводников (конденсаторов) платы 10 и подает йх синхронно с движением электронного луча для записи н блок 5. Блок 8 синхронизирует работу блока 3, задатчика 2, блока 5, блока б, блока 7 и ключа 11. После окончания записи эталонных сигнеяоз

855544 эталонная плата 10 снижается и контролю подвергает ся испытываемая плата 10.

Процесс заряда проводников платы 10 и разряда их электронным лучом повторяется, но электрические сигналы, характеризующие токи разряда проводников (конденсаторов) испытываемой платы 10, из видеоуснлителя 4 поступают на блок 6, куда синхронно из блока 5 памяти поступают электрические сигналы, характеризующие токи разряда соответствующих проводников эталонной платы. Начало движения луча прожектора 1, выдача и запись электрических сигналов в блок 5, работа блока 6 задается блоком 8. Если ис- 15 пытываемая печатная плата 10 не имеет неисправностей, сигнал неисправности на выходе блока 6 отсутствует.

При наличии неисправнос.: эй на плате

10 сигналы, поступающие в блок 6 20 из видеоусилителя 4 и блока 5, различны, поэтому блок 6 вырабатываЪт разностный сигнал, который подается на блок 8. Блок 8 разрешает задатчику передать показания счетчиков блока в блок 7. Одновременно в блок от блока 8 поступает признак неисправности и разрешение начать 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. Крроткое замыкание проводников приводит к увеличению емкости проверяемого проводника, исключает ток разряда другого короткоэамкнутого с ним проводника. 40

Таким 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 не телевизионный, а электрический контроль печатной платы, при этом проверяется не только топология лицевой стороны платы, а одновременно целостность всей дорожки на обеих сторонах платы, металлизация отверстий перехода, так как

1 величина емкости образованных конденсаторов определяется всей длиной проводника, независимо от того, на какой стороне платы 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, соединенного вторым выходом с первьм входом за датчика 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, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей и повыаения достоверности контроля, в него введены диэлехтрическая прокладка, установленная между металлической пластиной и контролируемой печатной платой, блок заряда, ключ и видеоусилитель, первый вход которого соединен с выходом электронного прожектора, второй вход - с металлической пластиной,а первый и второй выходы — с соответствующими входами блока памяти и блока сравнения, первый выход блока заряда соединен с металлической пластиной,. второй выход — с первьал входом ключа, второй вход которого соединен с соответствующим выходом блока управления, а выход — со входом контролируемой печатной платы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

В 4 5299, кл. 6 01 R 31/02, 1974, 2. Патент Франции В 2094751, кл. 6 01 R 31/00, 1975, 3. Патент Великобритании

У 1288936, кл. 6! А, 1976 (прототип), 855544 ! !

Составитель B. Дворкин

Редактор К. Волощук Техред С. Мигунова КорректорH. Швыцкая

Заказ 6899/63 Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4