裸印刷電路板連續檢測用的掃描檢測裝置的製作方法
2023-06-01 08:25:46 1
專利名稱：裸印刷電路板連續檢測用的掃描檢測裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及印刷電路板的自動檢測，更具體地說，涉及在裸印刷電路板上掃描檢測部位以識別連續性並在被證實正確的時候從檢測中消除檢測部位的掃描檢測裝置。
用於檢查印刷電路板的自動檢測設備，很長時間涉及在檢測過程中該印刷電路板被裝在其內的「釘床」檢測夾具(test fixture)的應用。這種檢測夾具包括許多釘形裝載彈簧的檢測探頭，被設置用於在彈簧壓力下與檢測中該電路板(同時又被稱作檢測中的元件或UUT)上被指定的檢測點接觸。布置在印刷電路板上的任何具體電路都可能不同於其它電路，因此，用於在電路板中接觸檢測點的釘床設備，必須為此具體的電路板定做。當待檢測的電路已被設計時，被用於檢查中的檢測點的模式也被選擇，並且檢測探頭的對應排列在該檢測夾具中也被成形。這典型涉及在探頭平板內鑽出一種模式的孔，以匹配被定做的檢測探頭的排列，然後把檢測探頭安裝在探頭平板上鑽好的孔中。該電路板然後被裝於放在該種排列的檢測探頭上的夾具中。在檢測過程中，裝載彈簧的探頭在彈簧壓力下實現與檢測中電路板上的檢測點接觸。電檢測信號於是被從該電路板傳遞給檢測探頭，然後傳遞到夾具的外部，以便與檢測電路板上電路中各檢測點間的連續性或缺少連續性的高速電子檢測分析器連通。
很多方法過去已被採用，用於使探頭和檢測中的電路板實現用於檢測的壓力接觸。這些夾具中的一類是「有線檢測夾具」，在有線檢測夾具中，檢測探頭被分別連線以分開用於從探頭到外部電控檢測分析器傳遞檢測信號的界面觸點。這些有線的檢測夾具經常被稱作「真空檢測夾具」，因為在檢測過程中真空被施加到檢測夾具外殼的內部以壓緊電路板與檢測探頭接觸。類似結構的被定做的有線檢測夾具，也能通過使用除了真空以外的機械裝置施加用於在檢測過程中把電路板壓緊以接觸探頭所必須的彈簧力來實現。
用在有線檢測夾具中的檢測探頭、界面定位銷和傳送器定位銷的絞接或其它連接，可能是時間密集的。然而，在檢測具有複雜排列檢測點的電路板和小產量的電路板中，更大、更複雜和更昂貴的電子檢測分析器不實用，被定做的有線檢測夾具尤其有用。
如前面所提到的，被定做的有線檢測夾具是一類用於從該夾具到外電路檢測器傳送信號的夾具。檢測夾具的另一類是所謂「專用的」檢測夾具，也被稱為「柵格型」夾具，其中電路板上檢測點的隨機圖形為傳送檢測信號至接收器內按柵格圖形配置的界面定位銷的傳送器定位銷所接觸。在這些柵格型檢測器中，固定通常沒有被定做的有線檢測夾具中複雜，並且更簡單。
典型的「專用的」或「柵格型」夾具，包括帶有把柵格基板中的檢測探頭連接到電子檢測分析器中對應的檢測電路上的大量開關的電子檢測跡線。在柵格檢測器的一實施例中，多達40,000個開關被使用。當檢測這樣一個檢測器上的裸電路板時，傳送器夾具支撐其在柵格基板內的柵格型檢測探頭和在檢測的電路板上非柵格型檢測點之間連通的傳送器定位銷。在一現有技術的柵格型夾具中，所謂的「傾斜定位銷」被用作傳送器定位銷。該傾斜定位銷是裝在作為傳送器定位銷一部分的傳送器平板內對應的預鑽孔中的筆直的固體定位銷。該傾斜定位銷能以各種方向傾斜，以從該電路板上非柵格隨機圖形的檢測點至柵格基板中的柵格圖形檢測探頭傳送分開的檢測信號。
傳送器夾具能夠構成並與由例如Lexan的塑料製成的許多傳送器平板組裝。傳送器平板被堆積在相互垂直對準的對應組分隔器之間的夾具中，以構成圍繞夾具周邊的「遠離」分隔。分隔器將轉送器平板夾持在互相垂直分開且相當平行的固定位置上。在夾具每一高度的傳送器平板具有在傳送器夾具中控制每一傾斜定位銷位置的預鑽定位孔圖形。
當印刷電路板上的檢測點定位在非常接近一起並且非常細時，許多問題就與這些類型的檢測夾具相關。單獨的檢測點一般被稱作檢測墊(test pad)，並且一組檢測墊一般被稱為檢測組件(testpack)。當傾斜的定位銷接觸非常細的檢測墊時，該墊可被傾斜定位銷擠壓或彎曲。取決於對檢測墊的損壞程度和它們定位有多接近，單獨的墊在檢測過程中可被永久短路在一起。
與這些類型的檢測夾具一起發生的第二個問題是當墊非常接近地被隔開時，難以為檢測組件獲取精確的檢測結果。當墊非常接近的被分開時，把傾斜的定位銷引導到該組件內的每一墊上就變得非常困難。檢測定位銷的輕微偏移能夠影響檢測結果，降低檢測的精確性。
遇到的第三個問題是，組件所具有的墊的柵格密度大於檢測探頭的柵格密度，例如當該檢測組件作為球形柵格陣列(BGA)或方形扁平組件(QFP)成形時。在這種情況下沒有足夠的傳送定位銷適用於檢測每一檢測墊，並且該組件的細緻檢測是不可能的。
為了解決(address)這些問題，一種能準確且安全地檢測具有小尺寸的檢測組件的電路板的印刷電路板檢測夾具被開發，它包括被定位在該夾具中對應一組被非常接近地分開的檢測點待被檢測的印刷電路板上位置的氣動短路平板。一個孔被對應於該短路平板尺寸貫穿該傳送器上平板，以讓該短路平板嚙合檢測中的元件。柔性導電媒介層被定位於該短路平板的上表面之上，以與這些檢測點電連接。該短路平板包括一用於固定到向下延伸穿過傳送平板層的氣缸上的撳鈕連接件。氣缸則通過一咬入被緊緊固定到夾具的傳送器下平板上的基板插座內的基板插頭，被固定在該夾具的底部。
在檢測中的元件的檢測過程中，氣缸被供以能量，抬升短路平板與檢測組件接觸，有效地使它們一起短路，用於不彎曲或損壞檢測點的檢測。
這種方法的問題是，因為所有的檢測部位在檢測過程中被一起短路，所以不能確定是否組件內的一或更多個單獨的檢測部位不正確地被一起短路。
用於檢測被緊密分隔開的檢測組件的另一種方法是用浮動探測器在組件內接觸每一墊。探測器通常執行隔離檢測和連續檢測兩種類型的檢測。在隔離檢測中，探測器將接觸兩個網路(network)中的一點。在連續檢測中，每一檢測墊必須被接觸。這種連續性的檢測方法是不希望有的，因為接觸每一檢測墊的過程消耗時間過多。
因此，需要存在一種改進的檢測設備，用於迅速產生檢測結果的對裸印刷電路板進行連續檢測。
本發明包括裸印刷電路板連續檢測用的掃描檢測機器。以前在印刷電路板的連續檢測中，檢測器實際上接觸電路板上100％的檢測部位，以檢驗電路板的潛在問題。相反，本發明的掃描檢測機器沒有檢測電路板以確定問題，而是迅速掃描電路板以找到合適的連接然後從該檢測跡線中消除那些檢測部位。本發明能迅速消除所有檢測部位的80％到90％，其中剩餘的檢測部位能通過傳統方法，例如通過探測器來檢測。本發明的掃描檢測機器包括其尺寸能覆蓋待檢測印刷電路板的整個上下表面的導電與柔順材料制的上層和導電與柔順材料制的下層。電流被引入使印刷電路板上的電路短路的導電層。一排電刷穿過上和下導電層中的一個或兩個延伸。每一單獨的電刷被用線連到一電路板上用纜線連到電子測量儀表上分散的開關上。
檢測中的元件通過上和下導電層，並且電刷在它們從檢測點上經過時接通。當電刷被接通時，它就給電子測量儀表發出檢測信號。電子測量儀表包括具有為具體檢測中的元件存儲的數據的軟體。被存儲的數據同來自於電刷的檢測數據比較，如果它們相匹配，那些檢測位置就從進一步檢測中被去除。
本發明的這些和其它方面，將參考下面的詳細描述和附圖來更完整地理解。
圖1是本發明的掃描檢測裝置的示意側視圖；圖2a-2d是電刷和由圖1中掃描檢測裝置產生的檢測信號的詳細示意圖；以及圖3是首先供選擇的實施例的掃描檢測裝置的示意側視圖。
本發明的掃描檢測裝置10的一實施例被表示在圖1中。該掃描檢測裝置包括一上短路層12和一下短路層14，其在檢測過程中將待檢測的印刷電路板或檢測中的元件16夾在當中。上短路層包括內導電層例如導電性織物或金屬18，和外柔順層例如泡沫材料20。類似地，下短路層包括與上短路層同樣材料製成的內導電層22和外柔順層24。作為一種替換，上短路層12與下短路層14可包括既是導電性也是柔性例如導電橡膠的單一材料。
跨過上短路層和下短路層中的一個或兩個延伸的是一排電刷26，它們中僅有一個被表示在圖1的上短路層12中。每一電刷被用電線連接到分散在印刷電路板28上的開關上。印刷電路板28通過電纜32被連接到電子測量儀表30上。
上短路層和下短路層在檢測過程中必須接觸處在檢測中的整個元件，除了比該檢測元件寬度寬的該排電刷。如果一排電刷既被設置在上短路層也被設置在下短路層中，它們就必須被互相偏置，以便在沿印刷電路板長度的同一位置不接觸檢測中的元件。檢測中的元件16被夾在通過將電流引入短路層的導電層使檢測中的元件雙側短路的上短路層和下短路層之間。在短路電流被引入檢測中的元件時，它由推動杆34推到電刷26下面。推桿34被氣壓缸、液壓缸或直線電機36驅動。
檢測中的元件16包括通過跡線連接的許多檢測墊，例如如圖2a所示為跡線39連接的檢測墊38和40。如圖2a-2d所示，當檢測中的元件16通過位於電刷26下面的單個檢測墊38和39時，如果被合適的連接並且載有電流，將接通接觸檢測墊的單個電刷。被接通的電刷將一信號發送給通過編程進電子測量儀表中的軟體產生用於檢測墊38和40的第一檢測圖象42和44的電子測量儀表。檢測中的元件上的單個檢測墊將在尺寸上相異並且可與鄰接的電刷的精確寬度不一致。結果，所產生的第一檢測圖象42和44將與被可能並不是檢測墊本身精確實際尺寸的檢測墊所接通的電刷的寬度相一致。第一檢測圖象42和44當檢測中的元件在電刷下沿方向46通過時產生。由於第一檢測圖象可能大於實際的檢測墊，所以檢測中的元件被旋轉90度並且在電刷下沿方向48第二次通過。由於電刷第二次接觸檢測墊38和40，所以它們將產生對應於該檢測墊第二尺度(dimension)的第二檢測圖象50和52。用於電子測量儀表的軟體然後如圖2c所示把第二檢測圖象重疊到第一檢測圖象上，使得到了位於對應於檢測墊38和40的第一和第二檢測圖象間重疊區域中的最終檢測圖象54和56。最終檢測圖象然後被與包含在軟體中的網狀表格數據或檢測墊數據相比較。該軟體對被存儲的數據和被掃描的數據進行比較，並且如果它們相匹配，軟體就會從擬通過傳統裝置(例如通過探測器)完成的隨後的連續檢測中消除那些檢測墊。
如果，例如跡線39被斷開並且沒有適當地電連接檢測墊38和40，則電刷將不會產生所需要的最終檢測圖象，並且軟體將把檢測墊38和40認作需要進一步通過探測器連續檢測的潛在問題區域。
本發明通過電掃描電路板並且尋找被正確電連接在電路中的檢測點而從進一步的連續檢測中消除該檢測點。通過消除被正確電連接的檢測點，所有檢測墊中的80％-90％能通過傳統方法從檢測中被消除。本發明的掃描檢測裝置能顯著地減少在裸印刷電路板上進行連續檢測的必要時間。
圖3表示本發明的掃描檢測裝置60的另一實施例。在該掃描檢測裝置中，上和下短路層12和14在圍繞被電機64驅動的輥62周圍的連續環狀物中形成。在這個實施例中，檢測中的元件16為上和下短路層所驅動而經過電刷以產生檢測圖象。
本發明就其實施例已被描述和說明，應被理解的是，本發明並不僅限於此，因為在如此後權利要求所述的本發明的完整意圖範圍內，仍可做出變化和改進。
權利要求
1.一種裸印刷電路板連續檢測用的掃描檢測裝置，包括被配置來使檢測中的元件電氣短路的第一短路層和第二短路層；跨過第一或第二短路層至少之一的寬度延伸的電刷，當該電刷接觸處於檢測中的元件上的檢測點時，用以產生檢測信號；用於移動檢測中的元件通過電刷的裝置；以及被電連接到電刷上，以接收用於與被存儲的數據比較並從進一步檢測中消除的檢測信號的電子檢測儀表。
2.根據權利要求1的掃描檢測裝置，其中第一和第二短路層包括一與檢測中的元件鄰接的導電層，和一與背對檢測中的元件的導電層鄰接的單獨的柔順層。
3.根據權利要求2的掃描檢測裝置，其中導電層是導電性織物並且柔順層是泡沫材料。
4.根據權利要求1的掃描檢測裝置，其中第一和第二短路層是單一的導電和柔順層。
5.根據權利要求4的掃描檢測裝置，其中該導電和柔順層是導電橡膠。
6.根據權利要求1的掃描檢測裝置，其中電刷跨過處於檢測中的元件的相反兩側上面互相偏置的第一和第二短路層延伸。
7.根據權利要求1的掃描檢測裝置，其中該電刷是一排刷子。
8.根據權利要求7的掃描檢測裝置，其中該刷子通過開關電連接到印刷電路板上。
9.根據權利要求1的掃描檢測裝置，其中該移動裝置是推桿。
10.根據權利要求1的掃描檢測裝置，其中該移動裝置是在圍繞許多旋轉輥的連續環狀物中形成的第一和第二短路層。
11.裸印刷電路板連續檢測用的掃描檢測裝置，包括用於將短路電流引入檢測中的元件的裝置；通過接帚掃描位於檢測中的元件上的檢測部位以產生檢測信號的裝置；用於移動檢測中的元件與該接帚掃描裝置接觸的裝置；以及用於比較檢測信號和被存儲的檢測數據，並且如果檢測信號與被存儲的檢測數據相匹配時即從進一步檢測中消除該檢測部位的裝置。
12.根據權利要求11的掃描檢測裝置，其中用於把短路電流引入檢測中的元件的裝置是定位於檢測中的元件相反兩側的第一和第二短路層。
13.根據權利要求12的掃描裝置，其中第一和第二短路層包括一導電層和一柔順層。
14.根據權利要求13的掃描檢測裝置，其中用於產生檢測信號的裝置，包括跨過第一和第二短路層至少之一寬度延伸的電刷。
15.根據權利要求14的掃描檢測裝置，其中該電刷是一排刷子。
16.根據權利要求14的掃描檢測裝置，其中電刷跨過處於檢測中的元件相反兩側上面互相偏置的第一和第二短路層延伸。
17.根據權利要求15的掃描檢測裝置，其中該刷子通過開關電連接到印刷電路板上。
18.根據權利要求11的掃描檢測裝置，其中用於移動檢測中的元件與接帚掃描裝置接觸的裝置是推桿。
19.根據權利要求12的掃描檢測裝置，其中用於移動檢測中的元件與接帚掃描裝置接觸的裝置是在圍繞許多可轉動輥的連續性環狀物中形成的第一和第二短路層。
20.一種連續檢測印刷電路板的方法，包括以下步驟使印刷電路板短路；對印刷電路板上檢測部位進行接帚掃描；從該檢測點產生檢測信號；將檢測信號與控制數據比較；以及如果檢測信號與控制數據相匹配，則從進一步檢測中消除該檢測部位。
全文摘要
一種裸印刷電路板連續檢測用的掃描檢測裝置,具有定位於鄰接檢測中的元件的第一短路層和第二短路層,以對處於檢測中的元件上的電路短路。第一和第二短路層中至少之一包括一排電刷,與檢測中的元件被移動穿過電刷一樣,當電刷與處於檢測中的元件上的檢測部位接觸時,用於產生檢測信號。電子檢測儀表電連接到電刷上,用於接收檢測信號以同被存儲的數據比較,且當和被存儲的數據相匹配時從進一步檢測中消除該檢測信號。
文檔編號G01R31/28GK1262442SQ9911862
公開日2000年8月9日 申請日期1999年9月8日 優先權日1999年1月22日
發明者馬克·A·斯瓦特 申請人:德拉瓦資本形成公司