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Title:
TEST ADAPTOR DEVICE FOR TESTING CIRCUIT BOARDS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/048981
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a test adaptor device for testing circuit boards, comprising a printed board that is disposed between a circuit board and an arrangement of testing equipment in the signal transfer path, and a connecting means which is arranged thereupon and electrically connects the printed board to a terminal interface of the arrangement of testing equipment. According to the invention, the connecting means is formed by the printed board.

Inventors:
RATZKY BRUNO (DE)
Application Number:
PCT/DE2003/003882
Publication Date:
June 10, 2004
Filing Date:
November 24, 2003
Export Citation:
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Assignee:
RATZKY BRUNO (DE)
International Classes:
G01R1/073; (IPC1-7): G01R1/073
Domestic Patent References:
WO1995035648A11995-12-28
Foreign References:
US6047469A2000-04-11
DE9013643U11991-02-07
Attorney, Agent or Firm:
Pietruk, Claus Peter (Karlsruhe, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Prüfadaptervorrichtung für die Schaltungsplatinenprüfung mit einer Leiterplatte im Signaltransferweg zwischen ei ner Schaltungsplatine und einer Prüfgeräteanordnung und einem Verbindungsmittel daran für den elektrischen An schluss der Leiterplatte an eine Anschlussschnittstelle der Prüfgeräteanordnung, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmittel durch die Leiterplatte gebildet ist.
2. Prüfadaptervorrichtung für die Schaltungsplatinenprüfung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte zumindest im Wesentlichen eben aus gebildet ist.
3. Prüfadaptervorrichtung für die Schaltungsplatinenprüfung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeich net, dass die Vorrichtung eine Vielzahl von Leiterplat ten, bevorzugt übereinander angeordnet, umfaßt.
4. Prüfadaptervorrichtung für die Schaltungsplatinenprüfung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Leiterplatte mindestens eine Leiter bahn, bevorzugt der Dicke 0,035 bis 2mm, besonders bevor zugt der Dicke 0,07 bis 0,5 mm, umfaßt, die elektrische Signale entlang eines Weges leitet.
5. Prüfadaptervorrichtung für die Schaltungsplatinenprüfung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Leiterbahn aus einem ätzbaren Materi al, bevorzugt einer CuZnLegierung besteht.
6. Prüfadaptervorrichtung für die Schaltungsplatinenprüfung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Leiterplatte mindestens eine elek trisch isolierende, bevorzugt ätzbeständige und/oder fle xible Trägerplatte umfaßt.
7. Prüfadaptervorrichtung für die Schaltungsplatinenprüfung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Leiterbahnen in der Leiterplatte so ausgebildet sind, dass sie sich durch Abnehmen und/oder Schneiden und/oder Ankleben in ihrem Verlauf ändern las sen.
8. Prüfadaptervorrichtung für die Schaltungsplatinenprüfung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass der Signaltransferweg elektrisch leitende Kontaktstifte, die bevorzugt in die Leiterbahnen einge presst sind, zwischen der Schaltungsplatine und der Lei terplatte umfaßt.
9. Prüfadaptervorrichtung für die Schaltungsplatinenprüfung nach dem vorhergehenden Anspruch 8, dadurch gekennzeich net, dass die Kontaktstifte durch eine die Kontaktstifte stabilisierende Nadelträgerplatte, die bevorzugt auf der Leiterplatte aufliegt, geführt sind.
10. Prüfadaptervorrichtung für die Schaltungsplatinenprüfung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Anschlussschnittstelle eine Vielzahl' von Kontaktnadeln, die bevorzugt durch eine Selektions platte geführt sind, aufweist.
11. Prüfadaptervorrichtung für die Schaltungsplatinenprüfung nach dem vorhergehenden Anspruch 10, dadurch gekennzeich net, dass die Selektionsplatte an der Leiterplatte auf liegt, besonders bevorzugt an der Nadelträgerplatte ge genüberliegenden Seite der Leiterplatte.
12. Prüfadaptervorrichtung für die Schaltungsplatinenprüfung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Verbindungsmittel durch Leiterbahnen gebildet sind.
13. Prüfadaptervorrichtung für die Schaltungsplatinenprüfung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Kontaktstifte die Leiterbahnen von der einen Seite der Leiterplatte kontaktieren, die Kontaktna deln die Leiterbahnen von der gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte kontaktieren.
14. Prüfadaptervorrichtung für die Schaltungsplatinenprüfung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass der Anschlusskontakt der Schnittstelle, der mit einem bestimmten Prüfkontakt der Schaltungsplati ne verbunden werden soll, unter Berücksichtigung der Lage des Prüfkontaktes auf der Schaltungsplatine ausgewählt wird, insbesondere so, dass die Verbindung kurz ist und frei von Überkreuzungen mit anderen Verbindungen ist.
15. Verfahren zum Prüfen einer Schaltungsplatine unter Ver wendung eines Prüfadapters nach Anspruch 1.
16. Verfahren zur Schaltungsplatinenprüfung, dadurch gekenn zeichnet, dass auf der Schaltungsplatine die Lage eines Prüfkontaktes bestimmt wird, dass zur kurzen und/oder überkreuzungsfreien Verbindung mit dem Prüfkontakt ein Schnittstellenkontakt einer Prüfgeräteanordnung zum Prü fen der Funktionaltität der Schaltungsplatine bestimmt wird und ein Verbindungsmittel derart hergestellt wird, dass es diese kurze und/oder überkreuzungsfreie Verbin dungen zwischen dem Prüfkontakt und dem Schnittstellen kontakt erlaubt und dem so ausgewählten Kontakt ein ent sprechender Einund/oder Ausgang zum Senden und/oder Empfangen von elektrischen Signalen zugeordnet wird.
Description:
Titel : "Prüfadaptervorrichtung für die Schaltungsplatinen- prüfung" Beschreibung Die vorliegende Erfindung betrifft das oberbegrifflich Bean- spruchte und befasst sich somit mit dem elektrischen Verbin- den einer Schaltungsplatine mit einer Schnittstelle einer Prüfgeräteanordnung.

Während der Produktion von Schaltungsplatinen ist es üblich, diese auf ihre Funktionalität zu prüfen. Dazu wird die zu prüfende Schaltungsplatine an vorbestimmten Prüfkontakten mit einer Anschlussschnittstelle einer Prüfgeräteanordnung elek- trisch verbunden. Über diese Verbindungen werden nun elektri- sche Signale und Betriebsspannungen zu der Schaltungsplatine geleitet und aus der Schaltungsplatine kommende elektrische Signale gemessen. So kann der Fachmann oder gegebenenfalls eine Prüfgeräteanordnung entscheiden, ob. die Schaltungsplati- ne bzw. Bauteile darauf wie vorgesehen funktionieren.

Die Prüfgeräteanordnungen weisen nun oftmals an der Schnitt- stelle eine standardisierte Anordnung von Kontaktstellen auf.

Um diese Kontaktstellen mit den Prüfkontaktstellen der Schal- tungsplatine wie erforderlich zu verbinden, benutzt man in der Regel Prüfadapter. Solche Prüfadapter verbinden also die zu prüfende Schaltungsplatine mit der Schnittstelle der Prüf- geräteanordnung. Dabei sind diese Prüfadapter in der Regel nicht aktiv am Prüfvorgang beteiligt, sondern leiten ledig- lich die elektrischen Signale von der Schnittstelle der Prüf-

geräteanordnung zur Schaltungsplatine und von der Schaltungs- platine zur Schnittstelle der Prüfgeräteanordnung. Obwohl die Verwendung solcher Prüfadapter vorteilhaft ist, da die Schnittstelle zum Prüfen verschiedenartiger Schaltungsplati- nen in ihrem Aufbau nicht selbst verändert werden muss, son- dern ein separates Bauteil, der Prüfadapter, verwendet werden kann, der die Schnittstelle auf die jeweilige Schaltungspla- tine anpasst, haben bekannte Prüfadapter noch Nachteile.

In der Regel ist nämlich die Schnittstelle der Prüfgerätean- ordnung, mit der die Schaltungsplatine elektrisch verbunden werden soll, als ein Feld von Kontaktstiften, sogenannten Prüffederkontakten, ausgebildet. Diese (ersten) Prüffederkon- takte werden nun mit einer zweiten Gruppe von Kontaktstiften in Kontakt gebracht, die ihrerseits in einer Platte fixiert sind und über einen Draht oder eine Leiterplatte mit einer dritten Gruppe von Kontaktstiften verbunden werden. Erst die Kontaktstifte der dritten Gruppe treten dann in elektrischen Kontakt mit der Schaltungsplatine.

Diese Anordnung ist nachteilig, denn jeder Übergang von einem zum nächsten Bauteil birgt zunächst die Gefahr eines Verbin- dungsfehlers, sei es nun ein Wackelkontakt, ein Kurzschluss oder gar ein völlig fehlender Kontakt ; aber auch beim völlig korrekten Kontakt der Kontaktstifte zueinander ist der elek- trische Widerstand bei diesem Übergang wesentlich größer als innerhalb des Kontaktstiftes selbst. Dadurch wird sowohl das von der Prüfgeräteanordnung zur Schaltungsplatine fließende Signal als auch das Signal von der Schaltungsplatine zur Prüfgeräteanordnung abgeschwächt und/oder verändert. Dadurch ergibt sich insgesamt eine unsichere Messung der Schaltungs- platine. Außerdem ist die Verbindung mit Draht bzw. mit einem

in einer Leiterplatte steckenden Kontaktstift sehr aufwendig.

Im ersten Fall müssen die Kontaktstifte, die die Schnittstel- le kontaktieren, manuell mit den zu der Schaltungsplatine führenden Kontaktstiften verbunden werden, im zweiten Fall müssen die Kontaktstifte, die mit der Schnittstelle verbunden sind, in die Leiterplatte so eingebracht werden, dass sie so- wohl mit dem richtigen Kontaktstift der Schaltungsplatine als auch mit dem richtigen Schnittstellenkontakt verbunden wer- den.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, Neues für die gewerbliche Anwendung bereit zu stellen.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung wird gelöst durch das un- abhängig Beanspruchte. Bevorzugte Ausführungsformen befinden sich in den Unteransprüchen.

Ein erster Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, dass in einer Prüfadaptervorrichtung für die Schaltungsplatinenprüfung mit einer Leiterplatte im Signaltransferweg zwischen einer Schaltungsplatine und einer Prüfgeräteanordnung und einem Verbindungsmittel daran für den elektrischen Anschluss der Leiterplatte an eine Anschluss- schnittstelle der Prüfgeräteanordnung das Verbindungsmittel durch die Leiterplatte gebildet ist.

Diese Vorrichtung weist also nur einen einzigen elektrischen Übergang von der Anschlussschnittstelle der Prüfgeräteanord- nung zur Leiterplatte auf, da das Verbindungsmittel für den elektrischen Anschluss der Schnittstelle an die Leiterplatte ein Teil der Leiterplatte ist. Dadurch verbessert sich die Signalqualität sowohl der eingespeisten als auch der gemesse-

nen Signale. Dies führt u. a. zu einer verbesserten Entschei- dungsfähigkeit, ob die zu prüfende Signalplatine in ihrer Funktionalität den Vorgaben entspricht. Die Verminderung der Übergänge führt weiter insbesondere zu einer Reduzierung der fehlerhaften Kontakte und so zu einer besseren Qualität des- Prüfadapters.

In der vorliegenden Erfindung können und werden bevorzugt die Leiterplatten zumindest im Wesentlichen eben ausgebildet. Da in der Regel die Schaltungsplatine zumindest annähernd eben ausgebildet ist,. kann durch die ebene Ausbildung der Leiter- platte ein standardisierter Abstand zwischen der Leiterplatte und der Schaltungsplatine hergestellt werden. Eine vollkommen ebene Ausbildung der Leiterplatte ist zugleich nicht zwingend erforderlich. Ausreichend ist vielmehr bereits, wenn die Lei- terplatte so eben ausgebildet wird, dass die Kontaktmittel, die die Leiterplatte mit der Schaltungsplatine verbinden, diesen Abstandsunterschied zum Beispiel durch einen federnden Kontakt ausgleichen können.

Anstatt einer einzigen Leiterplatte können auch eine Vielzahl von Leiterplatten, bevorzugt übereinander, in den Signal- transferweg eingebracht werden. Durch die Verwendung mehrerer Leiterplatten ist es möglich, überkreuzende Signaltransferwe- ge zu realisieren. So kann während der eine Signaltransferweg durch eine Leiterbahn ausgebildet ist, der andere, kreuzende Signaltransferweg über eine zweite Leiterbahn in einer zwei- ten Leiterplatte ausgebildet werden. Dadurch kann die Verwen- dung von mehreren Leiterschichten in einer Leiterplatte ver- mieden werden. Da solche mehrschichtigen Leiterplatten (Mul- tilayerplatinen), vor allem in Kleinststückzahlen, sehr viel teurer als mehrere einzelne übereinander anzuordnende Leiter-

platten sind, hat die bevorzugte Anordnung einen deutlichen Kostenvorteil. Im Weiteren können bei einer mehrschichtigen Leiterplatte die mittigen Leiterschichten nicht ohne erhebli- chen Aufwand geändert werden, da der Zugriff auf solche Lei- terschichten durch die äußeren Leiterschichten erschwert wird. Dadurch wird die Möglichkeit schnell und flexibel auf kleine Änderungen der Schaltungsplatine zu reagieren, wesent- lich erschwert. Mit der Erfindung bzw. der bevorzugten Aus- führungen bleiben die Vorteile erhalten.

Die Leiterplatte enthält mindestens eine Leiterbahn, die elektrische Signale entlang eines vorbestimmten Weges leitet.

Somit können die elektrischen Signale gezielt zwischen der Schnittstelle und den Kontaktstiften transportiert werden.

Die Verbindung durch Leiterbahnen ist wesentlich preiswerter und weniger aufwendig als, zum Beispiel ähnliche Verbindungen mit Draht. Die Leiterbahnen können vorher zum Beispiel am Computer leicht entworfen werden und dann maschinell erstellt werden. Auch ist es durch Leiterbahnen möglich, nichtgerade Verbindungen zu schaffen. Dies stellt bei den mit Draht rea- lisierten Verbindungen ein Problem da. Verbindungen mit Draht werden auch in der Regel manuell gefertigt und stellen somit eine große Fehlerquelle da.

Die Leiterbahn hat bevorzugt eine Stärke bzw. Dicke von 0,035 bis 2 mm noch weiter bevorzugt von 0,07 bis 0,5 mm. Dabei richtet sich die Stärke der Leiterbahnen auch nach der benö- tigten Stromstärke der in der Leiterbahn geführten elektri- schen Signale. Die Leiterbahn muss um so stärker gewählt wer- den, je höher diese Stromstärke ist. Mit den angegebenen Di- mensionierungen können Standardleiterplatten verwendet wer- den, was zu einer kostengünstigen Lösung der angegebenen Auf-

gabe führt. Bei einer Stärke der Leiterplatten unter 0,035 mm wird die Leiterbahn sehr empfindlich gegenüber mechanischen Einflüssen, wodurch Störungen beim Verbinden der Schaltungs- platine mit der Schnittstelle der Prüfgeräteanordnung auftre- ten können. Wesentlich dickere Leiter als 0,5 mm ergeben kei- nen weiteren signifikanten Vorteil mehr in ihrer Leitfähig- keit und ihrer Widerstandskraft gegen Umwelteinflüsse, so dass mit weiter zunehmender Stärke primär die Materialkosten steigen, ohne einen wesentlichen wirtschaftlichen Nutzen zu bringen.

Die Leiterbahn besteht bevorzugt aus einem ätzbaren Material, bevorzugt einer Cu-Zn-Legierung. Eine Leiterbahn aus einem ätzbaren Material ermöglicht die Herstellung der Leiterplat- ten über das Ausätzen der isolierenden Grenzschichten aus dem elektrisch leitenden Material. Dies ist eine Standardvorge- hensweise und damit erprobt und kostengünstig.

Die Leiterplatte umfasst bevorzugt eine elektrisch isolieren- de Trägerplatte. Durch diese Trägerplatte werden die Leiter- bahnen miteinander verbunden, so dass eine stabile Einheit entsteht und die Leiterplatte auf der einen Seite einfach handzuhaben ist, auf der anderen Seite aber dennoch eine me- chanisch zuverlässige Verbindung zwischen den Kontaktstiften und der Schnittstelle der Prüfungsanordnung gewährleistet.

Die Trägerplatte ist bevorzugt zumindest partiell flexibel.

Dadurch kann sich die Trägerplatte an die angrenzenden Bau- teile anpassen. Dadurch ist der Kontakt zu den Verbindungen einerseits mit der Schaltungsplatine, als auch mit der Schnittstelle der Prüfgeräteanordnung stabiler und zuverläs- siger. Die flexible Trägerplatte kann einfach, zum Beispiel

durch Schneiden, abgeändert werden, so dass die Leiterplatte einfach und schnell geändert werden kann. Kontaktinseln, die neue elektrische Verbindungen zur Leiterplatte hinzufügen, können einfach auf die Leiterplatte aufgebracht werden, etwa durch Aufkleben von Material.

Die Trägerplatte ist in einer besonderen Ausführungsform ätz- beständig ausgebildet. Dies gewährleistet eine Verbindung der Leiterbahnen, auch wenn diese Leiterbahnen durch einen Ätz- vorgang gebildet worden sind. Dadurch wird das Handhaben der Leiterplatte während des und nach dem Ätzvorgang wesentlich vereinfacht, da die Leiterbahnen weiterhin durch die Träger- platte zusammengehalten werden und so die Leiterplatte als eine Einheit behandelt werden kann.

Auch können die Leiterbahnen in der Leiterplatte durch Schneiden oder Ankleben in ihrem Verlauf geändert werden. Da- durch ist es möglich, einfach und schnell die Leiterplatte zu ändern, was sich als großen Vorteil erweist, wenn zum Bei- spiel die Schaltungsplatine in ihrem Aufbau geändert wird oder sich in der Leiterplatte ein Verbindungsfehler befindet.

Dabei ist es auch möglich Teile oder ganze Leiterbahnen von der Trägerplatte zum Beispiel durch Abziehen zu entfernen.

Bevorzugt befinden sich im Signaltransferweg elektrisch lei- tende Kontaktstifte zwischen der Schaltungsplatine und der Leiterplatte. Der Kontakt zwischen Leiterplatte und Schal- tungsplatine über Kontaktstifte ist besonders vorteilhaft, da somit ein Kontakt durch Drücken der Schaltungsplatine auf die Kontaktstifte stattfindet und die Kontaktstifte ein standar- disierendes Kontaktmittel darstellen.

Weiter werden die Kontaktstifte bevorzugt zum Kontakt mit den Leiterbahnen in diese Leiterbahnen eingepresst. Durch das Einpressen der Kontaktstifte ist ein fester Kontakt zwischen Leiterbahn und Kontaktstift gegeben und ein weiteres Verlöten etc. ist nicht mehr zwingend notwendig, was einen Großteil der manuellen Arbeit erspart, der anderenfalls mit der Adap- terherstellung einhergeht. Es können jedoch auch in der vor- gestellten Erfindung die Kontaktstifte ebenfalls durch allei- niges Anlöten oder Bonden bzw. durch Anlöten zusätzlich zum Einpressen mit den Leiterbahnen in Verbindung gebracht wer- den ; auch sind Lötbäder einsetzbar.

Bevorzugt durchdringen die Kontaktstifte eine stabilisierende Nadelträgerplatte, die zwischen der zu prüfenden Schaltungs- platine und der Leiterplatte liegt und wodurch die Kontakt- stifte zusätzlich in ihre Position fixiert werden, was ein Verrutschen auf der Schaltungsplatine noch sicherer verhin- dert. Die Nadelträgerplatte kann ein Lochmuster aufweisen und braucht nicht platinenspezifiziert sein.

Besonders bevorzugt befindet sich die Nadelträgerplatte di- rekt auf der Leiterplatte, wodurch auch der Kontakt zur Lei- terbahn geschützt wird und ein Abbrechen der Kontaktstifte, selbst bei erheblicher Belastung verhindert wird. Die Nadel- trägerplatte hat dabei lediglich primär mechanische nicht aber elektrische Funktionen.

Besonders bevorzugt weist die Anschlussschnittstelle der Prüfvorrichtung eine Vielzahl von Kontaktnadeln auf. Die Aus- bildung der Anschlussschnittstelle durch Kontaktnadeln ist besonders vorteilhaft, da bereits durch ein bloßes Aufdrücken der Leiterbahn auf die Nadeln ein Kontakt hergestellt werden

kann. Dieser Kontakt ist ausreichend für die Prüfzwecke und muss nicht durch Löten oder durch Verbinden mittels Drähten fixiert werden. Die Prüfadapter-Leiterplatte, gegebenenfalls mit Nadelträgerstabilisator, muss also lediglich auf die Prüfgerät-Anschlussschnittstelle aufgelegt werden.

Besonders bevorzugt werden die Kontaktnadeln mittels einer Selektionsplatte ausgewählt. Die Selektionsplatte ist eine Platte aus festem Material, die bevorzugt an der Leiterplatte anliegt und sich bevorzugt über die ganze Schnittstelle er- streckt. Die Selektionsplatte ist mit Öffnungen versehen.

Diese Öffnungen sind so plaziert, dass durch diese die ausge- wählten Kontaktnadeln hindurchgeführt sind und auf die Lei- terbahnen treffen. Kontaktnadeln, die nicht für den Kontakt mit der Leiterbahn ausgewählt sind, treffen hingegen nicht auf eine Öffnung und werden demnach isolierend durch die Se- lektionsplatte von der Leiterbahn abgehalten. Dadurch können standardisierte Anschlussschnittstellen verwendet werden, die durch Selektionsplatten auf die jeweiligen Kontakte der Lei- terplatten angepasst werden. Bevorzugt liegt die Selektions- platte an der Leiterplatte auf, besonders, bevorzugt an der der Nadelträgerplatte gegenüberliegenden Seite der Leiter- platte. Das Aufliegen der Selektionsplatte an der Leiterplat- te fixiert sowohl den Kontakt der Anschlussschnittstelle mit. den Leiterbahnen als auch die Leiterplatte selbst. Ein An- bringen der Selektionsplatte auf der der Nadelträgerplatte gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte gewährleistet auch eine Fixierung der Leiterplatte selbst. Dadurch wird ein Ver- rutschen der Kontakte verhindert.

Besonders bevorzugt werden die Verbindungsmittel durch die Leiterbahnen gebildet. Da die Verbindungsmittel den elektri-

schen Kontakt zwischen der Schnittstelle und den Leiterbahnen' herstellen sollen, ist es günstig, wenn diese Verbindungsmit- tel elektrisch leitend sind. Da diese Verbindungsmittel Teile der Leiterplatte sind, ist es günstig, sie als Teile der Lei- terbahnen auszubilden um einen weiteren elektrischen Übergang zu verhindern.

Bevorzugt kontaktiert die Anschlussschnittstelle die Leiter- bahnen von einer Seite, während die Kontaktstifte zur Schal- tungsplatine die Leiterbahn von der gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte kontaktieren. Durch diesen Aufbau werden die Wege minimiert, die das elektrische Signal zurück legen muss, da die Verbindung zwischen Schaltungsplatine und Prüfanord- nung näherungsweise eine Gerade darstellt. Weiterhin ist da- durch die Möglichkeit gegeben, die Schaltungsplatine auf. der einen Seite der Leiterplatte anzuordnen und die Prüfanordnung auf der anderen Seite der Leiterplatte.

Durch diese Anordnung kommt es auch nicht zu Platzproblemen zwischen der Anordnung der Schaltungsplatine und der Prüfanordnung. Besonders bevorzugt werden die Kontaktan- schlüsse der Schnittstelle zur Prüfanordnung anhand der Posi- tion der Prüfkontakte auf der Schaltungsplatine ausgewählt.

Die Kontakte auf der Schnittstelle der Prüfanordnung sind in der Regel über ein Computerprogramm leicht in ihrer Belegung zu ändern. Durch die Auswahl der Kontakte unter Berücksichti- gung der Position der Prüfkontakte auf der Schaltungsplatine ist es möglich, sehr kurze Leiterbahnen auf der Leiterplatte zu erreichen.

Die Erfindung wird im Folgenden nur beispielsweise anhand der Zeichnungen beschrieben. In diesen ist gezeigt durch :

Fig. l der prinzipielle Aufbau einer Prüfvorrichtung ; Fig. 2 ein Ausschnitt der Fig. 1 ; Fig. 3 ein Ausschnitt einer Prüfvorrichtung mit mehreren übereinander angeordneten Leiterplatten, wobei die Verbindung über die oberste Leiterplatte her- gestellt wird ; Fig. 4 eine Verbindung über eine zweite Leiterplatte ; Fig. 5 eine Verbindung über eine dritte Leiterplatte ; Fig. 6 eine Verbindung über eine vierte Leiterplatte ; Fig. 7 eine Verbindung auf der Leiterplatte von oben.

Nach Fig. 1 umfasst eine allgemein mit 1 bezeichnete Prüfadaptervorrichtung 1 zur Schaltungsplatinenprüfung eine Leiterplatte 2 im Signaltransferweg zwischen einer Schal- tungsplatine 3 und einer Prüfgeräteanordnung 4 und ein Ver- bindungsmittel 5 daran für den elektrischen Anschluss der Leiterplatte 2 an eine Anschlussschnittstelle 6 der Prüfgerä- teanordnung 4, wobei das Verbindungsmittel 5 durch die Lei- terplatte gebildet ist.

Die Leiterplatte 2 liegt nahezu parallel ausgerichtet zu und zwischen der Schaltungsplatine 3 und der Anschlussschnitt- stelle 6.

Die Leiterplatte 2 weist eine Trägerschicht 7 und eine Lei- terschicht 8 auf. Die Leiterschicht 8 ist auf der der Schal- tungsplatine 3 abgewandten, unteren Seite der Trägerschicht 7 angebracht. Die Trägerschicht 7 ist aus elektrisch isolieren- dem Material gefertigt und als flexible Platte ausgebildet, die sich zudem annähernd über die ganze Fläche der Schal-

tungsplatine erstreckt. Die Leiterschicht 8 besteht aus einem elektrisch leitenden Material wie einer Cu/Zn-Legierung oder Kupfer und ist dadurch strukturiert, dass Leiterbahnen 10 herausgebildet sind, die durch ein photochemisches Standard- verfahren gebildet sein können. Die Leiterschicht 8 und damit die Leiterbahnen 10 haben eine Dicke von 0,035-2, 0 mm, bevor- zugt 0,07-0, 5 mm, so dass es möglich ist, Kontaktnadeln 18 von oben (d. h. von der der Schaltungsplatine zugewandten Sei- te) durch die Trägerschicht 7 in die Leiterbahn 10 einzupres- sen. Der Kontakt zwischen einer Leiterbahn 10, bzw. einer Leiterplatte 2 und einer Kontaktnadel 18 ist auch in Fig. 2 zu sehen. Die Kontaktnadeln 18 bestehen in diesem Ausfüh- rungsbeispiel aus einer Hülse und einer Spitze aus leitendem Material, bevorzugt Metall. An der Hülse befindet sich ein Zapfen, der so ausgebildet ist, dass die Hülse durch Einpres- sen dieses Zapfens in die Leiterplatte 2 über den Zapfen ei- nen dauerhaften elektrischen Kontakt mit der Leiterbahn 10 erhält. Dieser Kontakt kann durch an der Kontaktstelle. aufge- brachtes Lötmaterial noch verstärkt werden. In die Hülsen der Kontaktnadeln 18 eingeschoben befinden sich die Spitzen der Kontaktnadeln 18. Diese Spitzen sind mit der Hülse elektrisch verbunden und in der Hülse federnd gelagert. Die Spitzen der Kontaktnadeln 18 kontaktieren elektrisch die Prüfkontakte 9 der Schaltungsplatine 3.

Die Schaltungsplatine 3 besteht herkömmlicherweise aus einer Leiterplatte und verschiedenen elektronischen bzw. elektrome- chanischen Bauteilen und dergleichen. Diese Bauteile sind mit Leiterbahnen elektrische verbunden, die in der Leiter- platte verlaufen. An diesen Leiterbahnen sind Prüfkontakte angebracht, oder es bilden diese Leiterbahnen Prüfkontakte, die so ausgebildet sind, dass sie einen sicheren elektrischen

Kontakt mit den Spitzen der Kontaktnadeln eingehen können.

Weiter sind die Prüfkontakte an der Unterseite der Leiter- platte so plaziert, dass sie es ermöglichen, durch elektri- sche Signale, die durch die Prüfkontakte in die Leiterplatte eingespeist und/oder gemessen werden, die Funktionalität der Leiterplatte und/oder einer Gruppe bzw. eines einzelnen Bau- teils zu messen.

Zwischen der Schaltungsplatine 3 und der Leiterplatte 2 des Prüfadapters befindet sich eine Nadelträgerplatte 12, die so ausgebildet ist, dass sie die Kontaktnadeln in ihrer Position hält.

Die Nadelträgerplatte 12 liegt benachbart zur Leiterplatte 2 des Prüfadapters und nahezu parallel zur Schaltungsplatine 3, die geprüft werden soll. Die Nadelträgerplatte 12 ist aus ei- nem festen Material gefertigt und weist Öffnungen auf, in de- nen die Kontaktnadeln 18, die zu den Prüfkontakten 9 führen, gehalten werden können, so dass der Kontakt auf der Leiter- platte 2 weiter stabilisiert wird. Von der Nadelträgerplatte 12 durch Distanzstücke 16 in Richtung Schaltungsplatine 3 be- abstandet befindet sich eine Druckplatte 13, die ebenfalls Öffnungen aufweist, durch die die Kontaktstifte 18 geführt sind. Diese Druckplatte ist aus einem druckfesten, elektrisch isolierenden Material so gefertigt, dass durch sie zum Bei- spiel mechanischer und/oder aus Vakuum entstehender Druck auf die unterhalb liegenden Bauteile ausgeübt werden kann. Diese Druckplatte ist durch weitere Distanzstücke 14 und Federkon- takte 15 mechanisch mit der Schaltungsplatine verbunden, so dass die Schaltungsplatine auf der Druckplatte aufliegt.

Die Distanzstücke 14 und 16 sind so gewählt, dass der damit veränderbare Abstand zwischen der Schaltungsplatine 3 und der Leiterplatte 2 ungefähr dem Überstand der Kontaktstifte aus der Leiterplatte entspricht.

Parallel zur Schaltungsplatine 3 liegt die Schnittstelle 6 der Prüfgeräteanordnung 4. Die Schnittstelle 6 der Prüfgerä- teanordnung 4 ist aus einem Feld von Kontaktstiften 11 ausge- bildet. Die Kontaktstifte 11 der Schnittstelle. sind ähnlich den Kontaktnadeln 18, die zu der Signalplatine führen und bestehen damit aus federgelagerten Spitzen und damit elek- trisch verbundenen Hülsen. Die Hülsen besitzen jedoch in die- sem Ausführungsbeispiel keine Zapfen, da sie herkömmlicher- weise nicht in ein Trägermaterial eingepresst werden. Die Kontaktstifte 11 kontaktieren mit der Spitze von unten die Leiterbahnen 10 der Leiterplatte 2 des Prüfadapters. Dieser Kontakt geschieht über das Verbindungsmittel 5, das aus dem selben Material wie die Leiterbahn 10 besteht und mit diesem eine bauliche Einheit bildet. Das Verbindungsmittel 5 ist auch in Fig. 7 gezeigt. Weiter kann auf die Kontaktstellen noch Lötmittel, wie Silberlötzinn, aufgebracht sein, derge- stalt, dass die Verbindungen zwischen den Kontaktstiften 11 der Schnittstelle und den Leiterbahnen 10 der Leiterplatte des Prüfadapters noch weiter verbessert werden.

Zwischen der Leiterplatte 2 und dem Schnittstellenanschluss- feld befindet sich eine Selektionsplatte 17 aus isolierendem Material wie zum Beispiel Kunststoff (siehe auch Fig. 2), die so ausgestaltet ist, dass nicht benötigte Kontaktstifte 11 der Anschlussschnittstelle von der Leiterplatte 2 abgehalten werden. Die Selektionsplatte 17 weist eine Reihe von Löchern auf, die von der Schnittstelle 6 zur Leiterplatte 2 führen.

Diese Löcher sind so positioniert, dass darin die Kontakt- stifte 11 der Schnittstelle 6 geführt werden können, die für den Kontakt mit den Leiterbahnen 10 der Leiterplatte 2 vorge- sehen sind. An der Position der Kontaktstifte 11 der Schnitt- stelle 6, die nicht zu der Prüfung benutzt werden, weist die Selektionsplatte 17 keine Öffnung auf, so dass diese Kontakt- stifte mit der Spitze an der Selektionsplatte 17 enden und so isolierend von der Leiterplatte 2 getrennt sind. Auf der der Leiterplatte 2 zugewandten Seite weist die Selektionsplatte 17 kleine, typisch ca. 2 mm tiefe Bohrungen auf. In diesen Bohrungen können die Zapfen der Kontaktnadeln 18 eingeführt werden, falls sie die Leiterplatte 2 durchstoßen.

Die vorliegende Erfindung wird wie folgt verwendet : Jedem Prüfkontakt auf der Schaltungsplatine wird mindestens ein Kontakt an der Schnittstelle der Prüfgeräteanordnung zum Beispiel aufgrund der Lage zueinander zugewiesen. Aufgrund dieser Zuordnung wird der Verlauf mindestens einer Leiterbahn geplant, die die entsprechende Kontaktnadel mit dem entspre- chenden Kontaktstift der Schnittstelle verbindet. Die Planung des Verlaufs wird unter Optimierung eines Überkreuzungs- und/oder Verbindungsparameters vorgenommen. Die Planung der Verbindungen kann nun in ähnlicher Weise für weitere Prüfkon- takte vorgenommen werden. Entsprechen die Überkreuzungs- und/oder Verbindungsparameter des Gesamtplanungsergebnisses bzw. eines Teilbereichs-Planungsergebnisses nicht den Erwar- tungen zum Beispiel hinsichtlich der Länge der Verbindungen und/oder der Anzahl ihrer Überkreuzungen, so wird der Pla- nungsvorgang wiederholt, wobei mindestens ein Prüfkontakt mit einem anderen Kontakt der Schnittstelle verbunden wird als

bei der vorherigen Planung. Der Planungsvorgang wird solange wiederholt, bis das Ergebnis den Erwartungen entspricht.

Die so den Prüfkontakten zugeordneten Kontakte der Schnitt- stelle werden nun ihrerseits entsprechende Prüfein-und/oder ausgänge zugeordnet. Dies kann dadurch geschehen, dass die entsprechenden Werte in ein Prüfprogramm, dass die Prüfung zumindest teilweise vornimmt, eingegeben werden.

Die Leiterplatten werden gefertigt und mit einer entsprechen- den Nadelträgerplatte versehen.

Entsprechend der Auswahl an Kontakten der Schnittstelle wird dann eine Selektionsplatte angefertigt, in der Öffnungen vor- gesehen sind, dass nur die zur Prüfung benötigten Kontakt- stifte durch die Öffnungen gelangen, während die nicht benö- tigten Kontaktstifte durch die Selektionsplatte von der Lei- terplatte getrennt bleiben.

Zur weiteren Vorbereitung einer Platinenprüfung wird dann die fertige Selektionsplatte an der Anschlussschnittstelle posi- tioniert, so dass die zur Prüfung benötigten Kontaktstifte durch die Öffnungen der Selektionsplatte gelangen. Benachbart zur Selektionsplatte wird die Leiterplatte positioniert, so dass die benötigten Kontaktstifte der Anschlussschnittstelle die Leiterbahnen der Leiterplatte kontaktieren. Auf der Lei- terplatte befindet sich dabei die Nadelträgerplatte, durch deren Öffnungen Kontaktstifte geführt sind, die durch Ein- pressen mit der Leiterplatte verbunden sind. Durch Distanz- stücke von der Nadelträgerplatte beabstandet ist dabei die Druckplatte, durch die ebenfalls die Kontaktstifte geführt sind. Die Druckplatte übt nun über die Distanzstücke Druck

auf die Nadelträgerplatte, die Leiterplatte und die An- schlussschnittstelle aus, so dass diese Anordnung zusammenge- halten wird.

Dieser Druck kann zum Beispiel mit einer mechanischen Vor- richtung wie ein Bügel und/oder durch Vakuum erzeugt werden : Durch Aufpressen der Schaltungsplatine auf die Spitzen der Kontaktstifte kann nun der Kontakt von den Prüfkontakten zu den Kontaktstiften hergestellt werden. Dabei sorgen die Di- stanzstücke für einen Minimalabstand zwischen Druckplatte und Schaltungsplatine und die Federn für einen gleichmässigen Druck auf die Druckplatte, bzw. auf die Spitzen der Kontakt- stifte. Dadurch dass die Schaltungsplatine nur durch Aufdrük- ken mit den Kontaktstiften in Verbindung kommt, ist ein schneller Wechsel der Schaltungsplatinen möglich, wie es bei Schaltungsplatinenprüfungen in der Schaltungsplatinenproduk- tion gewünscht ist.

Werden die zu prüfenden Schaltungsplatinen geändert, was ge- legentlich passieren kann, so dass eine Änderung der Verbin- dungen der Leiterplatte nötig wird, so kann. man diese durch simples Durchtrennen der Verbindungen auf der Leiterplatte zum Beispiel mit einer Haushaltsschere oder einem Skalpell, und Ankleben oder Löten von neuen Verbindungen, entweder aus einer ähnlichen Leiterplatte, oder zum Beispiel aus Draht vorgenommen werden. Weiter können überflüssig gewordene Ver- bindungen bevorzugt von der Leiterplatte abgenommen bzw. ab- gezogen werden.

Wird die Leiterplatte in die Adaptervorrichtung eingebracht, so liegt sie auf der Selektionsplatte so auf, dass die Kon- taktstifte der Schnittstelle, die vorher ausgewählt wurden,

durch die Öffnungen der Selektionsplatte die Leiterbahnen kontaktieren. Kontaktstifte der Anschlussschnittstelle, die nicht zur Prüfung benutzt werden und deshalb von den Leiter- bahnen abgehalten werden sollen, können hingegen nicht durch die Selektionsplatte dringen. Die von den Kontaktstiften kon- taktierten Leiterbahnen führen nun zu den Kontaktnadeln, die durch die Nadelträgerplatte fixiert werden. Die Nadelträger- platte kann auf der Leiterplatte aufliegen und so die Leiter- platte weiter fixieren. Zwischen der Leiterplatte und der Schaltungsplatine sind Distanzstücke eingebracht, so dass die Entfernung zwischen den Prüfkontakten der Schaltungsplatine und den Leiterbahnen durch die Kontaktnadeln optimal über- brückt werden kann. Auf die Anordnung wird über eine Druck- platte Druck ausgeübt, so dass die Anordnung stabil zusammen- gehalten wird.

Die Schaltungsplatine wird zur Prüfung nun auf die Distanz- stücke und Federn, die auf der Druckplatte aufliegen, ge- drückt, zum Beispiel aufgrund eines Vakuums und/oder auf me- chanische Art. Dadurch kontaktieren die Kontaktnadeln mit den Prüfkontakten und es wird eine Verbindung zwischen den Prüf- kontakten über die Kontaktnadeln mit den Leiterbahnen und von dort aus weiter über die Kontaktstifte der Schnittstelle mit der Prüfgeräteanordnung hergestellt. Zur Prüfung werden nun über die Schnittstelle elektrische Signale zu den Prüfkontak- ten zugeleitet und an anderen Prüfkontakten elektrische Si- gnale über die Kontaktnadeln und die Leiterbahnen an die Schnittstelle abgeleitet. Durch den Vergleich dieser gesende- ten und der empfangenen Signale kann nun die Prüfgeräteanord- nung die Funktionalität der Schaltungsplatine anzeigen.

Zu der gezeigten Ausführung sind weitere Variationen möglich.

So zeigt Figur 3 den selben Auschnitt wie Figur 2, wobei ab- weichend davon hier mehrere Leiterplatten in den Signalweg zwischen Schaltungsplatine und Prüfungsanordnung übereinander eingebracht sind. Es ist auch möglich, Leiterplatten mit ei- ner Vielzahl von Leiterschichten zu verwenden. Hierbei ist der Kontaktstift 18 auch in die Leiterplatten 2 eingepresst, wobei nur ein elektrischer Kontakt zwischen der obersten Lei- terplatte und dem Kontaktstift 18 besteht. Um den entspre- chenden Kontaktstift 11 der Schnittstelle 6 befindet sich ei- ne Öffnung der Selektionsplatte 17 und der untersten drei Leiterplatten. Die Spitze des Kontaktstiftes 11 berührt somit die oberste Leiterbahn. Dadurch ist nur ein Kontakt des Kon- taktstiftes 18 mit dem Kontaktstift 11 über die oberste Lei- terbahn gegeben.

Figur 4 zeigt die Verbindung eines Kontaktstiftes 11 der Schnittstelle 6 mit einem Kontaktstift 18 über eine mittlere Leiterplatte, der Kontaktstift 18 ist wiederum in die Leiter- platte eingepresst. Dabei befindet sich der Kontaktstift 18 nur mit einer Leiterbahn in der zweiten Leiterplatte in Ver- bindung. Der Kontaktstift 11 ist durch eine Öffnung der Se- lektionsplatte 17 und einen Ausschnitt der dritten und vier- ten Leiterplatte geführt und trifft mit der Spitze auf die mittlere Leiterbahn 10, was zu einem elektrischen Kontakt mit dem Kontaktstift 18 führt. Die Leiterbahnen, bzw. die Träger- schichten sind dabei so gewählt, dass sie dem Druck der Spit- ze standhalten und die Spitze nicht die gewählte Leiterplatte ungewollt durchbohren kann, was zu ungewollten Kontakten mit weiteren Leiterbahnen führen könnte.

Die Figuren 5 und 6 zeigen die Verbindungsanordnung für eine Verbindung in einer dritten und einer vierten Leiterplatte.

Die Figur 7 zeigt eine Leiterbahn 10 aus der Ansicht von oben. Die Leiterbahn 10 weist auf der einen Seite das Verbin- dungsmittel 5 auf, das hier als eine Kreisscheibe ausgebildet ist, die gegenüber der weiteren Leiterbahn so verbreitert ist, dass die Kontaktnadel 11 der Schnittstelle damit einen sicheren Kontakt eingehen kann. Am anderen Ende der Leiter- bahn ist die Leiterbahn als Ring ausgebildet. Durch diesen Ring wird der Zapfen der Kontaktnadel 18, die weiter zur Schaltungsplatine führt, gepresst. Der Innendurchmesser des Rings ist kleiner als der Aussendurchmesser des Zapfens. Wei- ter kann die Leiterplatte 2 der Adaptervorrichtung in der Trägerplatte kleine Löcher aufweisen. Diese Löcher sind so über den vorgesehenen Kontaktstellen der Leiterbahnen 10 mit den, zu der Signalplatine führenden Kontaktnadeln 18 positio- niert, dass die Kontaktnadeln 18 leichter durch die Träger- schicht der Leiterplatte dringen und in die Leiterbahnen ein- gepresst werden können. Weiter kann an den Vorbohrungen die Trägerplatte so entgratet werden, dass kein oder nur wenig Material der Trägerplatte durch das Einpressen der Kontaktna- deln 18 zwischen die Kontaktnadeln 18 und die Leiterbahn 10 gelangt.