Способ контроля печатных плат

 

Изобретение относится к радиотехнике и электронике, в частности к измерительной технике, и может быть использовано для обнаружения дефектов печатных плат. Цель изобретения - повышение информативности контроля и его достоверности. На один вывод из пары выводов контролируемой проводниковой линии от рефлектометра с помощью сигнального и экранного зондов подают тестовый сигналов виде единичного перепада напряжения с фронтом пикосекундной длительности. Зондирующий сигнал распространяется по контролируемой линии и отражается от ее конца или от неоднородностей волнового сопротивления. По рефлектограмме зондирующего и отраженного сигналов выявляют различные дефекты платы. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ((9) (11) (i)s 6 Ot R 31/02

ГОСУДА Р СТВ Е ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4673684/21 (22) 04.07.89 (46) 15.11.91, Бюл. ¹ 42 (71) Научно-исследовательский технологический институт приборостроения (72) 3.П. Клочкова, В.А. Субботин, В.В. Парфенов и В.Н. Завьялов (53) 621.396.049 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 737885, кл. G 01 R 31/02, 1980.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1260880, кл. 6 01 R 31/02, 1986. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ (57) Изобретение относится к радиотехнике и электронике, в частности к измерительной

Изобретение относится к радиотехнике и электронике, в частности к измерительной технике, и может быть использовано для обнаружения местоположения таких дефектов печатных плат, как ионные загрязнения, перетравы, недотравы, обрывы проводниковых линий, неоднородности волнового .. сопротивления в высокочастотных полосковых линиях, короткие замыкания разобщенных цепей..

Цель изобретения — повышение информативности контроля и его достоверности.

На чертеже показана установка для ре. ализации предложенного способа, Рефлектометр, вход-выход которого через отрезок эталонного коаксиального кабеля 2, имеющего заданное волновое сопротивление и длину; соединен с первым сигнальным зондом 3, второй экранный зонд 4 соединен с экранной жилой 5 коакситехнике, и может быть использовано для обнаружения дефектов печатных плат. Цель изобретения — повышение информативности контроля и его достоверности. На один вывод из .пары выводов контролируемой проводниковой линии от рефлектометра с помощью. сигнального и экранного зондов подают тестовый сигнал в виде единичного перепада напряжения с фронтом пикосекундной длительности.- Зондирующий сигнал распространяется по контролируемой линии и отражается от ее конца или от неоднородностей волнового сопротивления, flo рефлектограмме зондирующего и отраженного сигналов выявляют различные дефекты

; платы, 1 ил. ального кабеля 2. Первый зонд обеспечивает контактирование с выводом 6 контроли. руемого печатного проводника 7, в расположенного на печатной плате 8, по- 0 крытой пленкой деионизованной воды 9.

Второй зонд обеспечивает контактирова° вй . ние с токопроводящим слоем 10 перфорированной пластины из фольгированного, 4 диэлектрика 11, причем отверстия 12.1-12.г. СО в пластине совмещены с выводами печат- О1 ных провОдников на плате, а расстояние от точки контактиррвания первого зонда до точки контактирования второго зонда и длина зондов должны быть менее четверти длины волны максимальной частоты гармонической составляющей широкополосного спектра частот, зондирующего линию тестового сигнала в виде единичного перепада напряжения с фронтом пикосекундной длительности. При соблюдении

1691786 этихусловий искажения, вносимые иэмери- повторении, и, таким образом, последовательными зондами в измерительный тракт, тельнО считывает сигнал по точкам. Во входминимальны. Токопроводящий слой 10 пла- ном устройстве происходит модуляция стинг из фольгированного диэлектрика 11 строб-импульсов сигналом и одновременно совместно с диэлектрическим слоем, плотно 5 их расширение, . огибающая расширенных соприкасающимся с контролируемой печат- импульсов повторяет форму сигнала, сигнал ной платой 8 и печатными проводниками, и неоднородности волнового сопротивлеОбразуютволноводы в виде несимметричных ния, изменяющие напряжения сигнала в ме олосковых линий, по которым распростра- стах, где находятся дефекты линии, няется зондирующий сигнал. 10 индицируются на индикаторном устройстве

Третий зонд 13 (обозначен пунктиром) рефлектометра. соединен с экранной жилой 5 коаксиально- Расстояние 4 от точки касания первого го кабеля 2 или с вторым зондом 4. гибким зонда до неоднородности волнового сопропроводом. Третий зонд предназначен для тивления влинии;изменяющей напряжение поочередного подключения (сканирования) 15 зондирующего сигнала в месте неоднородно всем выводам 14-16 платы, кроме вывода ности в сторону уменьшения — увеличения s, на который подается тестовый сигнал в зависимости от характера неоднородности, анный момент..На чертеже для примера определяется по времени запаздывания отоказаны два печатных проводника 7, 17 раженного сигнала относительно фронта латы, на самом деле их может быть множе- 20 зондирующего сигнала, т. е. тво. Проводники 7, 17 не имеют электрической связи, т. е. они разобщены; Если же между проводниками 7, 17 есть "островок" где Ч вЂ” скорость распространения электросоли 18, который под воздействием деиони- магнитной волны (ЭВМ); зованной воды 9 растворится в воде с обра- 25 С вЂ” скорость распространения 3ВМ в з о в а н и е м и ро в одя щи х и о н о в, то свободном пространстве; проводники 7, 17 имеют электрическую связь между собой, что отражается на рею = — коэффициент укорочения 3ВМ

С» флектограмме. чм =Й

Проверку печатных плат и отдельных 30 в линии с диэлектриком. причем = о,,слоев многослойных печатных плат прово- где в — диэлектрическая проницаемость мадят в следующей последовательности. териала платы, пластины.

На один вывод 6 из пары выводов 6, 16 При.контроле печатных плат. предло контролируемой проводниковой линии 7 от женным способом, подавая на один из Bbl рефл ефлектометра 1 с помощью сигнального и 35 водов цепи платы (цепь платы может быть, экранного зондов подают тестовый сигнал разветвленной, состоящей из нескольких, в виде единичного перепада напряжения с . проводников) зондирующий тестовый cèã|фронтом пикосекундной длительности..нал, наблюдая рефлектограмму зондирую Зондирующий сигнал распространяется по щего и отраженного сигналов,, можно линии 7 и отражается от ее конца 16 или от 40 выявить различные дефекты проводников и неоднородностей волнового сопротивле- дефекты самой платы, такие как обрыв цепи ния, если они имеются в линии. Неоднород- и расстояние до обрыва, разнотолщинность ности волнового сопротивления могут быть диэлектрика, изменение ширины проводниб ловлены разнотолщинностью линии за ка и ложную связь с другими цепями, электм йв счет перетравов, недотравов, неоднородно- 45 рически не связанными с контролируе о стью диэлектрической проницаемости диэ- данный момент цепью. Для того, чтобы облектрика платы и обрывами в линии, наружить, с какой из множества разо щенложными перемычками, ионными загрязне- ных цепей, связана контролируемая цепь 7 ниями, локализованными между не связан- (на которую в данный момент подан тестоными электрически (разобщенными) 50 вый сигнал), необходимо подать тестовый цепями, у кромок проводников. Зондирую- ..сигнал на один из выводов, например вывощий линию и отраженный сигналы смеши- ды 6 цепи 7, а третьим зондом 13 — поочеваются в смесителе рефлектометра и редно подсоединить к экрану выводы поступают на вход стробископического других цепей, электрически разобщенных с и еобразователя рефлектометра, который 55 цепью 7, например третий зонд 1 подсоеизмеряет мгновенные значения повторяю- динить к выводу ц ., у р во 14 епи 17.. Рис нок ещихся сигналов в момент подачи коротких флектограммы изменится, если цепь 17 импульсов напряжения (стробирующих им- имеет ложную электрическую связь с цепью. пульсов), сдвинутых во в м

), овремениотноситель- 7 через островок ионных загрязнений 18. но зондирующего сигнала пр лала:при каждом его Если же цепь 7 ие имеет алектрическоа сак1691786

30

40 эи с цепью 17, то рисунок рефлектограммы не изменится. Если подсоединить третий зонд 13 к выводу 16 цепи 7, то зондирующий сигнал вместо перепада напряжения примет форму П-образного импульса, длительность которого пропорциональна длине цепи 7, т, е., "посадив", конец цепи 7 на

" землю" третьим зондом 13, .изменяем напряжение сигнала в точке конца линии 7 в сторону уменьшения до нуля. Подавая тестовый сигнал на вывод одной цепи, например, на вывод 6 цепи 7, и поочередно подключая, к проводящему слою пластины третьим зондом 13 выводы других цепей платы, а также выводы, соответствующие разветвлению цепи 7, находим все цепи, которые имеют ложную связь с цепей 7. по изменению рефлектограммы сигнала, т. е. по скачку напряжения зондирующего сигнала в сторону уменьшения до нуля. Если же 20 третий зонд поочередно соединяем с другими выводами, например с выводом 16 той же цепи 7, на которую подан зондирующий сигнал, то по изменению перепада напряжения сигнала на ll-образный судим о связи 25 вывода 16(зто может быть металлиэированное отверстие в плате) с цепью 7 или об отсутствии этой связи, если форма сигналарг поданного на вывод 6 цепи 7, не изменяется несмотря на то, что вывод 16 посажен на землю третьим зондом 13.

Такий же операции (как с выводом 6 и цепью 7) проводим и с другими выводами платы, принадлежащими другим цепям, подавая зондирующий сигнал„например, на вывод 15 цепи 17 посредством первого 3 и второго 4 зондов, по изменению рефлектограммы находим дефекты цепи типа обрыв, перетравы, недотравы и др; до подсоединения к "земле" третьим зондом 13 других выводов платы, затем третий зонд 13 поочередно подсоединяем ко всем другим выводам платы, кроме вывода 15, по изменению рефлектограммы находим все цепи, имею- . щие ложную связь с цепью 17, на которую 45 подан зондирующий сигнал, и находим местоположение ложной связи. Отличить солевые (ионные) загрязнения от других возможно высушиванием пленки деиониэованной воды на плате, в результате чего 50 дефект становится не обнаруживаемым, так как сухая соль является изолятором.

Экспериментальные исследования предложенного способа контроля местопо-. ложения ионных загрязнений, коротких замыканий и обрывов проводниковых линий печатных плат показали, что способ позволяет повысить информативность и достоверность контроля целостности монтажа, дефектов печатных плат, в том числе ионных загрязнений, путем создания возможности определения местоположения ионных загрязнений, обрывов, коротких замыканий, перетравов, недотравов, неоднородностей .волнового сопротивления.

Кроме того, способ отличается простотой контроля (гребует применения несложного контрольного и технологического оборудования, с малой мощностью потребления), легко поддается автоматизации и может быть использовано в производстве печатных плат, микросборок.

Ф ормул а и зоб рете н и я

Способ контроля печатных плат, включающий укладку контролируемой платы на стол устройства для контроля, попарное поочередное подключение зондов к.ее выводам, подачу на них тестового сигнала и анализ его прохождения по контролируемому участку платы посредством анализатора, отличающийся тем, что, с целью повышения информативности контроля и его достоверности, после укладки контролируемой платы на стол ее увлажняют деионизованной водой, накрывают перфорированной пластиной из фольгированного диэлектрика обращенной непроводящей стороной к проводникам контролируемой платы, совмещают отверстия в пластине с выводами платы, после чего первый зонд подключают к выводу:контролируемой платы, второй зонд подключают к токопроводящему слою пластины, подают на них тестовый сигнал в виде единичного перепада напряжения с фронтом пикосекундной длительности и анализируют поСредством анализатора, например, времяимпул, ьсного рефлектометра, зондирующий и отраженный сигналы для определения величины и характера неоднородностей волнового сопротивления и расстояния до ни» от точки касания первого зонда, после этого третьим зондом подключают к проводящему слою пластины, второй вывод контролируемой платы и повторно подают тестовый сигнал на зонды и анализируют

его для определения замыканий и ионных загрязнений.

1691786

1И

Составитель Н.Шмелев

Редактор М.Келемеш Техред М.Моргентал Корректор Э.Лончакова

Заказ 3926 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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