Способ контроля печатных плат

(1)5 6 01 В 31/О ОСУДАРСТВЕННЫЙО ИЗОБРЕТЕНИЯМРИ ГКНТ СССР МИТЕТОТКРЫТИЯМ БРЕТЕН дж7(71) Научно-исследовательский технологический институт приборостроения(56) Авторское свидетельство СССР М 737885, кл. 6 01 й 31/02, 1980.Авторское свидетельство СССР М 1260880, кл. 6 01 В 31/02, 1986.(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ (57) Изобретение относится к радиотехнике и электронике, в частности к измерительной Изобретение относится к радиотехникеи электронике, в частности к измерительнойтехнике, и может быть использовано дляобнаружения местоположения таких дефектов печатных плат, как ионные загрязнения,перетравы, недотравы, обрывы проводни- .ковых 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 че.рез отрезок эталонного коаксиального кабеля 2, имеющего заданное волновоесопротивление и длину; соединен с первымсигнальным зондом 3, второй экранныйзонд 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, По рефлектограмме зондирующего и отраженного сигналов выявляют различные дефекты ; платы, 1 ил. ального кабеля 2. Первый зонд обеспечивает контактирование с выводом 6 контролируемого печатного проводника 7, в расположенного на печатной плате 8, по- О крытой пленкой деионизованной воды 9. Второй зонд обеспечивает контактирова аавй ние с токопроводящим слоем 10 перфорированной пластины из фольгированного, 4 диэлектрика 11, причем отверстия 12. 1-12.2, СО в пластине совмещены с выводами печат- СЬ 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 длительнбсти, При соблюденииэтихусловий искажения, вносимые иэмери- повторении, и, таким образом, последовательными зондами в измерительный тракт, тельнО считывает сигнал по точкам. Во вход- минимальны. Токопроводящий слой 10 пла- ном устройстве происходит модуляция стины 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 меолосковых линий, по которым распростра- стах, где находятся дефекты линии, няется зондирующий сигнал. 10 индицируются на индикаторном устройствеТретий зонд 13 (обозначен пунктиром) рефлектометра.соединен с экранной жилой 5 коаксиально- Расстояниех от точки касания первого го кабеля 2 или с вторым зондом 4. гибкимзонда 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 в, на который подается тестовый сигнал в зависимости от характера неоднородности, анный моментНа 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 зондирующего сигнала, т. е.тво, Проводники 7, 17 не имеют электрической связи, т. е. они разобщены; Если жемежду проводниками 7, 17 есть "островок" где Ч - скорость распространения электро- соли 18, который под воздействием деиони- магнитной волны (ЭВМ);зованной воды 9 растворится в воде с обра С - скорость распространения ЭВМ 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 электрическуюсвязь между собой, что отражается на рею = д - коэффициент укорочения ЭВМСфлектограмме.чм =ЙПроверку печатных плат и отдельных 30 в линии с диэлектриком, причем= е, ,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 вы,рефлефлектометра 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 сигфронтом пикосекундной длительности, нал, наблюдая рефлектограмму зондируюЗондирующий сигнал распространяется по щего и отраженного сигналов можно линии 7 и отражается атее конца 16 или от 40 выявить различные дефекты проводников и неоднородностей волнового сопротивле- дефекты самой платы, такие как обрыв цепе 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 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 тесто- ными 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 рво 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 через островок ионных загрязнений 18. но зондирующего сигнала прлала:при каждом его Если же цепь 7 ие имеет электрической сак.Фэи с цепью 17, то рисунок рефлектограммы не изменится. Если подсоединить третий 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.Формула изобретения 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, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения информативности контроля и его достоверности, после укладки контролируемой платы на стол ее увлажняют деионизован ной водой, на кры вают 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, времяимпульсного 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. 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 10 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 цепейплаты, а также выводы, соответствующие 15разветвлению 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 наП-образный судим о связи 25вывода 16(зто может быть металлиэированное отверстие в плате) с цепью 7 или оботсутствии этой связи, если форма сигналарг поданного на вывод 6 цепи 7, не изменяетсянесмотря на то, что вывод 16 посажен наземлю третьим зондом 13.Такие же операции (как с выводом 6 и 30 цепью 7) проводим и с другими выводами платы, принадлежащими другим цепям, подавая зондирующий сигналнапример, 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 40 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 как сухая соль является изолятором.Экспериментальные исследованияпредложенного способа контроля местопо-. возможно высушиванием пленки деиониэованной воды на плате, в результате чесо 50дефект становится не обнаруживаемым, так1691786 Составитель Н.Шмелеведактор М.Келемеш Техред М.Моргентал рректор Э.Лончакова ельский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 10 роизводственно аз 3926 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5