RU2811335C1 - Method and device for monitoring contacts of connector sockets installed on printed circuit board - Google Patents
Method and device for monitoring contacts of connector sockets installed on printed circuit board Download PDFInfo
- Publication number
- RU2811335C1 RU2811335C1 RU2023125539A RU2023125539A RU2811335C1 RU 2811335 C1 RU2811335 C1 RU 2811335C1 RU 2023125539 A RU2023125539 A RU 2023125539A RU 2023125539 A RU2023125539 A RU 2023125539A RU 2811335 C1 RU2811335 C1 RU 2811335C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- contacts
- control unit
- printed circuit
- board
- contact
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Группа изобретений относится к области производства и контроля радиоэлектронной аппаратуры с применением межплатного соединителя, такого как СП388, устанавливаемого на печатную плату методом «пресс-фит», контакты которого необходимо тщательно контролировать из соображений высокой точности позиционирования при сочленении вилки и розетки.The group of inventions relates to the field of production and control of electronic equipment using an inter-board connector, such as SP388, installed on a printed circuit board using the “press-fit” method, the contacts of which must be carefully controlled for reasons of high positioning accuracy when connecting the plug and socket.
Уровень техникиState of the art
Из уровня техники (RU 12470 U1, G01R 31/02, опубл. 10.01.2000, приоритет от 15.06.1999) известно устройство контроля соединений многослойных печатных плат, содержащее контактный блок, который через блок сопряжения подсоединяется в ПЭВМ, в которую введено унифицированное программное обеспечение. При этом проверяемая плата в контактном блоке прижимается к подпружиненным контактам, установленным в шаблоне в соответствии с топологией внешних слоев платы. Недостатком данного устройства является невозможность оценки технического состояния соединителей с высокой плотностью контактов, таких как СП388, так как в устройстве отсутствуют необходимые для этого средства контроля и выявления дефектов контактных вилок.From the prior art (RU 12470 U1, G01R 31/02, publ. 01/10/2000, priority from 06/15/1999) a device for monitoring connections of multilayer printed circuit boards is known, containing a contact block, which is connected through an interface block to a PC, into which a unified software is introduced security. In this case, the board under test in the contact block is pressed against spring-loaded contacts installed in the template in accordance with the topology of the outer layers of the board. The disadvantage of this device is the impossibility of assessing the technical condition of connectors with a high contact density, such as SP388, since the device does not have the necessary means for monitoring and identifying defects in contact plugs.
Из уровня техники (RU 2569911 C2, G01R 31/02, опубл. 10.12.2015, приоритет от 10.02.2014) известна автоматизированная система контроля и диагностики электрических цепей сложных технических изделий, содержащая компьютер и подключенные к компьютеру через интерфейсную магистраль измерительный прибор и коммутатор. Коммутатор содержит два независимых поля коммутации. К контактам каналов коммутации подключены два соответствующих технологических жгута. Количество каналов каждого поля коммутатора и количество электрических цепей подключенного к нему технологического жгута соответствуют максимальному количеству контактов, которые имеет штатный разъем контролируемого изделия. Недостатком данной системы является ограниченность номенклатуры диагностируемых устройств, а также невозможность точного установления состояния контактов розеток. Недостатки обусловлены тем, что для оценки состояния устройства, жгуты подключают к соединителям. При этом если один или несколько контактов имели какие-либо повреждения (изгиб, залом, оксидная пленка и пр.), то невозможно однозначно сказать, где возникла неисправность: в контактах розетки соединителя, в радиодеталях или в плате устройства. Кроме того, попытка установки полей коммутации в розетки с загнутыми контактами может привести не только к выходу из строя отдельных розеток, но и к повреждению самих полей коммутации.From the prior art (RU 2569911 C2, G01R 31/02, publ. 12/10/2015, priority from 02/10/2014) an automated system for monitoring and diagnosing electrical circuits of complex technical products is known, containing a computer and a measuring device and a switch connected to the computer via an interface backbone . The switch contains two independent switch fields. Two corresponding technological harnesses are connected to the contacts of the switching channels. The number of channels of each field of the switch and the number of electrical circuits of the technological harness connected to it correspond to the maximum number of contacts that the standard connector of the controlled product has. The disadvantage of this system is the limited range of devices being diagnosed, as well as the impossibility of accurately establishing the state of the socket contacts. The disadvantages are due to the fact that to assess the condition of the device, the harnesses are connected to connectors. Moreover, if one or more contacts had any damage (bending, creasing, oxide film, etc.), then it is impossible to say unambiguously where the malfunction occurred: in the contacts of the connector socket, in radio components or in the device board. In addition, an attempt to install switching fields in sockets with bent contacts can lead not only to failure of individual sockets, but also to damage to the switching fields themselves.
Из уровня техники (RU 2717361 C1, G01R 31/28, опубл. 23.03.2020, приоритет от 14.07.2017) известна тестовая система для контроля электрических соединений между электронными элементами контролируемой печатной платы и печатной платой. Тестовый модуль системы может содержать камеру, которая может выполнять следующие функции: выполнение ориентирования и определения положения платы относительно испытательного стола, контроль наличия элементов, которыми должна быть оснащена плата, проверка наличия пайки, а также считывание штрихкодов платы. Недостатком системы является невозможность обследования состояния контактов межплатных соединителей, так как камера не адаптирована под считывание топологии розеток и автоматизированное принятие решения о годности розеток к дальнейшему использованию. Данная система выбрана в качестве прототипа.From the prior art (RU 2717361 C1, G01R 31/28, publ. 03/23/2020, priority from 07/14/2017) a test system is known for monitoring electrical connections between the electronic elements of the controlled printed circuit board and the printed circuit board. The test module of the system may contain a camera that can perform the following functions: performing orientation and determining the position of the board relative to the test table, monitoring the presence of elements with which the board should be equipped, checking for the presence of soldering, and reading board barcodes. The disadvantage of the system is the impossibility of examining the state of the contacts of inter-board connectors, since the camera is not adapted for reading the topology of sockets and automated decision-making about the suitability of sockets for further use. This system was chosen as a prototype.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
Предложенное изобретение направлено на устранение недостатков прототипа и перечисленных выше аналогов.The proposed invention is aimed at eliminating the shortcomings of the prototype and the analogues listed above.
Технической задачей настоящего изобретения является обеспечение обследования состояния контактов розеток соединителей, в частности, соединителей с высокой плотностью контактов, таких как СП338, выражающееся в создании устройства для обследования контактов и способа выявления дефектных контактов при помощи этого устройства.The technical objective of the present invention is to provide inspection of the state of contacts of connector sockets, in particular, connectors with a high contact density, such as SP338, which is expressed in the creation of a device for examining contacts and a method for identifying defective contacts using this device.
Техническим результатом от применения настоящего изобретения является повышение производительности и достоверности определения работоспособности розеток.The technical result of the use of the present invention is to increase the productivity and reliability of determining the performance of sockets.
Заявленный технический результат обеспечивается устройством для контроля контактов розеток соединителей, установленных на печатной плате. Устройство содержит основание, стол для платы, блок управления, каретку с оптико-электронным считывающим устройством (далее ОСУ) и механизмы для ее продольного и поперечного перемещения. При этом механизмы перемещения выполнены с возможностью остановки камеры в местах, соответствующих центрам контактов, а камера выполнена с возможностью автоматической фокусировки на обследуемом контакте. В качестве механизмов перемещения могут быть использованы шаговые двигатели, что обеспечит точное и простое позиционирование видеокамеры над обследуемым контактом.The claimed technical result is provided by a device for monitoring the contacts of connector sockets installed on a printed circuit board. The device contains a base, a board table, a control unit, a carriage with an optical-electronic reading device (hereinafter OSU) and mechanisms for its longitudinal and transverse movement. In this case, the moving mechanisms are configured to stop the camera in places corresponding to the centers of the contacts, and the camera is configured to automatically focus on the contact being examined. Stepper motors can be used as movement mechanisms, which will ensure accurate and simple positioning of the video camera over the contact being examined.
При этом определение годности обследуемого контакта происходит в блоке управления посредством сравнения объемного изображения с оптико-электронного считывающего устройства (далее ОСУ) с эталонным изображением контролируемого объекта. В блоке управления также формируется протокол с указанием расположения неисправных контактов. Неисправные контакты могут быть, например, графически отмечены на схеме платы и/или розетки, или указаны в виде цифрового кода, в котором указано расположение неисправного контакта, например, в следующем виде: XX-YY-ZZ, где XX – номер розетки на плате, в которой обнаружен неисправный контакт; YY – номер ряда, в котором находится неисправный контакт; ZZ – номер неисправного контакта в ряду.In this case, the determination of the suitability of the examined contact occurs in the control unit by comparing a three-dimensional image from an optical-electronic reading device (hereinafter OSU) with a reference image of the controlled object. The control unit also generates a protocol indicating the location of faulty contacts. Faulty contacts can, for example, be graphically marked on the board and/or socket diagram, or indicated in the form of a digital code that indicates the location of the faulty contact, for example, in the following form: XX-YY-ZZ, where XX is the number of the socket on the board , in which a faulty contact is detected; YY – number of the row in which the faulty contact is located; ZZ – number of the faulty contact in the row.
При необходимости, заявленное устройство можно использовать для контроля наполнения печатной платы компонентами. Для этого в блок управления вводится соответствующая информация о наполнении схемы и способах его контроля при помощи видеокамеры.If necessary, the claimed device can be used to control the filling of a printed circuit board with components. To do this, the corresponding information about the content of the circuit and methods for monitoring it using a video camera is entered into the control unit.
Кроме того, заявленный технический результат достигается в способе контроля контактов розеток соединителей, установленных на печатной плате. Способ заключается в том, что печатную плату размещают на столе. Каретку с установленной на ней камерой, по командам из блока управления, перемещают с остановками в местах, соответствующих центрам контактов. Проводят распознавание контакта и сравнение изображения контакта с изображением из памяти блока управления. После обследования всех контактов формируют протокол, в котором обозначены неисправные контакты. Протокол выводят на монитор. На основании визуальной проверки неисправных контактов, принимают решение о годности разъема и платы.In addition, the claimed technical result is achieved in a method for monitoring the contacts of connector sockets installed on a printed circuit board. The method involves placing a printed circuit board on a table. The carriage with the camera installed on it, according to commands from the control unit, is moved with stops in places corresponding to the centers of the contacts. The contact is recognized and the contact image is compared with the image from the control unit memory. After examining all contacts, a protocol is generated in which faulty contacts are identified. The protocol is displayed on the monitor. Based on a visual inspection of faulty contacts, a decision is made about the suitability of the connector and board.
Задание на перемещение каретки формируется в блоке управления на основании изображения исправного контакта и топологии исследуемой платы, которая включает сведения о количестве исследуемых розеток, количестве контактов в розетках и расположении розеток.The task for moving the carriage is generated in the control unit based on the image of a working contact and the topology of the board under test, which includes information about the number of sockets being tested, the number of contacts in the sockets and the location of the sockets.
Краткое описание чертежейBrief description of drawings
На фиг.1 представлен общий вид устройства для обследования контактов розеток.Figure 1 shows a general view of the device for examining socket contacts.
На фигуре обозначены следующие позиции: 1 – основание; 2 – стол для платы; 3 – плата с розетками; 4 – розетки; 5 – механизм продольного перемещения видеокамеры; 6 – механизм поперечного перемещения видеокамеры; 7 – оптоэлектронное считывающие устройство (ОСУ); 8 – направляющие продольного перемещения; 9 – направляющие поперечного перемещения; 10 – шаговые двигатели поперечного перемещения; 11 – шаговые двигатели продольного перемещения.The following positions are indicated on the figure: 1 – base; 2 – board table; 3 – board with sockets; 4 – sockets; 5 – mechanism for longitudinal movement of the video camera; 6 – mechanism for transverse movement of the video camera; 7 – optoelectronic reading device (OSU); 8 – longitudinal movement guides; 9 – transverse movement guides; 10 – stepper motors for transverse movement; 11 – stepper motors for longitudinal movement.
Осуществление изобретенияCarrying out the invention
Устройство для обследования контактов розеток состоит из основания 1, на котором размещен стол 2 для установки обследуемой платы 3 с розетками 4. ОСУ 7 установлена в направляющих поперечного перемещения 9, которые, в свою очередь, установлены на направляющих продольного перемещения 8. На направляющих установлены механизмы продольного 5 и поперечного 6 перемещения. В качестве приводов поперечного 10 и продольного 11 перемещения используются шаговые двигатели.The device for examining socket contacts consists of a base 1 on which a table 2 is placed for installing the board 3 to be examined with sockets 4. The OSU 7 is installed in the transverse movement guides 9, which, in turn, are installed on the longitudinal movement guides 8. Mechanisms are installed on the guides longitudinal 5 and transverse 6 movements. Stepper motors are used as drives for transverse 10 and longitudinal 11 movement.
Производят ориентирование платы 3 на столе 2 таким образом, чтобы ОСУ 7 могла обследовать все розетки 4, расположенные на плате 3.The board 3 is oriented on the table 2 so that the OSU 7 can examine all the sockets 4 located on the board 3.
ОСУ содержит фронтальную камеру с объективом, направленную по оси контакта, а также несколько периферийных камер с объективом, расположенных наклонно, вокруг центрального объектива, что позволяет видеть рабочую зону контакта под разными углами зрения, при этом будут замечены все имеющиеся дефекты. При этом ОСУ выполнено с возможностью работы в режимах: только с центральным объективом, центральным и периферийными объективами, а так же отдельно периферийных камер формируя объемное изображение. Таким образом совокупность видеоинформации с нескольких объективов позволяет сформировать объемное изображение, которое сравнивается с эталонными изображениями, хранящимися в информационной базе компьютера, входящего в систему управления, что обеспечивает высокую степень достоверности анализа качества рабочих поверхностей контактов соединителей.The OSU contains a front camera with a lens directed along the contact axis, as well as several peripheral cameras with a lens located obliquely around the central lens, which allows you to see the working contact area from different viewing angles, and all existing defects will be noticed. At the same time, the OSU is designed to work in modes: only with the central lens, central and peripheral lenses, as well as separately with peripheral cameras forming a three-dimensional image. Thus, the combination of video information from several lenses makes it possible to form a three-dimensional image, which is compared with reference images stored in the information base of the computer included in the control system, which ensures a high degree of reliability in the analysis of the quality of the working surfaces of the connector contacts.
При необходимости, ориентирование платы 3 на столе 2 можно автоматизировать, при этом ОСУ 7 вырабатывает указания для блока управления, на основании которых манипуляторы смогут произвести точную установку обследуемой платы. If necessary, the orientation of the board 3 on the table 2 can be automated, while the OSU 7 generates instructions for the control unit, on the basis of which the manipulators can accurately install the board being examined.
После установки платы 3 на столе 2 оператор вводит в блок управления задание, содержащее топологию исследуемой платы, информацию о расположении и количестве розеток, а также указывает количество контактов в розетке, шаг между ними, выбирает эталонное изображение исправного контакта. В процессе обследования каретка с видеокамерой перемещается с остановками в местах, соответствующих центрам контактов, для выполнения распознавания объекта контроля и сравнения с изображениями, имеющимся в памяти блока управления. В результате обследования блок управления формирует протокол, где указано расположение неисправных контактов на плате. Протокол выводится на монитор оператора и сохраняется в памяти блока управления.After installing board 3 on table 2, the operator enters into the control unit a task containing the topology of the board under test, information about the location and number of sockets, and also indicates the number of contacts in the socket, the step between them, and selects a reference image of a working contact. During the examination, the carriage with the video camera moves with stops in places corresponding to the centers of the contacts to perform recognition of the test object and comparison with images stored in the memory of the control unit. As a result of the examination, the control unit generates a protocol indicating the location of faulty contacts on the board. The protocol is displayed on the operator’s monitor and stored in the memory of the control unit.
На основании протокола производят визуальное обследование контактов, которые обозначены неисправными, и делает заключение о работоспособности платы.Based on the protocol, a visual inspection of the contacts that are indicated as faulty is carried out, and a conclusion is made about the operability of the board.
Таким образом, упрощается выявление дефектов в розетках, особенно в платах, на которых установлены соединители с высокой плотностью контактов (например, до 15000 контактов на одной плате). Снижается трудоемкость оценки состояния контактных плат и повышается скорость оценки состояния контактов. Исчезает необходимость в привлечении труда высококвалифицированных специалистов, способных обследовать плату при помощи микроскопов или иных оптических средств.This makes it easier to identify defects in sockets, especially on boards that have high-density connectors (for example, up to 15,000 pins on a single board). The labor intensity of assessing the condition of contact boards is reduced and the speed of assessing the condition of contacts is increased. There is no need to hire highly qualified specialists who can examine the board using microscopes or other optical means.
Claims (8)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2811335C1 true RU2811335C1 (en) | 2024-01-11 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU235032U1 (en) * | 2025-04-28 | 2025-06-19 | Акционерное общество "РАДИАНТ-ЭК" | Board-to-board modular high-speed connector |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU375593A1 (en) * | 1971-08-30 | 1973-03-23 | Л. Е. Морской занский проектно технологический институт | • SHARED |
| SU736389A1 (en) * | 1976-10-25 | 1980-05-25 | Предприятие П/Я В-8791 | Device for testing printed circuit boards |
| SU856052A1 (en) * | 1979-08-13 | 1981-08-15 | Предприятие П/Я Р-6120 | Contact device for testing printed circuit boards |
| CN205303781U (en) * | 2016-01-20 | 2016-06-08 | 江苏捷仕泰电子科技有限公司 | PCB mother -daughter board |
| CN109564252A (en) * | 2016-08-01 | 2019-04-02 | 恩德斯+豪斯流量技术股份有限公司 | For being electrically connected the test macro checked to component and circuit board |
| RU2717361C1 (en) * | 2016-08-01 | 2020-03-23 | Эндресс + Хаузер Флоутек Аг | Electronic connection monitoring test system |
| US10795103B2 (en) * | 2018-10-30 | 2020-10-06 | Hewlett Packard Enterprise Development Lp | Optoelectronic device with a support member |
| RU220081U1 (en) * | 2022-12-21 | 2023-08-24 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет" (СПбГМТУ) | PCB connector |
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU375593A1 (en) * | 1971-08-30 | 1973-03-23 | Л. Е. Морской занский проектно технологический институт | • SHARED |
| SU736389A1 (en) * | 1976-10-25 | 1980-05-25 | Предприятие П/Я В-8791 | Device for testing printed circuit boards |
| SU856052A1 (en) * | 1979-08-13 | 1981-08-15 | Предприятие П/Я Р-6120 | Contact device for testing printed circuit boards |
| CN205303781U (en) * | 2016-01-20 | 2016-06-08 | 江苏捷仕泰电子科技有限公司 | PCB mother -daughter board |
| CN109564252A (en) * | 2016-08-01 | 2019-04-02 | 恩德斯+豪斯流量技术股份有限公司 | For being electrically connected the test macro checked to component and circuit board |
| RU2717361C1 (en) * | 2016-08-01 | 2020-03-23 | Эндресс + Хаузер Флоутек Аг | Electronic connection monitoring test system |
| US10795103B2 (en) * | 2018-10-30 | 2020-10-06 | Hewlett Packard Enterprise Development Lp | Optoelectronic device with a support member |
| RU220081U1 (en) * | 2022-12-21 | 2023-08-24 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет" (СПбГМТУ) | PCB connector |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU235032U1 (en) * | 2025-04-28 | 2025-06-19 | Акционерное общество "РАДИАНТ-ЭК" | Board-to-board modular high-speed connector |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI757825B (en) | System and method for pcb inspection based on false defect detection | |
| KR100738693B1 (en) | Probe mark reader and probe mark reading method | |
| JP7224048B2 (en) | Substrate defect inspection device and method | |
| CA2924779C (en) | Systems and methods for automatically inspecting wire segments | |
| CN101566460B (en) | Substrate detection system for double-sided circuit board, detection method and detection carrier therefor | |
| KR102150940B1 (en) | Apparatus for Testing Array for Precise Control of Probe Blocks | |
| KR101669862B1 (en) | vision inspection device for a terminal type harness | |
| KR101132779B1 (en) | Inspection method | |
| KR20170122540A (en) | Automated Vision Inspection System | |
| KR101756586B1 (en) | A Test Device Contacting Each Connecter Of The Multi-connecter Display Module Simultaneously | |
| US20250225639A1 (en) | Inspection of printed circuit board assemblies | |
| JP2005128016A (en) | Inspection system and method | |
| RU2811335C1 (en) | Method and device for monitoring contacts of connector sockets installed on printed circuit board | |
| US20030025906A1 (en) | Optical inspection of solder joints | |
| KR101641099B1 (en) | vision inspection device for a harness | |
| JP2001337050A (en) | Printed circuit board inspection method and apparatus | |
| US7747066B2 (en) | Z-axis optical detection of mechanical feature height | |
| KR102025537B1 (en) | Apparatus for testing semiconductor package | |
| CN113720847A (en) | Image reproduction apparatus and detection method thereof | |
| CN114667445A (en) | Inspection system | |
| Yu et al. | Printed circuit board inspection system PI/1 | |
| KR20210142966A (en) | Substrate inspection device | |
| US7053642B2 (en) | Method and apparatus for enabling reliable testing of printed circuit assemblies using a standard flying prober system | |
| KR20110002981A (en) | Bridge connection failure detection method | |
| TWM658734U (en) | Connector solder joint inspection system |