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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Prüfen von bestückten und
unbestückten
Leiterplatten sowie auch Dünn-
und Dickschichtschaltungen.
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Derartige
Prüfvorrichtungen
zum Prüfen
von bestückten
und unbestückten
Leiterplatinen aus unterschiedlichen Trägermaterialien sind bekannt.
Sie dienen bspw. dazu, elektrische Kontaktanordnungen, Leiterbahnverläufe oder
die Bestückung
von Bauteilen auf Leiterplatten auf ihre korrekte elektrischen Verbindungen
und ihre fehlerfreie Funktion zu überprüfen.
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Hintergrund der Erfindung:
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Zum
Zwecke der elektrischen Prüfung
werden bestückte
Leiterplatten in einer Prüfvorrichtung aufgenommen,
die üblicherweise
mit Federkontaktstiften bestückt
ist.
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Diese
Federkontaktstifte bestehen aus einem druckfederbeaufschlagten Kontaktkolben,
der gemeinsam mit der Druckfeder in einem Gehäuse axial beweglich gelagert
ist. Mit seinem als Kontaktspitze ausgebildeten Ende kommt der Kontaktkolben mit
der Kontaktstelle auf der Leiterplatte in elektrischen Kontakt,
während
er mit seinem freien, rückwärtigen Ende
mit einem zu einem Testgerät
führenden
Verbindungsleiter, oder bspw. einer Schnittstelle, in elektrischen
Kontakt gelangt.
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Die
Verdrahtung der Federkontaktstifte erfolgt manuell und es können leicht
Fehlverdrahtungen auftreten. Es werden für die Verdrahtung üblicherweise
Wire Wrap Drähte
verwendet.
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Die
zu prüfende
Leiterplatte wird in der Regel mit Niederhaltern über Vakuum,
pneumatisch oder mechanisch auf die Federkontaktstifte gedrückt.
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Im
Laufe der Weiterentwicklung der elektronischen Bauteile und Leiterplattentechnologie
wurden diese in Folge eines Miniaturisierungsprozesses immer kleiner
und die räumlichen
Rasterabstände zwischen
benachbarten Kontaktstellen auf den Leiterplatten immer enger.
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Um
Testpunkte in kleineren Rasterabständen auf bestückten Leiterplatten
zu Kontaktieren werden deshalb zum Teil bereits starre Kontaktstifte verwendet,
die dann schräg
in einem Prüfadapter eingebaut
werden. Die Kontaktstifte werden über Federkontaktstifte, die
auf der hinteren Seite des Kontaktstiftes angebracht sind, gegen
die Testpunkte der Leiterplatte gedrückt. Die Federkontaktstifte
sind elektrisch über
einen Draht mit der Adapterschnittstelle und somit dem Tester verbunden.
Der elektrische Strom fließt
in beiden Fällen über den
Federkontaktstift.
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Dieser
Aufbau ist sehr aufwendig in der Herstellung und verursacht durch
die zusätzliche
Schnittstelle zwischen Federkontaktstift und Kontaktstift einen
höheren
elektrischen Widerstand. Dieser Aufbau kann zu Problemen führen, wenn
kleine Widerstände gemessen
werden müssen
oder schnelle Signale übertragen
werden.
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Unbestückte Leiterplatten
werden mit Prüfvorrichtungen
geprüft,
die mit starren Kontaktstiften bestückt werden. Diese Kontaktstifte
werden auf der einen Seite von einem Federkontaktstift beaufschlagt und
kontaktieren auf der anderen Seite auf die Kontaktstellen auf der
Leiterplatte – siehe
oben.
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Dieser
gefederte Kontaktstift ist in einem definierten Rasterabstand in
einer Testerschnittstelle angebracht. Aus diesem Grund muss der
Kontaktstift an seinem hinteren Ende so eingebaut werden (Schrägstellung),
dass er auf einen gefederten Kontaktstift in diesem Grundraster
trifft.
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Es
müssen
alle gefederten Kontaktstifte in diesem Grundrasterfeld elektrisch
mit den einzelnen Testeinheiten im Tester verbunden werden. Dadurch entstehen
sehr hohe Kosten.
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Durch
zunehmende Testpunktdichten auf den Leiterplatten reichen oftmals
die Rasterabstände der
gefederten Kontaktstifte in der Testerschnittstelle nicht mehr aus
um diese Bereiche auf der Leiterplatte komplett zu kontaktieren.
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Erläuterung
der Erfindung
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zu schaffen,
bei der die aufwendige Verdrahtung von Prüfadaptern entfällt und
kürzere elektrische
Wege möglich
sind, damit die elektrischen Widerstände zwischen Tester und Prüfling minimiert
werden. Des weiteren soll die Herstellungszeit reduziert werden.
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Deiese
Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Die
Unteransprüche
geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung an.
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Die
Vorrichtung wird beim elektrischen Test zur Adaptierung von bestückten Leiterplatten
eingesetzt, kann aber auch zum Testen von unbestückten Leiterplatten, Keramikschaltungen
oder anderer elektrischer Schaltungen verwendet werden.
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Dabei
sind bei einer Vorrichtung zum Prüfen einer bestückten Leiterplatte
die starren Kontaktstifte in Durchgangsbohrungen mehrerer planparallelen Platten
axial bewegbar gelagert. In Bohrungen einer separaten Platte sind
den Kontaktstiften Federelemente zugeordnet.
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Eine
der Platten ist eine Umsetzer Leiterplatte. Die die elektrische
Verbindung zwischen Kontaktstift und Tester herstellt (Translatorplatine).
Auf der Umsetzer Leiterplatte befinden sich Führungsbohrungen, die metallisiert
sind oder mit einer elektrisch leitfähigen Hülse bestückt werden. Es werden auch Oberflächenkontakte
als Zwischenschnittstelle aufgebracht. Diese sind über Leiterbahnen
mit den metallisierten Führungsbohrungen
verbunden.
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Die
Kontaktstifte bewegen sich in den Führungsbohrungen der Umsetzer
Leiterplatte und stellen so den elektrischen Kontakt zur Leiterplatte
und somit zur Zwischenschnittstelle her, die wiederum mit dem Tester
verbunden ist.
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Somit
fließt
der Strom nicht mehr über
das gefederte Element im Federkontaktstift und die Anzahl der Kontaktstellen
wird dadurch reduziert. Dadurch reduziert sich der elektrische Widerstand
und die Kosten für
teure Federkontaktstifte sowie für
die Verdrahtung entfallen.
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Der
Prüfling
wird entweder über
Vakuum, pneumatisch oder mechanisch auf den Prüfadapter bzw. auf die Kontaktstifte
gedrückt,
abhängig
von der Testumgebung.
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In
einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind die Durchgangsbohrungen
in der Umsetzer Leiterplatte mit elektrisch leitfähigen Kontakthülsen bestückt, in
denen die Kontaktstifte axial bewegbar gleitend gelagert sind. Dadurch
kann die Lebensdauer der Vorrichtung erhöht werden und der elektrische
Kontakt zur Umsetzer Leiterplatte wird verbessert.
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Ein
sicherer elektrischer Kontakt zwischen dem Kontaktstift und der
metallisierten Bohrung (oder Kontakthülse) in der Umsetzer Leiterplatte
wird dadurch erreicht, dass zwischen Druckfeder und Kontaktstift
eine Kugel angeordnet ist. Somit wird durch die Kraft der Feder
und die Anlage der Kugel an der kegelförmigen Spitze am Kontaktstift
eine Querkraft erzeugt, die somit eine sichere Kontaktgabe zur Umsetzer
Leiterplatte ermöglicht.
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Die
Verbindung von Umsetzer Leiterplatte zum Tester kann über Kabel,
Federkontaktstifte, Stecker, etc. hergestellt werden.
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Die
Umsetzer Leiterplatte wird in der Regel im Plattenaufbau dort angebracht,
wo das Gehäuse mit
den Federn und Kugeln angebaut wird, kann aber bei Bedarf auch an
anderer Stelle befestigt werden.
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Die
Druckfedern werden in einem separaten Gehäuse untergebracht und können in
einem Vollraster angeordnet sein oder auch prüflingsspezifisch gebohrt werden.
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Die
Kontaktstifte werden zur Prüflingsseite nach
den selben Koordinaten positioniert wie die Testpunkte auf dem Prüfling. Auf
der gegenüberliegenden
Seite wird die Position der Stifte in der Regel nach der Anordnung
der Druckfedern gewählt.
Damit die Stifte leicht bestückt
werden können,
wird über eine
Software in jeder einzelnen Platte die genaue Bohrposition ermittelt.
Dadurch werden die Kontaktstifte bei der Bestückung geführt und können leicht in die einzelnen
Platten montiert werden.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
hat den Vorteil, dass aufgrund der baulichen Trennung von Kontaktstift
und Druckfeder kleinere Rasterabstände auf der Federseite sowie
auch auf der Prüflingsseite erzielt
werden. Dadurch dass die Feder in einer Bohrung untergebracht ist,
wird kein Mantel wie beim herkömmlichen
Federkontaktstift benötigt.
Bei Bedarf können
die Abstände
zwischen den Federelementen dadurch verkleinert werden. Das wiederum
bedeutet eine wesentlich höhere
Dichte an Federelementen und somit eine größere Anzahl an Kontaktstiften.
Dadurch können
höhere
Testpunktdichten auf dem Prüfling
kontaktiert werden.
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Ein
weiterer Vorteil besteht darin, dass in Folge der separaten Unterbringung
von Kontaktstift und Druckfeder die Gestaltung der Druckfeder unabhängig von
der Gestaltung des Kontaktstiftes erfolgen kann. Die Lebensdauer
der Vorrichtung kann durch stabilere Kontaktstifte und optimal bemessene Druckfedern
wesentlich erhöht
werden, da die Druckfedern in ihrer Länge nicht mehr begrenzt sind
und einen größeren Durchmesser
aufweisen können.
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Ein
weiterer Vorteil gegenüber
herkömmlichen
Prüfadapter
ist dadurch gegeben, dass die Treffgenauigkeit der Kontaktstifte
durch die Führung in
der oberen und unteren Platte wesentlich besser ist als bei Federkontaktstiftaufbauten.
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Die
Druckfedern und die Kugeln können schnell
und einfach in dem separaten Gehäuse
montiert werden und über
eine Abdeckplatte gegen herausfallen gesichert werden. Dieser Aufbau
ist erheblich kostengünstiger,
gegenüber
herkömmlichen
Federbettaufbauten mit Federkontaktstiften.
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Des
weiteren kann der Aufbau aus einem universellen Grundadapter bestehen,
in dem in einem fest definierten Raster federnde Elemente untergebracht
werden. Es werden dann jeweils nur prüflingsspezifische Starrstiftadapter
oben aufgesetzt, diese werden dann über die Umsetzer Leiterplatte
mit dem Tester elektrisch verbunden. Diese Starrstiftadapter sind
schnell und preisgünstig
herzustellen.
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Ein
weiterer Vorteil bietet die direkte Schnittstellenanbindung von
Prüfadapter
und Umsetzer Leiterplatte an den jeweiligen Tester. Hierfür sind in
dem Gehäuse
in denen die Druckfedern untergebracht sind jeweils Durchgangsbohrungen
mit den gleichen Koordinaten angebracht, wie die Koordinaten der
Federkontaktstifte in der Testerschnittstelle. In den Durchgangsbohrungen
werden Kontaktstifte eingelegt, die über die Federkontaktstifte
der Testerschnittstelle gegen Kontaktflächen auf der Umsetzer Leiterplatte
gedrückt
werden. Da die Umsetzer Leiterplatte bei jedem Prüfling neu
konstruiert wird, können
die Kontaktstifte über
die metallisierte Durchgangsbohrung mit dem vorgegebenen Schnittstellenstift
des Testers verbunden werden.
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Im
Falle eines Grundadapters werden in einem Vollraster Federbohrungen
angebracht. Diese werden mit Druckfedern und Kugeln bestückt. Zwischen
diesen Federbohrungen werden Bohrungen angebracht, die fluchtend
zu den Federkontaktstiften der Testerschnittstelle sind. Diese Bohrungen
werden mit Kontaktstiften bestückt über die
der Kontakt zur Testerschnittstelle hergestellt wird. In der Umsetzer
Leiterplatte werden dann all diejenigen Testpunkte die nicht benötigt werden
mit einer Bohrung versehen, damit nicht alle Federkontaktstifte
der Testerschnittstelle auf die Umsetzer Leiterplatte drücken.
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Bei
diesem Aufbau sind die elektrischen Verbindungswege besonders kurz
und bieten somit wieder bessere elektrische Eigenschaften. Auch
können mit
der Umsetzer Leiterplatte elektrische Verbindungen über den
kontrollierten Leiterbahnverlauf verbessert werden, was bei herkömmlich verdrahteten
Adaptern nicht möglich
war.
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Diese
erfindungsgemäße Umsetzer
Leiterplatte hat aber auch den Vorteil, die Zwischenschnittstelle
nach Außen
zu führen
und kann dann z.B. über einen
Steckverbinder oder auch über
eine Zwischenschnittstelle mit Federkontaktstiften mit einem Tester verbunden
werden.
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Bei
elektrisch anspruchsvollen Messungen z.B. bei hochfrequenten Messungen,
kann zwischen Feder und Kontaktstift eine nicht elektrisch leitende Kugel
eingesetzt werden. Dadurch wird verhindert, dass der Strom über die
Feder fließt
und somit Störfelder
erzeugt werden, was bei herkömmlichen
Federkontaktstiften der Fall sein kann.
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Des
weiteren können
bei kritischer Signalübertragung
im höheren
Frequenzbereich die Kontaktstifte über einen Isolator bis unmittelbar
an der Kontaktstelle geschirmt werden. Dabei hat der Isolator am
hinteren Ende Kontakt zur Umsetzer Leiterplatte, auf der eine Massefläche aufgebracht
ist.
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Bei
der Erfindung können
mit den Kontaktstiften wesentlich höhere Ströme über den Prüfadapter geführt werden
als mit Federkontaktstiften im vergleichbaren Rasterabstand. Des
weiteren ist die Andruckkraft des Kontaktstiftes auf Grund der größeren Feder
höher und
somit kommt es bei höheren
Strömen
nicht so schnell zu einem Abbrennen an der Kontaktspitze. Da in
kleineren Rasterabständen
die Kontaktstifte wesentlich stabiler ausgeführt werden können als
Federkontaktstifte, kann hier auch eine höhere Zuverlässigkeit im Arbeitseinsatz
gewährt werden.
Durch den höheren
Anpressdruck erhöht sich
auch die Kontaktsicherheit an der Kontaktstelle.
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Eine
einfache Klemmung der Kontaktstifte gegen herausfallen kann dadurch
erzielt werden, dass zwischen den Platten eine Schaumstoffmatte vorgesehen
ist, in der die durchgesteckten Kontaktstifte klemmend gehalten
sind.
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Beim
Test von unbestückten
Leiterplatten mit kleinen Rasterabständen und hoher Testpunktdichte können die
Federn in kleineren Rasterabständen
positioniert werden und somit können
weit mehr Testpunkte kontaktiert werden. In diesem Fall werden die elektrischen
Verbindungen über
die Umsetzer Leiterplatte nach Außen auf eine Zwischenschnittstelle
geführt.
Diese Zwischenschnittstelle wird mit dem Tester verbunden, der für diesen
Fall wesentlich weniger Testkanäle
aufweisen muss, wie üblicherweise
bei einer Schnittstelle mit Vollrasterbestückung.
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Zeichnung
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Die
Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren der
Zeichnung anhand mehrer Ausführungsbeispiele
näher erläutert. Es
zeigen:
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1.
eine erste Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
10 zum Testen von bestückten
Leiterplatten in schematischer nicht maßstabsgetreuer Darstellung
im Schnitt;
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2.
eine Draufsicht auf eine Federelementeplatte 34 der Vorrichtung
aus 1;
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3.
eine Draufsicht auf eine Umsetzer Leiterplatte 17 der Vorrichtung
aus 1 mit Beispielen von Leiterbahnverläufen;
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4.
eine zweite Ausführung
der Federelementeplatte 34 in Draufsicht; und
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5.
eine zweite Ausführung
der Umsetzer Leiterplatte 17 mit außenliegender Schnittstelle
zu einem Tester
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Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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In
der 1 wird eine Vorrichtung 10 für den Test
von bestückten
Leiterplatten 11 schematisch dargestellt. Obwohl die erfindungsgemäße Vorrichtung
für eine
Verwendung mit einer bestückten
Leiterplatte 11 beschrieben und dargestellt ist, kann die Vorrichtung
ebenso zum Testen von unbestückten Leiterplatten,
Keramikschaltungen oder anderer elektrischer Schaltungen verwendet
werden.
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Auf
der Leiterplatte 11 sind Testpunkte 12, 42 vorhanden,
die über
Kontaktstifte 13 kontaktiert werden. Die Leiterplatte 11 wird über eine
Niederhalterplatte 15 entweder mechanisch, über Vakuum
oder pneumatisch auf die Kontaktstifte 13 gedrückt. Diese sind
axial in parallel übereinander
angebrachten Führungsplatten 16, 25, 26,
einer Stützplatte 27 und
einer Umsetzer Leiterplatte 17 geführt und sitzen auf einer Federelementeplatte 34 jeweils
auf einer Federbohrung 32 auf.
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Über ein
Federelement 14 und einer Kugel 18 werden die
Kontaktstifte 13 gegen die Testpunkte 12, 42 auf
der Leiterplatte 11 gedrückt. Die Platten 16, 25, 26, 27 und
die Umsetzer Leiterplatte 17 sind parallel mit Abstand
zueinander und zur Leiterplatte 11 angeordnet. Im dargestellten
und beschriebenen Ausführungsbeispiel
der Erfindung liegt die Umsetzer Leiterplatte 17 an der
Stützplatte 27 an.
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Die
Umsetzer Leiterplatte 17 wird für jede neue Leiterplatte 11 entsprechend
designed und hergestellt. Die Koordinaten der Oberflächenkontakte 20 auf
der Umsetzer Leiterplatte 17 ergeben sich bei der Erstellung
des Testprogramms (Prüfsoftware).
Es werden von der Software die Federkontaktstifte 23 der
Testerschnittstelle 22 und deren Koordinaten definiert.
Die Führungsbohrung 19 in
der Umsetzer Leiterplatte 17 wird über eine weitere Software ermittelt. Es
wird die Koordinate einer freien Federbohrung 32 im Grundraster 48 (2)
ausgesucht, die am nächsten
zu einem Testpunkt 12, 42 liegt.
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Bei
der Erstellung des Layouts von der Umsetzer Leiterplatte 17,
werden die Oberflächenkontakte 20 und
die Führungsbohrungen 19 über Leiterbahnen 41 miteinander
verbunden. Die Zuordnung der Oberflächenkontakte 20 und
der Führungsbohrungen 19 wird über eine
Software aus der Zuordnung der Oberflächenkontakte 20 und
den Testpunkten 12, 42 erstellt.
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Die
Koordinaten der einzelnen planparallelen Platten 16, 25, 26, 27, 17, 34 und 35 besitzen
alle den selben Referenzpunkt und werden über Fangstifte und Distanzstücke zueinander
positioniert.
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Über eine
weitere Software werden die Bohrkoordinaten für die einzelnen Durchgangsbohrungen 51, 53 und
Führungsbohrungen 55, 19 berechnet. Diese
können
in jeder Platte 16, 25, 26, 27 und
Umsetzer Leiterplatte 17 an unterschiedlichen Positionen
sein und ist abhängig
von der Position der Testpunktkoordinaten 12, 42 und
der Koordinaten der Federbohrungen 32.
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Die
Anzahl der Führungsplatten 25, 26 wird hier
in 1 mit 2 Platten angenommen. Die Vorrichtung
kann aber auch aus wesentlich mehr Platten bestehen, besonders dann,
wenn die Kontaktstifte 13 in einem kleineren Durchmesser
ausgewählt
werden und dadurch instabil werden. Die Führungsplatten 16, 25, 26 sind
in der Regel aus FR4 können
aber auch aus einem homogeneren Material hergestellt werden.
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Die
Abstände
der einzelnen Führungsplatten 16, 25, 26 wird über Distanzstücke 28 erreicht,
wobei diese in jeder Ebene unterschiedliche Abstände haben können. Die Führungsplatten 16, 25, 26 sowie die
Stützplatte 27 und
die Umsetzer Leiterplatte 17 sind mittels Distanzstück 28 fest
miteinander verbunden. Die Platten 16, 25, 26, 27 und
Umsetzer Leiterplatte 17 können in einer weiteren Ausführung auch aneinander
anliegen.
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Als
weiteres Ausführungsbeispiel
kann in der Führungsbohrung 19 in
der Umsetzer Leiterplatte 17 eine Kontakthülse 45 eingesetzt
werden, damit wird der elektrische Kontakt zum Kontaktstift 13 verbessert.
Dadurch erhöht
sich auch die Lebensdauer der Vorrichtung 10.
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Der
elektrische Kontakt zwischen Testerschnittstelle 22 und
Vorrichtung 10 wird in der Regel über Federkontaktstifte 23 hergestellt.
Diese Federkontaktstifte 23 sind bei jedem Testertyp in
einem anderen Rasterbild angeordnet.
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Die
Federkontaktstifte 23 sind mit der nicht dargestellten
Testerelektronik des Testers 24 verdrahtet und drücken mit
dem gefederten Kolben 21 auf die elektrische Schnittstelle
der Prüfvorrichtung 10 (in 1 auf
Kontaktstift 29) und stellen somit einen elektrischen Kontakt
her. Die Federkontaktstifte 23 die für den jeweiligen Test erforderlich
sind werden bei der Erstellung des Testprogramms ausgewählt.
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Die
Leiterplatte 11 wird über
gefederte Fangstifte 54 oder über eine gefederte Prüflingsaufnahme (in 1 nicht
aufgeführt)
aufgenommen. Eine Niederhalterplatte 15 drückt dann über sogenannte
Niederhaltefinger 31 die Leiterplatte 11 nach
unten, auf die gefederten Kontaktstifte 13.
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Auf
der Leiterplatte 11 können
auf der Oberseite elektrische Bauteile 52 aufgebracht sein.
Diese dürfen
von den Niederhaltefingern 31 nicht berührt werden. Wenn auf der Unterseite
der Leiterplatte Bauteile aufgebracht sind, muss der Abstand zur Führungsplatte 16 entsprechend
hoch sein oder es müssen
in der Führungsplatte 16 Aussparungen
angebracht werden, damit die Bauteile nicht beschädigt werden.
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Zwischen
dem Federelement 14 und dem Kontaktstift 13 befindet
sich eine Kugel 18. Über
die Feder 14 und die Kugel 18 kann der Kontaktstift 13 beim
Andrücken
der Leiterplatte 11 einfedern. Dadurch wird der Kontaktstift 13 federnd
gegen den Testpunkt 12, 42 auf der Leiterplatte 11 gedrückt und stellt
somit den elektrischen Kontakt her.
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Des
weiteren wird der Kontaktstift 13 auf Grund seiner schrägen Anlage
und Form an der Kugel 18, seitlich leicht gegen die metallisierte
Führungsbohrung 19 in
der Umsetzer Leiterplatte 17 gedrückt. Dadurch wird hier ein
sicherer elektrischer Kontakt zwischen dem Kontaktstift 13 und
der Umsetzer Leiterplatte 17 hergestellt. Die Oberfläche des Kontaktstiftes 13 und
die der Führungsbohrung 19 ist mit
einem gut leitfähigen
Material beschichtet, in der Regel ist das Gold.
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Über die
Umsetzer Leiterplatte 17 wird der elektrische Strom von
der Führungsbohrung 19 über Leiterbahnen 41 3, 5 auf
den Oberflächenkontakt 20 geführt. Der
Kontaktstift 29 wird über
den Federkontaktstift 23 gegen den Oberflächenkontakt 20 auf
der Umsetzer Leiterplatte 17 gedrückt. Somit ist der elektrische
Kontakt zwischen Leiterplatte 11 und Tester 24 hergestellt.
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Zur
Sicherstellung eines zuverlässigen
elektrischen Kontakts zwischen den Testpunkten 12, 42 und
den Kontaktstiften 13 wird die Form der Tastspitzen 30 an
die Form der Kontaktstellen 12, 42 angepasst.
Das sind im allgemeinen Spitzen- oder
Kronenformen.
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Die
Kontaktstifte 13 werden unter anderem schräg gestellt,
damit auf der Leiterplatte 11 auch eng beieinander liegende
Testpunkte 12, 42 noch kontaktiert werden können. Auf
der Federseite des Kontaktstiftes 13 können die Abstände nicht
so eng gewählt werden,
da die Federelemente 14 auf Grund ihrer Funktion nicht
beliebig klein dimensioniert werden können damit noch eine erforderliche
Federkraft erzeugt werden kann.
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Beim
Einsatz von einem universellen Gehäuse 49 2 werden
naheliegende Federelemente 14 zu den Testpunkten 12 und 42 ausgewählt. Da
diese Koordinaten in der Regel nicht die selben sind, ist ebenfalls
eine Schrägstellung
der Kontaktstifte 13 erforderlich.
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Die
Stützplatte 27 dient
zur Stabilisierung der Umsetzer Leiterplatte 17. Die Durchgangsbohrungen 53 in
der Stützplatte 27 sind
im Durchmesser größer ausgelegt,
damit es hier zu keiner Überbestimmung bezüglich der
Führung
zu den Führungsbohrungen 19 in
der Umsetzer Leiterplatte 17 kommt.
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Ein
Plattenaufbau 36 wird über
Fangstifte 37 zu einem Gehäuse 49 zentriert.
Die Verbindung der beiden Baugruppen kann über Vakuum, Pneumatik, Schrauben
oder einer anderen mechanischen Lösung hergestellt werden.
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Die
Vorrichtung 10 wird über
Zentrierstifte 44 zum Tester zentriert und über Vakuum,
Pneumatik, Schrauben oder einer anderen mechanischen Lösung mit
dem Tester 24 verbunden.
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Zwischen
der Führungsplatte 25 und
der Führungsplatte 26 ist
eine Schaumstoffmatte 39 eingelegt. Die Kontaktstifte 13 werden
von oben durch die Führungsplatte 16, 25 und
dann durch die Führungsplatte 26 sowie
der Stützplatte 27 und
der Umsetzer Leiterplatte 17 in der Vorrichtung 36 eingesetzt.
Dabei durchstoßen
die Kontaktstifte 13 die Schaumstoffmatte 39 und
sind somit in der selben klemmend gehalten.
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In
der Federelementeplatte 34 sind Federbohrungen 32 angebracht,
die an ihrem oberen Ende 38 konisch verlaufen und nicht
komplett auf den Durchmesser der Bohrung 32 durchgebohrt
werden. Der reduzierte Bohrdurchmesser kann auch mit einem abgesetzten
Bohrer erreicht werden. Dadurch werden die Kugeln 18 in
der Federbohrung 32 oben am Konus 38 gegen herausfallen
gesichert. Für
diesen Zweck kann auch eine nicht dargestellte dünne Abschlussplatte mit kleineren
Bohrungen zwischen der Federelementeplatte 34 und der Umsetzer
Leiterplatte 17 angebracht werden. Diese Abschlussplatte wird
dann z.B. über
Schrauben mit der Federelementeplatte verbunden.
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In
der Federbohrung 32 sind die Kugel 18 und das
Federelement 14 eingebaut. Über eine Abdeckplatte 35 wird
die Federbohrung 32 nach der Montage verschlossen.
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Eine
Anordnung der Federbohrungen 32 entspricht einem Grundraster 48 in 2 dargestellt, das
in Abhängigkeit
von den Koordinaten der Federkontaktstifte 23 der Testerschnittstelle 22 ausgewählt wird.
In dem Gehäuse 49 sind
Durchgangslöcher 40 angebracht,
in denen Kontaktstifte 29 eingebaut sind. Diese Kontaktstifte 29 werden über Federkontaktstifte 23 der
Testerschnittstelle 22 auf die Oberflächenkontakte 20 auf
der Umsetzter Leiterplatte 17 gedrückt.
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Damit
nur die Kontaktstifte 29 auf die Umsetzer Leiterplatte 17 drücken, die
für den
aktuellen Testaufbau 36 notwendig sind, werden in der Umsetzer Leiterplatte 17 Entlastungsbohrungen 43 angebracht,
damit die nicht benötigten
Kontaktstifte 29 durch die Umsetzer Leiterplatte 17 hindurch
tauchen können
und somit keine Kraft auf den Plattenaufbau 36 aufbringen.
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In
der 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Federelementeplatte 34 dargestellt,
in der nur diejenigen Federbohrungen 32 ausgeführt werden,
die zur Kontaktierung für
die Leiterplatte 11 erforderlich sind. Des weiteren werden
nur die Durchgangslöcher 40 gebohrt,
die für
eine elektrische Verbindung über
den Kontaktstift 29 zu dem Federkontaktstift 23 der
Testerschnittstelle 22 erforderlich sind. Bei dieser Ausführung muss
das Gehäuse 49 für jede Leiterplatte 11 neu
aufgebaut werden. Die dazu erforderliche Umsetzer Leiterplatte 17 verbindet über die Leiterbahn 41 den
Kontaktstift 13 und den Kontaktstift 29 elektrisch
miteinander.
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In
der 5 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel der Umsetzer
Leiterplatte 17 dargestellt. In diesem Beispiel wird die
Umsetzer Leiterplatte 17 gezeigt, bei der die elektrische
Verbindung der Führungsbohrung 19 auf
Schnittstellenkontakte 46 über Leiterbahnen verbunden
wird. Diese elektrische Zwischenschnittstelle 47 kann nach
belieben angeordnet sein und über
Stecker oder auch Federkontaktstifte zu einem Testgerät verbunden
werden. In diesem Fall kann das Gehäuse 49 mit Federbohrungen 32 im Vollraster
ausgeführt
werden oder es werden nur die Federbohrungen 32 gebohrt,
die für
den Testaufbau 10 erforderlich sind.
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Aufgrund
der Unterbringung der Federelemente 14 in einem separaten
Raum (Federbohrung 32) in axialer Verlängerung zum Kontaktstift 13 wird im
seitlichen Abstand der Kontaktstifte 13 viel Platz eingespart,
so dass der Rasterabstand der Kontaktstifte 13 untereinander
verkleinert und damit die Dichte der Testpunkte 12, 42 erheblich
vergrößert werden kann.
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- 10
- Vorrichtung
- 11
- bestückte Leiterplatte
- 12
- Testpunkt
- 13
- Kontaktstift
- 14
- Federelement
- 15
- Niederhalterplatte
- 16
- Führungsplatte
- 17
- Umsetzer-Leiterplatte
- 18
- Kugel
- 19
- Führungsbohrung
- 20
- Oberflächenkontakt
- 21
- Kolben
- 22
- Testerschnittstelle
- 23
- Federkontaktstift
- 24
- Tester
- 25
- Führungsplatte
- 26
- Führungsplatte
- 27
- Stützplatte
- 28
- Distanzstück
- 29
- Kontaktstift
- 30
- Kontaktende
- 31
- Niederhaltefinger
- 32
- Federbohrung
- 33
- Unterseite
Umsetzerleiterplatte
- 34
- Federelementeplatte
- 35
- Abdeckplatte
- 36
- Plattenaufbau
- 37
- Fangstift
- 38
- Konus
- 39
- Schaumstoffmatte
- 40
- Durchgangsloch
- 41
- Leiterbahn
- 42
- Testpunkt
(-beinchen)
- 43
- Entlastungsbohrung
- 44
- Fangstift
- 45
- Kontakthülse
- 46
- Schnittstellenpunkte
- 47
- Zwischenschnittstelle
- 48
- Grundraster
- 49
- Gehäuse
- 50
- Durchgangsbohrung
- 51
- Durchgangsbohrung
- 52
- Bauteile
- 53
- Durchgangsbohrung
- 54
- Gefederter
Fangstift
- 55
- Führungsbohrung