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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Modulträger mit einem Kontaktsockel
zur Aufnahme eines vielpoligen elektronischen Bauelementes, das ein
Gehäuse
mit seitlich herausgeführten
Kontaktpins aufweist.
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Zur
Analyse von Bauelementen, insbesondere von Speicherbauelementen
wie SDRAM's, DRAM's (Synchronous/Dynamic
Random Access Memory) usw. tritt häufig das Problem auf, dass
die Speicherbauelemente unter realistischen Bedingungen in einer
realen Applikationsumgebung getestet werden müssen. Dies kann erforderlich
werden, wenn beispielsweise das Verhalten der Speicherbauelemente
im Verbund mit einem Rechnerchip, mit einem neuen Softwareprogramm
und/oder das Speicherbauelement selbst zur Fehleranalyse getestet
werden muss. Ein Speicherbauelement beispielsweise mit einem TSOP-Gehäuse (Thin
Small Outline Package) hat üblicherweise
sehr viele Anschlusskontakte, die sehr eng nebeneinander angeordnet
sind. Hinzu kommt, dass häufig
mehrere Speicherbauelemente auf einer Spezialplatine wie einem Modulträger zusammengeschaltet
und dabei sehr dicht nebeneinanderliegend angeordnet sind. Aus Platzgründen sind
auf solch einem Modulträger
handelsübliche Kontaktsockel
wie beispielsweise der Kontaktsockel „Yamaichi IC 235" für „TSOP-54" nicht verwendbar. Der
Modulträger
selbst kann auch nicht geändert werden,
da er beispielsweise mit standardisierten Anschlüssen auf die Kontaktierung
mit einem handelsüblichen
Motherboard eines Computers ausgebildet ist.
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Bisher
wurden in der Praxis solche Bauelemente zum Beispiel auf dem Modulträger fest
aufgelötet
oder geklebt, um die oben genannten Probleme zu umgehen. Nach erfolgter
Analyse müssen
die Bauelemente in der Regel wieder ausgelötet werden, was entsprechend
aufwändig
ist. Hinzu kommt, dass die Bauelemente beim Löten oder Entlöten einer
sehr hohen thermischen Belastung ausgesetzt sind, die sich nachteilig
auf die Funktion und Zuverlässigkeit der
Bauelemente auswirken kann. Eine solche Lösung ist daher unerwünscht. Außerdem sollte
die Kontaktierung lösbar
sein, um den Montageaufwand zu reduzieren. Handelsübliche Kontaktsockel
sind aber nicht verwendbar, da sie von ihren Abmessungen her zu
groß sind
und nicht auf die verfügbare
Fläche
des Modulträgers
passen.
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Aus
der
US 5 829 988 A geht
ein Kontaktsockel mit lösbaren
Kontakten hervor, welcher auf einer Platine aufgebracht werden kann.
Dieser Kontaktsockel ist lediglich zur Aufnahme eines Bauelements mit
einem Gehäuse
mit nach unten herausgeführten Kontaktpins
ausgelegt, welche an der Unterseite des Gehäuses als verteilt angeordnete
Lötkugeln
ausgebildet sind. Der Kontaktsockel weist einen relativ komplizierten,
platzeinnehmenden Aufbau mit zwei übereinander angeordneten Gehäuseteilen
auf, welche mehrere Substrate und Platten einschließen.
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Auch
die
US 5 800 194 A offenbart
einen Kontaktsockel, welcher zur Aufnahme eines Bauelements mit
einem Gehäuse
mit nach unten herausgeführten
Kontaktpins ausgelegt ist. Der Kontaktsockel weist ein Bodenteil
mit innerhalb des Bodenteils angeordneten flexiblen Kontaktfedern
auf, deren obere freie Enden zur Kontaktierung des Bauelements mithilfe
von sich bewegenden Platten, Feder- und Rastelementen bewegt werden
können.
Infolgedessen ist der Aufbau des Kontaktsockels äußert kompliziert und platzeinnehmend.
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Aus
der
DE 27 10 594 A1 geht
ein weiterer Kontaktsockel zur Kontaktierung von Bauelementen mit
nach unten gerichteten Kontaktpins hervor. Der Kontaktsockel weist
an der Oberseite mit Stecköffnungen
versehene Kammern auf, in welchen gebogen ausgebildete Kontaktteile
von Kontaktfedern angeordnet sind. Zur Kontaktierung des Bauelements werden
dessen Kontaktpins in die Kammern und damit in die Kontaktteile
der Kontaktfedern gesteckt.
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Aus
der
DE 37 06 507 A1 ist
ein Kontaktsockel bekannt, welcher zur lösbaren Kontaktierung eines
Chips geeignet ist. Auch dieser Kontaktsockel weist einen komplizierten
Aufbau mit einem Bodenteil, innerhalb des Bodenteils gegenüberliegend
angeordneten elastischen Kontaktfedern und einer an dem Bodenteil
vertikal beweglich gelagerten Betätigungskappe auf.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Modulträger mit
einem einfach ausgebildeten Kontaktsockel bereitzustellen, welcher eine
lösbare
Kontaktierung von Bauelementen mit einem Gehäuse mit seitlich herausgeführten Kontaktpins
auf engstem Raum ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird durch einen Modulträger gemäß Anspruch
1 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen
sind in den abhängigen
Ansprüchen angegeben.
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Der
erfindungsgemäße Kontaktsockel
mit lösbaren
Kontakten zur elektrischen Kontaktierung eines insbesondere vielpoligen
elektronisches Bauelementes beziehungsweise der Modulträger hat
demgegenüber
den Vorteil, dass die zu testenden Bauelemente auf dem bekannten
Modulträger
eingelegt werden können,
ohne dass hier Änderungen
erforderlich wären.
Das wird dadurch erreicht, dass der erfindungsgemäße Kontaktsockel
gegenüber
einem handelsüblichen
Kontaktsockel derart klein ausgebildet ist, dass er direkt auf dem
Modulträger
gelötet oder
geklebt werden kann. In diesen Kontaktsockel wird dann das Bauelement
gesteckt und kann in vorteilhafter Weise ohne Aufwand auch wieder
entnommen werden. Als besonders vorteilhaft wird dabei angesehen,
dass der Kontaktsockel relativ einfach ausgebildet werden kann,
da er nicht die hohe Standfestigkeit und Steckerhäufigkeit
aushalten muss wie ein handelsüblicher
Kontaktsockel, der zum Beispiel bei der Schlussprüfung der
gekapselten Bauelemente verwendet wird. Dadurch kann der erfindungsgemäße Kontaktsockel
auch sehr kostengünstig
hergestellt werden. Als besonders vorteilhaft wird angesehen, dass
die Kontakte des Kontaktsockels erfindungsgemäß auf zwei sich gegenüberstehenden Kontaktreihen
angeordnet sind. Diese Anordnung ist besonders geeignet für eine Kontaktierung
von Bauelementen in T-SOP Gehäusen,
bei denen die Kontaktpins seitlich herausgeführt sind und dabei kontaktiert
werden können.
Das T-SOP Gehäuse
selbst findet dann Platz zwischen den beiden Kontaktreihen.
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Günstig erscheint
auch, die Kontakte auf zwei streifenförmig ausgebildete Kontaktträger des Kontaktsockels
anzuordnen. Die streifenförmigen Kontaktträger können klein
und schmal ausgeführt werden
und nehmen praktisch nur so viel Platz in Anspruch, wie er von dem
zu kontaktierenden Bauelement benötigt wird. Vorteilhaft ist
auch, die Kontaktträger
mit einer Begrenzung auszubilden, um das Einlegen des Bauelementes
in den Kontaktsockel zu erleichtern und einen besseren seitlichen
Halt zu gewähren.
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Eine
besonders einfache konstruktive Maßnahme wird darin gesehen,
die Kontaktträger
erfindungsgemäß durch
Rahmenteile zu fixieren. Der Kontaktsockel erhält dadurch die mechanische
Festigkeit, die zur Handhabung bis zum Aufbringen und Fixieren des
Kontaktsockels auf dem Modulträger benötigt wird.
Danach dient er als praktische Einführhilfe für das Bauelement. Auch kann
an ihm ein Haltebügel
oder eine Druckplatte befestigt werden, um die Kontaktpins des Bauelementes
mit der nötigen Kraft
gegen die Kontakte zu drücken.
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Damit
die Kontaktpins des Bauelementes auch einen sicheren elektrischen
Kontakt mit den Kontakten des Kontaktsockels erhalten, ist jeder Kontakt
des Kontaktsockels vorzugsweise mit einem Federbügel ausgebildet. Dadurch werden
mechanisch bedingte Unterschiede zwischen den einzelnen Kontaktpins
des Bauelementes oder auch den einzelnen Kontakten des Kontaktsockels
ausgeglichen. Das Bauelement wird somit in jedem Fall optimal kontaktiert.
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Günstig ist
auch, den Federbügel
mit seinem freien Ende mit einer zugehörigen Leiterbahn des Modulträgers zu
verbinden. Dadurch kann der Federbügel gleichzeitig die Stromleitung
zwischen der Leiterbahn und dem Kontakt auf einfache Weise selbst übernehmen.
Eine separate Verbindungsleitung ist dann nicht mehr erforderlich.
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Die
Befestigung des Federbügels
auf der Leiterbahn kann je nach Anforderung durch Löten oder
Kleben erfolgen. Bei guter Zugänglichkeit
der Verbindungsstelle, wenn beispielsweise der Federbügel direkt
auf einer Leiterbahn befestigt oder alternativ durch den Modulträger durchgesteckt
und mit einer rückseitigen
Leiterbahn verbunden werden soll, empfiehlt sich eine Löt- oder
Schweißverbindung.
In anderen Fällen,
wenn beispielsweise später
keine zu hohen Temperaturbelastungen zu erwarten sind, können die
Federbügel
alternativ auch mit einem geeigneten Leitkleber fixiert werden.
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Eine
vorteilhafte Lösung
wird auch darin gesehen, die Kontaktträger mit einer seitlich angeordneten
Aussparung zu versehen. In die Aussparung kann vorteilhaft ein Federring
beispielsweise aus einem elastischen und isolierenden Material wie
Gummi für
alle Kontakte eingelegt werden. Dieser Federring unterstützt dann
die Federkraft des Federbügels in
vorteilhafter Weise.
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Besonders
vorteilhaft ist die Lösung,
dass das Bauelement mit seinen Kontaktpins auf vorgesehene Kontaktflächen des
Trägermoduls
aufgelegt und die Kontaktpins mittels einer gefederten Druckplatte
gegen die Kontaktflächen
gedrückt
wird. Dadurch kann die konstruktive Ausführung des Kontaktsockels weiter
vereinfacht werden, da im wesentlichen nur noch die gefederte Druckplatte
und zwei Rahmenteile für
die Justage benötigt
werden.
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Der
Kontaktsockel erscheint besonders geeignet für Speicher-Bauelemente, die in einem T-SOP Gehäuse verpackt
sind, da hier die Kontaktpins seitlich herausgeführt sind.
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Bei
dem Modulträger
wird als Vorteil angesehen, dass er in eine Kontaktiervorrichtung
eines Motherboards eines Computers steckbar ist. Dadurch können beispielsweise
die Speicherbauelemente in Verbindung mit den Computer-Programmen
in einer realistischen Applikationsumgebung getestet werden.
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Zwei
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden an Hand
der Figuren näher
erläutert.
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1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der
Erfindung in Draufsicht,
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2 zeigt einen Querschnitt
des ersten Ausführungsbeispiels,
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die 3a bis 3d zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel
der Erfindung sowie konstruktive Einzelheiten und
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4 zeigt einen Modulträger in schematischer
Ausführung.
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1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der
Erfindung, bei dem ein Kontaktsockel 1 in schematischer
Ausführung
in Draufsicht dargestellt ist. Der Kontaktsockel 1 ist
vorzugsweise als Slimeline Sockel ausgebildet und ist von seinen
Abmessungen so bemessen, dass er praktisch nicht viel mehr Fläche einnimmt,
als das zu bestückende
Bauelement mit seinen Anschlüssen
benötigt.
Der Kontaktsockel 1 ist insbeson dere für Bauelemente in einem T-SOP Gehäuse ausgebildet
und hat entsprechend viele Kontakte 2. Beispielsweise können auf
seinen beiden Kontaktreihen 3 insgesamt 54 Kontakte angeordnet sein,
die sich in zwei gegenüberliegende
Kontaktreihen 3 mit jeweils 27 Kontakten aufteilen. Natürlich ist die
Anzahl der Kontakte vom zu kontaktierenden Bauelement 11 abhängig und
kann entsprechend angepasst werden.
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Wie
in 2 weiter entnehmbar
ist, sind die beiden Kontaktreihen 3 mit Kontaktträgern 4 ausgebildet,
auf denen die Kontakte 2 angeordnet sind. Die Kontakte 2 sind
jeweils voneinander isoliert ausgebildet und werden in entsprechenden
Führungen
der Kontaktträger 4 federnd
geführt.
Wie später
noch zu 2 ausgeführt wird,
sind die Kontakte 2 vertikal federnd angeordnet.
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Die
beiden Rahmenteile 5 dienen zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit
des Kontaktsockels 1. Sie können aber auch benutzt werden,
um einen Spannbügel
oder eine Druckplatte aufzunehmen, mit dem die Kontaktpins 11 des
Bauelementes 11 gegen die Kontakte 2 des Kontaktsockels 1 gedrückt werden
können.
Aus Übersichtlichkeitsgründen wurden
diese Teile jedoch in 1 weggelassen.
Die Schnittlinie A-A dient zur Erläuterung der im Querschnitt
dargestellten 2.
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Im
Querschnitt der 2 ist
zunächst
ein Modulträger 8 erkennbar,
auf dem ein Kontaktsockel 1 aufgebracht ist. Der Modulträger 8 ist
als gedruckte Platine oder Leiterplatte ausgeführt und dient beispielsweise
zur Aufnahme von mehreren Kontaktsockeln 1 mit seinen Bauelementen 11.
Im Schnittbild sind nun die beiden Kontaktträger 4 erkennbar, die entsprechend
ausgebildete Führungen
für die
Kontakte 2 aufweisen. Die Kontakte 2 sind elektrisch
leitend vorzugsweise aus Metall ausgebildet. Sie sind in Führungen
beweglich angeordnet, so dass sie eine vertikale Bewegung ausführen können. Am
unteren Ende eines Kontaktes 2 ist ein Federbügel 6 angeordnet,
dessen zweites Ende mit einer zu verbindenden Lei terbahn 9 des
Modulträgers 8 leitend
verbunden ist. Dies kann durch Löten,
Schweißen,
Kleben oder Ähnliches
erfolgen.
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Gemäß 2 ist der Federbügel 6 durch eine
Bohrung des Kontaktträgers 8 geführt und
auf der Rückseite
an den Lötstellen 10 mit
den Leiterbahnen 9 verlötet.
Natürlich
kann in alternativer Ausführung
der Erfindung die Lötung
oder Klebung auch auf der Oberseite des Modulträgers 8 erfolgen.
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Die
beiden Kontaktträger 4 haben
eine seitlich ausgebildete Aussparung 7, die unterhalb
des Kontaktes 2 angeordnet ist. In diese Aussparung 7 kann
zur Erhöhung
der Federkraft des Federbügels 6 beispielsweise
ein umlaufender Federring 17 eingelegt werden. Der Federring 17 ist
aus einem isolierenden und federndem Material wie Gummi ausgebildet und
drückt
die Kontakte 2 nach oben.
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In
den Kontaktsockel 1 wird von oben her das zu kontaktierende
Bauelement 11, beispielsweise ein SDRAM mit einem T-SOP Gehäuse eingelegt. Seine
Kontaktpins 12 berühren
die Kontakte 2, die mit dem gleichen Abstand und entsprechend
ausgebildeter Kontaktfläche
angeordnet sind, wie die Kontaktpins 12 des Bauelementes 11.
Um einen guten Kontakt mit einem geringen Übergangswiderstand zu erzielen,
werden die Kontaktpins 12 gegen den Widerstand des Federbügels 6 und
gegebenenfalls des Federringes 17 auf die Kontakte 2 gedrückt. Dies kann
zum Beispiel mit einer Druckplatte, einem Bügel oder dergleichen sein.
Diese Teile wurden aus Übersichtlichkeitsgründen in 2 jedoch weggelassen.
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Um
ein Verrutschen des Bauelementes 11 zu vermeiden, haben
die Kontaktträger 4 seitliche
Begrenzungen 16, so dass das Bauelement 11 beim Einlegen
entsprechend geführt
werden kann. Auch die Rahmenteile 5 können mit einer entsprechenden Begrenzung
ausgebildet sein.
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Die 3a bis 3d zeigen als alternative Lösung ein
zweites Ausführungsbeispiel
der Erfindung, das eine weitere Vereinfachung des Kontaktsockels darstellt.
Der wesentliche Vorteil bei diesem Ausführungsbeispiel liegt darin,
dass entsprechend 3a das
Bauelement 11 mit seinen Kontaktpins 12 direkt auf
vorgesehene Kontaktflächen 30 des
Modulträgers 8 gedrückt wird.
Die vorgesehenen Kontaktflächen 30 sind
praktisch die Leiterbahnen, auf die früher die Bauelemente 11 gelötet oder
geklebt wurden. Diese Anordnung hat den weiteren Vorteil, dass die durch
die Anschlusspins bedingten insbesondere kapazitiven Störeffekte
vermieden werden, so dass diese Anordnung insbesondere für Hochgeschwindigkeitsanwendungen,
zum Beispiel bei DDR-Speichern (Double Data Rate-Speicher) besonders
geeignet scheint.
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Zur
Fixierung des Bauelementes 11 und Sicherung der Kontaktierung
wird über
das Bauelement 11 eine gefederte Kontaktplatte 31 gelegt.
Die Federung wird dabei mittels eines elastischen Druckringes 32 erreicht,
wie er beispielsweise in 3d ausgeführt ist.
Der Druckring 32 besteht beispielsweise aus einem Gummi
oder einem Kunststoff, wie er beispielsweise unter der Handelsbezeichnung
Viton bekannt ist, und wird zwischen die Druckplatte 31 und
den Kontaktpins 12 des Bauelementes 11 eingefügt. Die
Druckplatte 31 ist dabei so ausgeführt, dass durch Druck auf diese
die Kontaktpins 12 des Bauelementes 11 gegen die
Kontaktflächen 30 des
Modulträgers 8 gedrückt werden.
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3b zeigt eine Draufsicht,
aus der auch ersichtlich ist, dass an den beiden Schmalseiten des Bauelementes 11 Rahmenteile 5 angeordnet
sind, durch die das Bauelement 11 in seiner vorgesehenen Lage
gegen seitliches Verschieben gesichert ist. Die Rahmenteile 5 wurden
zuvor beispielsweise durch Kleben auf dem Modulträger 8 befestigt.
Sie weisen des weiteren zur Führung
des Druckringes 32 eine Aussparung auf.
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Wie 3c entnehmbar ist, weist
die Druckplatte 31 an ihren vier Ecken Rasthaken 33 auf.
Die Rasthaken 33 sind derart ausgebildet, dass sie in entsprechende
Aussparungen der Rahmenteile 5 einhaken. Dadurch wird das
Bauelement 11 mit seinen Kontaktpins 12 einem
gewissen Druck gegen die Kontaktflächen 30 des Modulträgers 8 gedrückt.
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4 zeigt in schematischer
Ausführung
einen Modulträger 8,
wie er beispielsweise als Speichermodul Verwendung findet. An den
Plätzen,
an denen üblicherweise
die Bauelemente 11 eingelötet sind, sind hier die Kontaktsockel 1 angeordnet.
Die Bauelemente 11 werden in die Kontaktsockel 1 eingelegt,
so dass die einzelnen Kontaktpins 12 mit den entsprechenden
Leiterbahnen 9 des Modulträgers 8 (in der Zeichnung
nicht dargestellt) elektrisch verbunden sind. Der Modulträger 8 weist
an einer geeigneten Stelle wenigstens eine Reihe von Steckkontakten 13 auf.
Die Steckkontakte 13 sind dabei derart ausgebildet, dass
sie in eine handelsübliche
Kontaktiervorrichtung 14 passen und dort eingesteckt werden können. Durch
Einkerbungen oder eine unsymmetrischen Anordnung wird eine Verpolung
beim Kontaktieren ausgeschlossen. Die handelsübliche Kontaktiervorrichtung 14 kann
Teil einer anderen Platine, vorzugsweise ein Motherboard 15 eines
Computers sein.
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- 1
- Kontaktsockel
- 2
- Kontakt
- 3
- Kontaktreihe
- 4
- Kontaktträger
- 5
- Rahmenteil
- 6
- Federbügel
- 7
- Aussparung
- 8
- Modulträger
- 9
- Leiterbahn
- 10
- Lötstelle
- 11
- Bauelement
- 12
- Kontaktpin
(des Bauelementes)
- 13
- Steckkontakte
- 14
- (handelsübliche)
Kontaktiervorrichtung
- 15
- Motherboard
- 16
- seitliche
Begrenzung
- 17
- Federring
- 30
- Kontaktfläche
- 31
- Druckplatte
- 32
- Druckring
- 33
- Rasthaken