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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Kontaktierungseinheit zur Kontaktierung
von Anschlusskontakten elektronischer Bauelemente mit mindestens
einer Kontaktfeder, die einen Kontaktbereich aufweist und die so
federnd ausgebildet und/oder gelagert ist, dass in einer Testposition
eines Bauelements relativ zur Kontaktierungseinheit der Kontaktbereich
der Kontaktfeder gegen einen Anschlusskontakt des Bauelements gedrückt wird.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Testvorrichtung zum Testen
von elektronischen Bauelementen sowie ein Verfahren zur Kontaktierung
von Anschlusskontakten elektronischer Bauelemente. Elektronische
Bauelemente können
z. B. integrierte Schaltkreise (ICs – Integrated Circuits) sein.
Im Folgenden wird, ohne den Schutzbereich der Erfindung damit einzuschränken, neben der
Bezeichnung „elektronische
Bauelemente" auch die
Bezeichnung „ICs" verwendet.
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Kontaktierungseinheiten
der eingangs genannten Art sind für die Qualitätsprüfung und
zum Testen von ICs bekannt, um die ICs auf definierte Weise kurzfristig
mit einer Testschaltung zu verbinden. Bei ICs handelt es sich um
relativ kleine Bauelemente mit in der Regel sehr vielen Kontaktanschlüssen, die
oft auch als „Beinchen" bezeichnet werden. Diese
sind üblicherweise
seitlich an zwei sich gegenüberliegenden
oder an allen Seiten der ICs angeordnet. Die Form der Anschlusskontakte
kann bei unterschiedlichen ICs variieren. Zum Beispiel können die ICs,
deren Anschlusskontakte in eine Fassung oder in Löcher einer
Leiterplatte eingesteckt werden, einfach um 90° zur Ebene des IC-Gehäuses abgewinkelte
Anschlusskontakte aufweisen. Demgegenüber erstrecken sich die Anschlusskontakte
von ICs, die als SMD (Service Mounted Device)-Bauteil flach auf die
Oberfläche
einer Leiterplatte gelötet
werden, meist in oder parallel zur IC-Gehäuseebene. Ungeachtet der unterschiedlichen
Formen muss jeder einzelne Anschlusskontakt jedes zu testenden ICs
beim Test von Kontaktfedern mit einer bestimmten Kontaktkraft kontaktiert
werden, damit der für
den Test erforderliche Strom fließen kann.
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Eine
entscheidende Rolle beim Testen von ICs mit Hilfe solcher Kontaktierungseinheiten
stellt die Größe des Kontaktbereichs
der Kontaktfeder zu den Beinchen dar. Speziell bei Testanwendungen, bei
denen Spitzenströme
von mehr als 100 A, bevorzugt mehr als 160 A, bevorzugt in einem
Zeitfenster von 5 ms bis 10 ms, fließen (sog. Hochstrom- oder Poweranwendungen),
ist es von entscheidender Bedeutung, dass dieser Kontaktbereich
möglichst
groß ist,
um lokal auftretende Stromspitzen möglichst zu vermeiden. Wenn
derartige Stromspitzen auftreten, besteht die Tendenz, dass der
Kontaktbereich aufschmilzt und somit sowohl das Bauelement als auch die
Kontaktfeder unbrauchbar werden.
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Normalerweise
müssen
die Kontaktfedern erst ausgetauscht werden, wenn der Kontaktbereich der
Kontaktfedern seine Verschleißgrenze
erreicht hat. Das ist üblicherweise
nach ca. 1 bis 2 Millionen Testzyklen der Fall. Werden die Kontaktfedern
jedoch, wie eben beschrieben, im Rahmen von Hochstromanwendungen überbeansprucht,
sinkt die Lebensdauer der Kontaktfedern dramatisch. Die Gefahr,
dass Kontaktfedern noch vor dem eigentlich geplanten routinemäßigen Austausch
ausgewechselt werden müssen,
steigt dadurch erheblich an. Das bedeutet zusätzlichen Wartungsaufwand und
damit kürzere
Wartungsintervalle. Die damit verbundenen zusätzlichen Stillstandszeiten
der Kontaktierungseinheit sowie der Mehrverbrauch an Kontaktfedern
stellen gerade unter Kostengesichtspunkten einen erheblichen Nachteil
dar.
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Es
ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Kontaktierungseinheit der
eingangs genannten Art bereitzustellen, die insbesondere für Hochstromanwendungen
geeignet ist und insbesondere bessere Verschleißwerte der Kontaktfedern bei
Hochstromanwendungen aufweist. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung,
ein entsprechendes Verfahren zur Kontaktierung von Anschlusskontakten
elektronischer Bauelemente bereitzustellen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass bei der eingangs genannten Kontaktierungseinheit die Kontaktfeder
mehrere separat federnde Kontaktfederteile aufweist.
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Da
erfindungsgemäß eine Kontaktfeder
zumindest im Kontaktbereich aus mehreren Kontaktfederteilen besteht,
werden beim Kontaktieren eines Anschlusskontakts eines elektronischen
Bauelements mit der Kontaktfeder die einzelnen Kontaktfederteile
jeweils separat gegen diesen Anschlusskontakt gedrückt. Da
bei einem entsprechenden Druck jeweils die Enden der einzelnen Kontaktfederteile einzeln
in den Anschlusskontakt eindrücken
und nicht eine relativ dickere, einteilige Kontaktfeder, kann der
Bereich, in dem die Kontaktfeder insgesamt in sicherem elektrischem
Kontakt mit dem Anschlusskontakt steht, vergrößert werden. Selbst wenn der Anschlusskontakt
des Bauelements nicht exakt auf die Kontaktfeder aufgesetzt wird,
sondern beispielsweise an einer Knickstelle des Anschlusskontakts leicht
schräg
anliegt, wird durch die separate Federung der Kontaktfederteile
eine deutlich bessere Kontaktierung sichergestellt als bei einer
herkömmlichen, einstückigen Kontaktfeder.
Durch die Verwendung separat federnder Kontaktfederteile kann somit
der Übergangswiderstand
zwischen den Anschlusskontakten eines elektronischen Bauelements
und der Kontaktfeder reduziert werden; größere Ströme können folglich ohne die Gefahr
eines Aufschmelzens der Kontaktfeder durch die Kontaktstelle fließen. Dadurch
können
die Standzeiten der Kontaktfedern und somit der Kontaktierungseinheit
insbesondere bei Hochstromeinsätzen
erheblich verlängert
werden.
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Weiterhin
wird die Aufgabe durch eine Testvorrichtung zum Testen von elektronischen
Bauelementen mit einer Anzahl von erfindungsgemäßen Kontaktierungseinheiten
und einem Träger
gelöst, auf
dem die Anzahl von Kontaktierungseinheiten entsprechend der Anordnung
der Anschlusskontakte der zu testenden Bauelemente fixiert ist.
Sind die Kontaktierungseinheiten analog zur Anordnung der Anschlusskontakte
der zu testenden Bauelemente fixiert, so kann ein solches Bauelement
durch einfaches Auflegen und Andrücken auf die Kontaktierungseinheit
elektrisch kontaktiert und in der Folge getestet werden.
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Weiterhin
wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Kontaktierung von Anschlusskontakten
elektronischer Bauelemente mit einer erfindungsgemäßen Kontaktierungseinheit
gelöst,
bei dem das elektronische Bauelement relativ zur Kontaktierungseinheit
zum Testen in eine Testposition bewegt wird, in der jeweils ein
Anschlusskontakt auf federnd ausgebildete und/oder gelagerte Kontaktbereiche
der Kontaktfedern gedrückt
wird.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung besteht der Kontaktbereich der Kontaktfeder aus Teil-Kontaktbereichen, wobei
mindestens zwei Kontaktfederteile davon je mindestens einen Teil-Kontaktbereich
aufweisen. Dies bedeutet also, dass mindestens zwei Kontaktfederteile
zur Herstellung eines Kontakts zwischen der Kontaktfeder und dem
Anschlusskontakt eines elektronischen Bauelements dienen und demgemäß jeweils
einen oder mehrere Teil-Kontaktbereiche aufweisen. Diese Teil-Kontaktbereiche
ergeben in ihrer Summe den Gesamt-Kontaktbereich (im Folgenden kurz
als „Kontaktbereich" bezeichnet) der
Kontaktfeder. Bei den Teil-Kontaktbereichen handelt es sich in der
Regel um die Enden der Kontaktfederteile, welche flächig oder
punktartig ausgeführt
sein können; üblicherweise
handelt es sich dabei um Kontaktspitzen. Die Kontaktfederteile einer
Kontaktfeder sind vorzugsweise so ausgebildet und zueinander angeordnet,
dass sie einen guten elektrischen Kontakt zueinander haben und so
einen Leiterverbund bilden, wobei die Kontaktfederteile analog zu
einzelnen Drähten
in einem Litzenkabel wirken.
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Dadurch
kann sicher gewährleistet
werden, dass die Übertragung
der Ladungen über
diese Kontaktfederteile verteilt erfolgt und Strom nicht nur über einen
sehr kleinen Kontaktbereich geleitet, sondern aufgeteilt wird. So
wird vorteilhafterweise u. a. vermieden, dass punktuell ein zu hoher
Strom fließt
und die Kontaktfeder beschädigen
kann. Eine optimierte Ausführung
der Erfindung gemäß dieser
vorteilhaften Ausführungsform
besteht darin, dass jedes der Kontaktfederteile mindestens einen
Teil-Kontaktbereich aufweist, so dass eine möglichst optimale Verteilung des
Stromflusses innerhalb der Kontaktfeder, verteilt auf alle Kontaktfederteile,
erfolgt.
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Zur
Anordnung der Kontaktfederteile bzw. der Kontaktfeder hat es sich
als besonders vorteilhaft erwiesen, dass die Kontaktfeder in einer
Aussparung innerhalb der Kontaktierungseinheit angeordnet ist. Dadurch
können
die Kontaktfederteile so fixiert werden, dass sie trotz relativ
kleiner Abmessungen kontrollierbar eingebaut und gehalten werden
können. Bevorzugterweise
erfolgt diese Fixierung nicht in Wirkrichtung der Federung der Kontaktfeder,
sondern in einem 90°-Winkel
zu dieser Federung. Dies bewirkt u. a., dass die Kontaktfeder bzw.
die Kontaktfederteile fest innerhalb der Kontaktierungseinheit angeordnet
sind, wobei jedoch gleichzeitig die federnde Wirkung der Kontaktfeder
bzw. der Kontaktfederteile nicht beeinträchtigt wird. Bei entsprechender
Formgebung der Kontaktfederteile, speziell den unten beschriebenen
Ausführungsformen
mit Kontaktfederteilen ähnlicher
Geometrien, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Kontaktfederteile
parallel nebeneinander innerhalb der Aussparung angeordnet sind.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausführungsform
sind Teil-Kontaktbereiche der Kontaktfederteile zueinander in mindestens
zwei Raumrichtungen versetzt. Verbindet man die derartig angeordneten
Teil-Kontaktbereiche miteinander, so ergibt sich ein Mehreck oder
ein Polygonzug. Die Teil-Kontaktbereiche liegen dabei vorzugsweise
in einer Ebene, jedoch innerhalb dieser Ebene sowohl seitlich als auch
in der Tiefe zueinander versetzt. Aufgrund dieser Anordnung ergibt
sich beispielsweise der Vorteil, dass ein möglichst großer Bereich des Anschlusskontakts
des Bauelements genutzt wird, um eine Kontaktstelle zu bilden, über die
beim Test des Bauelements ein Strom fließen kann. Es hat sich bei Versuchen
mit derartigen Kontaktierungseinheiten ergeben, dass es besonders
vorteilhaft ist, die Teil-Kontaktbereiche in Form eines Dreiecks
zueinander anzuordnen, speziell dann, wenn die Kontaktfeder nur aus
drei Kontaktfederteilen besteht.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung gibt jedes der Kontaktfederteile für sich die Funktionsgeometrie
der Kontaktfeder wieder. Dies bedeutet, dass jedes Kontaktfederteil
ein im Rahmen der Kontaktierungseinheit einzeln betreibbares Bauteil
ist, das lediglich gemeinsam mit weiteren Kontaktfederteilen zusammen
in einer Kontaktfeder betrieben wird. Unter anderem stellt dann der
Einbau der Kontaktfederteile in die Kontaktierungseinheit auch bei
unterschiedlichen Geometrien der Kontaktfederteile kein nennenswertes
Problem dar.
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In
einer besonders vorteilhaften Weiterentwicklung dieser Ausführungsform
sind die Kontaktfederteile baugleich, was beispielsweise den Vorteil hat,
dass der Mehraufwand, der sich durch die Verwendung mehrerer Kontaktfederteile
im Vergleich zur Verwendung einer einzelnen Kontaktfeder gemäß dem Stand
der Technik ergibt, in engen Grenzen gehalten werden kann. Die Verwendung
baugleicher Kontaktfederteile bedeutet im Endeffekt, dass diese Kontaktfederteile
lediglich als mehrere kleiner dimensionierte Kontaktfedern ausgeführt werden
müssen und
auch der Einbau der Kontaktfederteile in die Kontaktierungseinheit
deutlich vereinfacht wird im Vergleich zur Verwendung von unterschiedlich
ausgebildeten Kontaktfederteilen. Um den oben beschriebenen Versatz
der Teil-Kontaktbereiche der Kontaktfederteile zueinander in mindestens
zwei Raumrichtungen zu erreichen, können die Kontaktfedern auch vorteilhafterweise
bis auf einen einzigen Parameter, z. B. eine Längenabmessung, baugleich sein,
so dass die Kontaktfederteile einer Kontaktfeder parallel eng aneinander
liegend in die Kontaktierungseinheit eingebaut werden können und
sich dabei zwangsläufig
der gewünschte
Versatz der Teilkontaktbereiche, z. B. der Kontaktspitzen, ergibt.
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Bevorzugterweise
ist die Kontaktfeder für
einen Spitzenstrom von mehr als 100 A ausgelegt. Dies bedeutet in
der Praxis, dass das Material und die Dimensionierung der Kontaktfeder
inklusive der Kontaktfederteile in ihrer Kombination so gewählt sind,
dass ein Spitzenstrom von mehr als 100 A darüber fließen kann, ohne dass die Kontaktfeder
dadurch Schaden nimmt. Beispielsweise muss die Kontaktfeder dazu
aus einem möglichst
hitzeresistenten Material bestehen und in ihrer Querschnittsdimensionierung
so gewählt
sein, dass ein entsprechender Spitzenstrom darüber fließen kann, ohne dass die Kontaktfeder
aufschmilzt oder die Kontaktfederteile einzeln Schaden nehmen würden.
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Besonders
bevorzugt weist die Kontaktfeder eine erste Federung zu dem Anschlusskontakt
des Bauelements hin und eine zweite Federung zu einem Abgriffkontaktbereich
hin auf, mit dem die Kontaktfeder an eine Testschaltung zum Testen
des Bauelements angeschlossen ist. Die Kontaktfeder kann hierzu
vorzugsweise in etwa die Form eines, bevorzugt in einer Einbaulage
um 90° gedrehten,
U bzw. Π aufweisen,
wobei dessen beide Schenkel endseitig noch um nach außen voneinander
weg weisende, z. B. in der Einbaulage in etwa senkrecht nach oben bzw.
nach unten zeigende, Spitzen verlängert sind. In der allgemein
gebräuchlichen
Terminologie wird eine derartige Form als U-Form gekennzeichnet,
aufgrund der bevorzugt eckigen Ausführung wird jedoch im Folgenden
von einer Π-Form
die Rede sein. Fixiert man die Kontaktfeder im Bereich des Querbalkens oder
nahe am Querbalken des Π,
so können
die Schenkel sowohl nach oben als auch nach unten hin federnd wirken.
Die beiden Spitzen des Π bilden dann
einerseits den Kontaktbereich bzw. die Kontaktspitze zum Bauelement
einerseits und zu einem Abgriffkontaktbereich andererseits.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
der Kontaktierungseinheit weist sie eine Anzahl von Kontaktfederpaaren
mit jeweils einer ersten und einer zweiten Kontaktfeder auf, welche
so angeordnet sind, dass die beiden Kontaktfedern eines Kontaktfederpaares
jeweils gegen denselben Anschlusskontakt des Bauelements gedrückt werden.
Kontaktfederpaare werden als so genannte „Zwei-Draht-Kelvin-Kontaktierungssysteme" verwendet. Um die
bei der End- bzw. Qualitätskontrolle
der ICs geforderte hohe Genauigkeit der Testung zu gewährleisten,
wird vor der Testung an jedem Anschlusskontakt in einer Schleife über die
beiden Kontaktfedern der Kelvin-Kontaktierung der Übergangswiderstand
der Kontaktierung zu den Kontaktfedern eines Kontaktfederpaares
bestimmt und später
zur Korrektur der Messergebnisse verwendet. Mit Hilfe der Verwendung
eines Kontaktfederpaares ist es daher vorteilhafterweise u. a. möglich, eine
erhöhte Messgenauigkeit
und eine Vermeidung von Messfehlern zu erzielen.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der Kontaktierungseinheit weist diese einen Kontaktblock mit einer
Basis und mit schichtweise auf der Basis angeordneten Klemmplatten
auf, wobei jeweils ein Satz voneinander beabstandeter erster Kontaktfedern
und zweiter Kontaktfedern zwischen der Basis und einer Klemmplatte,
vorzugsweise einer zuoberst aufliegenden Klemmplatte, fixiert sind.
Die Fixierung erfolgt dabei so, dass sich die Kontaktfedern – sowohl
eines Kontaktfederpaares untereinander als auch benachbarter Kontaktfederpaare – gegenseitig
nicht berühren.
Die Anordnung der Kontaktfedern innerhalb eines Kontaktblocks mit Basis
bzw. Klemmplatten in Kombination mit Sätzen erster Kontaktfedern und
zweiter Kontaktfedern bewirkt u. a. vorteilhafterweise, dass diese
ersten und zweiten Kontaktfedern jeweils auf einfache Art und Weise
elektrisch voneinander isoliert und mechanisch voneinander entkoppelt
angeordnet werden können.
Innerhalb des Kontaktblocks kann, bei effektiver Anordnung der ersten
und zweiten Kontaktfedersätze,
eine Großzahl
an Kontakten zur Kontaktierung eines Bauelements bereitgestellt
werden.
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Die
Erfindung wird im Folgenden noch einmal unter Hinweis auf die beigefügten Figuren
anhand eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Gleiche
Bauteile sind in den verschiedenen Figuren jeweils mit denselben
Bezugsziffern versehen. Es zeigen:
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1 eine
schematische, perspektivische Ansicht eines Teils eines Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Testvorrichtung,
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2 eine
schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Testvorrichtung gemäß 1 mit
der Seitenansicht eines Bauelements,
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3 eine
schematische, perspektivische Ansicht einer Kontaktierungseinheit
aus der Testvorrichtung gemäß 2,
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4 eine
schematische, perspektivische Ansicht eines Detail-Ausschnitts der
Kontaktierungseinheit gemäß 3 im
Bereich eines Kontaktfederpaars,
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5 eine
perspektivische Detail-Ansicht der Kontaktbereiche des Kontaktfederpaars
gemäß 4,
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6 eine
Explosionsdarstellung der Kontaktierungseinheit gemäß 3,
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7 eine
Schnittansicht der Kontaktierungseinheit gemäß 3 entlang
der Schnittlinie A-A' in 3,
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8 eine
schematische, perspektivische Ansicht der Kontaktierungseinheit
gemäß 3 von der
Unterseite her,
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9 eine
perspektivische Detailansicht eines Ausschnitts der Kontaktierungseinheit
gemäß 8.
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1 zeigt
einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Testvorrichtung 11 in
perspektivischer Draufsicht. Die Testvorrichtung 11 weist
einen Träger 27 auf,
auf dem zwischen bzw. innerhalb von Aussparungen von Aufbauplatten 28 eine
erfindungsgemäße Kontaktierungseinheit 1 angeordnet ist.
In 1 wird der Anschaulichkeit halber ein Bauelement 3 gezeigt,
welches nur an einer Seite Anschlusskontakte 5 aufweist.
Für die
Testung von Bauelementen mit Anschlusskontakten auf zwei gegenüberliegenden
Seiten ist es möglich,
eine zweite Kontaktierungseinheit gegenüber der hier dargestellten Kontaktierungseinheit 1 gegenverkehrt
anzuordnen.
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Die
Kontaktierungseinheit 1 besteht aus einem Kontaktblock 9 mit
mehreren Kontaktfedern 7a, 7b, die jeweils ein
Kontaktfederpaar bilden. Diese paarweise Anordnung von Kontaktfedern 7a, 7b dient
der oben beschriebenen Verwendung als „Zwei-Draht-Kelvin-Kontaktierungssysteme". Der Kontaktblock 9 ist
bei diesem Ausführungsbeispiel aus
einer Basis 12 und zwei Klemmplatten 13a, 13b aufgebaut.
Die obere Klemmplatte 13b weist Aussparungen 15 auf,
innerhalb derer die Kontaktfedern 7a, 7b angeordnet
sind. Weiterhin ist ein Bauelement 3 mit Anschlusskontakten 5 zu
erkennen. Dieses Bauelement 3 kann mit den Anschlusskontakten 5 auf
die Kontaktfedern 7a, 7b der Kontaktierungseinheit 1 gedrückt werden.
Hierdurch wird ein Kontakt zwischen der Testvorrichtung 11 und
dem Bauelement 3 hergestellt, der dazu dient, das Bauelement 3 in
seiner Funktion zu überprüfen.
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Die
Testvorrichtung 11 weist weiterhin innerhalb des Bereichs
des Trägers 27 elektrische
Leitungen (nicht dargestellt) z. B. in Form von Leiterbahnen auf,
die von Kontaktstellen, die – wie
später
noch beschrieben wird – die
Kontaktfedern 7a, 7b untenseitig kontaktieren,
zu einer nicht dargestellten Testschaltung führen. Die Testschaltung kann
speziell zum Test des betreffenden Bauteiltyps in üblicher
Weise aufgebaut und konfiguriert sein und sendet die Testsignale
an die Bauelemente bzw. empfängt
Signale von dort und verarbeitet diese. Die Testschaltung kann auch
in den Träger 27 integriert
sein. Zum Beispiel. kann eine Grundplatte des Trägers als Leiterplatte ausgebildet
sein, auf der die Testschaltung realisiert ist. Die Testschaltung
kann jedoch auch zumindest teilweise als Software auf einem hierfür geeigneten
Rechner bzw. einer entsprechenden Prozessoreinheit ausgebildet sein.
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2 zeigt
einen Teil der erfindungsgemäßen Testvorrichtung 11 in
seitlicher Ansicht aus der in 1 dargestellten
Blickrichtung B. Zu erkennen sind der Kontaktblock 9 und
ein Kontaktfederpaar mit zwei Kontaktfedern 7a, 7b.
Das Bauelement 3 kann zum Testen mit den Anschlusskontakten 5 gegen
die Kontaktbereiche 8 der Kontaktfedern 7 gedrückt werden.
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3 zeigt
die Kontaktierungseinheit 1 noch einmal allein in perspektivischer
Draufsicht. Wie dort dargestellt, werden die Basis 12 und
die zwei Klemmplatten 13a, 13b des Kontaktblocks 9 mittels
Fixierschrauben 17 zusammengehalten.
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4 zeigt
eine Detailansicht eines Kontaktfederpaars innerhalb einer Aussparung 15 der
Kontaktierungseinheit 1. Jede der beiden Kontaktfedern 7a, 7b weist
drei Kontaktfederteile 19a, 19b auf, die parallel
nebeneinander innerhalb der Aussparung 15 angeordnet sind.
Dadurch können
sie innerhalb der Aussparung 15 nach oben und unten federn,
während
sie seitlich fixiert sind. Die Kontaktfederteile 19a, 19b sind
zwar mechanisch separate Teile, die unabhängig voneinander beweglich
sind, jedoch liegen sie eng aneinander, so dass sie in jeder Federstellung elektrisch
miteinander verbunden sind. Jedes Kontaktfederteil 19a, 19b hat
an seinem freien Ende eine nach oben ragende Kontaktspitze, welche
einen Teil-Kontaktbereich 21 des
Gesamt-Kontaktbereichs der Kontaktfeder 7a, 7b bildet.
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5 zeigt
die beiden Kontaktfedern 7a, 7b in einer näheren Detailansicht.
Es ist erkennbar, dass die Kontaktfederteile 19a, 19b innerhalb
der Kontaktfedern 7a, 7b so zueinander angeordnet
sind, dass die Teil-Kontaktbereiche 21 nach zwei Richtungen zueinander
versetzt sind. Die Teil-Kontaktbereiche 21 sind dabei so
zueinander angeordnet, dass sie je ein Dreieck pro Kontaktfeder 7a, 7b bilden.
Die Basen der beiden Dreiecke liegen parallel benachbart zueinander,
während
die Spitzen der Dreiecke voneinander weg in entgegengesetzte Richtung
zeigen.
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Bei
der Kontaktierung drücken
sich jeweils alle drei Kontaktspitzen einer Kontaktfeder 7a, 7b separat
leicht in die Oberfläche
eines Anschlusskontakts 5 eines Bauelements 3 ein.
Ein Strom kann daher über
alle drei Kontaktspitzen der Kontaktfedern 7a, 7b fließen und
wird in den kompletten Leiterverbund bestehend aus den je drei Kontaktfederteilen 19a, 19b bis
zu den elektrischen Anschlüssen
der Testschaltung geleitet. Dadurch werden Spitzenströme nicht
punktuell über
nur eine Kontaktspitze geführt,
sondern verteilt.
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In 6 ist
die Kontaktierungseinheit 1 in Explosionsdarstellung gezeigt
und in 7 in zusammengebautem Zustand in einem Schnitt
entlang der Schnittlinie A-A' aus 3.
Es ist zu erkennen, dass sowohl die Basis 12 als auch die
Klemmplatten 13a, 13b jeweils Bohrungen 23 für Fixierschrauben 17 aufweisen,
die den Kontaktblock 9 zusammenhalten. Diese Bohrungen 23 befinden
sich im Bereich von an zwei Seiten der Basis 12 bzw. der
Klemmplatten 13a, 13b liegenden Wangenbereichen 16a, 16b, 16c.
Zwischen den Wangenbereichen 16a, 16b, 16c befindet
sich je ein Mittelbereich 18a, 18b, 18c,
der der Fixierung der Kontaktfedern 7a, 7b dient.
Die Basis 12 und die zuoberst liegende Klemmplatte 13b schließen den
Kontaktblock 9 nach oben bzw. unten ab. Ihre Mittelbereiche 18a, 18c sind
parallel zu den Schenkeln der Kontaktfedern 7a, 7b angeordnet
und bilden je eine Abschlussfläche.
Im Längsschnitt
sind die Basis 12 und die obere Klemmplatte 13b U-förmig ausgebildet,
wobei ihre Wangenbereiche 16c, 16b die Schenkel
des jeweiligen U bilden und die offenen Seiten der beiden U's zueinander hin
geöffnet
sind. Der Mittelbereich 18a der mittleren Klemmplatte 13a ist
blockartig und weist oberseitig kammartig angeordnete Aussparungen 15 auf.
Dieser Mittelbereich 18a ragt in Richtung der oberen Klemmplatte 13b über die
Wangenbereiche 16a der mittleren Klemmplatte 13a hinaus.
Im montierten Zustand ragen daher die Wangenbereiche 16b der
oberen Klemmplatte 13b seitlich in den Mittelbereich 18a der
mittleren Klemmplatte 13a hinein, so dass der Mittelbereich 18b der
oberen Klemmplatte 13b auf dem Mittelbereich 18a der
mittleren Klemmplatte 13a aufliegt und sich im Bereich
der Aussparungen 15 Kanäle
bilden. Zwischen der der mittleren Klemmplatte 13a zugewandeten
Seite der Basis 12 und der der Basis 12 zugewandten
Seite der mittleren Klemmplatte 13a ergibt sich im Bereich
zwischen den beiden jeweiligen Mittelbereichen 18a, 18c ein
Freiraum 14. In die Basis 12 sind senkrecht zu
den Schenkeln der Kontaktfedern 7a, 7b Aussparungen 29 eingelassen.
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Jeweils
drei Kontaktfederteile 19a, die eine erste Kontaktfeder 7a eines
Kontaktfederpaares bilden, und drei Kontaktfederteile 19b,
die eine zweite Kontaktfeder 7b des Kontaktfederpaares
bilden, werden zusammen in eine Aussparung 15 eingefügt. Die einzelnen
Kontaktfederteile 19a, 19b weisen jeweils die
Form eines, in der Figur um 90° gedrehten, Π mit zwei
Schenkeln und einem Querbalken auf und geben in ihrer Form jeweils
für sich
die Funktionsgeometrie der jeweiligen Kontaktfeder 7a, 7b wieder.
Die Schenkel sind durch in etwa senkrecht nach oben bzw. nach unten
zeigende, d. h. voneinander weg weisende Spitzen verlängert. Der
in den Abbildungen obere Schenkel ist etwas länger ausgeführt als der untere, während die
verlängerte
Spitze am unteren Schenkel etwas länger ist als die verlängerte Spitze am
oberen Schenkel. Die jeweiligen Enden der Spitzen wirken als Kontaktbereiche 8 für die Anschlußkontakte 5 des
Bauelements 3 bzw. als Abgriff-Kontaktbereiche 25.
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In 6 sind
die Kontaktfedern 7a, 7b der Anschaulichkeit halber
leicht versetzt zueinander dargestellt, doch werden sie in verbauter
Form an der Querbalken-Seite bündig
angeordnet. Sie sind nicht genau baugleich, sondern, wie in 7 zu
erkennen ist, zwei baugleiche Kontaktfederteile 19a bzw. 19b sind
beiderseits eines mittig liegenden Kontaktfederteils 19a' bzw. 19b' angeordnet,
dessen Schenkellänge
etwas größer bzw.
etwas kleiner ist als das der beiden anderen. In verbauter Form
ergibt sich daraus der gewünschte
kleine Versatz der Teilkontaktbereiche 21, d. h. der Kontaktspitzen.
Dies ist besonders gut in 7 zu erkennen.
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Die
Kontaktfedern 7a, 7b werden innerhalb einer Aussparung 15 so
eingefügt,
dass sie voneinander elektrisch getrennt durch die Basis 12 und
die Klemmplatten 13a, 13b innerhalb der Kontaktierungseinheit 1 fixiert
sind. Beide Kontaktfedern 7a, 7b führen aus
der Basis 12 unterseitig durch die Aussparungen 29 heraus,
die in einem den Klemmplatten 13a, 13b gegenüberliegend
im Mittelbereich 18c der Basis 12 angeordneten
Sockelabschnitt als quer zu der Längsrichtung der Schenkel der
Kontaktfedern 7a, 7b verlaufende Schlitze ausgebildet
sind (siehe 6).
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Die
am äußeren Rand
der Kontaktierungseinheit 1 positionierte Kontaktfeder 7a ist
in ihrer Ausdehnung zwischen der Basis 12 und der oberen Klemmplatte 13b etwas
größer dimensioniert
als die zweite Kontaktfeder 7b und zwischen einer oberen Klemmplatte 13b und
der Basis 12 so fixiert, dass sie auf der Basis 12 aufliegt
und durch den Mittelbereich 18b der oberen Klemmplatte 13b berührt wird.
Die zweite Kontaktfeder 7b liegt mit beiden Schenkeln bereichsweise
auf der mittleren Klemmplatte 13a in einem an den Querbalken
angrenzenden Bereich des Schenkels auf, der im Querschnitt der Π-Form leicht
größer dimensioniert
ist,. Dadurch wirken die Schenkel der Kontaktfeder 7b als
Hebelarme, die im restlichen Bereich des Schenkels innerhalb des
unterhalb der mittleren Klemmplatte 13a vorhandenen durchgehenden
Freiraums 14 und in den Aussparungen 15 auf der
Oberseite der mittleren Klemmplatte 13a frei federnd schwingen
bzw. gebogen werden können.
Eine Federwirkung ergibt sich analog auch für die erste Kontaktfeder 7a,
deren Schenkel zwar nach oben und nach unten durch die obere Klemmplatte 13b und
die Basis 12 fixiert sind, jedoch von diesen Fixierungsbereichen
weg hinein in den Freiraum 14 bzw. die Aussparung 15 schwingen
bzw. gebogen werden können.
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Beide
Kontaktfedern 7a, 7b sind durch diese Konstruktion
räumlich
voneinander getrennt und berühren
sich nicht. An ihrem dem Abgriffkontaktbereich 25 entgegengesetzten
Ende bilden die Kontaktfedern 7a, 7b jeweils einen
Kontaktbereich 8, an dem sie mit den Anschlusskontakten 5 des
Bauelements 3 kontaktiert werden können.
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8 zeigt
die Kontaktierungseinheit 1 in einer perspektivischen Ansicht
von schräg
unten. Neben den bereits beschriebenen Elementen der Kontaktierungseinheit 1 sind
insbesondere die Abgriffkontaktbereiche 25 in ihrer paarweisen
Anordnung innerhalb von Aussparungen 29 erkennbar.
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9 zeigt
im Detail eine Unteransicht der Kontaktfedern 7a, 7b in
den Aussparungen 29 der Basis 12. Auch hier sind
die einzelnen Kontaktfederteile 19a, 19b der Kontaktfedern 7a, 7b erkennbar. Sie
sind analog zur Ausbildung der Kontaktbereiche 8 (siehe 4 und 5)
an der Oberseite der Kontaktierungseinheit 1 versetzt zueinander
angeordnet. Gemeinsam bilden sie Abgriffbereiche 25, von
denen der oberseitig abgegriffene Strom aus dem Bauelement 3 weiter
in andere Bereiche der Testvorrichtung 11 geleitet werden
kann.
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Es
wird abschließend
noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorhergehend
beschriebenen Kontaktierungseinheiten lediglich um Ausführungsbeispiele
handelt, welche vom Fachmann in verschiedenster Weise modifiziert
werden können,
ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Weiterhin schließt die Verwendung
der unbestimmten Artikel „ein" bzw. „eine" nicht aus, dass
die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können.
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- 1
- Kontaktierungseinheit
- 3
- Bauelement
- 5
- Anschlusskontakt
- 7a,
7b
- Kontaktfeder
- 9
- Kontaktblock
- 11
- Testvorrichtung
- 12
- Basis
- 13a,
13b
- Klemmplatten
- 14
- Freiräume
- 15
- Aussparung
- 16a,
16b, 16c
- Wangenbereiche
- 17
- Fixierschraube
- 18a,
18b, 18c
- Mittelbereiche
- 19a,
19b
- Kontaktfederteile
- 21
- Teil-Kontaktbereiche
- 23
- Bohrung
- 25
- Abgriff-Kontaktbereich
- 27
- Träger
- 28
- Aufbauplatten
- 29
- Aussparung
- B
- Blickrichtung