-
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.
-
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.
-
Bei einigen Kontaktierungseinheiten sind die Kontaktfedern als Kelvin-Kontakte verschaltet. Wie später noch näher erläutert wird, dient eine Kelvin-Kontaktierung der Messung des Übergangswiderstands zwischen den Kontaktfedern und den zu kontaktierenden Anschlusskontakten des zu prüfenden Bauelements. Ausführungsbeispiele für solche Kelvin-Kontaktierungen zeigen beispielsweise die
US 2005/0130504 A1 und die
US 6 756 798 B2 .
-
Letztere Druckschrift offenbart nebeneinander angeordnete Kontaktfedern, wobei benachbarte Kontakfedern gegeneinander isoliert und Kontaktfedern in wiederkehrenden Abständen über Federblätter miteinander kontaktiert sind.
-
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.
-
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.
-
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.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei der eingangs genannten Kontaktierungseinheit die Kontaktfeder mehrere separat federnde Kontaktfederteile aufweist, die unter Bildung eines Leiterverbunds so eng aneinander liegen, dass sie elektrisch miteinander verbunden sind.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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 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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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 endscitig 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.
-
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.
-
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.
-
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:
- 1 eine schematische, perspektivische Ansicht eines Teils eines Ausfübrungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Testvorrichtung,
- 2 eine schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Testvorrichtung gemäß 1 mit der Scitenansicht eines Bauelements,
- 3 eine schematische, perspektivische Ansicht einer Kontaktierungseinheit aus der Testvorrichtung gemäß 2,
- 4 eine schematische, perspektivische Ansicht eines Detail-Ausschnitts der Kontaktierungseinheit gemäß 3 im Bereich eines Kontaktfederpaars,
- 5 eine perspektivische Detail-Ansicht der Kontaktbereiche des Kontaktfederpaars gemäß 4,
- 6 eine Explosionsdarstellung der Kontaktierungseinheit gemäß 3,
- 7 eine Schnittansicht der Kontaktierungseinheit gemäß 3 entlang der Schnittlinie A-A' in 3,
- 8 eine schematische, perspektivische Ansicht der Kontaktierungseinheit gemäß 3 von der Unterseite her,
- 9 eine perspektivische Detailansicht eines Ausschnitts der Kontaktierungseinheit gemäß 8.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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).
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein“ bzw. „eine“ nicht aus Schlieβt, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können.
-
Bezugszeichenliste
-
- 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
