DE1903088A1

DE1903088A1 - Kontaktvorrichtung

Info

Publication number: DE1903088A1
Application number: DE19691903088
Authority: DE
Inventors: Franz Bauer; Dipl-Ing Karl Besemer; Gotthard Kinner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1969-01-22
Filing date: 1969-01-22
Publication date: 1971-01-21
Also published as: AT300955B; NL7000860A; NL143045B; GB1255465A; JPS502060B1; FR2028879A1

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT München, den 2 2. JAN. 1969 BERLIN UND MÜNCHEN

69/2042

Kontakt Vorrichtung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kontaktvorrichtung zum gleichzeitigen Anschluß einer großen i.nzahl von in geringem Abstand voneinander angeordneten, vorzugsweise aus metallisierten Bohrungen bestehenden Kontakten, insbesondere den in Rasterabstand angeordneten Kontakten einer gedruckten Schaltungsplatte an elektrische Prüfgeräte mit einer der Anzahl der gleichzeitig anzuschließenden Kontakte entsprechenden Anzahl von Kontaktnadeln, die gleichzeitig auf die Kontakte gepreßt v/erden.

Zur elektrischen Prüfung von gedruckten Schaltungsplatten mit Hilfe von Prüfautomaten muß gleichzeitig eine große Anzahl der auf der Schaltungsplatte angeordneten Kontakte mit dem Prüfautomaten verbunden werden. An die Gleichmäßig keit der Übergangswiderstände werden hohe Anforderungen ge stellt. Bei verschiedenen Prüfvorgängen muß mit relativ hoher spezifischer Strorabelastung gerechnet werden. Die Auflagekräfte der Kontakte dürfen vorgeschriebene Toleranzen nach oben und unten nicht überschreiten.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 1 950 659 ist bereits eine Vorrichtung zum Prüfen gedruckter Schaltungsplatten bekannt, bei dem die Vorbindung mit den Kontakten der Schalungsplatte mit Hilfe von Mes3ingplättehen hergestellt wird, die mit eingelegten angespitzten Kontaktnadoln versehen sind.

bokannto' Kontaktvorrichtung gestattet jedoch nicht clio Erzielung ausreichend gleichmäßiger Ubergangav/iderstände, Der Grund hierfür'ist insbesondere darin "zu sehen, ääß-'-dio Kordakte der Schaltungaplatto nicht völlig exakt

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im Rasterabstand angeordnet sind, sondern daß auch hier gewisse Toleranzen auftreten. Um diese [Toleranzen auszugleichen, worden die Kontaktspitzen aus ihrer ursprünglichen Lage gedrängt, wobei die verschiedenen Kontaktnadeln nach verschiedenen Richtungen und um unterschiedliche Beträge ausgelenkt werden. Sie sitzen demgemäß auch in unterschiedlicher Weise auf den Kontakten der zu prüfenden Schalungsplatte auf, wodurch unterschiedliche Ühergangswiderstände auftreten.

- ■ Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Kontaktanordnungen zu vermeiden und eine Kontaktanordnung zu schaffen, bei der trotz der im Rasterfeld auftretenden Toleranzen die Auflief lachen der einzelnen Kontakte im v/es entlichen, gleich sind und an allen Kontakten im wesentlichen die gleichen geringen Übergangswiderstände auftreten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgeraäß mit einer Kontaktvorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, bei der erfindungsgemäß die auf die Kontakte zu presoenden Enden der Kontaktnadeln kugelförmig ausgebildet sind und die ρ Kontalctnadeln aus einem elastischen Werkstoff bestehen.

Der Kugelkontakt sichert bei jeder vorkommenden Auslenkung im Falle der üblicherweise verwendeten Kontakte, die aus metallisierten Bohrungen bestehen, eine Ringauflage und damit bei gleichem Kontaktdruck, einen konstanten Übergangswiderstand. Durch die Verwendung eines elastischen Werkstoffs für die Kontaktnadeln"erreicht man, daß die Nadeln die Toleranzen des Rasterfeldes ausgleichen können.

Dio einzelnen Kontaktnadoln sind vorzugsweise leicht gleitend in elektrisch isolierenden Lagerbüchsen gofUhrt, so daß durch auftretende Wandreibungsvorlusto koine Verfäl-

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schung der Kontaktkraft eintritt. Als besonders geeignet hat sich die Verwendung von Polytetrafluoräthylen für die Herstellung der Lagerbüchsen bewährt. Besonders vorteilhaft ist es, die Lagerbuchsen zur Erzielung langer Kriechwege zwischen den einzelnen Kontaktnadeln kragenförmig auszubilden.

Gemäß einer alternativen vorteilhaften Ausführungsform werden die Kontaktnadeln mit Isolierschläuchen überzogen, so daß die mit den Isolierschläuchen überzogenen Kontaktnadeln unmittelbar' in Bohrungen des Nadelträgers gleiten können. Hierdurch können die Abstände zwischen den einzelnen Nadeln und die Große der Bohrungen In dem Nadelträger noch herabgesetzt werden. Außerdem wird hierdurch die Montage der Kontaktnadeln dadurch erleichtert, daß Kontaktnadeln und Draht schon vor dem Einbau in den Nadelträger miteinander verbunden werden können. Ein Verbiegen der Kontaktnadeln bzv/. die. Gefahr der Verletzung· schon vorhandener Anschlüsse ist damit ausgeschaltet.

Um den Einfluß der Luftfeuchtigkeit auf die Übergangswiderstände auszuschalten, werden die Kontaktnadeln vorzugsweise mit Hilfe von in den Nadelträger eingebauten Heizwiderständen beheizt. '

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung können <$.e im folgenden beschriebenen Figuren dienen. .Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht teilweise im Schnitt durch

einen Nadelträger und vier Kontaktnadeln, Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Kontaktanordnung in der

Sicht von unten,
Fig. 3 zeigt In einem Ausschnitt drei Kontaktnadeln bei dem

Aufsetzen auf drei zu prüfende Kontakte, Fig. 4 und 5 zeigen je oine andere Ausführungsform der

Erfindung,' .

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I¹Ig. 6 und 7 "feigen-Je-eine Ausführungsform der Kontaktspitzen.

Der in Fig. 1 dargestellte Nadelträger weist Buchsen 1, 1', 1", 1'" aus Polyte.trafluoräthylen zur Führung der Köntaktnadeln 2, 2·, 2", 2"' auf, Die Buchsen 1 bis 1"» sind "kragenfb'rmig ausgebildet, um lange Kriechv/ege zv;i— sehen den einzelnen Kontaktnadeln zu erzeugen. An dem zur Kontaktgabe dienenden Ende der Kontaktnadeln 2 bis 2" sind Kontaktkugoln 3, 3^f, 3", 3"'angeordnet. Die Kontaktnadeln 2 bis 2™ selbst bestehen aus einem elastischen Material, insbesondere Federstahl, um den Ausgleich der Toleranzen des Rasterfeldes zu ermöglichen. Zum An- pressen der Kontaktkugeln 3 bis 3"' auf die Kontakte der Schaltungsplattcn sind zwischen den Kontaktkugeln· und den Kragen der Lagerbüchsen 1 bis 1"' Spiralfedern 4, 4'» 4", 4"' vorgesehen.

Im Nadelträger ist ein oder mehrere Widerstandskörper 6 angeordnet, der zur Beheizung der Kontaktnadeln 4 bis 4"' dient und dazu jegliche Feuchtigkeit von den Nadeln fernzuhalten.

In Fig. 2 ist ein Feld von Kontaktnadeln in der Ansicht von unten dargestellt. Man erkennt hier, daß eine große Anzahl von Kontaktnadeln in geringem, aber gleichen Rasterabstand angeordnet ist, um die Kontaktierung der Kontakte der Schaltplatten zu ermöglichen.

Fig. 3 dient zur Erläuterung der Wirkung der erfindungsgemäß ausgebildeten Kontaktnadeln, wenn die Abstände der zu prüfenden Kontakte einer gedruckten Schaltungsplatte aufgrund der Fertigungstoleranzen von den Sollwerten abweichen. Die in den Führungsbuchsen 1 bis 1" geführten

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Kontaktnadeln 2 Ms 2" sind aufgrund ihrer elastischen Eigenschaften in der Lage, sich den Abständen der Kontakte 5, 5', 5" anzupassen. Aufgrund deijcugelförmigen Gestalt der Kontaktnadelenden 3, 3^r, 3" liegen diese mit gleicher ringförmiger Kontaktfläche auf den aus metallisierten Bohrungen bestehenden Kontiaten 5, .5'». 5" auf und liefern somit gleiche Übergangswiderstände..

Pig. 4 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der jede einzelne Kontaktnadel 2 mit einem Schlauch 13 aus hochwertigem Isolieriverkstoff, insbesondere Polytetrafluoräthylen, überzogen ist, v/elcher sehr gute Gleiteigenschaften aufweist, wodurch auf eine eigene Lagerbüchse verzichtet werden kann» Um genügend große Kriechwege zu erreichen, wird aus hochwertigem Isolierwerkstoff, insbesondere Polytetrafluoräthylen, ein Distanzstück 8 zwischen Lötmuffe 14 und Nadelträger 17 sowie ein Distanzstück 7 zwischen Kontaktkopf 3 und der Spiralfeder 4 montiert.

Da die zu adaptierenden Leiterplatten nicht alle den; gleichen Bohrungsdurchmesser aufweisen, das Verhältnis von Kontaktdurchmesser zum Bohrungsdurchmesser jedoch vorgegeben 1st, müssen sieh die Kontaktnadeln 2 mit verschiedenen Kontaktköpfen 3 bestücken lassen. Je nach der benötigten Stückzahl kommt entweder ein auswechselbarer einteiliger Kontaktkopf 3 in Einsatz oder ein zweiteiliger Kontaktkopf bestehend aus einem Rohrstück 10 und einer aufgeschweißten Kugel 9, wie das in Pig. 6 dargestellt , ist. Bei der zweiteiligen Ausführung läßt sich mit wirtschaftlich vertretbaren Mitteln auch bei sehr kleinen Stückzahlen der Durchmesser der Kontaktkugol 9 beliebig variieren.

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Wie in Fig. 5 dargestellt, können als Kontaktnadeln 2 auch dünnwandige elastische Metallrohre verwendet v.'crden, die ebenfalls mit einem Schlauch 13 aus hochwerti— " gern .Isolierwerkstoff "überzogen" sind.

Die !lötverbindung zwischen dem Anschlußdraht, der aus einem Rohr bestehenden Kontaktnadel 2 läßt sich hierbei leichter herstellen, nachdem der Kupferleiter in die Bohrung des Rohres direkt -eingeschoben wird und somit ein-Il deutig fixiert ist. Die Lötverbindung selbst kann hier ebenfalls mit Hilfe einer Lötmuffe 14 durchgeführt v/erden. Als Kontaktkopf 3 läßt sich hier bei entsprechenden Dimensionen des Rohres 2 in vielen Fällen ein handelsüblicher Kontaktniet verwenden. Man kann aber auch, • ■wie- in Pig. 7 dargestellt, einen Kontaktkopf 3 aus ei-■ nem Stift 11 mit einer aufgesehweißten. Kugel 12 verwenden." Diese Ausführungsform gestattet die Verwendung von Kontaktkugeln 12 beliebigen Durchmessers.

Die in den Fig. 5 Und 6 dargestellte Ausführungsform der Erfindung, bei der die Isolation der Kontaktnadeln 2 mit , Hilfe von Isolierschläuchen 13 erfolgt, erleichtert die * Montage der Nadeln im Nadelträger und zwar insbesondere bei kleinsten Teilungsabständen. Die !DKontaktnadeln 2 mit aufgeschobenen Isolierschläuchen 13 und bereits angelöteten Zuloitungsdrähten sowie aufgeschobenen Distanzstücken 8 wird von der Verdrahtungsseite her in die Bohrungen 15 eingefädelt, danach wird von der Gegenseite die Feder 4 und das Distanzstück aufgeschoben und der entsprechende Kontaktkopf 3 aufgelötet.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, daß bei Reparaturarbeiten, Gelbst bei kleinsten Abständen der Nadeln zueinander eine gute Zugänglichkeit der zu Reparierenden Nadeln gewährleistet iat, auch wenn diese in der Mitte eines größeren Nadelfeldes liegen. 009884/1813 "*

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Claims

Patentansprüche

( 1.)Kontaktvorrichtung zum gleichzeitigen Anschluß einer —großen Anzahl von in geringem Abstand angeordneten vorzugsweise aus metallisierten Bohrungen bestehenden Kontakten, insbesondere den im Rasterabstand angeordneten Kontakten einer gedruckten Schaltungsplatte an elektrische Prüfgeräte mit einer der Anzahl der . gleichzeitig anzuschließenden Kontakte entsprechen-' .den Anzahl von Kontaktnadeln, die gleichzeitig auf die Kontakte gepreßt" werden, dadurch g e k ο η η ζ e i c h η e t , daß die auf die Kontakte zu pressenden Enden (5) der Ilontaktnadeln (2) kugelförmig ausgebildet sind und daß die Kontaktnadeln (2) aus einem elastischen Werkstoff bestehen.
2. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge

k e η η ζ ei c h η et , daß die Kontaktnadeln (2) gleitend in elektrisch isolierenden Lagerbüchsen (1) geführt sind.
3. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet , daß die Lagerbüchsen (1) zur Erzeugung langer Kriechwege kragenförmig ausgebildet sind.
4. Kontaktvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß die Lagerbuchsen (1) aus Polytetrafluorathylen besiehen.
5. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge k e nn ζ ei c h η e t ,daß die Kontaktnadeln (2) mit Isolierschläuchen (13) überzogen sind und. daß die mit den Isolierschiäuehen überzogenen Kontaktnadoln unmittelbar in Bohrungen (15, 16) des Nadelträgers *

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6. Kontaktvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e η η ζ g i c h net, , daß die Kontaktspitzen (3) mit Hilfe von in den Nadelträger (17) angeordneten Heizwiderständen (6) geheizt sind. -
7. Kontaktvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 "bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Kontaktnadelri (3) durch

fet zwisehen Kontaktträger und Nadelspitze (3) angeordneten Spiralfedern (4) auf die Kontakte (5) gepreßt werden.
8. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 7.» dadurch g e -r kennzeich η et , daß die Spiralfedern (4) außen auf die Isolierochläuche (13) aufgebracht sind und elektrisch leitend mit dem Nadelträger (17) ver- , bünden sind.
9. Kontaktvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktnadeln (2) aus dünnen Me-

w tallrohren bestehen.
10. Kontaktvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9 j dadurch ge kenn ζ ei c h net, daß die Kontaktspitzen (3) aus je einem Rohrstück (TO) und einer aufgeschweißten Kugel (9) bestehen. .;..-"■

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