DE202013000140U1

DE202013000140U1 - Spring contact pin arrangement for the electrical contact contacting of a test object

Info

Publication number: DE202013000140U1
Application number: DE201320000140
Authority: DE
Original assignee: Feinmetall GmbH
Current assignee: Feinmetall GmbH
Priority date: 2013-01-09
Filing date: 2013-01-09
Publication date: 2013-01-25
Anticipated expiration: 2023-01-10

Abstract

Federkontaktstiftanordnung zur elektrischen Berührungskontaktierung eines Prüflings, mit mindestens einem Federkontaktstift, der ein entlang seiner Längsachse einfederndes Kontaktelement aufweist, und mit einer Vorschubeinrichtung für eine entlang einer Zustellachse erfolgenden Relativbewegung von Federkontaktstift und Prüfling zu deren Berührungskontaktierung, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse (16) und die Zustellachse (26) einen Winkel (α) derart einschließen, dass sie weder parallel noch rechtwinklig zueinander verlaufen.A spring contact pin arrangement for the electrical contact contacting of a test object, comprising at least one spring contact pin which has a contact element springing in along its longitudinal axis, and with a feed device for a relative movement of the spring contact pin and the test object to their contact contacting along an infeed axis, characterized in that the longitudinal axis (16) and the feed axis (26) enclose an angle (α) such that they are neither parallel nor perpendicular to each other.

Description

Die Erfindung betrifft eine Federkontaktstiftanordnung zur elektrischen Berührungskontaktierung eines Prüflings, mit mindestens einem Federkontaktstift, der ein entlang seiner Längsachse einfederndes Kontaktelement aufweist, und mit einer Vorschubeinrichtung für eine entlang einer Zustellachse erfolgenden Relativbewegung von Federkontaktstift und Prüfling zu deren Berührungskontaktierung.The invention relates to a spring contact pin arrangement for the electrical contact contacting of a test object, with at least one spring contact pin having a spring element springing in along its longitudinal axis, and with a feed device for a relative movement of the spring contact pin and the test object to their contact contacting along an infeed axis.

Eine Federkontaktstiftanordnung der eingangs genannten Art ist bekannt. Sie dient dazu, eine elektrische Kontaktierung mit einem Prüfling herzustellen, um beispielsweise einen Prüfstromkreis zu einer Prüfeinrichtung zu bilden, der eine Aussage über die elektrische Funktionsfähigkeit des Prüflings zulässt. Hierzu weist die Federkontaktstiftanordnung mindestens einen Federkontaktstift auf, der eine entlang seiner Längsachse einfederndes Kontaktelement besitzt. Ferner ist eine Vorschubeinrichtung vorhanden, die eine entlang einer Zustellachse erfolgende Relativbewegung von Federkontaktstift und Prüfling ermöglicht, um eine Berührungskontaktierung zwischen Federkontaktstift und Prüfling herzustellen. Bei der elektrischen Berührungskontaktierung federt das Kontaktelement des Federkontaktstift entlang der Zustellachse ein, sodass es mit einer der Einfederung entsprechenden Federkraft an beispielsweise einem Prüfkontakt des Prüflings anliegt. Der Federkontaktstift ist elektrisch mit der Prüfeinrichtung verbunden. Nun kann die elektrische Prüfung durchgeführt werden. Ist diese beendet, so werden Federkontaktstift und Prüfling wieder auseinander gefahren, sodass die Berührungskontaktierung aufgehoben wird. Die Qualität der Berührungskontaktierung der bekannten Federkontaktstiftanordnung kann nicht in jedem Falle überzeugen. Sind beispielsweise Passivierungen, wie Oxidschichten, Verschmutzungen und so weiter, am Kontaktelement und/oder dem Prüfkontakt des Prüflings vorhanden, so ergibt sich bei der Berührungskontaktierung ein hoher elektrischer Kontaktwiderstand, der das Prüfergebnis in Frage stellen kann.A spring contact pin arrangement of the type mentioned is known. It serves to establish an electrical contact with a test object in order to form, for example, a test circuit to a test device, which allows a statement about the electrical functioning of the test specimen. For this purpose, the spring contact pin arrangement has at least one spring contact pin, which has a spring element which springs along its longitudinal axis. Further, a feed device is provided, which enables along a feed axis relative movement of the spring contact pin and the test piece to make a contact contact between the spring contact pin and the test object. In the electrical contact contacting the contact element of the spring contact pin along the feed axis, so that it bears with one of the spring deflection corresponding spring force, for example, a test contact of the test specimen. The spring contact pin is electrically connected to the test device. Now the electrical test can be done. When this is completed, the spring contact pin and the test object are moved apart again, so that the touch contact is canceled. The quality of the touch contact of the known spring contact pin arrangement can not convince in every case. If, for example, passivations, such as oxide layers, soiling and so on, are present on the contact element and / or the test contact of the test object, the result of contact contact is a high electrical contact resistance, which can jeopardize the test result.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Federkontaktstiftanordnung der eingangs genannten Art anzugeben, die stets eine elektrische Berührungskontaktierung von hoher Qualität, insbesondere mit sehr niedrigem elektrischem Kontaktwiderstand, ermöglicht.The invention is therefore based on the object of specifying a spring contact pin arrangement of the aforementioned type, which always allows an electrical contact contacting of high quality, in particular with very low electrical contact resistance.

Diese Aufgabe wird unter Berücksichtigung der eingangs genannten Merkmale dadurch gelöst, dass die Längsachse und die Zustellachse einen Winkel α derart einschließen, dass sie weder parallel noch rechtwinklig zueinander verlaufen. Ein paralleler Verlauf schließt auch einen fluchtenden Verlauf von Längsachse und Zustellachse ein. Ferner ist in Abhängigkeit der jeweiligen Ausführungsform der Erfindung unter dem Begriff „Zustellachse” auch jede wählbar positionierte Achse zu verstehen, die parallel zur Zustellachse verläuft.This object is achieved in consideration of the features mentioned above in that the longitudinal axis and the feed axis an angle α include such that they are neither parallel nor perpendicular to each other. A parallel course also includes an aligned course of the longitudinal axis and Zustellachse. Furthermore, depending on the respective embodiment of the invention, the term "infeed axis" also means any selectably positioned axis which runs parallel to the feed axis.

Durch den erfindungsgemäßen Winkel zwischen der Längsachse und der Zustellachse wird ein Teil des Hubs des Kontaktelements beim Einfedern in einen Lateralversatz des Kontaktelements relativ zum Prüfling umgesetzt. Dieser Lateralversatz (seitlicher Versatz) führt demzufolge zu einer Querbewegung des Kontaktelements über den Prüfkontakt des Prüflings, sodass dort die Oberfläche „angekratzt” wird. Es handelt sich dabei um eine lineare Kratzbewegung, die die Kontakteigenschaften bei der Berührungskontaktierung erheblich verbessert. Insbesondere werden hochohmige Passivierungen, wie zum Beispiel Oxidschichten, Verschmutzungen und so weiter, wirkungsvoll aufgebrochen und durchdrungen. Gleichzeitig passen sich die Kontaktpartner geometrisch aneinander an, d. h., es erfolgt – im mikroskopischem gesehen – ein Einschleifen, wodurch sich die effektive Kontaktfläche vergrößert und der Kontaktwiderstand sinkt. Durch die erfindungsgemäße innige Berührung und gegebenenfalls sogar erfolgende Materialverdichtung sinkt der Hauptanteil des Kontaktwiderstands, nämlich der sogenannte Engewiderstand erheblich. Zu erwähnen ist auch, dass durch die erwähnte Kratzbewegung ein Selbstreinigungseffekt im Kontaktierungsbereich des Kontaktelements erzielt wird. Die Größe des erwähnten Lateralversatzes (Querbewegung) und die damit einhergehende Lateralkraft (Querkraft) des Kontaktelements auf dem Prüfkontakt des Prüflings ist von dem erwähnten Winkel α, der zwischen der Längsachse und der Zustellachse besteht, abhängig. Der Fachmann kann sich die gewünschten Werte von Lateralversatz und Lateralkraft durch die Größe des Winkels α herbeiführen. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung lässt sich der Winkel α durch entsprechende mechanische Verstellmittel einstellen. Er wird vor der elektrischen Berührungskontaktierung eingestellt und mit diesem Winkel wird dann die Prüfung durchgeführt. Alternativ weist eine Ausführungsform der Federkontaktstiftanordnung einen fest vorgegebenen Winkel α auf. Der Winkel α ist vorzugsweise relativ klein, d. h., er beträgt nur wenige Winkelgrad, insbesondere ist er kleiner als 10°. In jedem Falle bleibt der Winkel α während der Berührungskontaktierung konstant. Neben der entsprechenden Wahl des Winkels α ist auch die Größe der Nennfederkraft einer Feder (die das Einfedern des Kontaktelements ermöglicht) und die Größe des Axialhubs des Kontaktelements von Einflussnahme auf den Lateralversatz und/oder die Lateralkraft. Die Nennfederkraft ist die für ein Einfedern des Kontaktelements entlang der Längsachse des Federkontaktstifts aufzubringende Kraft. Der Axialhub ist die Wegstrecke, die das Kontaktelement entlang der Längsachse des Federkontaktstifts bei der Berührungskontaktierung einfedert. Durch die Erfindung baut sich die auf den Prüfling wirkende Querkraft auf, die nach dem Prinzip „Aktion ist gleich Reaktion” eine Gegenkraft auf den Federkontaktstift bewirkt, wodurch sich der Innenwiderstand des Federkontaktstifts in Folge höherer Flächenpressung des Kontaktelements an seinen Führungsbereich reduziert. Das Kontaktelement ist beispielsweise in einem Gehäuse des Federkontaktstifts längsverschieblich geführt, d. h., zwischen Kontaktelement und Gehäuse (auch Mantel genannt) liegt der erwähnte Führungsbereich vor. Durch diese erhöhte Flächenpressung wird sich die Axialkraft erhöhen, die zum Einfedern des Kontaktelements aufgebracht werden muss. Der Betrag der Axialkrafterhöhung hängt vom Winkel α, von den Reibverhältnissen und dem Eindringverhalten des Kontaktelements in die Prüflingsoberfläche ab. Die erwähnte Vergrößerung der Axialkraft wirkt sich positiv auf den elektrischen Kontaktwiderstand des Kontaktelements zum Prüfling aus, d. h., dieser Kontaktwiderstand verkleinert sich, und wirkt sich ebenfalls – wie erwähnt – in einer Verkleinerung des Innenwiderstandes des Federkontaktstifts aus. Die Folge aus allem ist, dass die Vergrößerung der Axialkraft wiederum zur Lateralkrafterhöhung zwischen Kontaktelement und Prüfling führt, sodass von einer Art Selbstverstärkung gesprochen werden kann. Die Größe der Querkraft, die auch Lateralkraft genannt wird, hängt von den Reibverhältnissen und dem Eindringverhalten des Kontaktelements in die Prüflingsoberfläche ab. Aufgrund des erfindungsgemäßen Funktionsprinzip kommt es zu dem erwähnten Lateralversatz, ohne dass hierzu besondere Antriebs- und/oder Stellelemente erforderlich wären. Auch ist es nicht erforderlich, eine Modifizierung eines bekannten Federkontaktstifts vorzunehmen, denn es können die üblichen Federkontaktstifte bei der Erfindung eingesetzt werden und dennoch werden nur durch das Einschließen des Winkels α zwischen der Längsachse des Federkontaktstifts und der Zustellachse die erwähnten Vorteile herbeigeführt. Aufgrund des erfindungsgemäßen Prinzips kann auch von einer Reibkontaktierung zwischen dem Federkontaktstift beziehungsweise dessen Kontaktelement und dem Prüfling beziehungsweise dessen Prüfkontakt gesprochen werden.Due to the inventive angle between the longitudinal axis and the feed axis, a part of the stroke of the contact element during compression is converted into a lateral offset of the contact element relative to the DUT. This lateral offset (lateral offset) consequently leads to a transverse movement of the contact element over the test contact of the test object, so that there the surface is "scratched". It is a linear scratching motion that significantly improves the contact properties of the touch contact. In particular, high-resistance passivations, such as oxide layers, soiling and so on, are effectively broken and penetrated. At the same time, the contact partners adjust geometrically to each other, ie, there is - in the microscopic view - a grinding, which increases the effective contact area and the contact resistance decreases. As a result of the intimate contact according to the invention and optionally even material compaction, the majority of the contact resistance, namely the so-called resistance to encroachment, drops considerably. It should also be mentioned that a self-cleaning effect in the contacting region of the contact element is achieved by the mentioned scratching motion. The size of the mentioned Lateralversatzes (transverse movement) and the associated lateral force (transverse force) of the contact element on the test contact of the specimen is of the aforementioned angle α, which consists between the longitudinal axis and the Zustellachse dependent. The person skilled in the art can bring about the desired values of lateral offset and lateral force by the size of the angle α. According to a preferred embodiment of the invention, the angle α can be adjusted by means of corresponding mechanical adjustment means. It is set before the electrical contact contact and with this angle then the test is performed. Alternatively, an embodiment of the spring contact pin arrangement has a fixed predetermined angle α. The angle α is preferably relatively small, that is, it is only a few angular degrees, in particular it is less than 10 °. In any case, the angle α remains constant during the touch contact. In addition to the appropriate choice of the angle α is also the size of the nominal spring force of a spring (which allows the compression of the contact element) and the size of the axial stroke of the contact element of influence on the lateral offset and / or the lateral force. The nominal spring force is the force to be applied for a compression of the contact element along the longitudinal axis of the spring contact pin. The Axialhub is the distance that compresses the contact element along the longitudinal axis of the spring contact pin in the touch contact. By the invention the lateral force acting on the test piece builds up, which causes a counterforce on the spring contact pin on the principle of "action is equal reaction", whereby the internal resistance of the spring contact pin is reduced to its guide area as a result of higher surface pressure of the contact element. The contact element is longitudinally displaceably guided, for example, in a housing of the spring contact pin, ie, between the contact element and the housing (also referred to as a jacket) is the aforementioned guide area. This increased surface pressure will increase the axial force that must be applied to the compression of the contact element. The amount of Axialkrafterhöhung depends on the angle α, the friction conditions and the penetration of the contact element in the Prüflingsoberfläche. The mentioned increase in the axial force has a positive effect on the electrical contact resistance of the contact element to the DUT, ie, this contact resistance decreases, and also - as mentioned - in a reduction of the internal resistance of the spring contact pin. The consequence of all is that the increase of the axial force leads in turn to the increase of the lateral force between the contact element and the test object, so that one can speak of a kind of self-amplification. The magnitude of the lateral force, which is also called lateral force, depends on the friction conditions and the penetration behavior of the contact element in the Prüflingsoberfläche. Due to the functional principle according to the invention, the mentioned lateral offset occurs, without the need for special drive and / or adjusting elements would be required. Also, it is not necessary to make a modification of a known spring contact pin, because it can be used in the invention, the usual spring contact pins and yet the benefits mentioned are brought about only by including the angle α between the longitudinal axis of the spring contact pin and the feed axis. Due to the principle of the invention can also be spoken by a Reibkontaktierung between the spring contact pin or its contact element and the test object or its test contact.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kontaktelement einen Kolben aufweist, der in einem Gehäuse des Federkontaktstifts entlang der Längsachse verschieblich gelagert und von einer Feder, insbesondere Druckfeder, beaufschlagt ist. Das erwähnte Gehäuse wird oftmals auch als Mantel bezeichnet. Der Kolben des Kontaktelements befindet sich längsverschieblich gelagert im Gehäuse und wird von der Druckfeder, vorzugsweise einer Schraubendruckfeder, beaufschlagt. Das Kontaktelement ragt bereichsweise aus dem Gehäuse heraus, um die Kontaktierung mit dem Prüfling zu gewährleisten. Wird der Prüfling kontaktiert, so wird durch den dafür aufzubringenden Kontaktdruck das Kontaktelement und somit der Kolben im Innern des Gehäuses unter Komprimieren der Druckfeder linear verlagert. Diese Verlagerungsbewegung erfolgt entlang der Längsachse des Federkontaktstifts. Man spricht auch von einer Axialverlagerung. Die erwähnte erfindungsgemäße Querkraft beziehungsweise Lateralkraft wirkt quer in Bezug auf die Längsachse des Federkontaktstifts und führt zu der Reibkontaktierung.According to a development of the invention, it is provided that the contact element has a piston which is displaceably mounted in a housing of the spring contact pin along the longitudinal axis and acted upon by a spring, in particular compression spring. The mentioned housing is often referred to as a jacket. The piston of the contact element is longitudinally displaceably mounted in the housing and is acted upon by the compression spring, preferably a helical compression spring. The contact element protrudes partially from the housing to ensure contact with the test specimen. If the test object is contacted, the contact element and thus the piston in the interior of the housing is displaced linearly by compressing the compression spring by the contact pressure to be applied for this purpose. This displacement movement takes place along the longitudinal axis of the spring contact pin. One speaks also of an axial displacement. The aforementioned transverse force or lateral force according to the invention acts transversely with respect to the longitudinal axis of the spring contact pin and leads to the frictional contact.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Kontaktelement einen außerhalb des Gehäuses des Federkontaktstifts liegenden Kontaktkopf für die elektrische Berührungskontaktierung des Prüflings aufweist. Das Wort „Kontaktkopf” bedeutet nicht zwingend, dass dieser als eine Verdickung des Kontaktelements anzusehen ist, sondern soll lediglich ausdrücken, dass mit ihm die Berührungskontaktierung mit dem Prüfling stattfindet. Der Kontaktkopf kann mindestens eine Kontaktspitze, konvex oder konkav gewölbte Kontaktfläche und/oder Kontaktebene und so weiter für die Berührungskontaktierung des Prüflings aufweisen. Die Möglichkeiten der Ausgestaltung des Kontaktkopfs sind vielfältig aus dem Stand der Technik bekannt und können bei der Erfindung genutzt werden.It is preferably provided that the contact element has a lying outside the housing of the spring contact pin contact head for the electrical contact contacting of the test specimen. The word "contact head" does not necessarily mean that this is to be regarded as a thickening of the contact element, but is merely intended to express that the contact contact with the test object takes place with it. The contact head may have at least one contact tip, convexly or concavely curved contact surface and / or contact plane and so forth for the contact contacting of the test object. The possibilities of the configuration of the contact head are widely known from the prior art and can be used in the invention.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht bevorzugt eine Halteeinrichtung zum ortsfesten Halten des Prüflings oder des Federkontaktstifts vor. Die Anordnung ist vorzugsweise derart getroffen, dass die Vorschubeinrichtung ein ortsfestes Grundelement und ein daran entlang der Zustellachse verschieblich geführtes Aufnahmeelement aufweist, wobei an dem Aufnahmeelement nach einer ersten Ausgestaltung der Federkontaktstift angeordnet ist, wobei der Prüfling von der Halteeinrichtung gehalten ist, oder – nach einer zweiten Ausgestaltung – an dem Aufnahmeelement der Prüfling angeordnet ist, wobei der Federkontaktstift von der Halteeinrichtung gehalten ist. Entweder wird also der Federkontaktstift oder der Prüfling an dem Aufnahmeelement der Vorschubeinrichtung gehalten. Das Aufnahmeelement ist verschieblich an dem ortsfesten Grundelement entlang der Zustellachse, also auf einem linearen Weg, geführt, sodass dementsprechend entweder der Federkontaktstift oder der Prüfling für die Berührungskontaktierung bewegt wird. Ist der Federkontaktstift beweglich geführt, so wird der Prüfling von der Halteeinrichtung gehalten. Da die Halteeinrichtung ortsfest angeordnet ist, bewegt sich der Prüfling nicht. Ist der Prüfling an dem Aufnahmeelement angeordnet und wird somit entlang der Zustellachse für die Berührungskontaktierung verlagert, so ist der Federkontaktstift von der ortsfesten Halteeinrichtung gehalten, d. h., dieser verändert seine Position nicht.A further development of the invention preferably provides a holding device for the stationary holding of the test piece or the spring contact pin. The arrangement is preferably made such that the feed device has a stationary base element and a receiving element displaceably guided along the feed axis, wherein the spring contact pin is arranged on the receiving element according to a first embodiment, the test object being held by the holding device, or second embodiment - is arranged on the receiving element of the specimen, wherein the spring contact pin is held by the holding device. Either the spring contact pin or the test object is thus held on the receiving element of the feed device. The receiving element is displaceably guided on the stationary base element along the feed axis, that is to say on a linear path, so that either the spring contact pin or the test object for the contact contact is moved accordingly. If the spring contact pin is movably guided, the test object is held by the holding device. Since the holding device is arranged stationary, the test object does not move. If the test object is arranged on the receiving element and is thus displaced along the feed axis for the contact contact, then the spring contact pin is held by the stationary holding device, i. h., this does not change his position.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Federkontaktstiftanordnung mehrere Federkontaktstifte aufweist. Jeder Federkontaktstift wird für die Prüfung des elektrischen Prüflings auf einen Prüfkontakt des Prüflings zur Berührungskontaktierung aufgesetzt. Durch die Winkelstellung zwischen der jeweiligen Längsachse des Federkontaktstifts und der Zustellachse üben die Kontaktelemente der Federkontaktstifte jeweils eine Kratzbewegung auf den Prüfkontakten aus, wodurch eine optimale, niederohmige Kontaktgabe erzielt ist. Sind mehrere Federkontaktstifte vorgesehen, wie beispielsweise in den 3 und 4, so ist es möglich, dass die Federkontaktstifte alle auf dem gleichen elektrischen Potential liegen, wobei sie beispielsweise über einen sie haltenden metallischen Aufnahmeblock elektrisch parallel geschaltet sind. In diesem Falle kontaktieren alle Federkontaktstifte vorzugsweise auf dieselbe Kontaktfläche. Es ist aber ebenfalls Gegenstand der Erfindung, dass die einzelnen Federkontaktstifte oder zumindest einige davon in einer elektrisch isolierten Aufnahme befestigt sind und insbesondere verschiedene Kontaktflächen desselben Prüflings kontaktieren, wodurch voneinander unabhängige elektrische Signale übertragen werden können.According to a development of the invention it is provided that the spring contact pin arrangement comprises a plurality of spring contact pins. Everyone Spring contact pin is placed on a test contact of the device under test for contacting the electrical test specimen. Due to the angular position between the respective longitudinal axis of the spring contact pin and the feed axis, the contact elements of the spring contact pins each exert a scratching motion on the test contacts, whereby an optimal, low-resistance contact is achieved. Are several spring contact pins provided, such as in the 3 and 4 Thus, it is possible that the spring contact pins are all at the same electrical potential, wherein they are electrically connected in parallel, for example, via a holding metallic recording block. In this case, all the spring contact pins preferably contact the same contact surface. However, it is also the subject of the invention that the individual spring contact pins or at least some of them are fixed in an electrically insulated receptacle and in particular contact different contact surfaces of the same test object, whereby mutually independent electrical signals can be transmitted.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass jeder Federkontaktstift durch das Berührungskontaktieren des Prüflings auf diesen eine Querkraft ausübt, wobei die Anordnung der Federkontaktstifte und der Winkel α für jeden Federkontaktstift bei von den mehreren Federkontaktstiften gleichzeitig erfolgender Berührungskontaktierung des Prüflings derart gewählt sind, dass sich die Querkräfte aufheben oder etwa aufheben. Übt zum Beispiel einer der Federkontaktstifte eine erste Lateralkraft aus und ein anderer der Federkontaktstifte eine zweite Lateralkraft, wobei die beiden Lateralkräfte gleich groß und einander entgegengesetzt gerichtet sind, so heben sich die Lateralkräfte auf, d. h., es besteht nicht die Gefahr, dass der Prüfling aufgrund der Lateralkräfte der Federkontaktstifte seitlich verlagert wird. Sind mehr als zwei Federkontaktstifte vorhanden, so ist entsprechend zu verfahren, d. h., es kommt jeweils auf den Winkel α jedes Federkontaktstifts an und auch auf seine Position, also auf seine Anordnung in Relation zu mindestens einem anderen Federkontaktstift oder auch zu mehreren anderen Federkontaktstiften. So ist es denkbar, bei einem Federkontaktstift, der einen anderen Winkel α als ein anderer Federkontaktstift aufweist, mindestens einen weiteren Federkontaktstift derart vorzusehen, dass eine durch die Winkeldifferenz beim Winkel α und/oder durch die Positionierungen der Federkontaktstifte auftretende Querkraftdifferenz ausgeglichen wird. Diese Ausgestaltung ist selbstverständlich nur ein Beispiel, da eine Vielzahl von Möglichkeiten besteht, dass letztlich die Querkräfte aller beteiligten Federkontaktstifte derart liegen, dass sie sich aufheben oder etwa aufheben. Ziel ist daher, dass auf den Prüfling keine oder wenn dann nur eine sehr geringe resultierende Querkraft wirkt. Die erwähnte Position oder Positionierung eines Federkontaktstifts beinhaltet nicht nur den Ort an dem er sich befindet, sondern auch seine Winkelstellung, unter der nicht der Winkel α zu verstehen ist. Zur Verdeutlichung des Vorstehenden können räumliche Polarkoordinaten verwendet werden, wobei der Radiusvektor der Längsachse des betrachteten Federkontaktstifts entspricht. Der Radiusvektor schließt mit der positiven Z-Achse den Polarwinkel ϑ ein der dem Winkel α entspricht. Ferner schließt der Radiusvektor mit der positiven X-Achse den in der X-Y-Ebene gelegenen Azimuthwinkel φ ein, der der erwähnten Winkelstellung entspricht.According to a development of the invention, it is provided that each spring contact pin exerts a transverse force on it by the contacting contact of the test object, wherein the arrangement of the spring contact pins and the angle α are selected for each spring contact pin at the same time of the plurality of spring contact pins touch contact of the test object such that lift or remove the lateral forces. For example, if one of the spring contact pins exerts a first lateral force and another of the spring contact pins exerts a second lateral force, the two lateral forces being equal and opposite to each other, the lateral forces cancel each other out; h., there is no danger that the specimen is laterally displaced due to the lateral forces of the spring contact pins. If more than two spring contact pins are present, proceed accordingly, ie. That is, it depends on the angle α of each spring contact pin and also on its position, ie on its arrangement in relation to at least one other spring contact pin or to several other spring contact pins. Thus, it is conceivable, in the case of a spring contact pin which has an angle α different from another spring contact pin, to provide at least one further spring contact pin in such a way that a transverse force difference occurring due to the angular difference at the angle α and / or by the positions of the spring contact pins is compensated. This embodiment is of course only an example, since there are a variety of ways that ultimately the lateral forces of all the spring contact pins involved are such that they cancel or cancel about. The aim is therefore that on the test specimen no or if then only a very small resulting transverse force acts. The mentioned position or positioning of a spring contact pin includes not only the location where it is located, but also its angular position, which is not the angle α to understand. To clarify the above, spatial polar coordinates can be used, with the radius vector corresponding to the longitudinal axis of the considered spring contact pin. The radius vector includes with the positive Z axis the polar angle θ which corresponds to the angle α. Further, the radius vector having the positive X axis includes the azimuth angle φ located in the X-Y plane, which corresponds to the aforementioned angular position.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass bei einer geradzahligen Anzahl von den gleichen Winkel aufweisenden Federkontaktstiften diese paarweise diametral zur Zustellachse angeordnet sind. Bei jedem Federkontaktstiftpaar heben sich die Querkräfte auf, sodass der Prüfling durch diese Querkräfte nicht belastet wird.In particular, it can be provided that in an even number of the same angle having spring contact pins are arranged in pairs diametrically to the Zustellachse. With each pair of spring contact pins, the transverse forces cancel each other out so that the test object is not stressed by these transverse forces.

Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass den Federkontaktstiften gleiche und/oder unterschiedliche Winkel α zugeordnet sind. Es kann also entweder so sein, dass alle Federkontaktstifte der Federkontaktstiftanordnung den gleichen Winkel α aufweisen. Ferner kann alternativ vorgesehen sein, dass die Federkontaktstifte der Federkontaktstiftanordnung alle einen unterschiedlichen Winkel α aufweisen. Schließlich ist es alternativ auch möglich, dass ein Teil der Federkontaktstifte der Federkontaktstiftanordnung den gleichen Winkel α und ein anderer Anteil einen anderen Winkel α und gegebenenfalls ein weiterer Anteil wiederum einen anderen Winkel α und so weiter aufweisen. Insgesamt ist stets anzustreben, dass die Querkräfte aller Federkontaktstifte der Federkontaktstiftanordnung derart vektoriell angeordnet sind, dass sich ihre Summe aufhebt, sodass der Prüfling kraftfrei oder im Wesentlichen kraftfrei hinsichtlich einer eine Verschiebung bewirkenden Querbelastung ist.Additionally or alternatively, it may be provided that the spring contact pins are assigned the same and / or different angles α. It can either be so that all the spring contact pins of the spring contact pin arrangement have the same angle α. Furthermore, it may alternatively be provided that the spring contact pins of the spring contact pin arrangement all have a different angle α. Finally, it is alternatively also possible for one part of the spring contact pins of the spring contact pin arrangement to have the same angle α and another part a different angle α and, optionally, another part again another angle α and so on. Overall, it is always desirable that the lateral forces of all spring contact pins of the spring contact pin arrangement are vectorially arranged such that their sum is canceled, so that the DUT is force-free or substantially force-free with respect to a displacement causing transverse load.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass bei einer ungeraden Anzahl von den gleichen Winkel α aufweisenden Federkontaktstiften diese um die Zustellachse herum in gleichem Umfangswinkelabstand zueinander angeordnet sind. Die Folge ist, dass die beteiligten Federkontaktstifte Querkräfte erzeugen, die sich in der Summe aufheben und der Prüfling somit im genannten Sinne kraftfrei oder im Wesentlichen kraftfrei bleibt.According to a development of the invention can be provided that at an odd number of the same angle α having spring contact pins these are arranged around the Zustellachse around at the same circumferential angular distance from each other. The consequence is that the involved spring contact pins generate transverse forces which cancel each other out in the sum and thus the test specimen remains force-free or substantially force-free in the abovementioned sense.

Mit einer Federkontaktstiftanordnung lässt sich ein Verfahren zum mittels mindestens eines Federkontaktstifts erfolgenden elektrischen Berührungskontaktieren eines Prüflings durchführen, insbesondere mittels des mindestens einen Federkontaktstifts der vorstehend erläuterten Federkontaktstiftanordnung, wobei der Federkontaktstift einen entlang seiner Längsachse einfederndes Kontaktelement aufweist und wobei für das Berührungskontaktieren Federkontaktstift und Prüfling entlang einer Zustellachse relativ zueinander bewegt werden, wobei das Bewegen entlang der Zustellachse in einen Winkel α zur Längsachse derart erfolgt, dass die Zustellachse und die Längsachse weder parallel noch rechtwinklig zueinander verlaufen.With a spring contact pin arrangement, a method for taking place by means of at least one spring contact pin electrical contact contacting a test specimen, in particular by means of at least one spring contact pin of the above-described spring contact pin arrangement, wherein the spring contact pin a wherein spring contact pin and test specimen are moved relative to each other along an infeed axis for contact contacting, moving along the feed axis at an angle α to the longitudinal axis such that the feed axis and the longitudinal axis are neither parallel nor perpendicular to each other.

Die Zeichnungen veranschaulichen die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und zwar zeigt:The drawings illustrate the invention by means of exemplary embodiments, namely:

1 eine schematische Ansicht einer Federkontaktstiftanordnung, 1 a schematic view of a spring contact pin arrangement,

2 eine Federkontaktstiftanordnung mit zwei Federkontaktstiften, 2 a spring contact pin arrangement with two spring contact pins,

3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Federkontaktstiftanordnung, 3 another embodiment of a spring contact pin arrangement,

4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Federkontaktstiftanordnung und 4 Another embodiment of a spring contact pin arrangement and

5 bis 8 mehrere Ausführungsbeispiele von Federkontaktstiftanordnungen mit unterschiedlich angeordneten Federkontaktstiften. 5 to 8th several embodiments of spring contact pin arrangements with differently arranged spring contact pins.

Die 1 zeigt eine Federkontaktstiftanordnung 1. Diese dient zur elektrischen Berührungskontaktierung eines Prüflings 2. Beim Prüfling 2 kann es sich beispielsweise um eine bestückte oder unbestückte Leiterplatte handeln, die auf elektrische Funktionsfähigkeit zu prüfen ist. Die Federkontaktstiftanordnung 1 weist mindestens einen Federkontaktstift 3 auf, der ein Kontaktelement 4 besitzt. Für die Durchführung der elektrischen Prüfung des Prüflings 2 erfolgt ein Berührungskontakt des Kontaktelements 4 mit dem Prüfling 2, insbesondere mit einem Prüfkontakt 5 des Prüflings 2. Der Federkontaktstift 3 ist mit einer nicht dargestellten Prüfeinrichtung elektrisch verbunden. Auf diese Art und Weise lassen sich Prüfstromkreise realisieren, insbesondere unter Berücksichtigung von mehreren Federkontaktstiften 3, die der Federkontaktstiftanordnung 1 angehören. Der Einfachheit halber wird im Folgenden zunächst jedoch nur von einem einzigen Federkontaktstift 3 ausgegangen, wobei die Erfindung hierauf jedoch nicht beschränkt ist.The 1 shows a spring contact pin arrangement 1 , This serves for the electrical contact contacting of a test object 2 , At the test object 2 it may be, for example, a populated or unpopulated printed circuit board, which is to be tested for electrical functionality. The spring contact pin arrangement 1 has at least one spring contact pin 3 on, which is a contact element 4 has. For carrying out the electrical test of the test object 2 there is a touch contact of the contact element 4 with the examinee 2 , in particular with a test contact 5 of the test piece 2 , The spring contact pin 3 is electrically connected to a test device, not shown. In this way, test circuits can be realized, especially taking into account several spring contact pins 3 , that of the spring contact pin assembly 1 belong. For the sake of simplicity, however, hereinafter only one single spring contact pin will be used 3 assumed, but the invention is not limited thereto.

Das Kontaktelement 4 des Federkontaktstifts 3 weist einen Kolben 6 auf, der sich im Innern eines Gehäuses 7 des Federkontaktstifts 3 befindet. Das Gehäuse 7 wird oftmals auch als Mantel bezeichnet. Ferner besitzt das Kontaktelement 4 ein Stiftteil 8, das vom Kolben ausgeht und eine axiale Öffnung 9 des Gehäuses 7 durchsetzt und daher aus dem Gehäuse 7 herausragt. Endseitig trägt das Stiftteil 8 einen Kontaktkopf 10, der der Berührungskontaktierung des Prüfkontakts 5 des Prüflings 2 dient. Der Kolben 6 ist längsverschieblich im Gehäuse 7 geführt und wird von der Federkraft einer Feder 11 beaufschlagt, die vorzugsweise als Schraubendruckfeder 12 ausgebildet ist. Ein Ende 13 der Schraubendruckfeder 12 stützt sich am Kolben 6 und ein anderes Ende 14 der Schraubendruckfeder 12 an dem Gehäuse 7 ab. Im Innern des Gehäuses 7 ist ein mit diesem verbundener Anschlag 15 vorgesehen, gegen den der Kolben 6 durch die Kraft der Feder 11 gedrängt ist. Der Federkontaktstift 3 weist eine Längsachse 16 auf. Die Längsachse 16 bildet sowohl die Längsachse für das Gehäuse 7 als auch für das Kontaktelement 4, insbesondere den Kolben 6, das Stiftteil 8 und auch den Kontaktkopf 10. Mithin wird deutlich, dass das Kontaktelement 4 entlang der geradlinigen Längsachse 16 in Richtung des Doppelpfeils 17 linear verschieblich gelagert ist. Wird der Kontaktkopf 10 beaufschlagt, so verlagert sich das Kontaktelement 4 unter Komprimieren der Feder 11. Wird das Kontaktelement 4 wieder freigegeben, so drückt die Feder 11 das Kontaktelement 4 zurück, bis der Kolben 6 gegen den Anschlag 15 tritt.The contact element 4 of the spring contact pin 3 has a piston 6 on, located in the interior of a housing 7 of the spring contact pin 3 located. The housing 7 is often referred to as a coat. Furthermore, the contact element has 4 a pen part 8th , which emanates from the piston and an axial opening 9 of the housing 7 interspersed and therefore out of the housing 7 protrudes. End bears the pen part 8th a contact head 10 , the touch contact of the test contact 5 of the test piece 2 serves. The piston 6 is longitudinally displaceable in the housing 7 guided and is by the spring force of a spring 11 acted upon, preferably as a helical compression spring 12 is trained. An end 13 the helical compression spring 12 rests on the piston 6 and another end 14 the helical compression spring 12 on the housing 7 from. Inside the case 7 is a related to this stop 15 provided, against which the piston 6 by the force of the spring 11 is urged. The spring contact pin 3 has a longitudinal axis 16 on. The longitudinal axis 16 forms both the longitudinal axis for the housing 7 as well as for the contact element 4 , in particular the piston 6 , the pen part 8th and also the contact head 10 , Thus it becomes clear that the contact element 4 along the rectilinear longitudinal axis 16 in the direction of the double arrow 17 is mounted linearly displaceable. Will the contact head 10 acted upon, the contact element moves so 4 under compression of the spring 11 , Will the contact element 4 released again, so presses the spring 11 the contact element 4 back until the piston 6 against the attack 15 occurs.

Der Federkontaktstift 3 ist an einer Halteeinrichtung 18 ortsfest gehalten. Diese Halteeinrichtung 18 kann beispielsweise eine Halteplatte 19 sein, die von einem Gewindeloch 20 durchsetzt ist, wobei in das Gewinde des Gewindelochs 20 ein Außengewinde 21 des Federkontaktstifts 3 eingeschraubt ist. Da die Halteeinrichtung 18 ortsfest angeordnet ist, wird somit der Federkontaktstift 3 in der aus der 1 gezeigten Position ebenfalls ortsfest gehalten.The spring contact pin 3 is on a holding device 18 kept stationary. This holding device 18 For example, a holding plate 19 be that from a threaded hole 20 interspersed, being in the thread of the threaded hole 20 an external thread 21 of the spring contact pin 3 is screwed. As the holding device 18 is arranged stationary, thus the spring contact pin 3 in the from the 1 shown position also held stationary.

Die 1 zeigt ferner eine Vorschubeinrichtung 22, an der der Prüfling 2 gehalten ist. Dieses Halten kann beispielsweise mittels einer Unterdruckeinrichtung erfolgen, die jedoch nicht dargestellt ist. Die Vorschubeinrichtung 22 weist ein ortsfestes Grundelement 23 auf, an dem linear verschieblich ein Aufnahmeelement 24 geführt ist. Das Aufnahmeelement 24 weist einen Aufnahmetisch 25 auf, auf dem der Prüfling 2 gehalten wird, beispielsweise mittels Unterdruck. Aufgrund der linearen Verschiebbarkeit zwischen dem Grundelement 23 und dem Aufnahmeelement 24 lässt sich der Aufnahmetisch 25 und damit der Prüfling 2 entlang einer geradlinigen Zustellachse 26 in Richtung des Doppelpfeils 27 verlagern. Für den Vorschub der Vorschubeinrichtung 22 entlang der Zustellachse 26 ist ein nicht dargestellter Antrieb vorgesehen, derart, dass der Prüfling 2 in Richtung auf den Federkontaktstift 3 derart verlagert werden kann, dass der Kontaktkopf 10 in Berührungskontaktierung mit dem Prüfkontakt 5 des Prüflings 2 gelangt. Es kann dann die elektrische Prüfung erfolgen. Ist diese beendet, so wird der Prüfling 2 mittels der Vorschubeinrichtung 22 entlang der Zustellachse 26 nach unten verlagert, sodass wieder die aus der 1 ersichtliche Situation entsteht.The 1 further shows a feed device 22 at which the examinee 2 is held. This holding can be done for example by means of a vacuum device, which is not shown. The feed device 22 has a fixed basic element 23 on, on the linearly displaceable a receiving element 24 is guided. The receiving element 24 has a shooting table 25 on, on which the examinee 2 is held, for example by means of negative pressure. Due to the linear displacement between the primitive 23 and the receiving element 24 can be the shooting table 25 and thus the examinee 2 along a rectilinear feed axis 26 in the direction of the double arrow 27 relocate. For the feed of the feed device 22 along the delivery axis 26 an unillustrated drive is provided, such that the test specimen 2 towards the spring contact pin 3 can be displaced so that the contact head 10 in touch contact with the test contact 5 of the test piece 2 arrives. It can then be done the electrical test. If this is finished, then the examinee 2 by means of the feed device 22 along the delivery axis 26 shifted down, so that again from the 1 apparent situation arises.

Von Bedeutung ist, dass die Längsachse 16 des Federkontaktstifts 3 – und damit die Axialverlagerungsrichtung des Kontaktelements 4 – mit der Zustellachse 26 der Vorschubeinrichtung 22 einen Winkel α einschließt, d. h., diese beiden Achsen laufen weder parallel zueinander noch rechtwinklig zueinander noch fluchten sie miteinander. Wird nun der Prüfling 2 für die Berührungskontaktierung in Richtung auf den Kontaktkopf 10 bewegt, so wird beim Einfedern des Kontaktelements 3 der Prüfkopf 10 eine Querbewegung 28 auf den Prüfkontakt 5 ausführen. Diese Querbewegung 28 kann auch als Lateralbewegung bezeichnet werden und führt dazu, dass beim Berührungskontaktieren eine Kratzbewegung des Kontaktkopfs 10 auf den Prüfkontakt 5 erfolgt, die linear ist und zu einer optimalen elektrischen Kontaktierung führt, da diese Kratzbewegung insbesondere hochohmige Passivierungen, wie Oxidschichten, Verschmutzung und so weiter aufbricht und durchdringt und ferner auch ein Selbstreinigungseffekt entsteht, sodass stets eine niederohmige Berührungskontaktierung vorliegt. Of importance is that the longitudinal axis 16 of the spring contact pin 3 - And thus the Axialverlagerungsrichtung of the contact element 4 - with the delivery axis 26 the feed device 22 includes an angle α, that is, these two axes are neither parallel to each other nor at right angles to each other nor aligned with each other. Will now be the examinee 2 for the contact contacting in the direction of the contact head 10 moved, so when compressing the contact element 3 the test head 10 a transverse movement 28 on the test contact 5 To run. This transverse movement 28 can also be referred to as lateral movement and causes the contact touching a scratching movement of the contact head 10 on the test contact 5 takes place, which is linear and leads to an optimal electrical contact, as this scratching particular high-resistance passivation, such as oxide layers, soiling and so on breaks and penetrates and also creates a self-cleaning effect, so there is always a low-resistance touch contact.

Das Zustandekommen der Querbewegung 28, die eine Querkraft 29 (Lateralkraft) des Kontaktelements 4 auf den Prüfkontakt 5 des Prüflings 2 erzeugt, wird anhand der 2 näher erläutert. Diese zeigt in schematischer Darstellung mit einem Pfeil 30 den Verlauf der Zustellachse 26. Mit einem Pfeil 31 ist auf der rechten Seite der 2 der Verlauf der Längsachse 16 des Federkontaktstifts 3 angedeutet. Wird nun der mit einer gestrichelten Linie 32 angedeutete Prüfling 2 von der Position 33, in der der Kontaktkopf 10 gerade den Prüfling 2 berührt, bis in die Position 34 verlagert, was der Einfederbewegung des Kontaktelements 4 beim Berührungskontaktieren entspricht, so durchläuft der Kontaktkopf 10 aufgrund des Winkels α, der zwischen der Zustellachse 26 und der Längsachse 16 besteht, die Wegstrecke 35 mit der erwähnten Querbewegung 28 und unter Ausbildung einer Querkraft 29, d. h., der Kontaktkopf 10 reibt bei dieser Querbewegung 26 entlang der Oberfläche des Prüfkontakts 5 des Prüflings 2. Die Folge ist, dass der Prüfling 2 mit dieser Querkraft 29 beaufschlagt wird. Er ist demzufolge fest auf dem Aufnahmetisch 25 zu halten, damit er sich nicht verschiebt. Die Folge ist jedoch auch, dass eine optimale, niederohmige Berührungskontaktierung zwischen dem Federkontaktstift 3 und dem Prüfling 2 erfolgt.The realization of the transverse movement 28 that is a lateral force 29 (Lateral force) of the contact element 4 on the test contact 5 of the test piece 2 is generated by the 2 explained in more detail. This shows in a schematic representation with an arrow 30 the course of the delivery axis 26 , With an arrow 31 is on the right side of the 2 the course of the longitudinal axis 16 of the spring contact pin 3 indicated. Will now be with a dashed line 32 indicated sample 2 from the position 33 in which the contact head 10 just the examinee 2 touched, up to the position 34 displaced, reflecting the compression movement of the contact element 4 corresponds to the touch contact, so passes through the contact head 10 due to the angle α between the feed axis 26 and the longitudinal axis 16 exists, the route 35 with the mentioned transverse movement 28 and with the formation of a lateral force 29 ie, the contact head 10 rubs in this transverse movement 26 along the surface of the test contact 5 of the test piece 2 , The consequence is that the examinee 2 with this lateral force 29 is charged. He is therefore firmly on the shooting table 25 to keep it from shifting. However, the consequence is also that optimum, low-resistance touch contact between the spring contact pin 3 and the examinee 2 he follows.

Aus der 2 ist ersichtlich, dass ein weiterer Federkontaktstift 3', nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, vorgesehen sein kann, der den gleichen Winkel α zur Zustellachse 26 besitzt und dem Federkontaktstift 3 diametral gegenüberliegt. Insbesondere, aber nicht zwingend, befindet sich zwischen den beiden Federkontaktstiften 3 und 3' die Zustellachse 26. Kontaktiert dieser weitere Federkontaktstift 3' nun einen weiteren Prüfkontakt 5 des Prüflings 2, so werden dort beim Einfedern des Kontaktelements 4 entsprechende Verhältnisse vorliegen, nämlich ebenfalls eine Querbewegung 28 mit Querkraft 29 sowie ein Durchlaufen einer Wegstrecke 35, jedoch jeweils mit umgekehrten Vorzeichen, sodass sich die beiden Querkräfte 29 des Federkontaktstifts 3 und des Federkontaktstifts 3' aufheben und der Prüfling 2 nicht Querkraft beaufschlagt im Sinne einer Verschiebebewegung von diesem gegenüber der Vorschubeinrichtung 22 beaufschlagt wird.From the 2 it can be seen that another spring contact pin 3 ' , According to a further embodiment of the invention, may be provided which the same angle α to the Zustellachse 26 owns and the spring contact pin 3 diametrically opposed. In particular, but not necessarily, is located between the two spring contact pins 3 and 3 ' the delivery axis 26 , Contact this further spring contact pin 3 ' now another test contact 5 of the test piece 2 , so there will be compression of the contact element 4 corresponding conditions are present, namely also a transverse movement 28 with lateral force 29 as well as a passage through a route 35 , but each with opposite signs, so that the two transverse forces 29 of the spring contact pin 3 and the spring contact pin 3 ' cancel and the examinee 2 not transverse force applied in the sense of a displacement movement of this relative to the feed device 22 is charged.

Nach einem weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist es auch denkbar, dass die Anordnung der 1 derart gestaltet ist, dass der Prüfling 2 von einer Halteeinrichtung ortsfest gehalten ist, derart, dass keine lineare Verfahrbarkeit des Aufnahmetisches vorliegt, sondern dass dieser starr mit dem Grundelement verbunden ist. Der Federkontaktstift 3 hingegen ist an einem Aufnahmeelement einer Vorschubeinrichtung gehalten, wobei das Aufnahmeelement eine Linearbewegung entlang der aus der 1 hervorgehenden Zustellachse 26 vornehmen kann und das Halten des Federkontaktstifts 3 im Aufnahmeelement unter einem Winkel α zur Zustellachse 26 erfolgt, sodass die Längsachse 16 des Federkontaktstifts 3 mit der Zustellachse 16 den Winkel α einschließt. Wird nun der Federkontaktstift 3 in Richtung auf den ortsfest angeordneten Prüfling 2 bewegt, so ergeben sich entsprechend gleiche Verhältnisse, so wie sie vorstehend beim Ausführungsbeispiel der 1 beschrieben wurden.According to a further, not shown embodiment, it is also conceivable that the arrangement of 1 designed such that the examinee 2 is held stationary by a holding device, such that there is no linear mobility of the receiving table, but that it is rigidly connected to the base member. The spring contact pin 3 In contrast, is held on a receiving element of a feed device, wherein the receiving element is a linear movement along from the 1 resulting delivery axis 26 and holding the spring contact pin 3 in the receiving element at an angle α to the feed axis 26 takes place so that the longitudinal axis 16 of the spring contact pin 3 with the delivery axis 16 includes the angle α. Will now the spring contact pin 3 in the direction of the stationary test specimen 2 moves, so there are correspondingly the same conditions, as above in the embodiment of 1 have been described.

Die 3 zeigt eine Federkontaktstiftanordnung 1, wobei der Prüfling 2 und eine den Prüfling 2 positionsunveränderbar haltende Halteeinrichtung nicht dargestellt ist. Die 3 zeigt ein topfartig ausgestaltetes Aufnahmeelement 24, an dessen Stirnseite 36 drei Federkontaktstifte 3 mit ihren Kontaktelementen 4 austreten. Das Aufnahmeelement 24 ist entlang einer Zustellachse 26 in Richtung des Doppelpfeils 27 relativ zu einem nicht dargestellten Grundelement verlagerbar geführt, um eine Zustellbewegung in Richtung auf den nicht dargestellten Prüfling 2 vornehmen zu können. Wie aus der 3 ersichtlich, weisen die Längsachsen 16 aller drei Federkontaktstifte 3 zur Zustellachse 26 den gleichen Winkel α auf. Die drei Federkontaktstifte 3 sind um die Zustellachse 26 herum in gleichem Umfangswinkelabstand zueinander angeordnet, nämlich im vorliegenden Fall bei drei Federkontaktstiften 3 mit einem Umfangswinkelabstand von 120°. Die hier vorliegende rotationssymmetrische Anordnung der drei Federkontaktstifte 3 kommt nach anderen Ausführungsbeispielen nicht nur bei ungeradzahliger Anzahl von Federkontaktstiften zum Einsatz, sondern kann selbstverständlich auch bei einer geradzahligen Anzahl von Federkontaktstiften eingesetzt werden. Die rotationssymmetrische Anordnung führt vorzugsweise zu einem besonders kleinen Bauraum. Erfolgt beim Ausführungsbeispiel der 3 nun eine Zustellbewegung des Aufnahmeelement 24 in Richtung auf den nicht dargestellten Prüfling 2, so werden die Federkontaktstifte 3 mit entsprechenden Prüfkontakten 5 des Prüflings 2 in Berührungskontakt gebracht, wobei die Kontaktelemente 4 der Federkontaktstifte 3 entlang der jeweiligen Längsachse 16 der Federkontaktstifte 3 einfedern. Es ergibt sich daher wiederum bei jedem Federkontaktstift 3 eine Kratzbewegung mit einer entsprechenden Querkraft 29 auf dem Prüfling 2. Aufgrund der Rotationssymmetrie der Anordnung der 3 heben sich jedoch die drei Querkräfte 29 in der Summe auf, sodass die optimalen Berührungskontaktierungsverhältnisse aufgrund der Querreibkräfte erzeugt sind, jedoch auf den Prüfling 2 keine resultierende Querverlagerungskraft wirkt.The 3 shows a spring contact pin arrangement 1 , where the examinee 2 and one the examinee 2 Positionunverbarerbar holding holding device is not shown. The 3 shows a pot-shaped configured receiving element 24 , on the front side 36 three spring contact pins 3 with their contact elements 4 escape. The receiving element 24 is along an infeed axis 26 in the direction of the double arrow 27 guided displaceable relative to a base element, not shown, to a feed movement in the direction of the test specimen, not shown 2 to be able to make. Like from the 3 can be seen, the longitudinal axes 16 all three spring contact pins 3 to the delivery axis 26 the same angle α. The three spring contact pins 3 are about the delivery axis 26 arranged around at the same circumferential angular distance from each other, namely in the present case with three spring contact pins 3 with a circumferential angular distance of 120 °. The present rotationally symmetrical arrangement of the three spring contact pins 3 comes after other embodiments, not only in odd number of spring contact pins used, but can of course be used in an even number of spring contact pins. The rotationally symmetrical arrangement preferably leads to a particularly small space. Is done in the embodiment of 3 now an advancing movement of the receiving element 24 towards the not shown test specimen 2 so are the spring contact pins 3 with corresponding test contacts 5 of the test piece 2 placed in touching contact with the contact elements 4 the spring contact pins 3 along the respective longitudinal axis 16 the spring contact pins 3 deflect. It therefore arises again with each spring contact pin 3 a scratching motion with a corresponding lateral force 29 on the test piece 2 , Due to the rotational symmetry of the arrangement of 3 however, the three lateral forces cancel each other out 29 in the aggregate, so that the optimum touch-contacting ratios are generated due to the transverse frictional forces, but on the device under test 2 no resulting transverse displacement force acts.

Beim Ausführungsbeispiel der 3 sind die Federkontaktstifte 3 mit ihren Kontaktköpfen 10 zum Zentrum der Anordnung hingerichtet. Hieraus ergibt sich der Vorteil, dass der durch die Gehäuse 7 der Federkontaktstifte 3 vorgegebene Mindestabstand im Kontaktbereich verkleinert ist. Hierdurch sind Prüflinge mit kleinen Kontaktflächen und/oder engem Kontaktraster kontaktierbar. Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die drei Federkontaktstifte 3 der 3 mit ihren Kontaktköpfen 10 symmetrisch auseinanderstreben, also nicht konvergieren, sondern divergierend ausgerichtet sind. Diese beiden, vorstehend erwähnten Möglichkeiten bestehen selbstverständlich bei allen Ausführungsbeispielen der Erfindung.In the embodiment of 3 are the spring contact pins 3 with their contact heads 10 executed to the center of the order. This results in the advantage that the through the housing 7 the spring contact pins 3 predetermined minimum distance in the contact area is reduced. As a result, test specimens are contactable with small contact surfaces and / or close contact grid. Alternatively, however, it can also be provided that the three spring contact pins 3 of the 3 with their contact heads 10 diverge symmetrically, so do not converge, but are aligned divergent. These two, above-mentioned possibilities are of course in all embodiments of the invention.

Die 4 zeigt ein der 3 ähnliches Ausführungsbeispiel, bei dem anstelle eines topfförmigen Aufnahmeelements 24 ein blockförmiges Aufnahmeelement 24 vorgesehen ist, das entlang einer Zustellachse 26 zur Berührungskontaktierung verlagert werden kann. Es sind mehrere Federkontaktstifte 3, insbesondere vier Federkontaktstifte 3, vorgesehen, die nicht rotationssymmetrisch angeordnet sind, sondern linearsymmetrisch zur Mitte des Aufnahmeelements 24. Der Vorteil dieser Anordnung liegt darin, dass die Kontaktierung von länglichen oder in engem Abstand nebeneinander liegenden Kontaktflächen des Prüflings ermöglicht ist. Ein Federkontaktstift 3 der einen Seite der linearsymmetrischen Anordnung bildet mit einem entsprechenden Federkontaktstift 3 der anderen Seite dieser Anordnung ein Federkontaktstiftpaar, bei dem sich die bei der Berührungskontaktierung auftretenden Querkräfte aufheben. Beim Ausführungsbeispiel der 4 kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Zustellachse 26 zu jeder der Längsachsen 16 den gleichen Winkel α einschließt. Bei dem Ausführungsbeispiel der 4 konvergieren die Federkontaktstifte 3. Alternativ ist es selbstverständlich auch möglich, dass sie divergierend angeordnet sind, wobei sich dann auch die Querkraftaufhebung ergibt.The 4 shows one of 3 similar embodiment, in which instead of a cup-shaped receiving element 24 a block-shaped receiving element 24 is provided along an Zustellachse 26 can be moved to the touch contact. There are several spring contact pins 3 , in particular four spring contact pins 3 , Provided, which are not rotationally symmetrical, but linearsymmetrisch to the center of the receiving element 24 , The advantage of this arrangement is that the contacting of elongated or closely spaced adjacent contact surfaces of the specimen is possible. A spring contact pin 3 one side of the linear-symmetrical arrangement forms with a corresponding spring contact pin 3 the other side of this arrangement, a spring contact pin pair, in which cancel out the transverse forces occurring during the contact contact. In the embodiment of 4 can be provided in particular that the Zustellachse 26 to each of the longitudinal axes 16 includes the same angle α. In the embodiment of the 4 the spring contact pins converge 3 , Alternatively, it is of course also possible that they are arranged divergently, which then also results in the lateral force cancellation.

Grundsätzlich ist zu allen denkbaren Ausführungsformen der Erfindung eine spiegelsymmetrische, linearsymmetrische, rotationssymmetrische oder ähnliche Anordnung der Federkontaktstifte 3 keine Bedingung. Die Federkontaktstifte 3 können über die Federkontaktstiftanordnung 1 beliebig verteilt sein und/oder beliebige Winkel α aufweisen und/oder konvergieren und/oder divergieren, solange bei der Berührungskontaktierung die Summe der vektoriellen Querkräfte, insbesondere eingeschlossen der resultierenden Drehmomente, auf den Prüfling zu Null oder etwa zu Null kompensiert wird.Basically, all conceivable embodiments of the invention, a mirror-symmetrical, linear-symmetrical, rotationally symmetric or similar arrangement of the spring contact pins 3 No condition. The spring contact pins 3 can via the spring contact pin arrangement 1 be distributed arbitrarily and / or have any angle α and / or converge and / or diverge, as long as the sum of the vectorial shear forces, in particular including the resulting torques, is compensated to the test specimen to zero or approximately zero at the touch contact.

Die 5 bis 8 zeigen unterschiedliche Anordnungen von Federkontaktstiften 3 beziehungsweise 3' in Bezug auf die Zustellachse 26. Es wird dabei davon ausgegangen, dass bei den 5 bis 7 die Längsachsen 16 der Federkontaktstifte 3, 3' unter demselben Winkel α zur Zustellachse 26 verlaufen.The 5 to 8th show different arrangements of spring contact pins 3 respectively 3 ' in relation to the delivery axis 26 , It is assumed that at the 5 to 7 the longitudinal axes 16 the spring contact pins 3 . 3 ' at the same angle α to the feed axis 26 run.

Die schematische Darstellung der 5 entspricht dem Ausführungsbeispiel der 3, d. h., die drei Federkontaktstifte 3 sind in gleichem Umfangswinkelabstand von 120° um die Zustellachse 26 herum angeordnet. Bei dieser ungeraden Anzahl von Federkontaktstiften 3 erfolgt daher eine Aufhebung der Querkräfte der Federkontaktstifte 3. Beim Ausführungsbeispiel der 6 sind vier Federkontaktstifte 3, 3' vorgesehen, die im gleichen Umfangswinkelabstand um die Zustellachse 26 herum angeordnet sind. Der Umfangswinkelabstand beträgt hier 90°. Da vier Federkontaktstifte 3, 3' vorgesehen sind, liegt eine geradzahlige Anzahl vor, wobei jeweils zwei Federkontaktstifte 3, 3' ein Federkontaktstiftpaar bilden, nämlich ein Federkontaktstiftpaar bestehend aus den Federkontaktstiften 3 und ein weiteres Federkontaktstiftpaar bestehend aus den Federkontaktstiften 3, wobei die Federkontaktstifte 3 diametral zur Zustellachse 26 und die Federkontaktstifte 3 ebenfalls diametral zur Zustellachse 26 liegen. Die Querkräfte der Federkontaktstifte 3 und die Querkräfte der Federkontaktstifte 3' heben sich auf, sodass insgesamt auf einen Prüfling keine resultierende Querkraft wirkt. Die 7 zeigt, dass aufgrund der paarweise erfolgenden Aufhebung der Querkräfte es nicht erforderlich ist, dass die Federkontaktstifte 3, 3' der beiden Federkontaktstiftpaare in gleichem Umfangswinkelabstand zueinander um die Zustellachse 26 herum angeordnet sein müssen. Gleichwohl heben sich die beiden Querkräfte der Federkontaktstifte 3 und auch die beiden Querkräfte der Federkontaktstifte 3' auf.The schematic representation of 5 corresponds to the embodiment of 3 ie, the three spring contact pins 3 are at the same circumferential angular distance of 120 ° about the feed axis 26 arranged around. In this odd number of spring contact pins 3 Therefore, a cancellation of the lateral forces of the spring contact pins 3 , In the embodiment of 6 are four spring contact pins 3 . 3 ' provided at the same circumferential angular distance about the Zustellachse 26 are arranged around. The circumferential angle distance is here 90 °. Because four spring contact pins 3 . 3 ' are provided, there is an even number, with two spring contact pins 3 . 3 ' form a spring contact pin pair, namely a spring contact pin pair consisting of the spring contact pins 3 and another spring contact pin pair consisting of the spring contact pins 3 , wherein the spring contact pins 3 diametrically to the delivery axis 26 and the spring contact pins 3 also diametrically to the delivery axis 26 lie. The lateral forces of the spring contact pins 3 and the lateral forces of the spring contact pins 3 ' lift up so that there is no resulting lateral force on a test specimen. The 7 shows that due to the pairwise cancellation of the lateral forces it is not necessary that the spring contact pins 3 . 3 ' the two spring contact pin pairs at the same circumferential distance from each other about the Zustellachse 26 must be arranged around. Nevertheless, the two transverse forces of the spring contact pins lift 3 and also the two transverse forces of the spring contact pins 3 ' on.

In der 8 ist angedeutet, dass linksseitig der Zustellachse 26 zwei Federkontaktstifte 3 und rechtsseitig ein Federkontaktstift 3' liegen. Es wird davon ausgegangen, dass die Längsachsen 16 der beiden Federkontaktstifte 3 den gleichen Winkel α zur Zustellachse 26 aufweisen und dass die Längsachse 16 des Federkontaktstifts 3' einen anderen Winkel α, insbesondere einen größeren Winkel α, zur Zustellachse 26 einschließt. Durch den größeren Winkel α wird eine größere Querkraft auf den Prüfling 2 beim Berührungskontaktieren einwirken, wobei die Verhältnisse jedoch aufgrund des Winkels α und der Lage und Anzahl der Federkontaktstifte 3 derart gewählt werden können, dass sich die Querkräfte der drei Federkontaktstifte 3, 3' aufheben, sodass wiederum insgesamt auf den Prüfling keine Querverlagerungskraft wirkt.In the 8th is indicated that the left side of the Zustellachse 26 two spring contact pins 3 and right side a spring contact pin 3 ' lie. It is assumed that the longitudinal axes 16 the two spring contact pins 3 the same angle α to the feed axis 26 have and that the longitudinal axis 16 of the spring contact pin 3 ' another angle α, in particular a larger angle α, to the feed axis 26 includes. Due to the larger angle α, a larger lateral force on the test specimen 2 however, due to the angle α and the location and number of spring contact pins 3 can be chosen so that the lateral forces of the three spring contact pins 3 . 3 ' cancel, so that in turn a total of the DUT no Querverlagerungskraft acts.

Aufgrund der Erfindung sind in Bezug auf die Berührungskontaktierung die vorstehend erwähnten positiven Wirkungen erzielt. Bei entsprechender symmetrischer Anordnung und/oder durch entsprechende Wahl des Winkels α, der Anzahl und/oder der jeweiligen Positionierung der Federkontaktstifte lässt sich eine Kompensation der Querkräfte erzeugen, sodass es nicht zu einer Prüflingsverschiebung bei der Berührungskontaktierung kommt.By virtue of the invention, with respect to the touch contact, the above-mentioned positive effects are achieved. With a corresponding symmetrical arrangement and / or by appropriate choice of the angle α, the number and / or the respective positioning of the spring contact pins, a compensation of the transverse forces can be generated so that it does not come to a Prüflingsverschiebung in the touch contact.

Das Prinzip der Erfindung erfordert keinen besonderen Federkontaktstift, d. h., jeder beliebige Federkontaktstift ist einsetzbar. Die elektrische Performance des Federkontaktstifts wird allein durch seine Einbaulage in Bezug auf die Lage der Zustellachse realisiert. Mit der Erfindung lässt sich mit einfachen Mitteln ein großer Effekt auf den Berührungskontaktwiderstand und auch auf den Innenwiderstand des Federkontaktstifts erzielen. Aufgrund der Erfindung, die zu einer Verbesserung des Innenwiderstands des Federkontaktstifts führt, werden Federkontaktstifte hochstromtauglich, auch ohne aufwendigen Innenausbau. Durch die Querkrafterzeugung weisen die Federkontaktstifte keinen schwankenden Durchgangswiderstand bei Vibrationen auf, sondern dieser ist stabil.The principle of the invention does not require a special spring contact pin, d. h., Any spring contact pin is used. The electrical performance of the spring contact pin is realized solely by its mounting position with respect to the position of the Zustellachse. With the invention can be achieved by simple means a great effect on the contact contact resistance and also on the internal resistance of the spring contact pin. Due to the invention, which leads to an improvement in the internal resistance of the spring contact pin, spring contact pins are suitable for high current, even without complex interior work. Due to the generation of transverse force, the spring contact pins have no fluctuating volume resistance in the event of vibrations, but this is stable.

Claims

A spring contact pin arrangement for the electrical contact contacting of a test object, comprising at least one spring contact pin having a spring element which springs along its longitudinal axis, and a feed device for a relative movement of the spring contact pin and the test object along an infeed axis, in order to make them contact-contacting, characterized in that the longitudinal axis (FIG. 16 ) and the delivery axis ( 26 ) enclose an angle (α) such that they are neither parallel nor perpendicular to each other.

Spring contact pin arrangement according to claim 1, characterized in that the contact element ( 4 ) a piston ( 6 ) in a housing ( 7 ) of the spring contact pin ( 3 . 3 ' ) along the longitudinal axis ( 16 ) and displaceable by a spring ( 11 ), in particular compression spring, is acted upon.

Spring contact pin arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the contact element ( 4 ) one outside the housing ( 7 ) of the spring contact pin ( 3 . 3 ' ) lying contact head ( 10 ) for the electrical contact contacting of the test piece ( 2 ) having.

Spring contact pin arrangement according to one of the preceding claims, characterized by a holding device ( 18 ) for stationary holding of the test piece ( 2 ) or the spring contact pin ( 3 . 3 ' ).

Spring contact pin arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the feed device ( 22 ) a fixed basic element ( 23 ) and along it along the feed axis ( 26 ) movably guided receiving element ( 24 ), on which - the spring contact pin ( 3 . 3 ' ), whereby the test specimen ( 2 ) of the holding device ( 18 ) or - the candidate ( 2 ) is arranged, wherein the spring contact pin ( 3 . 3 ' ) of the holding device ( 18 ) is held.

Spring contact pin arrangement according to one of the preceding claims, characterized by a plurality of spring contact pins ( 3 . 3 ' ).

Spring contact pin arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that each spring contact pin ( 3 . 3 ' ) by touching the test piece ( 2 ) on this a lateral force ( 29 ), wherein the arrangement of the spring contact pins ( 3 . 3 ' ) and the angle (α) for each spring pin ( 3 . 3 ' ) from the plurality of spring contact pins ( 3 . 3 ' ) simultaneous touching contact of the test piece ( 2 ) are selected such that the transverse forces ( 29 ) or cancel.

Spring contact pin arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that with an even number of the same angle (α) having spring contact pins ( 3 . 3 ' ) these pairs diametrically to the Zustellachse ( 26 ) are arranged.

Spring contact pin arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the spring contact pins ( 3 . 3 ' ) are assigned the same and / or different angles (α).

Spring contact pin arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that with an odd number of spring contact pins having the same angle (α) ( 3 . 3 ' ) these around the infeed axis ( 26 ) are arranged around each other at the same circumferential angular distance.