DE3225482C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Steckfassungen mit Federkontakten fuer Halbleiter - Google Patents

Abstract

Um bei der Herstellung von Steckfassungen mit Federkontakten für Halbleiter, bestehend aus einer Kunststoff-Fassung, metallischen Mantelteilen, welche in die Fassung eingesetzt werden und in die Mantelteile einsetzbaren Kontaktfederteilen, eine Zwangsausrichtung des Kontaktfederteiles zur Fassung zu erreichen, wird vorgeschlagen, daß jedes Kontaktfederteil vor dem Einschieben in das in die Fassung einsetzbare Mantelteil bzw. jedes mit Kontaktfederteil versehene Mantelteil vor dem Einschieben in die jeweilige Aufnahmeöffnung der Fassung relativ zum fassungsfesten Mantelteil bzw. zur Fassung zum Zwecke der Ausrichtung um seine Längsachse gedreht wird, so daß seine Lage bezüglich der Anordnung der Federschenkel und des von diesen gebildeten polygonalen Kanals jedem vorher und jedem nachher eingeschobenen Kontaktfederteil gleicht, und daß das Kontaktfederteil des Drehens zwangsgeführt und während der Zwangsführung zur Sicherung der Relativlage mindestens vorläufig kraftschlüssig mit dem Mantelteil verbunden wird.

Description

• In der Praxis hat sich zwar diese Ausbildung als vorteilhaft gegenüber dem davor bekannten Stand der Techmk erwiesem jedech hat es sich gezeigt, daß durch die Ausrichtung des Mantelteiles nicht unbedingt auch eine exakte Ausrichtung des Kontaktfederteiles erreicht wurde. da die Zufunning der Kontaktfedern zur Bestückung des Mantelteiles überwiegend in maschineller oder auch m manueller Art erfolgte. wobei keine exakte Ausrichtung des Kontaktfederteiles relativ zum Mantelteil erreicht werden konnte Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Dxlrchfuhrung dieses Verfahrens eingangs geschilderter Art zu schaffen, mit dem eine Zwangsausrichtung des Kontzktfederteiles retativ zum Mantelteil erreicht werden kann, Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemãß vorgeschlagen, daß jedes Kontaktfederteil vor dem Einschieben in das in die Fassung eingesetzte Mantelteil bzw. jedes mit Kontaktfederteil versehene Mantelteil vor dem Einschieben in die jeweilige Aufnahmeöffnung der Fassung relativ zum fassungsfesten Mantelteil bzw zur Fassung zum Zwecke der Ausrichtung unn seine Längsachse gedreht wird, daß das Kontaktfederteil während des Drehens zwangsgeführt und w -hrend der Zwangslührung zur Sicherung der Resativlage kraftschlüssig mit dem Mantelteil verbunden wird. wozu in den von den Federschenkeln gebildeten polygonalen Kanal ein in Sollposition ausgerichteter Profilstift gleichen polygonalen Querschnitts eingeschoben wird durch dessen Axialverschiebung das Kontaktfederteil in die Sollage gedreht wird Diese Lösung umfaßt zwei Alternativen.
• Die eine Alternative ist. daß zunächst das Mantelteil in die Fassung in beliebiger Ausrichtung eingesetzt wird wobei also das Mantelteil schon unverdrehbar und fest in der Fassung gehalten ist In die fassungsfest gehalterten Mantelteile wird dann jeweils em Kontaktfederteil eingeschoben. wobei das Kontaktfederteil vor dem Einschieben in die entsprechende Aufnahmeöffnung des Mantelteiles relativ zu diesem zum Zwecke der Ausrichtung um seine Längsachse derart gedreht wird daß seine Lage bezüglich der Anordnung der Federschenkel und des von diesen gebildeten polygonalen Kanales jedem vorher und jedem nachher eingeschobenen Kontaktfederteil derselben Fassung gleicht Dabei soll das Kontaktfederteil während des Drehens zwangsgefrhrt und während der Zwangsführung zur Sicherung der Relativlage kraftschlüssig mit dem Mantelteil verbunden werden.
• Konkret kann dieses durch vorläufiges oder endgultiges Verpressen des MünC-ingsrandes des Kontaktfederteiles mii dem Mündungsrand des Mantelteiles geschehen. Dies is an sich bekannte Technik.
• Die andere Alternative ist daß zunächst jedes Mantelteil mit einem Kontaktfederteil versehen wird und das Kontaktiedeneil fest mit dem Mantelteil verpreßt wird und itinn vnr flPm Finschieben des met Kontaktfeder versehenen Mantelteiles in die entsprechende Aufnahmeöffnung der Fassung das komplettierte Mantelteil relativ zur Fassung zum Zwecke der Ausrichtung um seine langsachse gedreht wird. wobei die gleichen Bedingungen einzuhalten sind. wie bei der ersten Alternative beschrieben.
• Dadurch daß das Kontaktfederteil selbst bzw, dessen von den Federschenkeln gebildeter polygonaler Kanal zur Ausrichtung und exakten Anordnung der Kontaktweder relativ zur Fassung benutzt wird, ist völlig unatiãng,g von @rgendwelchen tvibratioheW oder sonstigen Stõreinflussen sichergestellt, daß jede Kontaktfeder in der genau gleichen Anordnung relativ zur Fassung befestigt worden ist Grunusätzlich spielt es dabei keine Rolle, ob ein Kontaktfederteil rnit 3, 4 oder mehr Federarmen zur Anwendung gelangt, solange nur sichergestellt ist, daß mindestens ein Federschenkel parallel zu einer Randkante der Fassung ausgerichtet ist Fur den ordnungsgemäßen Kontaktubergang ist ausschlaggebend daß wenigstens ein Federarm sich an einer Außenfläche des später einzusteckenden Kontaktstiftes des Halbleiter-Bauteiles flächig abstiltzen kann. also nicht auf einer Kante dieses Steckerstiites sich abstutzt Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, daß ein Kontaktfederteil mit drei gleichmäßig auf den Umfang verteilt angeordneten Federarmen Verwendung findet, wobei dann lediglich ein Federarm flächig an dem eingesteckten Stift eines Haibleiter-Bauteiles anliegt, aber bei der Ausrichtung des Kontaktfederteiles bei der Komplettierung der F' ;ung eine hohe Sicherheit gegen das Überdrehen des Kntaktfederteiles ohne dessen Mitnahme gegeben ist Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl bei separat zugeführten Kontaktfederteilen. die beispielsweise hoher einen Rüttler der Montagestation zugefuhrt werden. angewandt werden, als auch bei einem Verfahren, bei dem die aus einem Blechstreifen gestanzten Kontaktfederteile in einer ersten Montagestation von den Streifen getrennt in einer nächsten Station relativ zum Mantelteil ausgerichtet und mit diesem vorläufig oder endgültig verpreßt werden Es ist lediglich darauf zu achten daß zwischen dem Ausrichtvorgang und dem Verpressen eine Zwangsfuhrung des Kontaktfederteiles zunächst in die gewünschte Sollage sichergestellt ist und diese Sollposition bis zum Verpressen zwangsläufig aufrechterhalten bleibt Eine Vorrichtung zur Herstellung von Steckfassungen mit Federkontakten fur Halbleiter mittels des verfahrens nach Anspruch 1, ist dadurch gekennzeichnet. daß als Ausrichtvorrichtung ein Profilstift vorgesehen ist der an seinem in den von den Federschenkeln des Kontaktfederteiles gebildeten polygonalen Kanal einschiebbaren Ende verjüngt ist und der mindestens nahe seinem verjüngten Ende eine dem poJygonaien Kanal entsprechende Profilierung aufweist. das der Profilstift im Bereich seiner polygonalen Profilierung sich zu seinem der Verjüngung abgewandten Ende hin pyramidenstumpfartig erweiternd ausgebildet ist. in einem Schaftteil kreisrunden Querschnitts ausläuft und daß der Profilstift an einer Hub- bzw. Senkvorrichtung gehaltert ist Durch diese Vorrichtung wird die gewünschte exakte Ausrichtung des Kontaktfederteiles erreicht. tDer Profilstift wird zum Zwecke der Ausrichtung koaxial in den von den Federschenkeln des Kontakfederteiles gebildeten polygonaten Kanat einges@@oben.
• Während dieser Montagephase ist das Kontaktfederteil lose gehaltert. so daß es sich um seine Mittelachse drehen kann.
• Die Halterung kann in der Weise geschehen. daß das Kontaktfederteil zunächst lose in das Mantelteil eingesetzt ist, Eine Verdrehung des Kontaktfederteiles ist damit möglich, wobei gleichzeitig das Mantelteil als Führung bei dem Drehvorgangdient.
• Der Kontaktstift greift zunächst mit seinem verjüngten Ende in den polygonalen Kanal ein und verdreht dann beim weiteren Einschieben mittels seiner entsprechenden polygonalen Profilierung das Kontaktfederteil relativ zum Mantelteil, bis die Sollage, die durch die Anordnung und Ausrichtung des Profilstiftes vorgegeben ist. erreicht ist Bei der maschinellen Betätigung des Profilstiftes ist der Profilstift an einer Hub- bzw. Senkvorrichtung gehaltert.
• Es ist zwar auch eine manuelle Betätigurg des Profilstiftes möglich, wobei jedoch Fehlerquellen nicht vusschließbar sind.
• Deshalb Ist zumindest eine manuell betätigbare Hub und Senkvorrichtung vorteilhaft. die aber besonders vorteilhaft als Automat ausgebildet und in die Montagestraße eingeschaltet ist Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Profilotift im polygonalen Berelch Querschnitte gleichseitiger Drelecke mit stetig größer werdender Seitenlänge auf Auf diese Weise wrrd eine große Überdrehsicherung erreicht Besonders vorteilhaft ist es. wenn der Schaft des Profilstiftes nach einer weiteren Ausgestaltung einen den stirnseitigen Kragen des Kontaktfederteiles gegen den entsprechenden Kragen des Mantelteiles preßbaren Konus aufweist Hierdurch ist es möglich. sofort anschließend an den Ausrichtvorgang. den Verpreßvorgang anzuschließen. der die lagerichtige Position endgültig fixiert Die Erfindung wird nachstehead anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt F i g. 1 ein MantelteiL welches in eine Fassung aus Kunststoff eingesetzt wird, mit eingesteckten Federkontaktteil. teilweise geschnitten; F i g. 2 eine vereinfachte Dars.eliung des kompletten Mantelteiles von oben gesehen; F i g. 3a bis d Mantelteile mit Kontaktfederteilen und eingestecktem Kontaktstift eines Halbleiter-Bauteiles: F i g 4 eine Vorrichtung zur Ausrichtung des Kontaktfederteiles in Ansicht und im Schnitt a, b. c Der Kontaktstift, der in die entsprechende Aufnahmeoffnung kreisrunden Querschnittes eines quaderfõrmigen Fassungsköipers aus Kunststoff eingesteckt wird, besteht im wesentlichen aus einem äußeren Mantelteil 1. das aus geeignetem Metall gedreht und anschließen veredelt worden ist Der Mantelteil 1 ist in der Zeichnung oben offen und weist unten einen angedrehten Lotstift ta aui, an dessen Stellte auch ein scharfkantiger sogenannter WIRE-WRAP-Stift vorgesehen sein kanrL Mündunesseitig weist das Mantelteil t einen nach außen vorstehenden Kragen Ob aufs Darauf folgend ist ein Rücksprung im Mantel des Mantelteiles vorgesehen.
• Der Mantel ist im folgenden Abschnitt mit einer mnachst vorspringenden und sich zum Boden des Mantelteiles I verjüngenden Anschragung tdverseherL Die Mündung des Mantelteiles ist trichterfõrmig ausgebildet In das Mantelteil ist ein veredelter Kontaktfederteil 2 eingepreßt, wobei dieses KontaktFeverteil 2 niundungsseitig einen konischen Kragen aufweist. der mit dem Konus des Mantelteiles verpreßt ist.
• An dem mündungsnahen Kontaktfederteil 2 sind drei Federschenkel 2a angeschnitten, die zum Boden des Mantelteiles 1 hinzielen.
• Die Federschenkel 2a bilden einen dreieckigen Einsteckkanal 3.
• Ein in das Kontaktlederteil 2 eingesteckter Kontaktstift 4 eines Halbleiter-Bauteiles. welcher im Ausnahmefall kreisrunde normalerweise aber quadratische oder rechteckige Querschnittsform aufweist, liegt bei fertig montierter Steckfassung immer flächig an einem der Federschenkel 2a an.
• Um eine Vorstellung uber die Größe des dargestellten Fassungstelles zu geben. wird darauf hingewiesen. daß die Darstellung gemäß Flg. I etwa im Maßstab 1 : 20 vergrößert Ist.
• Zum Zwecke der Ausrichtung des Kontaktfederteiles 2 relativ zum Mantelteil list ein Profilstift 5 vorgesehen. der mit seinem In der Zeichnung oberen Ende In eine Hub- und Senkvorrichtung einspannbar ast Der Profilstift weist an seinen In den von den Federschenkeln 2a des Kontaktfederteiles 2 gebildeten polygonalen Kanal 3 einschiebbaren Ende verjüngt und weist m unmittelbarer Nähe seines verjüngten Endes eine dem polygonalen Kanal 3 entsprechende Profilierung Sa auf.
• Die Einschubspitze des Profilstiftes 5 weist kreisrunden Quenchnitt auf.
• Der Profilstift 5 erweitert sich von der Spitze aus zum Schaft hin pyramidenstumpfartig.
• Zur lagerichtigen Montage des Kontaktfederteiles relativ zum Mantelteil wird entweder zunächst das Mantelteil 1 in das Fassungsteil aus Kunststoff eingepreßt so daß es sich in der Lage nicht mehr verschieben oder verdrehen kann.
• Danach wird das Kontaktfederteil 2 lose in das Mantelteil 1 eingesetzt und mittels des Profilstiftes 5. der koaxial in das Mantelteil eingefuhrt wird in die Sollage verdreht In dieser Lage erfolgt gieichzeitig eine Verpressung des Kontaktfederteiles mit dem Mantelteil, in dem beispielsweise der Profilstift mit seinem Schaft den Kragen des Kontaktfederteiles 2 an den konischen Kragen des Mantelteiles I anpreßt Auf diese Weise ist das Kontaktfederteil relativ zur Fassunglagerichtig ausgerichtet und fixiert Alternativ kann zunächst das Kontaktfederteil 2 in beliebiger Stellung mit dem Mantelteil 1 verpreßt werden, woraufhin anschließend das Mantelteil in einer geeigneten Halterung oder in der Kanststoff-Fawng selbst zunächst vorläufig und noch drehbar gehaltert wird, dann der Profilstift in den entsprechenden vom Kontaktfederteil 2 gebildeten Kanal eingeschoben und so die Kontaktfeder samt Mantelteil in die Sollage gedreht wird und erst dann das ausgerichtete Mantelteil endgültig in die entsprechende Offnung der Kunststoff-Fassung eingepreßt wird, Auch auf diese Weise ist die lagerichtige Anordnung der Kontaktfeder sichergestellt.

Claims (1)

1. Patentansprüche Verfahren zur Herstellung von Steckfassungen mit Federkontakten für Halbleiter. wobei in die in Reihe hintereinander. einreihig oder mehrreihig, angeordneten Aufnahmeöffnungen einer beispielsweise quaderförmigen Fassung aus Kunststoff metallene Kontakrsti'te. die mit einem einenends koaxial angeordneten Lötstift versehen sind, jeweils mit dem Lõtstift voran in eine der Öffnungen eingeschoben werden, in der Endlage die Einsteckõffnung des Federkontaktes mindestens annähernd bündig in der Stirnfläche der Fassung liegt und der Lötstift andernends der Öffnung aus der Fassung rückfläche herausragt. der Kontaktstift ein zylindrisches, einseitig offenes, anderseitig mit angeformterm. z B. angedrehtem, Lõtstift versehenes Mantelteil ist, in das ein hülsenförmiges Kontaktfederteil unter Federvorspannung eingesteckt wird. welches ausgehend @@@ einem zylindrischen. mündungsnah angeordneten Kragen mehrere angeschnittene Federschenkel aufweist, die schräg zum Fassung mantelteilboden hinzielen, an ihren Enden einander berühren und so einen polygonalen Einsteckkanal ftir einen Steckerstift bilden, wobei die Federkontaktteile in einer vorbestimmb-en Lage bezüglich ihrer Langsachse lager,chtig ausgerichtet sind. so daß die Lage eines Fcderkontaktteiles bezüglich der Anordnung der Federschenkel und des von diesen gebildeten polygonalen Kanales jedem vorher und jedem nachhe singeschobenen Kontakttei. gleicht, dadurch gekennzeichnet. daß jedes Kontaktfederteil (2) vor dem Eins@nieben in das in die Fassung eingesetzte Mante@eil (1) bzw. jedes mit Kontaktfederteil (2) versehene Mantelteil (1) vor dem Einschieben in die jeweilige Aufnahmeöffnung der Fassung relativ zum fassungsfesten Mantelteil (1) bzw. zur Fassung zum Zwecke der Ausrichtung um seine Längsachse gedreht wird. daß das Kontaktfederteil (2) während des Drehens zwangsgeführt und während der Zwangsfuhrung zur Sicherung der Relativlage kraftschlüssig mit dem Mantelteil (1) verbunden wird, wozu in den von den Federschenkeln (2a> gebildeten polygonalen Kanal (3) ein in Sollposition ausgerichteter Profilstift (5) gleichen polygonalen Querschnittes eingeschoben wird. durch dessen Axialverschiebung das Kontaktfederteil (2) in die Sollage gedreht wird.

   Z Vorrichtung zur Herstellung von Steckfassungen mit Federkontakten für Halbleiter mittels dei Verfahrens nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet. daß als Ausrichtvorrichtung ein Profilstift (5) vorgesehen ist, der an seinem in den von den Federschenkeln (2a) des Kontaktfederteiles (2) gebildeten polygonalen Kanal (3) einschiebbaren Eflur verjüngt isl und ner mindestens nane seinem verjüngten Ende eine dem polygonalen Kanal entsprechende Profilierung (5a) aufweist, daß der Profiktift (5) im Bereich semer polygonalen Profilierung (5a) sich zu seinem der Verjüngung abgewandten Ende hin pyramidenstumpfartig er weiternd ausgebildet ist, in einem Schaftteil kreis runden Querschnitts auslaufs und daß der Profilstift (5) an einer Hub- bzw Senkvorrichtung gehaltert iSt, 1 Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Profilstift (5) im polygonalen Bereich Querschnitte gleichseitiger Dreiecke mit stetig großer werdender Seitenlänge aufweist 4 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3. dadurch itekeimzeichnet daß der Schaft des Proliltiftes (5) einen den stirnseitigen Kragen des Kontaktfederteiles (2) gegen den entsprechenden Kragen des Mantelteiles (1) preßbaren Konus aufweist Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Steckfassungen mit Federkontakten für Halbleiter gemäß Oberbegr'£tf des Anspruches 1.

   Eine nach einem derartigen Verfahren hergestellte Fassung ist aus dem deutschen Gebrauchsmuster 8113229 bekannt Diese Fassungen. die üblicherweise auch tC-Fassungen genannt werden, werden in sehr großen Mengen verwendet, wobei für den Verwender die Funktionssichtrheit des Kontaktteiles von erheblicher Bedeutung ist Bei bekannten Fassungen stellte sich immer das Problem daß beim Einstecken der entsprechenden Halbleiter-Bauteile, beispielsweise IC-Bauteile, in die Federkontakte der Fassung nicht der gewünschte Kontaktübergang erreicht wurde Dies liegt im wesentlichen daran, daß nur dann ein guter Kontakt zwischen dem eingesteckten Teil und dem Federkontakt erreichbar ist, wenn der Kontaktstift des einzusteckenden Halbleiter-Bauteiles, der üblicherweise rechteckig bis quadratisch in der Abmessung von 0,5 bis 0,2 mm gefertigt ist, exakt relativ zu dem von den Federschenkein gebildeten Einführungskanal ausgerichtet ist, so daß mindestens ein Federschenkel flächig an einer Außenfläche des Kontaktstiftes des Halbleiterbauteiles anliegt Weil die miteinander zu verbindenden Kontaktteile jedoch sehr klein sind. beispielsweise ist der Einsteckkanal des Federkontaktes maximal 1 mm im Durchmesser. ist es bisher äußerst schwierig die Federkontakte in den Fassungsmantel und dann dei Fassurgsmantel samt Federkontaktteil in den Kunststoffkörper jeweils lagerichtig ausgerichtet einzubringen.

   Bei einer nicht lagerichtigen Anordnung kommt es nicht zu einer flächigen Anlage mindestens eines Federkontaktes an dem eingesteckten Kontaktstift. sondern zu einer Kantenberührung, was sich negativ auf die elektrischen und mechanischen Eigenschaften der Verbindung auswirkt Bei dem zum Stand der Technik genannten Gebrauchsmuster wurde diese Problematik schon erkannt und zur lagerichtigen Ausrichtung der Federkontakte vorgeschlagen. daß das Mantelteil im in der Endmontagelage vom Kunststoff-Fassungsmaterial umgriffenen Bereich mindestens einseitig abweichend von der kreisrunden Außenquerschnittsform abgeflacht ist.

   Hierdurch sollte erreicht werden. daß einerselts das Mantelteil vor der Bestuckung mit dem Kontaktiederteil immer in einer definierten Lage im Werkzeug gehalten ist. so daß der von cen Federschenkeln gebildete Einsteckkanal quadratischen Querschmttes immer in genau definierter Lage angeordnet Ist, und andererseits, daß dieses mit dem l'ontaktfderteil richtig bestückte Mantelteil auch in vorbestimmbarer Lage mittels eines Werkzeuges oder manuell in das Fassungsteil aus Kunststoff lagerichtig eingesteckt werden kann.