DE3240415A1

DE3240415A1 - Nadelfelder fuer pruefautomaten

Info

Publication number: DE3240415A1
Application number: DE19823240415
Authority: DE
Inventors: Bernhard Dipl.-Ing. Brabetz; Zdenek Dipl.-Ing. 8000 München Urban
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1982-11-02
Filing date: 1982-11-02
Publication date: 1984-05-03

Description

Nadelfelder für Prüfautomaten.
Die Erfindung betrifft eine Prüfvorrichtung zum simultanen Abtasten einer Vielzahl von Kontaktstellen, insbesondere zum Abtasten der Kontaktstellen von unbestückten Leiterplatten, mittels in einem vorbestimmten Rastermaß angeordneten, federnden Kontaktnadeln, die in Bohrungen eines Kontaktnadelträgers eingesetzt sind.
Federnde Prüfkontakte sind universell einsetzbar in Prüfautomaten und Prüfadaptern für unbestückte und bestückte Leiterplatten sowie für Verdrahtungsfelder in Löt- oder Crimp-Technik. Der Prüfkontakt ist zum Beispiel ein Stahlstift mit Edelmetalloberfläche, der auf einer Feder aufgesetzt und mit dieser in einem Federgehäuse untergebracht ist. Mit diesen Prüfkontakten werden die Prüflinge beispielsweise auf Durchgang und Isolation geprüft.
Derartige Prüfkontakte sind in herkömmlichen Nadelfeldern zusammengefaßt, deren Aufbau schematisch in der Figur 1 dargestellt ist Im linken Teil ist eine Kontaktnadel mit Überhülse und im rechten Teil eine Kontaktnadel ohne Überhülse gezeichnet. Der Prüfkontakt 1 sitzt auf einer Feder 2 auf und ist mit dieser in einem Federgehäuse 3 untergebracht. In der rechten Darstellung der Figur 1 steckt die Federhülse direkt in einem Kontaktnadelträger 4, während der Prüfkontakt nach der linken Darstellung in der Figur 1 über eine Überhülse 5 in dem Nadelträger befestigt ist, wobei die Überhülse auf leichtem Preßsitz im Nadel träger sitzt. Als elektrischer Anschluß der Kontaktnadeln dient in beiden Fällen eine Litze 6.
Zum Abtasten der Kontaktstellen wird der Kontaktnadelträger 4 nach unten abgesenkt. Die Kontaktnadeln 1 gelangen dabei auf nicht dargestellte Kontaktstellen, die zum Beispiel Lötaugen einer gedruckten Leiterplatte sind.
Nachteilig ist bei dieser Art von Prüfkontakten, daß der Kontaktnadelträger gleichzeitig die Funktionen "Kontaktnadelposition und "Kontaktkraftaufnahme" zu erfüllen hat. Eine Durchbiegung des Kontaktnadelträgers infolge der Kontaktkräfte wirkt sich deshalb nachteilig auf die Adaptiergenauigkeit aus. Ferner ist die Zugänglichkeit des elektrischen Anschlusses 6 der Kontaktnadel (zum Beispiel Litze) bei enger Bestückung zumindest sehr erschwert.
Außerdem muß der Austausch der einzelnen Kontaktnadeln am eingebauten Nadelfeld vorgenommen werden. Dies ist wegen den meistens engen Platzverhältnissen schwierig. Der Austausch des gesamten Nadelfeldes ist darüber hinaus bei den bekannten Adaptern nicht möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs beschriebene Prüfvorrichtung zu entwickeln, die eine ausreichende Adaptiergenauigkeit und eine Reparierbarkeit der Kontaktnadelanschlüsse gewährleistet. Außerdem soll eine Austauschbarkeit der Kontaktfedernund der einzelnen Kontaktnadeln leicht möglich sein. Bei der zu entwickelnden Prüfvorrichtung soll außerdem eine Voraussetzung für die Abstützung der mechanischen Kontaktkräfte gegeben und der gesamte Kontaktadapter wartungsfreundlich sein.
Die Lösung nach der Erfindung besteht darin, daß Kontaktnadeln vorgesehen sind, die an beiden Enden Federkontaktstifte aufweisen, die sich auf eine gemeinsame Feder abstützen und in einer Positionsplatte zusammengefaßt sind, der eine Druckplatte gegenübersteht, in welcher Kontaktstifte eingebracht sind, die die elektrische Nahtstelle zu den Federkontaktstiften darstellen. Der wesentlichste Vorteil der Erfindung besteht darin, daß nach dieser Lösung der Adapter zweiteilig - aus einer Druck- und Positionsplatte - aufgebaut werden kann.
Im betätigten Zustand des Adapters ist die Positionsplatte frei von Kontaktkräften. Die Adaptiergenauigkeit wird durch eine Durchbiegung nicht beeinträchtigt. Die Kontaktnadel ist direkt in der Positionsplatte befestigt und dadurch entfällt das Passungsspiel der Überhülse.
Die mit Kontaktnadeln bestückte Positionsplatte stellt das Nadelfeld dar. Das Nadelfeld ist mit wenigen Schrauben im Adapter befestigt und kann deshalb schnell und leicht entnommen werden. Dies ermöglicht die bequeme Durchführung von Bestückung, Reparatur, Kontrolle und Austausch. Bei Bedarf können Wartungs- und Reparaturarbeiten an den Kontaktstiften sowie am Anschl-uß des Stiftes und der Litze durchgeführt werden, da die Kontaktstifte im demontierten Zustand des Nadelfeldes leicht zugänglich und einzeln herausziehbar sind.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann die Druckplatte für ein vorgegebenes Raster an jedem Rasterpunkt mit einem Kontaktstift versehen sein, während die Positionsplatte nur an den Rasterpunkten mit Federkontaktnadeln bestückt ist, die zur Kontaktierung eines bestimmten Prüflings erforderlich sind. Das hat den Vorteil, daß durch individuelle Gestaltung der leicht austauschbaren Positionsplatte unterschiedlich ausgeführte Prüflinge unter Beibehaltung der Druckplatte adaptiert werden können.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die relative Lage der Kontaktnadel in der Positionsplatte gegenüber der Kontaktfläche des Kontaktstiftes in der Druckplatte durch Modifikation des Rasters in der Positionsplatte wählbar. Dadurch ist es möglich, die Auswirkungen von Materialverzügen, wie sie bei der Herstellung von Mehrlagenleiterplatten bekannt sind, auf die Adaptierge- nauigkeit dadurch zu vermeiden, daß das Raster der PO sitionsplatte dem verzerrten Raster des Prüflings bei gleicher Druckplatte angepaßt wird.
Im Rahmen der Erfindung kann statt der Druckplatte eine Mehrlagenverdrahtung vorgesehen sein, die ein mechanisches Gegenlager zur Aufnahme des Kontaktdruckes hat.
Durch das Ersetzen der diskreten Verdrahtung durch eine Mehrlagenverdrahtung ergibt sich ein übersichtlicherer und wartungsfreundlicherer Adapteraufbau.
Fener kann die Positionsplatte sandwichartig aus mehreren Platten kompakt aufgebaut werden. Eine Anpassung der Druckplattendicke an die von der Anzahl der Kontaktnadeln abhängige Gesamtbelastung ist dadurch leicht möglich.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung können ferner die Positionsplatte und die Druckplatte aus Einzelsegmenten aufgebaut werden. Auf diese Weise kann durch Abstandsänderung der Einzel segmente das Kontaktnadelfeld dem Kontaktraster des Prüflings so angepaßt werden, daß zum Beispiel Auswirkungen des Materialverzuges am Prüfling auf die Adaptiergenauigkeit ausgemittelt werden können. Die Segmentbauweise gestattet es ferner, vorgefertigte Module der Positionsplatte und der Mehrlagenverdrahtung zu einem prüflingspezifischen Adapter zusammenzufügen, da Prüflinge unterschiedlicher Adapterfläche kontaktiert werden können.
Die Erfindung wird anhand der Figuren 2 und 3 erläutert.
Es zeigen: Figur 1 den schematischen Aufbau eines Ausschnittes aus einem herkömmlichen Nadelfeld, Figur 2 einen zweiteiligen Adapter, der aus einer Druck-und Positionsplatte aufgebaut ist und Figur 3 darunter eine Kontaktrastermodifikation durch die Positionsplatte.
In den Figuren 2 und 3 ist mit 7 ein Prüfling, zum Beispiel eine unbestückte Leiterplatte, angedeutet. Dem Lötauge 8 auf der als Prüfling eingesetzten Leiterplatte 7 steht ein Federkontaktstift 9 gegenüber. Dieser Kontaktstift ist durch eine Feder 10 mit dem Federkontaktstift 11 am anderen Ende verbunden. Der Adapter besteht aus einer Positionsplatte 12 mit Kontaktseite 13 und Anschlußseite 14 und einer Druckplatte 15 mit Kontaktseite 16 und Anschlußseite 17. Je eine Abdeckplatte ist mit 18 und 19 bezeichnet. In die Bohrung 20 der Drúckplatte ragt ein Kontaktstift 21 als Anschluß für die Litze 22 hinein.
In der Figur 3 sind Kontaktnadeln 23 - 26 gezeigt, denen Kontaktflächen 27 und 28 der Kontaktstifte 21 gegenüber stehen. Die maximale Länge des Nadelfeldes ist mit 12 bezeichnet. Die minimale Länge ist 11 und 13 die Länge, die durch die Anordnung der Kontaktstifte in der Druckplatte vorgegeben ist.
Die Druckplatte und die Positionsplatte sind miteinander verstiftet und verschraubt. Durch das Verschrauben ist sichergestellt, daß an der Nahtstelle Kontaktstift/Kontaktfeder eine leichte mechanische Verspannung entsteht.
Wird der Adapter betätigt, so geschieht es durch Absenken des Adapters oder durch Anheben des Prüflings. Im betätigten Zustand ist der Kontaktdruck der Kontaktnadel zum Prüfling gleich groß wie der Kontaktdruck an der Nahtstelle Kontaktstift/Kontaktnadel, so daß aufgrund der gemeinsamen Federkammer die Positionsplatte frei von Kontaktkräften ist.
Zu der Figur 3 ist noch zu bemerken, daß die Kontaktnadeln 23 und 26 zu einer Positionsplatte mit der maximal möglichen Länge 12 gehören und die Nadeln 24 und 25 zu einer Positionsplatte mit der minimalen Länge 11. Es handelt sich dabei also um unterschiedliche Positionsplatten, die wahlweise ein und derselben Druckplatte.zugeordnet werden können.
5 Patentansprüche 3 Figuren

Claims

Patentansprüche 1. Prüfvorrichtung zum simultanen Abtasten einer Vielzahl von Kontaktstellen, insbesondere zum Abtasten der Kontaktstellen von unbestückten Leiterplatten, mittels in einem vorbestimmten Rastermaß angeordneten, federnden Kontaktnadeln, die in Bohrungen eines Kontaktnadelträgers eingesetzt sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß Kontaktnadeln (23 - 26) vorgesehen sind, die an beiden Enden Federkontaktstifte (9, 11) aufweisen, die sich auf eine gemeinsame Feder (10) abstützen und in einer Positionsplatte (12) zusammengefaßt sind, der eine Druckplatte (15) gegenübersteht, in welcher Kontaktstifte (21) eingebracht sind, die die elektrische Nahtstelle zu den Federkontaktstiften (11) darstellt.
2. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Druckplatte (15) für ein vorgegebenes Rastermaß an jedem Rasterpunkt mit einem Kontaktstift versehen ist, während die Positionsplatte (12) nur an den Rasterpunkten mit Federkontaktnadeln bestückt ist, die zur Kontaktierung eines bestimmten Prüflings (17) erforderlich sind.
3. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g-e -k e n n z e i c h n e t , daß die relative Lage der Kontaktnadeln in der Positionsplatte (12) gegenüber der Kontaktfläche (27, 28) des Kontaktstiftes (21) in der Druckplatte (15) durch Modifikation des Rasters in der Positionsplatte (12) wählbar sind.
4. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß statt der Druckplatte (15) eine Mehrlagenverdrahtung vorgesehen ist, die ein mechanisches Gegenlager zur Aufnahme des Kontaktdruckes hat.
5. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Positionsplatte(12) und/oder die Druckplatte (15) sandwichartig und/oder segmentartig aus mehreren Platten aufgebaut sind.