DE4416151C1 - Arrangement for contacting test points on circuit board - Google Patents

Arrangement for contacting test points on circuit board

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Abstract

Apparatus, for enabling a pin (42) to make contact with a point (E) on an electronic or other assembly to be tested, such as a circuit board (12), comprises: a variable-height pressure chamber formed between a pressure plate (24) and a contact-carrier plate (20) in a manner such that the pressure chamber can be evacuated, a first contact pin (42) having a plunger (48) which is axially movable within a sleeve (44) and has a test head (47) that can be moved relatively to the pressure plate (24), during a test, and an additional contact pin (54) having a contact head (52) which is movable relatively to the first contact pin (42) and can be brought to bear against it; wherein the sleeve (44) is fastened in the pressure plate (24), with the test head (47) being located on the other side of the pressure plate (24) to the pressure chamber, and the additional contact pin (54) is fastened in the contact-carrier plate (20). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kontaktieren von Prüfpunkten einer an einer Druckplatte od. dgl. Aufnahmeebene auswechselbar angeordneten elektronischen Leiterplatte oder einer entsprechenden elektronischen Baugruppe als Prüfling mittels zumindest eines in der Vorrichtung angeordneten Kontaktstiftes, welcher einen in einer Hülse axial bewegbaren - bevorzugt federgelagerten - Kolben mit - einen Kontakt- oder Meßpunkt jener Leiterplatte während des Prüfvorganges berührenden - Prüfkopf aufweist, wobei der Kontaktstift andernends unter Zwischenschaltung eines weiteren Kontaktstiftes mit relativ zum ersten Kontaktstift bewegbaren und an diesem anlegbaren Kontaktkopf mit einer Registrier- oder Meßeinrichtung verbindbar sowie ein in seiner Höhe veränderbarer Druckraum zwischen der Druckplatte und einer Kontaktträgerplatte evakuierbar ausgebildet ist.The invention relates to a device for contacting test points a printing plate or the like Printed circuit board or a corresponding electronic assembly as a test item at least one contact pin arranged in the device, which one in a sleeve axially movable - preferably spring-loaded - piston with - one Contact or measuring point of that PCB touching during the test process - Has test head, the contact pin at the other end with the interposition of a further contact pin with movable relative to the first contact pin and on this connectable contact head with a registration or measuring device connectable as well a height-adjustable pressure space between the pressure plate and one Contact carrier plate is designed to be evacuable.

Eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art beschreibt DE-OS 37 19 802 der Anmelderin mit Gruppen von jeweils zwei einander axial zugeordneten Kontaktstiften; ein unterer Kontaktstift sitzt fest in einer Bodenplatte der Vorrichtung und ist unter dieser verdrahtet, wohingegen der obere Kontaktstift in der Kontaktträgerplatte festgelegt ist und in den Druckraum ragt. Sein Kontaktkopf befindet sich mit Spiel in einer Bohrung der Druckplatte und wird zum Prüfen mit einer Hubbewegung aus dieser ausgefahren.A device of the type mentioned at the beginning describes DE-OS 37 19 802 Applicant with groups of two axially assigned contact pins; a lower contact pin sits firmly in a base plate of the device and is under this is wired, whereas the upper contact pin in the contact carrier plate is fixed and protrudes into the pressure chamber. His contact head is in with play a hole in the pressure plate and is used for testing with a lifting movement this extended.

In Kenntnis dieses Standes der Technik hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, die eingangs genannte Vorrichtung zu verbessern sowie insbesondere für sehr enge Abstände der Kontaktpunkte an der Leiterplatte die Führung des Kontaktkopfes einerseits sowie die Dichtigkeit des Druckraumes anderseits zu verbessern.Knowing this state of the art, the inventor has set the goal of to improve the device mentioned above and in particular for very narrow Clearances of the contact points on the circuit board guide the contact head on the one hand and to improve the tightness of the pressure chamber on the other.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt die Lehre des unabhängigen Anspruches; die Unteransprüche erfassen günstige Weiterbildungen des Erfindungsgedankens.The teaching of the independent claim leads to the solution of this task; the Sub-claims capture favorable developments of the inventive concept.

Erfindungsgemäß wird die Hülse des ersten Kontaktstiftes in der Druckplatte mit über deren Oberfläche angeordnetem Prüfkopf befestigt und der als Transferstift dienende weitere Kontaktstift in der Kontaktträgerplatte festgelegt. According to the sleeve of the first contact pin in the pressure plate with over the surface of the test head attached and the one serving as a transfer pin further contact pin set in the contact carrier plate.  

Dank dieser Maßgaben wird die vom Erfinder gesehene Aufgabe auf bestechend einfache Weise gelöst; durch die Verankerung des Kontaktstiftes in der Druckplatte wird die Bewegungsbahn des Prüfkopfes als Gerade exakt eingehalten, die federnde Lagerung der Kolben der Kontaktstifte gewährleistet zudem eine sanfte Berührung jener axial bewegten Elemente. Dies läßt eine sehr geringe Dimensionierung des eigentlich prüfenden - oberen - Kontaktstiftes zu und erlaubt somit die Prüfung miniaturisierter Prüflinge engsten Prüfrasters (die Treffgenauigkeit liegt bei 0,4 bis 0,8 mm) Daß durch den satten Sitz der Hülsen in den Bohrungen sowohl die Luft­ dichtigkeit verbessert als auch das Eindringen von Staub und Abriebpartikeln in den Druckraum unterbunden wird, bedarf keiner besonderen Erläuterungen.Thanks to these measures, the task seen by the inventor is impressive easily solved; by anchoring the contact pin in the pressure plate the trajectory of the test head is kept exactly as a straight line, the resilient Bearing the pistons of the contact pins also ensures a gentle touch those axially moving elements. This leaves a very small dimensioning of the actually testing - upper - contact pin and thus allows the test miniaturized test objects with the narrowest test grid (the accuracy is 0.4 to 0.8 mm) That due to the tight fit of the sleeves in the bores both the air tightness improves as well as the penetration of dust and abrasion particles in the Pressure room is prevented, requires no special explanations.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung durchsetzt die Hülse des Kontaktstiftes eine Bohrung der Druckplatte, in der sie - sich an deren Wandung anschmiegend - klemmend gehalten wird.According to a further feature of the invention, the sleeve of the contact pin penetrates a hole in the pressure plate, in which it - clinging to the wall - is held clamped.

Als günstig hat es sich erwiesen, die Länge des Kontaktstiftes geringer zu wählen als die Dicke der Druckplatte, so daß das freie Ende des Kolbens in einer Ausnehmung der Druckplatte angeordnet ist und in diese die Druckstirn des Transferstiftes einragt. Hierdurch ist die Kontaktstelle der beiden axialen Kontaktstifte aus dem Druckraum gelegt.It has proven to be advantageous to choose a length less than the contact pin the thickness of the pressure plate, so that the free end of the piston in a recess the pressure plate is arranged and the pressure end of the transfer pin protrudes into it. As a result, the contact point of the two axial contact pins is out of the pressure chamber placed.

Erfindungsgemäß soll der Kontaktkopf des oberen Kontaktstiftes eine Prüfspitze sein. Auch ist es vorteilhaft, das freie Ende des Kolbens als Spitze enden zu lassen und so eine Punktberührung herzustellen.According to the invention, the contact head of the upper contact pin should be a test probe. It is also advantageous to have the free end of the piston end as a tip and so on to make a point contact.

Weiterhin soll der Transferstift mit einer Hülse in der Kontaktträgerplatte sitzen und mit seinem Kolben den Druckraum durchgreifen. Furthermore, the transfer pin with a sleeve should sit in the contact carrier plate and reach through the pressure chamber with its piston.  

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt inFurther advantages, features and details of the invention result from the following description of preferred embodiments and with reference to the Drawing; this shows in

Fig. 1 eine geschnittene Schrägsicht auf einen Teil einer Prüfvorrichtung für bestückte Leiterplatten, elek­ trische Baugruppen od. dgl. zu zwei Ausführungsformen; Figure 1 is a sectional oblique view of part of a test device for populated printed circuit boards, elec trical assemblies or the like. To two embodiments.

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1 mit einer erfindungsgemäßen Form von Kontaktstiften; FIG. 2 shows an enlarged detail from FIG. 1 with a shape of contact pins according to the invention;

Fig. 3 die Seitenansicht eines vergrößerten Kontaktstiftes der Fig. 2; Fig. 3 is a side view of an enlarged contact pin of Fig. 2;

Fig. 4 einen Teil eines anderen Kontaktstiftes. Fig. 4 shows a part of another contact pin.

Eine Prüfvorrichtung 10 für eine mit einer nicht gezeigten gedruckten Schaltung versehene sowie mit Schaltelementen bestückten Leiterplatte 12 weist in Fig. 1 auf einem Sockelrahmen 14 mit Grundplatte 16 Seitenwände 18 auf, die ihrerseits einen Einsatzrahmen 19 mit schulterartigem Absatz für eine in Abstand h zur Grundplatte 16 verlaufende Kontaktträgerplatte 20 tragen.A test device 10 for a printed circuit board 12 provided with a printed circuit, not shown, and equipped with switching elements, has in FIG. 1 on a base frame 14 with a base plate 16 side walls 18 , which in turn have an insert frame 19 with a shoulder-like shoulder for a distance h from the base plate 16 Wear running contact carrier plate 20 .

Auf dem Einsatzrahmen 19 ruht eine umlaufende Randleiste 22 als Rahmen für eine auf Schraubenfedern 23 auf und ab bewegbar gelagerte Druckplatte 24. In deren Außenkante 25 können Gummiprofile 26 als Dichtgummis eingelegt sein, zudem berührt die Druckplatte 24 eine flexible Dichtlippe 28; letztere begrenzt mit Druckplatte 24 und Kontaktträgerplatte 20 einen volumenveränderlichen Druckraum 30 einer Höhe i. Diese entspricht etwa der Dicke e der Kontaktträgerplatte 20.A peripheral edge strip 22 rests on the insert frame 19 as a frame for a pressure plate 24 movably mounted up and down on coil springs 23 . In the outer edge 25 , rubber profiles 26 can be inserted as sealing rubbers, and the pressure plate 24 also touches a flexible sealing lip 28 ; the latter limits with pressure plate 24 and contact carrier plate 20 a volume variable pressure space 30 of a height i. This corresponds approximately to the thickness e of the contact carrier plate 20 .

Die Außenkante 25 der Druckplatte 24 gleitet während des Hubes an den Innenflächen jener Randleiste 22 entlang. Der Hub der Druckplatte 24 wird durch das Anlegen eines Vakuums an den Druckraum 30 gesteuert. The outer edge 25 of the pressure plate 24 slides along the inner surfaces of that edge strip 22 during the stroke. The stroke of the pressure plate 24 is controlled by applying a vacuum to the pressure space 30 .

Fig. 1, rechte Seite, zeigt rasterartig in der Druckplatte 24 angeordnete Bohrungen 32 für Prüfköpfe 37 hier nicht näher erörteter Kontaktstifte 34, 34 a. Fig. 1, right side shows grid-like manner in the pressure plate 24 arranged holes 32 for probes 37 not detailed here erörteter contact pins 34, 34 a.

In Fig. 1, linke Seite, sind in der Druckplatte 24 - statt der in den Bohrungen 32 mit seitlichem Spiel anhebbaren und absenkbaren Kontaktstifte 34, 34 a - dünnere und kurze Kontaktstifte 42 zu erkennen, deren äußere Hülsendurchmesser d von beispielsweise 1 mm etwa der Weite der von ihnen durchsetzten Bohrungen 32 a entsprechen; letztere nehmen Hülsen 44 der Länge n₁ von 4,1 mm der Kontaktstifte 42 so auf, daß die Kontaktstifte 42 klemmend gehalten sind. Eine von einem angeformten Kragen 45 der aus Messing hergestellten Hülse 44 gebildete Ringschulter 46 sitzt der Oberfläche 24 a der Druckplatte 24 auf. Aus dem Kragen 45 ragt die Prüfspitze 47 eines Kolbens 48 aufwärts, die unter einem bei E angedeuteten Kontaktpunkt der Leiterplatte 12 steht.In Fig. 1, left side, thinner and short contact pins 42 can be seen in the pressure plate 24 - instead of the contact pins 34 , 34 a which can be raised and lowered in the bores 32 with lateral play - the outer sleeve diameter d of about 1 mm, for example, about Width correspond to the holes 32 a penetrated by them; the latter take sleeves 44 of length 4.1 of the contact pins 42 so that the contact pins 42 are held in a clamping manner. An annular shoulder 46 formed by a molded collar 45 of the sleeve 44 made of brass sits on the surface 24 a of the pressure plate 24 . The test tip 47 of a piston 48 protrudes upward from the collar 45 and is located under a contact point of the printed circuit board 12 indicated at E.

Die Prüfspitze 47 der Fig. 4 ist mit einer querschnittlich V-förmigen Stirneinformung 49 ausgestattet.The test tip 47 of FIG. 4 is equipped with a cross-sectionally V-shaped end molding 49 .

Das Maß der Länge n von hier 7,45 mm des Kontaktstiftes 42 der Fig. 3 entspricht etwa zwei Dritteln der Druckplattendicke e₁; das untere Ende 48 e des - bevorzugt aus gehärtetem CuBe geformten und vergoldeten - Kolbens 48 ragt in eine Ausnehmung 50 der Druckplatte 24 ein und steht darin in Abstand b zur Druckstirn 52 eines unterhalb des Kontaktstiftes 42 angeordneten Kolbens 36 eines axial verlaufenden Kontaktstiftes 54, der in der Kontaktträgerplatte 20 festliegt. Dessen Endbolzen 40 ist an eine Verdrahtung 56 angeschlossen. The dimension of the length n of 7.45 mm here of the contact pin 42 of Figure 3 corresponds to approximately two thirds of the printing plate thickness e 1; the lower end 48 e of the piston 48 , which is preferably formed and hardened from hardened CuBe, protrudes into a recess 50 in the pressure plate 24 and is at a distance b from the pressure face 52 of a piston 36 of an axially extending contact pin 54 arranged below the contact pin 42 is fixed in the contact carrier plate 20 . Its end bolt 40 is connected to a wiring 56 .

Auch die Druckstirn 52 des Kolbens 36 kann in der Art der Prüfspitze 47 der Fig. 4 ausgestaltet werden, wie dies beim mittleren Kontaktstift 54 in Fig. 2 angedeutet ist.The pressure face 52 of the piston 36 can also be configured in the manner of the test tip 47 in FIG. 4, as is indicated in the middle contact pin 54 in FIG. 2.

Der Durchmesser f des Kolbens 48 mißt beispielsweise 0,6 mm oberhalb eines Bundes 48 b, unterhalb dessen jenes spitz zulaufende untere Ende 48 e einen Durchmesser f₁ von 0,5 mm anbietet. Zwischen dem Bund 48 b und einer Mündungsschulter 44 s der Hülse 44 spannt sich eine mit 58 bezeichnete Schraubenfeder.The diameter f of the piston 48 measures, for example, 0.6 mm above a collar 48 b , below which that tapered lower end 48 e offers a diameter f 1 of 0.5 mm. Between the collar 48 b and a mouth shoulder 44 s of the sleeve 44 a coil spring 58 is stretched.

Der maximale Kolbenhub des Kolbenstiftes 48 beträgt 1,8 mm, wobei ein Hub von 1,4 mm bevorzugt wird bei einer Federkraft von 0,2 N + 15%.The maximum piston stroke of the piston pin 48 is 1.8 mm, a stroke of 1.4 mm being preferred with a spring force of 0.2 N + 15%.

Der Kolben 48 des in der Druckplatte 24 schmutz- und luftdicht ohne Spiel festliegenden Kontaktstiftes 42 wird bei der Verminderung der Höhe i des Druckraumes 30 von der Druckstirn 52 des darunter stehenden - als Transferstift dienenden - zweiten Kontaktstiftes 54 berührt und angehoben, bis der Prüfkopf 47 des oberen Kontaktstiftes 42 dem zu testenden Kontaktpunkt E der Leiterplatte 12 anliegt. Auch der zweite Kontaktstift 54 ist in der Kontaktträgerplatte 20 festgelegt, so daß auch seine Führung während der beschriebenen Annäherung an den Kolben 48 des oberen Kontaktstiftes 42 ohne seitliche Abweichung erfolgt.When the height i of the pressure chamber 30 is reduced, the piston 48 of the contact pin 42 , which is fixed in the pressure plate 24 in a dirt-tight and airtight manner without play, is touched and raised by the pressure forehead 52 of the second contact pin 54 , which serves as a transfer pin, until the test head 47 of the upper contact pin 42 abuts the contact point E to be tested on the printed circuit board 12 . The second contact pin 54 is also fixed in the contact carrier plate 20 , so that its guidance also takes place during the described approach to the piston 48 of the upper contact pin 42 without lateral deviation.

Die in Fig. 2 aus Gründen der Übersichtlichkeit weit dargestellten Abstände q der Mittelachsen M der oberen Kontaktstifte 42 können in der Praxis sehr kurz gewählt werden, so daß die Prüfung auch kleinster Schaltkreise mit engstem Prüfraster möglich wird.The distances q of the central axes M of the upper contact pins 42 , which are shown in FIG. 2 for reasons of clarity, can be chosen to be very short in practice, so that even the smallest circuits with the narrowest test grid can be tested.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Kontaktieren von Prüfpunkten einer an einer Druckplatte od. dgl. Aufnahmeebene auswechselbar angeordneten elektronischen Leiterplatte oder einer entsprechenden elektronischen Baugruppe als Prüfling mittels zumindest eines in der Vorrichtung angeordneten Kontaktstiftes, welcher einen in einer Hülse axial bewegbaren Kolben mit einen Kontakt- oder Meßpunkt jener Leiterplatte während des Prüfvorganges berührenden Prüfkopf aufweist, wobei der Kontaktstift andernends unter Zwischenschaltung eines weiteren Kontaktstiftes mit relativ zum ersten Kontaktstift bewegbaren und an diesem anlegbaren Kontaktkopf mit einer Registrier- oder Meßeinrichtung verbindbar sowie ein in seiner Höhe veränderbarer Druckraum zwischen der Druckplatte und einer Kontaktträgerplatte evakuierbar ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (44) des ersten Kontaktstiftes (42) in der Druckplatte (24) mit über deren Oberfläche (24 a) angeordnetem Prüfkopf (47) befestigt und der als Transferstift dienende weitere Kontaktstift (54) in der Kontaktträgerplatte (20) festgelegt ist.1. Device for contacting test points of an interchangeably arranged electronic printed circuit board or a corresponding electronic assembly as a test piece by means of at least one contact pin arranged in the device, which has an axially movable piston in a sleeve with a contact or measuring point that circuit board touching test head during the test process, the contact pin can be connected to a registration or measuring device at the other end, with the interposition of a further contact pin with a contact head which is movable relative to the first contact pin and can be attached thereto, and a height-adjustable pressure space between the pressure plate and a contact carrier plate can be evacuated is formed, characterized in that the sleeve ( 44 ) of the first contact pin ( 42 ) in the pressure plate ( 24 ) with the test surface ( 24 a ) arranged over the test head ( 47 ) igt and the further contact pin ( 54 ) serving as a transfer pin is fixed in the contact carrier plate ( 20 ). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (44) eine Bohrung (32 a) der Druckplatte (24) durchsetzt und der Wandung anliegt.2. Device according to claim 1, characterized in that the sleeve ( 44 ) passes through a bore ( 32 a ) of the pressure plate ( 24 ) and abuts the wall. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kragen (45) der Hülse (44) an der Oberfläche (24 a) der Druckplatte (24) anschlägt.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that a collar ( 45 ) of the sleeve ( 44 ) on the surface ( 24 a ) of the pressure plate ( 24 ) strikes. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (n) des Kontaktstiftes (42) geringer ist als die Dicke (e₁) der Druckplatte (24), wobei das freie Ende (48 e) des Kolbens (48) in einer Ausnehmung (50) der Druckplatte angeordnet ist und in diese die Druckstirn (52) des Transferstiftes (54) einragt.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the length (s) of the contact pin ( 42 ) is less than the thickness (e₁) of the pressure plate ( 24 ), the free end ( 48 e ) of the piston ( 48 ) is arranged in a recess ( 50 ) of the pressure plate and the pressure face ( 52 ) of the transfer pin ( 54 ) projects into this. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktkopf (47) des oberen Kontaktstiftes (42) eine Prüfspitze ist. 5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the contact head ( 47 ) of the upper contact pin ( 42 ) is a test probe. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende (48 e) des Kolbens (48) als Spitze endet.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the free end ( 48 e ) of the piston ( 48 ) ends as a tip. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Transferstift (54) mit einer Hülse (35) und der Kontaktträgerplatte (20) sitzt und mit seinem Kolben (36) den Druckraum (30) durchgreift.7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the transfer pin ( 54 ) with a sleeve ( 35 ) and the contact carrier plate ( 20 ) sits and with its piston ( 36 ) passes through the pressure chamber ( 30 ). 8. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstirn (52) des Transferstiftes (54) eine Vertiefung (49) für das freie Ende (48 e) des benachbarten Kolbens (48) auf­ weist.8. The device according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that the pressure face ( 52 ) of the transfer pin ( 54 ) has a recess ( 49 ) for the free end ( 48 e ) of the adjacent piston ( 48 ).
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