EP0387311A1 - Führung und isolierung von mikrokontaktdornen und -federn mit hilfe von ganzen mehrfachführungsblöcken und verfahren zur herstellung dieser mehrfachführungsblöcke - Google Patents

Führung und isolierung von mikrokontaktdornen und -federn mit hilfe von ganzen mehrfachführungsblöcken und verfahren zur herstellung dieser mehrfachführungsblöcke

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EP0387311A1
EP0387311A1 EP19890906694 EP89906694A EP0387311A1 EP 0387311 A1 EP0387311 A1 EP 0387311A1 EP 19890906694 EP19890906694 EP 19890906694 EP 89906694 A EP89906694 A EP 89906694A EP 0387311 A1 EP0387311 A1 EP 0387311A1
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EP
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block
test head
contact
head according
bores
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Withdrawn
Application number
EP19890906694
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English (en)
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Inventor
Rolf Grimm
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MICROCONTACT AG
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MICROCONTACT AG
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02General constructional details
    • G01R1/06Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067Measuring probes
    • G01R1/073Multiple probes
    • G01R1/07307Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card
    • G01R1/07314Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card the body of the probe being perpendicular to test object, e.g. bed of nails or probe with bump contacts on a rigid support
    • G01R1/07328Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card the body of the probe being perpendicular to test object, e.g. bed of nails or probe with bump contacts on a rigid support for testing printed circuit boards

Definitions

  • the purpose of the present invention was to find a solution for how to test objects, such as. B. circuit boards, can establish an electrical connection with several test points lying very close to one another in order to be able to test all measuring sections to be tested at the same time. It was therefore necessary to build a contacting device, or more precisely, a multiple contact module for such measuring and testing purposes, in which the contact pins are only a very minimal distance from one another, so that the control of a test specimen is just as close together Measuring points is made possible.
  • each individual contact module has already existed up to now. In these, however, only a number of individual contact modules were combined to form a multiple contact module, each individual contact module having a connecting pin or a soldering tab at the rear end and a wire tip at the front end, which represented the actual contact pin.
  • a pressure or coil spring was installed between the contact pin and the soldering lug in order to ensure the necessary contact pressure of each individual contact pin on the corresponding measuring point. This was particularly important when several individual single contact modules were used to form a multiple contact module were assembled. This assembly was realized by inserting the upper and lower ends of the individual contact modules into a plate with several through holes (the so-called spacer plate).
  • the through holes in the spacer plate for the rear end of the individual contact module should be much larger than the through holes for the front side of the individual contact module with the contact pin, since the rear end of the individual contact module has a coil spring, as mentioned, which is also in one Space consuming sleeve was.
  • FIG. 1 shows a multiple contact module which consists of such a multiple guide block and in which the sleeves for the coil springs have been replaced by an entire spring support block 4.
  • the contact pins for their part were analogously embedded in a contact pin guide block 1, so that here too one could do without the jacket tubes. This made it possible to save space and to bring the contact pins closer together.
  • FIG. 2 shows two variants for the electrical contact transfer from the contact mandrel 2 to the coil spring 3.
  • 2 a) we see the 1st Variant of how the contact pin is welded directly to the spring, while in the second variant in FIG. 2 b) a connection between the contact pin and spring was achieved by brazing.
  • This problem was additionally solved in the present invention by building the entire spring support block 4 on two levels. In this way it was possible to move every 2nd coil spring to the upper floor and thereby gain additional space.
  • FIG. 3 a shows the outline of such a spring support block. Here you can see how the holes are alternated line by line. While we have the wide through-bores for receiving the coil springs in the top row, we see the small through-bores in the second row, offset laterally by half the spring center distance, which only have to accommodate the wires. Here, the large through-bores are indicated by the dashed circles, which are located one floor below and where the coil springs of these contact elements are also more likely to find space.
  • Fig. 3 b) shows a section through the Federlagerungs ⁇ block, where it is clearly shown once again how everything is in this line wide holes for the coil springs are located above.
  • the contact pin protection plate 9 (FIG. 1), which ensures that the various contact pins that protrude from the cover plate 11 are bent and bent laterally by unskillful manipulations.
  • This contact pin protection plate 9 can be pressed against the cover plate 11 when a test piece 10 (for example a printed circuit board) is placed, because it is mounted on the left and right on screw springs 12 which can be pressed together.
  • This pressing of the protective plate 9 allows the contact pins to emerge from the protective plate 9 and the necessary connection of the contact pins to the measuring points on the printed circuit board 10 can thereby be established.
  • the contact pin protection plate 9 was additionally provided with two cams 8, so that an exact positioning of the contact pins 2 on the corresponding measuring points is possible. Another possibility for the positioning is an automatic handling system, in which the circuit to be tested can be inserted into the test head and adjusted using optoelectronic sensors.
  • a protective plate was provided to protect the soldering or wiring connections 5 (FIG. 1), namely the connecting protective plate 6.
  • test head consisting mainly of the two spring support blocks 4 and the contact mandrel guide block 1, is now inserted into the test head receptacle 17, which in principle consists of a thick-walled housing that is open on one side for wiring and on the bottom for contacting.
  • the test head can now be easily inserted into the test head receptacle 17 and fastened to it with the cast-in steel plate 18.
  • This steel plate 18 thus forms the mechanical connecting part of the test head with the test head receptacle 17.
  • This steel plate 18 it is also possible to bring the test head into the test head receiving pan 17 in a hanging manner.
  • the test head by precisely fitting the test head into the receiving socket 17, both in width and in depth, that the lateral forces can also be absorbed.
  • This guide block consists essentially of the spring support block 4 and the contact mandrel guide block. .
  • This guide block consists essentially of the spring support block 4 and the contact mandrel guide block. .
  • the spring mounting block 4 can be produced in series using insulating material as a casting. Series production is possible because a certain grid (eg 1/40 ") can always be maintained.
  • the contact connection of the springs in the spring bearing block can therefore also be connected directly via an electrical basic evaluation grid (test electronics)
  • Contact mandrel guide block 1 which essentially consists of filler 14, solves the problem in such a way that wires with a diameter of approximately 0.12 mm are cast with epoxy resin, and these wires are then approximately 0.12 mm thick
  • the desired contact mandrel guide block 1, which can accommodate the contact mandrels which are thinner by 0.02 mm, is pulled out again and left behind ⁇ guide block for the current-conducting elements provided here, namely for the contact pins 2 and the coil springs 3:

Landscapes

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Leads Or Probes (AREA)

Description

Führung und Isolierung von Mikrokon- taktdornen und — fecie -n mit Hilfe ysor-. ganzen ehrfachführungsblöcken und Verfahren zur Herstellung dieser ehr- fachführungsblöcke
Bei der vorliegenden Erfindung ging es darum, eine Lösung zu finden, wie man bei Prüflingen, wie z. B. Leiterplatten, mit mehreren sehr nahe beieinan¬ der liegenden Prüfstellen eine elektrische Verbindung herstellen kann, um sämtliche zu testenden Messstrecken gleichzeitig prüfen zu können. Es galt somit, eine Kontaktiervorrichtung, oder genauer gesagt, ein Mehrfachkontakt¬ baustein für solche Mess- und Prüfzwecke zu bauen, bei welchem die Kontakt¬ dornen nur noch einen sehr minimalen Abstand voneinander aufweisen, so- dass die Kontrolle eines Prüflings mit ebenso dicht aneinandergefügten Mess¬ punkten ermöglicht wird.
Bis jetzt existierten zwar bereits solche Mehrfachkontaktbausteine. Bei diesen wurden jedoch lediglich mehrere Einzelkontaktbausteine zu einem Mehrfachkon¬ taktbaustein zusammengefügt, wobei jeder Einzelkontaktbaustein am hinteren Ende über einen Anschlussstift oder über eine Lötfahne verfügte und am vorderen Ende über eine Drahtspitze, welche den eigentlichen Kontaktdorn darstellte.
Zwischen Kontaktdorn und Lδtfahne wurde eine Druck- oder Schraubenfeder eingebaut, um dadurch den notwendigen Kontaktdruck jedes einzelnen Kontakt- dornes auf die entsprechende Messstelle zu gewährleisten. Dies war besonders wichtig, wenn mehrere einzelne Einfachkontaktbausteine zu einem Mehrfach- kontaktbaustein zusammengebaut wurden. Dieser Zusammenbau wurde dadurch realisiert, indem das obere und untere Ende des Einzelkontaktbausteines je in eine Platte mit mehreren Durchbohrungen (die sogenannte Distanzhalterplat¬ te) hineingesteckt wurde. Die Durchbohrungen in der Distanzhalterplatte uss- ten für das hintere Ende des Einzelkontaktbausteines viel grösser sein als die Durchbohrungen für die vordere Seite des Einzelkontaktbausteines mit dem Kontaktdorn, da das hintere Ende des Einzelkontaktbausteines wie erwähnt über eine Schraubenfeder verfügt, welche sich zudem noch in einer ebenfalls Platz verbrauchenden Hülse befand. (Die kleinsten Durchmesser der auf dem Markt erhältlichen Schraubenfedern sind immerhin noch ca. 0,5 mm gross. ) Aber auch das vordere Ende des Einzelkontaktbausteines mit dem Kontaktdorn ver¬ brauchte mehr Platz als notwendig, weil dieser Kontaktdorn ebenfalls noch mit einem Mantelrohr geführt wurde. Bei der vorderen Distanzhaiterplatte mit den kleineren Durchbohrungen für die Kontaktdorne und deren Mantelrohre konn¬ te der Abstand der einzelnen Kontaktdornen zueinander wesentlich kleiner ge¬ halten werden als hinten bei den Schraubenfedern, weil diese wie erwähnt ei¬ nen bedeutend grösseren Durchmesser haben. Dadurch war es möglich, für Prüfzwecke mit den Kontaktdornen mehrere, relativ eng nebeneinander liegen¬ de Messpunkte zu kontaktieren.
In der Praxis hat es sich nun aber gezeigt, dass die Einzelkontaktbausteine besonders vorn (auf unserer Zeichnung: oben) immer noch einen zu grossen Abstand voneinander hatten und nicht näher zusammengefügt werden konnten, da sie zusätzlich noch mit einem Mantelrohr umgeben waren. Dies entsprach nicht mehr den Ansprüchen, welche in der heutigen Technik der miniaturi¬ sierten Leiterplatten und vor allem der Keramik-Substrate gestellt werden. Um den Abstand auf der Anschlusseite des Kontaktbausteines verringern zu können, suchte man in bisherigen Lösungen auch die Platz raubenden Schrau¬ benfedern zu ersetzen, indem man den Draht des Kontaktdornes mit einer Ausbiegung versah, welche sich dann bei einem Auftreten von Druckkräften seitlich verςrösserte und sich in der Längsrichtung zusammenstauchen iiess. Leider blieb aber bei dieser Lösung der Federweg relativ klein, weshalb auch diese Variante nicht voll befriedigen konnte.
Zusätzlich kam das Problem hinzu, dass bei Mehrfachkontaktbausteinen, die anstelle der Schraubenfeder mit dem Prinzip der Ausbuchtungen arbeiteten, die obere und untere Kontakthalterplatte zwangsläufig keinen fixen Abstand mehr zueinander haben konnten, sondern sich im Falle einer Ausbiegung gegeneinander bewegen mussten . Dies schaffte zusätzliche konstruktive Pro¬ bleme, besonders wenn man bedenkt, dass es sich hier um äusserst robuste Bausteine handeln muss, welche einen totalen Kontaktdruck von rund 100 kg aushalten müssen . Wenn man nämlich davon ausgeht, dass an jeder Kontakt¬ stelle ein Kontaktdruck von 80 gr aufgebaut werden soll, ergibt dies bei einem Mehrfachkontaktbaustein von 1000 Kontaktdornen ein totaler Kontaktdruck von 80 kg.
Doch bei all diesen Bemühungen gelang es bisher nicht, den Anforderungen aus der Praxis gerecht zu werden und einen brauchbaren Mehrfachkontakt¬ baustein zu schaffen, der über eine genügend grosse Dichte von mehr als 100 Kontaktdornen pro cm2 verfügte. Schaltungen mit einer solchen Prüf stellendichte konnten deshalb bis heute nicht getestet werden. Dies hatte zum Resultat, dass nachher das ganze Produkt weggeworfen werden musste, falls die Schaltung fehlerhaft war. Auf der Kostenseite heisst dies, ein Produkt wegwerfen, das vielleicht Fr. 100.-- bis Fr. 1000.— wert ist, während die Prüfung vielleicht etwa Fr. 20.— gekostet hätte. Hätte man den Fehler rechtzeitig entdeckt, so hätte man also nur die nackte Schaltung im Wert von vielleicht Fr. 8.— wegwerfen müssen.
Das Problem, eine Kontaktdorndichte von 100 Stück/cm2 und mehr erreichen zu können, konnte in der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst werden, dass man sowohl auf das Mantelrohr, welches den dünnen Kontaktdorn zwecks einer besseren Führung umgab, wie auf die Hülse verzichtete, welche die et¬ was dickere Schraubenfeder beherbergte. Statt dessen verwendete man einen ganzen Mehrfachführungsblock, der gleichsam die Funktion der Hülsen und Mantelrohre für alle Einzelkontaktbausteine darstellt.
In der Fig. 1 wird ein Mehrfachkontaktbaustein gezeigt, welcher aus einem solchen Mehrfachführungsblock besteht und bei welchem die Hülsen für die Schraubenfedern durch einen ganzen Federlagerungsblock 4 ersetzt wurden .
Die Kontaktdornen ihrerseits wurden analog in einen Kontaktdorn-Führungs- biock 1 gebettet, sodass man auch hier auf die Mantelrohre verzichten konnte. Dadurch gelang es, Platz zu sparen und die Kontaktdornen noch näher zu¬ einander zu fügen.
Dabei ist zu berücksichtigen, dass unten die Schraubenfedern in der Breite bedeutend mehr Platz einnehmen, als oben die Kontaktdorne. Man ist somit oben in der Lage, die gewünschte Dichte der Kontaktdorne zu erzielen, wäh¬ rend man unten, wT> keine so hohe Dichte mehr verlangt wird, je nach Dicke der Schraubenfedern ohne weiteres grössere Abstände einhalten kann.
Dies hat zur Folge, dass man in der Praxis die Schraubenfedern 3 senkrecht parallel nebeneinander stehen, lässt und die mit Ihnen verbundenen Kon¬ taktdornen 2 dann aber, anders als in der Zeichnung dargestellt, derart schräg anordnet, dass oben die einzelnen Spitzen nur noch den geforder¬ ten minimalen Abstand voneinander aufweisen .
In Fig. 2 werden zwei Varianten für die elektrische Kontaktübergabe vom Kontaktdorn 2 zur Schraubenfeder 3 gezeigt. In Fig. 2 a) sehen wir die 1 . Variante, wie der Kontaktdorn direkt mit der Feder verschweisst ist, während in der 2. Variante in Fig. 2 b) durch Hartlötung eine Verbindung zwischen Kontaktdorn und Feder erzielt wurde.
Weiter sehen wir in Fig . 2 auf der linken Seite der Schraubenfeder 3 einen lackisolierten Draht 19, bei welchem ebenfalls durch Löten die notwendige elektrische Verbindung erzielt wurde.
Mit dem beschriebenen Kontaktdorn-Führungsblock 1 erreicht man somit nicht nur eine Führung der Kontaktdorne 2, welche verhindert, dass sie sich bei achsialem Druck seitlich verbiegen und eventuell miteinander in Berührung kommen, sondern man erreicht zudem auch eine bessere Isolation als bei Luft. Mit einem derart aufgebauten Mehrfachkontaktbaustein lässt sich bereits schon eine relativ hohe Kontaktdichte erzielen, vor allem, wenn man bedenkt, dass bereits schon Schraubenfedern bis zu 0,25 mm Aussendurchmesser auf dem Markt erhältlich sind , sodass also auch das Federpaket sehr dicht gebaut werden kann. Allerdings muss hier berücksichtigt werden, dass so dünne Fe¬ dern zu wenig Kraft aufnehmen können und somit den notwendigen Kontakt¬ druck nicht liefern können. Aus diesem Grunde ist man gezwungen. Schrau¬ benfedern mit einem Aussendurchmesser von ca. 0,5 mm zu verwenden, was allerdings einen viel breiteren Federlagerungsblock 4 zur Folge hat.
Dieses Problem konnte in der vorliegenden Erfindung zusätzlich gelöst werden, indem man den ganzen Federlagerungsblock 4 doppeistöckig baute. Auf diese Art hatte man die Möglichkeit, jeweils jede 2. Schraubenfeder in den oberen Stock zu verlegen und gewann dadurch zusatzlich an Platz.
Fig. 3 a) zeigt den Crundriss eines solchen Federlagerungsblockes. Hier ist ersichtlich, wie zeilenweise mit den Durchbohrungen abgewechselt wird. Wäh¬ rend wir hier in der obersten Zeile die breiten Durchbohrungen für die Auf¬ nahme der Schraubenfedern haben, sehen wir in der seitlich um den halben Federzentrumsabstand versetzten zweiten Zeile die kleinen Durchbohrungen, welche lediglich die Drähte aufnehmen müssen. Hier sind durch die gestrichel¬ ten Kreise die grossen Durchbohrungen angedeutet, welche sich einen Stock tiefer befinden und wo dann die Schraubenfedern dieser Kontaktelemente auch eher Platz finden. Fig. 3 b) zeigt einen Schnitt durch den Federlagerungs¬ block, wo noch einmal anschaulich gezeigt wird, wie sich bei dieser Zeile alle breiten Durchbohrungen für die Schraubenfedern oben befinden . Der Schnitt durch die nächste Zeile von Durchbohrungen hätte dann alle breiten Durch¬ bohrungen unten und alle dünnen oben. Die Aufteilung dieses Federblockes in zwei Etagen ist auch aus Fig. U ersichtlich. Mit der Wahl eines doppel- stöckigen Federlagerungsblockes wurde somit gezeigt, wie auf diese Art eine doppelte Dichte der Schraubenfedern erzielt werden konnte. Dies heisst, dass z. B . an Stelle eines Rasters von 1 /40" ein solches von 1/80" erzielt werden kann.
Mit dieser platzsparenden Anordnung der Schraubenfedern ist eine Dichte von bis zu 600 Kontaktbauelementen pro cm2 erreichbar; also kann die For¬ derung aus der Praxis von 100 Kontaktierungen pro cm2 ohne weiteres befrie¬ digt werden . Dies heisst, dass man nun problemlos die breiten Schrauben¬ federn verwenden kann, die auch eine grössere Kontaktkraft übertragen kön¬ nen.
Weiter zur Erfindung gehört auch die Kontaktdorn-Schutzplatte 9 (Fig. 1 ), welche dafür sorgt, dass die verschiedenen Kontaktdorne, welche aus der Abdeckplatte 11 herausragen, durch ungeschickte Manipulationen seitlich ab¬ gebogen und verkrümmt werden. Diese Kontaktdorn-Schutzplatte 9 kann bei der Aufsetzung eines Prüflings 10 ( z. B. einer Leiterplatte) gegen die Ab¬ deckplatte 11 gedrückt werden, weil sie links und rechts auf Schraubenfe¬ dern 12 gelagert ist, welche zusammengepresst werden können. Durch dieses Andrücken der Schutzplatte 9 können die Kontaktdornen aus der Schutzplatte 9 heraustreten und dadurch kann die notwendige Verbindung der Kontakt¬ dornen mit den Messpunkten auf der Leiterplatte 10 hergestellt werden. Die Kontaktdorn-Schutzplatte 9 wurde zusätzlich noch mit zwei Nocken 8 ver¬ sehen, damit eine genaue Positionierung der Kontaktdornen 2 auf die entspre¬ chenden Messpunkte möglich wird. Eine andere Möglichkeit für die Positionie¬ rung ist ein automatisches Handlingsystem, bei welchem die zu prüfende Schal¬ tung in den Prüfkopf eingeführt und mit optoelektronischen Sensoren ein¬ justiert werden kann.
Auch auf der anderen Seite des Kontaktbausteines wurde zum Schutz der Löt¬ oder Verdrahtungsanschlüsse 5 (Fig. 1 ) eine Schutzplatte vorgesehen, näm¬ lich die Anschluss-Schutzplatte 6.
Wie bereits schon erwähnt, ergeben sich aus der Summe der vielen Einzelkon¬ taktkräfte eine sehr hohe Kontaktkraft von vielleicht 80 kg und mehr. Um die¬ se relativ hohe Kraft auf den Mehrfachkontaktbaustein, resp. auf den Prüf¬ kopf, zu übertragen, wird eine Stahlplatte 18 (Fig. 4 ) in den Kontaktdorn- Führungsblock 1 eingegossen . Der Prüf köpf, in der Hauptsache bestehend aus den beiden Federlagerungsblöcken 4 und dem Kontaktdorn-Führungsblock 1 , wird nun in die Prüfkopfaufnahmepfanne 17 gesteckt, welche im Prinzip aus einem dickwandigen Gehäuse besteht, das auf einer Seite für die Verdrah¬ tung geöffnet ist und auf der unteren Seite für die Kontaktierun . Der Prüf¬ kopf kann nun ohne weiteres in die Prüfkopfaufnahmepfanne 17 gesteckt und mit der eingegossenen Stahlplatte 18 an dieser befestigt werden. Diese Stahl¬ platte 18 bildet somit das mechanische Verbindungsteil des Prüfkopfes mit der Prüfkopfaufnahmepfanne 17. Infolge der hohen mechanischen Festigkeit des Prüfkopfes mit der eingegosse¬ nen Stahlplatte 18 wird es möglich, den Prüf köpf auch hängend in die Prüf¬ kopfaufnahmepfanne 17 zu bringen. Zudem erreicht man durch eine genaue Einpassung des Prüf köpf es in die Aufnahmepfanne 17 sowohl in der Breite wie in der Tiefe, dass auch die seitlichen Kräfte aufgefangen werden können .
In Fig. 4 sind unten im weiteren auch die lackisolierten Anschlussdrähte 19 ersichtlich, welche durch die Lötstelle mit den Schraubenfedern verbunden sind. Weiter sieht man auf dieser Fig . auch die Verschraubung mit der der Kontaktdornführungsblock 1 und die Federlagerungsblöcke 4 zusammengehalten werden . Mit dieser ganzen robusten Konstruktion kann eine Gesamtkontakt¬ kraft bis zu 480 kg übertragen werden .
Ein weiterer Bestandteil der vorliegenden Erfindung ist die Herstellung dieses Mehrfachführungsblockes, wie er zur Bildung des beschriebenen Mehrfachkon¬ taktbausteines notwendig ist. Dieser Führungsblock besteht im wesentlichen aus dem Federlagerungsblock 4 und dem Kontaktdornführungsblock . . Bei der Durchführung der Bohrungen durch diese beiden genannten Elemente ergeben sich in der Praxis erhebliche Schwierigkeiten, weil die Bohrungen einesteils einen ausserordentlich kleinen Durchmesser haben müssen, andernteils aber verhältnismässig sehr lang sein müssen. Dies heisst, bei den Schraubenfedern müssen Bohrungen durchgeführt werden, welche ca. 0,5 mm breite Federn aufnehmen können und beim Kontaktdorn müssen die Bohrungen mit einem Durchmesser von ca. 0,12 mm versehen werden. In der Praxis sind Bohrungen mit so kleinen Durchmessern bei der hier ge¬ forderten Länge nicht mehr ohne weiteres durchführbar, ohne dass der Boh¬ rer beim Durchbohren abbricht. Dieses Problem löst man beim Federlagerungs¬ block 4 dadurch, dass er aus mehreren dünnen Platten 13 zusammengesetzt wird. Somit ist man in der Lage, bei jeder Platte 13 an jeder notwendigen Stelle eine Bohrung anzubringen* die relativ kurz und deshalb auch relativ mühelos durchführbar ist. Anschliessend werden die einzelnen Platten so auf¬ einandergelegt, dass wir die ursprünglich gewünschten tiefen Bohrungen er¬ halten und dass somit der Federlagerungsblock 4 komplett ist.
Eine andere Möglichkeit zur Herstellung des Federlagerungsblockes 4 besteht auch darin, dass er unter Verwendung von isolierendem Material als Guεsteil in Serie hergestellt werden kann. Eine Serienherstellung ist deshalb möglich, weil man stets ein bestimmtes Raster ( z. B . 1 /40" ) einhalten kann. Der Kon- taktanschluss der Federn im Federlagerungsblock kann daher auch über ein elektrisches Auswertegrundraster (Prüfelektronik ) direkt angeschlossen wer¬ den. Beim Kontaktdorn-Führungsblock 1 , welcher im wesentlichen aus dem Füllstoff 14 besteht, wird das Problem derart gelöst, dass Drähte mit einem Durchmesser von ca. 0, 12 mm mit Epoxydharz vergossen werden. Anschlies¬ send werden diese ca. 0,12 mm dicken Drähte wieder herausgezogen und zu¬ rück bleibt der gewünschte Kontaktdorn-Führungsblock 1, welcher die um 0,02 mm dünneren Kontaktdorne aufnehmen kann. Nach dem richtigen Zu¬ sammenfügen des auf diese Art hergestellten Federlagerungsblockes 4 und des Kontaktdorn-Führungsblockes 1 erhält man den gewünschten Mehrfach¬ führungsblock für die hier vorgesehenen stromleitenden Elemente, nämlich für die Kontaktdornen 2 und die Schraubenfedern 3:
Als Vorteil dieses ganzen Mehrfachführungsblockes dürfen wir noch einmal zu¬ sammenfassend sagen, dass wir somit kleinere Abstände der Messpunkte auf den Prüflingen bewältigen können, ohne dass wir auf die Vorzüge der Schrau¬ benfeder mit ihrem längeren Federweg verzichten müssen. Auch konnte die Isolation gegenüber der vorherigen Luftisolation wesentlich verbessert werden . Im grossen und ganzen darf auch gesagt sein, dass auf diese Art eine anwen¬ derfreundliche und praktische Kompaktlösung gefunden werden konnte.

Claims

PAT EN TA S R U EC H 1=
1 * Prüfkopf zum Herstellen von elektrischen Verbindungen zu einer Vielzahl von nebeneinanderiiegenden Prüfpunkten, insbesondere auf einer Leiterplatte, gekennzeichnet durch einen Block ( 1 ,4) aus elektrisch isolierendem Material, welcher von einer Hinterseite zu einer Vorderseite des Blockes durchgehende Bohrungen enthält, wobei jede Bohrung je einen hinteren Abschnitt aufweist, in welchem eine Schraubendruckfeder (3) angeordnet ist, und einen vorderen Abschnitt aufweist, in welchem ein Kontaktdorn (2 ) geführt ist, dessen hinteres Ende am vorderen Ende der Schraubendruckfeder (3) anliegt.
2. Prüfkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» dass der Block ( 1.4) zusammengesetzt ist aus einem Kontaktdorn-Führungsblock ( 1 ) , welcher die vorderen Abschnitte der Bohrungen enthält, und wenigstens einen Feder¬ lagerungsblock (4) , in welchem bzw. welchen die hinteren Abschnitte der Bohrungen enthalten sind.
3. Prüf köpf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vorderen Abschnitte der Bohrungen gegen die Vorderseite des Blockes (1,
4) hin konvergieren.
■*_. Prüfkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das hintere Ende jedes Kontaktdorns (2) am vorderen Ende der betref¬ fenden Schraubendruckfeder (3) befestigt ist, vorzugsweise festgeschweisst oder festgelötet.
5. Prüf köpf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das hintere Ende jedes Kontaktdorns (2 ) von einem z. B . angelöteten Kon¬ taktstück gebildet ist, das im hinteren Abschnitt der betreffenden Bohrung liegt.
6. Prüf köpf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass im hinteren Ende des hinteren Abschnittes jeder Bohrung jeweils ein hinteres Kontaktstück liegt, an welchem das hintere Ende der betreffenden Schrauben¬ druckfeder (3) anliegt.
7. Prüfkopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass am hinteren Kon¬ taktstück jeweils ein Anschlussdraht ( 19 ) befestigt ist. z . B . festgelötet.
8. Prüfkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die hinteren Abschnitte einander benachbarter Bohrungen samt den darin ange¬ ordneten Schraubendruckfedern (3 ) in Längsrichtung der Bohrungen gegenein¬ ander versetzt sind (Fig. 3 ) .
9. Prüf köpf nach den Ansprüchen 2 und 8. dadurch gekennzeichnet, dass die hinteren Abschnitte der Bohrungen mit den Schraubendruckfedern (3 ) abwechselnd in jeweils einem von zwei aufeinander befestigten Federlage¬ rungsblöcken enthalten sind.
10. Prüfkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die vorderen Enden der Kontaktdorne (2 ) in Bohrungen in einer Schutz¬ platte (9) aufgenommen sind, welche entgegen einer Federbelastung (12) zur Vorderseite des Blockes ( 1 , 4) hin verschiebbar ist.
11 . Prüf köpf nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Schutz¬ platte (19) nach vorn vorstehende Zentriervorsprünge (8) angeordnet sind.
12. Prüfkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass in den Block ( 1, 4) aus elektrisch isolierendem Material ein Metall¬ halter (18) zur Befestigung des Blockes in einem Gehäuse ( 17) eingegossen ist.
13. Verfahren zur Herstellung des Prüfkopfes nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil des Blockes (1 , 4) in einer Giessform gegossen wird, welche drahtförmige Kerne enthält, die nach dem Erhärten der Giessmasse aus dieser herausgezogen werden, um wenigstens Abschnitte der Bohrungen zu bilden.
14. Verfahren nach Anspruch 13. dadurch gekennzeichnet, dass ein anderer Teil des Blockes aus einer Mehrzahl von parallel aufeinander gestapelten Platten ( 13) zusammengesetzt wird, die mit aufeinander ausgerichteten Boh¬ rungen versehen sind.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Block (1, 4) zusammengesetzt wird aus einem Kontaktdorn-Führungsblock (1 ), welcher wie angegeben gegossen wird und welcher die vorderen Abschnitte der Bohrungen enthält, und wenigstens einem Federlagerungsblock (4), in welchem bzw. in welchen die hinteren Abschnitte der Bohrungen enthalten sind.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Feder¬ lagerungsblock (4) ebenfalls wie angegeben gegossen wird.
17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Feder¬ lagerungsblock (4 ) aus einer Mehrzahl von parallel aufeinandergestapel- ten Platten ( 13) zusammengesetzt wird, die mit aufeinander ausgerichteten Bohrungen versehen sind.
EP19890906694 1988-09-02 1989-06-12 Führung und isolierung von mikrokontaktdornen und -federn mit hilfe von ganzen mehrfachführungsblöcken und verfahren zur herstellung dieser mehrfachführungsblöcke Withdrawn EP0387311A1 (de)

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