DE3136896A1

DE3136896A1 - Vorrichtung zum pruefen einer elektronischen leiterplatte

Info

Publication number: DE3136896A1
Application number: DE19813136896
Authority: DE
Inventors: Werner 7750 Konstanz Heilmann
Original assignee: INGUN PRUEFMITTELBAU
Current assignee: INGUN PRUEFMITTELBAU
Priority date: 1981-09-17
Filing date: 1981-09-17
Publication date: 1983-04-14
Also published as: DE3136896C2

Description

Vorrichtung zum Prüfen einer elektronischen Leiter-
platte Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Prüfen einer elektronischen Leiterplatte od. dgl. mittels zumindest eines in einer Ausnehmung einer Trägerplatte angeordneten an die Verdrahtung eines Prüfautomaten od. dgl. anschließbaren Kontaktstiftes mit einem der Leiterplatte während des Prüfvorganges anliegenden sowie unter Einwirkung eines Kraftspeichers, z. B. einer Schraubenfeder, axial verschieblichen Prüfkopf an einem Gleitstab.
Derartige Prüfvorrichtungen dienen dazu, zu prüfende Punkte beispielsweise einer gedruckten Schaltungsplatte kurzzeitig simultan mit einem Prüfautomaten oder Prüfpult zu verbinden. Dies erfolgt durch die Kontaktstifte, deren Prüfköpfe auf jene Prüfpunkte aufgesetzt werden und die anderseits mittels flexibler Leitungen an dasgegebene Defekte anzeigende -- Prüfpult angeschlossen sind. Die Kontaktstifte sind in einem gewählten Muster auf der Kontaktträgerplatte verteilt - ihre Prüfköpfe ragen zur offenen Gehäuseseite. Zur Durchführung der Prüfung wird eine Leiterplatte an die Kontaktstifte herangebracht.
Um nun eine gleichmäßige Auflage der Leiterplatte auf den Prüfköpfen zu erreichen und eine Verfälschung der Prüfresultate zu unterbinden, hat man die beispielsweise durch die US-PS 3 043 021 bekanntgewordenen Kontaktstifte im Laufe der Zeit federnd ausgebildet. Derart gefederte Kontaktstifte sind mit galvanisch veredelten Prüfköpfen oder Tastspitzen versehen, die mit ihrer für den Anwendungsfall geeigneten Form und dem optimalen Federdruck sichere elektrisch leitende Verbindungen herstellen, wenn die zu prüfende Leiterplatte mittels eines sogenannten Prüfadapters auf die Prüfköpfe gedrückt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art so zu verbessern, daß sowohl für mechanisch als auch für pneumatisch bewegte Kontaktstifte eine bessere Wirkungsweise erzielt und jene insbesondere einen Einsatz bei kleinem Rastermaß der Bohrungen erlaubt.
Zur Lösung dieser Aufgabe führt, daß die Bohrungen der Trägerplatte mit verdrahtbaren Steckhülsen besetzt sind, von denen zumindest einige den Gleitstab axial verschiebbar aufnehmen, an dessen Tastkopf die Steckhülse durch eine mit ihr verbundene, den Gleitstab umfangende und mit einem Ende an den Tastkopf oder den Gleitstab angeschlossene Schraubenfeder mechanisch angekoppelt ist.
Dieser Aufbau des Kontaktstiftes ermöglicht es nun, die Trägerplatte in ihrem gesamten Rastermaß mit den Steckhülsen zu versehen und zu verdrahten; es können in jedem beliebigen Muster die Gleitstäbe mit ihren Tastköpfen problemlos angekoppelt und auch wieder gelöst, beispielsweise ausgetauscht, werden. Diese einfache Handhabung war bei den bisher auf dem Markt befindlichen Taststiften nicht möglich; es konnten nur jeweils die geforderten Muster gesteckt und verdrahtet werden.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sitzt die Schraubenfeder einends in einer Ringnut des Tastkopfes und andernends in einer entsprechenden Ringnut eines hohlzapfenartigen Ansatzes der Steckhülse, welch letzterer mit der Steckhülse und deren der Trägerplatte auflegbaren Anschlagkragen einstückig ausgebildet ist.
Da jederRingnut ein sich zur Schraubenfeder hin konisch verjüngendes Führungsstück vorgeordnet ist, bleibt das Aufstecken der Schraubenfeder und das Einführen von deren Endringen in die Ringnuten problemlos.
Im Rahmen der Erfindung liegt auch die Verbesserung einer Trägerplatte als Einsatz in eine pneumatische Prüfvorrichtung zur Bildung eines Druckraumes. Die hierfür erfindungsgemäß vorgesehenen Kontaktstifte sind mit einer den Gleitstift teilweise koaxial aufnehmenden Druckhülse versehen, welche der Bohrungswand anliegt und die mit ihrem dem Prüfkopf fernen Ende an eine pneumatische Leitung angeschlossen ist. Der Gleitstift ist innerhalb der Druckhülse mittels wenigstens zweier den Gleitstift umgebender Führungsringe axial geführt, wobei sich an wenigstens einen der Führungsringe die Schraubenfeder abstützt, welche mit zunehmendem pneumatischen Druck erfindungsgemäß einen sich zwischen Gleitstift und Innenwand der Druckhülse erstreckenden Dichtring beaufschlagt und damit so quetscht, daß er völlig abdichtet.
Vorteilhafterweise kann der Dichtring in der Druckhülse entweder an deren oberen Ende oberhalb des oberen Führungsringes angeordnet sein oder aber zwischen beiden Führungsringen. In beiden Fällen ist gewährleistet, daß sich der Dichtring bei steigendem Druck unter Abnahme seiner Höhe radial erweitert.
Insbesondere der beschriebene mechanische Kontaktstift bringt erhebliche Vorteile mit sich. Zum einen entfällt die bisher übliche Kontaktsteckhülse und damit ein Sicken.
Zudem kann die Prüfvorrichtung bezüglich der Kopfform, der Federkraft und der Einbauhöhe nachträglich problemlos verändert werden. Von besonderer Bedeutung ist, daß durch die Klemmverbindung der Schraubenfeder zwischen Tastkopf einerseits und Steckhülse anderseits kleinere Übergangswiderstände auftreten.
Auch der Betrieb selbst wird verbessert, da das bisher übliche Kratzen der Schraubenfeder in der sie umgebenden Hülse entfällt -- der Kontaktstift ist selbstreinigend.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in: Fig. 1: eine Schrägsicht auf einen Teil einer herkömmlichen Prüfvorrichtung mit in einem Nadelträger angeordneten Tastnadeln.; Fig. 2: eine gegenüber Fig. 1 vergrößerte Tastnadel im Längsschnitt; Fig. 3: die Tastnadel der Fig. 2 in auseinandergezogenem Seitenriß; Fig. 4: eine andere Ausführungsform der Prüfvorrichtung etwa entsprechend der Darstellung der Fig. 1; Fig. 5: eine der in Fig. 4 erkennbaren Tastnaden im Längsschnitt; Fig. 6: einen Teil einer erfindungsgemäßen Tastnadel im Längsschnitt; Fig. 7: die Tastnadel der Fig. 6 in einer gegenüber letzterer veränderten Gebrauchslage.
In einem Rahmen 1 einer nicht weiter dargestellten Prüf-und Abtastvorrichtung für gedruckte Schaltungsplatten lagert eine Trägerplatte 2 für Taststifte oder Tastnadeln 10.
Die Trägerplatte bzw. der Nadelträger 2 besteht aus mehreren von einem Rahmen 4 umgebenen System- oder Einzelplatten 5 mit rasterartig verteilten Bohrungen 6 für die in diese eingesteckten und vornehmlich durch Reibschluß festgelegten Tastnadeln 10. Der Bohrungsquerschnitt und sein Umriß hängen von Form und Größe dieser Tastnadeln 10 ab.
In jede dieser System- oder Einzelplatten 5 ist an einer Längsseite sowie an einer Schmalseite eine zur Plattenebene parallele Nut 7 eingebracht, während an den anderen Seiten entsprechende Federn 8 abstehen.
Das Rastermaß n für die Bohrungen 6 kann jede erforderliche Normenmessung haben, wird aber im Hinblick auf die Forderung nach günstiger Lagerhalterung vornehmlich mit 2,5 bis 2,54 mm oder geringerer Netzweite -- für beide Koordinaten gleichermaß -- benutzt.
In einer der Bohrungen 6 der in Fig. 2 teilweise wiedergegebenen einzelnen Trägerplatte 5 sitzt eine Steckhülse 11 mit auf der Plattenoberfläche 9 ruhendem Randkragen 12. Die gesamte Einzelplatte 5 kann mit diesen -- in nicht wiedergegebener Weise im Bereich einzelner vom Boden 13 der Steckhülsen 11 abragender elektrischer Anschlußfahnen 14 verdrahteten -- Steckhülsen 11 bestückt sein.
Die Steckhülse 11 ist mit einer in der Hülsenachse M verlaufenden Bohrung 15 zur Aufnahme eines Stiftes 16 versehen.
Letztere ist in der Bohrung 15 verschiebbar und trägt an seinem freien Ende einen kronenartigen Tastkopf 17.
Der Gleitstift 16 durchsetzt eine in einer Ringnut 18 eines -- oberhalb des Randkragens 12 -- vorgesehenen Hohlzapfens 19 der Steckhülse 11 an dieser festliegende Schraubenfeder 20. Deren oberes Ende umfängt einen unterhalb des Tastkopfes 17 erkennbaren Ansatz 21 im Bereich einer Ansatznut 22.
In Ruhelage des Taststiftes 10 hält die Schraubenfeder 20 die Tastkopfoberfläche 23 in einem Abstand a von beispielsweise 16 mm zur Plattenoberfläche 9. In nicht gezeigter Prüfposition wird die Schraubenfeder zusammengedrückt und der Tastkopf 17 in Pfeilrichtung x zur Plattenoberfläche 9 hin geführt.
Dank der Anordnung der Schrauben feder 20 ist es problemlos möglich, den gesamten oberen T'aststiftteil 25 aus Stift 16 und Tastkopf 17 auszutauschen und beispielsweise gegen spitze Tastköpfe 17s oder andere Einsätze auszutauschen.
Außerdem entfällt bei dieser Schrauben feder 20 der in geschlossenen Schraubenfederhülsen entstehende Abrieb, Die Trägerplatte 3 ist als Einsatz in eine pneumatische Prüfvorrichtung gedacht und deshalb an den Außenseiten 27 ihres Rahmens 4 mit einer umlaufenden Nut 28 versehen, in der ein in Fig. 4 übersichtlichkeitshalber herausgenommerer Dichtungskragen 29 festliegt. Dieser liegt in Einbaulage dem Gegenrahmen 1 der Prüfvorrichtung an und dichtet so deren nicht wiedergegebenen Innenraum ab.
In den Bohrungen 9 stecken hier Taststifte 30 mit in einer Druckhülse 31 von einem Außendurchmesser d von beispielsweise 2 mm angeordnetem Stift 16 mit kronenartigem Tastkopf 17. Die Druckhülse 31 wird von einem Randkragen 12 in der Einzelplatte 5 gehalten und endet nach unten hin in einer elektrischen Klemmbuchse 32, an die ein pneumatischer Anschluß 33 angrenzt.
Im Innenraum 34 der Druckhülse 31 stützt sich eine Schraubenfeder 20 einends gegen einen unteren Führungsschuh 35 des Stiftes 16 sowie andernends gegen einen oberen Führungsring 36 ab, der einen Dichtring 37 gegen eine Ringschulter 38 hält. Wird die Druckhülse 31 über den pneumatischen Anschluß 33 mit Luft beaufschlagt, drückt diese den Führungsschuh 35 aufwärts und gegen die Kraft der Schrauben feder 20 in Pfeilrichtung y, so daß der Tastkopf 17 sich von der Oberfläche 9 der Einzelplatte 5 entfernt und gleichzeitig der Dichtring 37 durch den Führungsring 36 gequetscht sowie gegen die Druckhülseninnenfläche gedrückt wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Taststift 40 der Fig. 6,7 ist die Schraubenfeder 20 zwischen dem Verschlußteil 41 der Druckhülse 31 und dem hier tieferliegenden Führungsring 36 angeordnet.
Bei Beaufschlagung der Druckhülse 31 mit Luft wird der Tastkopf 17 um ein Hubmaß h vom Hülsenverschluß 41 abgehoben.

Claims

PATENTANSPRüCHE 0 Vorrichtung zum Prüfen einer elektronischen Leiterplatte od. dgl. mittels zumindest eines in einer Ausnehmung einer Trägerplatte angeordneten, an die Verdrahtung eines Prüfautomaten od. dgl. anschließbaren Kontaktstiftes mit einem der Leiterplatte während des Prüfvorganges anliegenden sowie unter Einwirkung eines Kraftspeichers, beispielsweise einer Schraubenfeder, axial verschieblichen Prüfkopf an einem Gleitstab, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (6) der Trägerplatte (2) mit verdrahtbaren Steckhülsen (11) besetzt sind, von denen zumindest einige den Gleitstab (16) axial verschiebbar aufnehmen, an dessen Tastkopf (17) die Steckhülse durch eine mit ihr verbundene, den Gleitstab umfangende und mit einem Ende an den Tastkopf oder den Gleitstab angeschlossene Schraubenfeder (20)mechanisch angekoppelt ist.
2. Vorrichtung zum Prüfen einer elektronischen Leiterplatte od. dgl. mittels zumindest eines in einer Ausnehmung einer Trägerplatte angeordneten, an die Verdrahtung eines Prüfautomaten od. dgl. anschließbaren Kontaktstiftes mit einem der Leiterplatte während des Prüfvorganges anliegenden sowie unter Einwirkung eines Kraftspeichers, beispielsweise einer Schraubenfeder, axial verschieblichen Prüfkopf an einem Gleitstab, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (3) als Einsatz für eine pneumatische Prüfvorrichtung ausgebildet und in diese unter Bildung eines Druckraumes eingefügt sowie mit Kontaktstiften (30, 40) versehen ist, deren Gleitstift (16) teilweise in einer der Bohrungen wand anliegenden und am dem Prüfkopf (17) fernen Ende an eine pneumatische Leitung (33) angeschlossenen Druckhülse (31) mittels wenigstens zweier Führungsringe (35, 36) axial geführt und dessen den Gleitstift umgebende, sich an wenigstens einem Führungsring abstützende Schraubenfeder (20) gegen einen zwischen Gleitstift und Druckhülse vorgesehenen Dichtring (37) gerichtet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der der pneumatischen Leitung nächstliegende Führungsring (35) durch beaufschlagende Druckluft gegen das eine Ende der Schraubenfeder (20) führbar ist und deren oberes Ende sich einem weiteren Führungsring (36) anschmiegt, auf dem anderseits der innen einem Hülsenende (38) anliegende Dichtring (37) ruht.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch,gekennzeichnet, daß der der pneumatischen Leitung nächstliegende Führungsring (35) durch beaufschlagende Druckluft gegen den Dichtring (37) führbar ist, der dem oberen Führungsring (36) anliegt, dessen abgewandte Fläche ein Widerlager für die sich gegen das obere Hülsenende (41) stützende Schraubenfeder (20) bildet.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfeder (20) einends in einer Ringnut (22) des Tastkopfes (17) und andernends in einer Ringnut (18) eines hohlzapfenartigen Ansatzes (19) der Steckhülse (11) sitzt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckhülse (11) einen der Trägerplatte (2) auflegbaren Anschlagkragen (12) aufweist, an den der Ansatz (19) koaxial angeformt ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringnut (18, 22) ein sich zu ihr konisch erweiterndes Führungsstück (19, 21) zur Schraubenfeder (20) hin vorgeordnet ist.