DE2757717A1 - Pruefstift - Google Patents

Description

10239 So/Ri

Teradyne, Inc. 3 P**m 27577Ί7

USSN 757, 778 Dr. Dieter ν. BezoW ** *

filed Dec. 27, 1976 Dip!. - hg. Petsr Schütz

Dipl.-Ing. VVoJfsang ΚθΐιδΙβΓ β München 86, Postiach 860668

Teradyne, Inc.
183 Essex Street, Boston, Massachusetts 02111,V.St.A.

Prüfstift

Die Erfindung bezieht sich auf einen Prüfstift, welcher insbesondere beim Prüfen der elektrischen Eigenschaften von gedruckten Schaltungsplatten verwendbar ist.

Es ist bekannt, einen elektrischen Bauteil, wie beispielsweise eine unbelastete gedruckte Schaltungsplatte (PCB) zu prüfen, indem man ihn an einer Mehrzahl von Punkten mit den Enden einer entsprechenden Mehrzahl von Stiften in elektrischen Eingriff bringt, welche gegen den zu prüfenden Bauteil durch eine entsprechende Anzahl von Federn gedrückt werden. Derartige Stifte wurden typischerweise an ihren mit dem zu prüfenden elektrischen Bauteil in Kontakt tretenden Enden mit verschiedenartig ausgebildeten Köpfen versehen, die verschieden konstruiert sind, um einen guten elektrischen Kontakt mit verschiedenen Arten von zu prüfenden Teilen von beispielsweise gedruckten Schaltungsplatten zu ermöglichen. Eine Anzahl derartiger Kopfausbil-

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düngen ist auf Seite 5 eines Katalogs der Firma Ostby and Barton Company, Warwick, Rhode Island mit obm Titel "Test Probes" dargestellt. Die in diesem Katalog dargestellten Köpfe weisen spitze, kugelförmig gewölbte, flache und geriffelte flache Ausbildungen auf. Es hat sich jedoch gezeigt, daß mit den bekannten Köpfen ausgerüstete Prüfstifte, insbesondere hinsichtlich des erzielbaren elektrischen Kontakts mit dem Prüfling, noch nicht voll zufriedenstellend arbeiten.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfachen und wirksamen Prüfstift zu schaffen, welcher gegenüber den mit den bekannten Köpfen versehenen Prüfstiften verbesserte Eigenschaften aufweist und insbesondere einen besseren elektrischen Kontakt mit dem Prüfling ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch einen Prüfstift gemäß den Kennzeichenmerkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Erfindungsmerkmale ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß ein Stiftkopf mit einem höheren inneren Punkt und einer Mehrzahl von tieferen äußeren Punkten trotz typischer Stellungsungenauigkeiten bei vielen Arten von Oberflächen einen guten elektrischen Kontakt ermöglicht.

Gemäß bevorzugten Ausführungsformen haben erfindungsgemäße Köpfe andere Eigenschaften, wie hier dargelegt, und werden bei Stiften verwendet, bei welchen eine erhöhte Stabilität, elektrische Trennung sowie eine Kompensation von unregelmäßigen Oberflächen durch Kunststoffkappen herbeigeführt werden, wie beschrieben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

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Es zeigen:

Fig· 1 eine perspektivische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Prüfstifte, welcher an einem weggebrochenen Teil einer Prüfaufsatzanordnung angebracht ist, die eine ansonsten unbelastete gedruckte Schaltungsplatte umfaßt,

Fig. 2 einen Vertikalschnitt der Anordnung gemäß Fig. 1, in welchem ferner eine teilweise weggebrochene Abstützbasis für den Prüfstift gezeigt ist und

Fig. 3 im Aufriß eine Vielzahl von erfindungsgemäßen Prüfstiften, welche mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Arten von Teilen von gedruckten Schaltungsplatten in Verbindung stehen.

Ein Prüfaufsatz (dessen größter Teil nicht dargestellt ist) besitzt eine 6,35 mm dicke Hienol-Basisplatte· Eine ansonsten unbelastete gedruckte Schaltungsplatte 12, welche einer zu prüfenden gedruckten Schaltplatte entspricht, trägt in sie durchsetzenden Löchern eine Vielzahl von Prüfstiften (von denen nur einer in den Figuren 1 und 2 gezeigt ist), wobei jeder Prüfstift durch eine obere Stiftanordnung 14 (mit einer Länge von etwa 15,24 mm) und eine untere Stiftanordnung 16 (mit einer Länge von etwa 10,16 mm) gebildet ist. Ein Kolben 18 (aus gehärtetem Berylliumkupfer, plattiert mit Chrom und danach Gold) mit aufeinanderfolgenden Abschnitten vergrößerten und verkleinerten Durchmessers 18a bzw. 18b sowie einem Kopf 20 erstreckt sich in eine Blindbohrung 21 bis fast zu deren Boden. Rostfreie Stahlfedern 22 (aus Draht mit einem Durchmesser von 0,127 mm und mit insgesamt 40 Windungen) erstrecken sich zwischen dem Boden der Blindbohrung 21 und der Unterseite des Abschnitts 18a (wobei ein Hub von 3,048 mm vorgesehen ist).

Ein Steg 24 des unbelasteten gedruckten Schaltungsplattenelements

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12 wird aufgenommen von einer Kappe 26 (mit einem Durchmesser von 2,54 mm) aus Delrin 100 (der Firma DuPont), wobei die Kappe 26 mit Kappen 28 und 30 identisch ist. Ein verformbarer Hand 32 ermöglicht die Aufnahme, während ein zentraler Bereich 32a eine unangemessene Verformung der Kappe 32 verhindert.

Ein Körper 34 besteht aus Berylliumkupfer, plattiert mit Nickel und Gold, wobei eine Bohrung 36 das Plattieren der Innenseite ermöglicht. Der Körper 34· endet in einem 00-80-Gewindeabschnitt 38, welcher mit einem Drahthalter 40 aus Berylliumkupfer, plattiert mit Nickel und Gold, verschraubt ist, wobei der Drahthalter 40 in einer genormten geschlossenen Krimpfung an das Kabel 42 gekrimpft ist. Die dünne obere Kante 43 des Körpers 34· ist über den Abschnitt 18a vergrößerten Durchmessers des Kolbens 18 gerollt, um dessen Längsbewegung in Aufwärtsrichtung zu begrenzen. Ein geneigter Abschnitt 44 des Körpers 34- ermöglicht nicht nur eine leichte Verformbarkeit an der Kante 43 und eine größere Festigkeit im unteren Bereich, sondern wirkt auch mit dnem kegelstumpfförmigen (nicht dargestellten) Antriebswerkzeug zum Anziehen und Lönen der Prüfstifte zusammen.

Eine IsdlLerung 46 endet unmittelbar innerhalb einer Bohrung, welche in einem Winkel durch den Drahthalter 40 hindurchtritt. Die Bohrung in der Seite des Drahthalters 40, durch welche das Ende der Drahtisolierung 46 im Gleitsitz hindurchgepaßt is¹^, schafft eine Beseitigung von Eigenspannungen. Ein Draht 48 ist vom Kaliber 24 (19 Litzen von 38er-Draht).

Der Kopf 20 besitzt sieben Kontaktflächen. Die erste Kontaktfläche wird gebildet durch die punktförmige Spitze eines zentralen Kegels 50, wobei sich die konisch auf einen Punkt zulaufende Spitze in Längsrichtung über die anderen sechs Kontaktflächen 52 hinauserstreckt, von denen jede eine lineare Kante ist, die durch ein Paar von einander durchschneidenden planaren Flächen gebildet wird, und von denen jede ein mit dem unteren Um-

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fang des Kegels 50 zusammenfallendes unteres Ende aufweist. Diese Ausbildung wird an gewöhnlichen Schraubenmaschinen hergestellt, wobei zuerst eine ringförmige Rut gebildet wird, die durch ein Paar von konischen Flächen begrenzt idt, nämlich der, welche den konischen Abschnitt 50 bildet, und dem (kegelstumpf förmigen) Ort für die Linien 52. Danach werden sechs Einschnitte 54 ausgebildet, wobei die obere Kante jedes Einschnitts 5l· mit dem Boden *r ringförmigen Nut zusammenfällt.

Die Funktionsweise der dargestellten Anordnung wird nachstehend beschrieben:

Bei Verwendung einer unbelasteten gedruckten Schaltungsplatte des gewünschten (entweder belastet oder unbelastet) zu prüfenden Typs, werden erfindungsgemäße Prüfstifte in den bereits vorhandenen (sowie falls gewünscht anderen speziell gebohrten) Bohrungen angeordnet wie gewünscht, wobei die mit Gewinde versehenen Enden der Gewindeabschnitte 38 der Körper 34 an die Drahthalter 40 angeschraubt werden. Das bereits erwähnte Werkzeug mit einem kegelstumpfförmigen Abschnitt, welcher mit dem kegelstumpfförmigen Abschnitt 44 des Körpers 34 zusammenwirkt, ist hierzu nützlich. Ferner ist auch oft, wenn sich eine Tendenz der unteren Stiftanordnung 16 sich zu drehen zeigt, ein einfaches Werkzeug mit einer meißeiförmigen Spitze mit einer Kante von etwa 1,143 mm Breite nützlich, welches durch die Bohrung der (nicht auf der Grundplatte 10 ruhenden) Kappe 30 hindurch in den unteren Bereich der Krimpfung 40 und des Endes des Drahts 48 eingefügt und gehalten wird, um die untere Stiftanordnung 16 an einer Drehung zu hindern. Der Kopf 20 ermöglicht einen guten elektrischen Kontakt mit vielen Typen von gedruckten Schaltungsplattenteilen, sogar wenn die Ausrichtung nicht besonders gut ist·' Demgemäß sind in Fig. 3 fünf erfindungsgemäße Prüftstifte gezeigt, welche mit fünf derartigen unterschiedlichen Teilen im Eingriff stehen, und zwar von links nach rechts: (1) Einem sich nach unten erstreckenden Teil, welcher einen

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runden Horizontalquerschnitt aufweist (und welcher in der Vertiefung im Eingriff steht mit zwei scharfen Kanten 52, die in ihn hineingreifen); (2) einem Lötmittel-Klecks (mit welchem eine scharfe Kante 52 derart im Eingriff steht, daß die Tendenz den Prüfstift zu biegen vermieden wird, welche bestehen würde, wenn ein unterer Bereich eines zentralen Kegels mit dem Lösmittel-Klecks im Eingriff stehen würde); (3) einem umgebogenen Drahtteil (mit welchem zwei Kanten 52 und die Seite des zentralen Kegels 50 im Eingriff stehen); (4-) einer Rippe (mit welcher die Spitze des Kegels 50 im Eingriff steht); und (5) einer Bohrung (um welche die Spitzen der sechs Kanten 52 herum angreifen, obwohl sich die Spitze des Kegels 50 innerhalb der Bohrung befindet).

Die Kappen 26, 28 und 32 bilden nicht nur verbreiterte Prüfstiftbasen, um ein Kippen oder Biegen zu erschweren, sondern bilden auch eine Isolierung zwischen benachbarten Prüfstiften im Falle eines körperlichen Kontakts zwischen diesen.

Andere Ausführungsformen, welche innerhalb des Erfindungsgedankens liegen, können vom Fachmann leicht gefunden werden.

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Claims (10)

1. Ansprüche

   ( I,/ Prüf stift, gekennzeichnet durch einen Körper (34·) _t einen Schieber (18) und eine Feder (22), wobei die Feder (22) in dem Körper (34·) getragen wird und mit dem Schieber (18) im Eingriff steht, um diesen nachgiebig von dem Körper (34) weg zu federn, der Schieber(i8) an dem von der Feder (22) weggewandten Ende in einem Kopf (20) mündet, der Kopf (20) eine Vielzahl von Kontaktbereichen aufweist, die Vielzahl von Kontaktbereichen einen zentralen Bereich (50) und eine Mehrzahl von Umfangsbereichen (52) umfassen und die Umfangsbereiche (52) von dem zentralen Bereich (50) in Längsrichtung auf die Feder (22) zu angeordnet sind.
2. 2. Prüfstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Bereich (50) eine kegelförmige Spitze ist.
3. 3. Prüfstift nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsbereiche (52) Linien sind.
4. 4. Prüfstift nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Linien (52) durch Ebenen gebildet werden, welche sich in einem spitzen Winkel treffen.
5. 5. Prüf stift nach Anspruch 4·, dadurch gekennzeichnet, daß die Linien (52) sich radial nach innen in Längsrichtung auf die Feder (22) zu neigen.
6. 6. Prüfstift nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende der Linien (52) zusammenfällt mit dem unteren Ende eines Kegels (50), welcher an seinem oberen Ende die kegelförmige Spitze aufweist.

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7. 7. Prüfstift nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sechs Linien (52) vorgesehen sind.
8. 8. Prüfstift nach einem der Ansprüche Λ bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (34) an seinem dem Kopf (20) zugewandten Ende einen kegelstumpfförmigen Abschnitt (44) aufweist und der Schieber (18) einen Abschnitt (i8a) vergrößerten Durchmessers besitzt, wobei die obere Kante (43) des kegelstumpfförmigen Abschnitts (44) über das obere Ende des Abschnitts (18a) vergrößerten Durchmessers umgebogen ist.
9. 9. Prüfstift nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (34) Einrichtungen (28, 38) für einen lösbaren Eingriff mit einem Drahthalter (40) aufweist.
10. 10. Prüfstift nach einem der Ansprüche 1 bis 9» gekennzeichnet durch wenigstens eine Kappe (26), welche einen größeren Durchmesser als ein metallisches Teil (34) des Prüfstifts aufweist und von dem metallischen Teil (34) rund um diesen getragen wird, wobei die Kappe (26) während der Benutzung leicht längs nur einer ihrer Kanten (32) verformbar ist.

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