DE3917341A1 - Verfahren und pruefadapter zum kontaktieren von prueflingen - Google Patents
Verfahren und pruefadapter zum kontaktieren von prueflingenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kontaktieren
von elektrischen oder elektronischen Prüflingen gemäß
dem Oberbegriff des Anspruches 1 und einen Prüfadapter
zur Durchführung dieses Verfahrens.
Bei durch solche Prüfadapter zu kontaktierenden
Prüflingen kann es sich insbesondere um Leiterplatten,
Chips, integrierte Schaltkreise, Verdrahtungen
aufweisende Prüflinge oder dgl. handeln.
Es ist ein Prüfadapter bekannt (DE-OS 31 23 627), bei
welchem zum gleichzeitigen Kontaktieren von mehreren
Prüfpunkten eines Prüflings aus federelastischen
Metall bestehende Kontaktnadeln vorgesehen sind, die
in einem Gestell geführt sind. Die in axialer Richtung
wirkende Federkraft jeder solchen Kontaktnadel wird
durch Ausbiegen senkrecht zu ihrer Längsrichtung beim
Aufsetzen auf den Prüfling dadurch aufgebracht, indem
der Prüfling die auf ihn aufgesetzten vorderen Enden
der Kontaktnadeln aufwärts auf eine von den
Kontaktnadeln mit mittleren Bereichen durchdrungene
Spannplatte zu bewegt, wodurch die Kontaktnadeln sich
weiter seitlich ausbiegen. Dabei liegt die Spannplatte
in der Ruhestellung, wenn die Kontaktnadeln keinen
Prüfling kontaktieren, an einem Anschlag an, der so
angeordnet ist, daß die Kontaktnadeln durch die
Spannplatte bereits etwas seitlich ausgebogen sind,
bevor der jeweilige Prüfling sie zum Aufbringen der
erforderlichen, relativ großen Kontaktkräfte noch
weiter ausbiegt. Wenn die vorderen Enden der
Kontaktnadeln auf diese Weise durch einen Prüfling in
Richtung auf die Frontplatte zu, in der sie in der
Nähe ihrer vorderen Enden axial geradgeführt sind,
bewegt werden, dann wird also hierdurch die seitliche
Ausbiegung der Kontaktnadeln vergrößert und die
Kontaktnadeln bewegen dann hierdurch die Spannplatte
unter Abheben von ihrem Anschlag seitlich weg. Wenn
der Prüfling entfernt wird, kehren die Kontaktnadeln
wieder in ihre Ausgangsstellung zurück, in der die
Spannplatte wieder an dem Anschlag anliegt.
Die Kräfte, die solche Kontaktnadeln auf den
jeweiligen Prüfling ausüben müssen, sind relativ groß,
da sicherer elektrischer Kontakt zwischen diesen
Kontaktnadeln und den kontaktierten Stellen des
Prüflinges erforderlich ist, wozu erforderlichenfalls
die Kontaktnadeln auch Oxidschichten oder
Schmutzschichten auf dem Prüfling durchstoßen müssen.
Ein solcher Prüfadapter hat im allgemeinen eine große
Anzahl solcher Kontaktnadeln, meist mehrere hundert
bis oft viele tausend. Es müssen deshalb beim
Kontaktieren des jeweiligen Prüflings für die
Relativbewegung zwischen Prüfadapter und Prüfling, die
dem axialen Verschieben der vorderen Enden der
Kontaktnadeln durch den Prüfling in Richtung auf die
Frontplatte zu dient, oft außerordentlich große Kräfte
auf den Prüfadapter bzw. den Prüfling durch einen
entsprechend stark dimensionierten motorischen Antrieb
aufgebracht werden. Dies ist baulich kostenaufwendig
und verursacht auch relativ hohe Betriebskosten.
Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, ein
Verfahren der im Oberbegriff des Anspruches 1
genannten Art zu schaffen, das sich mit viel
geringeren Kräften durchführen läßt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das in
Anspruch 1 angegebene Verfahren gelöst. Ein
erfindungsgemäßer Prüfadapter zur Durchführung dieses
Verfahrens ist in Anspruch 6 beschrieben.
Die Erfindung nutzt den Effekt aus, daß das seitliche
Ausbiegen der Kontaktnadeln durch Bewegen der
Spannplatte in der ersten Bewegungsrichtung viel
geringere Kräfte erfordert als das seitliche Ausbiegen
der Kontaktnadeln durch axiales Bewegen ihrer freien
vorderen Enden durch den jeweiligen Prüfling.
Demzufolge ist der Arbeits- und Kraftaufwand zum
Prüfen von Prüflingen bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren viel geringer als bei dem vorbekannten
Prüfadapter. Auch ermöglicht die Erfindung das
Kontaktieren der Prüflinge je nach Wunsch schonend
unter langsamem oder unter schnellem, ggf.
schlagartigem Auftreffen der Kontaktnadeln auf den
Prüfling durchzuführen. Besonders schonend kann das
Verfahren dadurch durchgeführt werden, indem man den
zu kontaktierenden Prüfling in geringem Abstand vor
den freien Enden der durch die Spannplatte voll
gespannten, d.h. in ihre am weitesten ausgebogene
Gestalt gebogenen Kontaktnadeln bringt oder an diese
vorderen Enden ohne oder mit geringer Kraft anlegt und
dann die Spannplatte langsam in der die Ausbiegung der
Kontaktnadeln verringernden zweiten Bewegungsrichtung
vorzugsweise motorisch oder ggf. auch von Hand bewegt.
Es findet dann keine schlagartige Beanspruchung des
Prüflings statt. Wenn man dagegen auch in besonders
schwierigen Fällen und auch ggf. mit relativ kleinen,
von den Kontaktnadeln auf den Prüfling ausgeübten
Kräften besonders sichere elektrische Kontakte
zwischen den Kontaktnadeln und dem jeweiligen Prüfling
herstellen will, dann kann man so vorgehen, daß man
den Prüfling in geringen Abstand von den freien Enden
der Kontaktnadeln bringt und dann die Spannplatte, die
die Kontaktnadeln ausgebogen hält, schlagartig
freigibt oder schnell motorisch oder auf sonstige
Weise in der zweiten Bewegungsrichtung bewegt, so daß
die Kontaktnadeln dann entsprechend schnell auf die
von ihnen kontaktierten Stellen des Prüflinges
hierdurch besonders sicher Oxidschichten und
Schmutzschichten durchschlagend auftreffen. Dies kann
man auch dadurch unterstützen, indem die Spannplatte
in ihrer zweiten Bewegungsrichtung nicht nur in eine
Stellung bewegt wird, in der sie die Kontaktnadeln
nicht mehr belastet, sondern sie vorzugsweise
motorisch - bspw. mittels eines Federmotors - in der
zweiten Bewegungsrichtung zwangsweise über diesen
Stellungsbereich hinaus noch weiterbewegt wird, um die
Kontaktnadeln dann in der zweiten Bewegungsrichtung
weiter zu biegen, wodurch die auf den jeweiligen
Prüfling durch die Kontaktnadeln axial ausgeübten
Kräfte noch weiter erhöht werden, d.h. über die durch
die Eigenelastizität der Kontaktnadeln ausübbaren
axialen Kräfte hinaus noch erhöht werden. Andererseits
ist es auch möglich, wenn man die von den
Kontaktnadeln auf einen Prüfling ausgeübten Kräfte
bspw. wegen hoher Empfindlichkeit des Prüflinges unter
die Kräfte verringern will, die die Kontaktnadeln
ausüben würden, wenn auf sie von der Spannplatte beim
Kontaktieren eines Prüflinges keine Kräfte mehr
ausgeübt würden, kann man dies dadurch erreichen,
indem man die Spannplatte in der zweiten
Bewegungsrichtung sich nur so weit bewegen läßt, sei
es durch motorische Verstellung oder durch
Inanschlagkommen an einen vorbestimmten Anschlag, daß
die durch die Eigenelastizität der Kontaktnadeln
bewirkbaren axialen Kontaktkräfte nicht erreicht
werden. In diesen Stellungen der Kontaktnadeln liegen
sie dann noch an der Spannplatte mit Vorspannung an,
wobei sich die Spannplatte in einer Zwischenstellung
befindet zwischen der durch Bewegen in der ersten
Bewegungsrichtung erreichten, dem vollen Spannen der
Kontaktnadeln dienenden Stellung und der Stellung, die
sie einnehmen würde, wenn sie auf die Kontaktnadeln
keine Kräfte mehr ausüben würde.
Bei der Erfindung ist es möglich, daß die freien Enden
der Kontaktnadeln in deren voll gespanntem Zustand
nicht über die Frontplatte überstehen. Es ist jedoch
auch möglich, die Frontplatte so anzuordnen, daß die
freien Enden der Kontaktnadeln, wenn die Kontaktnadeln
mittels der Spannplatte voll gespannt sind, über die
Frontplatte überstehen. Im ersteren Falle kann man
auch vorsehen, zum Kontaktieren eines Prüflings
zunächst den Prüfling an diese Frontplatte direkt
anzulegen, da die Kontaktnadeln über sie nicht
überstehen, und dann die Spannplatte in der die
Ausbiegung der Kontaktnadeln verringernden zweiten
Bewegungsrichtung motorisch oder durch ein
Bedienungsorgan zu bewegen bzw. durch die Elastizität
der Kontaktnadeln selbst bewegen zu lassen.
Da die Kräfte zum Spannen der Kontaktnadeln relativ
gering sind, kann man in vielen Fällen zweckmäßig
vorsehen, daß die Spannplatte durch eine
Bedienungsperson von Hand oder mittels des Fußes
gespannt wird, wobei das betreffende, von Hand oder
Fuß betätigte Betätigungsorgan über ein
kraftminderndes Getriebe mit der Spannplatte gekoppelt
sein kann. Es ist jedoch auch möglich und im
allgemeinen besonders zweckmäßig, vorzusehen, daß die
Spannplatte mittels mindestens eines Stellmotors
bewegt wird, wobei der mindestens eine Stellmotor nur
dem Bewegen der Spannplatte zum Spannen der
Kontaktnadeln oder sowohl zum Spannen der
Kontaktnadeln als auch zum Bewegen der Spannplatte in
der die Ausbiegung der Kontaktnadeln verringernden
zweiten Bewegungsrichtung dienen kann, oder für das
letztere Bewegen der Spannplatte kann auch mindestens
ein anderer Stellmotor vorgesehen sein.
Die Kontaktnadeln können zweckmäßig aus besonders
gutem federelastischen Metall bestehen, wie
Federstahl, federelastischem Kupfer-Beryllium oder
dgl.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der
Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 in geschnittener und teilweise schematischer
Darstellung einen Prüfadapter gemäß einem
Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 2 bis 4 unterschiedliche Möglichkeiten des Betriebs
des Prüfadapters nach Fig. 1 bezüglich
unterschiedlichen Endstellungen der
Spannplatte des Prüfadapters, bei denen die
Kontaktnadeln, von denen hier jeweils nur
eine dargestellt ist, einen Prüfling für die
Durchführung seiner elektrischen Prüfung auf
Fehlerfreiheit kontaktieren.
Der in Fig. 1 geschnitten dargestellte Prüfadapter 10
weist eine Vielzahl von in ungespanntem Zustand
geraden Kontaktnadeln 11 auf, wie es für eine der
Kontaktnadeln 11 bei 11′ dargestellt ist. Diese
Kontaktnadeln bestehen aus elastisch federndem Metall,
wie Stahl, federndem Kupfer-Beryllium oder dgl. und
sind einstückig. Sie weisen über ihre Länge mit
Ausnahme ihrer konischen Spitzen in ungespanntem
Zustand kreiszylindrische Gestalt auf und können sehr
kleine Durchmesser von bspw. 0,1 bis 0,8 mm aufweisen,
ggf. jedoch auch noch kleinere oder größere
Durchmesser.
Diese Kontaktnadeln 11 dienen dem Kontaktieren eines
jeweiligen, auf einer Halteplatte oder Aufspannplatte
40 aufgespannten Prüflinges 20, der in diesem
Ausführungsbeispiel ein Chip ist, welcher
Kontaktflächen (Pads) 41 aufweist, welche zur
elektrischen Prüfung dieses Prüflinges 20 auf
Fehlerfreiheit durch die Kontaktnadeln 11 gleichzeitig
mit ausreichend hoher axialer Kontaktkraft zu
kontaktieren sind, um gute elektrische Verbindungen
dieser Kontaktnadeln 11 mit diesen Pads 41
herzustellen. Wenn der Prüfling 20 eine andere Bauart
hat, bspw. eine bestückte oder unbestückte
Leiterplatte ist, dann können die Kontaktnadeln 11
auch dem Kontaktieren von anderen Stellen als Pads
dienen, wie Leiterbahnen, Füßen von elektrischen
Komponenten, Bohrungsrändern, Lötstellen oder dgl.
Die Kontaktnadeln 11 sind an rückwärtigen Endbereichen
in zueinander parallelen Löchern oder Bohrungen 112
einer rückwärtigen Platte 12 eines Gestells 42 des
Prüfadapters 10 befestigt, über welche Bohrungen 112
sie nach rückwärts noch etwas überstehen, und hier
sind an ihre rückwärtigen Enden 117 elektrische Leiter
43 angeschlossen, die zu einem Kabel 44 zusammengefaßt
und gegeneinander elektrisch isoliert zu einem Test
gerät 19 geführt sind. Sobald ein zu prüfender Prüf
ling 20 durch die Kontaktnadeln 11 mit den vorgesehe
nen Kontaktkräften kontaktiert ist, dann führt das
Testgerät 19 die elektrische Prüfung des Prüflinges
auf Fehlerfreiheit durch, wobei die
Kontaktnadeln 11 und die an sie angeschlossenen Leiter
43 die Pads 41 an das Testgerät 19 elektrisch
anschließen.
Die rückwärtige Platte 12 ist zur vorderen
Frontplatte 13 parallel, wobei diese beiden Platten 12
und 13 mittels Seitenplatten 15 fest miteinander
verbunden sind. Die Platten 12 und 13 bestehen aus
elektrisch isolierendem Material, wie Kunststoff,
Keramik oder dgl., um hierdurch die Kontaktnadeln 11
gegeneinander elektrisch zu isolieren.
In der Frontplatte 13 ist für jede Kontaktnadel 11 ein
gerades kreiszylindrisches Loch 113 gebohrt, welche
Löcher 113 zueinander parallel und von den Kontakt
nadeln 11 mit Gleitlagerspiel durchdrungen sind, so
daß die Kontaktnadeln 11 in der Nähe ihrer vorderen
Enden 17 in dieser Frontplatte 13 axial gleitbar
geradegeführt sind.
Die Kontaktnadeln 11 durchdringen ferner mit mittleren
Bereichen zueinander parallele Löcher 16 einer
Spannplatte 14. Diese Spannplatte 14 ist in Durch
brüchen 115 der Seitenplatten 15 geradegeführt mit
Gleitlagerspiel gelagert und parallel zu den Platten
12 und 13. Die von den Kontaktnadeln 11 durchdrungenen
Löcher 16 dieser Spannplatte 14 haben in Richtung
parallel zur Ebene der Spannplatte 14 erheblich
größere Breite als dem Durchmesser der Kontaktnadeln
11 im Bereich dieser Löcher 16 entspricht. Diese
Breite kann vorzugsweise mindestens dem 1,5-fachen
Durchmesser der Kontaktnadeln, besonders zweckmäßig
mindestens dem 3-fachen Durchmesser der Kontaktnadeln
entsprechen oder noch größer sein, wie es in diesem
Ausführungsbeispiel der Fall ist. Diese Löcher 16
können kreisrunde Löcher oder Langlöcher sein. In
letzterem Falle kann dann ihre lichte Breite senkrecht
zur Bildebene mit Gleitlagerspiel größer als die
Durchmesser der sie durchdringenden Bereiche der
Kontaktnadeln 11 sein.
Die Spannplatte 14 ist in einer dem vollen oder
maximalen Spannen der Kontaktnadeln 11 dienenden
ersten Bewegungsrichtung (Pfeil A) mittels eines
Stellmotores 21 bewegbar. Dieser Stellmotor 21 ist in
diesem Ausführungsbeispiel eine pneumatische oder
hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit mit durch eine
Rückstellfeder 24 belastetem Kolben 23, kann jedoch
auch andere geeignete Ausbildung haben, bspw. ein
Elektromotor oder ein Hubmagnet oder von sonstiger
geeigneter Bauart sein.
Diese einen Arbeitszylinder und infolge der Feder 24
auch einen Federmotor bildende Kolben-Zylinder-Einheit
21 weist einen Zylinder 22 auf, in welchem der Kolben
23 axial gleitbar angeordnet ist. Die Kolbenstange 26
ist mit der Spannplatte 14 bewegungsschlüssig,
vorzugsweise fest verbunden. Der linksseitig des
Kolbens 23 befindliche Arbeitsraum 32 des Zylinders
22 ist über eine Leitung 25 und ein Drei-Wege-Ventil
33 an einen Druckspeicher 27 angeschlossen, in den
flüssiges oder gasförmiges Druckmedium mittels einer
Pumpe 29 förderbar ist und in welchem ein konstanter
Druck durch Regeln aufrechterhalten werden kann. Das
Ventil 33 ist mittels eines Stellgliedes 34 motorisch
so verstellbar, daß der Arbeitsraum 32 des Zylinders
wahlweise mit dem Druckspeicher 27 oder mit einer dem
Ableiten von Druckmedium aus diesem Arbeitsraum 32
dienenden Abflußleitung 35 verbindbar ist.
Während das in diesen Arbeitsraum 32 aus dem
Druckspeicher 27 einleitbare Druckmedium dem Bewegen
des Kolbens 23 in Richtung des Pfeiles A, d.h. dem
Bewegen der Spannplatte 14 in ihrer ersten
Bewegungsrichtung zum vollen Spannen der Kontaktnadeln
dient, wobei unter vollem Spannen ihr seitliches
Ausbiegen in ihre am weitesten in Richtung des Pfeiles
A ausgebogenen Stellungen oder Gestalten verstanden
ist, dient die Feder 24 dem Bewegen des Kolbens 20
nach links, d.h. dem Bewegen der Spannplatte 14 in
ihrer zweiten Bewegungsrichtung (Pfeil B), die
entgegengesetzt zu der ersten Bewegungsrichtung
(Pfeil A) ist. Diese Bewegung in der zweiten
Bewegungsrichtung wird teilweise noch durch die
Eigenelastizität der durch die Spannplatte 14
ausgebogenen Kontaktnadeln 11 unterstützt. Bewegen der
Spannplatte 14 in dieser zweiten Bewegungsrichtung
findet dann statt, wenn nach dem durch Einleiten von
Druckmedium in den Arbeitsraum 32 durch Bewegen der
Spannplatte 14 in der ersten Bewegungsrichtung
erfolgendem vollen Spannen der Kontaktnadeln 11 das
Drei-Wege-Ventil 33 mittels des Stellgliedes 34 so
umgeschaltet wird, daß es nunmehr den Arbeitsraum 32
vom Druckspeicher 27 abschaltet und diesen Arbeitsraum
mit der Abflußleitung 35 verbindet, so daß das
Druckmedium aus dem Arbeitsraum 32 abfließen kann und
der Kolben 23 und damit die Spannplatte 14 sich
nunmehr in der zweiten Bewegungsrichtung nach links
bewegen können.
Es ist auch in vielen Fällen möglich, die Feder 24
wegzulassen, und zwar dann, wenn vorgesehen ist, die
Spannplatte 14 in der zweiten Bewegungsrichtung nur
mittels der Eigenspannung der Kontaktnadeln 11 zu
bewegen, oder wenn anstelle der Feder 24 die Bewegung
des Kolbens 23 in Richtung des Pfeiles 8 durch
Einleiten von Druckmedium in den in diesem
Ausführungsbeispiel von der Feder 24 besetzten Raum
rechtsseitig des Kolbens 23 des Zylinders 22 bewirkbar
oder steuerbar ist.
Es sind nun unterschiedliche Betriebsarten dieses
Prüfadpaters 10 möglich, was anhand von
Kontaktierungen des Prüflinges 20 durch die
Kontaktnadeln 11 nachfolgend beschrieben sei.
Bevor ein Prüfling durch die Kontaktnadeln 11 des
Prüfadapters 10 kontaktiert wird, werden die
Kontaktnadeln durch Bewegung der Spannplatte 14 in
Richtung des Pfeiles A mittels des Stellmotors 21 voll
gespannt, so daß sie die voll ausgezogen dargestellten
gebogenen Stellungen einnehmen und nicht mehr, wie vor
dem Spannen gerade sind. Sie sind dann voll gespannt,
wenn die ihrem Spannen dienende Bewegung der
Spannplatte 14 in Richtung des Pfeiles A beendet ist
und es findet dann kein stärkeres Ausbiegen der
Kontaktnadeln 11 in dieser Ausbiegrichtung (Pfeil A)
mehr statt. Durch dieses Spannen wandern die freien
oder vorderen Enden 17 der Kontaktnadeln 11 in
Richtung auf die Frontplatte 13 und damit auch auf die
Spannplatte 14 zu, verringern also ihre Abstände von
diesen Platten 13, 14, bspw. um 0,5 bis 3 mm oder je
nach Sachlage auch um noch weniger oder noch mehr. Die
Länge der Kontaktnadeln 11 kann bspw. 2 bis 20 cm
betragen, je nach Sachlage auch noch weniger oder noch
mehr.
Nach dem Spannen der Kontaktnadeln 11 wird der
Prüfling 20 entweder durch Bewegung der ihn tragenden
Aufspannplatte 40 oder durch Bewegen des Prüfadapters
10 mit seinen Pads 41 sehr nahe an die vorderen Enden
17 der Kontaktnadeln 11 gebracht oder bis zum
Anliegen der Pads 41 an diesen vorderen Enden 17,
wobei dieses Anliegen jedoch nur ohne Kraft oder nur
mit viel geringerer Kraft erfolgt als zum Bewegen der
freien Kontaktnadelenden 17 weiter nach oben nötig
wäre. Der Prüfling 20 bewegt also die gespannten
Kontaktnadeln 11 bezogen auf Fig. 1 nicht nach oben,
sondern verbleibt während des nachfolgenden
Kontaktierens durch die Kontaktnadeln in konstantem
Abstand von der Frontplatte 13. Oder es kann auch
vorgesehen sein, daß zum besonders schonenden
Kontaktieren des jeweiligen Prüflings 20 die diesen
tragende Aufspannplatte 40 anstatt beim Kontaktieren
des Prüflings durch die Kontaktnadeln 11 unbeweglich
stehen zu bleiben, also in konstantem Abstand von der
Frontplatte 13 - was an sich bevorzugt vorgesehen sein
kann - sie geringfügig federnd angeordnet ist, derart,
daß sie beim Kontaktieren eines von ihr getragenen
Prüflings 20 geringfügig in von der Frontplatte 13
wegführender Richtung federnd nachgeben kann. Die
Tragplatte 40 hat also außer dem Halten des
jeweiligen Prüflings die Aufgabe, den jeweiligen
Prüfling 20, wenn er durch die Kontaktnadeln 11
kontaktiert wird, gegen die hierdurch auf ihn von den
Kontaktnadeln 11 ausgeübten Kontaktkräfte unbeweglich
oder ggfs. geringfügig federnd abzustützen, nicht aber
die Aufgabe, die freien Enden 17 der Kontaktnadeln 11
auf die Frontplatte 13 zu zu bewegen, was letzteres so
hohe Kräfte erfordern würde, wie sie bei der Erfindung
gerade nicht nötig sind.
Die von den Kontaktnadeln 11 auf den jeweiligen
Prüfling ausübbaren Kontaktkräfte können pro
Kontaktnadel bspw. 30 bis 300 cN betragen.
Diese für sichere elektrische Kontaktierung der Pads
41 ausreichend großen axialen Kontaktkräfte der
Kontaktnadeln 11 werden erst dann, nachdem der
Prüfling 20 nach dem vollen Spannen der Kontaktnadeln
11 in die vorgesehene Stellung gegenüber der
Frontplatte 13 gebracht ist, in der die
Kontaktnadelenden 17 ihm in geringem Abstand -
gegenüberstehen oder ihn berühren oder mit nur
geringer, sie nicht bewegender Kraft auf ihn drücken,
dadurch bewirkt, indem das Ventil 33 so umgeschaltet
wird, daß das vorangehend zum vollen Spannen der
Kontaktnadeln 11 in den Arbeitsraum 32 eingeleitete
Druckmedium aus ihm durch die Abflußleitung 35
hindurch wieder abfließen kann, was je nach Ausbildung
des Drei-Wege-Ventiles 33 oder Einstellung eines in
der Abflußleitung 35 angeordneten Drosselventils 47
rasch oder weniger rasch erfolgen kann. Die
Kontaktnadeln drücken dann unter Mitwirkung der
Rückstellfeder 24 die Spannplatte 14 nach links und es
gibt jetzt hier drei prinzipiell unterschiedliche
Möglichkeiten, unterschiedlich große axiale
Kontaktkräfte der Kontaktnadeln 11 auf den Prüfling 20
zu erzielen.
Diese drei prinzipiellen Möglichkeiten sind an
Beispielen in den Fig. 2 bis 4 dargestellt.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Möglichkeit wird die
Spannplatte 14 zum Ausüben von ausreichend großen
Kontaktkräften der Kontaktnadeln 11 auf die
unbeweglich gehaltenen Pads 41 so weit nach links
bewegt, bis sie auf die Biegenadeln bildenden
Kontaktnadeln 11 keine Kräfte mehr ausübt, was in Fig.
2 dadurch gezeigt ist, indem die Kontaktnadel 11 sich
im Abstand von der Wandung des über seine Länge
konstanten Querschnitt aufweisenden Loches 16
befindet. Damit drückt die Kontaktnadel 11 nur unter
Einwirkung ihrer eigenen, noch vorhandene Biegung auf
den Prüfling 20, da dieser so relativ zum Gestell 42
des Prüfadapters angeordnet ist, daß, wenn die
Kontaktnadel 11 durch die Spannplatte 14 wie
dargestellt freigegeben ist, sie dann immer noch mehr
oder weniger stark gebogen ist, derart, daß die
gewünschte axiale Kontaktkraft auf den Prüfling 20 von
ihr ausgeübt wird. In dem in Fig. 1 voll dargestellten
gebogenen Zustand der Kontaktnadeln 11 ist ihre
seitliche Ausbiegung größer als in Fig. 2.
Wenn gewünscht wird, daß die Kontaktnadeln 11 auf den
Prüfling 20 axiale Kontaktkräfte ausüben, die größer
sind als die durch die Kontaktnadeln in der in Fig. 2
dargestellten ausgeübten Stellung, wo sie von der
Spannplatte 14 nicht mehr beeinflußt sind, also
größere axiale Kontaktkräfte ausgeübt werden sollen,
als die Kontaktnadeln 11 durch ihre Eigenelastizität
als Biegenadeln ausüben würden, dann kann dies gemäß
Fig. 3 dadurch erfolgen, indem der Stellmotor 21 - in
diesem Ausführungsbeispiel seine Feder 24 - die
Spannplatte 14 über ihren Stellungsbereich in welchem
sie keine Kräfte auf die Kontaktnadeln 11 mehr ausübt,
noch weiter in Richtung des Pfeiles B bewegt, wodurch
die von den Kontaktnadeln 11 auf den Prüfling 20
ausgeübten Kontaktkräfte über die in der Stellung der
Spannplatte 14 gemäß Fig. 2 von den Kontaktnadeln 11
auf den Prüfling ausgeübten Kontaktkräfte hinaus in
gewünschter Weise noch mehr oder weniger stark erhöht
werden, wie es an einem Beispiel Fig. 3 zeigt. Dabei
ist die auf die Spannplatte 14 von der Feder 24 in
Richtung des Pfeiles B auszuübende Kraft viel geringer
als der Summe der Erhöhungen der axialen Kontaktkräfte
durch die Spannplatte 14 entspricht, wie man ohne
weiteres erkennt. Hierbei kann vorgesehen sein, daß
sich die Stellung der Spannplatte 14 nach Fig. 3 nur
durch die Kraft der Feder 24 einstellt oder daß diese
Stellung durch einen an der Kolbenstange 26 oder der
Spannplatte 14 fest angeordneten Anschlag 45 begrenzt
wird, indem dieser Anschlag 45 an ein vorzugsweise
parallel zur Bewegungsrichtung der Spannplatte
lageeinstellbares Widerlager 46 zur Anlage kommt, das
seine Beweguung in Richtung des Pfeiles B begrenzt.
Man kann dieses Widerlager 46 auch so einstellen, daß
es die Bewegung der Spannplatte 14 in Richtung des
Pfeiles B in einer Stellung anhält, in der die
Spannplatte 14 nicht mehr auf die Kontaktnadeln 11
drückt. Also bspw. kann dieser Anschlag 45 und das
Widerlager 46 auch dazu dienen, die Spannplatte 14 in
der in Fig. 2 oder auch in der in Fig 4 dargestellten
Stellung anzuhalten.
Bei der in Fig. 4 dargestellten Möglichkeit der
Betätigung des Prüfadapters 10 werden die von den
Kontaktnadeln 11 auf den jeweiligen Prüfling 20
ausgeübten axialen Kontaktkräfte kleiner gehalten als
wenn die Spannplatte 14 auf sie keine Kräfte mehr
ausüben würde (Fig. 2). Dies kann bspw. dadurch bewirkt
werden, indem in diesem Ausführungsbeispiel das
Widerlager 46 so eingestellt wird, daß die Spannplatte
14 aus ihrer dem vollen Spannen der Kontaktnadeln 11
dienenden äußersten rechten Stellung in Richtung des
Pfeiles B nicht in eine Stellung bewegt werden kann,
in der sie auf die Kontaktnadeln 11 keine Kräfte mehr
ausübt, sondern sie bleibt auf ihrem zweiten
Bewegungsweg in einer Stellung gehalten durch das
Widerlager 46 stehen, in der die Kontaktnadeln 11
durch die Spannplatte 14 noch mehr oder weniger stark
in Richtung des Pfeiles A belastet sind, so daß die
volle Eigenelastizität der Kontaktnadeln 11 nicht zur
Auswirkung kommt, sondern die Kontaktnadeln nur mit
veringerten axialen Kontaktkräften, die durch
unterschiedliche Einstellung des Widerlagers 46
beliebig eingestellt werden können, auf den Prüfling
20 drücken.
Nach erfolgter Prüfung eines Prüflinges 20 wird dieser
durch Bewegen der Aufspannplatte 40 oder des
Prüfadapters 10 vom Prüfadapter 10 wieder weggeführt
und gegen einen neuen Prüfling 20 ausgewechselt. Bevor
dieser neue Prüfling 20 in die vorgesehene
Relativstellung zum Prüfadapter 10 gebracht wird,
werden die Kontaktnadeln 11 wieder mittels der
Spannplatte 14 durch deren Bewegen in Richtung des
Pfeiles A voll gespannt, wozu der Arbeitsraum 32
mittels des Ventils 33 in leitende Verbindung mit dem
Druckspeicher 27 gebracht wird, so daß das Druckmedium
den Kolben 23 unter Mitnahme der Spannplatte 14 nach
rechts bis in seine vorgesehene Endstellung bewegt,
die durch einen nicht dargestellten, vorzugsweise
einstellbaren Anschlag begrenzt sein kann oder durch
den Druck des Druckmediums bestimmt sein kann. In
dieser Endstellung der Spannplatte 14 sind die
Kontaktnadeln 11 voll gespannt. Dann wird der Prüfling
20 in die vorgesehene Relativstellung zum Prüfadapter
10 gebracht und die Spannplatte 14 in Richtung des
Pfeiles B wieder nach links bewegt und hierdurch die
gewünschten axialen Kontaktkräfte von den
Kontaktnadeln 11 auf die von ihnen kontaktierten
Stellen des Prüflings 20 ausgeübt, so daß wiederum
sicherer elektrischer Kontakt zwischen den von den
Kontaktnadeln 11 kontaktierten Stellen des Prüflinges
20 und den Kontaktnadeln 11 erreicht wird und das
Testgerät 19 die elektrische Prüfung dieses neuen
Prüflinges auf elektrische Fehlerfreiheit durchführen
kann.
Das Erreichen der gewünschten axialen Kontaktkräfte
der Kontaktnadeln 11 auf den jeweiligen Prüfling 20
kann mittels des dargestellten Prüfadapters sanft und
schonend oder ggf. rasch, gewünschtenfall sogar
praktisch schlagartig erfolgen, lediglich dadurch,
indem man den Abfluß des Druckmediums aus dem
Arbeitsraum 32 des Arbeitszylinders 22 langsam oder
rasch erfolgen läßt. Hierzu ist in die Abflußleitung
das Drosselventil 47 eingesetzt, das manuell in
unterschiedliche Drosselstellungen einstellbar ist und
den Abfluß des Druckmediums aus dem Arbeitsraum 32
also unterschiedlich rasch ermöglicht.
Der dargestellte Prüfadapter hat also zahlreiche
Vorteile. Unter anderem benötigt er nur relativ wenig
Kraft zum Spannen der Kontaktnadeln mit allen sich
hieraus ergebenden Vorteilen. Auch läßt er langsames
schonendes oder schnelles schlagartiges Kontaktieren
der Prüflinge durch die Kontaktnadeln auf einfache
Weise erreichen. Auch lassen sich die von den
Kontaktnadeln auf die Prüflinge ausgeübten
Kontaktkräfte in weiten Grenzen unterschiedlich
einstellen, ohne daß es baulicher Änderungen des
Prüfadapters 10 bedarf. Auch kann die Anzahl seiner
Kontaktnadeln praktisch beliebig sein, bspw. kann er
hunderte oder tausende oder noch mehr oder auch
weniger Kontaktnadeln aufweisen.
Claims (11)
1. Verfahren zum Kontaktieren von elektrischen oder
elektronischen Prüflingen, wie Leiterplatten,
integrierten Schaltkreisen, Chips oder dgl.,
mittels metallischen, federnd biegsamen
Kontaktnadeln, die in einem Prüfadapter einer
Prüfeinrichtung zum Prüfen solcher Prüflinge auf
elektrische Fehlerfreiheit angeordnet sind und
deren vorderen Enden dem Kontaktieren der Prüflinge
dienen, wobei diese Kontaktnadeln in Löchern einer
Frontplatte eines sie aufweisenden Prüfadapters
axial beweglich geradegeführt sind und ferner mit
mittleren Bereichen Löcher einer parallel zu sich
selbst beweglichen Spannplatte durchdringen, die
die Kontaktnadeln aus ihren geraden Stellungen
seitlich ausbiegen kann, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kontaktnadeln durch die Spannplatte bis in
ihre an weitesten ausgebogenen Stellungen gespannt
werden, und daß die Kontaktnadeln auf den jeweils
von ihnen kontaktierten Prüfling dadurch
ansteigende Kräfte ausüben, indem der Prüfling
gegen die von den Kontaktnadeln auf ihn ausübbaren
Kräfte abgestützt und dabei nicht mehr auf die
Spannplatte zu bewegt wird und die Spannplatte in
einer Bewegungsrichtung (zweite Bewegungsrichtung)
bewegt wird, die zu der dem Spannen der
Kontaktnadeln dienenden Bewegungsrichtung (erste
Bewegungsrichtung) entgegengesetzt ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Prüfadapter mit durch die Spannplatte
gespannten Kontaktnadeln und der Prüfling in eine
Relativstellung zueinander gebracht werden, in der
der Prüfling sich in geringem Abstand von den
vorderen Enden der gespannten Kontaktnadeln
befindet oder diese berührt und daß dann die
Spannplatte durch Bewegen in ihrer zweiten
Bewegungsrichtung in eine Stellung bewegt wird, in
der die Kontaktnadeln den Prüfling mit den durch
sie ohne Mitwirkung der Spannplatte bewirkbaren
eigenen Federkräften kontaktieren.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Prüfadapter mit durch die Spannplatte
gespannten Kontaktnadeln und der Prüfling in eine
Relativstellung zueinander gebracht werden, in der
der Prüfling sich in geringem Abstand von den
vorderen Enden der Kontaktnadeln befindet oder
diese berührt und daß dann die Spannplatte in der
zweiten Bewegungsrichtung bis in eine Stellung
bewegt wird, in der die Kontaktnadeln Kräfte auf
den Prüfling ausüben, die durch Andrücken der
Spannplatte an die Kontaktstifte über die durch die
Eigenfederung der Kontaktstifte bewirkbaren Kräfte
hinaus noch vergrößert sind.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Prüfadapter mit durch die Spannplatte
gespannten Kontaktnadeln und der Prüfling in eine
Relativstellung zueinander gebracht werden, in der
der Prüfling sich in geringem Abstand von den
vorderen Enden der gespannten Kontaktnadeln
befindet oder diese berührt und daß dann die
Spannplatte durch Bewegen in ihrer zweiten Be
wegungsrichtung in eine Stellung bewegt wird, bei
der die Kontaktnadeln noch mit Vorspannung an der
Spannplatte anliegen, derart, daß die Kräfte, die
die Kontaktnadeln auf den Prüfling ausüben, kleiner
sind als die Kräfte, die sie auf den Prüfling dann
ausüben würden, wenn sie die Spannplatte nicht mehr
berühren würden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand des
Prüflings von der Spannplatte während der
Vergrösserung der von den Kontaktnadeln auf den
Prüfling durch Bewegen der Spannplatte in ihrer
zweiten Bewegungsrichtung ausgeübten Kräfte
konstant gehalten wird oder der Prüfling gegen die
von den Kontaktnadeln auf ihn ausgeübten Kräfte
federnd abgestützt ist.
6. Prüfadapter zur Durchführung des Verfahrens nach
einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß er eine Frontplatte (13)
aufweist, die eine Mehrzahl von Löchern aufweist,
in welchen vordere Bereiche der Kontaktnadeln (11)
geradegeführt sind, wobei die vorderen Enden der
Kontaktnadeln über diese Löcher überstehen können
und/oder sich in ihnen befinden können, welche
Kontaktnadeln mit mittleren Bereichen Löcher (16)
einer Spannplatte (14) durchdringen, welche im
Abstand von der Frontplatte parallel zu ihr
angeordnet und quer zu den Längsachsen ihrer von
den Kontaktnadeln durchdrungenen Löcher in einer zu
ihrer ersten Bewegungsrichtung und in einer hierzu
entgegengesetzten zweiten Bewegungsrichtung
parallel zu sich selbst beweglich ist, daß die
rückwärtigen Enden der Kontaktnadeln gegen axiales
Verschieben zumindest in Rückwärtsrichtung
gesichert sind, und daß Betätigungsmittel (22) zum
zwangsweisen Bewegen der Spannplatte in ihrer
ersten Bewegungsrichtung zum Spannen der
Kontaktnadeln durch Biegen in ihre am weitesten
ausgebogenen Stellungen vorgesehen sind, wobei
dieses Spannen der Kontaktnadeln bewirkt, daß die
freien Enden der Kontaktnadeln ihre Abstände von
der Spannplatte verringern.
7. Prüfadapter nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß auch Betätigungsmittel (24) zum
zwangsweisen Bewegen der Spannplatte (14) in deren
zweiten Bewegungsrichtung vorgesehen sind.
8. Prüfadapter nach Anspruch 6 oder 7, dadurch
gekennzeichnet, daß das Betätigungsmittel oder
mindestens ein Betätigungsmittel mindestens einen
Stellmotor (21) aufweist.
9. Prüfadapter nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Spannplatte (14)
mittels eines Getriebes mit einem durch eine
Bedienungsperson bewegbaren Betätigungsorgan zu
ihrem Verschieben in mindestens einer ihrer
Bewegungsrichtungen verbunden ist.
10. Prüfadapter nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsmittel
(24) zum zwangsweisen Bewegen der Spannplatte (14)
in ihrer zweiten Bewegungsrichtung über die
Stellung hinaus, in der sie die Kontaktnadeln
nicht belastet, zur Vergrößerung der von den
Kontaktnadeln auf Prüflinge (20) ausübbaren Kräfte
ausgebildet sind.
11. Prüfadapter nach einem der Ansprüche 6 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die parallel zur
ersten und zweiten Bewegungsrichtung der
Spannplatte (14) gemessene minimale Breite der von
den Kontaktnadeln (11) durchdrungenen Löchern (16)
der Spannplatte mindestens dem 1,5-fachen
Durchmesser, vorzugsweise mindestens dem 3-fachen
Durchmesser der Kontaktnadeln (11) im Bereich
dieser Löcher (16) entspricht.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893917341 DE3917341A1 (de) | 1988-06-01 | 1989-05-27 | Verfahren und pruefadapter zum kontaktieren von prueflingen |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3818686 | 1988-06-01 | ||
DE19893917341 DE3917341A1 (de) | 1988-06-01 | 1989-05-27 | Verfahren und pruefadapter zum kontaktieren von prueflingen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3917341A1 true DE3917341A1 (de) | 1989-12-14 |
Family
ID=25868685
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19893917341 Withdrawn DE3917341A1 (de) | 1988-06-01 | 1989-05-27 | Verfahren und pruefadapter zum kontaktieren von prueflingen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3917341A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19811795C1 (de) * | 1998-03-18 | 1999-09-02 | Atg Test Systems Gmbh | Nadel für einen Prüfadapter |
DE10004974A1 (de) * | 2000-02-04 | 2001-08-09 | Atg Test Systems Gmbh | Adapter zum Prüfen von Leiterplatten und Nadel für einen solchen Adapter |
-
1989
- 1989-05-27 DE DE19893917341 patent/DE3917341A1/de not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19811795C1 (de) * | 1998-03-18 | 1999-09-02 | Atg Test Systems Gmbh | Nadel für einen Prüfadapter |
DE10004974A1 (de) * | 2000-02-04 | 2001-08-09 | Atg Test Systems Gmbh | Adapter zum Prüfen von Leiterplatten und Nadel für einen solchen Adapter |
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