Kontaktstift für die Funktionsprüfung von Leiterplatten

Abstract

 Die Erfindung betrifft einen Kontaktstift (2) für die Funk­tionsprüfung von Leiterplatten oder dergleichen, mit einem an einem freien Ende ausgebildeten, konvergierend zugespitz­ten Kontaktkopf (6). Der Kontaktkopf (6) ist mit einer zur Kontaktstiftachse (10) parallelen, durch die Kontaktkopfspit­ze (12) verlaufenden Anschliffebene (14) versehen. Die da­durch entstehenden Schneidkanten verbessern den Kontakt, wenn ein Lötauge oder eine Durchkontaktierungsbohrung mit einer Oxidschicht bedeckt oder beschmutzt ist. Im Fußbe­reich (16) des konvergierend zugespitzten Kontaktkopfes (6) ist außerdem eine über den ganzen Fußumfang verlaufende, zur Kontaktspitze (12) hin offene Rinne (18) ausgebildet, die dazu dient, bei der Kontaktierung von Bauteilbeinchen diese aufzufangen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Kontaktstift der im Oberbegriff des Anspruches genannten Art.

[0002] Derartige Kontaktstifte werden beispielsweise für die Erstel­lung von sogenannten Prüfadaptern verwendet. Diese bestehen aus einer Platte, die mit zahlreichen Kontaktstiften bestückt ist; die zu prüfende Leiterplatte wird in genauer Ausrich­tung auf den Prüfadapter aufgesetzt, wobei die Kontaktstif­te mit bestimmten Prüfpunkten an der Unterseite der Leiter­platte in Kontakt kommen. Die Kontaktstifte sind ihrerseits mit einer Prüfschaltung verbunden. Um einen weitgehend glei­chen Andruck aller Kontaktstifte an die zugeordneten Prüf­punkte zu gewährleisten, sind die Kontaktstifte im allgemei­nen federnd in Hülsen gelagert, die ihrerseits in die Platte des Prüfadapters eingesetzt werden. Die Andruckkraft ist durch die Auslegung der die Kontaktstifte abstützenden Federn und die Zusammendrückung dieser Federn bestimmt.

[0003] Die Prüfpunkte der Leiterplatte können beispielsweise durch Lötaugen, Durchkontaktierungen oder auch über die Untersei­te der Leiterplatte vorstehende Beinchen von elektronischen Bauteilen gebildet sein. Um den unterschiedlichen Ausbil­dungen der Lötpunkte gerecht zu werden, sind zahlreiche, unterschiedliche Kontaktkopfformen entwickelt worden (Pro­spekt der Firma INGUN-System, insbesondere Seiten 4 bis 7). Zur Kontaktierung von Lötaugen sind im allgemeinen kegeli­ge Kontaktköpfe mit unterschiedlich spitzen Winkeln vor­gesehen (z. B. Form 01, Form 15, Form 31). Damit auf dem Lötauge befindliche Fluxmittelreste, Oxidschichten oder an­dere Rückstände sicher durchdrungen werden und ein einwand­freier Kontakt hergestellt wird, müssen Kontaktköpfe mit re­lativ kleinem Kegelwinkel verwendet werden. Die dadurch ge­bildeten schlanken Spitzen sind jedoch sehr verschleißanfäl­lig, so daß die Anzahl der Prüfvorgänge mit derartigen Kon­taktstiften begrenzt ist. Um diesem Nachteil abzuhelfen, müs­sen die Kontaktköpfe gegebenenfalls aus teuerem, hochfestem Material hergestellt werden. Eine andere Möglichkeit, den Verschleiß der Kegelspitze zu vermindern, besteht darin, diese weniger schlank auszuführen. Damit wird jedoch eine höhere Andruckkraft für den Kontaktstift erforderlich, was im allgemeinen auch stärkere Kontaktstifte sowie größere Hülsen und Andruckfedern bedingt.

[0004] Zur Prüfung von Durchkontaktierungsbohrungen sind besondere Kontaktköpfe entwickelt worden (z.B. Form 07, Form 17), die sich in den Durchkontaktierungsbohrungen zentrieren sollen. Damit an den Eintrittskanten der Durchkontaktierungsbohrungen vorhandene Oxid- oder Verunreinigungsschichten sicher durch­drungen werden, sind diese Kontaktköpfe dreikantig oder sechs­ kantig ausgebildet, so daß sie mehrere scharfe Schneidkanten aufweisen. Derartige Kontaktköpfe sind in der Herstellung sehr aufwendig und teuer. Außerdem muß es als Nachteil an­gesehen werden, daß für die beiden häufig vorkommenden Aus­gestaltungen der Kontaktpunkte, nämlich Lötaugen oder Durch­kontaktierungsbohrungen, unterschiedliche Kontaktstifte ver­wendet werden müssen, was den Aufwand beispielsweise der Lagerhaltung oder der Bestückung des Prüfadapters erheblich erhöht.

[0005] Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kontaktstift der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art zu schaf­fen, welcher einfach und damit preiswert in der Herstellung ist, welcher weitgehend verschleißunempfindlich ist, welcher sowohl für Lötaugen als auch für Durchkontaktierungen ver­wendbar ist und welcher eine sichere Kontaktierung bei ver­hältnismäßig geringer Andruckkraft gewährleistet.

[0006] Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 enthaltenen Merkmale gelöst.

[0007] Der Kontaktkopf ist in seiner Grundform konvergierend zuge­spitzt; in seiner einfachsten und preiswertesten Ausführung ist er kreiskegelförmig. Im Bereich der Kontaktkopfspitze ist er mit einer zur Kontaktstiftachse parallelen, durch die Kontaktkopfspitze verlaufenden Anschliffebene versehen. Da­durch wird im Bereich der Spitze eine keilförmige Schneid­kante erzeugt. Es hat sich gezeigt, daß mit einem derartig ausgebildeten Kontaktkopf eine ein Lötauge überdeckende Fremdschicht sehr viel leichter durchdrungen wird als mit herkömmlichen Kontaktköpfen. Es ist deshalb möglich, gegen­über bekannten, für die gleiche Aufgabe bestimmten Kontakt­köpfen stumpfere Spitzenwinkel und geringere Andruckkräfte zu verwenden. Dadurch ergibt sich gleichzeitig eine Verrin­gerung des Verschleißes. Aber selbst dann, wenn die äußerste Spitze des Kontaktkopfes bereits Verschleiß zeigt, bleiben die von dieser Spitze ausgehenden Schneidkanten immer noch wirksam, so daß die Einsatzdauer eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Kontaktstiftes wesentlich höher als die her­kömmlicher, bekannter Kontaktstifte ist.

[0008] Die die Anschliffebene begrenzenden Schneidkanten ermögli­chen außerdem einen Einsatz des erfindungsgemäßen Kontakt­stiftes bei sogenannten Durchkontaktierungsbohrungen, da diese Schneidkanten eine eventuell an der Eintrittskante der Durchkontaktierungsbohrung vorhandene Oxid- oder Ver­unreinigungsschicht durchschneiden können. Der erfindungs­gemäße Kontaktstift ist deshalb für die beiden sehr häufig vorkommenden Kontaktierungsaufgaben, nämlich die Kontaktie­rung von Lötaugen und von Durchkontaktierungen, geeignet.

[0009] In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung hat der Kreiske­gel einen Spitzenwinkel von zwischen 50° und 70°, vorzugswei­se etwa 60°. Wie bereits weiter vorne beschrieben, ist ein derartiger verhältnismäßig stumpfer Spitzenwinkel wenig ver­schleißanfällig, so daß eine hohe Standzeit für den Kontakt­stift sichergestellt ist.

[0010] Für die Kontaktierung von Bauteilbeinchen, wire-wrap-Pfosten oder dergleichen werden im allgemeinen im wesentlichen trich­terförmige Kontaktköpfe verwendet, die auch bei bestimmten seitlichen Abweichungen die Bauteilbeinchen einfangen und zum Grund des Trichters zentrieren (INGUN-System-Prospekt, Form 03, Form 04). Um auch die Kontaktierung von Bauteilbein­chen oder dergleichen mit dem erfindungsgemäßen Kontaktstift zu ermöglichen, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß am Fuß des konvergierend zugespitzten Kon­taktkopfes eine über den ganzen Fußumfang verlaufende, zur Kontaktkopfspitze hin offene Rinne ausgebildet ist. Wenn der erfindungsgemäße Kontaktstift mit einem Bauteilbeinchen oder dergleichen in Berührung kommt, wird dieses im allge­meinen an der konvergierend zugespitzten Fläche des Kontakt­kopfes abgleiten, bis es von der Rinne gefangen wird.

[0011] Auf diese Weise ist ein Kontaktstift geschaffen worden, wel­cher im wesentlichen für alle vorkommenden Kontaktierungs­aufgaben geeignet ist, so daß die durch unterschiedliche Kon­taktstifte verursachte Lagerhaltung sowie der Montageaufwand erheblich verringert werden können.

[0012] Da der erfindungsgemäße Kontaktkopf mit einer geringeren An­druckkraft auskommt, kann er im ganzen schlanker ausgebildet werden, so daß die Rasterdichte auf dem Prüfadapter bei Ver­wendung der erfindungsgemäßen Kontaktstifte vergrößert werden kann.

[0013] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 eine Seitenansicht eines Kontaktstiftes, welcher im Bereich des Kontaktkopfes teilweise geschnitten ist;

Figur 2 eine Draufsicht auf die Spitze des Kon­taktstiftes gemäß Figur 1;

Figur 3 in vergrößerter Darstellung eine Seiten­ansicht eines Kontaktkopfes gemäß Figur 1 im Kontakteingriff mit einem Lötauge;

Figur 4 eine Seitenansicht eines Kontaktstif­tes gemäß Figur 3 im Kontakteingriff mit einem Bauteilbeinchen.

[0014] Der in Figur 1 dargestellte Kontaktstift 2 besteht aus ei­nem Schaft 4 und einem am freien Ende des Schaftes 4 ausge­bildeten Kontaktkopf 6. Der Kontaktkopf 6 ist im wesentli­chen als Kreiskegel 8 ausgebildet. Der Spitzenwinkel α des Kreiskegels 8 beträgt etwa 60°.

[0015] Der Kreiskegel 8 ist im Bereich der Kontaktkopfspitze 12 mit einer zur Kontaktstiftachse 10 parallelen, durch die Kontaktkopfspitze 12 verlaufenden Anschliffebene 14 verse­hen.

[0016] Im Fußbereich 16 des Kontaktkopfes 10 ist eine über den gan­zen Fußumfang verlaufende, zur Kontaktkopfspitze 12 hin offe­ne Rinne 18 ausgebildet. Diese dient dazu, am Kontaktkopf 6 abgleitende Bauteilefüßchen zu fangen und aufzunehmen, um auch eine Kontaktierung derartiger Bauteilefüßchen zu ermög­lichen, wie weiter unten noch ausgeführt wird.

[0017] Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf die Spitze des Kontaktkopfes 6 und läßt insbesondere auch die Anschlifffläche 14 sowie die um den ganzen Fußumfang des Kontaktkopfes 6 verlaufende Rinne 18 erkennen.

[0018] Figur 3 zeigt in vergrößerter Darstellung den Kontaktkopf 6 gemäß den Figuren 1 und 2 im Kontakteingriff mit einem Lötauge 20. Das Lötauge 20 besteht in bekannter Weise aus der eigentlichen Lotschicht 22 und einer diese bedeckenden Verunreinigungsschicht 24. Diese kann durch Fluxmittelreste, eine Oxidationsschicht oder andere Verunreinigungen gebildet sein. Die Verunreinigungsschicht 24 kann durch ungeeignete Kontaktstiftköpfe häufig nicht oder nur ungenügend durch­drungen werden, so daß kein oder nur ein ungenügender Kon­takt zustandekommt. Der erfindungsgemäße Kontaktkopf 6 bil­det durch die angeschliffene Anschlifffläche 14 in der Ebe­ne dieser Anschlifffläche einen verhältnismäßig stumpfen Keil mit einem Keilwinkel von 60° (entsprechend dem Spitzen­winkel des Kreiskegels 8), welcher seitlich durch die als Schneidkanten wirkenden Begrenzungskanten der Anschliff­fläche 14 gesäumt ist. In der zur Anschliffebene 14 senk­recht stehenden Ebene, die der Zeichenebene in der Figur 3 entspricht, ergibt sich ein verhältnismäßig spitzer Keil mit einem Keilwinkel, welcher der Hälfte des Spitzenwinkels α entspricht. Diese Konfiguration bewirkt, daß die Kon­taktkopfspitze 12 die Verunreingigungsschicht 24 auch bei verhältnismäßig geringem Andruck sicher durchdringt und bis in die Lotschicht 22 eindringt, wie Figur 3 erkennen läßt.

[0019] Figur 4 zeigt wiederum den Kontaktkopf 6 mit der im Fußbe­reich 16 vorgesehenen, über den ganzen Fußumfang verlaufen­den Rinne 18. Bei der Kontaktierung von Bauteilefüßchen 26 rutschen diese an der Oberfläche des Kreiskegels 8 entlang, bis sie von der Rinne 18 gefangen und gehalten werden, wie Figur 4 erkennen läßt. Die Bauteilefüßchen 26 und/oder der Kontaktstift 2 werden dabei jeweils geringfügig im elasti­schen Bereich seitlich ausgelenkt, wie Figur 4 ebenfalls zeigt.

[0020] Bei der Kontaktierung von Durchkontaktierungsbohrungen wird der Kontaktkopf 6 in der Bohrung zentriert, wobei die die Anschliffebene 14 begrenzenden Schneidkanten in die Eingangs­kante der Durchkontaktierungsbohrung einschneiden und even­tuell an dieser Eingangskante vorhandene Verunreinigungs­schichten durchdringen.

[0021] Es hat sich gezeigt, daß durch die günstige Ausgestaltung des Kontaktkopfes 6 mit einem Spitzenwinkel von 60° und der im Spitzenbereich 12 vorgesehenen Anschlifffläche 14 die Schubspannung zwischen der Lotschicht 22 und der Verunrei­nigungsschicht 24 am größten ist, so daß letztere abplatzt. Wegen der besonderen Keilform der Kontaktkopfspitze 12 ist nur eine geringe Andruckkraft (beispielsweise 0,8 N) für eine sichere Kontaktierung erforderlich. Die geringe An­druckkraft wiederum hat zur Folge, daß die Kontaktstifte nicht die Stabilität bisher gebräuchlicher Kontaktstifte benötigen und damit kleiner im Durchmesser gehalten werden können. Dadurch können mehr Kontaktstifte pro Flächeneinheit eingesetzt werden, d.h. auch Leiterplatten mit dicht neben­einanderliegenden Prüfpunkten können geprüft werden.

[0022] Um eine Bildung schlecht leitender Oxidschichten auf dem Kon­taktkopf 6 zu vermeiden, kann dieser in bekannter Weise mit einem Edelmetallüberzug versehen sein.

Ansprüche

1. Kontaktstift für die Funktionsprüfung von Leiterplatten oder dergleichen, mit einem an einem freien Ende ausge­bildeten, konvergierend zugespitzten Kontaktkopf, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktkopf (6) mit einer zur Kontaktstiftachse (10) parallelen, durch die Kontaktkopfspitze (12) verlaufenden Anschliffebene (14) versehen ist.

2. Kontaktstift nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Kontaktkopf (6) als Kreiskegel (8) ausgebildet ist.

3. Kontaktstift nach Anspruch 2, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Achse des Kreiskegels (8) mit der Kontaktstiftachse (10) zusammenfällt.

4. Kontaktstift nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge­kennzeichnet, daß der Kreiskegel (8) einen Spitzenwinkel ( α ) von zwischen 50° und 70°, vorzugs­weise etwa 60° hat.

Kontaktstift nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Fußbereich (16) des konvergierend zugespitzten Kontaktkopfes (6) eine über den ganzen Fußumfang verlaufende, zur Kontaktkopfspitze (12) hin offene Rinne (18) ausgebildet ist.

6. Kontaktstift nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktstift (2) in einer Hülse längsverschiebbar gelagert und federnd abgestützt ist.

Zeichnung