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Kontaktsockel mit lösbaren Kontakten
zur elektrischen Kontaktierung eines insbesondere vielpoligen elektronischen
Bauelementes sowie Modulträger
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Die Erfindung geht von einem Kontaktsockel mit
lösbaren
Kontakten zur elektrischen Kontaktierung eines insbesondere vielpoligen
elektronischen Bauelementes aus, wobei der Kontaktsockel vorzugsweise
als Slimeline Sockel ausgebildet ist, beziehungsweise von einem
Modulträger
nach der Gattung der nebengeordneten Ansprüche 1 und 11. Zur Analyse von
Bauelementen, insbesondere von Speicherbauelementen wie SDRAM's, DRAM's (Synchronous /
Dynamic Random Access Memory) usw. tritt häufig das Problem auf, dass
die Speicherbauelemente unter realistischen Bedingungen in einer
realen Applikationsumgebung getestet werden müssen. Dies kann erforderlich
werden, wenn beispielsweise das Verhalten der Speicherbauelemente
im Verbund mit einem Rechnerchip, mit einem neuen Softwareprogramm
und/oder das Speicherbauelement selbst zur Fehleranalyse getestet
werden muss. Ein Speicherbauelement beispielsweise mit einem TSOP-Gehäuse (Thin
Small Outline Package) hat üblicherweise
sehr viele Anschlusskontakte, die sehr eng nebeneinander angeordnet
sind. Hinzu kommt, dass häufig
mehrere Speicherbauelemente auf einer Spezialplatine wie einem Modulträger zusammengeschaltet
und dabei sehr dicht nebeneinanderliegend angeordnet sind. Aus Platzgründen sind auf
solch einem Modulträger
handelsübliche
Kontaktsockel nicht verwendbar. Der Modulträger selbst kann auch nicht
geändert
werden, da er beispielsweise mit standardisierten Anschlüssen auf
die Kontaktierung mit einem handelsüblichen Motherboard eines Computers
ausgebildet ist.
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Bisher wurden in der Praxis solche
Bauelemente zum Beispiel auf dem Modulträger fest aufgelötet oder
geklebt, um die o ben genannten Probleme zu umgehen. Nach erfolgter
Analyse müssen
die Bauelemente in der Regel wieder ausgelötet werden, was entsprechend
aufwändig
ist. Hinzu kommt, dass die Bauelemente beim Löten oder Entlöten einer
sehr hohen thermischen Belastung ausgesetzt sind, die sich nachteilig
auf die Funktion und Zuverlässigkeit der
Bauelemente auswirken kann. Eine solche Lösung ist daher unerwünscht. Außerdem sollte
die Kontaktierung lösbar
sein, um den Montageaufwand zu reduzieren. Handelsübliche Kontaktsockel
sind aber nicht verwendbar, da sie von ihren Abmessungen her zu
groß sind
und nicht auf die verfügbare
Fläche
des Modulträgers
passen.
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Der erfindungsgemäße Kontaktsockel mit lösbaren Kontakten
zur elektrischen Kontaktierung eines insbesondere vielpoligen elektronisches
Bauelementes beziehungsweise der Modulträger mit den kennzeichnenden
Merkmalen der nebengeordneten Ansprüche 1 und 11 hat demgegenüber den
Vorteil, dass die zu testenden Bauelemente auf dem bekannten Modulträger eingelegt
werden können,
ohne dass hier Änderungen
erforderlich wären.
Das wird dadurch erreicht, dass der erfindungsgemäße Kontaktsockel
gegenüber
einem handelsüblichen
Kontaktsockel derart klein ausgebildet ist, dass er direkt auf dem
Modulträger
gelötet
oder geklebt werden kann. In diesen Kontaktsockel wird dann das
Bauelement gesteckt und kann in vorteilhafter Weise ohne Aufwand
auch wieder entnommen werden. Als besonders vorteilhaft wird dabei
angesehen, dass der Kontaktsockel relativ einfach ausgebildet werden kann,
da er nicht die hohe Standfestigkeit und Steckerhäufigkeit
aushalten muss wie ein handelsüblicher
Kontaktsockel, der zum Beispiel bei der Schlussprüfung der
gekapselten Bauelemente verwendet wird. Dadurch kann der erfindungsgemäße Kontaktsockel
auch sehr kostengünstig
hergestellt werden.
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Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des in den
nebengeordneten Ansprüche
1 und 11 angegebenen Kontaktsockels beziehungsweise des Modulträgers gegeben.
Als besonders vorteilhaft wird dabei angesehen, dass die Kontakte
des Kontaktsockels auf zwei sich gegenüberstehende Kontaktreihen angeordnet sind.
Diese Anordnung ist besonders geeignet für eine Kontaktierung von Bauelementen
in T-SOP Gehäusen,
bei denen die Kontaktpins seitlich herausgeführt sind und dabei kontaktiert
werden können.
Das T-SOP Gehäuse
selbst findet dann Platz zwischen den beiden Kontaktreihen.
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Günstig
erscheint auch, die Kontakte auf zwei streifenförmig ausgebildete Kontaktträger des Kontaktsockels
anzuordnen. Die streifenförmigen Kontaktträger können klein
und schmal ausgeführt werden
und nehmen praktisch nur so viel Platz in Anspruch, wie er von dem
zu kontaktierenden Bauelement benötigt wird. Vorteilhaft ist
auch, die Kontaktträger
mit einer Begrenzung auszubilden, um das Einlegen des Bauelementes
in den Kontaktsockel zu erleichtern und einen besseren seitlichen
Halt zu gewähren.
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Eine besonders einfache konstruktive
Maßnahme
wird darin gesehen, die Kontaktträger durch Rahmenteile zu fixieren.
Der Kontaktsockel erhält
dadurch die mechanische Festigkeit, die zur Handhabung bis zum Aufbringen
und Fixieren des Kontaktsockels auf dem Modulträger benötigt wird. Danach dient er
als praktische Einführhilfe
für das
Bauelement. Auch kann an ihm beispielsweise ein Haltebügel oder
eine Druckplatte befestigt werden, um die Kontaktpins des Bauelementes
mit der nötigen
Kraft gegen die Kontakte zu drücken.
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Damit die Kontaktpins des Bauelementes auch
einen sicheren elektrischen Kontakt mit den Kontakten des Kontaktsockels
erhalten, ist jeder Kontakt des Kontaktsockels mit einem Federbügel ausgebildet.
Dadurch werden mechanisch bedingte Unterschiede zwischen den einzelnen
Kontaktpins des Bauelementes oder auch den einzelnen Kontakten des
Kontaktsockels ausgeglichen. Das Bauelement wird somit in jedem
Fall optimal kontaktiert.
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Günstig
ist auch, den Federbügel
mit seinem freien Ende mit einer zugehörigen Leiterbahn des Modulträgers zu
verbinden. Dadurch kann der Federbügel gleichzeitig die Stromleitung
zwischen der Leiterbahn und dem Kontakt auf einfache Weise selbst übernehmen.
Eine separate Verbindungsleitung ist dann nicht mehr erforderlich.
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Die Befestigung des Federbügels auf
der Leiterbahn kann je nach Anforderung durch Löten oder Kleben erfolgen. Bei
guter Zugänglichkeit
der Verbindungsstelle, wenn beispielsweise der Federbügel direkt
auf einer Leiterbahn befestigt oder alternativ durch den Modulträger durchgesteckt
und mit einer rückseitigen
Leiterbahn verbunden werden soll, empfiehlt sich eine Löt- oder
Schweißverbindung.
In anderen Fällen,
wenn beispielsweise später
keine zu hohen Temperaturbelastungen zu erwarten sind, können die
Federbügel
alternativ auch mit einem geeigneten Leitkleber fixiert werden.
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Eine vorteilhafte Lösung wird
auch darin gesehen, die Kontaktträger mit einer seitlich angeordneten
Aussparung zu versehen. In die Aussparung kann vorteilhaft ein Federring
beispielsweise aus einem elastischen und isolierenden Material wie
Gummi für
alle Kontakte eingelegt werden. Dieser Federring unterstützt dann
die Federkraft des Federbügels in
vorteilhafter Weise.
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Besonders vorteilhaft ist die Lösung, dass das
Bauelement mit seinen Kontaktpins auf vorgesehene Kontaktflächen des
Trägermoduls
aufgelegt und die Kontaktpins mittels einer gefederten Druckplatte
gegen die Kontaktflächen
gedrückt
wird. Dadurch kann die konstruktive Ausführung des Kontaktsockels weiter
vereinfacht werden, da im wesentlichen nur noch die gefederte Druckplatte
und zwei Rahmenteile für
die Justage benötigt
werden.
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Der Kontaktsockel erscheint besonders
geeignet für
Speicher-Bauelemente,
die in einem T-SOP Gehäuse
verpackt sind, da hier die Kontaktpins seitlich herausgeführt sind.
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Bei dem Modulträger wird als Vorteil angesehen,
dass er in eine Kontaktiervorrichtung eines Motherboards eines Computers
steckbar ist. Dadurch können
beispielsweise die Speicherbauelemente in Verbindung mit den Computer-Programmen
in einer realistischen Applikationsumgebung getestet werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu
Grunde, die Kontaktierung von vielpoligen elektronischen Bauelementen
auf engstem Raum zu vereinfachen. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen
der nebengeordneten Ansprüche
1 und 11 gelöst.
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Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind
in der Zeichnung dargestellt und werden an Hand der Figuren näher erläutert.
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1 zeigt
ein erstes Ausführungsbeispiel der
Erfindung in Draufsicht,
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2 zeigt
einen Querschnitt des ersten Ausführungsbeispiels, die 3a bis 3d zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel
der Erfindung sowie konstruktive Einzelheiten und
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4 zeigt
einen Modulträger
in schematischer Ausführung.
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1 zeigt
ein erstes Ausführungsbeispiel der
Erfindung, bei dem ein Kontaktsockel 1 in schematischer
Ausführung
in Draufsicht dargestellt ist. Der Kontaktsockel 1 ist
vorzugsweise als Slimeline Sockel ausgebildet und ist von seinen
Abmessungen so bemessen, dass er praktisch nicht viel mehr Fläche einnimmt,
als das zu bestückende
Bauelement mit seinen Anschlüssen
benötigt.
Der Kontaktsockel 1 ist insbeson dere für Bauelemente in einem T-SOP Gehäuse ausgebildet
und hat entsprechend viele Kontakte 2. Beispielsweise können auf
seinen beiden Kontaktreihen 3 insgesamt 54 Kontakte angeordnet sein,
die sich in zwei gegenüberliegende
Kontaktreihen 3 mit jeweils 27 Kontakten aufteilen. Natürlich ist die
Anzahl der Kontakte vom zu kontaktierenden Bauelement 11 abhängig und
kann entsprechend angepasst werden.
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Wie in 2 weiter
entnehmbar ist, sind die beiden Kontaktreihen 3 mit Kontaktträgern 4 ausgebildet,
auf denen die Kontakte 2 angeordnet sind. Die Kontakte 2 sind
jeweils voneinander isoliert ausgebildet und werden in entsprechenden
Führungen
der Kontaktträger 4 federnd
geführt.
Wie später
noch zu 2 ausgeführt wird,
sind die Kontakte 2 vertikal federnd angeordnet.
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Die beiden Rahmenteile 5 dienen
zur Erhöhung
der mechanischen Festigkeit des Kontaktsockels 1. Sie können aber
auch benutzt werden, um einen Spannbügel oder eine Druckplatte aufzunehmen,
mit dem die Kontaktpins 11 des Bauelementes 11 gegen
die Kontakte 2 des Kontaktsockels 1 gedrückt werden
können.
Aus Übersichtlichkeitsgründen wurden
diese Teile jedoch in 1 weggelassen.
Die Schnittlinie A-A dient zur Erläuterung der im Querschnitt
dargestellten 2.
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Im Querschnitt der 2 ist zunächst ein Modulträger 8 erkennbar,
auf dem ein Kontaktsockel 1 aufgebracht ist. Der Modulträger 8 ist
als gedruckte Platine oder Leiterplatte ausgeführt und dient beispielsweise
zur Aufnahme von mehreren Kontaktsockeln 1 mit seinen Bauelementen 11.
Im Schnittbild sind nun die beiden Kontaktträger 4 erkennbar, die entsprechend
ausgebildete Führungen
für die
Kontakte 2 aufweisen. Die Kontakte 2 sind elektrisch
leitend vorzugsweise aus Metall ausgebildet. Sie sind in Führungen
beweglich angeordnet, so dass sie eine vertikale Bewegung ausführen können. Am
unteren Ende eines Kontaktes 2 ist ein Federbügel 6 angeordnet,
dessen zweites Ende mit einer zu verbindenden Lei terbahn 9 des
Modulträgers 8 leitend
verbunden ist. Dies kann durch Löten,
Schweißen,
Kleben oder Ähnliches
erfolgen.
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Gemäß 2 ist der Federbügel 6 durch eine Bohrung
des Kontaktträgers 8 geführt und
auf der Rückseite
an den Lötstellen 10 mit
den Leiterbahnen 9 verlötet.
Natürlich
kann in alternativer Ausführung
der Erfindung die Lötung
oder Klebung auch auf der Oberseite des Modulträgers 8 erfolgen.
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Die beiden Kontaktträger 4 haben
eine seitlich ausgebildete Aussparung 7, die unterhalb
des Kontaktes 2 angeordnet ist. In diese Aussparung 7 kann
zur Erhöhung
der Federkraft des Federbügels 6 beispielsweise
ein umlaufender Federring 17 eingelegt werden. Der Federring 17 ist
aus einem isolierenden und federndem Material wie Gummi ausgebildet und
drückt
die Kontakte 2 nach oben.
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In den Kontaktsockel 1 wird
von oben her das zu kontaktierende Bauelement 11, beispielsweise
ein SDRAM mit einem T-SOP
Gehäuse
eingelegt. Seine Kontaktpins 12 berühren die Kontakte 2,
die mit dem gleichen Abstand und entsprechend ausgebildeter Kontaktfläche angeordnet
sind, wie die Kontaktpins 12 des Bauelementes 11.
Um einen guten Kontakt mit einem geringen Übergangswiderstand zu erzielen,
werden die Kontaktpins 12 gegen den Widerstand des Federbügels 6 und
gegebenenfalls des Federringes 17 auf die Kontakte 2 gedrückt. Dies kann
zum Beispiel mit einer Druckplatte, einem Bügel oder dergleichen sein.
Diese Teile wurden aus Übersichtlichkeitsgründen in 2 jedoch weggelassen.
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Um ein Verrutschen des Bauelementes 11 zu vermeiden,
haben die Kontaktträger 4 seitliche
Begrenzungen 16, so dass das Bauelement 11 beim Einlegen
entsprechend geführt
werden kann. Auch die Rahmenteile 5 können mit einer entsprechenden Begrenzung
ausgebildet sein.
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Die 3a bis 3d zeigen als alternative
Lösung
ein zweites Ausführungsbeispiel
der Erfindung, das eine weitere Vereinfachung des Kontaktsockels darstellt.
Der wesentliche Vorteil bei diesem Ausführungsbeispiel liegt darin,
dass entsprechend 3a das
Bauelement 11 mit seinen Kontaktpins 12 direkt auf
vorgesehene Kontaktflächen 30 des
Modulträgers 8 gedrückt wird.
Die vorgesehenen Kontaktflächen 30 sind
praktisch die Leiterbahnen, auf die früher die Bauelemente 11 gelötet oder
geklebt wurden. Diese Anordnung hat den weiteren Vorteil, dass die durch
die Anschlusspins bedingten insbesondere kapazitiven Störeffekte
vermieden werden, so dass diese Anordnung insbesondere für Hochgeschwindigkeitsanwendungen,
zum Beispiel bei DDR-Speichern (Double Data Rate-Speicher) besonders
geeignet scheint.
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Zur Fixierung des Bauelementes 11 und
Sicherung der Kontaktierung wird über das Bauelement 11 eine
gefederte Kontaktplatte 31 gelegt. Die Federung wird dabei
mittels eines elastischen Druckringes 32 erreicht, wie
er beispielsweise in 3d ausgeführt ist.
Der Druckring 32 besteht beispielsweise aus einem Gummi
oder einem Kunststoff, wie er beispielsweise unter der Handelsbezeichnung
Viton bekannt ist, und wird zwischen die Druckplatte 31 und
den Kontaktpins 12 des Bauelementes 11 eingefügt. Die
Druckplatte 31 ist dabei so ausgeführt, dass durch Druck auf diese
die Kontaktpins 12 des Bauelementes 11 gegen die
Kontaktflächen 30 des
Modulträgers 8 gedrückt werden.
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3b zeigt
eine Draufsicht, aus der auch ersichtlich ist, dass an den beiden
Schmalseiten des Bauelementes 11 Rahmenteile 5 angeordnet
sind, durch die das Bauelement 11 in seiner vorgesehenen Lage
gegen seitliches Verschieben gesichert ist. Die Rahmenteile 5 wurden
zuvor beispielsweise durch Kleben auf dem Modulträger 8 befestigt.
Sie weisen des weiteren zur Führung
des Druckringes 32 eine Aussparung auf.
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Wie 3c entnehmbar
ist, weist die Druckplatte 31 an ihren vier Ecken Rasthaken 33 auf.
Die Rasthaken 33 sind derart ausgebildet, dass sie in entsprechende
Aussparungen der Rahmenteile 5 einhaken. Dadurch wird das
Bauelement 11 mit seinen Kontaktpins 12 einem
gewissen Druck gegen die Kontaktflächen 30 des Modulträgers 8 gedrückt.
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4 zeigt
in schematischer Ausführung
einen Modulträger 8,
wie er beispielsweise als Speichermodul Verwendung findet. An den
Plätzen,
an denen üblicherweise
die Bauelemente 11 eingelötet sind, sind hier die Kontaktsockel 1 angeordnet.
Die Bauelemente 11 werden in die Kontaktsockel 1 eingelegt,
so dass die einzelnen Kontaktpins 12 mit den entsprechenden
Leiterbahnen 9 des Modulträgers 8 (in der Zeichnung
nicht dargestellt) elektrisch verbunden sind. Der Modulträger 8 weist
an einer geeigneten Stelle wenigstens eine Reihe von Steckkontakten 13 auf.
Die Steckkontakte 13 sind dabei derart ausgebildet, dass
sie in eine handelsübliche
Kontaktiervorrichtung 14 passen und dort eingesteckt werden können. Durch
Einkerbungen oder eine unsymmetrischen Anordnung wird eine Verpolung
beim Kontaktieren ausgeschlossen. Die handelsübliche Kontaktiervorrichtung 14 kann
Teil einer anderen Platine, vorzugsweise ein Motherboard 15 eines
Computers sein.
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- 1
- Kontaktsockel
- 2
- Kontakt
- 3
- Kontaktreihe
- 4
- Kontaktträger
- 5
- Rahmenteil
- 6
- Federbügel
- 7
- Aussparung
- 8
- Modulträger
- 9
- Leiterbahn
- 10
- Lötstelle
- 11
- Bauelement
- 12
- Kontaktpin
(des Bauelementes)
- 13
- Steckkontakte
- 14
- (handelsübliche)
Kontaktiervorrichtung
- 15
- Motherboard
- 16
- seitliche
Begrenzung
- 17
- Federring
- 30
- Kontaktfläche
- 31
- Druckplatte
- 32
- Druckring
- 33
- Rasthaken