DE69711083T2

DE69711083T2 - Kontaktstift für prüfzwecke

Info

Publication number: DE69711083T2
Application number: DE69711083T
Authority: DE
Inventors: Toshio Kazama
Original assignee: NHK Spring Co Ltd
Current assignee: NHK Spring Co Ltd
Priority date: 1996-12-27
Filing date: 1997-12-26
Publication date: 2002-07-18
Anticipated expiration: 2017-12-27
Also published as: CN1242078A; JP3326095B2; CN1236316C; KR100348698B1; US6323667B1; IL122768A; CN1769897A; IL122768A0; JPH10239349A; MY119910A; EP0950191B1; EP0950191A1; KR20000062366A; DE69711083D1

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrisch leitenden Kontaktstift für Prüfzwecke zum Prüfen von Leiterplatten, Halbleitervorrichtungen und Halbleiterplättchen durch Einsatz eines elektrisch leitenden Nadelelements, das elastisch durch eine Spiraldruckfeder vorgespannt ist.

TECHNISCHER HINTERGRUND

DE-A-33 40 431 zeigt einen Kontaktstift für Prüfzwecke nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Nach einem bekannten herkömmlichen elektrisch leitenden Kontaktstift für Prüfzwecke zum Einsatz bei einer Kontaktprüfung für das elektrische Prüfen elektrisch leitender Bahnen in Leiterplatten und Halbleiterprodukten wird jedes elektrisch leitende Nadelelement in einem röhrenförmigen Halter aufgenommen, um so axial aus dem Halter hinein- und herausschiebbar zu sein, und es ist durch eine Spiraldruckfeder elastisch gespannt in der Richtung, um aus dem Halter in dem Ausmaß herauszuragen, das durch eine Anordnung zugelassen wird, die verhindert, dass das elektrisch leitende Nadelelement vollständig aus dem Halter herausragt. In solch einem elektrisch leitenden Kontaktstift für Prüfzwecke wird ein vorderes Ende des elektrisch leitenden Nadelelements elastisch mit einem zu prüfenden Objekt in Eingriff gebracht, so dass ein elektrisches Signal zwischen dem zu prüfenden Objekt und einer externen Schaltung wie einer Prüfschaltung übertragen werden kann.
Jedoch erfährt das elektrische Signal während des Prüfvorgangs, wenn der elektrische Strom vom zu prüfenden Objekt durch die Spiraldruckfeder über das elektrisch leitende Nadelelement geleitet wird, eine Induktivität, die proportional zum Quadrat der Anzahl der Windungen der Spiraldruckfeder ist. Wenn daher das elektrische Signal, das durch den Prüfkontaktstift geleitet wird, aus einem Hochfrequenzsignal (zum Beispiel im Bereich von mehreren Zehnerstellen an MHz bis mehrere GHz) besteht, wird das Hochfrequenzsignal entlang des Spiralpfads der Spiraldruckfeder geleitet und die sich daraus ergebenden Anstiege in der Induktivität und im elektrischen Widerstand können die elektrischen Eigenschaften des erfassten Signals verstümmeln.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Angesichts solcher Probleme beim Stand der Technik ist es eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektrisch leitenden Kontaktstift für Prüfzwecke bereitzustellen, welcher verlässlich im Einsatz ist und Hochfrequenzsignale verarbeiten kann.
Eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen elektrisch leitenden Kontaktstift für Prüfzwecke bereitzustellen, welcher eine niedrige Induktivität sowie niedrigen elektrischen Widerstand besitzt.
Eine dritte Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen elektrisch leitenden Kontaktstift für Prüfzwecke bereitzustellen, welcher einfach im Aufbau ist und wirtschaftlich hergestellt werden kann.
Eine vierte Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen elektrisch leitenden Kontaktstift für Prüfzwecke bereitzustellen, welcher einen verlässlichen elektrischen Kontakt herstellen kann, auch wenn die Oberfläche des zu prüfenden Objekts mit einem Oxidfilm oder anderen Fremdmaterialien bedeckt ist.
Nach der vorliegenden Erfindung können diese und andere Aufgaben der vorliegenden Erfindung durch die Bereitstellung eines elektrisch leitenden Kontaktstifts für Prüfzwecke erzielt werden, umfassend: eine Haltebohrung, welche durch ein Halteelement hindurchgeht; ein elektrisch leitendes Nadelelement, welches schiebbar in der Haltebohrung aufgenommen wird, wobei das Nadelelement einen Kopfabschnitt, der aus einem Ende der Haltebohrung herausragt, und einen Schaftabschnitt aufweist, welcher sich vom Kopfabschnitt koaxial und von einem Ende des aus der Haltebohrung vorragenden Kopfabschnitts weg erstreckt; sowie eine Spiraldruckfeder, welche koaxial in der Haltebohrung aufgenommen wird, um so den Kopfabschnitt aus der Haltebohrung hinauszuzwingen, wobei die Spiraldruckfeder einen eng gewickelten Abschnitt umfasst, in welchem benachbarte Windungen der Spiraldruckfeder einander zumindest dann berühren, wenn die Spiraldruckfeder in einem gewissen Umfang zusammengedrückt wird, wobei der eng gewickelte Abschnitt einen äußeren Durchmesser aufweist, der im Wesentlichen kleiner als ein innerer Durchmesser eines zugehörig entsprechenden Teils der Haltebohrung ist, so dass der eng gewickelte Abschnitt sich entlang der Länge der Haltebohrung krümmt, während die Druckfeder weiter zusammengedrückt wird; wobei der Schaftabschnitt den eng gewickelten Abschnitt der Spiraldruckfeder so überlappt, dass der Schaftabschnitt in Kontakt mit dem eng gewickelten Abschnitt gelangt, wenn die Spiraldruckfeder zusammengedrückt wird und der eng gewickelte Abschnitt sich dabei zumindest in einem gewissen Ausmaß gekrümmt hat.
In der Folge wird es daher dem elektrischen Signal, das durch die Spiraldruckfeder geleitet wird, möglich, axial durch den eng gewickelten Abschnitt hindurchzugehen, es muss nicht einen Spiralpfad entlang eines lose gewickelten Abschnitts der Spiraldruckfeder entlang geleitet werden und ist dadurch nicht dem Anstieg an Induktivität und an elektrischem Widerstand ausgesetzt. Gleichzeitig sorgt der lose gewickelte Abschnitt der Spiraldruckfeder für die notwendige Federkraft des Nadelelements. Vorzugsweise ist der eng gewickelte Abschnitt so angeordnet, dass der eng gewickelte Abschnitt axial ein hinteres Ende des elektrisch leitenden Nadelelements in einem einsatzfreien Zustand überlappt, wo das elektrisch leitende Nadelelement sich nicht in Kontakt mit einem Objekt befindet.
Um sicherzustellen, dass der eng gewickelte Abschnitt der Spiraldruckfeder es zulässt, dass der elektrische Strom axial durch die Länge der Spiraldruckfeder geleitet wird, kann ein elektrisch leitender Film um den eng gewickelten Abschnitt herum gelagert werden, um den eng gewickelten Abschnitt als ein im Wesentlichen einstückiges Rohr auszubilden.
Nach einer typischen Anordnung für einen Kontaktstift für Prüfzwecke umfasst das elektrisch leitende Nadelelement des Weiteren einen Abschnitt mit großem Durchmesser zwischen dem Kopfabschnitt und dem Schaftabschnitt. Ein äußeres Ende der Haltebohrung ist mit einem Abschnitt mit kleinem Durchmesser ausgestattet, so dass durch das Anstoßen des Abschnitts mit großem Durchmesser an einer Schulteroberfläche, die zwischen dem Abschnitt der Haltebohrung mit kleinem Durchmesser und einem verbleibenden Teil der Haltebohrung ausgebildet ist, ein Ausmaß, mit dem der Kopfabschnitt aus der Haltebohrung herausragt, festgelegt wird. Der eng gewickelte Abschnitt erstreckt sich vorzugsweise auch an einem Ende der Spiraldruckfeder, das sich vom Kopfabschnitt des Nadelelements entfernt befindet, und stößt an ein elektrisch leitendes Kissen an, welches mit einer externen Schaltung verbunden ist, die aus einer Prüfschaltung oder einer Relaisplatte bestehen kann.
Um die Spiraldruckfeder an dem Nadelelement während des Zusammenbauvorgangs angefügt zu halten und dadurch den Zusammenbauvorgang zu ermöglichen, kann das elektrisch leitende Nadelelement des Weiteren einen Kragenabschnitt umfassen, der zwischen dem Kopfabschnitt und dem Schaftabschnitt oder zwischen dem Abschnitt mit großem Durchmesser und dem Schaftabschnitt ausgebildet ist, um elastisch ein beigefügtes Spiralende der Spiraldruckfeder im Eingriff zu halten. Zusätzlich oder alternativ kann das beigefügte Spiralende angelötet werden oder auf andere Weise am Kragenabschnitt oder dem Schaftabschnitt benachbart zum Kopf festgemacht sein, je nachdem welche Ausführung vorliegt.
Um einen elektrisch leitenden Kontaktstift für Prüfzwecke mit zwei bewegbaren Enden auf wirtschaftliche Weise herzustellen, kann ein freies Ende des eng gewickelten Abschnitts aus einem zweiten Abschnitt mit kleinem Durchmesser herausragen, der in der Haltebohrung am anderen offenen Ende davon bereitgestellt wird, während ein innerer Durchmesser des zweiten Abschnitts mit kleinem Durchmesser größer als das freie Ende des eng gewickelten Abschnitts ist, aber kleiner als ein verbleibender Teil des eng gewickelten Abschnitts.
Um einen elektrisch leitenden Kontaktstift für Prüfzwecke mit zwei bewegbaren Enden ganz fertig zu stellen, von denen beide in der Lage sind, die abzugreifenden Teile zu reinigen oder durch eine Schicht Oxidfilm oder anderes Fremdmaterial, das sich auf den abzugreifenden Teilen ablagern kann, hindurch zu dringen, kann die Spiraldruckfeder einen dazwischen liegenden eng gewickelten Abschnitt und ein Paar von lose gewickelten Abschnitten an jedem Ende davon umfassen, so dass ein Ende der Spiraldruckfeder mit dem ersten erwähnten elektrisch leitenden Nadelelement in Eingriff steht, während das andere Ende der Spiraldruckfeder mit einem zweiten elektrisch leitenden Nadelelement in Eingriff steht, das in ähnlicher Weise einen Kopfabschnitt umfasst, der aus dem anderen Ende der Haltebohrung vorragt, wobei das erste und das zweite elektrisch leitende Nadelelement mit einem entsprechenden Schaftabschnitt ausgestattet sind, der so angepasst ist, um den eng gewickelten Abschnitt zumindest dann zu berühren, wenn die Spiraldruckfeder in einem gewissen Ausmaß zusammengedrückt ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Nun wird die vorliegende Erfindung im Folgenden mit Bezug auf die angeschlossenen Zeichnungen beschrieben, von denen:
Fig. 1 eine vereinfachte, teilweise geschnittene Seitenansicht eines elektrisch leitenden Kontaktstifts für Prüfzwecke ist, der die vorliegende Erfindung umsetzt;
Fig. 2 eine Ansicht ähnlich Fig. 1 ist, die den elektrisch leitenden Kontaktstift für Prüfzwecke in seinem Betriebszustand zeigt;
Fig. 3 eine vergrößerte Schnittansicht einer alternativen Ausführungsform der Spiraldruckfeder ist;
Fig. 4 eine Ansicht ähnlich Fig. 1 ist, die eine zweite Ausführungsform des elektrisch leitenden Kontaktstifts für Prüfzwecke nach der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 5 eine vereinfachte, teilweise geschnittene Seitenansicht eines elektrisch leitenden Kontaktstifts für Prüfzwecke ist, der zwei bewegbare Enden aufweist, welche die vorliegende Erfindung umsetzen;
Fig. 6 eine Ansicht ist, die eine Ausführungsform zeigt, die zu jener aus Fig. 5 modifiziert ist; und
Fig. 7 eine Ansicht ist, die eine weitere Ausführungsform zeigt, die zu jener aus Fig. 5 modifiziert ist.

DIE BESTE ART DER AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

Fig. 1 zeigt eine vereinfachte Seitenschnittansicht eines Kontaktstifts für Prüfzwecke, der die vorliegende Erfindung umsetzt. Dieser elektrisch leitende Kontaktstift für Prüfzwecke 1 wird typischerweise in großer Anzahl in einer Parallelschaltung für das gleichzeitige Zugreifen auf eine Mehrzahl von Punkten auf einem zu prüfenden Objekt eingesetzt. Jedoch ist es möglich, den elektrisch leitenden Kontaktstift für Prüfzwecke 1 einzeln zu verwenden. In dieser und in den anderen Zeichnungen sind die seitlichen Ausmaße in Bezug auf die vertikalen Abmessungen aus Gründen der einfacheren Darstellung übertrieben und es versteht sich von selbst, dass die Zeichnungen nicht die tatsächlichen Abmessungen der Kontaktstifte für Prüfzwecke, die die vorliegende Erfindung umsetzen, aufweisen.
In diesem elektrisch leitenden Prüfkontaktstift 1 wird ein Halter durch das Ausbilden einer Haltebohrung 3, welche in ihrer Tiefenausbildung durch eine isolierende Halteplatte 2 hindurchgeht, festgelegt und ein elektrisch leitendes Nadelelement 4 wird koaxial in der Haltebohrung 3 aufgenommen. Das elektrisch leitende Nadelelement 4 wird durch eine Spiraldruckfeder 5 in die Richtung vorgespannt, um aus der Haltebohrung 3 vorzuragen. Auf der oberen Oberfläche der Halteplatte 2, wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist eine Relaisplatte zum Übertragen elektrischer Signale fest auflaminiert, welche einstückig einen elektrisch leitenden Pfad 6a zur Übertragung elektrischer Signale über die Relaisplatte 6 miteinschließt.
Eine Prüfschaltungsplatte kann über der Relaisplatte 6 angeordnet werden und derselbe Aufbau kann für verschiedene zu prüfende Objekte mit unterschiedlichen Verdrahtungsmustern und Klemmenanordnungen angepasst werden, indem geeignet angepasste Relaisplatten ausgewählt werden.
Das elektrisch leitende Nadelelement 4 umfasst einen Kopfabschnitt 4a, der so ausgelegt ist, um mit dem zu prüfenden Objekt in Eingriff zu gelangen, einen Abschnitt mit großem Durchmesser 4b, der an einem hinteren Ende des Kopfabschnitts 4a ausgebildet ist, und einen Schaftabschnitt 4c, der sich von dem Abschnitt mit großem Durchmesser 4b weg vom Kopfabschnitt 4a erstreckt, wobei alle Abschnitte in einer koaxialen Beziehung angeordnet sind. Die Haltebohrung 3 nimmt den Abschnitt mit großem Durchmesser 4b des elektrisch leitenden Nadelelements 4 und die Spiraldruckfeder 5, die koaxial um den Schaftabschnitt 4c gewickelt ist, auf. Die Haltebohrung 3 umfasst einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser 3a, welcher verschiebbar den Kopfabschnitt 4a aufnimmt, jedoch stößt eine Schulterfläche, die zwischen dem Abschnitt mit kleinem Durchmesser 3a und dem Rest der Haltebohrung 3 angeordnet ist, gegen den Abschnitt mit großem Durchmesser 4b, um dadurch die vorspringende Bewegung des elektrisch leitenden Nadelelements 4 zu begrenzen.
Das vordere Ende des Kopfabschnitts 4a ist in der dargestellten Ausführungsform als zugespitztes Ende ausgebildet, aber die Gestalt des vorderen Endes des Kopfabschnitts 4a kann je nach den Erfordernissen von Form und Material jedes einzelnen zu prüfenden Objekts ausgewählt werden. Zum Beispiel kann, wenn eine Lötkugel abgegriffen werden soll, das vordere Ende des Kopfabschnitts 4a aus einer ebenen Endoberfläche anstelle eines spitzen Endes bestehen.
Wie oben erwähnt, wird die Spiraldruckfeder 5, die um den Schaftabschnitt 4c gewickelt ist, zwischen dem Abschnitt mit großem Durchmesser 4b und der Relaisplatte 6 in einem vorgespannten Zustand eingebaut. In der dargestellten Ausführungsform ist ein Kragenabschnitt 4d, der einen etwas größeren Durchmesser als der innere Durchmesser der Spiraldruckfeder 5 aufweist, in dem Teil des Schaftabschnitts 4c ausgebildet, der benachbart zu dem Abschnitt mit großem Durchmesser 4b liegt, so dass das angefügte Ende der Spiraldruckfeder 5 elastisch auf den Kragenabschnitt 4d passt. Daher können das Nadelelement 4 und die Spiraldruckfeder 5 eine einstückige Baugruppe vor und während der Zeit bilden, in der das Nadelelement 4 in der Haltebohrung 3 eingesetzt wird, wodurch der Zusammenbauvorgang vereinfacht werden kann. Die Spiraldruckfeder 5 kann alternativ oder zusätzlich an dem Kragenabschnitt 4d durch Anlöten oder andere zusätzliche Befestigungsmittel befestigt werden. Es ist auch möglich, das angefügte Federende auf den Kragenabschnitt 4d ohne irgendeine deutliche elastische Verformung der Spiraldruckfeder 5 aufzusetzen.
Die Spiraldruckfeder 5 umfasst einen eng gewickelten Abschnitt 5a an einem Ende, das benachbart zur Relaisplatte 6 oder zum inneren Ende des elektrisch leitenden Nadelelements 4 liegt, welches auch im unbelasteten Zustand einen eng gewickelten Zustand zeigt, und dieser eng gewickelte Abschnitt 5a erstreckt sich bis zu einem Teil, wo er ein wenig ein axiales Ende oder ein oberes Ende (wie aus der Zeichnung ersichtlich) des Schaftabschnitts 4c im in Fig. 1 dargestellten unbelasteten Zustand überlappt. Die Spiraldruckfeder 5 weist ein Spiralende auf (das in der Zeichnung ersichtliche untere Ende), das durch einen Teil des Schaftabschnitts 4c des elektrisch leitenden Nadelelements 4, der benachbart zum Abschnitt mit großem Durchmesser 4b oder einer ringförmigen Schulterfläche liegt, die zwischen dem Kragenabschnitt 4d und dem Abschnitt mit großem Durchmesser 4b festgelegt ist, in Eingriff gehalten wird, und ein anderes Spiralende (das in der Zeichnung ersichtliche obere Ende) auf, welches aus dem eng gewickelten Abschnitt 5a besteht, der in einer Vertiefung 6b aufgenommen wird (Fig. 3), die in einem Teil des elektrisch leitenden Pfads 6a der Relaisplatte 6 ausgebildet ist, welcher der Haltebohrung 3 zugewandt ist, und gegen die Bodenfläche dieser Vertiefung 6b stößt.
Das elektrisch leitende Nadelelement 4 und die Spiraldruckfeder 5 können eine bearbeitete Oberfläche wie eine Oberfläche mit Goldauflage oder ähnlichem (wie eine Rhodiumauflage) aufweisen, aber sie können auch aus festem Material ohne irgendeine Oberflächenbehandlung bestehen, wenn das Material günstige elektrische Eigenschaften besitzt (wie jene von Edelmetalllegierungen und Kupferlegierungen), die das elektrische Signal nicht beeinträchtigen. Wenn das Material aus Edelmetalllegierungen oder ähnlichem besteht, kann der Kontaktwiderstand einfach durch Abkratzen oder durch andersartiges Entfernen der oxidierten Oberfläche stabilisiert werden, auch wenn Fremdmaterialien wie Lötreste auf der Oberfläche des elektrisch leitenden Nadelelements 4 abgelagert werden und sich ein Oxidfilm oder ähnliches über die Oberfläche der Lötablagerung ausbildet.
Um der Spiraldruckfeder 5 ein ungehindertes Ausdehnen und Zusammengedrücktwerden zu ermöglichen, ist der innere Durchmesser der Spiraldruckfeder 5 etwas größer als der äußere Durchmesser des Schaftabschnitts 4c.
Wenn eine Prüfung unter Einsatz dieses elektrisch leitenden Prüfkontaktstifts 1 durchgeführt wird, wird die Halteplatte 2 zuerst in Richtung des zu prüfenden Objekts 7 abgesenkt und das zugespitzte Ende des Kopfabschnitts 4a wird gegen ein Kissen 7a gedrückt, um eine ausreichend große Last zu erzeugen, um durch einen Oxidfilm, der sich auf der Oberfläche des Kissens 7a gebildet haben kann, durch das Zusammendrücken der Spiraldruckfeder 5 durchzubrechen. Diese Handlung wird als Reinigen in dem Sinne betrachtet, dass die Kontaktoberfläche durch das zugespitzte Ende des elektrisch leitenden Nadelelements 4 gereinigt wird.
Das elektrische Signal, das sich während des Prüfvorgangs ergibt, wird vom Kissen 7a zum elektrisch leitenden Pfad 6a über das elektrisch leitende Nadelelement 4 und die Spiraldruckfeder 5 übertragen. Da der innere Durchmesser der Spiraldruckfeder 5 etwas größer ist als der äußere Durchmesser des Schaftabschnitts 4c, lässt das Zusammendrücken der Spiraldruckfeder 5 die Spiraldruckfeder 5 sich wie eine Schlange oder auf andere Art gekrümmt entlang der Länge der Haltebohrung 3 verbiegen, was zu dem Ergebnis führt, dass ein Teil der inneren Umfangsoberfläche des eng gewickelten Abschnitts 5a die äußere Umfangsoberfläche des Schaftabschnitts 4c berührt.
Daher kann das elektrische Signal, das vom elektrisch leitenden Nadelelement 4 auf die Spiraldruckfeder 5 übertragen wird, axial durch den eng gewickelten Abschnitt 5a geleitet werden, wie in Fig. 2 gezeigt, da das elektrisch leitende Nadelelement 4 in Kontakt mit dem eng gewickelten Abschnitt 5a gebracht wird, wie oben beschrieben, anstatt das elektrische Signal über einen Spiralpfad entlang eines lose gewickelten Abschnitts der Spiraldruckfeder 5 zu leiten und es durch das Anwachsen der Induktivität und des elektrischen Widerstands zu schwächen.
Im unbelasteten Zustand, der in Fig. 1 dargestellt ist, überlappt das innere Ende des Schaftabschnitts 4c kaum den eng gewickelten Abschnitt 5a, aber es ist auch möglich, sie deutlicher einander überlappen zu lassen. In jedem Fall kann, sobald das elektrisch leitende Nadelelement 4 in Kontakt mit dem Kissen 7a gebracht ist und in den Halter auf eine beliebige Tiefe hineingeschoben ist, der Schaftabschnitt 4c auch dann mit dem eng gewickelten Abschnitt 5a in Kontakt gelangen, wenn die Verformung der Spiraldruckfeder 5 von einem Prüfkontaktstift zum anderen auf Grund der Unregelmäßigkeiten in den Oberflächenniveaus der abgegriffenen Teile der zu prüfenden Objekte anders ausgeprägt ist.
Es ist auch möglich, einen elektrisch leitenden Film über die äußere Umfangsoberfläche des eng gewickelten Abschnitts 5a der Spiraldruckfeder 5 durch Einsatz von Lötzinn oder ähnlichem zu bilden. Durch solch ein Vorgehen wird der eng gewickelte Abschnitt 5a praktisch in ein durchgehendes Rohr verwandelt, was die elektrischen Eigenschaften des Prüfkontaktstifts noch weiter stabilisieren kann.
Ein Teil des elektrisch leitenden Pfads 6a, welcher der Haltebohrung 3 zugewandt ist, wurde vertieft, um ein Spiralende des eng gewickelten Abschnitts 5a in der dargestellten Ausführungsform aufzunehmen, aber die Oberfläche des elektrisch leitenden Pfads 6a, welcher der Haltebohrung 3 zugewandt ist, kann auch aus einer ebenen Oberfläche bestehen, die bündig mit der Klebeoberfläche zwischen der Relaisplatte 6 und der Halteplatte 2 ist, wie in Fig. 4 dargestellt. In Fig. 4 sind die Teile, die jenen der vorhergehenden Ausführungsform entsprechen, mit denselben Bezugszahlen bezeichnet, wobei die Beschreibung solcher Teile nicht wiederholt wird.
Sowohl in der ersten Ausführungsform als auch in der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform können der elektrisch leitende Pfad 6a und der eng gewickelte Abschnitt 5a mit Lötzinn zusammengefügt sein. In diesem Fall kann die elektrische Eigenschaft des Prüfkontaktstifts noch weiter stabilisiert werden. Obwohl die Spiralenden der Spiraldruckfedern 5 in der dargestellten Ausführungsform in die ebenen Oberflächen eingeschliffen wurden, kann das Einschleifen der Spiralenden weggelassen werden, insbesondere wenn der Federdrahtdurchmesser relativ klein ist.
Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die aus einem Prüfkontaktstift mit zwei bewegbaren Enden besteht und die Teile, die jenen der vorhergehenden Ausführungsform entsprechen, werden mit denselben Bezugszahlen bezeichnet, ohne die Beschreibung solcher Teile zu wiederholen.
Nach der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform wird nicht nur ein elektrisch leitendes Nadelelement 4, ähnlich jenem der vorangehenden Ausführungsform, an einem Spiralende der Spiraldruckfeder 5 befestigt, sondern es wird auch ein anderes elektrisch leitendes Nadelelement 4, das identisch geformt sein kann, am anderen Spiralende der Spiraldruckfeder 5 in einem koaxialen symmetrischen Verhältnis befestigt. Die elektrisch leitenden Nadelelemente 4 sind so angeordnet, dass ihre Kopfabschnitte 4a voneinander abgewandt sind. Der Halter umfasst in diesem Fall eine Halteplatte 2, die durch ein Paar von Halteplattensegmenten 2a, 2b ausgebildet ist, die übereinander angeordnet sind, um so die Spiraldruckfeder 5 aufzunehmen und die zwei elektrisch leitenden Nadelelemente 4 zu halten.
Die zwei Halteplattensegmente 2a, 2b sind mit symmetrisch geformten Haltebohrungen 3b ausgestattet, um so gemeinsam eine einzige Haltebohrung 3 zu bilden, wenn die zwei Halteplattensegmente 2a, 2b übereinander angeordnet werden, wie in Fig. 5 dargestellt. Die Spiraldruckfeder 5 wird koaxial in der gemeinsam ausgebildeten Haltebohrung 3 aufgenommen.
Das äußere Ende jeder der Haltebohrungen 3a ist von der Verbindungsfläche der beiden Halteplattensegmenten 2a, 2b weggewandt und ist mit einem koaxialen Abschnitt mit kleinem Durchmesser 3a für die Aufnahme der Spiraldruckfeder 5 ausgestattet, der im Durchmesser zu dem verbleibenden Abschnitt mit großem Durchmesser der Haltebohrung 3 verringert ist. Ähnlich wie die vorangehenden Ausführungsformen ist ein zylindrischer Teil des Kopfabschnitts 4a jedes der elektrisch leitenden Nadelelemente 4 axial verschiebbar in dem entsprechenden Abschnitt mit kleinem Durchmesser 3a aufgenommen.
In der Zeichnung besteht ein Spalt zwischen dem zylindrischen Abschnitt jedes Kopfabschnitts 4a und der zugeordneten Haltebohrung 3, es ist jedoch nur beabsichtigt zu zeigen, dass der innere Durchmesser des Abschnitts mit kleinem Durchmesser 3a der Haltebohrung größer ist als der äußere Durchmesser des zylindrischen Teils des Kopfabschnitts 4a, und es bedeutet nicht, dass die Zeichnung die tatsächlichen Abmessungen wiedergibt. Dasselbe gilt für andere dargestellte Ausführungsformen.
Jedes der elektrisch leitenden Nadelelemente 4 umfasst zusätzlich einen Abschnitt größeren Durchmessers 4b, einen Schaftabschnitt 4c und einen Kragenabschnitt 4d, der zwischen ihnen ähnlich wie bei den vorhergehenden Ausführungsformen ausgebildet ist. Die zwei Spiralenden der Spiraldruckfedern 5 können elastisch auf die Kragenabschnitte 4d der entsprechenden zugeordneten elektrisch leitenden Nadelelemente 4 aufgeschoben werden und/oder fest mit ihnen durch Löten befestigt werden. Da die Spiraldruckfeder 5 in der Haltebohrung 3 in einem zusammengedrückten Zustand aufgenommen wird, stoßen die Abschnitte mit großem Durchmesser 4b gegen die Schulterflächen, die durch die Abschnitte mit großem Durchmesser und die Abschnitte mit kleinem Durchmesser 3a der Haltebohrung 3 bestimmt werden, so dass die elektrisch leitenden Nadelelemente 4 daran gehindert werden, zur Gänze aus der Haltebohrung 3 herauszuragen.
Die Teile der Spiraldruckfeder 5, welche die Schaftabschnitte 4c umgeben, bestehen aus lose gewickelten Abschnitten, der Teil der Spiraldruckfeder 5 jedoch, der sich zwischen den beiden elektrisch leitenden Nadelelementen 4 erstreckt, besteht aus einem eng gewickelten Abschnitt 5b. Die axiale Länge des derart dazwischen liegenden eng gewickelten Abschnitts 5b wird so ausgewählt, dass der eng gewickelte Abschnitt 5b an die Schaftabschnitte 4c der zwei elektrisch leitenden Nadelelemente 4 im unbelasteten Zustand stößt (wenn die zwei elektrisch leitenden Nadelelemente 4 nicht in Kontakt mit zu prüfenden Objekten gebracht sind). Da die Spiraldruckfeder 5 sich verbiegt, so bald sie zusammengedrückt wird, berührt der dazwischen liegende eng gewickelte Abschnitt 5b die Schaftabschnitte 4c.
Mit Bezug auf Fig. 5 wird eine Leiterplatte 8, welche eine Einbrennplatte oder ähnliches umfassen kann, in einem unteren Teil angeordnet und eines der elektrisch leitenden Nadelelemente oder das untere elektrisch leitende Nadelelement 4 wird in Kontakt mit einem Schaltungsmuster 8a gebracht, das eine Oberfläche aufweist, die bündig mit der oberen Oberfläche der Leiterplatte 8 ist. Während des Prüfvorgangs wird das andere oder obere elektrisch leitende Nadelelement 4 nahe an ein zu prüfendes Objekt gebracht, das in einem oberen Teil der Zeichnung angeordnet ist, und das andere elektrisch leitende Nadelelement 4 wird elastisch in Kontakt mit einem Prüfkissen 9a eines zu prüfenden Objekts 9 gebracht. In diesem Zustand werden beide elektrisch leitenden Nadelelemente 4 in einem ähnlichen Zustand angeordnet, wie er im unteren Teil von Fig. 5 gezeigt wird.
Das elektrische Signal, das während des Prüfvorgangs erhalten wird, wird daher wie mit dem durchgezogenen Pfeil in Fig. 5 gekennzeichnet, geleitet oder es wird vom Prüfkissen 9a zum Schaltungsmuster 8a über das obere elektrisch leitende Nadelelement 4, den Schaftabschnitt 4a desselben, den dazwischen liegenden eng gewickelten Abschnitt 5b, den Schaftabschnitt 4a des unteren elektrisch leitenden Nadelelements 4 und das untere elektrisch leitende Nadelelement 4 geleitet. Der einzige Teil des Pfads elektrischer Leitung, der durch die Spiraldruckfeder 5 führt, besteht aus dem eng gewickelten Abschnitt 5b und der elektrische Strom kann daher linear sowie axial durch die Spiraldruckfeder 5 hindurchgehen, anstatt ihn über einen Spiralpfad entlang eines lose gewickelten Abschnitts der Spiraldruckfeder 5 zu leiten und ihn so durch das Ansteigen der Induktivität und des elektrischen Widerstands zu schwächen.
Fig. 6 zeigt noch eine weitere Ausführungsform, in welcher der Abschnitt mit großem Durchmesser 4b jedes der elektrisch leitenden Nadelelemente 4 weggelassen wird. Die Teile, die jenen der vorhergehenden Ausführungsform entsprechen, sind mit denselben Bezugszahlen bezeichnet, ohne die Beschreibung solcher Teile zu wiederholen. In diesem Fall werden die elektrisch leitenden Nadelelemente 4 durch die Spiralenden der Spiraldruckfeder 5 daran gehindert, zur Gänze aus der Haltebohrung 3 herauszuragen, da diese gegen die Schulterflächen stößt, die zwischen den angefügten Abschnitten mit kleinem Durchmesser 3a und dem verbleibenden Teil der Haltebohrung 3 bestimmt ist. Nach dieser Ausführungsform können Anstiege in der Induktivität und dem elektrischen Widerstand auf Grund der Leitung eines elektrischen Signals durch einen Spiralpfad ähnlich wie in den vorhergehenden Ausführungsformen vermieden werden und zusätzlich kann die Gesamtlänge der elektrisch leitenden Nadelelemente 4 zumindest um die Länge des Abschnitts mit großem Durchmesser 4b verringert werden. Da auch die Form der elektrisch leitenden Nadelelemente 4 vereinfacht werden kann, trägt auch dies zur Verringerung der Kosten des Bauteils bei.
Die vorliegende Erfindung kann auch wie in Fig. 7 dargestellt verwirklicht werden, und wiederum werden die Teile, die jenen der vorhergehenden Ausführungsformen entsprechen, mit denselben Bezugszahlen bezeichnet, ohne die Beschreibung solcher Teile zu wiederholen. Nach der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform wird anstelle eines der elektrisch leitenden Nadelelemente 4 der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform ein Ende der Spiraldruckfeder 5 zur Erreichung desselben Zwecks eingesetzt. Das Ende der Spiraldruckfeder 5, das vom einzelnen elektrisch leitenden Nadelelement 4 entfernt ist, wird im Durchmesser zum Rest der Spiraldruckfeder 5 verringert und besteht zusätzlich aus einem eng gewickelten Abschnitt 5c.
Daher wird nach der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform bei deren Einsatz der im Durchmesser verringerte, eng gewickelte Abschnitt 5c, der an einem Ende der Spiraldruckfeder 5 ausgebildet ist, in Kontakt mit dem Schaltungsmuster 8a gebracht. Auch erstreckt sich bei dieser Spiraldruckfeder 5 der eng gewickelte Abschnitt von dem im Durchmesser verringerten, eng gewickelten Abschnitt 5c zum dazwischen liegenden eng gewickelten Abschnitt 5a im Wesentlichen ohne irgendeine Unterbrechung.
In der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform erstreckt sich, da der eng gewickelte Abschnitt 5a der Spiraldruckfeder 5 den Schaftabschnitt 4c des oberen elektrisch leitenden Nadelelements 4 berührt und das elektrische Signal daher durch den eng gewickelten Abschnitt 5a hindurchgehen kann, der Pfad der elektrischen Leitung axial entlang der Länge der Spiraldruckfeder 5 und es können die Anstiege in der Induktivität und im elektrischen Widerstand auf Grund der Leitung des Signals durch einen Spiralpfad vermieden werden. Die in Fig. 7 dargestellte Ausführungsform ist dann von Vorteil, wenn nur ein Ende mit der Fähigkeit zur Reinigung erforderlich ist, und sie erlaubt es, die Gestehungskosten zu senken.
Nach der vorliegenden Erfindung wird folglich, da das elektrische Signal durch einen eng gewickelten Abschnitt geleitet wird, auch wenn die Anzahl der Windungen des lose gewundenen Abschnitts relativ groß ist, um die notwendige elastische Kraft bereitzustellen, das elektrische Signal nicht durch den lose gewickelten Abschnitt geleitet, so dass die Induktivität und der elektrische Widerstand in günstiger Weise verringert werden können. Da die Federeigenschaft (wie die Anzahl der Windungen des lose gewickelten Abschnitts) ohne Rücksichtnahme auf ein Ansteigen der Induktivität und des elektrischen Widerstands bestimmt werden kann, ist es möglich, eine günstige Kontaktstiftgestaltung für Prüfzwecke zu verwirklichen, auch wenn der Bewegungstakt des elektrisch leitenden Nadelelements relativ groß ausfällt.

Claims

1. Kontaktstift für Prüfzwecke, umfassend:

eine Haltebohrung, welche durch ein Halteelement hindurchgeht;

ein elektrisch leitendes Nadelelement, welches schiebbar in der Haltebohrung aufgenommen ist, wobei das Nadelelement einen Kopfabschnitt, der aus einem Ende der Haltebohrung herausragt, und einen Schaftabschnitt aufweist, der sich vom Kopfabschnitt koaxial und von dem Ende des aus der Haltebohrung vorragenden Kopfabschnitts weg erstreckt; und

eine Spiraldruckfeder, welche koaxial in der Haltebohrung aufgenommen ist, um so den Kopfabschnitt aus der Haltebohrung hinauszuzwingen;

wobei die Spiraldruckfeder einen eng gewickelten Abschnitt umfasst, in welchem benachbarte Windungen der Spiraldruckfeder einander zumindest dann berühren, wenn die Spiraldruckfeder in einem gewissen Umfang zusammengedrückt ist;

wobei der eng gewickelte Abschnitt einen äußeren Durchmesser aufweist, der im Wesentlichen kleiner als ein innerer Durchmesser eines zugehörig entsprechenden Teils der Haltebohrung ist, so dass der eng gewickelte Abschnitt sich entlang der Länge der Haltebohrung krümmt, während die Druckfeder weiter zusammengedrückt wird; gekennzeichnet durch

den Schaftabschnitt, der den eng gewickelten Abschnitt der Spiraldruckfeder so überlappt, dass der Schaftabschnitt in Kontakt mit dem eng gewickelten Abschnitt gelangt, wenn die Spiraldruckfeder zusammengedrückt wird und der eng gewickelte Abschnitt sich dabei zumindest in einem gewissen Ausmaß gekrümmt hat.

2. Kontaktstift für Prüfzwecke nach Anspruch 1, wobei der eng gewickelte Abschnitt in solch einer Weise angeordnet ist, dass der eng gewickelte Abschnitt axial ein hinteres Ende des elektrisch leitenden Nadelelements in einem einsatzfreien Zustand überlappt, wo das elektrisch leitende Nadelelement sich nicht in Kontakt mit einem Objekt befindet.

3. Kontaktstift für Prüfzwecke nach Anspruch 1, wobei ein elektrisch leitender Film um den eng gewickelten Abschnitt abgelagert ist, um den eng gewickelten Abschnitt als ein im Wesentlichen einstückiges Rohr auszubilden.

4. Kontaktstift für Prüfzwecke nach Anspruch 1, wobei das elektrisch leitende Nadelelement ferner einen Abschnitt mit großem Durchmesser zwischen dem Kopfabschnitt und dem Schaftabschnitt umfasst und ein äußeres Ende der Haltebohrung mit einem Abschnitt mit kleinem Durchmesser ausgestattet ist, so dass ein Bereich, mit dem der Kopfabschnitt aus der Haltebohrung herausragt, durch das Anstoßen der Abschnitts mit großem Durchmesser an einer Schulteroberfläche, die zwischen dem Abschnitt mit kleinem Durchmesser der Haltebohrung und einem verbleibenden Teil der Haltebohrung ausgebildet ist, festgelegt ist.

5. Kontaktstift für Prüfzwecke nach Anspruch 1, wobei das elektrisch leitende Nadelelement ferner einen Kragenabschnitt umfasst, der zwischen dem Kopfabschnitt und dem Schaftabschnitt ausgebildet ist, um federnd ein beigefügtes Spiralende der Spiraldruckfeder im Eingriff zu halten.

6. Kontaktstift für Prüfzwecke nach Anspruch 4, wobei das elektrisch leitende Nadelelement ferner einen Kragenabschnitt umfasst, der zwischen dem Abschnitt mit großem Durchmesser und dem Schaftabschnitt ausgebildet ist, um federnd ein beigefügtes Spiralende der Spiraldruckfeder im Eingriff zu halten.

7. Kontaktstift für Prüfzwecke nach Anspruch 1, wobei der eng gewickelte Abschnitt sich zu einem Ende der Spiraldruckfeder erstreckt, das sich vom Kopfabschnitt des elektrisch leitenden Nadelelements entfernt befindet, und an ein elektrisch leitendes Kissen anstößt, welches mit einer externen Schaltung verbunden ist.

8. Kontaktstift für Prüfzwecke nach Anspruch 7, wobei ein freies Ende des eng gewickelten Abschnitts aus einem zweiten Abschnitt mit kleinem Durchmesser herausragt, der in der Haltebohrung am anderen offenen Ende davon ausgebildet ist, und ein innerer Durchmesser des zweiten Abschnitts mit kleinem Durchmesser größer als das freie Ende des eng gewickelten Abschnitts, aber kleiner als ein verbleibender Teil des eng gewickelten Abschnitts ist.

9. Kontaktstift für Prüfzwecke nach Anspruch 1, wobei die Spiraldruckfeder einen in der Mitte liegenden eng gewickelten Abschnitt und ein Paar von lose gewickelten Abschnitten an jedem axialen Ende desselben umfasst und ein Ende der Spiraldruckfeder mit dem ersten erwähnten elektrisch leitenden Nadelelement in Eingriff steht, während das andere Ende der Spiraldruckfeder mit einem zweiten elektrisch leitenden Nadelelement in Eingriff steht, das in ähnlicher Weise einen Kopfabschnitt umfasst, der aus dem anderen Ende der Haltebohrung vorragt, wobei das erste und das zweite elektrisch leitende Nadelelement mit einem entsprechenden Schaftabschnitt ausgestattet ist, der so angepasst ist, um den eng gewickelten Abschnitt zumindest dann zu berühren, wenn die Spiraldruckfeder in einem gewissen Ausmaß zusammengedrückt ist.