УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ Российский патент 1997 года по МПК H05K1/18 

Изобретение относится к области радиотехники и предназначено для подключения печатных плат к измерительным установкам.

Известно контактное устройство для контроля печатных плат (см. авт. св. N 906402, кл. H 05 K 1/18), содержащее контактную матрицу с контактами для соединения с измерительным блоком, адаптер с диэлектрическими направляющими, в отверстиях которых размещены пружинные контакты, при этом контакты матрицы выполнены в виде площадок, объединяющих расположенные в узлах координатной сетки контактные точки, например, по 4 с возможностью взаимодействия каждой площадки с одним из контактов адаптера. Этому устройству присущи следующие недостатки:
устройство не позволяет проверять печатные платы с расстоянием между соседними контактными площадками менее одного шага. При уменьшении шага количество контактов возрастает, и изобретение теряет смысл;
требуется подстройка положения адаптера относительно контактных площадок платы.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для контроля печатных плат, содержащее контактную матрицу с контактами для соединения с измерительным блоком, прижимное устройство, адаптер с диэлектрическими направляющими, в которых размещены пружинные щупы (пат. США N 3564408, кл. 324-158, 1968, прототип). Это устройство обладает следующими недостатками:
переналадка устройства перед переходом с одного типа проверяемых плат на другой затруднена, так как устройство содержит проводной монтаж;
матрица содержит контакты с крючками, что также увеличивает время замены адаптера;
конструкция пружинных контактов обусловливает увеличение диаметра пружинного контакта при его сжатии, а это не позволяет проверять печатные платы с малым расстоянием между контактами, так как при сжатии контакты будут замыкаться между собой.

Цель изобретения упрощение конструкции адаптера, улучшение эксплуатационных свойств контактного устройства.

Указанная цель достигается тем, что в контактном устройстве для контроля печатных плат, содержащем диэлектрическую плату с контактами, размещенными во всех узлах координатной сетки, прижимное устройство, адаптер, содержащий диэлектрическую направляющую плату с пружинными контактами, в адаптер введены опорная печатная плата с отверстиями, контактные штыри, пружинные контакты выполнены двух размеров по длине, при этом короткие пружинные контакты и контактные штыри размещены по обе стороны от опорной печатной платы адаптера, перпендикулярно ее плоскости со смещением продольных осей в пространстве, при этом их внутренние хвостовики соединены между собой через металлизированные отверстия в печатной плате, в которые они установлены, и печатные проводники, попарно соединяющие отверстия, длина длинных пружинных контактов равна сумме длины короткого пружинного контакта, длины штыря и толщины печатной платы.

Новые признаки в заявляемом устройстве неизвестны в технике, а именно
введение в составе адаптера для проверки конкретного типа печатной платы дополнительной опорной печатной платы с отверстиями, при этом каждое отверстие, размещенное вне узлов координатной сетки, металлизировано и соединено печатным проводником с дополнительным металлизированным отверстием, размещенным в узлах сетки;
введение в состав адаптера контактных штырей, устанавливаемых в дополнительные отверстия печатной платы и контактирующих с контактами матрицы;
выполнение пружинных контактов двух размеров по длине.

Введение указанных отличий, неизвестных в технике, позволяет утверждать о соответствии критерию "Существенные отличия".

На фиг. 1 изображено контактное устройство с установленным в него адаптером. На фиг. 2 изображен общий вид одной из разновидностей съемных адаптеров. На фиг. 3 изображена часть опорной платы контактного устройства. На фиг. 4 изображена часть проверяемой печатной платы. На фиг. 5 изображен соответствующий участок опорной печатной платы адаптера для проверки, изображенной на фиг. 4 печатной платы. На фиг. 6 изображен участок контактного устройства со вставленным адаптером, содержащий контакты разной длины и диаметра.

Контактное устройство состоит из следующих элементов: прижимного устройства 1, диэлектрической прокладки в нем 2, приемной пластины 3, диэлектрической платы 4 с отверстиями для контактов, опорной платы 5 с отверстиями для хвостовиков контактных гнезд, опорной платы 6 с глухими отверстиямм, опорной платы 7, длинных пружинных контактов 8, коротких пружинных контактов 9, контактных гнезд с длинными хвостовиками 10, контактных гнезд с короткими хвостовиками 11, контактных штырей 12, диэлектрической направляющей платы адаптера 13, опорной печатной платы адаптера 14, фиксирующих штырей 15, направляющих штырей 16, стягивающих винтов 17, крепежных втулок 18. Проверяемая печатная плата 19 перед проверкой устанавливается на направляющие штыри 16. Опорная плата 5 с установленными в ее отверстия контактными гнездами 10 и 11 составляет контактную матрицу. В диэлектрической направляющей плате адаптера 13 (см. фиг. 2) выполнены отверстия 20 для установки в них пружинных контактов. В диэлектрической направляющей плате 13 и опорной плате 14 адаптера выполнены направляющие отверстия 21. На фиг. 3 изображен участок опорной печатной платы контактного устройства со сплошным размещением отверстий во всех узлах координатной сетки, выполненной с шагом t. На фиг. 4 изображен участок проверяемой печатной платы, на котором выполнены металлизированные отверстия 22 с шагом t, размещенные в узлах координатной сетки, отверстия 23, смещенные относительно узлов координатной сетки на t/2, группа контактных площадок 24 с расстоянием между центрами t/2. В опорной печатной плате адаптера (см. фиг. 5), предназначенного для проверки печатной платы, изображенной на фиг. 4, выполнены металлизированные отверстия 25, размещенные вне узлов координатной сетки, печатные проводники 26, соединяющие отверстия 25 с дополнительными металлизированными отверстиями 27, размещенными в узлах координатной сетки.

Размещение контактных площадок по полю печатной платы может быть произвольным. С целью обеспечения возможности электрической проверки все металлизированные отверстия или контактные площадки размещаются в узлах координатной сетки с определенным шагом. В узлах сетки с тем же шагом размещаются контакты контактного устройства. Обычно шаг координатной сетки t выбирается равным 2,5 мм и равен расстоянию между выводами наиболее распространенных микросхем, составляющих основную массу применяемых в настоящее время. Однако на некоторых печатных платах кроме шага, равного 2,5 мм (2,54 мм), имеется некоторое количество контактных площадок со сдвигом, или некоторые группы контактных площадок имеют меньшие расстояния между их центрами, чем шаг координатной сетки (например, 1,25 мм или меньше).

Размещение пружинных контактов и контактных штырей с расстоянием в 0,5 шага (изображено на фиг. 6).

Устройство работает следующим образом.

Крышка прижимного устройства 1 отводится в сторону или открывается. В устройство устанавливается необходимый адаптер. Направляющие штыри 16 контактного устройства заходят в направляющие отверстия адаптера 21, и происходит совмещение отверстий, лежащих в узлах координатной сетки в диэлектрической плате контактного устройства и в диэлектрической плате адаптера. Контактные штыри 12, запаянные в металлизированные отверстия в опорной печатной плате адаптера, входят в контактные гнезда устройства 10 или 11. Возможно вместо контактных стержней использовать пружинные контакты. При этом в опорную плату адаптера снизу также возможно установить контактные гнезда. При этом устройство усложнится, но его надежность возрастет. В адаптер вставляются пружинные контакты нужной длины и диаметра. Проверяемая печатная плата устанавливается на фиксирующие штыри 15, и центры ее контактных площадок совмещаются с головками наружных хвостовиков пружинных контактов. Прижимное устройство закрывается, плата прижимается к хвостовикам пружинных контактов с усилием, достаточным для получения необходимого переходного сопротивления, и начинается электрическая проверка печатных цепей.

Технико-экономические преимущества предлагаемого технического решения по сравнению с прототипом патент США N 3564408, кл. 324-158 заключаются в следующем:
упрощается конструкция и снижается стоимость адаптера;
улучшаются эксплуатационные свойства контактного устройства в целом, так как переход от одного типа проверяемых плат к другому с другим расположением контактных площадок осуществляется заменой одного типа адаптера на другой;
расширяются функциональные возможности контактного устройства. Становится возможным проверка печатных плат с меньшим расстоянием между контактными площадками, т.к. контакт в прототипе при сжатии увеличивает свои размеры.

Сущность изобретения: устройство содержит прижимное устройство 1, диэлектрическую прокладку 2, приемную пластину 3, диэлектрическую плату 4 с отверстиями для контактов, опорную плату 5 с отверстиями для хвостовиков контактных гнезд, опорную плату 6 с глухими отверстиями, опорную плиту 7, длинные пружинные контакты 8, короткие пружинные контакты 9, контактные гнезда с короткими хвостовиками 11, контактные штыри 12, направляющую плату адаптера 13, опорную печатную плату адаптера 14, фиксирующие штыри 15, направляющие штыри 16, стягивающие винты 17, крепежные втулки 18. Опорная плата 5 с установленными в нее контактными гнездами 10 и 11 составляет контактную матрицу устройства. 6 ил.

Устройство для контроля печатных плат, содержащее диэлектрическую плату с контактами, размещенными в узлах координатной сетки, прижимное устройство и адаптер в виде диэлектрической платы с отверстиями, в которых размещены подпружиненные контакты, отличающийся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных свойств контактного устройства, оно снабжено опорной печатной платой с отверстиями и контактными штырями, при этом пружинные контакты выполнены двух размеров по длине, контактные штыри и короткие пружинные контакты размещены по обе стороны опорной печатной платы адаптера перпендикулярно ее плоскостям со смещением продольных осей, при этом их внутренние хвостовики соединены через металлизированные отверстия в печатной плате между собой, в которые они установлены и печатные проводники, попарно соединяющие отверстия, длина длинных пружинных контактов равна сумме длин короткого пружинного контакта и штыря и толщины печатной платы.