УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ Российский патент 1997 года по МПК H05K13/08 H05K1/18 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для контроля печатных плат.

Известно устройство для контроля печатных плат [1] содержащее направляющие и закрепленные на них разборные модули, выполненные из двух частей в отверстиях одной из которых размещены пружинные контакты, в другой - контактодержатели, соединяющие провода собраны в отдельный жгут.

Устройство обладает следующими недостатками:
введение разборного модуля усложняет устройство, не приводя к повышению ремонтопригодности, так как для замены дефектного пружинного контакта его вынимают из отверстия, в котором он не закреплен, а контактодержатели не выходят из строя вообще, ибо за время эксплуатации в указанном устройстве контакты меняют один-два раза, а реальный ресурс контактодержателей несколько тысяч сочленений,
устройство содержит длинные связи между контактными устройствами и коммутатором адреса.

Наиболее близким аналогом по технической сущности является контактное устройство [2] содержащее прижимной элемент, приемную пластину, диэлектрическую плату с отверстиями, размещенными в узлах координатной сетки, в которых установлены пружинные контакты с хвостовиками, диэлектрическую опорную плату с отверстиями, опорную плату, проводники, соединяющие контакты с выходами устройства, дополнительную диэлектрическую плату с глухими отверстиями, прилегающую к опорной плате, контактные гнезда, состоящие из цилиндрической части и хвостовиков разной длины, при этом ряды гнезд с длинными хвостовиками чередуются с рядами гнезд с короткими хвостовиками. В этом устройстве реализована возможность сплошного размещения контактов в узлах координатной сетки с размещением проводников в пространстве над гнездами с короткими хвостовиками.

Недостатком этого устройства является наличие длинных проводников (несколько метров), соединяющих контакты через разъемы с коммутатором, что усложняет устройство и резко увеличивает габариты и стоимость.

Цель изобретения упрощение конструкции устройства и снижение его стоимости.

Цель достигается тем, что в контактное устройство для контроля печатных плат, содержащее прижимной элемент, приемную пластину, диэлектрическую направляющую плату с отверстиями, размещенными в узлах координатной сетки, в которых установлены пружинные контакты, и размещенные под пружинными опорные контакты, опорные элементы, при этом опорные контакты состоят из контактной части и хвостовика, хвостовики выполнены из двух размеров по длине, хвостовики большей длины имеют диаметр больше, чем диаметр контактной части, диаметр коротких хвостовиков меньше диаметра контактной части, введены контактно-коммутационные блоки, прилегающие одним торцом к диэлектрической направляющей плате устройства, другим к опорным элементам устройства, при этом блоки состоят из корпуса, диэлектрической платы с отверстиями, размещенными в узлах координатной сетки, опорных контактов с хвостовиками разной длины, размещенных в отверстиях диэлектрической направляющей платы, переходных опорных элементов, печатных плат, одним торцом опирающихся через переходные опорные элементы и длинные хвостики опорных контактов в диэлектрическую направляющую плату блока, другим концом в верхнюю крышку блока, дешифраторов-коммутаторов, установленных на печатные платы, проводников, соединяющих выходы дешифраторов-коммутаторов с опорными контактами блоков.

На фиг. 1 изображено устройство для проверки печатных плат; на фиг. 2 - контактно-коммутационный блок; на фиг. 3 контакты с длинными хвостовиками; на фиг. 4 контакт с короткими хвостовиком; на фиг. 5 диэлектрическая направляющая плата контактно-коммутационного блока на 512 контактов с вставленными контактами; на фиг. 6 контакты в двух смежных блоках устройства.

Устройство для проверки печатных плат состоит из приемной пластины 1, диэлектрической направляющей 2 с отверстиями, в которых размещены пружинные контакты 3, верхние хвостики которых контактируют с проверяемой печатной палатой 4, прижимного устройства 5, диэлектрической прокладки 6, предотвращающей замыкания контактных площадок проверяемой платы, рамки 7, контактно-коммутирующих блоков 8, опорных элементов, выполненных в виде опорных штанг, 9, втулок 10, стягивающих винтов 11.

Контактно-коммутационный блок (см. фиг. 2) состоит из корпуса 12, диэлектрической направляющей платы блока 13 с отверстиями для контактов, переходных опорных элементов 14, печатных плат 15, верхней опорной платы 16, опорных контактов с короткими хвостовиком 17, опорных контактов с длинным хвостовиком 18, установленных на печатные платы дешифраторов-коммутаторов 19, проводников 20, соединяющих выходные ключи микросхем с хвостовиками контактов, соединителей 21, проводников 22, соединяющих входы микросхем с выходами блока управления (не изображен), кронштейнов 23, с помощью которых соединители 21 крепятся к печатным платам и верхней опорной плате 16 блока.

На фиг. 3 изображен опорный контакт с длинным хвостовиком. Контакт состоит из контактной части 24, воспринимающей усилие нажима с нижнего хвостовика пружинного контакта устройства, длинного хвостовика 25 с уступом 26. При этом диаметр длинного хвостовика более диаметра контактной части.

На фиг. 4 изображен опорный контакт с коротким хвостовиком, состоящий из контактной части 27, также воспринимающей усилие нажима с нижнего хвостика пружинного контакта и короткого хвостовика 28 меньшего диаметра, чем диаметр контактной части.

На фиг. 5 изображено размещение опорных контактов с длинными 18 и короткими 17 хвостиками по полю диэлектрической направляющей платы блока, где t шаг координатной сетки.

На фиг. 6 изображено размещение двух соединительных контактно-коммуникационных блоков в устройстве. При этом приняты следующие обозначения:
t шаг координатной сетки;
d диаметр хвостовика опорного контакта;
t₁ расстояние между центром хвостовика короткого; контакта и внутренней стенкой корпуса блока;
t₂ толщина стенки корпуса блока;
t₃ зазор между блоками;
Устройство работает следующим образом.

Проверяемая печатная плата 4 прижимным устройством 5 прижимается к верхним хвостовикам пружинных контактов 3.

При этом пружины в контактах сжимаются и прижимают верхние хвостовики контактов к контактным площадкам проверяемых печатных плат. Прижим хвостовиков к площадки обеспечивает получение допустимого по величине переходного сопротивления между хвостовиками и контактными площадками проверяемой платы. Такое же усилие через нижние хвостовики пружинных контактов передается на контактные части 24 и 27 опорных контактов 17 и 18 блоков. Контактные части 27 упираются в диэлектрическую направляющую плату блока 13, так как диаметр отверстия под короткий хвостовик контакта в плате меньше наружного диаметра контактной части. Направляющая диэлектрическая плата 13 передает движение на длинные хвостики 25, так как диаметр отверстия в плате меньше диаметра длинного хвостовика. Таким образом, диэлектрическая направляющая плата блока оказывается зажатой между контактной частью 27 опорного контакта с коротким хвостовиком 17 и хвостовиком длинного контакта 18. Длинные хвостовики передают усилие сжатия пружинных контактов 3 на переходные опорные элементы блока 14, которые это усилие передают на торцы печатных плат 15, они, в свою очередь, передают усилие через верхнюю опорную плату блока 16 на крышку блока и далее на опорные элементы устройства, выполненные в виде штанг 9. Для предотвращения продольного изгиба печатных плат в состав блока вводятся элементы, препятствующие изгибу плат (на чертежах эти элементы не изображены). Суммарное усилие сжатия пружинных контактов, передаваемое на один контактно-коммутационный блок, равно произведению числа контактов в блоке на усилие, развиваемое одним контактом.

Например, для блока с 512 контактами при усилии, развиваемом одним контактом 250 г, суммарное усилие сжатия, передаваемого на блок от пружинных контактов, равно кг. Эта величина определяет количество опорных контактов с длинным хвостовиком в блоке, а также их длину и диаметр хвостовика. Длина хвостовика контакта также определяется пространством, необходимым для размещения в нем проводников, подпаиваемых к контактам с коротким хвостовиком и размещенных под переходными опорными элементами 14. Передача усилия сжатия контактами с длинным хвостовиком на печатные платы и далее на крышку блока позволяет уменьшить толщину корпуса блока, которая, в свою очередь, определяется шагом координатной сетки.

Например, при шаге координатной сетки 2,5 мм (см. фиг. 6), минимальном расстоянии от центров хвостовиков до стенок корпусов блока 0,8 мм, зазоре между корпусами соседних блоков 0,25 мм две толщины стенки на должны превышать 0,65 мм. Таким образом, при шаге координатной сетки 2,5 мм толщина стенки корпуса блока не должна превышать 0,32 мм. Еще меньше толщина стенки будет при шаге координатной сетки 1,25 мм или 0,625 мм.

В настоящее время разработана и серийно изготавливается большая интегральная схема типа "Делегат 2" (ДРЛЗ. 031. 001. ТУ), содержащая регистры адреса, дешифраторы, 32 сдвоенных ключа и схему управления. На базе этой микросхемы возможна разработка разнообразных автоматических устройств, в том числе и устройства для контроля печатных плат с выполнением дешифратора и контактного устройства в виде объединенного блока. Блок измерителя и блок управления, выполненный в виде персональной ЭВМ, входит в состав установки в виде отдельных конструктивов (на чертежах блок измерителя и блок управления не изображены).

Объединение контактного устройства с дешифратором адреса измерений и коммутатором позволяет исключить из состава установки жгуты, соединяющие контактное устройство с коммутаторами, и значительно снизить стоимость установки. Вышеприведенное можно подтвердить следующим примером: в серийно выпускаемой установке УКПМ-2 на 10000 точек подключения общая длина провода, используемого для жгутов и внутриблочного монтажа, составляет 60000 м. В установке используется 500 шт многоштырьковых соединителей, 20000 реле, 20000 диодов, 400 шт печатных плат. Использование микросхем типа "Делегат-2" в блоках, объединяющих контактное устройство, дешифратор адреса, коммутатор, позволяет сократить количество провода в установке до 3000 м, исключить 20000 реле, 20000 диодов, 350 печатных плат вместе с радиоэлементами, установленными на них.

Использование: изобретение относится к радиоэлектронике. Сущность изобретения: в устройстве для контроля печатных плат контактно-коммутационные блоки 8 выполнены в виде корпусов 12, расположенных в них опорных диэлектрических плат 13 с отверстиями, размещенными в соответствии с углами координатной сетки контролируемой печатной платы, в которых размещены опорные контакты 14, и печатных плат 15 с установленными на них дешифраторами-коммутаторами 19, опирающихся одними своими торцами на крышки корпусов, а другими через переходные элементы - на более длинные хвостовики соответствующих контактов и на опорные диэлектрические платы. 6 ил.

Устройство для контроля печатных плат, содержащее приемную пластину, диэлектрическую направляющую плату для размещения контролируемой печатной платы, выполненную с отверстиями, размещенными в соответствии с узлами координатной сетки контролируемой печатной платы, установленные в отверстиях диэлектрической направляющей платы пружинные контакты, контактно-коммутационные блоки с опорными контактами, которые выполнены с контактными частями и хвостовиками двух размеров по длине и диаметру, диаметр более длинных из которых более диаметра соответствующей контактной части, а диаметр менее длинных из которых меньше диаметра соответствующей контактной части, и размещены под пружинными контактами чередующимися рядами, в одних из которых размещены опорные контакты с более длинными хвостовиками, а в других - опорные контакты с менее длинными хвостовиками, прижимной элемент, опорные элементы и проводники, отличающееся тем, что контактно-коммутационные блоки выполнены в виде корпусов, расположенных в них опорных диэлектрических плат с отверстиями, размещенными в соответствии с узлами координатной сетки контролируемой печатной платы, в которых размещены опорные контакты, и печатных плат с установленными на них дешифраторами-коммутаторами, опирающихся одними своими торцами на крышки корпусов, а другими через переходные элементы на более длинные хвостовики соответствующих контактов и на опорные диэлектрические платы, при этом корпуса контактно-коммутационных блоков с одной стороны прижаты к внутренней поверхности направляющей диэлектрической платы, а с другой стороны к опорным элементам с обеспечением контактирования пружинных контактов с опорными контактами, причем опорные контакты контактно-коммутационных блоков электрически соединены с выходами их дешифраторов-коммутаторов проводниками.