Соединительное устройство для подключения изделия электронной компонентной базы к печатной плате

Область техники
Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована для обеспечения надежного электрического контакта выводов изделий электронной компонентной базы (далее - ЭКБ) с печатной платой без использования пайки, сварки и других способов постоянного соединения выводов с контактными площадками печатной платы. Применение предложенного соединительного устройства для изделий ЭКБ позволяет обеспечить возможность проведения приемочных, периодических, квалификационных и сертификационных испытаний каждого элемента ЭКБ отдельно и неограниченное число раз.
Соединительное устройство для изделий ЭКБ также может применяться для макетирования радиоэлектронной аппаратуры, а также для обеспечения возможности оперативной замены изделий ЭКБ в радиоэлектронной аппаратуре специального назначения.
Уровень техники
Из уровня техники известны следующие решения.
Известно соединительное устройство для бескорпусных электронных компонентов выполненное в виде рамки с растянутой на ней гибкой печатной платой, имеющей выступ с внешним разъемом, на гибкой печатной плате закреплены предварительно ориентированные шаблоны, имеющие сквозные окна для размещения в них контролируемых электронных компонентов (RU 2498449, H01L 21/66, дата публикации 10.11.2013). Недостатком известного изобретения является то, что оно применимо только для группового функционального контроля и электротермотренировки (далее - ЭТТ) полупроводниковых кристаллов (бескорпусных изделий ЭКБ) после их извлечения из пластины. Известное устройство неприменимо для использования совместно с изделиями ЭКБ, имеющими корпуса.
Известно специализированное соединительное устройство по патенту РФ №2446643, H05K 1/18, опубликованному 27.03.2012, состоящее из двух плит, перемещающихся относительно друг друга на направляющих, на первой плите базируется контролируемая плата, а на второй плите устанавливается технологическая плата. Известное изобретение применимо для подключения только специальной большой интегральной схемы (БИС) с шагом выводов 0,5 мм и не позволяет обеспечить электрический контакт выводов различных типов изделий ЭКБ с печатной платой с иным шагом или распайкой выводов.
Известно контактное устройство для подключения радиоэлементов с осевыми выводами, состоящее из корпуса, в котором расположен барабан с установленными на нем кассетами в виде гребенок с пазами, пружинных контактов, крышка с прижимными планками и замка-фиксатора (SU 758585, H01R 12/16, дата публикации 23.08.1980). Известное изобретение предназначено только для проверки электрических параметров радиоэлементов с осевыми выводами при контроле и испытаниях и не позволяет обеспечить электрический контакт выводов различных типов изделий ЭКБ.
Известно контактное устройство для контроля микросхем с планарными выводами, являющееся прототипом предложенной полезной модели, состоящее из корпуса с диэлектрическими гребенками, плоского прижима и закрепленных в корпусе универсальные контактных узлов с Г-образными контактами, размещенных во впадинах диэлектрической гребенки (SU 1691976 A1, H05K 1/18, H05K 1/11, дата публикации 15.11.1991). Известное изобретение предназначено для измерения и контроля статических и динамических параметров многовыводных БИС с планарными выводами только с шагом между ними 0.625 мм и требует распайки на печатную плату.
Недостатком прототипа является то, что они не позволяют обеспечить создание универсального устройства, пригодного для обеспечения соединения ЭКБ любого известного типа с контактами печатной платы без применения пайки или иного повреждения или изменения изделий ЭКБ, а также изменения свойств печатной платы.
Раскрытие полезной модели
Технической проблемой настоящей полезной модели является необходимость преодоления технических недостатков, присущих аналогам, что ведет к необходимости создания соединительного устройства для подключения изделия электронной компонентной базы к печатной плате, обладающего расширенными эксплуатационными возможностями, заключающимися в обеспечении возможности использования с различными типами изделий ЭКБ.
Техническим результатом, достигаемым при использовании полезной модели, является обеспечение надежного и бесперебойного соединения изделий ЭКБ любого типа с контактами печатной платы без применения пайки, сварки или иного разрушающего, или модифицирующего воздействия на контакты или контактные площадки изделий ЭКБ или печатной платы, предназначенной для монтажа изделий ЭКБ.
Указанный технический результат достигается за счет того, что соединительное устройство для подключения изделия электронной компонентной базы к печатной плате содержит корпус, состоящий из основания, с одной стороны которого на шарнире присоединена крышка, выполненная с возможностью фиксации запорным элементом в прижатом к основанию состоянии. При этом крышка выполнена со съемным прижимным элементом, обеспечивающим прилегание выводов изделия электронной компонентной базы к съемной панели, а основание снабжено выемкой, в которую вставлена переходная панель, предназначенную для размещения на ней изделия электронной компонентной базы, содержащая двухсторонние плунжерные пружинные контактные элементы, закрепленные в переходной панели с возможностью возвратно-поступательного перемещения, при этом съемная (см. фиг. 1, 3-7) панель прикреплена к основанию, основание выполнено с возможностью неподвижного прикрепления к печатной плате, а плунжерные пружинные контактные элементы расположены с возможностью подключения выводов изделия электронной компонентной базы к печатной плате путем соединения их контактов при прижатии крышки к основанию.
Пружинный плунжерный контакт представляет собой устройство, обычно применяемое в электронике для установления соединения между двумя элементами с электронными схемами. Пружинный плунжерный контакт представляет собой цилиндр, покрытый веществом, обеспечивающим надежный электрический контакт (например, золотом) и выполненный из двух подпружиненных штифтов, с различной формой наконечника, зависящей от формы вывода изделия ЭКБ. Электрический контакт обеспечивается при зажатии концов пружинного плунжерного контакта между выводами тестируемого изделия ЭКБ и печатной платы. Пружинные плунжеры оказывают малое давление на поверхность контактируемых изделий и компенсируют их изменяющуюся высоту за счет пружины.
Прижимной элемент, установленный на крышке, как правило, изготавливается под определенный вид изделия ЭКБ.
Геометрия и конфигурация плунжерных контактов, съемной и переходной панелей зависит от набора технических требований, предъявляемых к ним для проведения испытаний определенного вида изделий ЭКБ.
Плунжерные контакты обеспечивают электрическое соединение выводов испытываемого изделия с контактными площадками печатной платы системы тестирования.
В частном случае реализации полезной модели, переходная панель содержит направляющие для контактов изделия электронной компонентной базы, выполненные в виде гребенки, при этом, направляющие расположены с возможностью ориентации гибких выводов поверх плунжерных пружинных контактов.
В другом частном случае реализации полезной модели, прижимной элемент выполнен с возможностью дополнительного вертикального прижима с помощью, установленной на крышке поворотной ручки или эксцентрика, что позволяет использовать данные изделия для многовыводных изделий ЭКБ, где требуются большие усилия прижатия.
Еще в одном частном случае реализации полезной модели, переходная панель содержит направляющие для корпуса изделия электронной компонентной базы, при этом направляющие расположены с обеспечением расположения контактов изделия электронной компонентной базы поверх плунжерных пружинных контактов.
Запорный элемент (4) в частных случаях реализации полезной модели может быть выполнен в виде защелки, шарнирно прикрепленной к крышке (3) или к основанию (1).
Также, в частных случаях реализации полезной модели, устройство снабжено крепежными элементами, выполненными с обеспечением жесткого соединения основания, переходной панели и печатной платы, при этом, крепежные элементы выполнены в виде винтовых соединений. Кроме этого, крепежные элементы могут быть выполнены в виде клеевого слоя или пружин, прижимающих основание и переходную панель к печатной плате.
В частном случае реализации полезной модели, соединение основания и переходной панели выполнено разъемным с обеспечением возможности смены переходных панелей, установленных на основании.
В частном случае реализации полезной модели, прижимной элемент может быть выполнен съемным.
В другом частном случае реализации полезной модели съемная панель может быть прикреплена к основанию с использованием крепежных элементов.
Таким образом, заявленное устройство может быть унифицировано для различных типов изделий ЭКБ с различными корпусами, различными шагом, формой и количеством выводов. Соединительное устройство для изделий ЭКБ позволяет обеспечить электрический контакт выводов различных типов изделий ЭКБ с печатной платой без пайки и иного повреждения или изменения изделий ЭКБ, а также печатной платы, либо аналогичного основания, предназначенного для монтажа изделий ЭКБ.
Описание чертежей
Заявленная полезная модель поясняется чертежами, где изображено следующее:
на фиг. 1 - соединительное устройство для подключения изделия электронной компонентной базы к печатной плате в сборе, а) в закрытом и б) в открытом состоянии,
на фиг. 2 - соединительное устройство подключения изделия электронной компонентной базы к печатной плате без съемной панели и переходной панели а) в закрытом и б) в открытом состоянии,
на фиг. 3 - съемная контактная панель
на фиг. 4 - соединительное устройство для подключения изделия электронной компонентной базы к печатной плате с поворотной ручкой в сборе а) в закрытом и б) в открытом состоянии,
на фиг. 5 - соединительное устройство для подключения изделия электронной компонентной базы к печатной плате с поворотной ручкой в сборе без контактной панели а) в закрытом и б) в открытом состоянии,
на фиг. 6 - съемная контактная панель,
на фиг. 7 - изображение соединительного устройства подключения изделия электронной компонентной базы к печатной плате в сборе в пластиковом корпусе в открытом состоянии,
на фиг. 8 - изображение соединительного устройства для подключения изделия электронной компонентной базы к печатной плате в сборе в металлическом корпусе в открытом состоянии с поворотной ручкой.
Позициями на фигурах обозначены:
1 - основание,
2 - крышка,
3 - прижимной элемент крышки,
4 - запорный элемент (например, шарнирная защелка),
5 - Основание,
6 - Контактная панель,
7 - плунжерные пружинные контактные элементы,
8 - направляющие переходной панели в виде гребенки,
9 - поворотная ручка,
10 - направляющие переходной панели.
В частном случае реализации заявленной полезной модели, в соответствии с чертежами, соединительное устройство для подключения изделия электронной компонентной базы к печатной плате, содержит корпус, состоящий из основания (1) и крышки (2), шарнирно присоединенной к основанию (1) с одной стороны. Крышка (2) содержит закрепленный на ней съемный упругий прижимной элемент (3). Основание (1) содержит защелку (4), шарнирно прикрепленную к нему, а также прикрепленную к нему съемную панель (5). Основание (1) снабжено выемкой, в которую вставлена переходная панель (6), содержащая плунжерные пружинные контактные элементы (7). Переходная панель (6) содержит направляющие (8) для контактов изделия ЭКБ, выполненные в виде гребенки, и направляющие (10) для корпуса изделия ЭКБ. В закрытом состоянии крышка (2) устройства зафиксирована шарнирной защелкой (4) в прижатом к основанию (1) состоянии, (фиг. 1 а), б), 2а), б)).
Устройство снабжено винтовыми соединениями, обеспечивающими жесткое соединения основания, съемной панели (5) и печатной платы (фиг. 1, 3-5, 7-8).
Выполнение переходной панели (6) показано на фиг. 6.
Направляющие (8) для контактов изделия ЭКБ, выполненные в виде гребенки, расположены поверх плунжерных пружинных контактов (7), а направляющие (10) для корпуса изделия ЭКБ, выполнены так, что они расположены с обеспечением расположения контактов изделия ЭКБ поверх направляющих (8) и, соответственно, поверх плунжерных пружинных контактов (7) (фиг. 3).
В другом частном случае реализации полезной модели крышка соединительного устройства для изделия ЭКБ содержит поворотную ручку (9), обеспечивающую дополнительное прижатие изделия ЭКБ. В закрытом состоянии поворотная ручка обеспечивает дополнительный вертикальный прижим электронной компонентной базы с печатной платой (фиг. 4, 5, 8).
Осуществление полезной модели
Элементы устройства изготавливали из высокотемпературных диэлектриков (полиэфиримида (PEI), полифэфирэфиркетон (РЕЕК) полэифирсульфон (PES)) или металлов методом фрезеровки или литья под давлением. Подпружиненные контакты изготавливали из меднобериллиевого сплава методом токарной обработки и покрывали золотом. Осуществляли сборку устройства.
Устройство сохраняет работоспособность в диапазоне температур от -60°С до +150°С, обладает малым электрическим сопротивлением контакта, высоким ресурсом и частотными характеристиками. Устройство ремонтнопригодно и устанавливается на печатную плату системы тестирования за счет крепления винтами без пайки.