192083. lajstromszámú szabadalom • Vizsgálószonda nyomtatott huzalozású és nyomtatott áramköri lapok vizsgálatára
1 192.083 2 A találmány tárgya nyomtatott áramköri és nyomtatott huzalozás«) lapok vizsgálatára szolgáló vizsgálószonda. Az elektronikai ipar legnagyobb mennyiségben g használt építőeleme a nyomtatott huzalozási), ill. nyomtatott áramköri lap (továbbiakban nyomtatott lap). Ezek megbízhatósága, hibátlansága alapvető fontosságú tényező a kész elektronikus gyártmány szempontjából, így elengedhetetlen, hogy a hibákat nagy pontossággal tudjuk kiszűrni. A nyomtatott lapok vizsgálatát, mind beültetés előtt, mind beültetés után el kell végezni. A nyomtatott lapok vizsgálatára számos eljárást dolgoztak ki a vizsgálandó paramétereknek megfelelően. A vizsgáló berendezések többségénél a mérésekét végzők a méréseket feldolgozó elektronikus központi mérőegység és a vizsgálandó nyomtatott lap mérési pontjainak csatlakoztatására az ún. tűágyas csatlakozó mezőket használják, mivel ezek igen nagy számú mérési pont egyidejű csatlakoztatását elfogadható biztonsággal valósítják meg. A tűágyak a mérőberendezés és a vizsgálandó nyomtatott lap között interfészt alkotnak, amelynek legfontosabb, a megbízhatóságot döntően befolyásoló eleme maga az érintkezőtű. Az érintkezőtűk kialakításának legismertebb megoldása az, hogy egy hengeres csőben az érintkezőtű mozgó hengeres része laza illesztéssel van megvezetve, és a mozgó rész alatt helyezkedik el a visszaállítást végző rugó. Ezt az egységet külön bele lehet helyezni egy befogadó hüvelybe, amely el van látva villamos mérővezeték csatlakoztatására alkalmas végződéssel. Ezt a befogadó hüvelyt szoros illesztéssel a szigetelő anyagból kiképzett furatba helyezik a vizsgálandó pontok helyzetének megfelelően. Az ilyen megoldások több egységből épülnek fel. Az első és a legfontosabb ilyen egység a tűfej és a szár, melyet csak speciális, nagy pontosságú gépparkkal lehet elkészíteni. A tűfej kialakítását a vizsgálandó pont alakja és a ió érintkezés együttesen szabja meg. A jobb érintkezés elérése céljából a tűfejeken éleket képeznek ki, hogy képes legyen átvágni az oxidhártyát, mely a nyomtatott lapokon könnyen kialakulhat. A szárrész, szinte minden esetben több vállat is tartalmaz és hengerességére és felületi minőségére szigorú előírások vannak, mert pontosan van illesztve a második nagyobb egységbe. A második egység legegyszerűbb változata egy hengeres cső, mely mind a furatában, mint a palástján pontosra és finomra munkált annak érdekében, hogy a furatában a szárrész jó áramvezetés mellett lazán illeszthető legyen. Általános esetben ez a hengeres cső is tartalmaz ütköző peremeket és vállakat. A hengeres cső palástja szorosan illeszkedik a harmadik egységbe, ami egy befogadó hüvely, áramcsatlakozást biztosító vége. Ennek a kialakítását az áramhozzávezetés módja határozza meg (forrasztásos, sajtolásos, huzalrácsavarásos stb.). Ezt a három egységet, de legalább az utolsó kettőt, nemesfém bevonattal látják el azért, hogy az áramvezetés feltételeit megjavítsák. A tűágy, mint befogó és helyező elem a rugózó érintkezőtűk alakja, méretei, valamint a vizsgálat igényel szerinti igen nagy változatosságot mutat. A fent ismertetett megoldások több hátrányos tulajdonságot tartalmaznak. Először a hengeres és vállakat is tartalmazó befo-Sd óhüvelyt, illeszkedő csövet, tűszárat is tflfejet igen I átmérőkön és nagypontossággal kell megmunkálni. Ez speciális gépeket igénye. A tű több darabból épül fel, és az egymáshoz illeszkedő felületeknek csereszabatosaknak kell lenniük. A kiváló felületi minőség a hengeres részek, illetve csövek palástján valamint furataiban elengedhetetlen követelmény. Ez a hátrányos konstrukció további rossz tulajdonságot is magában hordoz. Az előzőekből (átható, hogy az ilyen szerkezetekben az áramvezetési útvonal két részre oszlik. Az első ilyen szakaszon a mérőárattraz együttmozgó egységes alkatrészt képező tűfejen és tűszáron halad át, majd két részre oszlik. Az egyik áramút az egymáson illeszkedő, de egymáson elmozduló hengeres belső felületeken keresztül a rugóházat alkotó hüvelyre, majd onnan átmeneti ellenálláson keresztül az ugyancsak hengeres befogadóhüvelyre vezet, és innen jut áram egyik része a mérővezeték csatlakozási pontjához. A másik áramutat a tűszerkezet álló és mozgó részei között mechanikailag előfeszített állapotban elhelyezett nyomórugó képezi, ahol a tűszárról átmeneti ellenálláson keresztül jut a rugókra az áram, majd oá Innen szintén átmeneti ellenálláson keresztül jut az illeszkedő csőbe, ahol már egyesül az előbb ismertetett úton haladó árammal. A nyomórugó méreteit és anyagát így két feltétet szabja meg. Az elsőfeltétel az érintkezőtű fején kifejtendő adott rugóerő és rugózási tulajdonságok. A második feltétel az, hogy a rugó 25 anyaga áramvezető legyen. E két feltétel közül a rugók villamos tulajdonságai szükségképpen háttérbe r szorulnak, de nem elhanyagolhatóak. Az átmeneti ellenállások és a mozgó súrlódó, illeszkedő hengeres részek miatt a felületeket nemesfém bevonattal látják el. Így az áramvezetés céljából egy újabb technológiai 30 lépést kell beiktatni a gyártási folyamatba. Az ilyen szerkezetekben számolni kell azzal, hogy az áramvezetés az egymáson elmozduló felületek miatt kopásnak kitett felületeken keresztül történik. További hátrány tehát az igen vékony felületek kopással történő lemorzsolódása és legtöbbször oxídok ’5 formájában való felhalmozódása. Ahogy a leírtakból a teljes érintkezőtű villamos vezetőképességét a nyugvó átmeneti ellenállások, a mozgó-súrlódó felületek állandóan változó átmeneti ellenállás értékei és a rugó villamos adatai együttesen hatá- 4Q rozzák meg, amely körülmény az eredő értékek nagy szórását és a használati idő folyamán az átmeneti ellenállások értékének nem kívánatos növekedését, valamint az egész mérési folyamat megbízhatóságának csökkenését eredményezi. Egyéb ismert találmányok a probléma megoldását 45 más irányokban keresték. Ezekre jellemző, hogy a hengeres kialakítástól nem elszakadva, az érintkező felület hosszának megnövelésével vagy rugózó belső érintkezővel illetve külső hajlékony áthidalással Igyekeztek a kontaktusbizonytalanságot kiküszöbölni, de a konstrukcióból adódó problémákat csak enyhf- 50 teni voltak képesek. A fentiekre példa a 3 753 103 lajstromszámú US szabadalmi leírás Is olymódon, hogy az érintkezőtfl szárának végére egy dugattyúszerű súrlódó elemet szerel, „amelyet egy külön laprugó a jobb villamos érintkezés érdekében sugár irány_ ban állandóan az álló hüvely falának feszít. A megol- 55 dás célja a rugó, mint áramvezetési útvonal megkerülése volt. Viszont nem volt képes kiküszöbölni a mozgó-súrlódó felületeken keresztül történő egyenetlen áramvezetést, ill. a rugó tökéletes megkerülését. A találmányunk elé kitűzött cél, hogy az Ismerte- Q0 tett hátrányokat kiküszöbölve egy olyan vizsgálószondát hozzunk létre, mely a tapintási, érintkezési és 2
