專利名稱：用于球柵陣列組件的探針適配器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及集成電路組件的電探針，尤其涉及一種用于從球柵陣列(Ball_Grid_Array)組件的焊球連接件獲得信號的探針適配器。
在電子工業(yè)中，表面安裝(SMT)的集成電路器件已經成為主要類型的IC封裝件。這些器件具有十分不同的封裝結構和引線間距幾何結構。例如，IC封裝件可以是正方形或長方形的，具有從44個到232個或者更多的電接點或引線數。所使用的電接點或引線的類型也是十分不同的。四線扁平組件IC使用鷗翼引線或J引線。這兩種引線都從IC組件的周邊延伸，前一種類型的引線從組件向下和向外彎曲，而后一種型的引線向下彎曲并被折疊在組件的下方為J形。這些引線被焊接到在電路板上形成的電接點焊盤上。銷柵陣列(PGA)和球柵陣列(BGA)器件具有在IC組件的底面上以矩陣形式形成的電接點。PGA器件具有向下延伸的和通過電路板中的通孔與一相應的陣列接合的引線。引線被焊接在通孔中以便實現電連接。BGA器件具有形成在IC的底面上的電接點陣列，并具有在每個接點上形成的焊錫球，同時其使得接點可以被焊接到電路板上的電接點焊盤的相應陣列上。
具有標準的測量儀器電探針的，例如具有無源的和有源的示波器之類探針的探測PAG器件，需要接近其上焊接有PGA器件的電路板的背面。對于BGA器件，必須在電路板上形成附加的接點焊盤，并使所述接點焊盤和BGA器件下方的接點焊盤陣列為電連接，以便可以進行該器件的探測。
用于探測BGA器件之電接點的另一種裝置是轉讓給Tektronix，Inc.亦即本發(fā)明的受讓人的美國專利5548223中所描述的探針適配器。這種探針適配器由柔性的介電材料制成，具有在和BGA器件上的電接點相應的中心區(qū)域形成的電接點。幾個翼件從適配器的中心區(qū)域向外延伸，在所述翼件上形成有導電的凸起(runs)，所述凸起從中心區(qū)域的每個電接點向著在翼的周邊上形成的電接點延伸。適配器的中心區(qū)域位于BGA器件和底板或電路板之間，并使用BGA的焊錫球被焊接定位。這種適配器打算用于查找并排除樣品電路設計中的故障，但是不打算用于檢修產品電路板中的電路故障或者在產品中有故障的電路板。
因此，需要一種探針適配器，其能夠電氣地檢測被安裝的球柵陣列器件的各個焊錫球連接。
因而，本發(fā)明旨在提供一種用于球柵陣列組件的探針適配器。所述探針適配器具有一細長的本體，所述本體具有一被設置在其中心的開槽區(qū)域，在所述本體的一端形成一延伸至開槽區(qū)域的孔。開槽區(qū)域含有一可以從第一位置向第二位置運動的滑動部件?；瑒硬考哂幸缓推湎噙B的導電的柱塞。一個電接點和柱塞電氣相連，電接點的一部分暴露在細長本體外面。一個電極從柱塞并通過細長本體中的孔延伸，從而把電極暴露在細長本體外面，用于和球柵陣列組件的焊錫球接點實現電接觸。所述適配器可以包括一個柔性的部件，其和細長本體的一端相連并在其中形成一孔，電極通過所述的孔延伸?；瑒硬考哂衅渲行纬傻募?，用于和在槽中形成的相應的棘齒嚙合。一個彈簧加載的按鈕被安裝在滑動部件上，其可使滑動部件的棘爪與槽中的棘齒相嚙合并可使之從槽中的棘齒上脫離。一個標尺指示部件可以被連附于滑動部件上，用于指示一個位于細長本體上的相鄰的刻度尺。最好所述刻度尺被設置在和滑動部件相鄰的槽中。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，所述標尺可通過使用一標尺調整部件而被調整，所述標尺調整部件被設置在一和第一孔相對的在細長本體中形成的第二孔內。電極的主要部分由絕緣材料覆蓋，并使電極的端部露出用于和柱塞以及球柵陣列組件的焊錫球實現電連接。電極的被暴露的端部可以是鉤形的，用于和球柵陣列組件的焊錫球咬合。
本發(fā)明的目的、優(yōu)點和新的特征通過結合附圖參閱以下的詳細說明將被明顯地看出。
下面結合附圖以舉例方式說明本發(fā)明，附圖中相同的標號表示相同的元件，其中

圖1是按照本發(fā)明的用于球柵陣列組件的探測適配器的透視圖；圖2是按照本發(fā)明的用于球柵陣列組件的探測適配器的分解透視圖；圖3是按照本發(fā)明的用于球柵陣列組件的探測適配器的沿著線A-A’剖取的側剖視圖。
參見圖1，其中示出了一個按照本發(fā)明的用于探測球柵陣列(BGA)器件或組件12的探測適配器10。BGA器件12具有在器件底面上形成的呈陣列形式的電接點，每個接點上形成有焊錫球14。焊錫球14被置于在底板或電路板18上形成的導電焊盤16的相應的陣列上。底板或電路板18的含有BGA器件12的區(qū)域被加熱，從而使焊錫球14流動，并在BGA器件12上的電接點和底板18之間形成永久的電連接。
探測適配器10具有一細長的本體20，在本體的中心設置有開槽的區(qū)域22。一具有按鈕控制裝置26的可運動的滑動部件24被設置在開槽的區(qū)域24內。一柱塞28和滑動部件24相連，如圖2和圖3所示，所述柱塞和一探測電極30相連。探測電極30具有一鉤形的接點31，用于和BGA器件12上的焊錫球實現電接觸。一電接點32從細長的本體20延伸，其提供一位于電極30和一測量探針34之間的電連接，例如位于有源或無源的電壓探針之間的電連接。
參見圖2和圖3，其中示出了按照本發(fā)明的用于探測球柵陣列組件的探測適配器10之分解透視圖和沿著線A-A’剖取的側剖視圖。在圖2和圖3中和圖1相同的元件被標以相同的標號。適配器10由兩個半拉件42、44構成，它們被連接在一起而成為細長本體20。此外，細長本體20可以是利用銑削加工或者作為注入模制部件生產的一個整體部件。最好是，細長本體由電絕緣材料制成，例如例如聚碳酸酯或者塑料。在細長本體20內居中地設置開槽區(qū)域22。一個錐形鼻區(qū)域46從開槽區(qū)域22延伸，并且其中具有孔48，用于接納電極30和相連的柱塞28。一柔性的鼻部50可以被附加在鼻區(qū)域46上。
開槽區(qū)域22接納一在其中可運動的滑動部件24。在開槽區(qū)域22的一側或兩側上，形成有向下指向的棘齒23?；瑒硬考?4具有按鈕26，其利用被設置在滑動部件24和按鈕26之間的彈性部件52被彈性加載。按鈕26包括一橫向設置的棘爪(pin)27或者從按鈕26的側面延伸的凸肩，用于和開槽區(qū)域22中的棘齒23嚙合。一第二彈性部件54和被分別形成在滑動部件24以及按鈕26上的凸起56、58相連。柱塞28和滑動部件24相連并可在開槽區(qū)域22內運動。所述的連接結構可通過在柱塞28的一端上形成一和在滑動部件24中形成的相應的槽或肋件62配合的肋件或槽60來實現，如圖3所示。此外，可以使用粘結劑，例如環(huán)氧膠或其類似物使柱塞28和滑動部件24相連。柱塞28的另一端形成一孔或缺口64，用于把電極固定到柱塞28上。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，電極30和柱塞28由導電材料制成。電極30除去和柱塞28相連的一端之外，由絕緣材料包覆。所述絕緣材料阻止電極30和焊錫球短接。電極30的另一端在其自身上向回彎曲，從而形成鉤形接點31。電極30的端面上沒有絕緣材料，以便提供電連接。無絕緣的端面可以通過利用切線機切割電極的端部而形成。切割的角度可以是斜的，從而在接點31上形成一馬鎧甲狀的端部。電接點32具有第一接點66和第二接點68，并被固定在細長本體20內，同時使第一接點66和柱塞28電連接，第二接點68暴露在細長本體20的外部。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，一可動的標尺70被安裝在和滑動部件24相鄰的開槽區(qū)域22內?；瑒硬考?4配備一標尺指示部件72。細長本體16的和鼻端的相反端具有一在其中形成的螺紋孔34用于接納一標尺調節(jié)部件74。標尺調節(jié)部件74具有一壓花旋鈕76和一與孔34中的相應螺紋嚙合的螺紋中心部分78。和壓花的旋鈕76相反的一端具有一圓形的法蘭部件80，其和在標尺70的端部形成的一槽82相接合，使得可以通過轉動標尺調節(jié)部件74使標尺70移動。
探針適配器10的使用方法如下首先把適配器10的鼻部50對著球柵陣列組件12的邊緣放置。向著適配器10的鼻部50移動滑動部件24向前推動該線電極30的鉤形端部31，使其暴露在適配器10的外面。鉤形端部31被移動，并在由兩排焊錫球14形成的通道的入口剛好通過第一焊錫球14。最好柱塞28能夠相對于滑動部件24自由轉動，從而使電極30的鉤形端部31在任何特定的焊錫球通道中被定位在朝向右邊的焊錫球或者朝向左邊的焊錫球。然后，滑動部件24被縮回，并由彈簧54的彈性力鎖定在朝向適配器10的后端。這使得鉤尖31咬住或絆住剛剛通過的焊錫球。這個作用使得在電極30和第一焊錫球14之間形成良好的電連接。在適配器10之端部的壓花旋鈕76被轉動，直到在可調的視覺標尺70上的“1”值和滑動部件24上的標尺指示部件72對準，從而表示電極30的鉤端31處在焊錫球“1”上。這個調整用于消除在球柵陣列12的銷售商(品)之間存在不同尺寸允差的問題，因為從組件邊沿到第一球的尺寸對于不同的銷售商可能不同。
在焊錫球14上的電信號被從電極30連接到柱塞28。柱塞28和電接點32處于摩擦電接觸狀態(tài)。一個測量探針，例如無源的或有源的電壓探針被置于露在細長本體20之外面的電接點32上，用于把電信號和一測試設備例如示波器、邏輯分析器或其類似物相連。如果用戶決定探測在該行中的另一個焊錫球14，則可以向下壓按鈕26，使滑動部件24沿著開槽區(qū)域24前進，直到在滑動部件24上的可視指示器72剛好通過在可動標尺70上的相應的焊錫球數。按壓按鈕26并使其向適配器10的后端移動使得滑動部件24再次向著適配器10的后端縮回，因而使鉤尖31鉤進剛剛通過的焊錫球14中。按鈕26可被釋放，并使其位于最后的一個棘齒上，在按鈕26和滑動部件24之間的彈簧54則使一個力施加到該線鉤31上。
當用戶沿著任何一個特定的行列來探測焊錫球14時，滑動部件24被完全地推到開槽區(qū)域22的前端。這使得電極30的鉤形端部31伸出其開始處之球柵陣列組件12的相反端的外部。滑動部件24在開槽區(qū)域22內具有足夠的運動范圍，從而暴露位于柱塞28和電極30之間的機械連接頭。線電極30可以和柱塞28脫離，并可以通過抓住鉤形端部從球柵陣列組件12的下方取出線電極，從而從球柵陣列組件的下面取出線電極30。
已經說明的用于球柵陣列組件的探測適配器10具有一個細長本體20，所述本體的中心部位設置一開槽區(qū)域22，在所述槽中含有一可以在開槽區(qū)域內滑動的滑動部件24。一個導電的柱塞28和滑動部件24相連，并且和暴露在探針本體20外部的電接點32電氣相連。一電極30通過在探針本體20的一端形成的孔48并從柱塞28起延伸，從而暴露一用于和球柵陣列組件的焊錫球接點14形成電連接的鉤形接點31?；瑒硬考?4可以包括一標尺指示部件72，其和一被安裝在滑動部件24附近的可動標尺70協(xié)同工作，用于指示在球柵陣列組件下方的每個焊錫球接點14的位置。
顯然，對于本領域的技術人員，不脫離本發(fā)明的構思可以對上述實施例的許多細節(jié)作出許多改變。因此，本發(fā)明的范圍應當由下面的權利要求限定。
權利要求
1.一種用于球柵陣列組件的探測適配器，包括一細長的本體，其具有一被設置在其中心的開槽區(qū)域，所述本體的一端具有一被形成在其中的通至開槽區(qū)域延伸的孔；一置于所述開槽區(qū)域內并且可以從第一位置向第二位置運動的滑動部件；一和所述滑動部件相連接的導電柱塞；一和所述柱塞電氣相連接的電接點，所述電接點的一部分被暴露在細長本體的外面；以及一電極，其從所述柱塞通過細長本體中的孔延伸，從而使其被暴露在細長本體的外面，用于和球柵陣列組件的一焊錫球實現電接觸。
2.如權利要求1所述的探測適配器，其特征在于，還包括一個柔性的部件，其和所述具有孔的細長本體的一端相連，在柔性的部件中形成有一個孔，用于接納電極。
3.如權利要求1所述的探測適配器，其特征在于，還包括多個被形成在槽中的棘齒，它們可和滑動部件上的相應的棘爪嚙合。
4.如權利要求3所述的探測適配器，其特征在于，還包括一被安裝在滑動部件上的彈簧加載的按鈕，其可使滑動部件的棘爪與槽中的棘齒相嚙合以及可使之從槽中的棘齒上脫離。
5.如權利要求1所述的探測適配器，其特征在于，還包括一和滑動部件相鄰的并被設置在細長本體中之槽內的標尺。
6.如權利要求5所述的探測適配器，其特征在于，還包括一被連附在和所述標尺相鄰的滑動部件上的標尺指示部件。
7.如權利要求5所述的探測適配器，其特征在于，其中所述標尺可以從第一位置調整到第二位置，并且所述適配器還包括一在所述細長本體的相反端上被形成在該細長本體中的第二孔，在所述孔中具有一被設置在其內的和可調標尺接觸的標尺調整部件。
8.如權利要求1所述的探測適配器，其特征在于，還包括一種包圍著電極的主要部分的絕緣材料，電極的端部被露出，以便和柱塞以及球柵陣列組件的焊錫球實現電連接。
9.如權利要求8所述的探測適配器，其特征在于，其中接觸焊錫球的電極的端部具有一鉤形的接點。
10.一種用于球柵陣列組件的探測適配器，包括一細長的本體，其具有一被設置在其中心的開槽區(qū)域，所述本體的相反端分別具有被形成在其中的通至開槽區(qū)域延伸的孔，所述開槽區(qū)域具有多個棘齒；一被設置在所述細長本體之槽內的并和滑動部件相鄰的可被定位的標尺；一被設置在一個孔中的并和可調標尺接觸的標尺定位部件；一位于開槽區(qū)域內的滑動部件，其上形成有可和開槽區(qū)域內的棘爪嚙合的棘爪，以及一個標尺指示部件被連附于和標尺相鄰的滑動部件上，所述滑動部件可以從第一位置向第二位置運動；一和所述滑動部件相連的導電柱塞；一和所述柱塞電氣相連的電接點，其一部分被暴露在細長本體的外部；以及一個電極，其從柱塞并通過細長本體中的另一個孔延伸，從而使電極暴露在本體的外部，電極的被暴露的一端具有一鉤形接點，用于和球柵陣列組件的焊錫球接點實現電接觸，并且除去端部之外，電極被絕緣材料包覆著。
11.如權利要求10所述的探測適配器，其特征在于，還包括一個柔性的部件，其和具有孔的細長本體的一端相連，該柔性的部件中形成一用于接納電極的孔。
12.如權利要求10所述的探測適配器，其特征在于，還包括一被安裝在滑動部件上的彈簧加載的按鈕，其可使滑動部件的棘爪與槽中的棘齒相嚙合和可使之從槽的棘齒上脫離。
全文摘要
一種用于球柵陣列組件的探測適配器,包括細長的本體,其具有被設置在其中心的開槽區(qū)域,其中含有可以在開槽區(qū)域內運動的滑動部件。一個導電的柱塞和滑動部件相連,并和露在探針本體的外部的一個電接點電氣相連。一個電極從柱塞并通過在本體的一端形成的孔伸出,露出一鉤形接點,用于和球柵陣列組件的焊錫球接點實現電接觸。
文檔編號G01R1/067GK1275719SQ00108718
公開日2000年12月6日 申請日期2000年5月26日 優(yōu)先權日1999年5月28日
發(fā)明者J·A·坎貝爾, R·A·贊多納蒂 申請人:特克特朗尼克公司