專利名稱：用在印制電路板電子測(cè)試裝置中的接收器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用在印制電路板電子測(cè)試裝置中的接收器。該接收器可以使用在用于電子檢測(cè)印制電路板光板、撓性印制板和陶瓷板的電子測(cè)試裝置中，增加一個(gè)轉(zhuǎn)換夾具可使該接收器與不同的印制電路板光板相適用。
專用夾具使檢測(cè)裝置適用于實(shí)際在測(cè)印制電路板。由于這些早期裝置的內(nèi)在結(jié)構(gòu)，電子分析器所需的測(cè)量通道數(shù)與測(cè)試裝置所用的最大專用夾具所需的測(cè)量通道數(shù)相等。然而，雖然上述早期裝置在大批量測(cè)試低、中密度的印制電路板時(shí)能提供優(yōu)越的成本效應(yīng)，但如果具有相同接觸結(jié)構(gòu)的電路板數(shù)量太少，或在測(cè)電路板上的檢測(cè)點(diǎn)位置太密而需要大量使用用于中心距過近時(shí)的小直徑彈簧探針的話，此時(shí)專用夾具的成本對(duì)整個(gè)生產(chǎn)成本來說將會(huì)是一個(gè)無法接受的負(fù)擔(dān)。
隨后的光板測(cè)試裝置采用了一種通用的處理辦法將彈簧探針排列成規(guī)則的網(wǎng)格平面。帶有細(xì)長、軸向不可壓縮的琴線針的可拆式轉(zhuǎn)換夾具使測(cè)試裝置與在測(cè)印制電路板相適用，以便提供測(cè)試高密度印制電路光板所需的靠近中心接觸的能力。大量的電線(繞線)連接了呈規(guī)則網(wǎng)格排列的彈簧探針針座和電子分析電路。上述裝置為測(cè)試提供了合理的成本效應(yīng)，但由于規(guī)則的網(wǎng)格和分析電子線路之間通常需要3萬至10萬根電線，因此它們很難在長時(shí)間內(nèi)維持正常的工作狀態(tài)。
已知的進(jìn)一步的發(fā)展是將部分分析電子電路轉(zhuǎn)移到呈平面排列的模塊上取消電線，并且將部分分析電子電路和彈簧探針機(jī)械地集成到電子模塊中。這種結(jié)構(gòu)為可拆式轉(zhuǎn)換夾具提供了模塊式接收器。模塊式分析器和模塊式接收器的附加靈活性更進(jìn)一步地提高了成本效應(yīng)，但接收器接觸圖形的內(nèi)部幾何結(jié)構(gòu)不允許網(wǎng)格圖形相互交錯(cuò)，而這正是測(cè)試更高密度的印制電路板所要求的。
先進(jìn)的光板測(cè)試裝置克服了模塊式接收器關(guān)于網(wǎng)格圖形交錯(cuò)的缺陷。這些裝置對(duì)上述電子分析器的一部分使用模塊方法，而將彈簧探針排列在一個(gè)完整的可拆式載體內(nèi)，與電子模塊的平面相鄰且平行安放。電子分析器模塊的較小表面為整體化載體內(nèi)的彈簧探針提供了接觸平面，該接觸平面在通常情況下是由帶平滑銅接觸盤的印制電路板制成的，并且用鍍硬鎳和鍍金來保護(hù)接觸盤的表面。位于整體化載體內(nèi)且緊靠在電子模塊邊緣的彈簧探針與在不重疊的電子模塊上的盤的水平面的正交方向略有傾斜地接觸。然而，常見的帶有交錯(cuò)網(wǎng)格圖形的雙面測(cè)試系統(tǒng)具有不對(duì)稱的接觸結(jié)構(gòu)，因而這些測(cè)試系統(tǒng)通常在測(cè)試系統(tǒng)兩個(gè)面上都浪費(fèi)了一行或一列。
因此，迫切需要一種能夠克服上述傳統(tǒng)裝置的缺點(diǎn)的印制電路板電子測(cè)試裝置。
本發(fā)明提供了一種接收器，該接收器可以使用在印制電路板電子測(cè)試裝置中，它包括呈一個(gè)二維平面圖形排列的多個(gè)剛性接觸元件，這些接觸元件與一個(gè)電子分析器相連；一機(jī)械支承體，該機(jī)械支承體用于支承接觸元件并使之相互絕緣，同時(shí)抗衡垂直作用于剛性接觸元件的水平面的彈簧探針的彈力；呈一個(gè)二維平面圖形排列的多根彈簧探針，這些彈簧探針形成的平面圖形與剛性接觸元件的圖形水平面相鄰并平行，彈簧探針的軸向與平面圖形垂直；以及一機(jī)械載體，該機(jī)械載體用于支承彈簧探針并使之相互絕緣，并為彈簧探針的筒體提供有限的軸向移動(dòng)能力，接收器能容納多根細(xì)長且軸向不可壓縮的、裝在轉(zhuǎn)換夾具上的剛針，連通彈簧探針和在測(cè)印制電路板上的觸點(diǎn)位置，接觸元件被排列成第一平面圖形，彈簧探針被排列成不同于第一平面圖形的第二平面圖形。
本發(fā)明的用在印制電路板電子測(cè)試裝置中的接收器的優(yōu)點(diǎn)在于剛性接觸元件和彈簧探針的不同網(wǎng)格圖形的實(shí)施，使剛性接觸陣列按優(yōu)化的電子結(jié)構(gòu)被分割，同時(shí)使交錯(cuò)的彈簧探針陣列充分利用了載體完全的側(cè)向空間。彈簧探針典型的筒體的圓形末端以偏心位置與剛性接觸元件的尖塔式或V形等末端相接觸，加大了接觸部分的壓力。常見的帶有交錯(cuò)網(wǎng)格圖形的雙面測(cè)試系統(tǒng)含有不對(duì)稱的接觸結(jié)構(gòu)，這些測(cè)試系統(tǒng)因而在測(cè)試系統(tǒng)兩個(gè)面上都浪費(fèi)了一行或一列。在本發(fā)明中，剛性接觸元件的網(wǎng)格圖形具有的正交對(duì)稱性使在一典型的雙面測(cè)試系統(tǒng)中的兩個(gè)接收器實(shí)現(xiàn)面對(duì)在測(cè)印制電路板兩面的兩個(gè)彈簧探針的網(wǎng)格圖形的彈簧探針位置完全鏡像。


圖1顯示優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；圖2顯示一部分剛性接觸元件圖形和一部分彈簧探針圖形的平面圖；圖3顯示一部分交錯(cuò)的彈簧探針的網(wǎng)格平面圖；圖4顯示一部分矩形剛性接觸元件的網(wǎng)格平面圖；以及圖5顯示掩模板子集和剛性接觸元件子集的平面圖。
標(biāo)號(hào)說明1測(cè)量印制電路板；2剛性接觸元件；3焊接連接點(diǎn)；4連接器本體(針座)；5掩模板；5A一塊被分割的掩模板的一部分；5B一塊被分割的掩模板的一部分；6A奇數(shù)位彈簧探針；6B偶數(shù)位彈簧探針；7集成式載板(機(jī)械載體)；8轉(zhuǎn)換夾具的剛針；9轉(zhuǎn)換夾具；10在測(cè)印制電路板；11兩塊被分割的掩模板的邊界；12機(jī)械支承體請(qǐng)參見圖1，該圖示出了本發(fā)明的用在印制電路板電子測(cè)試裝置中的接收器的側(cè)視圖。如圖所示，用在印制電路板電子測(cè)試裝置中的接收器包括呈一個(gè)二維平面圖形排列的多個(gè)剛性接觸元件2，它們與一測(cè)量印制電路板1相連；一機(jī)械支承體12，該機(jī)械支承體12用于支承接觸元件2并使之相互絕緣，同時(shí)抗衡垂直作用于剛性接觸元件2的水平面的彈簧探針6A、6B的彈力；呈一個(gè)二維平面圖形排列的多根彈簧探針6A、6B，這些彈簧探針形成的平面圖形與剛性接觸元件2的圖形水平面相鄰并平行，彈簧探針的軸向與平面圖形垂直；以及一載板7，該載板7用于支承彈簧探針6A、6B并使之相互絕緣，為彈簧探針的筒體提供有限的軸向移動(dòng)能力。該接收器能容納多根細(xì)長且軸向不可壓縮的、裝在轉(zhuǎn)換夾具9上的剛針8，連通彈簧探針6A、6B和在測(cè)印制電路板10上的觸點(diǎn)位置。掩模板5是機(jī)械支承體12的一部分，它帶有匹配于連接器本體4內(nèi)的接觸元件2的孔，能容納連接器本體4內(nèi)的接觸元件2。
剛性接觸元件2具有一個(gè)伸出掩模板5表面的末端，該末端的形狀可以是圓錐形、金字塔形、V形、球形或多個(gè)小平面形中的一種。由于細(xì)小的絕緣顆?？梢栽诮佑|過程中被排除，因此該末端可以提供比任何平滑接觸表面更強(qiáng)的自清洗能力。當(dāng)光板測(cè)試系統(tǒng)每個(gè)平面上超過10萬個(gè)接觸點(diǎn)時(shí)，這些觸點(diǎn)的可靠性是一臺(tái)光板測(cè)試系統(tǒng)最重要的性能之一。
剛性接觸元件2被模制進(jìn)連接器本體4內(nèi)，該連接器安裝在含有部分開關(guān)和測(cè)量通道電子元器件的測(cè)量印制電路板1的邊緣上。連接器可從測(cè)量印制電路板1的邊緣移開。優(yōu)選實(shí)施方式是將剛性接觸元件2直接焊到測(cè)量印制電路板1表面的接觸盤上(如圖1所示)。
側(cè)向被分割的掩模板5校準(zhǔn)了多個(gè)剛性接觸元件2及與其相關(guān)的模制連接器和電子模塊，形成具有矩形圖形的有規(guī)則的網(wǎng)格。請(qǐng)參見圖5，掩模板5所帶的孔與模制連接器本體4內(nèi)的剛性接觸元件2的圖形相匹配。剛性接觸元件2在一個(gè)方向上的間距是其垂直方向上間距的2倍。標(biāo)號(hào)11表示兩塊被分割的掩模板的邊界。優(yōu)選實(shí)施方式是使用僅在某一個(gè)方向上被分割的掩模板5。這種結(jié)構(gòu)使這些條形狀的掩模板側(cè)向延伸并超出剛性接觸網(wǎng)格的區(qū)域，以便于在外圍框架上機(jī)械安裝并精確調(diào)整。
交錯(cuò)圖形中側(cè)向排列的彈簧探針可以為其筒體和探頭提供最大的直徑。彈簧探針6A、6B的機(jī)械載體是一個(gè)完整單元，能與剛性接觸元件2的網(wǎng)格相分離，以便于對(duì)剛性接觸元件2的網(wǎng)格和彈簧探針陣列本身進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。即使機(jī)械載體總的外形是為機(jī)械壓機(jī)的最大結(jié)構(gòu)而設(shè)計(jì)的，在整個(gè)載體中根據(jù)需要選用的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)也只需安裝部分彈簧探針即可使用。此外，彈簧探針6A、6B的筒體的圓形末端以偏心(不在中心)位置與剛性接觸元件2的尖塔式或V形等末端相接觸，加大了接觸部分的壓力。彈簧探針陣列排列在整體化的機(jī)械載體中也可以避免被分割的載體所產(chǎn)生的公差問題。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，集成化的載體是由平整的、帶有能容納彈簧探針孔的平行絕緣板所組成的。彈簧探針6A、6B完全垂直于這些板，以使載板7上的孔內(nèi)的探針探頭的公差很小。這點(diǎn)非常關(guān)鍵，因?yàn)樘结樚筋^的圓周與絕緣載板7上的孔內(nèi)壁間的間隙大小限定了與接收器一起使用的轉(zhuǎn)換夾具9上的剛針8的最小直徑。
請(qǐng)參見圖2-4，上述附圖分別顯示一部分剛性接觸元件2圖形和一部分彈簧探針6A、6B圖形的平面圖，一部分交錯(cuò)的彈簧探針6A、6B的網(wǎng)格平面圖以及一部分矩形剛性接觸元件2的網(wǎng)格平面圖。從圖中可以看到，接觸元件2排列成的圖形包括至少一排接觸元件，且它們之間的間距相等。彈簧探針6A、6B的子集所排列成的圖形能允許該子集中的每個(gè)彈簧探針與上述一排接觸元件中的相應(yīng)的唯一一個(gè)接觸元件接觸。該子集中的兩排相鄰彈簧探針側(cè)向平行于上述一排接觸元件，并位于該排接觸元件的兩側(cè)。上述兩排彈簧探針中任意一排彈簧探針之間的間距是上述一排接觸元件之間距離的兩倍。上述兩排彈簧探針中任意一排彈簧探針到上述一排接觸元件的距離是上述一排接觸元件之間距離的一半。此外，接觸元件2以針的形式安裝在連接器本體4內(nèi)，多個(gè)連接器本體排列成一個(gè)二維圖形，每排接觸元件之間都相互平行并且等距，該間距是連接器本體內(nèi)的每排接觸元件中的接觸元件之間距離的兩倍。由上可見，剛性接觸元件2和彈簧探針6A、6B的不同網(wǎng)格圖形的實(shí)施可使剛性接觸元件2的陣列按優(yōu)化的電子結(jié)構(gòu)被分割，同時(shí)使交錯(cuò)的彈簧探針6A、6B的陣列充分利用載板7的側(cè)向空間。
此外，還可以利用其它方法來提供有限的軸向移動(dòng)能力，例如在與載板7平行的方向安裝一柔性聚酯薄膜片，并通過摩擦力來固定彈簧探針。或另使彈簧探針6A、6B的筒體帶一軸向結(jié)構(gòu)，載板7上的孔使具有有限移動(dòng)能力的彈簧探針6A、6B軸向固定于位。優(yōu)選實(shí)施方式是將一絕緣套裝在彈簧探針6A、6B的筒體上，以便限制其在載板7上的孔之間的軸向移動(dòng)。載板7內(nèi)的彈簧探針6A、6B的筒體具有有限的移動(dòng)能力，從而使剛性接觸元件2與彈簧探針6A、6B的筒體間；彈簧探針6A、6B的探頭與裝在轉(zhuǎn)換夾具9上的剛針8之間；以及轉(zhuǎn)換夾具9上的剛針8與在測(cè)電路板10表面上的指定測(cè)試點(diǎn)間的接觸力相同。
現(xiàn)在制造的大多數(shù)印制電路板被設(shè)計(jì)成在雙面都能安裝電子元件。因此，同時(shí)測(cè)試這些印制電路板的兩面是必要的，這可以確保所設(shè)計(jì)的位于相同和不同面的連接點(diǎn)間的通路都是正確的，并且能夠找出位于相同和不同面的不同的連接網(wǎng)絡(luò)間的短路。以本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式為基礎(chǔ)的印制電路板電子測(cè)試裝置使用機(jī)械壓機(jī)來支撐兩個(gè)相互平行并呈鏡像結(jié)構(gòu)的接收器。每個(gè)接收器上附加的轉(zhuǎn)換夾具使通用電子測(cè)試裝置適合于在測(cè)電路板。機(jī)械壓機(jī)使兩個(gè)接收器與在測(cè)印制電路板相接觸，而彈簧探針將壓機(jī)的沖程轉(zhuǎn)化成各個(gè)剛性接觸元件和在測(cè)印制電路光板上的接觸點(diǎn)間的接觸力。在本發(fā)明中，剛性接觸網(wǎng)格圖形具有的正交對(duì)稱性使在一典型的雙面測(cè)試系統(tǒng)中的兩個(gè)接收器可以實(shí)現(xiàn)面對(duì)在測(cè)印制電路板兩面的兩個(gè)彈簧探針網(wǎng)格圖形的彈簧探針位置完全鏡像。
雖然以上結(jié)合了附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的目的、結(jié)構(gòu)和效果作了進(jìn)一步說明，但是本技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，上述附圖和實(shí)施例僅是用來說明的，而不能作為對(duì)本發(fā)明的限制。因此，可以在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)對(duì)實(shí)施例進(jìn)行變型，這些變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種接收器，所述接收器可以使用在印制電路板電子測(cè)試裝置中，它包括a)呈一個(gè)二維平面圖形排列的多個(gè)剛性接觸元件，所述接觸元件與一個(gè)電子分析器相連；b)一機(jī)械支承體，所述機(jī)械支承體用于支承所述接觸元件并使之相互絕緣，同時(shí)抗衡垂直作用于所述剛性接觸元件的水平面的彈簧探針的彈力；c)呈一個(gè)二維平面圖形排列的多根彈簧探針，所述彈簧探針形成的平面圖形與所述剛性接觸元件的圖形水平面相鄰并平行，所述彈簧探針的軸向與平面圖形垂直；以及d)一機(jī)械載體，所述機(jī)械載體用于支承所述彈簧探針并使之相互絕緣，并為所述彈簧探針的筒體提供有限的軸向移動(dòng)能力，所述接收器能容納多根細(xì)長且軸向不可壓縮的、裝在轉(zhuǎn)換夾具上的剛針，連通所述彈簧探針和在測(cè)印制電路板上的觸點(diǎn)位置，其特征在于，所述接觸元件被排列成第一平面圖形，所述彈簧探針被排列成不同于第一平面圖形的第二平面圖形。
2.如權(quán)利要求1所述的接收器，其特征在于，所述接觸元件具有一個(gè)末端，所述末端的形狀可以是圓錐形、金字塔形、V形、球形或多個(gè)小平面形中的一種。
3.如權(quán)利要求1所述的接收器，其特征在于，所述接觸元件的末端伸出所述機(jī)械支承體的表面。
4.如權(quán)利要求1所述的接收器，其特征在于，所述彈簧探針中至少有一個(gè)彈簧探針通過其筒體的偏心位置與所述一個(gè)接觸元件相接觸。
5.如權(quán)利要求1所述的接收器，其特征在于，所述接觸元件排列成的圖形包括至少一排接觸元件，且所述接觸元件的間距相等，所述彈簧探針的子集所排列成的圖形能允許該子集中的每個(gè)彈簧探針與上述一排接觸元件中的相應(yīng)的唯一一個(gè)接觸元件接觸，該子集中的兩排相鄰彈簧探針側(cè)向平行于上述一排接觸元件，并位于該排接觸元件的兩側(cè)，上述兩排彈簧探針中任意一排彈簧探針之間的間距是上述一排接觸元件之間距離的兩倍，上述兩排彈簧探針中任意一排彈簧探針到上述一排接觸元件的距離是上述一排接觸元件之間距離的一半。
6.如權(quán)利要求5所述的接收器，其特征在于，所述接觸元件以針的形式安裝在連接器本體內(nèi)，多個(gè)所述連接器本體排列成一個(gè)二維圖形，每排所述接觸元件之間都相互平行并且等距，該間距是所述連接器本體內(nèi)的每排所述接觸元件中的所述接觸元件之間距離的兩倍。
7.如權(quán)利要求6所述的接收器，其特征在于，所述接觸元件以針的形式模壓在所述連接器本體內(nèi)，并直接安裝在一個(gè)含有部分分析電子電路的電子模塊的印制電路板的邊緣上。
8.如權(quán)利要求7所述的接收器，其特征在于，所述機(jī)械支承體包括一塊帶有匹配孔的掩模板，所述掩模板容納有多個(gè)所述連接器本體的針，為接觸元件提供側(cè)向校準(zhǔn)。
9.如權(quán)利要求8所述的接收器，其特征在于，所述掩模板由獨(dú)立的可拆卸的側(cè)向可分割的單元組成。
10.如權(quán)利要求1所述的接收器，其特征在于，將一對(duì)所述接收器排列成平行并且呈鏡像配置的狀態(tài)，以便同時(shí)檢測(cè)印制電路光板兩面上的指定接觸點(diǎn)。
11.一種使用在如權(quán)利要求6-10所述的接收器中的包括部分分析電子電路的電子模塊，其特征在于，所述電子模塊包括一塊印制電路板和被安裝在一連接器本體內(nèi)的接觸元件。
全文摘要
一臺(tái)印制電路板電子測(cè)試裝置包括至少一個(gè)接收器，該接收器包括呈第一平面圖形排列的多個(gè)剛性接觸元件，該圖形適合與一個(gè)電子分析器相連；剛性接觸元件與轉(zhuǎn)換夾具相連是通過呈不同的第二平面圖形排列的多個(gè)彈簧探針來實(shí)現(xiàn)的，該圖形適合與轉(zhuǎn)換夾具相連。轉(zhuǎn)換夾具上細(xì)長并且軸向不可壓縮的剛針連接了正在測(cè)試中的印制電路板光板和具有彈性的、可伸縮的彈簧探針探頭。
文檔編號(hào)G01R31/28GK1477403SQ0314142
公開日2004年2月25日 申請(qǐng)日期2003年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月7日
發(fā)明者H·爵樂, 吳欣, H 爵樂 申請(qǐng)人:上海三冉科技發(fā)展有限公司