專利名稱：信號(hào)隔離盲配連接器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種自對(duì)準(zhǔn)信號(hào)隔離盲配連接器(blindmate)。該盲配連接器可包括一適于接納一承插式連接器的插入式盲配連接器；一承插式連接器；及一覆蓋一插入式盲配連接器與一承插式連接器之間接合點(diǎn)的套筒。
背景技術(shù)：
在電子器件及集成電路的生產(chǎn)中，通常使用可編程電子電路測(cè)試儀，例如Agilent Technologies公司的93000對(duì)所生產(chǎn)的器件或集成電路進(jìn)行性能測(cè)試。進(jìn)行測(cè)試的目的在于確保器件或集成電路符合相應(yīng)的設(shè)計(jì)性能規(guī)范。為對(duì)器件或集成電路進(jìn)行測(cè)試，將測(cè)試儀編程為向受試器件(DUT)發(fā)送一個(gè)電信號(hào)或一組電信號(hào)，并對(duì)自DUT返回的響應(yīng)進(jìn)行測(cè)量。測(cè)試儀可對(duì)封裝的成品器件或處于不同階段(從最初的晶片處理直至最終封裝)的集成電路進(jìn)行測(cè)試。
圖1所示為一常規(guī)測(cè)試儀10。測(cè)試儀10包含一測(cè)試頭12，其通過經(jīng)由一導(dǎo)管14鋪設(shè)的電纜電連接至電子測(cè)試和測(cè)量?jī)x器(例如AC和DC信號(hào)發(fā)生器)的機(jī)架16，用于向測(cè)試頭12所連接的器件或集成電路施加電信號(hào)；及信號(hào)分析儀，例如網(wǎng)絡(luò)分析儀、頻譜分析儀、示波器或其他波形數(shù)字化或信號(hào)處理設(shè)備，用于測(cè)量對(duì)所施加信號(hào)的響應(yīng)。測(cè)試頭12可包含進(jìn)行電信號(hào)分配、信號(hào)分離、頻率轉(zhuǎn)換、放大、衰減、轉(zhuǎn)換或在信號(hào)發(fā)送至機(jī)架16或受試器件/集成電路之前對(duì)其進(jìn)行其他調(diào)節(jié)或調(diào)制的電路。
測(cè)試頭12通過一加載板18和一安裝至測(cè)試頭12的夾具板(fixture board)20與一器件或集成電路相連?；蛘撸稍诎惭b夾具板20之前，將一具有與夾具板類似配置的校準(zhǔn)板(未示出)連接至測(cè)試頭12，以對(duì)測(cè)試頭12進(jìn)行校準(zhǔn)。加載板18的配置取決于受試器件或集成電路的型式或類別，例如模擬或數(shù)字電子電路；而夾具板20的配置通常因類別或特定的受試器件或集成電路(DUT)而異。
夾具板20連接至受試器件(DUT)板22，板22可包含安裝或制作在DUT板上的電感器、電容器及其它電子組件或電路，以用于去耦、濾波、衰減或以其他方式修正接收自/發(fā)送至受試器件或集成電路的電信號(hào)。最后，DUT板22連接至插座24，以實(shí)現(xiàn)測(cè)試儀10與實(shí)際受試電子電路或器件(DUT)(例如一封裝器件或集成電路26)的電連接。另一選擇是，將插座24直接安裝在夾具板20上。
測(cè)試頭12安裝至一抵座28。測(cè)試頭12可通過樞軸連接30安裝在抵座28上。樞軸連接30使得測(cè)試頭12定位于一大致向上面向水平的位置，以使操作人員可將相應(yīng)的加載板18、校準(zhǔn)或夾具板20以及帶有插座24的DUT板22安裝于測(cè)試儀10的測(cè)試頭12上?？蓪y(cè)試頭12旋轉(zhuǎn)至一傾斜位置，以使插座24可與一自動(dòng)材料處理器(material handler)32相連，該處理器，例如，可迅速將各個(gè)DUT 26饋送至測(cè)試儀10供進(jìn)行測(cè)試。
或者，可使用一晶片探針(未示出)替代安裝在DUT板22上的插座24。樞軸連接30使得測(cè)試頭12可旋轉(zhuǎn)至一倒置位置，以測(cè)試一晶片探測(cè)臺(tái)處一晶片(未示出)上的受試器件或集成電路。
為將插座24連接至自動(dòng)材料處理器32或位于晶片探測(cè)臺(tái)(未示出)處的晶片探針(未示出)，在測(cè)試頭12上安裝一框架34。自動(dòng)材料處理器32或晶片探測(cè)臺(tái)(未示出)上安裝有一與框架34相配合的夾具36，用于將測(cè)試頭12對(duì)準(zhǔn)所述自動(dòng)材料處理器32或探測(cè)臺(tái)，以能夠?qū)Ψ庋b器件或集成電路以及位于晶片上的器件或集成電路進(jìn)行測(cè)試。
在使用測(cè)試儀10進(jìn)行校準(zhǔn)和實(shí)際測(cè)試的過程中，測(cè)試頭12藉以電連接至校準(zhǔn)或夾具板20的連接器(未示出)會(huì)經(jīng)受多次接通或斷開。然而，迄今為止，測(cè)試儀10的使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過測(cè)試頭12連接器及校準(zhǔn)或夾具板20的使用壽命。同時(shí)，由于連接器因磨損而退化，連接的可重復(fù)性會(huì)隨著時(shí)間的推移而降低。另外，高頻同軸連接器比較容易損壞，如果操作人員在耦合、去耦和使用時(shí)不夠仔細(xì)，則此種連接器的中心導(dǎo)體可能會(huì)發(fā)生損壞。而且，高頻同軸連接器對(duì)泄露出/入連接器的RF能量非常敏感，此可導(dǎo)致信號(hào)質(zhì)量的降低。
因此，人們期望能夠提供一連接器結(jié)構(gòu)，以使測(cè)試頭12能夠在一更長(zhǎng)的測(cè)試儀10使用壽命周期內(nèi)反復(fù)地與校準(zhǔn)或夾具板20連接和斷開。另外，人們期望能夠提供一更加結(jié)實(shí)的連接器結(jié)構(gòu)，其在耦合、去耦及使用過程中不易受到磨損和損壞。人們進(jìn)一步期望能夠提供一種具有更好的連接器間信號(hào)隔離的連接器。這樣的結(jié)構(gòu)將有助于使用測(cè)試儀10進(jìn)行設(shè)置、校準(zhǔn)及測(cè)量過程。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種其配合對(duì)準(zhǔn)功能和信號(hào)完整性得到改善的盲配連接器。具體而言，盲配連接器是一導(dǎo)電、大致呈圓柱形的插入式盲配連接器，其適合接納一承插式連接器；或一導(dǎo)電、大致呈圓筒形的承插式盲配連接器；或一導(dǎo)電套筒，該套筒具有一環(huán)繞承插式連接器一部分的第一段及在插入式盲配連接器與承插式連接器配合時(shí)適合接納插入式盲配連接器的第二段；在插入式盲配連接器與承插式連接器配合使用時(shí)，該套筒的第二段環(huán)繞并沿插入式盲配連接器的一外表面延伸。


通過參照下文的詳細(xì)說(shuō)明并結(jié)合附圖進(jìn)行思考，可更完全地理解本發(fā)明，并容易地獲知本發(fā)明的諸多伴隨優(yōu)點(diǎn)。在附圖中，相同的參考符號(hào)代表相同或類似的組件，其中圖1所示為一常規(guī)電子電路測(cè)試儀的等軸圖；圖2所示為圖1所示電子電路測(cè)試儀中的測(cè)試頭、加載板及夾具板的解析圖，其中包含一根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的改進(jìn)型盲配連接器；圖3所示為一根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的插入式盲配連接器的剖面圖；
圖4所示為一柔順承插式連接器的剖面圖，其包含于一電子電路測(cè)試儀的測(cè)試頭中，用于連接根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的插入式盲配連接器；及圖5所示為一插入式盲配與一柔順承插式連接器配合的透視圖；及一根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的插入式盲配與柔順承插式連接器的透視、解析圖。
具體實(shí)施例方式
圖2所示為一電子電路測(cè)試儀的一部分，即一測(cè)試頭100、一加載板112及一夾具板114。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，一插入式盲配連接器116可包含于夾具板114中，以使測(cè)試頭100與夾具板114互連，如圖3-5所示。同樣，插入式盲配連接器116亦可包含于校準(zhǔn)板(未示出)中，在電子電路測(cè)試儀的設(shè)置及校準(zhǔn)過程中，校準(zhǔn)板可代替夾具頭114。
在運(yùn)行中，校準(zhǔn)或夾具板114可安裝于測(cè)試頭100上，以便一個(gè)或多個(gè)插入式盲配連接器116可與安裝在測(cè)試頭100中的相應(yīng)數(shù)量的承插式連接器126相配合。例如，可具有20個(gè)插入式盲配連接器116以及20個(gè)相應(yīng)的承插式連接器126，如圖2中局部所示。
測(cè)試頭可包含一下拉/彈出環(huán)150，用于將校準(zhǔn)或夾具板114安裝在測(cè)試頭100上。下拉/彈出環(huán)150可帶有多個(gè)插槽150A。校準(zhǔn)或夾具板114可帶有多個(gè)插針152，其嵌入插槽150A中，以使板114的旋轉(zhuǎn)可致使插入式盲配連接器116朝向承插式連接器126做軸向運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)板114與測(cè)試頭100的連接。
如在圖3中更詳細(xì)所示，插入式盲配連接器116可包含一導(dǎo)電、大致呈圓柱形的本體部分118，其具有一中心軸120。本體部分118可具有一第一內(nèi)徑D1。舉例而言，本體部分118可具有一適于在內(nèi)部接納一插入式連接器(未示出)的一外部導(dǎo)體的內(nèi)表面118A，其位于本體部分118的第一端118B處。另外，本體部分可具有一釋放區(qū)域118C，其位于本體部分118的第二端118D處。在釋放區(qū)域118C處，本體部分還可具有一第二內(nèi)徑D2。位于本體部分第二端118D處的內(nèi)表面118A可向外呈錐形，以在承插式連接器(在圖3中未示出)插入本體部分118的第二端時(shí)為其提供導(dǎo)引。
插入式盲配連接器116還可進(jìn)一步包含一導(dǎo)電、大致呈實(shí)心圓柱的中心導(dǎo)體122，其具有一與中心軸120對(duì)應(yīng)的軸。舉例而言，中心導(dǎo)體122可具有一與第一端118B并列的承插端122A，其適于接觸一插入本體部分第一端的插入式連接器(未示出)的中心導(dǎo)體(未示出)。中心導(dǎo)體122亦可具有一與本體部分118第二端并列的插入端122B，其適于接觸一插入本體部分第二端的承插式連接器126的中心導(dǎo)體124，如圖4所示。中心導(dǎo)體122的插入端122B可包含一與中心導(dǎo)體122一體的插針122C。
如圖3所示，中心導(dǎo)體122具有一與本體部分118內(nèi)表面118A相對(duì)的外表面122E。中心導(dǎo)體122可具有一小于本體部分118之第一內(nèi)徑D1的直徑D3，以在本體部分118與中心導(dǎo)體122之間提供一中間區(qū)域。
本體部分118的第一端118B可包含一第二縮小區(qū)域118E，用于插入插入式連接器(未示出)的外部導(dǎo)體(未示出)。另外，如圖3所示，可給中心導(dǎo)體122的承插端122A開槽，以在插入式連接器(未示出)插入時(shí)接納與中心導(dǎo)體(未示出)構(gòu)成一體的插入式連接器(未示出)的插針(未示出)。同樣，本體部分118可具有一外表面118F，其于本體部分118的第一端118B處帶有螺紋，以在插入式連接器(未示出)插入本體部分118的第一端118B后與插入式連接器(未示出)的連接螺母相配合。
插入式盲配連接器116還可包含一導(dǎo)電、大致呈圓筒形的套筒130，其具有一與中心軸120對(duì)應(yīng)的軸，及一內(nèi)表面130A和一外表面130B。套筒130布置于本體部分118第二端118D處的縮小區(qū)域118C內(nèi)，且與本體部分118電連接。套筒130的一擴(kuò)徑部分130C適于接觸一插入本體部分118第二端118D的承插式連接器126的外部導(dǎo)體132，如圖4所示。套筒130可包含一實(shí)心圓筒部分130D，其具有一大致與位于本體部分118的第二端1 18D處縮小區(qū)域118C的內(nèi)徑D2相對(duì)應(yīng)的外徑，以及一開槽部分130E，開槽部分130E的外徑D4小于套筒實(shí)心圓筒部分130D的外徑。
插入式盲配連接器116還可包含位于中間區(qū)域內(nèi)的介電材料134，以用于支持本體部分118內(nèi)的中心導(dǎo)體122。如圖3所示，本體部分118的內(nèi)表面118A、套筒130的內(nèi)表面130A以及中心導(dǎo)體122的外表面122C可分別包含階梯部分118H、130F及122C。另外，介電材料134可為一由介電材料構(gòu)成的筒，其置于本體部分118的階梯部分118H和130F作為一側(cè)與中心導(dǎo)體122外表面122C的階梯部分122D作為另一側(cè)之間的中間區(qū)域128內(nèi)，以?shī)A持住介電材料。同時(shí)，如圖3所示，介電材料134所構(gòu)成的筒具有可釋放的第一端和第二端134A及134B，以為本體部分118內(nèi)表面118A和130A的階梯部分118H和130F及中心導(dǎo)體122外表面122C的階梯部分122D所引入的電容提供電感補(bǔ)償。
最后，插入式盲配連接器116可包含構(gòu)件136，其用于在套筒130安裝于本體部分118內(nèi)時(shí)將套筒130夾持在本體部分118內(nèi)。用于夾持套筒130的構(gòu)件136可包含一卡環(huán)，該卡環(huán)具有一與本體部分118的縮小區(qū)域118C之內(nèi)徑大體對(duì)應(yīng)的外徑，且位于套筒130的實(shí)心圓筒部分130D大致與開槽部分130E交會(huì)處的本體部分118的第二端118D內(nèi)。
如圖3和圖4所示，插入式盲配連接器116可包含構(gòu)件138，用于將插入式盲配連接器116安裝至校準(zhǔn)或夾具板114。用于安裝插入式盲配連接器116的構(gòu)件138可包含一環(huán)形法蘭118I，其與本體部分118第一端118B和第二端118D之間的外表面118F構(gòu)成一體。用于安裝插入式盲配連接器116的構(gòu)件138還可于本體部分118的外表面118F上包含一螺紋部分118J，該螺紋部分位于法蘭118I與本體部分118的第一端11 8B或第二端118D之間。如圖4所示，螺紋部分118J可適于插穿過校準(zhǔn)或夾具板114上一孔140，直至法蘭1181與板靠緊，并適于接納一螺母142，以通過將板夾在法蘭1181與螺母140之間的方式將插入式盲配連接器116安裝至板上。
如圖4和圖5所示，插入式盲配連接器116可安裝至校準(zhǔn)或夾具板114并與承插式連接器126配合。承插式連接器126可為一標(biāo)準(zhǔn)的超小型A系列(SMA)或3.5mm連接器。承插式連接器126亦可為一柔順安裝式連接器，如圖4所示。相應(yīng)地，承插式連接器126的外部導(dǎo)體132可包含一裙緣132A，其位于設(shè)置于測(cè)試頭100內(nèi)的一圓筒144的一第一部分144A中。一彈簧146可置于圓筒144的一第二部分144B中。圓筒144的第一部分144A及第二部分144B可通過一隔板144C分開。
最后，一套筒200安裝至承插式連接器126外部導(dǎo)體132與彈簧146之間的承插式連接器126的外部導(dǎo)體132上，以使得彈簧146被束縛于隔板144C與套筒200的凸緣148A之間。套筒200可具有一環(huán)繞承插式連接器126之外部導(dǎo)體132的頸圈240。套筒200可具有一從頸圈240延伸出的套箍210，其在插入式盲配連接器118的第二端118D處環(huán)繞外表面118F。
套筒200的頸圈240的內(nèi)徑稍大于外部導(dǎo)體132的外徑，但小于裙緣132A。套筒200的套箍210的內(nèi)徑稍大于插入式盲配連接器118第二端118D的外徑。套筒200的套箍210與插入式盲配連接器118的外表面之間的配合公差應(yīng)盡可能緊密，但不得影響插入式盲配連接器118與承插式連接器126配合時(shí)的對(duì)準(zhǔn)。套筒200的套箍210與插入式盲配連接器118之間的小縫隙與套箍210超出插入式盲配連接器118的長(zhǎng)度共同構(gòu)成一類似于帶通結(jié)構(gòu)的波導(dǎo)，其可減少特定的頻率范圍內(nèi)各配合連接器對(duì)118和126之間的信號(hào)泄漏及串?dāng)_。
因此，在運(yùn)行中，彈簧146使套筒200離開測(cè)試頭100的圓筒144之隔板144C向插入式盲配連接器116偏移，并由此使承插式連接器126發(fā)生相同的偏移。承插式連接器126向插入式連接器116的延伸因邊緣132A碰到裙緣144C而受到限制。承插式連接器126在測(cè)試頭100的圓筒144的第一及第二圓筒部分144A及144B中做軸向移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)承插式連接器的外部導(dǎo)體132與插入式盲配連接器116的擴(kuò)徑部分130C之間的接觸。
當(dāng)承插式連接器126與插入式盲配連接器118配合時(shí)，套筒200的頸圈240環(huán)繞位于邊緣132A與插入式盲配連接器118的第二端118D之間的承插式連接器126的一部分，同時(shí)套箍210環(huán)繞并沿插入式盲配連接器118的第二端118D向上延伸。因此，套筒200可有效覆蓋并沿任一方向延伸至插入式盲配連接器118與承插式連接器126的配合接合區(qū)域上，從而為出入配合連接器118和126的信號(hào)提供改進(jìn)的RF和信號(hào)隔離，以提高信號(hào)的完整性。
在插入式盲配連接器118與承插式連接器126的配合過程中，當(dāng)二者開始接觸時(shí)，套筒200提供預(yù)對(duì)準(zhǔn)，此可增加承插式連接器126中的移動(dòng)量并還允許完全的公差加總。套筒200可在套箍210的開口端包含一錐形的內(nèi)邊緣230，以在插入式盲配連接器118與承插式連接器126配合時(shí)進(jìn)一步改進(jìn)對(duì)準(zhǔn)。
在運(yùn)行中，插入式盲配連接器118可與其它多個(gè)插入式盲配連接器118一起附裝至一校準(zhǔn)或夾具板114。位于校準(zhǔn)或夾具板114上的插入式盲配連接器118將與安裝至測(cè)試頭100的相應(yīng)的承插式連接器126相接觸并連接。在安裝承插式連接器時(shí)允許其具有一定量的上、下、左、右移動(dòng)以及gimble。在配合過程中，此移動(dòng)可改善與相應(yīng)的插入式盲配連接器118的自對(duì)準(zhǔn)。對(duì)準(zhǔn)問題可阻礙配合、導(dǎo)致連接器118和126損壞或配合連接器的微波性能和信號(hào)完整性改變。
套筒200可由鍍鎳鋁、不銹鋼、黃銅、鈹銅或已知的其他金屬材料制成。套筒200可通過機(jī)加工或已知的其他類似方法制成。
如圖4和圖5所示，在套筒200中可使用一墊圈300以進(jìn)一步改善信號(hào)的完整性。墊圈300可大體呈圓筒形，其內(nèi)徑接近于頸圈240的內(nèi)徑而大于承插式連接器126的外徑。墊圈300可具有一稍小于套箍210內(nèi)徑的外徑，以便當(dāng)墊圈300被置于套筒200內(nèi)時(shí)，其可環(huán)繞承插式連接器126的外部導(dǎo)體132并停靠在套筒200的架250與插入式盲配連接器118的第二端118D之間。
在一實(shí)施例中，墊圈300可包含一微波吸收材料，如多晶形鐵。在該實(shí)施例中，當(dāng)墊圈300被嚙合于連接器118和126內(nèi)時(shí)，其可接觸/或不接觸插入式盲配連接器118的第二端118D。在該實(shí)施例中，墊圈300吸收泄露出/入配合連接器118和126的RF能量，由此進(jìn)一步改善配合連接器內(nèi)部的信號(hào)完整性。
在另一替代實(shí)施例中，墊圈300可包含一較厚、可壓縮的導(dǎo)電材料，例如一導(dǎo)電彈性材料，或其他類似材料。在該實(shí)施例中，墊圈300將與插入式盲配連接器118的第二端18D接觸，其功能更像一填隙片，用以密封承插式連接器126與插入式盲配連接器118之間的接合，防止RF泄露出/入配合連接器，由此進(jìn)一步改善配合連接器內(nèi)部的信號(hào)完整性。
套筒200作為一彈簧座圈及RF/信號(hào)隔離構(gòu)件，在插入式盲配連接器118與承插式連接器126的配合中提供預(yù)對(duì)準(zhǔn)并改善自對(duì)準(zhǔn)。墊圈300改善了配合盲配連接器對(duì)118和126之間的信號(hào)隔離。
由以上詳細(xì)說(shuō)明可以看出，本發(fā)明的盲配連接器改進(jìn)了盲配連接器的對(duì)準(zhǔn)和信號(hào)完整性。預(yù)期會(huì)有不偏離本發(fā)明的其他實(shí)施例，例如盲配連接器可用于其他連接，例如模塊與其他子系統(tǒng)的高頻連接，生產(chǎn)環(huán)境中與工作臺(tái)儀器的連接等。盡管本文出于舉例說(shuō)明目的揭示了本發(fā)明的該較佳實(shí)施例，但是所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將發(fā)現(xiàn)，可不偏離本發(fā)明的范圍和精神進(jìn)行各種修改、添加和替代，由此可獲得仍屬于隨附權(quán)利要求的等效實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種盲配連接器，其包括一導(dǎo)電、大體呈圓柱形的插入式盲配連接器，其適于接納一承插式連接器；一導(dǎo)電、大體呈圓筒形的承插式連接器；及一導(dǎo)電套筒，其具有一環(huán)繞所述承插式連接器一部分的第一段，及一適于在所述插入式盲配連接器與所述承插式連接器配合時(shí)接納所述插入式盲配連接器的第二段；在所述插入式盲配連接器與所述承插式連接器配合時(shí)，所述套筒的所述第二段環(huán)繞并沿所述插入式盲配連接器的一外表面延伸，形成一波導(dǎo)型頻率限制結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盲配連接器，其包括一微波吸收墊圈，其位于所述導(dǎo)電套筒內(nèi)并環(huán)繞所述承插式連接器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盲配連接器，其包括一導(dǎo)電墊圈，其位于所述導(dǎo)電套筒內(nèi)并環(huán)繞所述承插式連接器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的盲配連接器，其中所述導(dǎo)電墊圈進(jìn)一步包括一導(dǎo)電的可壓縮材料，其以壓縮方式被固持在所述插入式盲配連接器與位于所述套筒內(nèi)的一架之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盲配連接器，其中所述套筒的所述第二段呈錐形，以在所述插入式盲配連接器與所述承插式連接器配合期間提供對(duì)準(zhǔn)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種自對(duì)準(zhǔn)信號(hào)隔離盲配連接器。該盲配連接器可包括一適于接納一承插式連接器的插入式盲配連接器；一承插式連接器；及一覆蓋一插入式盲配連接器與一承插式連接器之間接合點(diǎn)的套筒。
文檔編號(hào)H01R4/60GK1728472SQ20051005895
公開日2006年2月1日 申請(qǐng)日期2005年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月30日
發(fā)明者維克托·M·格羅特恩, 弗朗克·E·哈姆林, 迪克·斯頓普 申請(qǐng)人:安捷倫科技公司