CN102197469A - 探针块组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种探针块组件，其包括块体和端接至同轴连接器的电缆，其中所述同轴连接器被构造为与插入所述块体的多个探针电连通。所述同轴连接器包括连接器信号触点，被构造为以以可分离方式连接至能够插入所述块体孔隙中且与所述块体绝缘的第一探针；和弹性接地杆，被构造为将插入所述块体中的一个或多个第二探针共同接地。

Description

探针块组件

背景技术

探针块用于评价集成电路或其他电子设备，并且其包括在自动测试设备测试头和正在接受评价的集成电路或电子设备之间提供接触界面的探针。某些探针块包括在测试头和集成电路之间提供暂时性弹簧接触界面的弹簧支承探针，这些探针块被称为弹簧探针块。

用于自动测试设备中的此类探针块通常按照复杂且成本昂贵的工艺步骤由金属棒料加工制成，这些工艺使得探针块的孔和其他部件得以精确定位。例如，用手扳压机以约20磅的力将这些探针压力配合到各孔中。有时，这些探针中的一个或多个会受到损坏，例如，当测试头相对于正在接受评价的电子设备移动时。更换损坏的探针可能成本昂贵且耗费时间，因为必须将损坏的探针从其压力配合到其中的孔中抽出或压出。

就探针块而言，通常每条信号线设置一个探针，并且为每条信号线设置一个或多个探针作为参考或接地。在使用期间，至少一些探针必然需要一定程度的维护或甚至更换。维护和/或更换探针通常需要使用手扳压机或其他探针抽取装置。

相比已知的探针块而言，成本低廉且易于维护的具有改善的探针块将受到采用自动测试设备进行电路测试的人员的欢迎。

发明内容

一方面提供一种包括块体和端接至同轴连接器的电缆的探针块组件，所述同轴连接器被构造为与多个插入块体的探针电连通。该同轴连接器包括连接器信号触点，其被构造为以可分离方式连接至能够插入块体孔隙中且与块体绝缘的第一探针；和弹性接地杆，其被构造为将插入块体的一个或多个第二探针共同接地。

附图说明

本文所包括的附图提供对本发明实施例的进一步理解，并且附图被并入并构成说明书的一部分。这些附图对本发明的实施例进行图解，并且与说明书一起用于解释各种实施例的原理。参考以下的详细描述，本发明的其他实施例和实施例的许多预期的优点变得更好理解，将容易领会。附图中的元件未必相对于彼此按比例绘制。类似的附图标记指定相应的类似的部件。

图1为根据一个实施例的探针块组件的分解透视图，该探针块组件包括能够插入块体的同轴连接器组件。

图2为图1中所示同轴连接器组件的分解透视图。

图3为图1中所示块体的接地板的透视图。

图4为图1中所示块体的绝缘壳体的透视图。

图5为图1中所示探针块组件组装时的透视图。

图6A为沿图5中所示线条6A-6A截取的组装的探针块组件的示意性剖视图。

图6B为连接至块体的同轴连接器组件的放大视图。

图6C为图5中所示组装的探针块组件的一部分的示意性剖视图。

图6D为图5中所示组装的探针块组件的仰视透视图。

图7为根据一个实施例的同轴连接器组件的剖视图，该同轴连接器组件接触块体并将插入块体中的一个或多个第二探针共同接地。

图8为根据另一个实施例的同轴连接器组件的剖视图，该同轴连接器组件接触接地探针插口并将插入接地探针插口的探针共同接地。

图9为根据另一个实施例的同轴连接器组件的剖视图，该同轴连接器组件接触插入块体中的接地探针并将这些接地探针共同接地。

图10为探针块组件的剖视图，该探针块组件包括插入块体中的电源探针和被构造为将插入块体中的一个或多个其他探针共同接地的同轴连接器组件。

具体实施方式

在以下的具体实施方式中参考形成本发明的一部分的附图，在附图中以举例说明的方式显示可以实施本发明的具体实施例。就这一点而言，诸如“上”、“下”、“前”、“后”、“前部”、“尾部”等之类的方向性术语是参考所描述的图的取向使用。因为实施例的组件可以许多不同的取向设置，所以方向性术语用于举例说明的目的而绝不限制本发明。应当理解，可以采用其他的实施例，并且在不脱离本发明范围的情况下可以进行结构或逻辑的改变。因此，不应将以下详细描述视为具有限制意义，并且本发明的范围由所附的权利要求书限定。

应当理解，除非另作具体地标注，否则本文所述的各种示例性实施例的特征可彼此结合。

本发明的实施例提供了一种被构造为以可拆卸方式附接至块体的同轴连接器组件，其中该同轴连接器组件包括被构造为以可分离方式连接至第一探针的连接器和被构造为将插入块体中的一个或多个其他探针共同接地的弹性接地杆。同轴连接器组件被构造为闩锁至块体，并且可通过使用简单的手持工具将其简单便利地从块体中拆离。当同轴连接器组件闩锁到位时，弹性接地杆接触块体或插入块体中的探针，以将插入块体中的接地探针共同接地。

同轴连接器组件的至少一些实施例提供了一种冲压的金属片接地屏蔽，其可以低成本精确生产且被构造为可现场更换。插入同轴连接器组件中的探针也可现场更换。在一个实施例中，块体包括与电绝缘壳体配合的导电接地板。块体的至少一些实施例提供有可现场更换的部件(如接地板、接地探针插口和接地探针)，这些部件对于维修这些探针块组件的现场维修技术人员而言将是有用的。

图1为根据一个实施例的探针块组件20的分解透视图。探针块组件20包括具有端接至同轴连接器26的同轴电缆24的同轴连接器组件22，所述同轴连接器26与块体28闩锁在一起，从而与第一探针30电连接并将一个或多个第二探针32共同接地。

块体28包括一体化金属块、一体化非导电块或具有连接至非导电部分的导电部分的块体。在一个实施例中，块体28包括与电绝缘壳体42配合的导电接地板40，其中同轴连接器26被构造为与绝缘壳体42闩锁在一起并且电接触接地板40。在一个实施例中，绝缘壳体42被构造为使接地板40的接地与自动测试设备系统的机壳接地绝缘。在其他实施例中，自动测试设备接触一体化导电块体的接地，并且单相接地通过一体化导电块限定。

在一个实施例中，第一探针30为通过绝缘体44与接地板40电隔离的信号探针，而第二探针32为通过摩擦保持在接地探针插口46内的接地探针，接地探针插口46压力配合穿过绝缘壳体42和接地板40。第一探针30和绝缘体44插入形成于接地板40中的孔隙48。在一个实施例中，第一探针30为被构造为可手动(如通过手)插入同轴连接器26并可从其中移除的弹簧探针。同轴连接器26被构造为可保持在块体28内并可用工具(例如，图6D中的工具100)从块体28中移除。一般而言，弹簧探针通常接触被测器件板(DUT板)的通路的垫片或环形圈，其中集成电路以可拆卸方式附接至被测器件板。

在一个实施例中，第二探针32为通过压力配合、过盈配合或以其他方式设置在接地探针插口46中的接地探针(或接地弹簧探针)，其插入形成于接地板40中的孔49中。第二探针32的后端设置在形成于绝缘壳体42中的孔中。在一个实施例中，接地探针插口46压力配合到块体28中，从而使导电接地板40以配合构型紧贴绝缘壳体42，但接地板40和绝缘壳体42的其他形式也可接受。接地探针插口46对探针块组件20提供一定程度的依从性，并被构造为使得对第二探针32的损坏最小化，因为第二探针32具有最小的依从性。在其他实施例中，第二探针32为以“香蕉弯”构型提供的接地探针，其中第二探针32摩擦配合到形成于接地板40中的孔中并插入形成于绝缘壳体42中的过大的孔中。在一个实施例中，第二探针32为弹簧探针。

在一个实施例中，第一探针30适于作为信号探针、电源探针或多功能探针来提供。例如，在一个实施例中，第一探针30作为信号弹簧探针来提供，该信号弹簧探针通过绝缘体44与导电接地板40电隔离并且电连接至同轴连接器组件22，以通过同轴电缆24传送电信号。在另一个实施例中，第一探针30为电源探针，并且电通过同轴连接器组件22的信号线传输以向第一探针30供电。在另一个实施例中，第一探针30作为多功能探针来提供。

图2为包括端接至同轴连接器26的同轴电缆24的同轴连接器组件22的分解透视图。同轴电缆24包括中心导体50、设置在中心导体50周围的电介质52和通过电介质52与中心导体50在电气上分开的屏蔽54。在一个实施例中，同轴连接器26包括通过绝缘体64与屏蔽体62电隔离的触点60。触点60包括被构造为当同轴连接器组件附接到块体28时接纳第一探针30(图1)的末端70。组装时，屏蔽体62设置在绝缘体64周围，绝缘体64设置在触点60周围，同轴电缆24的中心导体50连接至触点60，并且屏蔽54与屏蔽体62连接以将同轴电缆24端接至同轴连接器26。组装时，所有接地探针均最终共同接地至屏蔽54。合适的同轴连接器26在2007年1月25日提交的美国公布No.20070197095中(至少在[0041]至[0044]段和图6-9F中)有所描述。

在一个实施例中，绝缘体64为“骨架化”绝缘体，其包括通过一个或多个绝缘间隔条以间隔开的关系保持的第一和第二间隔开的绝缘构件(即，绝缘末端)。合适的此类骨架化电介质绝缘体在2007年1月25日提交的美国公布No.20070197095中(至少在[0042]段和图6中)有所描述。也可接受其他合适的绝缘体(包括基本上呈固态的电介质绝缘体)，这些电介质绝缘体形成为包括大小适于接纳触点60的轴向孔。

在一个实施例中，屏蔽体62包括闩锁72、第一弹性接地杆74和第二相对的弹性接地杆76。参照图1，闩锁72挠曲并被构造为将同轴连接器组件22与绝缘壳体42以可拆卸方式连接。弹性接地杆74、76被构造为电接触接地板40并将插入块体28中的第二探针32共同接地。屏蔽体62通过(例如)冲压金属片以形成闩锁72和弹性接地杆74、76来制造。就此而言，相比通常通过将金属深拉成管状圆柱体而形成的已知的接地屏蔽而言，屏蔽体62的制造成本相对较低。

图3为接地板40的透视图。接地板40包括与连接器侧82相对的探针侧80和背离连接器侧82延伸的一系列间隔开的板84。图1中示出的孔隙48和孔49在接地板40的探针侧80和连接器侧82之间延伸。在一个实施例中，接地板40由金属块制成以包括间隔开的板84。这样，参照图1，插入接地板40的孔49中的第二探针32接触金属块，并且插入板84之间的同轴连接器组件22将第二探针32共同接地。

图4为绝缘壳体42的透视图。在一个实施例中，绝缘壳体42包括第一侧面90，其具有与形成于第二侧面96中的沟槽94连通的开口。同轴连接器组件22(图1)通常插入绝缘壳体42中的沟槽94中。沟槽94被构造为保持同轴连接器26，使得弹性接地杆74、76(图2)取向为接触至少一个板84(图3)。在一个实施例中，绝缘壳体42包括形成于绝缘壳体42的相对表面中的凹陷部98，其中各凹陷部98的大小适于接纳板84的最外侧的一个板。接地板40的板84与绝缘壳体42的第二侧面96对齐且与其互相啮合，从而使接地板40与绝缘壳体42配合。

图5为经组装的并包括任选的护盖99的探针块组件20的透视图。接地板40沿着凹陷部98与绝缘壳体42配合。同轴连接器组件22插入块体28中，从而与第一探针30(如信号探针)电连接。当完全插入时，闩锁72(图2)将同轴连接器组件22以可拆卸方式固定至绝缘壳体42，并且弹性接地杆74、76(图2)接触接地板40以将第二探针32(如接地探针)共同接地。

图6A为沿图5的线条6A-6A截取的探针块组件20的剖视图，而图6B为与接地板40接触的弹性接地杆74、76的放大视图。同轴连接器组件22的每条同轴电缆24与第一探针30中的一个连接。第二探针32插入接地探针插口46中，从图6A观察时，与第二探针32对齐的同轴电缆24实际上处于背面并且与第二探针32后方的第一探针30连接。

每个第一探针30通过绝缘体44与接地板40电隔离并且与触点60(图2)电连接，以通过同轴电缆24进行信号传输。同轴连接器26的弹性接地杆74、76接触接地板40并将插入块体28中的第二探针32共同接地。具体地讲，弹性接地杆74、76在同轴连接器26插入接地板40中时朝向同轴连接器26向内弹性挠曲(使得弹性接地杆74、76的仅一小部分延伸超过屏蔽体62)，并且第二探针32压力配合到接地探针插口46中，接地探针插口46压力配合到块体28中。这样，所有的第二探针32均具有相同的地电势，并且形成的接地路径从电缆屏蔽54穿过屏蔽体62，穿过弹性接地杆74、76，至接地板40的板84，至接地探针插口46，并最终到达第二探针32。

通过选择性地设定形成于接地板40中的孔隙48的直径、第一探针30的直径和绝缘体44的有效介电常数来提供阻抗控制。在一个实施例中，由第一探针30、绝缘体44和形成于接地板40中的孔隙48所提供的特性阻抗与同轴连接器组件22的特性阻抗基本上相同。

图6C为与绝缘壳体42接合的闩锁72的放大视图。图6C的剖视图与图6B的视图正交并且大致占据图6A中所指示的区域6C。通过将接地板40与绝缘壳体42配合来组装块体28。通过将闩锁72与绝缘壳体42接合使同轴连接器26插入并保持在块体28(图1)内，这使得弹性接地杆74、76(图6B)能够接触接地板40(图6B)的板84(图6A)。工具狭槽92允许工具100(图6D)插入，以脱离闩锁92。

已知的用于常规探针块组件的连接器通常压力配合到金属块的背面并连接至压力配合到金属块正面的信号探针(如弹簧探针)。有时，在使用常规探针块组件期间，探针中的一个或多个会受到损坏。此前，将弹簧探针从正面移除并将损坏的或有缺陷的连接器从块体中压出(例如，用手扳压机)，然后将完好的连接器和弹簧探针再压力配合到块体中，以此来更换损坏的探针。已知的连接器和弹簧探针的移除和更换可潜在地增加对块体的磨损，并可能移除施加到块体上的抗氧化涂层等，这对弹簧探针和块体之间的电接触造成了不利影响。

相比之下，可通过(例如用工具100)下压闩锁72，并用手将同轴连接器26从块体28中拉出，来将上述同轴连接器组件22从块体28中移除。从而使维修技术人员可现场更换同轴连接器组件22，这使得与用手扳压机将连接器从探针组件块压出相关的花费最小化，并且使得对块体的磨损最小化。

同轴连接器组件22包括在多个可用的实施方式中被构造为将探针块组件的接地探针共同接地的一个或多个弹性接地杆74、76，其中一些在下面的图7-9中示出。

图6D为组装的探针块组件20的仰视图。在一个实施例中，工具狭槽92的大小适于接纳插入工具狭槽92中以下压屏蔽体62上的闩锁72(图2)的工具，这使得可移除和现场更换同轴连接器组件22。在一个实施例中，工具100从绝缘壳体42的方向插入工具狭槽92中以下压闩锁72(图6C)，从而将同轴连接器26从块体28中移除。在一个实施例中，工具100由塑料制成，并且包括大小适于用手操纵的近端和大小适于插入工具狭槽92中的细长远端。其他形式的工具100也可接受。下压闩锁72将同轴连接器26从绝缘壳体42中释放，从而使得整个同轴连接器组件22从块体28中快速而方便的移除。

图7为探针块组件20的剖视图，探针块组件20用于将插入由接地板40提供的导电块中的第二探针32共同接地。同轴连接器组件22电连接至第一探针30，第一探针30通过绝缘体44与接地板40电隔离。屏蔽体62包括以将第二探针32共同接地的方式接触接地板40的弹性接地杆74、76。具体地讲，以此构型形成的接地路径从屏蔽体62延伸穿过弹性接地杆74、76并进入接地板40，到达压力配合到接地板40中的接地探针插口46，然后到达压力配合到接地探针插口46中的第二探针32。

图8为同轴连接器组件22的剖视图，同轴连接器组件22被构造为直接接触接地探针插口46并将保持在接地探针插口46中的第二探针32共同接地。例如，在一个实施例中，同轴连接器组件22插在接地探针插口46之间并电连接至第一探针30，并且弹性接地杆74、76接触插入一体化块体110中的接地探针插口46，以将第二探针32共同接地。在一个实施例中，一体化块体110为非导电块。在一个实施例中，一体化块体110为导电块。

图9为直接共同接地至第二探针32的同轴连接器组件22的剖视图。第二探针32压力配合到一体化块体120中，并且同轴连接器组件22插在第二探针32之间，从而以可使弹性接地杆74、76接触第二探针32并将其共同接地的方式与第一探针30电连接。在一个实施例中，一体化块体120为非导电块。在一个实施例中，一体化块体120为导电块。

上述至少一些实施例提供了具有弹性和柔性接地杆的同轴连接器组件22，这些弹性和柔性接地杆被构造为通过接触导电接地板40(图7)，或通过接触接地探针插口46(图8)，或通过直接接触第二探针32中的一个或多个(图9)来将插入块体中的多个接地探针共同接地。

图10为根据另一个实施例的探针块组件150的剖视图。探针块组件150包括电连接至第一探针30并将插入块体140中的多个第二探针32共同接地的上述同轴连接器组件22，和通过电介质154与块体140隔离并连接至电源线156的电源探针152。第一探针30通过绝缘体44与块体140隔离并通过同轴电缆24传输信号。第二探针32压力配合到接地探针插口46中，接地探针插口46压力配合成与块体140电接触。电源探针152被构造为将电通过电源线156传送至连接到探针块组件150的电子器件(未示出)。在另一个实施例中，根据用户环境，用多功能探针或其他合适的探针来替换电源探针152。

一些实施例包括具有阻抗控制的探针块组件150，通过选择性地设定块体140中接纳第一探针30的孔隙的大小、第一探针30的直径和绝缘体44的有效介电常数来形成阻抗控制。在一个实施例中，电源探针152通过电介质154与块体140隔离并且电连接至同轴连接器组件22中的一个，其中电通过同轴电缆24的中心导体50(图2)传送。即，一个实施例提供了将电通过与同轴连接器组件22相连的同轴电缆传输的选择。

一些实施例提供了一种探针块组件，其包括被构造为与第一探针电连接并设置有一个或多个弹性接地杆的同轴连接器组件，这些弹性接地杆被构造为将探针块组件的一个或多个第二探针共同接地。一些实施例提供了方便且可现场更换的连接器组件，其具有受控制的阻抗或与探针块组件的部件匹配的阻抗。

尽管本文示出和描述了特定实施例，但是本领域普通技术人员应该明白，在不脱离本发明的范围的情况下，大量的替代形式和/或等同实施方式可替换所示和所述的特定实施例。本专利申请旨在涵盖本文所讨论的探针块组件的任何修改形式或变型形式。因此，本发明应仅由权利要求书及其等同物进行限定。

Claims (20)

1.一种探针块组件，包括：

块体；和

电缆，端接至同轴连接器，所述同轴连接器被构造为与插入所述块体中的多个探针电连通，所述同轴连接器包括：

连接器信号触点，被构造为以可分离方式连接至第一探针，所述第一探针能够插入所述块体的孔隙中且与所述块体绝缘，

弹性接地杆，被构造为将插入所述块体中的一个或多个第二探针共同接地。

2.根据权利要求1所述的探针块组件，其中所述弹性接地杆被构造为接触所述块体并将插入所述块体中的一个或多个第二探针共同接地。

3.根据权利要求1所述的探针块组件，其中所述第二探针各自包括接纳在压力配合到所述块体中的插口内的接地探针，并且所述弹性接地杆被构造为接触所述插口并将每个插口内的每个接地探针共同接地。

4.根据权利要求1所述的探针块组件，其中所述第二探针各自包括接地探针，并且所述弹性接地杆被构造为接触所述接地探针中的至少一者，以将插入所述块体中的所述接地探针共同接地。

5.根据权利要求1所述的探针块组件，其中所述块体包括与电绝缘壳体配合的导电接地板。

6.根据权利要求5所述的探针块组件，其中所述同轴连接器包括具有闩锁并限定所述弹性接地杆的屏蔽体，所述弹性接地杆被构造为弹性接触所述接地板，并且所述闩锁被构造为以可拆卸方式与所述绝缘壳体连接，以将所述同轴连接器固定至所述块体。

7.根据权利要求6所述的探针块组件，其中所述电绝缘壳体限定大小适于接纳工具的工具狭槽，所述工具被构造为下压所述闩锁且使得所述同轴连接器能够从所述块体中移除。

8.根据权利要求5所述的探针块组件，其中所述第二探针包括插入到插口中的接地探针，每个插口压力配合到延伸穿过所述接地板和所述电绝缘壳体的孔中，并且被构造为将所述接地板固定至所述电绝缘壳体。

9.根据权利要求5所述的探针块组件，其中所述第二探针包括接地探针，每个接地探针压力配合到形成于所述接地板中的板孔中，并且过盈配合到形成于所述电绝缘壳体中且与所述板孔对齐的壳体孔中。

10.根据权利要求1所述的探针块组件，其中所述第一探针包括能够插入设置在所述块体的所述孔隙内的电绝缘体中的信号探针，其中通过选择性地设定所述块体的所述孔隙的大小、所述信号探针的直径和所述电绝缘体的有效介电常数来形成阻抗控制。

11.一种探针块组件，包括：

块体，限定在所述块体的探针侧和电缆侧之间延伸的孔隙；

插入所述孔隙中并且与所述块体电隔离的第一探针和从所述块体的所述探针侧延伸的至少一个接地探针；和

同轴连接器组件，包括端接至连接器的同轴电缆，所述连接器能够部分插入所述孔隙中以与所述第一探针电连接，所述连接器包括与所述块体以可拆卸方式连接的屏蔽体、被构造为将所述接地探针共同接地的弹性接地杆和被构造为连接至所述第一探针的信号触点。

12.根据权利要求11所述的探针块组件，其中所述块体包括导电块，并且还包括由所述第一探针限定的阻抗控制块部分，所述第一探针通过插入所述孔隙中的绝缘体与所述导电块电隔离，并且所述连接器包括从所述导电块的所述电缆侧部分地插入所述孔隙的阻抗控制连接器；

其中所述阻抗控制连接器的阻抗与所述阻抗控制块部分的阻抗基本上匹配。

13.根据权利要求11所述的探针块组件，其中所述第一探针包括信号探针、电源探针和多功能探针中的一者。

14.根据权利要求11所述的探针块组件，其中所述块体包括与电绝缘块部分配合的导电块部分，所述屏蔽体包括从所述屏蔽体的外表面延伸的闩锁，所述闩锁以可拆卸方式连接至所述绝缘块部分，并且所述弹性接地杆从所述屏蔽体的外表面延伸且被构造为接触所述导电块部分。

15.一种探针块组件，包括：

限定孔隙的导电块部分、插入所述孔隙中的绝缘体、插入所述绝缘体且保持在所述孔隙内的第一探针和连接至所述导电块部分的接地探针；

绝缘块部分，连接至所述导电块部分使得延伸穿过所述绝缘块部分的沟槽与所述孔隙和插入所述孔隙中的所述绝缘体对齐；和

屏蔽同轴连接器，能够插入所述沟槽中，并被构造为与所述绝缘块部分以可拆卸方式连接且与所述第一探针电连接，所述屏蔽同轴连接器包括被构造为将所述接地探针共同接地的弹性接地杆。

16.根据权利要求15所述的探针块组件，其中所述第一探针包括信号探针、电源探针和多功能探针中的一者。

17.根据权利要求15所述的探针块组件，其中所述导电块部分包括阻抗控制块部分，并且所述屏蔽同轴连接器包括阻抗控制连接器，所述阻抗控制连接器的阻抗与所述阻抗控制块部分的阻抗基本上匹配。

18.根据权利要求15所述的探针块组件，其中所述弹性接地杆通过接触下列中的一者来将所述接地探针共同接地：所述导电块部分、所述接地探针中的一个、和压力配合到所述导电块体中并且大小设定为接纳所述接地探针中的一个的插口。

19.根据权利要求15所述的探针块组件，包括多个屏蔽同轴连接器，并且所述导电块部分的配合侧包括多个间隔开的金属板，使得所述屏蔽同轴连接器的每一者的所述弹性接地杆接触所述间隔开的金属板中的至少一者，从而将所述接地探针共同接地。

20.根据权利要求19所述的探针块组件，其中每个屏蔽体包括从所述屏蔽体的外表面延伸的一对相对的弹性接地杆，所述相对的弹性接地杆被构造为跨接在所述间隔开的金属板中的两者之间并与其接触。

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