CN110058062A - 自保持通孔探头 - Google Patents

Abstract

一种自保持通孔探头，其中平面体构造为使得其边缘与被测器件的通孔的侧壁接合以产生点的电接触，并且该平面体阻止该平面体在插入后从通孔去除。平面体的边缘可包括产生点的电接触且阻止平面体在插入后从通孔去除的倒钩。平面体的插入到通孔中的端部可形成锥形尖端以便于插入。平面体的插入到通孔中的端部可包括阻止平面体在插入后从通孔去除的倒钩。平面体的边缘可包括止动件，其防止插入到通孔中的平面体进一步而超过止动件。

Description

自保持通孔探头

技术领域

本发明涉及逻辑分析仪和示波器探头，更具体地涉及被测探测器件。

背景技术

为了从被测器件（DUT）获取期望的数据，需要一种同时探测多种不同信号且将这些信号反馈至逻辑分析仪或示波器的安全且可靠的方法。传统地有两个选择来以这种方式进行探测。第一个选择是在特定位置将逻辑分析仪或示波器连接器或焊盘图案设计到DUT中。该连接器或焊盘图案与逻辑分析仪或示波器探头对接。如果路线必须从其自然路径绕道到该位置，则这会是有问题的，因为这样的绕道对待测电路增加了信号损失。该方法还降低了布局设计的灵活性且占据宝贵的电路板空间。

第二个选择是将逻辑分析仪或示波器探头附接到现存的部件引线。然而，更新的和新兴的电路板技术，例如表面安装部件和球栅阵列部件，减少了逻辑分析仪或示波器探头可以附接到的可用引线的数量。这些技术甚至能完全“隐藏”所有的潜在测试点，使得不能在电路板上的任何地方附接逻辑分析仪或示波器探头。

对于方便的测试点可以接近的应用，最经常应用于示波器的第三个选择是原始的手持探头。该方法使得在探测期间用户的手保持被占用且依靠个人的手工熟练度来保持探头放置在正确的位置，同时视觉注意集中在来自示波器的数据。由于在此过程中的人的干预，所以连接不像其能够的那样安全和可靠。

当不能利用任何的传统选择时，剩下的探测测试点的很少选择中的一个是将逻辑分析仪或示波器探头附接到DUT中的通孔上。然而，通孔是小的零件，这使得在测试期间难以将逻辑分析仪探头保持在通孔内。通孔是在印刷电路板中的不同导体层之间的垂直电连接。其由两个或多个焊盘组成，在板的不同层上的对应位置，焊盘由穿过板钻出的圆柱孔电连接。该孔通过电镀而成为导电的，或衬有导电管或铆钉。

因此，需要一种将自身保持在被测器件（DUT）的通孔中的探头。

发明内容

本发明提供了一种改善的自保持通孔探头，并且克服了现有技术的上述不利和缺点。这样，本发明总的目的是提供一种具有上述现有技术的所有优点的改善的自保持通孔探头，这随后将更详细地描述。

为了实现该目的，本发明的优选实施例基本上包括平面体，其构造为使得其边缘与被测器件的通孔的侧壁接合以产生点的电接触，并且该平面体阻止该平面体在插入后从通孔去除。平面体的边缘可包括产生点的电接触并且阻止平面体在插入后从通孔去除的倒钩。平面体的插入到通孔中的端部可形成锥形尖端以便于插入。平面体的插入到通孔中的端部可包括阻止平面体在插入后从通孔去除的倒钩。平面体的边缘可包括止动件，其防止插入到通孔中的平面体进一步插入而超过止动件。当然还有本发明的附加特征，这将在下文描述，且将形成所附权利要求的主题。

这样相当宽泛地概述了本发明的较重要特征，以便可以更好地理解接下来的本发明的具体实施方式，并且可以更好地认识本发明对本领域的贡献。

附图说明

图1是逻辑分析仪的立体图。

图2是通过根据本发明原理构成的自保持通孔探头附接到被测器件的荚部（PODLET）的立体剖视图。

图3是示波器的立体图。

图4通过根据本发明原理构成的自保持通孔探头的替代实施例附接到被测器件的电阻器尖端夹组件的立体剖视图。

图5是插入到通孔中的自保持通孔探头的通孔锚定部的特写剖视图。

图6A是在插入期间弯曲为弧形的自保持通孔探头的通孔锚定部的特写剖视图。

图6B是在插入期间弯曲为正弦形状的自保持通孔探头的通孔锚定部的特写剖视图。

图7是用于将自保持通孔探头的通孔锚定部插入到通孔中的工具的分解立体图。

在各附图中，相同的附图标记指的是相同的部件。

具体实施方式

本发明的自保持通孔探头的优选实施例被示出且通过附图标记10总体指示。

图1示出了逻辑分析仪200的立体图。更具体地，逻辑分析仪200通过带状同轴电缆210连接到中途站212。单独的同轴电缆线股216从中途站伸出并且每个都在荚部214中终止。荚部214的每一个都具有接收自保持通孔探头10的开口216。

图2示出了图1的荚部214通过自保持通孔探头10（信号通孔探头38和接地通孔探头40）附接到被测器件（DUT）100的立体剖视图。更具体地，荚部在一侧包含同轴电缆线股216的端部，该端部通回到图1的中途站212且随后到达逻辑分析仪200。在荚部内，同轴电缆线股的中心导体220附接到金属触头222。该金属触头继而与信号通孔探头38的后端30的探头尖端34产生非永久的搭锁接触。该接触存在，使得探头尖端能够容易地更换从而为用户提供选择和维修能力。提供了对同轴电缆线股的接地屏蔽的伺服器（serve）218（有时也称为滚带（braid））端接到接地焊接搭接片224。该搭接片还经由非永久的搭锁接触与接地通孔探头40的后端32的探头尖端36对接，其附接到DUT的地端。

信号通孔探头38和接地通孔探头40都包括通孔锚定部48，其使得自保持通孔探头10能够接合DUT100的通孔114且将自身保持在DUT100的通孔114内。信号通孔探头38包括非常接近通孔锚定部的基座14的焊盘26。该焊盘使得能够附接钝态隔离网络28。该钝态隔离网络以串联定位。该钝态隔离网络用于将自保持通孔探头的负载与DUT隔离。通常，该动态隔离网络由片状电阻器和与该电阻器并联的可选电容器，以获得更好的高频响应。

后端30和32的优点是他们提供了附接到附近地端的柔性装置。尽管很多逻辑分析仪探头依赖于在地端和信号焊盘之间需要固定间隔的尖端，但有时很难找到处于该固定距离的地端。该后端可被弯折从而使得接地通孔探头40能够寻址位于由信号通孔探头38探测的区域邻近位置的任何接地通孔。

图3示出了示波器300的立体图。更具体地，该示波器300通过电缆310连接到差分探头312。两条电缆314从差分探头伸出且终止在探头引线318。电阻器尖端夹(tip clip)组件316通过连接器326可拆卸地连接到探头引线。两条电缆320从连接器延伸。每条电缆320都通过导线段324附接到电阻器322。

图4示出了图3的尖端夹组件316通过自保持通孔探头400（信号通孔探头438和接地通孔探头440，其附接到DUT的地端）附接到被测器件（DUT）100的立体图。更具体地，信号通孔探头和接地通孔探头都包括通孔锚定部48，其使得自保持通孔探头400能够接合DUT100的通孔114且将自身保持在DUT100的通孔114内。信号通孔探头和接地通孔探头都还包括非常接近其通孔锚定部的基座14的焊盘26。该尖端夹组件的导线段324附接到焊盘26，以在通回到图3的探头引线318并且随后到达示波器300的电缆320之间产生电连接。在当前实施例中，导线段焊接到焊盘上以在导线段和焊盘之间产生半永久接触。然而，导线段可从信号通孔探头和接地通孔探头拆焊，使得信号通孔探头和接地通孔探头能够容易地更换从而为用户提供选择和维修能力。

电缆320的优点是它们提供了附接到附近地端的柔性装置。结果，信号通孔探头438和接地通孔探头440的后端430和436与信号通孔探头38和接地通孔探头40的后端30和36相比是缩短的。尽管许多示波器探头依赖于在地端和信号焊盘之间需要固定间隔的尖端，然而有时很难找到处于该固定距离的地端。电缆320能被弯折，使得接地通孔探头440能够寻址位于由信号通孔探头438探测的区域邻近位置的任何接地通孔。

图5示出了插入到通孔114中的通孔锚定部48的特写剖视图。更具体地，通孔锚定部是具有锥形的箭头状尖端12的平面体，以容易地穿过通孔插入。倒钩16位于尖端的后面，通过一旦通孔锚定部完全插入且尖端刺穿DUT100，就与DUT100的底面112接合来阻止退出。通孔锚定部的边缘24上的倒钩18和20在与通孔的侧壁116接合以产生点的电接触的尖点终止。锚定部的基座14处的物理止动件22防止通孔锚定部插入通孔太深并且为用户提供通孔锚定部完全插入的触觉反馈。

图6A示出了在插入期间弯曲为弧形的通孔锚定部48的特写剖视图。图6B示出了在插入期间弯曲为正弦形状的通孔锚定部的特写剖视图。更具体地，通孔锚定部材料弯曲为弧形（通孔锚定部在插入通孔期间略微弯折，并且前部44变凹且后部46变得凸出）或正弦形状（通孔锚定部扭转到通孔中的结果）。在插入后通孔锚定部材料的后续弯曲将倒钩18和20（只有倒钩18可见）推靠于通孔的侧壁。在每个构造中，倒钩以足以在通孔锚定部和通孔侧壁之间建立安全且可靠的电连接的力接触侧壁。

然而，通孔锚定部并不是意于损坏或破坏DUT。通孔锚定部的金属薄板仅仅提供了足够的力来电接合通孔侧壁的铜镀层118。接触力太低以致在自保持通孔探头10的插入或使用期间不能穿透表面精整层到达铜镀层。

通孔锚定部可从通孔去除，但是由于允许尖端12返回穿过通孔所需的倒钩16的变形量，使得该锚定部不可能再次利用。然而，低成本的制造工艺使得自保持通孔探头10是经济上可行的，从而将其视为易耗品。

图7示出了用于将通孔锚定部48插入到通孔114中的工具300的分解立体图。更具体地，该工具帮助将通孔锚定部插入到通孔中且防止通孔锚定部的尖端翘曲。该插入工具使通孔锚定部略微变形（在通孔锚定部的弹性限度内），以提供当通孔锚定部插入到通孔中时会耐受翘曲插入力的截面。该工具具有芯侧312以及腔侧310。该腔侧具有通过接触止动件22上的位置42来将通孔锚定部定位在腔侧内的两个枢纽314。芯侧312和腔侧310接着夹紧在一起以将通孔锚定部挤压并且略微弯曲成图6A中所示的弧形。

尽管已经详细描述了自保持通孔探头的当前实施例，但是应该清楚的是能够对其进行变更和改变，所有的这些都落在本发明的真实精神和范围内。然后关于上面的描述，应该认识到，对于本发明部件的最佳尺寸关系，包括大小的变化、材料、形状、形式、功能、操作方式、组装和使用，对本领域技术人员来说容易视作是清楚和明显的，本发明意在包含与在附图中示出和在说明书中描述的关系等同的所有关系。例如，不同的通孔锚定部大小对于适应行业中发现的各种通孔长度和直径来说可以成为可用的。

最后，尽管说明示出了本发明的通孔锚定部完全穿过电路板插入，但是通孔锚定部的替代实施例可不完全穿过通孔插入且钩到相对侧以阻止去除。作为替代，替代实施例可依靠相对于通孔侧壁的摩擦力来保持。这在不完全穿过被测器件所有层的盲孔和具有安装在其相对端的部件的通孔的情况下会是有帮助的。尽管通孔锚定部的替代实施例的保持率不一定像本发明那样高，但其仍会提供足够的力来在测试期间将通孔锚定部保持在合适的位置。

因此，上述仅认为是本发明原理的例示。进而，由于对于本领域技术人员而言将容易地产生许多变更和改变，因此不期望将本发明限制为示出和描述的精确结构和操作，并且因而可采用落在本发明的范围内的所有适当的变更和等同物。

Claims (22)

1.一种用于插入到被测器件的通孔中的自保持通孔探头，所述通孔包括在所述被测器件的印刷电路板中的不同导体层之间的电连接，所述探头包括：

柔性平面体；

所述平面体具有相对的边缘和相对的端部；

所述平面体构造为使得当所述平面体的一个端部插入到被测器件的通孔中时，所述边缘接合所述通孔的侧壁以产生点的电接触；并且

其中所述平面体的所述边缘包括与所述通孔的所述侧壁接合的多个倒钩，以产生点的电接触并且阻止所述平面体在插入后从所述通孔去除；并且

其中所述平面体的柔性将所述多个倒钩推动到所述通孔的侧壁上而不穿透所述侧壁的表面精整层。

2.如权利要求1所述的探头，其中所述平面体的插入到所述通孔中的所述端部形成锥形尖端以便于插入。

3.如权利要求1所述的探头，其中所述平面体的插入到所述通孔中的所述端部包括多个倒钩，所述倒钩从所述平面体的所述边缘向外延伸超过所述通孔的直径，且与被测器件的表面接合，以阻止所述平面体在插入后从所述通孔去除。

4.如权利要求1所述的探头，其中所述平面体的侧部包括多个止动件，所述止动件从所述平面体的所述边缘向外延伸超过所述通孔的直径，且与被测器件的表面接合，以防止插入到所述通孔中的所述平面体进一步插入而超过所述止动件。

5.如权利要求1所述的探头，其中所述平面体的没有插入所述通孔中的端部以非永久接触终止，构造为产生与电缆的电连接，从而从所述通孔向所述电缆传递电信号。

6.如权利要求5所述的探头，其中导线连接到由逻辑分析仪和示波器构成的组中的一个。

7.如权利要求1所述的探头，其中所述平面体包括焊盘，该焊盘构造为附接到由钝态隔离网络和示波器探头构成的组中的一个。

8.如权利要求1所述的探头，其中所述平面体在插入到所述通孔中之前弯曲成弧形。

9.如权利要求8所述的探头，其中所述平面体在通过工具插入到所述通孔中之前弯曲成弧形。

10.如权利要求1所述的探头，其中所述平面体在插入所述通孔期间通过扭转弯曲成正弦形状。

11.一种逻辑分析系统包括：

逻辑分析仪；

具有连接到所述逻辑分析仪的一个端部的电缆；

所述电缆的相对端部连接到中途站；

该中途站将所述电缆分隔成多个电缆线股；

每个所述电缆线股连接到荚部；

每个所述荚部在电缆线股和信号通孔探头以及接地通孔探头之间产生非永久的电连接；

所述信号通孔探头和所述接地通孔探头均具有通孔锚定部；

每个通孔锚定部包括：

柔性平面体；

所述平面体具有相对的边缘和相对的端部；

所述平面体构造为使得当所述平面体的一个端部插入到被测器件的通孔中时，所述边缘接合所述通孔的侧壁以产生点的电接触，所述通孔包括在所述被测器件的印刷电路板中的不同导体层之间的电连接，其中所述平面体的所述边缘包括与所述通孔的所述侧壁接合的多个倒钩以产生点的电接触；并且

其中所述平面体的插入到所述通孔中的所述端部构造为阻止所述平面体在插入后从所述通孔去除；并且

其中所述平面体的柔性将所述多个倒钩推动到所述通孔的侧壁上而不穿透所述侧壁的表面精整层。

12.如权利要求11所述的系统，其中所述信号通孔探头和所述接地通孔探头是柔性的，使得所述信号通孔探头和所述接地通孔探头之间的间隔是能够调节的。

13.如权利要求11所述的系统，其中所述平面体的插入到所述通孔中的所述端部形成锥形尖端。

14.如权利要求11所述的系统，其中所述平面体的插入到所述通孔中的所述端部包括多个倒钩，所述倒钩从所述平面体的所述边缘向外延伸超过所述通孔的直径，且与被测器件的表面接合，以阻止所述平面体在插入后从所述通孔去除。

15.如权利要求11所述的系统，其中所述平面体的所述边缘包括多个止动件，所述止动件从所述平面体的所述边缘向外延伸超过所述通孔的直径，且与被测器件的表面接合，以防止插入到所述通孔中的所述平面体进一步插入。

16.如权利要求11所述的系统，其中所述信号通孔探头的所述通孔锚定部的所述平面体包括焊盘，该焊盘构造为附接到所述通孔锚定部和所述电缆线股与所述信号通孔探头之间的非永久电连接之间的钝态隔离网络。

17.一种信号探测系统，包括：

示波器；

具有连接到所述示波器的一个端部的电缆；

所述电缆的相对端部连接到差分探头；

该差分探头将所述电缆分隔成多条电缆；

所述电缆连接到探头引线；

该探头引线连接到电阻器尖端夹组件；

每个所述电阻器尖端夹组件在所述探头引线和信号通孔探头及接地通孔探头之间产生半永久电连接；

所述信号通孔探头和所述接地通孔探头均具有通孔锚定部；

每个通孔锚定部包括：

柔性平面体；

所述平面体具有相对的边缘和相对的端部；

所述平面体构造为使得当所述平面体的一个端部插入到被测器件的通孔中时，所述边缘接合所述通孔的侧壁以产生点的电接触，所述通孔包括在所述被测器件的印刷电路板中的不同导体层之间的电连接，其中所述平面体的所述边缘包括与所述通孔的所述侧壁接合的多个倒钩以产生点的电接触；并且

其中所述平面体的插入到所述通孔中的所述端部构造为阻止所述平面体在插入后从所述通孔去除；并且

其中所述平面体的柔性将所述多个倒钩推动到所述通孔的侧壁上而不穿透所述侧壁的表面精整层。

18.如权利要求17所述的系统，其中所述信号通孔探头和所述接地通孔探头是柔性的，使得所述信号通孔探头与所述接地通孔探头之间的间隔是能够调节的。

19.如权利要求17所述的系统，其中所述平面体的插入到所述通孔中的所述端部形成锥形尖端。

20.如权利要求17所述的系统，其中所述平面体的插入到所述通孔中的所述端部包括多个倒钩，所述倒钩从所述平面体的所述边缘向外延伸超过所述通孔的直径，且与被测器件的表面接合，以阻止所述平面体在插入后从所述通孔去除。

21.如权利要求17所述的系统，其中所述平面体的所述边缘包括多个止动件，所述止动件从所述平面体的所述边缘向外延伸超过所述通孔的直径，且与被测器件的表面接合，以防止插入到所述通孔中的所述平面体进一步插入。

22.如权利要求17所述的系统，其中所述电阻器尖端夹组件包括连接到具有导线段的电阻器的多条电缆，所述导线段具有自由端部，并且其中所述信号通孔探头的所述通孔锚定部的所述平面体和所述接地通孔探头的所述通孔锚定部的所述平面体均包括焊盘，该焊盘构造为附接到所述电阻器尖端夹组件的导线段的自由端部。