CN113281541A - 用于空间电子元器件的非焊接式引线装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于空间电子元器件的非焊接式引线装置，包括第一磁铁、第二磁铁、金属探针、探针固定板和绝缘体，第一磁铁与第二磁铁位于印刷电路板的两侧，绝缘体位于第一磁铁与印刷电路板之间，绝缘体具有腔体，元器件位于腔体内，元器件的管脚位于印刷电路板的焊盘的上方；探针固定板与绝缘体固定连接，金属探针限位在绝缘体与探针固定板之间，且金属探针的底端位于器件的管脚的上方；通过铁磁的吸力将绝缘体与探针固定板固定在印刷电路板上，从而使金属探针的底端、管脚、焊盘依次搭接。本发明通过磁吸方式实现金属探针与管脚、焊盘的良好搭接，避免因手持按压导致接触不良出现闪断接触的情况，磁吸力小于焊盘可承受的压力，不会对管脚和焊盘造成损伤。

Description

用于空间电子元器件的非焊接式引线装置

技术领域

本发明涉及空间电子电路调试技术领域，特别涉及一种用于空间电子元器件的非焊接式引线装置。

背景技术

在电子学调试或者排查故障过程中，通常需要根据实际情况在电子元器件的管脚或者印刷电路板的焊盘引出测试线。对于flat package元器件(包括QFP、BQFP和CQFP等)，一种引线方法是手持测试线，将其按压在flat package元器件的管脚上，使测试线与管脚、焊盘接触，但手持按压会产生抖动，导致接触不良，影响观测信号的准确性，并且闪断接触对电路存在损伤的风险。另外一种引线方法是对flat package元器件的管脚进行重新熔融焊接，待调试或者故障排除后，解除焊接。根据QJ 2940B-2016航天用印制电路板组装件修复和改装技术要求，任意25cm²面积内，焊接返修的位置不得超过3处，任何一个焊点最多允许返修3次，所以使用焊接方式引线调试的方法不能满足航天印制电路板装焊技术要求，并且存在损伤印刷电路板或者焊盘的风险。

发明内容

本发明的目的是为了克服已有方法的缺陷，提出一种用于空间电子元器件的非焊接式引线装置，通过磁吸方式实现金属探针与元器件的管脚、印刷电路板的焊盘的良好搭接，不会对管脚和焊盘造成损伤。

为实现上述目的，本发明采用以下具体技术方案：

本发明提供的用于空间电子元器件的非焊接式引线装置，包括第一磁铁、第二磁铁、金属探针、探针固定板和绝缘体；其中，第一磁铁与第二磁铁位于印刷电路板的两侧，绝缘体位于第一磁铁与印刷电路板之间，绝缘体具有一个腔体，元器件位于腔体内，元器件的管脚位于印刷电路板的焊盘的上方；探针固定板与绝缘体固定连接，金属探针限位在绝缘体与探针固定板之间，且金属探针的底端位于器件的管脚的上方；通过第一磁铁与第二磁铁之间的吸力将绝缘体与探针固定板固定在印刷电路板上，从而使金属探针的底端、元器件的管脚、印刷电路板的焊盘依次搭接。

优选地，金属探针包括探针主体，在探针主体上向内部开设长条形凹槽形成弹片，弹片水平延伸形成第一引线部，在弹片上位于第一引线部的下方突出形成有凸起，探针主体的底端形成搭接部，搭接部与元器件的管脚搭接。

优选地，在探针固定板上开设有通孔和卡槽，通孔与卡槽之间形成栅条，第一引线部从通孔伸出，凸起卡在卡槽内，且与栅条抵接。

优选地，在绝缘体上开设有用于限位探针主体的限位槽和用于限位搭接部的限位孔。

优选地，探针主体相对弹片的位置向上延伸形成第二引线部，第二引线部穿过限位槽从绝缘体的顶部伸出。

优选地，搭接部沿探针主体的底端水平伸出或弯折成蛇形结构。

优选地，在探针固定板上还开设有用于观察搭接部与元器件的管脚搭接情况的透视孔。

优选地，金属探针的数量与元器件的管脚的数量相同。

优选地，在绝缘体对应于第一磁铁的位置开设有容纳槽，第一磁铁嵌在容纳槽内。

本发明能够取得以下技术效果：

1、本发明通过磁吸方式实现金属探针与元器件的管脚、印刷电路板的焊盘的良好搭接，避免因手持按压导致接触不良出现闪断接触的情况，磁吸的吸力小于焊盘可承受的压力，不会对管脚和焊盘造成损伤。

2、本发明采用搭接方式代替传统的焊接方式引出测试线，能够满足航天印制电路板装焊技术要求，不存在损伤印刷电路板或者焊盘的风险。

附图说明

图1是根据本发明实施例提供的用于空间电子元器件的非焊接式引线装置的整体结构示意图；

图2是根据本发明实施例提供的用于空间电子元器件的非焊接式引线装置隐藏绝缘体后的结构示意图；

图3是根据本发明实施例提供的金属探针的结构示意图；

图4是根据本发明实施例提供的绝缘体的结构示意图；

图5是根据本发明实施例提供的金属探针与元器件的管脚分离后的状态示意图。

其中的附图标记包括：第一磁铁1、第二磁铁2、金属探针3、探针主体3-1、长条形凹槽3-2、弹片3-3、第一引线部3-4、凸起3-5、搭接部3-6、第二引线部3-7、探针固定板4、通孔4-1、卡槽4-2、栅条4-3、透视孔4-4、绝缘体5、容纳槽5-1、腔体5-2、限位槽5-3、限位孔5-4、印刷电路板6、焊盘6-1、元器件7、管脚7-1。

具体实施方式

在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在下面的描述中，相同的模块使用相同的附图标记表示。在相同的附图标记的情况下，它们的名称和功能也相同。因此，将不重复其详细描述。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。

为了解决传统的焊接引线方式存在的各种问题，同时兼顾印刷电路板所能承受的压力，采用磁吸方式将金属探针与元器件的管脚、印刷电路板的焊盘搭接在一起，磁吸的吸力小于焊盘可承受的压力，不会对管脚和焊盘造成损伤。另外，金属探针与管脚、焊盘电连接，可通过金属探针多次引出测试线，对于应用在航天领域的元器件来说，不会受到对焊盘焊接次数要求的限制。

本发明提供的用于空间电子元器件的非焊接式引线装置包括两个磁铁、金属探针、探针固定板和绝缘体，两个磁铁分布于印刷电路板的两侧，通过两个磁铁的吸力将绝缘体固定在印刷电路板上，元器件焊接在印刷电路板上，元器件的引脚位于印刷电路板的焊盘上方，绝缘体起到两个作用，一个作用是作为安装探针固定板的载体，另一个作用是对金属探针进行限位，探针固定板的主要作用是固定金属探针，使金属探针的底端压紧在元器件的引脚与印刷电路板的焊盘上，实现金属探针的底端、引脚与焊盘的紧密搭接，避免因手持按压引线导致接触不良出现闪断接触的情况。

金属探针的数量为至少一个，与探针固定板的固定方式为可拆卸式固定，即金属探针可固定在探针固定板上的不同位置，具体可根据元器件管脚的调试需求，将金属探针固定在探针固定板对应的位置。

为了提高工作效率，应采用一个金属探针对应一个管脚的一对一搭接方式，通过对金属探针与探针固定板的结构设计，实现探针固定板对金属探针不同高度的固定，在管脚不需要调试时，将金属探针升高固定，金属探针的底端不与管脚搭接；在管脚需要调试时，降低金属探针的高度后固定，使金属探针的底端与管脚搭接。

当某个管脚需要调试时，只需升降对应位置的金属探针就能实现与管脚的搭接与分离，不必将另一个位置的金属探测拆下再固定到此处，可节省时间，提高工作效率。多个金属探针同时下降还可以实现与多个管脚的同时搭接，进一步提高工作效率。

本发明提供的用于空间电子元器件的非焊接式引线装置不仅适用于方型扁平式管脚的flat package元器件，还可适用于其他形式封装的元器件。

不同类型封装的元器件，管脚数量也不尽相同，金属探针的数量可根据元器件的类型而确定。

在下述的实施例中，本发明以双侧16个管脚的flat package元器件为例对本发明提供的用于空间电子元器件的非焊接式引线装置进行详细说明。

如图1-图5所示，本发明实施例提供的用于空间电子元器件的非焊接式引线装置，包括第一磁铁1、第二磁铁2、金属探针3、探针固定板4和绝缘体5；其中，第一磁铁1与第二磁铁2位于印刷电路板6的两侧，绝缘体5位于第一磁铁1与印刷电路板6之间，在绝缘体5的顶部开设有容纳槽5-1，第一磁铁1嵌入在容纳槽5-1内，实现对第一磁铁1的固定，在绝缘体5的底部形成一个腔体5-2，元器件7固定在印刷电路板6上且位于腔体5-2内，元器件7的单侧具有8个管脚7-1，元器件7两侧的16个管脚7-1位于印刷电路板6的16个焊盘6-1的上方。通过第一磁铁1与第二磁铁2的吸力将绝缘体5固定在印刷电路板6上。

探针固定板4的数量为两个，分别与绝缘体5的两侧固定连接，每个探针固定板4用于固定8个金属探针3，16个金属探针3分别限位在绝缘体5与探针固定板4之间。当绝缘体5以磁吸方式固定在印刷电路板6上的同时，探针固定板4随绝缘体5固定在印刷电路板6上。

16个金属探针3的结构均相同，下面以一个为例进行说明：

金属探针3包括探针主体3-1，在探针主体3-1上向内部开设长条形凹槽3-2，使探针主体3-1的一部分形成薄片状的弹片3-3，由于弹片3-3的厚度较薄，使其具有弹性，当对弹片3-3施力时，可实现弹片3-3的微弹，并能够复位。

弹片3-3沿水平方向延伸形成第一引线部3-4，第一引线部3-4起到两个作用，一个是作为引线端起到引线的作用，另一个是起到与探针固定板4卡接，防止金属探针3整体下来的作用，在弹片3-3上位于第一引线部3-4的下方突出形成有凸起3-5，探针主体3-1的底端形成搭接部3-6，搭接部3-6位于管脚7-1的上方，用于与管脚7-1搭接实现电连接。

在探针主体3-1相对弹片3-3的位置还向上延伸形成第二引线部3-7，第二引线部3-7从绝缘体5的顶部伸出。第二引线部3-7能够增加金属探针3的引线端，便于金属探针3从其他方位进行引线。

搭接部3-6可沿探针主体3-1的底端沿水平方向伸出，与探针主体3-1形成L形结构，为了兼顾搭接部3-6的弹性和力学强度，还可以将搭接部3-6弯折成蛇形结构，蛇形结构的搭接部3-6具有弹性大、强度高的特点。

在绝缘体5的两侧从上至下还开设有相连通的限位槽5-3和限位孔5-4，绝缘体5每一侧的限位槽5-3和限位孔5-4的数量分别为8个，且8个限位槽5-3成一排分布，8个限位孔5-4成一排分布。

限位槽5-3用于对探针主体3-1进行限位，如果金属探针3未形成第二引线部3-7，限位槽5-3可以不贯穿绝缘体5的顶部，如果金属探针3形成第二引线部3-7，则限位槽5-3必须贯穿绝缘体5的顶部，第二引线部3-7穿过限位槽5-3从绝缘体5的顶部伸出引线。

限位孔5-4从绝缘体5的底部向上开设，其位置正对焊盘6-1，限位孔5-4的宽度略大于搭接部3-6的宽度，用于收容搭接部3-6并对其进行限位，防止搭接部3-6沿绝缘体5宽度方向窜动。

探针固定板4为隔栅结构，在探针固定板4上对应于第一引线部3-4的位置开设有一排通孔4-1，在探针固定板4上对应于凸起3-5的位置开设有一排卡槽4-2，通孔4-1与卡槽4-2的数量均为8个，通孔4-1与卡槽4-2之间形成栅条4-3，第一引线部3-4从通孔4-1伸出，凸起3-5卡在卡槽4-2内，且与栅条4-3抵接。

当凸起3-5与栅条4-3的底面抵接时，凸起3-5卡在卡槽4-2内无法继续向上运动，将金属探针3固定在低处位置，从而使搭接部3-6压紧在管脚7-1上，管脚7-1压紧在焊盘6-1上，实现三者的紧密搭接。

第一磁铁1和第二磁铁2的吸力能够使搭接部3-6处于压缩状态，因为搭接部3-6处于压缩，所以有稳定弹力，可以实现与焊盘6-1的良好接触。。

在探针固定板4上还开设有透视孔4-4，用于观察搭接部3-6与管脚7-1的搭接情况。

在完成管脚7-1的调试后，需要升高金属探针3的位置，断开金属探针3与管脚7-1、焊盘6-1的搭接。此时按动第一引线部3-4，通过弹片3-3的弹性使凸起3-5退出卡槽4-2，然后向上提升第一引线部3-4，凸起3-5随第一引线部3-4升高到通孔4-1的位置，最后松开第一引线部3-4，在弹片3-3的弹力下，驱使凸起3-5卡在通孔4-1内，凸起3-5与栅条4-3的顶面抵接，无法向下运动，实现搭接部3-6与管脚7-1的分离，同时第一引线部3-4也能够防止金属探针3继续向上运动，实现金属探针3的固定。

当需要对管脚7-1调试时，按动第一引线部3-4，重新将凸起3-5卡入卡槽4-2，实现搭接部3-6、管脚7-1、焊盘6-1的搭接。

从上述内容分析可知，在探针固定板4上设置通孔4-1与卡槽4-2的目的有两个，一个目的是实现金属探针3不同高度的固定，即实现搭接部3-6与管脚7-1、焊盘6-1的分离或搭接；另一个目的是实现第一引线部3-4的外露。

卡槽4-2可以为未穿透探针固定板4厚度的凹槽或穿透探针固定板4厚度的通槽。

上述内容详细说明了本发明提供的用于空间电子元器件的非焊接式引线装置的结构及其工作原理，采用搭接方式代替传统的焊接方式引出测试线，能够满足航天印制电路板装焊技术要求，不存在损伤印刷电路板或者焊盘的风险。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

以上本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种用于空间电子元器件的非焊接式引线装置，其特征在于，包括第一磁铁、第二磁铁、金属探针、探针固定板和绝缘体；其中，所述第一磁铁与所述第二磁铁位于所述印刷电路板的两侧，所述绝缘体位于所述第一磁铁与所述印刷电路板之间，所述绝缘体具有一个腔体，所述元器件位于所述腔体内，所述元器件的管脚位于所述印刷电路板的焊盘的上方；所述探针固定板与所述绝缘体固定连接，所述金属探针限位在所述绝缘体与所述探针固定板之间，且所述金属探针的底端位于所述器件的管脚的上方；通过所述第一磁铁与所述第二磁铁之间的吸力将所述绝缘体与所述探针固定板固定在所述印刷电路板上，从而使所述金属探针的底端、所述元器件的管脚、所述印刷电路板的焊盘依次搭接。

2.如权利要求1所述的用于空间电子元器件的非焊接式引线装置，其特征在于，所述金属探针包括探针主体，在所述探针主体上向内部开设长条形凹槽形成弹片，所述弹片水平延伸形成第一引线部，在所述弹片上位于所述第一引线部的下方突出形成有凸起，所述探针主体的底端形成与所述元器件的管脚搭接的搭接部。

3.如权利要求2所述的用于空间电子元器件的非焊接式引线装置，其特征在于，在所述探针固定板上开设有通孔和卡槽，所述通孔与所述卡槽之间形成栅条，所述第一引线部从所述通孔伸出，所述凸起卡在所述卡槽内，且与所述栅条抵接。

4.如权利要求3所述的用于空间电子元器件的非焊接式引线装置，其特征在于，在所述绝缘体上开设有用于限位所述探针主体的限位槽和用于限位所述搭接部的限位孔。

5.如权利要求4所述的用于空间电子元器件的非焊接式引线装置，其特征在于，所述探针主体相对所述弹片的位置向上延伸形成第二引线部，所述第二引线部穿过所述限位槽从所述绝缘体的顶部伸出。

6.如权利要求2～5中任一项所述的用于空间电子元器件的非焊接式引线装置，其特征在于，所述搭接部沿所述探针主体的底端水平伸出或弯折成蛇形结构。

7.如权利要求6所述的用于空间电子元器件的非焊接式引线装置，其特征在于，在所述探针固定板上还开设有用于观察所述搭接部与所述元器件的管脚搭接情况的透视孔。

8.如权利要求1所述的用于空间电子元器件的非焊接式引线装置，其特征在于，所述金属探针的数量与所述元器件的管脚的数量相同。

9.如权利要求1所述的用于空间电子元器件的非焊接式引线装置，其特征在于，在所述绝缘体对应于所述第一磁铁的位置开设有容纳槽，所述第一磁铁嵌在所述容纳槽内。

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