CN115015603A - 一种带宽40g间距可调差分探针 - Google Patents

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CN115015603A CN202210549168.2A CN202210549168A CN115015603A CN 115015603 A CN115015603 A CN 115015603A CN 202210549168 A CN202210549168 A CN 202210549168A CN 115015603 A CN115015603 A CN 115015603A
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杨帆
许王修
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Abstract

本发明公开了一种带宽40G间距可调差分探针，涉及半导体ATE测试装备技术领域。包括探针支架平台组件、滑台组件、探针支架组件、转接头组件、卡线组件以及线缆屏蔽层，探针支架平台组件包括探针支架平台主体；滑台组件包括设置于探针支架平台主体底部的探针支架平台连接部。通过设置探针支架平台组件、滑台组件、探针支架组件、转接头组件、卡线组件、信号S针以及接地G针，该装置不使用伸缩中心针的针尖，直接使用弹性信号S针通过激光焊接到半钢线芯上，在线缆屏蔽层的一端焊接接地G针，给信号提供回流路径，并将信号S针位置阻抗设计在100±1ohm以内，这种结构可以有效避免伸缩针测试时组装不到位导致阻抗偏高的情况出现。

Description

一种带宽40G间距可调差分探针
技术领域
本发明涉及半导体ATE测试装备技术领域，具体为一种带宽40G间距可调差分探针。
背景技术
随着PCB集成度不断加高，PCB测试点pad的间距也有区别，通常同一块ATE pcb上有多种pad间距的探点，使用常规探针测试时，需要用到多种不同间距的探针来满足所有的测试，操作时需要频繁更换不同间距的探针，较为繁琐。
现有探针都是由可伸缩的中心针去对接PCB，这种情况下会存在一个问题，探针中心针的伸缩量不同也会导致对接位置阻抗的差异，这种差异会带来不可控的反射，从而影响测试结果的准确性，且探针在使用过程中探针与PCB垂直方向的偏角不能过大，过大时容易导致中心针断裂，如果探针与PCB完全垂直，在探针台的显微镜下不好定位，因为探针连接线缆位置较粗，会直接阻挡探针中心针在显微镜下的成像，影响中心针和PCB焊盘的对接。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种带宽40G间距可调差分探针，包括探针支架平台组件、滑台组件、探针支架组件、转接头组件、卡线组件以及线缆屏蔽层，所述探针支架平台组件包括探针支架平台主体；
所述滑台组件包括设置于探针支架平台主体底部的探针支架平台连接部以及滑动设置于探针支架平台连接部底部的探针支架连接部；
所述探针支架组件包括设置于探针支架连接部底部的探针支架主体，所述探针支架主体的一端设置有的定位卡槽；
所述转接头组件包括设置于定位卡槽内部的转接头外壳以及设置于转接头外壳一端的测试仪器连接部；
所述卡线组件包括设置于转接头外壳内部的卡线零件卡点部；
所述线缆屏蔽层设置于卡线零件卡点部的内部，所述线缆屏蔽层的内部设置有半钢线芯，所述半钢线芯的一端与测试仪器连接部内部的导体对接；
所述半钢线芯远离测试仪器连接部的一端设置有信号S针，所述线缆屏蔽层的一端设置有位于信号S针一侧的接地G针。
作为本发明的一种优选技术方案，所述滑台组件的数量不少于两个，两个所述信号S针之间的夹角为60度，所述信号S针与其一侧的接地G针之间阻抗匹配为49-51ohm。
作为本发明的一种优选技术方案，所述探针支架平台主体的一端设置有探针支架斜边部，所述探针支架平台主体的内部开设有数量不少于一个的探针臂固定孔，所述探针支架斜边部的内部开设有数量不少于一个滑台固定孔。
作为本发明的一种优选技术方案，所述探针支架平台连接部通过滑台固定孔配合紧固件安装于探针支架斜边部，所述探针支架平台连接部的一侧设置有滑台调节旋钮，所述探针支架连接部的一侧设置有位于滑台调节旋钮一端的滑台调节卡位。
作为本发明的一种优选技术方案，两个所述滑台组件呈对称设置，所述探针支架主体的内部开设有数量不少于一个的滑台连接孔，所述探针支架主体通过滑台连接孔配合紧固件安装于探针支架连接部的底部。
作为本发明的一种优选技术方案，所述探针支架主体的一端设置有斜边连接部，所述斜边连接部远离探针支架主体的一端设置有安装部，所述安装部呈倾斜设置，所述定位卡槽开设于安装部的内部。
作为本发明的一种优选技术方案，所述测试仪器连接部内的导体上开设有收紧口，所述半钢线芯的一端延伸至收紧口的内部。
作为本发明的一种优选技术方案，所述卡线零件卡点部的一端设置有直径小于卡线零件卡点部且内部与线缆屏蔽层表面相套接的卡线结构插线部，所述卡线结构插线部上开设有数量至少为一个的锡孔。
作为本发明的一种优选技术方案，所述转接头外壳的内部设置有卡线零件主体，所述卡线零件主体的内部与卡线结构插线部的表面相套接，所述卡线零件主体的一端贯穿转接头外壳并延伸至定位卡槽的外部。
作为本发明的一种优选技术方案，所述信号S针的一端设置有线缆焊接部，所述信号S针通过线缆焊接部固定设置于半钢线芯的一端，所述接地G针的一端设置有线缆外壳焊接部，所述接地G针通过线缆外壳焊接部固定设置于线缆屏蔽层的一端，所述信号S针为弹性材料制成，所述接地G针呈倾斜设置。
与现有技术相比，本发明提供了一种带宽40G间距可调差分探针，具备以下有益效果：
1、该带宽40G间距可调差分探针，通过设置探针支架平台组件、滑台组件、探针支架组件、转接头组件、卡线组件、信号S针以及接地G针，该装置不使用伸缩中心针的针尖，直接使用弹性信号S针通过激光焊接到半钢线芯上，在线缆屏蔽层的一端焊接接地G针，给信号提供回流路径，并将信号S针位置阻抗设计在100±1ohm以内，这种结构可以有效避免伸缩针测试时组装不到位导致阻抗偏高的情况出现。
2、该带宽40G间距可调差分探针，通过设置探针支架平台组件、滑台组件、探针支架组件、转接头组件、卡线组件、信号S针以及接地G针，通过探针支架平台组件以及滑台组件可以对两个信号S针之间的距离进行调节，该装置使用的弹性信号S针可以在倾斜角大于等于45°的情况下使用，安装在探针支架平台主体上的时候可以更好的去定位，操作方式简单快捷，符合经济效益，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明提出的一种带宽40G间距可调差分探针的结构示意图；
图2为图1中A处的结构放大图；
图3为本发明提出的一种带宽40G间距可调差分探针的探针支架平台组件结构示意图；
图4为本发明提出的一种带宽40G间距可调差分探针的滑台组件结构示意图；
图5为本发明提出的一种带宽40G间距可调差分探针的探针支架组件结构示意图；
图6为本发明提出的一种带宽40G间距可调差分探针的信号S针以及接地G针结构示意图；
图7为本发明提出的一种带宽40G间距可调差分探针的转接头外壳结构剖面图；
图8为本发明提出的一种带宽40G间距可调差分探针的卡线组件结构示意图；
图9为本发明提出的一种带宽40G间距可调差分探针的卡线组件结构示意图。
图中：1、探针支架平台组件；11、探针支架平台主体；12、探针支架斜边部；13、探针臂固定孔；14、滑台固定孔；2、滑台组件；21、探针支架平台连接部；22、滑台调节旋钮；23、探针支架连接部；24、滑台调节卡位；3、探针支架组件；31、探针支架主体；32、滑台连接孔；33、安装部；34、定位卡槽；4、转接头组件；41、转接头外壳；42、卡线零件主体；43、测试仪器连接部；5、卡线组件；51、卡线零件卡点部；52、卡线结构插线部；53、锡孔；6、线缆屏蔽层；61、半钢线芯；62、转接头对接部；63、信号S针；64、线缆焊接部；65、接地G针；66、线缆外壳焊接部。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-9，一种带宽40G间距可调差分探针，包括探针支架平台组件1、滑台组件2、探针支架组件3、转接头组件4、卡线组件5以及线缆屏蔽层6，所述探针支架平台组件1包括探针支架平台主体11。
所述滑台组件2包括设置于探针支架平台主体11底部的探针支架平台连接部21以及滑动设置于探针支架平台连接部21底部的探针支架连接部23。
所述探针支架组件3包括设置于探针支架连接部23底部的探针支架主体31，所述探针支架主体31的一端设置有的定位卡槽34。
所述转接头组件4包括设置于定位卡槽34内部的转接头外壳41以及设置于转接头外壳41一端的测试仪器连接部43。
所述卡线组件5包括设置于转接头外壳41内部的卡线零件卡点部51。
所述线缆屏蔽层6设置于卡线零件卡点部51的内部，所述线缆屏蔽层6的内部设置有半钢线芯61，所述半钢线芯61的一端与测试仪器连接部43内部的导体对接。
所述半钢线芯61远离测试仪器连接部43的一端设置有信号S针63，所述线缆屏蔽层6的一端设置有位于信号S针63一侧的接地G针65，该装置组装完成后，两个信号S针63呈60度角，且接地G针65与信号S针63之间阻抗匹配为50±1ohm，当两个信号S针63的间距在发生改变时，两个信号S针63之间的间距对阻抗影响很小，因此测试时差分阻抗100ohm不会随着两个信号S针63之间的距离改变而改变，测试稳定性高。
作为本实施例的一种具体技术方案，所述滑台组件2的数量不少于两个，两个所述信号S针63之间的夹角为60度，所述信号S针63与其一侧的接地G针65之间阻抗匹配为49-51ohm，所述探针支架平台主体11的一端设置有探针支架斜边部12，所述探针支架平台主体11的内部开设有数量不少于一个的探针臂固定孔13，所述探针支架斜边部12的内部开设有数量不少于一个滑台固定孔14，紧固件可以采用常规螺丝、销钉和螺栓，信号S针63用于对接PCB的差分走线，一边的接地G针65用于对接PCB的地焊盘，防止高频时信号失真，信号S针63和接地G针65之间的金属片用于调整阻抗，使该位置的阻抗控制在50ohm，使用时，需要一个特制的组装治具，先将加工好的半刚线芯放入治具中，然后放入一边的接地G针65，此探针的频率要求高达40GHz，因此对加工的工艺相对较高，组装治具的加工公差需要控制在±0.02mm范围，将上述零件全都放入组装治具后，在接地G针65和半钢线芯61焊接位置焊接，待冷却后还需测量信号S针63和接地G针65接触PCB位置的高度差，确认高度差控制在需求范围内即可使用。
作为本实施例的一种具体技术方案，所述探针支架平台连接部21通过滑台固定孔14配合紧固件安装于探针支架斜边部12，所述探针支架平台连接部21的一侧设置有滑台调节旋钮22，所述探针支架连接部23的一侧设置有位于滑台调节旋钮22一端的滑台调节卡位24，该装置采用GSSG信号形式，用户在使用过程中可以根据待测焊盘的间距调整滑台上的滑台调节旋钮22，通过探针支架主体31定位测试，可以实现一对间距可调差分探针测试待测物上所有不同间距差分信号的S参数及其它参数，滑台调节旋钮22转动设置于探针支架平台连接部21的一侧，所述滑台调节旋钮22的一端设置有螺杆，所述螺杆的一端延伸至滑台调节卡位24的内部并与其螺纹连接，探针支架连接部23与探针支架平台连接部21之间通过滑块和滑槽滑动连接，由于探针支架连接部23滑动设置于探针支架平台连接部21的底部，使得转动滑台调节旋转带动螺杆转动，滑台调节卡位24受到螺杆转动进行水平位移，实现对两个信号S针63之间的距离进行调节。
作为本实施例的一种具体技术方案，两个所述滑台组件2呈对称设置，所述探针支架主体31的内部开设有数量不少于一个的滑台连接孔32，所述探针支架主体31通过滑台连接孔32配合紧固件安装于探针支架连接部23的底部，所述探针支架主体31的一端设置有斜边连接部，所述斜边连接部远离探针支架主体31的一端设置有安装部33，所述安装部33呈倾斜设置，所述定位卡槽34开设于安装部33的内部，将2.92mm转接头外壳41和线缆屏蔽层6组装后安装到定位卡槽34内，形成一个GS信号的单端探针，在重复上述操作，制作一个与其对称的SG信号的单端探针，将两组探针分别安装到滑台组件2上，当滑台调节旋钮22在旋转调节时，两个信号S针63的信号间距可以调整，然后将两个滑台组件2组装到探针支架平台组件1上，通过滑台调节旋钮22，将两个信号S针63之间的间距调整到合适位置，即得到一个间距可调的差分探针，实现了差分探针间距可调，测试时可以根据需要灵活调整，将两个信号S针63之间的距离调整到所需距离，然后测试即可，不需要多次更换探针来测试不同间距的PAD，一针搞定，同时探针内部不需用到常规探针那么多零件，该装置不使用伸缩型的中心针，而是中间直接使用半钢线芯61连接，半钢线芯61结构较为简单，只包括镀金的半钢线芯61以及外部线缆屏蔽层6，剥线时仅需要剥开一圈线缆屏蔽层6，露出1毫米左右的半钢线芯61，然后将线缆屏蔽层6剥开位置与卡线零件卡点部51齐平焊接。
作为本实施例的一种具体技术方案，所述测试仪器连接部43内的导体上开设有收紧口，所述半钢线芯61的一端延伸至收紧口的内部，参阅图7和图8，所述半钢线芯61的一端设置有转接头对接部62，由于测试仪器连接部43内的导体上设有收紧口，转接头对接部62接触到收紧口时，阻力会明显增大，需要用较大力度插入，插入后阻力减小，当卡线零件卡点部51与转接头外壳41内部接触时，可以明显感觉到卡住，这时候表明组装无偏差，可以拧入卡线零件主体42，若在插线过程中，阻力不是先变大后变小，而是持续变大，说明半钢线芯61上的转接头对接部62没有插入到收紧口的内部，需要重新调整角度插入，避免半钢线芯61上的转接头对接部62被挤偏接触到转接头外壳41而发生短路。
作为本实施例的一种具体技术方案，所述卡线零件卡点部51的一端设置有直径小于卡线零件卡点部51且内部与线缆屏蔽层6表面相套接的卡线结构插线部52，所述卡线结构插线部52上开设有数量至少为一个的锡孔53，将剥好的半钢线芯61从卡线结构插线部52处插入到卡线零件卡点部51内，然后使得线缆屏蔽层6与卡线零件卡点部51处齐平，保证该处阻抗不失配，齐平后从锡孔53处加入锡膏，加热熔化将线缆屏蔽层6和卡线零件卡点部51焊接为一体。
作为本实施例的一种具体技术方案，所述转接头外壳41的内部设置有卡线零件主体42，所述卡线零件主体42的内部与卡线结构插线部52的表面相套接，所述卡线零件主体42的一端贯穿转接头外壳41并延伸至定位卡槽34的外部。
作为本实施例的一种具体技术方案，所述信号S针63的一端设置有线缆焊接部64，所述信号S针63通过线缆焊接部64固定设置于半钢线芯61的一端，所述接地G针65的一端设置有线缆外壳焊接部66，所述接地G针65通过线缆外壳焊接部66固定设置于线缆屏蔽层6的一端，所述信号S针63为弹性材料制成，所述接地G针65呈倾斜设置，加工时，在半钢线芯61的另一端，剥线后将半钢线芯61的内导体伸出0.5mm长度用于激光焊接，将使用蚀刻方式加工的信号S针63焊接到半钢线芯61伸出的0.5mm内导体上，信号S针63为铍铜中心针制成，铍铜中心针具有一定的弹性，同时在一侧焊接上同样用蚀刻方式精密加工的接地G针65，构成GS信号类型，用于接地和阻抗控制。
直接使用半钢线芯61的内导体焊接铍铜中心针作为探针的S信号探点，结构更简单，且测试过程中的测试角度可以随意控制，在一定的力度下不会导致针断裂和折弯，同时安装到探针支架主体31上也不会因为转接头外壳41影响探针和PAD配合时在显微镜下的成像，可以精确定位，组装好后内导体和一边的接地针是平行安装的，接触到PCB后两根针是同步变化的，也不会影响探头位置阻抗，并且组装为差分探针后GSSG四根针也是同步变化，阻抗稳定。
综上所述，该带宽40G间距可调差分探针，通过设置探针支架平台组件1、滑台组件2、探针支架组件3、转接头组件4、卡线组件5、信号S针63以及接地G针65，该装置不使用伸缩中心针的针尖，直接使用弹性信号S针63通过激光焊接到半钢线芯61上，在线缆屏蔽层6的一端焊接接地G针65，给信号提供回流路径，并将信号S针63位置阻抗设计在100±1ohm以内，这种结构可以有效避免伸缩针测试时组装不到位导致阻抗偏高的情况出现。
需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种带宽40G间距可调差分探针，包括探针支架平台组件(1)、滑台组件(2)、探针支架组件(3)、转接头组件(4)、卡线组件(5)以及线缆屏蔽层(6)，其特征在于：所述探针支架平台组件(1)包括探针支架平台主体(11)；
所述滑台组件(2)包括设置于探针支架平台主体(11)底部的探针支架平台连接部(21)以及滑动设置于探针支架平台连接部(21)底部的探针支架连接部(23)；
所述探针支架组件(3)包括设置于探针支架连接部(23)底部的探针支架主体(31)，所述探针支架主体(31)的一端设置有的定位卡槽(34)；
所述转接头组件(4)包括设置于定位卡槽(34)内部的转接头外壳(41)以及设置于转接头外壳(41)一端的测试仪器连接部(43)；
所述卡线组件(5)包括设置于转接头外壳(41)内部的卡线零件卡点部(51)；
所述线缆屏蔽层(6)设置于卡线零件卡点部(51)的内部，所述线缆屏蔽层(6)的内部设置有半钢线芯(61)，所述半钢线芯(61)的一端与测试仪器连接部(43)内部的导体对接；
所述半钢线芯(61)远离测试仪器连接部(43)的一端设置有信号S针(63)，所述线缆屏蔽层(6)的一端设置有位于信号S针(63)一侧的接地G针(65)。
2.根据权利要求1所述的一种带宽40G间距可调差分探针，其特征在于：所述滑台组件(2)的数量不少于两个，两个所述信号S针(63)之间的夹角为60度，所述信号S针(63)与其一侧的接地G针(65)之间阻抗匹配为49-51ohm。
3.根据权利要求1所述的一种带宽40G间距可调差分探针，其特征在于：所述探针支架平台主体(11)的一端设置有探针支架斜边部(12)，所述探针支架平台主体(11)的内部开设有数量不少于一个的探针臂固定孔(13)，所述探针支架斜边部(12)的内部开设有数量不少于一个滑台固定孔(14)。
4.根据权利要求1所述的一种带宽40G间距可调差分探针，其特征在于：所述探针支架平台连接部(21)通过滑台固定孔(14)配合紧固件安装于探针支架斜边部(12)，所述探针支架平台连接部(21)的一侧设置有滑台调节旋钮(22)，所述探针支架连接部(23)的一侧设置有位于滑台调节旋钮(22)一端的滑台调节卡位(24)。
5.根据权利要求1所述的一种带宽40G间距可调差分探针，其特征在于：两个所述滑台组件(2)呈对称设置，所述探针支架主体(31)的内部开设有数量不少于一个的滑台连接孔(32)，所述探针支架主体(31)通过滑台连接孔(32)配合紧固件安装于探针支架连接部(23)的底部。
6.根据权利要求1所述的一种带宽40G间距可调差分探针，其特征在于：所述探针支架主体(31)的一端设置有斜边连接部，所述斜边连接部远离探针支架主体(31)的一端设置有安装部(33)，所述安装部(33)呈倾斜设置，所述定位卡槽(34)开设于安装部(33)的内部。
7.根据权利要求1所述的一种带宽40G间距可调差分探针，其特征在于：所述测试仪器连接部(43)内的导体上开设有收紧口，所述半钢线芯(61)的一端延伸至收紧口的内部。
8.根据权利要求1所述的一种带宽40G间距可调差分探针，其特征在于：所述卡线零件卡点部(51)的一端设置有直径小于卡线零件卡点部(51)且内部与线缆屏蔽层(6)表面相套接的卡线结构插线部(52)，所述卡线结构插线部(52)上开设有数量至少为一个的锡孔(53)。
9.根据权利要求1所述的一种带宽40G间距可调差分探针，其特征在于：所述转接头外壳(41)的内部设置有卡线零件主体(42)，所述卡线零件主体(42)的内部与卡线结构插线部(52)的表面相套接，所述卡线零件主体(42)的一端贯穿转接头外壳(41)并延伸至定位卡槽(34)的外部。
10.根据权利要求1所述的一种带宽40G间距可调差分探针，其特征在于：所述信号S针(63)的一端设置有线缆焊接部(64)，所述信号S针(63)通过线缆焊接部(64)固定设置于半钢线芯(61)的一端，所述接地G针(65)的一端设置有线缆外壳焊接部(66)，所述接地G针(65)通过线缆外壳焊接部(66)固定设置于线缆屏蔽层(6)的一端，所述信号S针(63)为弹性材料制成，所述接地G针(65)呈倾斜设置。
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