CN1340715A - 一种用于测量探针的变间距探针头适配器 - Google Patents

Abstract

一种用于差动式测量探针的变间距探针头适配器。所述适配器有一个测量探针前端部,从探针前端部上面延伸出第一探针头和第二探针头。探针头上有筋和槽,从每一个探针头周围径向延伸出。第一偏置探针头和第二偏置探针头上都有一导电轴,所述导电轴的一端上有孔,用于和测量探针的探针头接合。每个导电轴上都有一个垂直于所述孔的端面,端面上有从孔周围径向延伸出的筋和槽,可以和测量探针前端部上相应的筋和槽啮合。导电轴的另一端逐渐变尖到一个探测点,接近轴锥度端的一部分被弯成一角度,和探针头形成偏置。导电轴可以在测量探针头上旋转,并通过探针前端上的筋和槽与探针头上的筋和槽相接合,将导电轴锁定在测量探针头上。

Description

一种用于测量探针的变间距探针头适配器

本发明要求享有于2000年8月21日提出的美国临时专利申请第60/226,719号的权益。

发明领域

本发明大体上涉及用于测量探针的探针头适配器，尤其是涉及一种用在超高频差动式测量探针上的变间距探针头适配器。

背景技术

探针头适配器是测量探针上的附件，用来使探针能够探测各种类型的电子元件。适配器可以联接装在电路板上的方形引脚、装在电路板上的接地点、在集成电路装置安装面上的引线，以及类似的连接。图1显示了由美国俄勒冈州Beaverton的Tektronix公司及其发明的受让人制造并销售的P6246主动差动式测量探针10，其具有一测量探针前端部12，第一插口式探针头14和第二插口式探针头16。插口式探针头14和16的总长为0.255英寸，直径为0.065英寸。插口的直径为0.038英寸，长度为0.255英寸。各种形式的探针头适配器可以插入插口中，以进行各种形式的探测。

一种用于上述差动式测量探针10的探针头适配器是双探针头变间距适配器18。所述适配器18有由金属丝形成的第一探针头18和第二探针头20，其直径可使所述探针头18和20在测量探针前端部12的插口式探针头14和16内作旋转运动。所述探针头18和20有第一直段24和第二直段26，各自偏置有横向过渡段28或30。所述探针头18和20由绝缘间隔块32连接在一起。绝缘间隔块32上有第一孔和第二孔，所述孔的间距或中心距和所述测量探针前端部12上插口式探针头14和16的相同。通过第一直段24上的一个向外伸出的筋与间隔块32上的孔相接合，或者在第一直段24中插入一个绝缘限位块并使其和间隔块32的探测边相连，就可以把探针头18和20固定在32上。任何一种限位方法都应允许探针头在孔中旋转。探针头可在插口式探针头14和16以及间隔块32中旋转，因此可以改变探针头的间距以匹配集成电路设施上引脚的间距。

在测量探针上采用插口式探针头的主要缺点在于探针头的电容量和电感量，它限制了探针的输入带宽。随着电子工业持续地开发出越来越高的千兆赫频率的集成和混合电路，需要设计一种新型的测量探针，其探针头的电容量和电感量都本质上有所降低。这就需要减小探针头的长度和直径。相应地，需要一种具有低电容量且较小长度和直径的探针的探针头适配器。

综上所述，所需要的是一种探针头适配器，可兼容于具有较小尺寸的探针头和较小电容量的测量探针。所述适配器可以适用于各种集成电路的引脚间距，并可以通过减小适配器的长度和直径最大限度地减小探针头的附加电容量和电感量。

发明内容

因此，本发明涉及一种用于差动式测量探针的变间距探针头适配器。所述适配器有一个测量探针前端部，从探针前端部上面延伸出第一探针头和第二探针头。探针前端部上有筋和槽，从每一个探针头周围径向延伸出。第一偏置探针头和第二偏置探针头上都有一导电轴，所述导电轴的一端上有孔，用于和测量探针的各个探针头接合。每个导电轴上都有一个垂直于所述孔的端面，上面有从孔周围径向延伸出的筋和槽，可以和测量探针前端部上相应的筋和槽啮合。导电轴的另一端逐渐变尖到一个探测点，接近轴锥度端的那一部分被弯成一角度，和探针头形成偏置。导电轴可以在测量探针头上旋转，并通过探针前端部上的筋和槽与探针头上筋和槽相啮合，将导电轴锁定在测量探针头上。分布在各个导电轴的孔周围和分布在测量探针的探针头周围的筋和槽提供了可选择的探测点间距。探测点间距最好应符合标准集成电路的引脚间距：0.025，0.050和0.010英寸。变间距探针头适配器也可以包括一个探针头固定片，上面有第一孔和第二孔，用于容纳第一探针头和第二探针头。

在阅读了后文的具体描述连同从属权利要求和附图后，可以清楚本发明的目的、特征和新颖性。

附图说明

图1是现有技术的差动式测量探针，其具有插口式探针头和一变间距探针头适配器；

图2是根据本发明的变间距探针头适配器的透视图；

图3是根据本发明的变间距探针头适配器上有筋和槽的偏置探针头的透视图；

图4是本发明的变间距探针头适配器的联在一起的偏置探针头的透视图；

图5是根据本发明的变间距探针头适配器的角度偏置探针头的透视图。

具体实施方式

参考图2，显示了根据本发明的变间距探针头适配器40的透视视图。所述变间距探针头适配器40包括一个差动式测量探针的测量探针前端部42，所述测量探针前端部上有一头部44，所述头部上有相互平行的孔46和48，用于容纳第一探针头50和第二探针头52。探针头50和52的一端与放置在探针前端部42内的基片54相接合，而另一端则逐渐变尖到一点，并从头部44上延伸出去。孔46和48的直径在0.019英寸的范围内，长度在0.060英寸的范围内，中心距或间距在0.100英寸的范围内。探针头50和52的直径大约为0.018英寸，全长在0.204英寸的范围内，而探针头从头部44的端面延伸出的长度则在0.107英寸的范围内。在头部44的每一探针头50和52周围有筋56和槽58，它们径向向外并垂直于探针头。在优选实施例中，筋和槽的径向长度在0.011到0.013英寸的范围内。筋56的顶部和槽58的底部间的高度差足以将所述变间距探针头适配器40的偏置探针头60和62固定在所选择的位置上。

参考图3，显示了根据本发明的变间距探针头适配器40的偏置探针头60和62中的一个的透视图。偏置探针头60，62是由导电轴64制成，其中一个端面68上有孔66，用于与差动式测量探针上的探针头50，52相接合。轴的有孔端面68的直径应足够大，使得在端面上可以制出径向向外并垂直于孔66的筋70和槽72。筋70的顶部和槽72的底部间的高度差最好和筋56的顶部和槽58的底部间的高度差相等，从而可将偏置探针头60和62固定在所选择的位置上。导电轴64的另一端74逐渐变尖到一点76。导电轴64有一过渡部分78，使得从轴的有孔端面68开始到轴64的锥点76间形成偏置。这个偏置足以使得偏置探针头60和62上的点76旋转到各种探针头间距，从而和集成电路引脚的各种间距相配。这些间距包括0.025，0.050，0.100英寸等。

导电轴64最好由导电毛坯加工而成，导电毛坯是由铍铜、黄铜或相似类型的导电材料制成。在毛坯的一端加工出孔66。孔66最好和探针头50和52相配。毛坯的另一端用车床或类似的机床，如磨床，加工出探测锥点76。所准备的导电轴毛坯应经过热处理、镀金，和镀一层氨基磺酸镍。根据毛坯所用的材料类型，热处理并不是必须的。例如，用黄铜毛坯时，由于黄铜已具有足够的硬度，热处理不会带来好处。另一方面，采用铍铜毛坯时就必须进行热处理以提高硬度。

导电轴64的有孔66的端面直径在0.040到0.045英寸的范围内，而孔66的开口端直径大约是0.018英寸，以便在头部44的接合面与探针头50和52相配。筋70和槽72的径向长度在0.011到0.013英寸的范围内。孔66的全长在0.110英寸的范围内。偏置探针头60和62通过探针头50和52在孔66中的摩擦配合而被探针头50和52夹持住。偏置探针头60和62的全长在0.300到0.350英寸的范围内。

参考图4，显示了用探针头固定片80将偏置探针头60和62联接在一起的情况。探针头固定片由绝缘材料制成，如ABS塑料或其他类似材料。探针头固定片上有两个孔82和84，其中心距和差动式测量探针的探针头50和52的中心距相配。偏置探针头60和62的有孔端68插入孔82和84中，插到在偏置探针头60和62的过渡部分78之上的一个位置。在与孔82和84里面接合的轴62上可以有向外延伸的筋，用来在探针头固定片中卡紧探针头60和62。偏置探针头60和62上的筋70和测量探针前端部42的头部44的槽58相啮合，使得偏置探针头60和62定位在探针头50和52上。相似地，头部44上的筋56和偏置探针头60和62上的槽72相啮合。偏置探针头60和62可绕探针头50和52旋转，通过筋56和70以及槽58和72将偏置探针头60和62固定在不同的旋转位置上。

偏置探针头固定片80的长度在0.300英寸的范围内，宽度在0.190英寸的范围内，而高度为0.150英寸。孔82和84的直径在0.040到0.045英寸的范围内。

参考图5，显示了根据本发明的变间距探针头适配器的另一种偏置探针头90。角度偏置探针头90由一个导电轴92构成，所述导电轴的一端96上有孔94，用于和差动式测量探针的探针头50，52相配。孔94的尺寸和上述偏置探针头60和62上的孔的尺寸一样。孔94周围的径向筋98和槽100的分布和偏置探针头60和62中描述的一样。轴92的另一端被加工成探针头104，所述探针头104有一段轴106，其直径在0.018英寸的范围内。在优选实施例中，从轴92的中心线到探针头104的偏置长度大约是0.040英寸，以尺寸长度108表示。倾斜式偏置探针头90的全长在0.235英寸的范围内。角度偏置探针头如有必要应进行热处理，并按上面描述的方式进行涂镀。

已经讨论了具有偏置探针头的变间距探针头适配器，所述偏置探针头和测量探针前端部上的探针头相配。每一偏置探针头的一端上都有孔，与探针头摩擦接合。测量探针前端部和偏置探针头的各个探针头和孔的周围都有径向的筋和槽。偏置探针头可绕探针头旋转到各个探针头间距，此时探针前端部上的筋和槽与偏置探针头上的筋和槽相啮合，将偏置探针头固定在这一间距的位置上。也可用一绝缘探针头固定片将偏置探针头连接在一起。变间距探针头适配器也可采用角度偏置探针头。

对于所属领域的技术人员，显然可以在不违背所述基本原则的情况下对本发明上述实施例的细节进行许多改动。因此，本发明的范围仅由随后的权利要求所决定。

Claims (4)

1.一种用于差动式测量探针的变间距探针头适配器，包括：

一个测量探针前端部，所述测量探针前端部有从其上延伸出的第一探针头和第二探针头，以及筋和槽，所述筋和槽从每一个探针头周围径向延伸；和，

第一偏置探针头和第二偏置探针头，每一偏置探针头都有一导电轴，所述导电轴上有孔，所述轴的一端和所述测量探针的探针头接合，另一端逐渐变尖直至变成一点，接近所述轴锥度端的那一部分被偏置，所述轴有一个垂直于所述孔的端面，上面有从孔周围径向延伸出的筋和槽，可以和测量探针前端部上相应的筋和槽接合，这样，所述偏置探针头可以在测量探针头上旋转，并当探针前端部上的筋和槽与探针头上筋和槽相啮合时，所述偏置探针头被固定。

2.根据权利要求1中所述变间距探针头适配器，其特征在于，所述筋和槽沿各个偏置探针头和测量探针上的探针头的周围分布，用来提供可选择的探测点间距。

3.根据权利要求2中所述变间距探针头适配器，其特征在于，所述探测点间距为0.025，0.050，0.010英寸。

4.根据权利要求1中所述变间距探针头适配器，其特征在于，所述适配器还包括一探针头固定片，所述探针头固定片上有第一孔和第二孔，用来容纳第一偏置探针头和第二偏置探针头。

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