CN1808124A - 用于微电路测试系统的开尔文接点模块 - Google Patents

Abstract

一种用于测试微电路的电性能的测试系统，具有开尔文接点，其中微电路容纳在无线头外壳中。在多个接点组件中的滑块接点适应性地滑动以调节外壳上端子的非共面性。通过接点组件的内部间隙可以插入有弹性的弹性块，该弹性块与支撑并且排列接点组件的壳体的部件成干涉关系，以对滑块接点施加力以迫使它们压在微电路端子上。

Description

用于微电路测试系统的开尔文接点模块

相关申请对照

这是基于35U.S.C.§111(a)提交的普通申请，根据35U.S.C.§119(e)(1)其要求临时申请序号60/555383的优先权，该临时申请是基于35U.S.C.§111(b)于2004年3月22日先提交的。

本发明的背景技术

在将微电路焊接到电路板上之前测试该微电路是很好的制造惯例。因为有缺陷的微电路难以或者不可能从电路板中去除，因此通常安装了缺陷微电路就要扔弃整个电路板。通常，单个微电路的测试包括将测试接点临时连接到微电路端子，然后利用连接到测试接点的特殊测试电路来操作微电路以测试微电路的功能。

微电路被设置在许多不同的外壳(package)类型中。用于将测试接点连接到特殊类型微电路的装置取决于封装微电路的外壳类型和由该外壳负载的接点类型。当然，在每一个测试接点和相联的微电路端子之间形成良好接触是非常重要的，因为即使与一个微电路端子的不良测试连接也将指示为该微电路有缺陷，即使实际上该微电路功能齐全。

本发明所关心的外壳类型是所谓的无接头外壳，其中沿着一表面边缘的小连接焊点形成焊接端子，通过该端子该外壳被电连接和机械连接到电路板。内部布线将内部微电路连接到焊接端子。下文中的术语“外壳”是指所谓的无接头外壳，除非有其他的说明或在上下文中清楚地指明为其他形式。此外，测试中的微电路通常被称为“DUT”，也就是测试中的设备。

这样的外壳焊接端子可以沿着外壳表面的边缘宽2-5mm，长约5mm。端子间的间隙可以是1-2mm。

由于制造工艺中的不可避免的改变，无铅外壳中的连接件焊点表面不是完全共平面的。但这并不影响焊接工艺，因为焊料可以注入电路板接点和外壳端子之间。

但是当将测试接点临时连接到外壳端子时，不共面可能导致测试接点和外壳端子之间的不良连接，甚至不能连接。因此，测试接点通常设计为可弯曲的，其在负载下改变或移动，从而使每个测试接点与外壳端子形成牢固的机械和电接触。

当测试无铅外壳中的微电路时不仅缺乏共平面会导致问题，而且其他问题同样会导致测试接点和外壳端子之间的不良电连接。例如，具体地因为其中的电流通常在微安或毫安范围内，所以氧化会妨碍电连接。在其他方面中，测试接点和外壳端子之间的灰尘会导致不良电连接或不能电连接。

当这些情况发生时，实际上具有所有功能的外壳可能会被查出是有缺陷的。然后将扔弃它们，这是不必要的，这显然增加了制造工艺的不必要的成本。因此，通常在测试微电路外壳时实行基本预防以确保测试接点和外壳端子之间的良好电连接是有效的支出。

检测测试接点和外壳端子之间的不良电连接的一个方法是，在每个外壳端子上放置两个测试接点。这些类型的微电路端子的接点的技术术语是“开尔文接点(Kelvin contact)”。美国专利6293814、5565787以及6069480是公开了多种类型的开尔文接点测试系统的三篇专利。

在每个外壳端子上具有两个测试接点，所以测试系统可以容易地检测测试接点和DUT外壳端子之间的良好电连接。如果检测到的连接电阻太大，这表明测试系统本身有问题，而不是DUT有问题。至少，利用开乐文测试系统大大地减少了错误的缺陷指示。

另一问题是可弯曲性测试接点的设计。美国专利5609489公开了具有导电触发滑块的测试接点类型，该滑块具有测试接点端部。该滑块的形状形成为在导电框架元件中的适合的触发通道内滑动。测试接点端部从通道突出。这些滑块/框架单元中的一些并排设置在电路板上，并且与DUT的单个端子的间隙对齐，其中该电路板形成测试系统的一部分。

在使用中，DUT的端子压着对齐的测试接点端部。滑块调整的量是这样的：使它们从通道突出并位于上述的测试系统电路板的上方，从而与DUT端子形成良好的机械和电接触。

发明内容

一种用于测试微电路的电性能的测试系统，具有开尔文接点，其中微电路容纳在无铅外壳中。在多个接点组件中的滑块接点可弯曲地滑动以调节外壳上端子的非共面性。通过接点组件的内部间隙可以插入有弹性的弹性块，该弹性块与支撑并且排列接点组件的壳体的部件成干涉关系，以对滑块接点施加力以迫使它们压在微电路端子上。

附图说明

图1是测试系统的透视图，其中示出了设置在壳体中的多个接点组件，该壳体连接到电路板，接点组件与该电路板形成电连接。

图2是与图1的测试系统类似的测试系统的透视图，其中示出了组装的弹性块以保持和触发设置在壳体中的多个接点组件。

图3是与图1和2的测试系统类似的测试系统的又一透视图，其中示出了两组设置在壳体中的组装接点组件。

图4是一底侧透视图，其中示出了安装在接点组件上的接触脚如何与电路板上的接触焊点形成电接触和机械接触。

图5是两个导电叠片和绝缘叠片的透视图，它们适当并置以形成接点组件框架。

图6A和图6B分别是两个导电叠片的正面图，该叠片形成接点组件。

具体实施方式

首先参考图1-3，测试系统10或10`的一部分包括由电绝缘材料形成的壳体13。壳体13具有许多间隔的框架槽，如第一行槽20a和第二行槽20b等。在第一行的单个槽20a等和第二行的单个槽20b等之间的中心对中心的间距和槽20a、20b等的数量，必须与DUT的上端子73(图1)的中心对中心的间距和数量匹配。

壳体13设置在测试电路板17上。壳体13具有在每对邻近槽20b之间的一系列开口33b，以及在每对邻近槽20a之间的一对槽(未示出)。开口33b基本上横向对齐，每对邻近槽20a之间的那些槽也呈横向对齐。槽20a等的内侧端包括向下面对的边缘35a。槽20b等的内侧端包括向下面对的边缘35b。

板17上的第一系列电接触焊点分别设置成第一行接触焊点31a等和第二行接触焊点34a等，它们在槽20a等下面并且与槽20a等对齐。板17上的第二系列电接触焊点分别设置成第一行接触焊点31b等和第二行接触焊点34b等，它们在槽20b等下面并且与槽20a等对齐。接触焊点31a、31b、34a、34b等被连接到测试硬件(未示出)用于测试DUT。

第一行接触焊点31a等相对于第二行接触焊点34a等偏移。类似地，第一行和第二行的接触焊点31b等和34b等也彼此偏移。下面将解释第一行接触焊点31a等和31b等分别相对于第二行接触焊点34a等和34b等的这种偏移设置的原因。

板17上的第一系列支撑焊点设置成第一行焊点25a等，其与槽20a等和接点31a等对齐。板17上的该第一系列支持焊点进一步包括第二行焊点28a等，其与槽20a等和接点34a等对齐。

板17上的第二系列支撑焊点设置成第一行焊点25b等，其与槽20b等和接点31b等对齐。板17上的该第二系列支持焊点进一步包括第二行焊点28b等，其与槽20a等和接点34b等对齐。

每个槽20a等保持接点组件30a等，如图3所示。每个槽20b等保持接点组件30b等，如图3所示。典型地，接点组件30a和30b彼此相同。

每个接点组件30a和30b包括如图5、6A和6B所示的框架组件60，以及如图1-4所示的第一和第二滑块接点53a和56a。每个接点组件30a和30b还包括用于30a接点组件的一对滑块接点53a和56a，如图1和2所示。

每个框架组件60包括导电检测叠片42、导力叠片40、以及叠片40和42之间的绝缘叠片70。该绝缘叠片70用于电绝缘检测叠片42和导力叠片40。虽然这三个叠片40、42和70在图5中显示为一整体，但是实际上每个叠片可以相对于其他叠片自由滑动。

图6A示出了侧视图中的导力叠片40。叠片40包括壁94a，该壁限定了一开口95a和槽91a。开口95a具有第一阻挡面77a和第二阻挡面79a。在左侧或后侧，外尾部87a带有向下突出的支撑脚66，该支撑脚靠近尾部87a的后侧或左侧。壁94a还带有向下突出的接触脚69，该接触脚与壁94a的前侧或右侧和外鼻部88a间隔，该鼻部从壁94a突出。

如图1和4中所示，当测试系统10完全组装后，接触脚69被搁置在电路板17表面上的接触焊点31a或34b上并且与该接触焊点31a或34b形成电连接。支撑脚66被搁置在支撑焊点25a或25b上。

图6B示出了检测叠片42的侧视图。叠片42包括壁94b，该壁限定了一开口95b和槽91b。开口95b具有第一阻挡面77b和第二阻挡面79b。在左侧或后侧，壁94b带有外尾部87b。壁94b还带有向下突出的支撑脚80，其与尾部87b间隔。在外部突起鼻部88b的下部上，壁94b带有向下突出的接触脚83，该接触脚83靠近壁94b的下侧和前侧或右侧。

如图3和4中所示，当测试系统10完全组装后，接触脚83被搁置在电路板17表面上的接触焊点34a或34b上并且与该接触焊点34a或34b形成电连接。支撑脚80被搁置在支撑焊点25a或25b上。

重要的是，每个接触脚83相对于邻近的接触脚69交错排列。这种交错关系允使每个接触脚69仅搁置在一个接触焊点31a或31b上，而使每个接触脚83仅搁置在一个接触焊点34a或34b上。

每个叠片40和42在开口95a和95b内分别具有几乎一致的阻挡边79a和79b，以及几乎一致的阻挡边77a和77b。阻挡边79a、79b、77a和77b与滑块接点53a和56a上的部件相互作用以分别限定滑块接点53a和56a在槽91a和91b内的移动。

图1示出了这种相互作用。如图所示，滑块53a设置在槽91a内，该槽在开口95a内具有内端部。滑块53a内端部上的部件与阻挡边77a相互作用以将滑块53a保持在槽91a和开口95a内。同时，接点端部58a和59a从槽91a和91b向上突起，如图3所示。每对突起接点端部58a和59a压着DUT的单个接点73。当然，除了与DUT端子73上的接点外，在接点组件30a或30b中每个叠片40和42必须彼此电绝缘，每个滑块53a和56a也同样地绝缘。

图1-3示出了在槽20、20b内的单个接点组件30a、30b等。接点组件30a、30b等的尺寸使槽20a、20b等紧密地容纳接点组件30a、30b等，同时允许接点组件30a、30b等在槽20a、20b等内在垂直于电路板17的平面内稍微移动。

在将壳体13安装到电路板17之前，槽20a、20b等被装载接点组件30a、30b等。壳体13安装在电路板17上，从而使每个接触脚69搁置在接触焊点31a或31b上，并使每个接触脚83搁置在接触焊点31b或34b上。

图2示出了第一弹性块63，其穿过所有的开口95a、95b和开口33b。开口95a、95b和开口33b的大小和形状以及弹性块63的大小和形状可致使安装在电路板17上的壳体13令块63压缩，从而促使接触脚69和83以及支撑脚66和80通过各个焊点25a、28a、31a等装载在电路板13上。

此外，块63压着每个滑块53a、56a等的内端部，从而促使滑块53a、56a等抵靠邻近的DUT端子73。弹性块63对每个滑块53a、56a等施加始终如一的压力，从而促使端部58a和59a抵靠DUT端子73。

第二弹性块61a插入在单个鼻部88a、88b和邻近的向下面对的边缘35a、35b之间，各鼻部是位于单个接点组件30a、30b等上的。图3中仅示出了一个弹性块61，其插入在边缘35a和每个接点组件30a、30b等上的鼻部88a、88b之间。当然，还有一类似的块将插入在边缘35b和邻近鼻部88a、88b之间。

当将壳体13连接到电路板17时，块63、块61被压缩并且变形。块61和63的弹力迫使接触脚69和83抵靠在接触焊点31a、31b、34a和34b等上。该力适应接点组件30a、30b的变形从而确保接触焊点31a、31b、34a和34b等与接触脚69和83之间的始终如一的接触力。

在测试过程中，装载在DUT上的多个端子73被压到各对接触滑块53a、56a等的端部58a、59a等上。块63的弹力提供了确保滑块端部58a、59a等与端子73形成良好电接触。块63的弹力允许端部58a、59a等适应端子73共面性的偏差。

应该理解，在许多方面的这些公开内容仅是示例性的。在不超出本发明的范围的情况下，在细节上可以做出改变，具体地在形状、大小、材料以及部件的布置方面。因此，本发明的范围是由所附权利要求的描述所限定的。

Claims (7)

1、一种用于开尔文接点系统的接点组件，包括：

a)第一和第二相似的导电滑块接点，每个接点具有预定形状的伸长体，和在其端部上的接触表面；

b)第一和第二相似的导电叠片，每个叠片具有相似的内部间隙和槽，该槽从叠片的外部延伸到内部间隙，第一叠片的所述槽与第一滑块接点的预定值匹配，用于接收第一滑块接点并且允许第一滑块接点沿着槽滑动及从内部间隙滑进滑出，第二叠片的所述槽用于接收第二滑块接点并且允许第二滑块接点沿着该槽滑动及从内部间隙滑进滑出；以及

c)具有内部间隙的绝缘叠片，该内部间隙基本上与导电叠片的内部间隙匹配，并且绝缘叠片的外部形状与导电叠片的外部形状的相似；其中

接点组件件包括与绝缘叠片并排对齐设置的导电叠片，该绝缘叠片插入在导电叠片之间，并且导电叠片还与在叠片槽内的第一和第二滑块接点并排对齐设置。

2、权利要求1的接点组件，其特征在于，至少第一叠片的槽从叠片的底壁突出，该底壁限定了内部间隙的一部分，其中所述壁包括从内部间隙突出的第一接触脚。

3、权利要求2的接点组件，其特征在于，第二叠片包括邻近第一叠片底壁的底壁，所述第二叠片的底壁具有第二接触脚，该第二接触脚从内部间隙突出并且与第一接触脚错开。

4、一种绝缘电路板，用于与权利要求3的多个接点组件一起使用，所述电路板在其表面上具有：

a)多个第一接触焊点，其基本上沿着第一线设置；以及

b)多个第二接触焊点，其基本上沿着第二线设置，多个第二接触焊点的每个沿着第二线与多个第一接触焊点的接触焊点呈偏移关系，其中多个第一接触焊点和多个第二接触焊点之间的该偏移关系以及多个第一接触焊点和多个第二接触焊点之间的间隙使单个第一接触焊点与接点组件的第一接触脚对齐，以及使邻近的第二接触焊点与接点组件的第二接触脚对齐。

5、一种测试系统，包括设置在权利要求3的电路板上的绝缘壳体，所述壳体具有多个并排的槽，每个槽用于接收单个接点组件，每个所述槽与第一接触焊点和第二接触焊点对齐，槽的所述对齐允许第一接点组件的第一接触脚接触第一接触焊点，并且允许第二接点组件的第二接触脚接触第二接触焊点。

6、权利要求5的测试系统，其特征在于，壳体的壁限定了每一个槽的一侧，其中该壁具有与接点组件叠片的内部间隙对齐的开口，并且包括弹性块，其穿过每个壁开口和叠片的内部间隙，所述弹性块接触滑块接点的内端点并且对其施加弹力。

7、权利要求6的测试系统，其特征在于，每个接点组件叠片包括从底壁突出的鼻部，并且其中壳体包括面向电路板和叠片鼻部的边缘，弹性块插入在边缘和鼻部之间，所述弹性块迫使接触脚压到接触焊点上。

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