CN203250878U - 一种高密度针座连接器结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高密度针座连接器结构，涉及针床类测试设备技术领域；该针座连接器包括多个注塑绝缘体，注塑绝缘体内嵌有多个铜端子结构件，铜端子结构件由主体端子、端子焊接脚以及端子面组成，多个铜端子结构件的端子面并排着突露在注塑绝缘体顶部上；相邻的两注塑绝缘体为A型注塑绝缘体与B型注塑绝缘体，多个A型注塑绝缘体与多个B型注塑绝缘体呈交错排列，且A型注塑绝缘体的顶部与B型注塑绝缘体的顶部呈凹凸交错状态；本实用新型的有益效果是：本实用新型的外形结构既能够满足多级联端子面的拼接应用时，所组装的成品PCBA进行上下插拔时互不干涉，又能避免制作的高密度连接器端子在进行注塑时，边沿测试针头因空间的局限而出现少胶、无胶、应用时出现开裂问题。

Description

一种高密度针座连接器结构

【技术领域】

本实用新型涉及针床类测试设备，尤其涉及一种高密度针座连接器结构。

【背景技术】

由于目前电子行业中IC封装越来越趋于小型化、密集化，所以IC的载体PCB的布线制作工艺就要求的越来越精细化，高密度的PCB的种类也越来越多如HDI、高阶HDI、IC载板等等，而应对其测试的测试设备的测试的要求越来越高，飞针设备，速度太慢只适应测试样板，专用机设备测试速度慢，应用成本高，适合测试批量板；通用设备测试速度快、应用成本较低、适合测试大批量板，只是通用设备受制于测试阵列点密度的限制，PCB板PAD的面积小、PAD点密度大，单元面积内测试点的需求量就大，而设备测试点的密度不变的情况下，对应这种状况测试治具的钢针的斜率就会增加，斜率越大，压合测试时，测试钢针的上下运动就不顺畅，则测试的效果就越差，测试效率低，为了适应高密PCB的测试，这就要求相应测试设备的测试点的密度也就跟着增加。

现有技术中出现了连接器结构，这种产品用于针床类测试设备，与相应的弹性针接触后，实现电压、电流信号的传输，现有产品为接触端子与绝缘体装配结构，由128 PIN接触端子和一个绝缘体组装后实现。而现有连接器结构的密度的定义是：1平方英寸面积内容纳100个测试点的倍数为1倍密度，就是1平方英寸100个测试点，2倍密度也就是1平方英寸200个测试点，4倍密度就是1平方英寸400个测试点，单位面积内，测试点越密集，测试点之间的间距就越小，而测试针头与连接器的外部边沿（塑胶体）就越薄，目前8倍密度测试针座连接器，适合高阶HDI板的测试的要求；而8倍密度测试点也就1平方英寸800个阵列点。而目前现有的连接器的制作工艺，用来制作8倍密度针座以及更高密度的连接器已经遇到瓶颈，现有连接器制作工艺存在的局限问题:1、由于测试点密度增大，而结合高压应用绝缘性能需求，应用面的面积就要相应的缩小，而端子的应用部分形状为方形，是利用模具的一次成型，面的成型有台阶，平整精度低，而与弹性针接触效果比较差，测试过程中测试效率自然而然就很低；2、利用低倍密度针座的制作工艺方法，制作高倍倍密度势必会出现注塑过程中，测试针头注塑出现开裂，会给应用带来组装中测试针头折断的大麻烦，现有的制作工艺及制作的连接器已经不能满足目前使用要求，跟不上PCB制作工艺的步伐，所以针对新的制作工艺方法的需求就势得必行。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于有效克服上述技术的不足，提供一种高密度针座连接器，该高密度针座连接器结构更可靠、性能更稳定，能够实现多个针座连接器联级应用，并且进行多个针座连接器组装插拔时不会相互干涉。

本实用新型的技术方案是这样实现的：它包括固定在合金横梁上的针座连接器，该针座连接器为通过热铆不锈钢片固定的多个注塑绝缘体，且所述注塑绝缘体内嵌有多个铜端子结构件，其改进之处在于：所述铜端子结构件由主体端子以及位于主体端子两端的端子焊接脚与端子面组成，多个铜端子结构件的端子面并排着突露在注塑绝缘体顶部上；所述相邻的两注塑绝缘体为A型注塑绝缘体与B型注塑绝缘体，多个A型注塑绝缘体与多个B型注塑绝缘体呈交错排列，且A型注塑绝缘体的顶部与B型注塑绝缘体的顶部呈凹凸交错状态；

上述结构中，所述A型注塑绝缘体的顶部与B型注塑绝缘体的顶部为结构相同的长方体形，该长方体形具有顶面、前视面、后视面以及两个侧面，多个A型注塑绝缘体与B型注塑绝缘体叠加后，使得A型注塑绝缘体顶部的侧面与B型注塑绝缘体顶部的侧面贴合；

上述结构中，所述A型注塑绝缘体顶部的前视面所在的平面与B型注塑绝缘体顶部的前视面所在的平面具有间距，A型注塑绝缘体顶部的后视面所在的平面与B型注塑绝缘体顶部的后视面所在的平面具有间距，以使A型注塑绝缘体的顶部与B型注塑绝缘体的顶部呈凹凸交错状态；

上述结构中，所述每个注塑绝缘体内嵌有四个铜端子结构件，分别为第一铜端子结构件、第二铜端子结构件、第三铜端子结构件以及第四铜端子结构件，所述四个铜端子结构件的端子面横向并排着突露在注塑绝缘体顶部上，四个铜端子结构件的主体端子的长度逐渐增长，四个铜端子结构件的主体端子呈90°弯曲后，使得四个铜端子结构件的端子焊接脚呈纵向并排设置；

上述结构中，所述A型注塑绝缘体的侧边上设有限位柱与限位孔，所述B型注塑绝缘体对应于A型注塑绝缘体的限位柱的位置上设有限位孔，B型注塑绝缘体对应于A型注塑绝缘体的限位孔的位置上设有限位柱，以使得多个A型注塑绝缘体与多个B型注塑绝缘体交错叠加后形成所述的针座连接器；

上述结构中，所述相邻的A型注塑绝缘体与B型注塑绝缘体的背部均设置有一半圆柱体，两半圆柱体在相邻的A型注塑绝缘体与B型注塑绝缘体叠加后形成一完整的圆柱体，所述热铆不锈钢片上具有直径略大于该圆柱体的通孔，以通过通孔套在圆柱体上将多个注塑绝缘体进行热铆固定。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型公开了一种高密度针座连接器结构，其外形结构既能够满足多级联端子面的拼接应用时，所组装的成品PCBA进行上下插拔时互不干涉，又能避免制作的高密度连接器端子在进行注塑时，边沿测试针头因空间的局限而出现少胶、无胶、应用时出现开裂问题，大大的提高制作高密针座连接器的实用性；另外，本实用新型的高密度针座连接器的结构更可靠、性能更稳定。

【附图说明】

图1为本实用新型针座连接器结构的实施例图；

图2、图3为本实用新型针座连接器的立体示意图；

图4、图5为本实用新型针座连接器的注塑绝缘体的立体示意图；

图6、图7为本实用新型针座连接器的铜端子结构件的立体示意图；

图8为本实用新型针座连接器的制作工艺流程图；

图9为本实用新型的单个连接器测试阵列点的排布示意图；

图10、图12、图13为本实用新型针座连接器的端子面阵列点示意图；

图11为本实用新型的测试阵列点与传统的测试阵列点的对比图；

图14为本实用新型针座连接器的实施例图。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。

参照图1至图3所示，本实用新型揭示了一种高密度针座连接器结构，该针座连接器包括固定在合金横梁10上的针座连接器20，该针座连接器20为通过热铆不锈钢片50固定的多个注塑绝缘体30，且注塑绝缘体30内嵌有多个铜端子结构件40；结合图4、图5以及图6，铜端子结构件40由主体端子401以及位于主体端子401两端的端子焊接脚402与端子面403组成，多个铜端子结构件40的端子面403并排着突露在注塑绝缘体30顶部上；相邻的两注塑绝缘体30为A型注塑绝缘体301与B型注塑绝缘体302，多个A型注塑绝缘体301与多个B型注塑绝缘体302呈交错排列，且A型注塑绝缘体301的顶部与B型注塑绝缘体302的顶部呈凹凸交错状态。

参照图4与图5所示，A型注塑绝缘体301的顶部与B型注塑绝缘体302的顶部为结构相同的长方体形，该长方体形具有顶面、前视面304、后视面以及两个侧面303，多个A型注塑绝缘体301与B型注塑绝缘体302叠加后，使得A型注塑绝缘体301顶部的侧面303与B型注塑绝缘体302顶部的相邻的侧面303贴合后，A型注塑绝缘体301顶部的前视面304所在的平面与B型注塑绝缘体302顶部的前视面304所在的平面具有间距，A型注塑绝缘体301顶部的后视面所在的平面与B型注塑绝缘体302顶部的后视面所在的平面具有间距，以使A型注塑绝缘体301的顶部与B型注塑绝缘体302的顶部呈凹凸交错状态。另外，A型注塑绝缘体301的侧边上设有限位柱305与限位孔306，B型注塑绝缘体302对应于A型注塑绝缘体301的限位柱305的位置上设有限位孔307，B型注塑绝缘体302对应于A型注塑绝缘体301的限位孔306的位置上设有限位柱308，以使得多个A型注塑绝缘体301与多个B型注塑绝缘体302交错叠加后形成所述的针座连接器20。

对注塑绝缘体30的结构进行进一步的描述，在图4、图5中，相邻的A型注塑绝缘体301与B型注塑绝缘体302的背部均设置有一半圆柱体309，两半圆柱体309在相邻的A型注塑绝缘体301与B型注塑绝缘体302叠加后形成一完整的圆柱体310，热铆不锈钢片50上具有直径略大于该圆柱体310的通孔，以通过通孔套在圆柱体310上将多个注塑绝缘体30进行热铆固定。

参照图4、图5并结合图6与图7所示，每个注塑绝缘体30内嵌有四个铜端子结构件40，分别为第一铜端子结构件404、第二铜端子结构件405、第三铜端子结构件406以及第四铜端子结构件407，四个铜端子结构件的端子面403横向并排着突露在注塑绝缘体顶部上，四个铜端子结构件的主体端子401的长度逐渐增长，并且四个铜端子结构件的主体端子401呈90°弯曲后，使得四个铜端子结构件的端子焊接脚402呈纵向并排设置。结合图1与图3所示，本实用新型公开的高密度针座连接器结构，多个针座连接器结构可固定在同一合金横梁10上，由于A型注塑绝缘体301与B型注塑绝缘体302顶部呈凹凸交错状态，因此可实现多个针座连接器20的拼装，且所组装的成品PCBA进行上下插拔时互补干涉。

参照图8所示，本实用新型公开的高密度针座连接器结构是通过以下制作工艺制作的，该工艺包括以下的步骤：

A、单个连接器测试阵列点的排布设定：根据实际需求，指定出相应倍数的密度，单密度(1倍密度)也就是1平方英寸放100个测试点，测试点的行与列呈阵列方式排布，其它任何密度都是与单密度呈一定的倍数关系，根据实际应用需求进行单个连接器测试点数设置，再进行单个连接器外形框的确定（长*宽的图形），然后用外形框在相应密度的阵列点中进行上下、左右、旋转来框选单个连接器点数的排列图形，其规则是：外形框线四条边只能过点与点之间的间隙1/2位置，且不能压点重合，从而来选择合适的排布方式的图形；

在本实施例中，针座连接器为八倍密度的针座连接器，即该连接器测试点为1平方英寸分布800个测试点，且每个测试点与四周相邻的最近的4个测试点的距离为35mil。根据实际测试中程控电路ASIC芯片的单元控制特点为128点，要求对应的单个针座连接器的测试端子点数设计也应为128点，因此在本实施例中，单个针座连接器的测试端子点数应为128点；根据应用八密度针座连接器的每个应用模块（由两片焊有针座的PCBA组合而成），应用模块的整体的实际厚度为0.4英寸，两个针座的总长度为6.4英寸，则总测试点数为0.4*6.4*800=2048点，连接器的总数量为2048/128=16只，而一片PCBA的连接器的数量为16/2=8只，由于应用模块上测试针座的总长度为6.4英寸，则单个针座连接器的长度为6.4英寸/8=0.8英寸；那么单个连接器的外围尺寸也就是0.2英寸*0.8英寸，并用0.2英寸*0.8英寸外形框在八密度阵列点上下、左右或者旋转的进行128个测试点的圈点，参照图9，即为最终实际需要的阵列点排布情况，其中60为测试点；

B、单个连接器端子面外形设计：根据单个连接器的阵列点排布，结合多个连接器实际应用级联的特点，进行高密度连接器的结构方面的设计，在保证级联后的PCBA进行组合后，进行单个模块插拔时，不受干涉的情况下而进行单个连接器的外形设计，改变连接器的的外围图形为凸凹形状，增加边沿针头的塑胶面的厚度尺寸，以保证高密度连接器的端子面边沿测试针头能够注塑充分；

在制作上述的八密度针座连接器中，由于一片PCBA上多个针座的运用是左右紧密级联的，焊接到PCBA上之后，单个针座的左右两侧是不会再动的，而针座的前后两面在两片PCBA组装要动的，多个应用模块进行组装时是需要上下运动的，参照图9，可以看出针座的外围的测试点与边线距离很近，这样进行注塑时，就会出现少胶、缺胶，运用中就会出现边沿针头塑胶的开裂问题，为避免问题的发生，最终对针座的外围图形进行修正，参照图10所示，增加了边沿针头与外围边沿的尺寸，形成凸凹的外形，增加了注塑的厚度尺寸，图10中70为测试针头，参照图11，其中S1为测试点60与壳体边沿间距，S2为测试针头70与壳体边沿间距，在本实施例中，S2是S1的7倍之多，这样足能保证注塑充分。

C、连接器端子面外形解析：对连接器的应用面按照纵向进行分割，每一纵列为一个小片单元，则连接器可分解为N个两种不同的小片，分别为奇数、偶数片（可直接命名为A、B），这两个类型的单元要制作成带有铜端子结构件的注塑绝缘体（即A型注塑绝缘体与B型注塑绝缘体）；

参照图12，在本实施例中，步骤C中的连接器分别分解成16个相同的奇数片与16个相同的偶数片，即16个相同的A型注塑绝缘体301与16个相同的B型注塑绝缘体302，每个注塑绝缘体上均含有4个端子面403与4个端子焊接脚402，注塑绝缘体的端子焊接脚402在同一面，并且排列的阵列点是不同的，故A型注塑绝缘体301与B型注塑绝缘体302的外形是不相同的；

D、单个连接器基本构成组件确立：在本实施例中，由16个带有铜端子结构件的A型注塑绝缘体301、B型注塑绝缘体302，以及两片热铆不锈钢片50组成；

E、铜端子结构件外形及尺寸的确定：铜端子结构件40的一端为端子面403，另一端为端子焊接脚402，由于注塑绝缘体30的两种型号可将铜端子结构件40分为A型铜端子结构件与B型铜端子结构件；根据测试针座的实际应用进行铜端子结构件的外形尺寸设计，也要根据使用高压测试的环境，进行端子间最小安全间距的设定（当电压越高的情况下，端子间的安全间距需要加大），在端子外形尺寸定型的情况下，如果需要增加安全间距时，需要采取端子局部（安全间距较小部分）打扁的工艺；

F、铜料带定制及选取：根据连接器针座的铜端子结构件的厚度与宽度尺寸，选择合适的待加工用的铜料带；

G、铜端子结构件的模具制作：根据铜端子结构件的外形尺寸进行铜端子结构件的模具制作，铜端子结构件的模具分为A、B两种；铜端子结构件整体采用冲压形式，端子面采用包圆工艺进行制作，制作成圆柱形的端子面与测试针床的圆形钻孔相匹配；

H、连接器的铜端子结构件的制作：把待加工的铜料带和铜端子结构件的模具安装到冲压机床后，进行应用铜端子料带的冲压制作，制作A、B两种型号的铜端子结构件；

I、铜端子结构件的端子面的平面度处理：采用线切割的工艺，对端子面进行平面处理；

J、对铜端子结构件的端子面、端子焊接脚进行电镀：根据实际需求对端子面、端子焊接脚进行镀镍、镀金等处理，保证根据端子面的测试点与弹簧针的良好接触以及导电稳定；

K、带有铜端子结构件的注塑绝缘体外形尺寸设计：根据单个连接器实际尺寸需求，算出基本单元件A、B两种型号带有铜端子结构件的注塑绝缘体尺寸；根据单个连接器的整体组合，设计出A型注塑绝缘体与B型注塑绝缘体上不同位置分别设有相配合的孔与柱子，利于带有铜端子结构件的A型注塑绝缘体与B型注塑绝缘体进行交错叠加组合；

L、注塑模具、热铆不锈钢片模具的设计制作：根据A、B两种型号带有铜端子结构件的注塑绝缘体尺寸的设计，进行A、B两种注塑模具以及组装用的热铆不锈钢片模具的制作；

M、带有铜端子结构件的注塑绝缘体的制作：分别用A型注塑模具注塑出带有A型铜端子结构件的A型注塑绝缘体，用B型注塑模具注塑出带有B型铜端子结构件的B型注塑绝缘体；

N、热铆不锈钢片的制作：运用制作的热铆不锈钢片模具制作热铆不锈钢片；

O、单个连接器的组装：按照A型注塑绝缘体、B型注塑绝缘体、A型注塑绝缘体、B型注塑绝缘体……排列顺序进行叠加，排列叠加后的单个连接器用两条热铆不锈钢片进行的热铆工艺，进行整体固化，参照图2、图3，形成所需的高密度针座连结器；

P、连接器尺寸的检测及修整：为避免针座的级联时的尺寸累积公差，对连接器尺寸进行检测及修整。

通过上述的工艺，制作出图2、图3中的高密度针座连接器，参照图13，这种高密度针座连接器可实现多个级联，不仅可左右延伸，还可前后延伸，通过A型注塑绝缘体301与B型注塑绝缘体302的的凹凸交错，每个针座的边沿凸型与另一个针座的边沿凹形进行互补，从而形成一个完整的、大的标准的应用阵列点平面，并且测试点呈现均匀的阵列结构。另外参照图14并结合图1可以看出，一个PCBA上焊有多个高密度针座连接器，由两片这样的PCBA通过合金横梁10形成应用模块，多个应用模块拼接就形成一个大的应用测试阵列点面，而应用模块的插拔方向是垂直上下的，参照图14，PCBA上面的最高元件的高度不高于连接器的热铆不锈钢片，这样的结构应用模块就顺利的进行插拔而不受干涉。

本实用新型的此种高密度针座连接器结构，其外形结构既能够满足多级联端子面的拼接应用时，所组装的成品PCBA进行上下插拔时互不干涉，又能避免制作的高密度连接器端子在进行注塑时，边沿测试针头因空间的局限而出现少胶、无胶、应用时出现开裂问题，大大的提高制作高密针座连接器的实用性。

以上所描述的仅为本实用新型的较佳实施例，上述具体实施例不是对本实用新型的限制。在本实用新型的技术思想范畴内，可以出现各种变形及修改，凡本领域的普通技术人员根据以上描述所做的润饰、修改或等同替换，均属于本实用新型所保护的范围。

Claims (6)

1.一种高密度针座连接器结构，它包括固定在合金横梁上的针座连接器，该针座连接器为通过热铆不锈钢片固定的多个注塑绝缘体，且所述注塑绝缘体内嵌有多个铜端子结构件，其特征在于：所述铜端子结构件由主体端子以及位于主体端子两端的端子焊接脚与端子面组成，多个铜端子结构件的端子面并排着突露在注塑绝缘体顶部上；所述相邻的两注塑绝缘体为A型注塑绝缘体与B型注塑绝缘体，多个A型注塑绝缘体与多个B型注塑绝缘体呈交错排列，且A型注塑绝缘体的顶部与B型注塑绝缘体的顶部呈凹凸交错状态。

2.根据权利要求1所述的一种高密度针座连接器结构，其特征在于：所述A型注塑绝缘体的顶部与B型注塑绝缘体的顶部为结构相同的长方体形，该长方体形具有顶面、前视面、后视面以及两个侧面，多个A型注塑绝缘体与B型注塑绝缘体叠加后，使得A型注塑绝缘体顶部的侧面与B型注塑绝缘体顶部的侧面贴合。

3.根据权利要求2所述的一种高密度针座连接器结构，其特征在于：所述A型注塑绝缘体顶部的前视面所在的平面与B型注塑绝缘体顶部的前视面所在的平面具有间距，A型注塑绝缘体顶部的后视面所在的平面与B型注塑绝缘体顶部的后视面所在的平面具有间距，以使A型注塑绝缘体的顶部与B型注塑绝缘体的顶部呈凹凸交错状态。

4.根据权利要求1所述的一种高密度针座连接器结构，其特征在于：所述每个注塑绝缘体内嵌有四个铜端子结构件，分别为第一铜端子结构件、第二铜端子结构件、第三铜端子结构件以及第四铜端子结构件，所述四个铜端子结构件的端子面横向并排着突露在注塑绝缘体顶部上，四个铜端子结构件的主体端子的长度逐渐增长，四个铜端子结构件的主体端子呈90°弯曲后，使得四个铜端子结构件的端子焊接脚呈纵向并排设置。

5.根据权利要求1所述的一种高密度针座连接器结构，其特征在于：所述A型注塑绝缘体的侧边上设有限位柱与限位孔，所述B型注塑绝缘体对应于A型注塑绝缘体的限位柱的位置上设有限位孔，B型注塑绝缘体对应于A型注塑绝缘体的限位孔的位置上设有限位柱，以使得多个A型注塑绝缘体与多个B型注塑绝缘体交错叠加后形成所述的针座连接器。

6.根据权利要求1所述的一种高密度针座连接器结构，其特征在于：所述相邻的A型注塑绝缘体与B型注塑绝缘体的背部均设置有一半圆柱体，两半圆柱体在相邻的A型注塑绝缘体与B型注塑绝缘体叠加后形成一完整的圆柱体，所述热铆不锈钢片上具有直径略大于该圆柱体的通孔，以通过通孔套在圆柱体上将多个注塑绝缘体进行热铆固定。

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