DE4028948C2

DE4028948C2 -

Info

Publication number: DE4028948C2
Application number: DE19904028948
Authority: DE
Inventors: Warren Vancouver Wash. Us Chism
Original assignee: Tektronix Inc
Current assignee: Tektronix Inc
Priority date: 1989-10-02
Filing date: 1990-09-12
Publication date: 1992-01-09
Also published as: GB9018525D0; JPH03129500A; GB2236630A; DE4028948A1; JP2597228B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Miniatursondentechnik zur Messung elektrischer Werte, und insbesondere eine Sondenspitze zur Verwendung in einer passiven Sonde, die derart konfiguriert ist, daß sie einen Mechanismus zur Verankerung der Sondenspitze an den Zuleitungen oder Drähten einer mit Anschlüssen versehenen IC-Baueinheit bildet.The present invention relates to miniature probe technology for measuring electrical values, and in particular a Probe tip for use in a passive probe is configured to provide a mechanism for Anchoring the probe tip to the leads or wires an IC module provided with connections.

Bei der Prüfung und Fehlerbeseitigung in elektrischen Schaltungen ist es erforderlich, an vielen Stellen auf einer Schaltplatine sowie zu den Zuleitungen zu verschiedenen Bauelementen auf der Schaltplatine, wie beispielsweise integrierten Schaltungen, elektrischen Kontakt herzustellen. Üblicherweise haben integrierte Bauelemente Anschlüsse, deren Drähte dicht nebeneinander liegen und parallel und paarweise aus der Baueinheit herausragen. Mit steigender Anzahl von "Beinen" dieser Baueinheiten und abnehmender Baugröße der Bauelemente verringert sich auch der Abstand zwischen den Zuleitungen stark. Die Abstände liegen im Millimeterbereich. Bei den herkömmlichen kleinen Sondenspitzen muß die Bedienungsperson die Sonde gegen die Zuleitungen des Bauteils halten, soweit diese ausreichend freiliegen, wodurch sich das Risiko, freiliegende Zuleitungen gleichzeitig zu berühren und damit eine Zuleitung mit der anderen unter entsprechender Beschädigung des Bauteils elektrisch kurzzuschließen, erheblich erhöht.When testing and troubleshooting in electrical Circuits are required in many places on one Circuit board as well as to the leads to various Components on the circuit board, such as integrated circuits to make electrical contact. Integrated components usually have connections whose Wires are close together and parallel and in pairs protrude from the assembly. With increasing number of "Legs" of these units and decreasing size of the Components also reduce the distance between the Leads strong. The distances are in the millimeter range. With conventional small probe tips, the Operator the probe against the leads of the component hold, as far as these are sufficiently exposed, whereby the Risk of simultaneously touching exposed supply lines and thus one supply line with the other under appropriate Short-circuit damage to the component electrically, significantly increased.

Ein Beispiel für Sondenspitzen nach dem Stand der Technik ist eine sogenannte "Greifer"-Spitze, die entweder mit einem starren oder mit einem biegsamen Isolierrohr versehen ist, in dessen Innerem ein elektrischer Leiter angeordnet ist. Der elektrische Leiter ist an seinem Ende mit einem Haken versehen, mit dem er die Zuleitung einer integrierten Schaltung "greift". Der Haken wird in das Isolierrohr mit einer Feder zurückgezogen. Der elektrische Leiter mit Haken wird unter Druck aus dem Rohr herausgeschoben, wodurch sich der Haken öffnet und sich bei nachlassendem Druck um die Zuleitung des Bauelements schließt. Diese Anordnung verankert zwar die Sondenspitze an der Zuleitung, aber sie weist dennoch viel freiliegendes Metall auf, so daß während des Versuchs, die Sondenspitze mit der gewünschten Zuleitung zu verbinden, bei nahe nebeneinanderliegenden Leitungen leicht ein Kurzschluß ausgelöst werden kann. Bei Abständen von weniger als einem Millimeter ist die Greiferspitze für eine derartige Anwendung zu sperrig. An example of prior art probe tips is a so-called "gripper" tip, which either with a rigid or provided with a flexible insulating tube, in the inside of which an electrical conductor is arranged. The electrical conductor is at its end with a hook provided with which he feeds an integrated Circuit "takes hold". The hook is inserted into the insulating tube Spring retracted. The electrical conductor with a hook pushed out of the pipe under pressure, causing the The hook opens and, when the pressure decreases, around the supply line of the component closes. This arrangement anchors the Probe tip on the supply line, but it still shows a lot exposed metal, so that during the experiment, the To connect the probe tip to the desired lead a short circuit easily in the vicinity of adjacent lines can be triggered. At intervals of less than one Millimeter is the tip of the gripper for such an application too bulky.

Aus dem DE 85 05 357.0 U1 ist eine "Prüfklammer zum elektrischen Kontaktieren von Leitungen" bekannt, mit der einzelne Drähte durch ihre Isolierung kontaktiert werden können. Dies wird durch eine unter Federkraft stehende, leitende Nadelspitze erreicht.From DE 85 05 357.0 U1 a "test clip for electrical contact of lines "known with the individual wires are contacted through their insulation can be. This is done by a spring standing, conductive needle tip reached.

Weiterhin ist in der DE 38 32 410 A1 eine "Kontaktvorrichtung" offenbart, die eine Vielzahl von Kontaktelementen aufweist, die jeweils durch einen gerade geführten Stift gebildet werden. Auf jedem Stift ist eine Schraubendruckfeder angeordnet, mit der ein sicherer Kontakt der Prüfspitze mit dem Prüfling gewährleistet wird.Furthermore, in DE 38 32 410 A1 a "contact device" discloses a variety of contact elements has, each by a straight guided Pen are formed. There is one on each pen Coil compression spring arranged with a more secure Contact between the test probe and the device under test is guaranteed becomes.

Nachteilig hierbei ist jedoch wiederum, daß bei dicht nebeneinanderliegenden Anschlußbeinen z. B. eines ICs leicht Fehlmessungen bzw. Kurzschlüsse durch Abrutschen der Sondenspitze auftreten können.The disadvantage here, however, is that with tight adjacent legs z. B. an IC easily incorrect measurements or short circuits due to slipping the probe tip can occur.

Der Erfindung liegt folglich die Aufgabe zugrunde, eine Sondenspitze anzugeben, die selbsthaltend eine elektrische Verbindung von dicht nebeneinanderliegenden Anschlüssen einer IC-Baueinheit mit einer Sonde schafft, wobei das Kurzschlußrisiko zwischen zwei benachbarten Anschlüssen weitgehend beseitigt ist.The invention is therefore based on the object Specify probe tip that is self-holding an electrical Connection of closely spaced connections an IC assembly with a probe, the risk of short circuit between two neighboring Connections is largely eliminated.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.This problem is solved by the features of Claim 1.

Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens zum Inhalt.The subclaims have advantageous ones Developments of the inventive concept to the content.

Die erfindungsgemäße Sondenspitze besteht im wesentlichen aus einem sich längserstreckenden Körper aus isolierendem Material mit mindestens zwei Einkerbungen und einem Leiter, der in dem Körper eingebettet oder auf diesen aufgebracht ist. Die Einkerbungen dienen dazu, den eingebetteten Leiter freizulegen und/oder eine Festlegung der Sondenspitze zwischen nebeneinanderliegenden Zuleitungen der IC-Baueinheit zu ermöglichen. The probe tip according to the invention essentially consists from an elongated body of isolating Material with at least two notches and a conductor that is embedded in or on the body this is applied. The notches serve to to expose the embedded leader and / or a determination the probe tip between side by side To allow leads to the IC assembly.

Die Sondenspitze wird zwischen die Zuleitungen der Baueinheit eingesetzt und um ein Viertel gedreht, so daß eine Kerbe eine in der Nähe liegende Zuleitung aufnimmt und der Leiter die gewünschte Zuleitung elektrisch kontaktiert. Eine andere Kerbe nimmt zugleich eine andere Zuleitung auf, wodurch eine Klemmung der Sondenspitze möglich ist.The probe tip is between the leads the unit inserted and rotated by a quarter, so that a notch receives a nearby feed line and the conductor electrically contacts the desired supply line. Another notch also receives another supply line, whereby a clamping of the probe tip is possible.

Demgemäß stellt die vorliegende Erfindung eine durch Eindrehen klemmbare Sondenspitze zur Verfügung, die einen Leiter aufweist, welcher in einem biegsamen Körper eingebettet oder auf einer Seite dieses Körpers aufgebracht ist, wobei der biegsame Körper Kerbungen aufweist, die den Leiter freilegen und blanke Drähte aufnehmen, deren elektrische Werte abgegriffen werden sollen. Der biegsame Körper wird zwischen den Drähten eingesetzt und um ein Viertel gedreht, so daß die Kerbungen die in der Nähe befindlichen Drähte aufnehmen, wodurch die Sondenspitze in ihrer Stellung verriegelt wird und folglich ein elektrischer Kontakt nur mit dem gewünschten Draht entsteht.Accordingly, the present invention provides screwing clampable probe tip is available that has a conductor which is embedded in a flexible body or is applied to one side of this body, the flexible body has notches that expose the conductor and pick up bare wires, their electrical values should be tapped. The flexible body becomes between the wires and turned a quarter so that the Notches pick up the nearby wires, whereby the probe tip is locked in position and consequently an electrical contact only with the desired one Wire is created.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigtEmbodiments of the invention are in of the drawing and are shown described in more detail below. It shows

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Sondenspitze, Fig. 1 is a plan view of an inventive probe tip,

Fig. 2 eine um 90° gegenüber Fig. 1 gedrehte Seitenansicht der Sondenspitze, Fig. 2 rotated by 90 ° relative to Fig. 1 side view of the probe tip,

Fig. 3 einen Querschnitt der Sondenspitze entlang der Schnittlinie 3-3 aus Fig. 1, Fig. 3 shows a cross section of the probe tip along the section line 3-3 of Fig. 1,

Fig. 4 eine vergrößerte Draufsicht auf einen Abschnitt der Sondenspitze aus Fig. 1, Fig. 4 is an enlarged plan view of a portion of the probe tip of FIG. 1,

Fig. 5 eine schematische Darstellung des Betriebs der Sondenspitze, die teilweise im Schnitt gezeichnet ist, Fig. 5 is a schematic illustration of the operation of the probe tip, which is partially shown in section,

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung einer flachen Sondenspitze, Fig. 6 is a perspective view of a flat probe tip,

Fig. 7 eine Darstellung der flachen, im Schnitt gezeichneten Sondenspitze im Betrieb, und Fig. 7 is an illustration of the flat, sectioned probe tip in operation, and

Fig. 8 eine Draufsicht auf mehrere flache Sondenspitzen im Betrieb. Fig. 8 is a plan view of several flat probe tips in operation.

In den Fig. 1-4 ist eine erste Ausführungsform durch Eindrehen einer gesicherten Sondenspitze 10 dargestellt. Die Sondenspitze 10 besteht aus einem biegsamen Körper 12 aus isolierendem Material, wie beispielsweise Kunststoff, in dem ein elektrischer Leiter 14 eingebettet ist. Der biegsame Körper 12 weist zumindest eine Kerbung 16 an gegenüberliegenden Seiten des biegsamen Körpers 12 auf, so daß der elektrische Leiter 14 innerhalb einer der Kerbungen 16 freiliegt. Wie in der Zeichnung dargestellt, gibt es eine Vielzahl von paarweise angeordneten Kerbungssätzen 16, welche die Anwendungsmöglichkeiten der Sondenspitze erweitern. Ein weiterer Satz von Kerbungen 18 ist eine sogenannte Bruchstellenkerbung, die einen Punkt festlegt, an dem ein Teil der Sondenspitze 10 gebrochen werden kann. Zum Beispiel bei Abnutzung des Leiters 14 innerhalb eines Kontaktkerbungssatzes 16 kann daher die Sondenspitze 10 verkürzt werden und ein weiterer Kontaktkerbungssatz angewendet werden, bei dem ein neuer Abschnitt des Leiters freiliegt. An dem biegsamen Körper 12 ist ferner mit einer beliebigen geeigneten Vorrichtung, wie beispielsweise einem Knopf 20, eine Feststellschraube verbunden, wobei eine Bedienungsperson über den Knopf 20 die Sondenspitze 10 fassen kann und die Spitze zwischen die Leitungen einer mit Anschlüssen versehenen IC-Baueinheit einführt.In FIGS. 1-4, a first embodiment is illustrated by screwing in a secure the probe tip 10. The probe tip 10 consists of a flexible body 12 made of insulating material, such as plastic, in which an electrical conductor 14 is embedded. The flexible body 12 has at least one notch 16 on opposite sides of the flexible body 12 so that the electrical conductor 14 is exposed within one of the notches 16 . As shown in the drawing, there are a large number of notch sets 16 arranged in pairs, which expand the possible uses of the probe tip. Another set of notches 18 is a so-called break notch, which defines a point at which part of the probe tip 10 can be broken. For example, if the conductor 14 wears within a contact notch set 16 , the probe tip 10 can therefore be shortened and a further contact notch set can be used in which a new section of the conductor is exposed. A set screw is also connected to the flexible body 12 by any suitable device, such as a button 20 , whereby an operator can grasp the probe tip 10 via the button 20 and insert the tip between the leads of an IC assembly provided with connectors.

Im Betrieb, wie es in Fig. 5 dargestellt ist, wird die Sondenspitze 10 zwischen Anschlußdrähten 24 einer Baueinheit 22 eingesetzt (siehe A) und in der dargestellten Weise angeordnet. Da es kein freiliegendes Metall gibt, welches die beiden nebeneinanderliegenden Drähte 24 gleichzeitig berührt, gibt es kein Risiko eines unbeabsichtigten Kurzschlusses zwischen den nebeneinanderliegenden Drähten 24. In der Darstellung "A" ist noch kein Kontakt vorhanden. Dann dreht die Bedienungsperson die Sondenspitze 10 entweder im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn mittels des Knopfes 20 um eine Vierteldrehung (siehe B und C), so daß der freiliegende Abschnitt des Leiters 14 in einer Kerbung 16 den gewünschten Draht 24 berührt und die gegenüberliegende Kerbung 16 nimmt den nächstliegenden Draht 24 ohne elektrischen Kontakt auf. Die auf das Material des biegsamen Körpers 12 wirkende Federkraft hält den eingebetteten Leiter 14 sicher gegen den Draht und verriegelt somit die Sondenspitze 10 in ihrer Position. Die Sondenspitze kann bei der Messung losgelassen werden.In operation, as shown in FIG. 5, the probe tip 10 is inserted between the connecting wires 24 of an assembly 22 (see A) and arranged in the manner shown. Because there is no exposed metal that contacts the two adjacent wires 24 at the same time, there is no risk of an accidental short circuit between the adjacent wires 24 . In the representation "A" there is no contact yet. Then, the operator rotates probe tip 10 either clockwise or counterclockwise by knob 20 a quarter turn (see B and C) so that the exposed portion of conductor 14 in notch 16 contacts desired wire 24 and opposite notch 16 takes the closest wire 24 without electrical contact. The spring force acting on the material of the flexible body 12 holds the embedded conductor 14 securely against the wire and thus locks the probe tip 10 in position. The probe tip can be released during the measurement.

Zur Einfügung einer einzigen Sondenspitze 10 zwischen verschiedene Abstände der Drähte 24 läßt sich der biegsame Körper 12 kegelförmig ausbilden und die Sondenspitze derart stutzen, daß derjenige Kerbungssatz freiliegt, der die geeignete Größe für den jeweiligen Drahtabstand aufweist.In order to insert a single probe tip 10 between different distances of the wires 24 , the flexible body 12 can be designed in a conical shape and the probe tip must be trimmed in such a way that the notch set is exposed which has the suitable size for the respective wire distance.

Eine weitere Ausführungsform einer durch Verdrehen einklemmbaren Sondenspitze 10′ ist in den Fig. 6 und 7 dargestellt. Für äußerst geringe Abstände zwischen Drähten, wie beispielsweise 1 mm und weniger, bei denen eine Einbettung des Leiters 14 in dem biegsamen Körper 12 schwierig ist, weist ein flacher biegsamer Körper 30 einen Leiter 32 auf, der auf geeignete Weise auf einer oder beiden Seiten aufgeschichtet ist und Kerbungen 16′ auf den gegenüberliegenden Seiten des biegsamen Körpers aufweist. Wiederum wird die Sondenspitze 10′ zwischen die Bauteildrähte 24 eingeführt, wobei die leitende Schicht 32 einem der Drähte 24 rechts zugewandt ist. Wieder wird die Sondenspitze 10′ um ein Viertel gedreht, so daß der Leiter 32 den gewünschten Draht 24 innerhalb der Kerbungen 16′ berührt, und die Kerbungen die in der Nähe liegenden Drähte 24 aufnehmen, um die Sondenspitze 10′ in ihrer Stellung zu verriegeln. Ein Flügel 34, der mit dem flachen biegsamen Körper 30 ein Stück bildet, wirkt als Hebel und übt unter Ausnutzung der Schwerkraft auf die Sondenspitze 10′ ein Drehmoment aus. Dieses Drehmoment läßt sich manuell durch eine Bedienungsperson oder durch eine Federkraft gegen den Flügel 34 aufgrund seiner Biegsamkeit anlegen, wenn die Sondenspitze 10′ zwischen die Drähte 24 eingeführt wird und der Flügel 34 in Berührung mit einer Schaltplatine 26 (Fig. 5) deformiert wird. Wenn der biegsame Körper 30 auf beiden Seiten mit einem Leiter 32 beschichtet ist, berührt die Sondenspitze 10′ die in der Nähe befindlichen Drähte dann ohne einen Kurzschluß zwischen diesen zu verursachen, wenn der Leiter 32 derart aufgeschichtet, wie es durch die gestrichelten Linien angedeutet ist. Der Leiter 32 ragt so außer an den Kerbungen 16′ nicht über die vollständige Breite des flachen biegsamen Körpers 30 hinaus. Die Breite zwischen den Kerbungen 16′ ist gemäß den Abständen zwischen den Drähten der integrierten Schaltung 22 ausgelegt, bei der sie verwendet wird.A further embodiment of a probe tip 10 'which can be clamped by twisting is shown in FIGS. 6 and 7. For extremely small distances between wires, such as 1 mm and less, where it is difficult to embed the conductor 14 in the flexible body 12 , a flat, flexible body 30 has a conductor 32 which is suitably laminated on one or both sides is and has notches 16 'on the opposite sides of the flexible body. Again, the probe tip 10 'is inserted between the component wires 24, the conductive layer 32 faces one of the wires 24 to the right. Again, the probe tip 10 'is rotated by a quarter so that the conductor 32 contacts the desired wire 24 within the notches 16 ', and the notches receive the nearby wires 24 to lock the probe tip 10 'in position. A wing 34 , which forms a piece with the flat flexible body 30 , acts as a lever and exerts a torque using the force of gravity on the probe tip 10 '. This torque can be applied manually by an operator or by a spring force against the wing 34 due to its flexibility when the probe tip 10 'is inserted between the wires 24 and the wing 34 is deformed in contact with a circuit board 26 ( Fig. 5). If the flexible body 30 is coated on both sides with a conductor 32 , the probe tip 10 'touches the nearby wires then without causing a short circuit between them when the conductor 32 is stacked in such a way as indicated by the dashed lines . The conductor 32 does not project beyond the notches 16 'beyond the full width of the flat flexible body 30 . The width between the notches 16 'is designed according to the distances between the wires of the integrated circuit 22 , in which it is used.

Wie im Beispiel gemäß Fig. 8 dargestellt ist, läßt sich eine Vielzahl von Sondenspitzen 10′ gleichzeitig ansetzen, wie beispielsweise durch drehbare Lagerung auf einem Paar von Drehstangen, so daß mehrere Drähte gleichzeitig und einzeln berührt werden.As shown in the example of FIG. 8, a variety of probe tips 10 'can be set simultaneously, such as by rotatable mounting on a pair of espagnolettes, so that several wires are touched simultaneously and individually.

Claims

1. probe tip ( 10, 10 ' ) with an elongate body ( 12, 30 ) made of insulating material and at least one electrical conductor ( 14, 32 ), characterized in that at least two notches ( 16, 16' ) in the insulating material are provided, the conductor being exposed in at least one notch in order to establish electrical contact with one of the connections by rotating the probe tip and clamping between two connections ( 24 ) of an electrical component ( 22 ).

2. Probe tip according to claim 1, characterized by a button ( 20 ) which is fixed to the longitudinally extending body ( 12, 30 ) and is used to move the probe tip ( 10, 10 ' ).

3. Probe tip according to claim 1 or 2, characterized in that the body ( 12 ) has a substantially round cross section.

4. Probe tip according to claim 1 or 2, characterized in that the body ( 30 ) has a substantially flat cross section.

5. Probe tip according to claim 4, characterized by a flat conductive layer ( 32 ) on at least one of the two flat sides of the body ( 30 ) which protrudes into a notch ( 16 ' ) such that only on one long side of the body ( 30 ) electrical contact with only one connection ( 24 ) of a component ( 22 ) is possible.

6. Probe tip according to claim 4 or 5, characterized in that the flat body ( 30 ) is flexible.

7. Probe tip according to one of claims 4 to 6, characterized in that a wing-like extension lever ( 34 ) is integrally formed with the flat body ( 30 ) and protrudes from an edge of this body.

8. Probe tip according to one of the preceding claims, characterized in that the body ( 12, 30 ) tapers towards the tip.

9. Probe tip according to one of the preceding claims, characterized in that at least one further pair of notches ( 18 ) is designed as a predetermined breaking point for shortening the probe tip.

10. Probe tip according to one of the preceding claims, characterized by a device ( 36 ) for simultaneously rotating a plurality of probe tips ( 10, 10 ' ) between a plurality of connections ( 24 ) of an electrical component ( 22 ), so that in each case one connection with one probe tip is electrically connected.