專利名稱：觸點夾持器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于測試CPU或存儲器等電子器件的觸點夾持器，確切地說，涉及用于測試半導(dǎo)體組件的觸點夾持器。
背景技術(shù)：
在實施BGA (球柵陣列)器件等的電子器件的信號傳輸特性或其類似的評估測試的過程中，使用了具有觸點的觸點夾持器，其中每個觸點可連接到電子器件的每個端子。近年來，隨著電子器件的處理速度變得更高，電子器件中所用的信號頻率也變得更高。對應(yīng)于此類高速信號，也需要觸點夾持器能夠傳輸此類高速信號。
在傳輸信號(尤其是高速信號)的過程中，重要的是在整個傳輸線上維持用于將信號以所需值傳輸?shù)膫鬏斁€特征阻抗。為此，已提出了設(shè)置有具有預(yù)定特征阻抗的同軸傳輸線的金屬嵌段結(jié)構(gòu)。
例如，專利文獻I描述了 “介電層15經(jīng)由第二金屬膜16設(shè)置于觸點探針10的周邊上，并且第一金屬膜17設(shè)置于介電層15的外表面上。因此,在第二金屬膜16(可移動引腳11、12)與第一金屬膜17 (金屬套管9)之間形成了電容器18。”
專利文獻2描述了“用于傳輸高頻信號的觸點探針21具有圓形探針夾持器31，所述圓形探針夾持器31固定到觸點探針21的周邊上的兩個部分，并且探針夾持器31被配合到穿孔3中，這樣探針夾持器設(shè)置于金屬嵌段2的上部分與下部分。因此，在觸點探針21 與金屬嵌段2之間構(gòu)成了中空部分，并且形成了具有所需的特征阻抗的同軸傳輸線，所述同軸傳輸線以觸點探針21作為內(nèi)導(dǎo)體并以金屬嵌段2作為外導(dǎo)體。”
專利文獻3描述了 “基板21具有前表面及后表面，在前表面上形成前側(cè)電極陣列 22，在后表面上形成連接到前側(cè)電極22的后側(cè)電極23。在基板21的兩個表面上，設(shè)置有上導(dǎo)板25及下導(dǎo)板26，其中各向異性傳導(dǎo)粘合板27設(shè)置于基板的每個表面與每個導(dǎo)板之間。上導(dǎo)板25及下導(dǎo)板26具有穿孔28及29，線圈形觸點31設(shè)置于其中?！?br> 引用文獻列表
日本未經(jīng)審查的專利公開案(Kokai) No. 2005-49163
日本未經(jīng)審查的專利公開案(Kokai) No. 2007-198835
日本未經(jīng)審查的專利公開案(Kokai) No. 2000-8255
發(fā)明內(nèi)容
作為上述觸點的實例，具有外殼及壓桿的觸點，壓桿設(shè)置于外殼的兩端以將接觸力施加給接觸點。此外，可使用所謂的彈簧探針，其中至少一個壓桿借助于彈簧可移動地插入到外殼中。一般來說，電子器件的高頻傳輸特征取決于傳導(dǎo)材料以及圍繞傳導(dǎo)材料的介電材料的形狀、傳導(dǎo)材料與其他相關(guān)的導(dǎo)電主體之間的位置關(guān)系，以及其材料常數(shù)。換言之，可在基板內(nèi)通過形成包括觸點等的偽同軸結(jié)構(gòu)來將特征阻抗控制為接近所需值。然而， 在基板的外邊緣區(qū)域中，難以使信號傳輸特征均勻，尤其在使用彈簧探針時。
例如，當(dāng)具有恒定直徑及電鍍內(nèi)表面的穿孔形成于具有大于彈簧探針的外殼的長度的厚度的多層基板中時，并且接著將彈簧探針等的觸點插入到穿孔中時，彈簧探針的壓桿的前端從基板表面突起。另外，突起部分的厚度不同于穿孔的電鍍導(dǎo)電部分的厚度。因此，具有不恒定直徑的觸點具有不均勻的高頻傳輸特征。因此，如果對外殼處的傳輸特征進行控制，那么壓桿處的傳輸特征將不同，可能就無法獲得所需的傳輸特征。
因此，本發(fā)明提供一種觸點夾持器，其能夠補償基板外邊緣區(qū)域處的信號傳輸特征變化的。
為實現(xiàn)上文描述的本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供一種適于使電子器件的多個端子與電路板的對應(yīng)觸點相接觸的觸點夾持器，所述觸點夾持器包括絕緣基板；多個導(dǎo)電觸點， 每個觸點插入并夾持到形成于基板中的多個孔中的每一個中，其中所述基板具有用于接地的導(dǎo)電層，其可設(shè)置于基板的表面上部或上方，用于接地的導(dǎo)電層被接地并與觸點電絕緣，并且其中用于接地的導(dǎo)電層經(jīng)布置使得用于接地的導(dǎo)電層的表面大體垂直于觸點的軸向。
在一個優(yōu)選的實施例中，在垂直于觸點軸方向的方向上，在用于接地的導(dǎo)電層與從基板表面突起的觸點的部分之間的距離被確定為使得觸點與用于接地的導(dǎo)電層電容性耦合。
在一個優(yōu)選的實施例中，在基板中形成的多個孔中的每個孔的內(nèi)表面上形成導(dǎo)電部分；多個導(dǎo)電觸點中的每一個被插入并夾持到多個孔的相應(yīng)孔中，使得每個觸點與對應(yīng)導(dǎo)電部分電絕緣；并且每個觸點在其兩端處具有壓桿以及將壓桿耦接的耦接構(gòu)件，至少一個壓桿可在基板的厚度方向上移動。
在根據(jù)本發(fā)明的觸點夾持器中，由于布置在基板外邊緣區(qū)域上的用于接地的導(dǎo)電層，在外邊緣區(qū)域處的信號傳輸特征的變化可得到補償。


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圖I是根據(jù)本發(fā)明的設(shè)置有導(dǎo)向裝置的觸點夾持器的透視圖。2是圖I的觸點夾持器的透視圖。3是圖2的觸點夾持器的修改的透視圖。4是圖示了觸點結(jié)構(gòu)實例的視圖。5是根據(jù)第一實施例的觸點夾持器的橫截面圖。6是根據(jù)第二實施例的觸點夾持器的橫截面圖。7是根據(jù)第三實施例的觸點夾持器的橫截面圖。8是具有兩個信號傳輸構(gòu)件及形成同軸結(jié)構(gòu)的外殼的插座的等效電路的示意9是當(dāng)接地導(dǎo)電構(gòu)件設(shè)置于靠近壓桿時的圖8的等效電路的示意圖。10是通過使用圖8及圖9的模型進行模擬以計算插入損失的曲線圖。11是通過使用圖8及圖9的模型進行模擬以計算靠近端部的串?dāng)_的曲線圖。12是根據(jù)第四實施例的觸點夾持器的橫截面圖。13是根據(jù)第五實施例的觸點夾持器的橫截面圖。
具體實施方式
圖I是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的具有導(dǎo)向裝置I的觸點夾持器的透視圖。具有導(dǎo)向裝置I的觸點夾持器具有觸點夾持器(以下稱作夾持器)2、由夾持器2夾持的多個導(dǎo)電觸點3以及支撐夾持器2的導(dǎo)向裝置主體4。導(dǎo)向裝置主體4具有導(dǎo)向部分或?qū)虮?1用于將待測試的電子器件(未圖示)設(shè)置于夾持器2上的預(yù)設(shè)置置。導(dǎo)向主體4還具有設(shè)置部分(如圖I所示的設(shè)置孔42)，用于將夾持器I設(shè)置于測試電子器件的測試器件(未圖示)的預(yù)設(shè)置置。導(dǎo)向裝置主體4可具有引腳或凹口來代替設(shè)置孔42。
圖2是圖I的夾持器2的透視圖。夾持器2具有類似板或?qū)拥幕?1，其由玻璃環(huán)氧樹脂等絕緣材料制成。每個觸點3由基板2夾持(例如，壓進)，以便大致垂直于基板21 的表面22來延伸。在圖2的實例中，夾持器2具有類板基板21及在基板內(nèi)的連接部分，如下文所描述。夾持器2可具有與形成于導(dǎo)向裝置主體4上的設(shè)置孔(未圖示)嚙合的設(shè)置引腳7。此外，夾持器2可由基本上整合的基板來形成，或可以是可分解的以有利于組裝觸點3，如下文所描述。
圖3是圖2的夾持器2的修改的透視圖。在此修改中，基板21的表面基本上并非是單個平面，而是具有由臺階或其類似物形成的多個(在此實施例中為兩個)平面22、23。因此，取決于觸點形狀和/或待測試的電子器件，夾持器可具有合適的配置。
圖4圖示了每個觸點的具體結(jié)構(gòu)的實例。觸點3具有大體上呈圓柱形的傳導(dǎo)中空外殼31，其插入到形成于夾持器2之上的用于接觸(如下文所描述)的孔中、彈性構(gòu)件32 (在實例中是卷簧)，其設(shè)置于外殼31內(nèi)并且能夠在外殼31的軸向上伸展或收縮；第一傳導(dǎo)壓桿33，其設(shè)置于卷簧32的一端(在此實施例中為下端)并從外殼31的一端(在此實施例中為下端)突起以與測試器件(未圖示)電接觸；以及第二傳導(dǎo)壓桿34，其設(shè)置于卷簧32的另一端(在此實施例中為上端)并且從外殼31的另一末端(在此實施例中為上端)突起以與電子器件電接觸(未圖示)。第一壓桿33及第二壓桿34中的每個壓桿接觸外殼31，因而第一壓桿及第二壓桿經(jīng)由外殼31彼此電連接。作為另外一種選擇或除此之外，卷簧32可由傳導(dǎo)材料制成，這樣第一壓桿和第二壓桿經(jīng)由卷簧32彼此電連接。以下實施例中的每個觸點的結(jié)構(gòu)與圖4相同，即具有外殼及相對于該外殼可移動的至少一個壓桿，并且其直徑小于外殼直徑。
圖5是圖2所示的第一實施例的夾持器2的橫截面圖，指示了平行于觸點的延伸方向的橫截面。夾持器2具有絕緣基板21以及插入到基板21中并由基板21夾持的多個 (在此實施例中為四個)觸點3a至3d。在第一實施例中，觸點3a及3c是用于接地的觸點 (或接地觸點)，觸點3b是用于信號傳輸?shù)挠|點(或信號傳輸觸點)，而觸點3d是信號傳輸觸點或用于電力供應(yīng)等的觸點(或電力供應(yīng)觸點)的另外一種觸點。
每個觸點大致垂直于夾持器2的表面22延伸，并且穿過夾持器2。詳細(xì)地說，觸點 3a、3c通過按壓配合被夾持在構(gòu)成夾持器2的基板21中形成的用于接觸的第一孔24中，并且導(dǎo)電部分241 (諸如銅、銀或金)通過電鍍或類似技術(shù)設(shè)置于每個用于接觸的孔24的內(nèi)表面上。因此，觸點3a、3c至少部分地電連接到導(dǎo)電部分241。另一方面，觸點3b通過按壓配合被夾持在構(gòu)成夾持器2的基板21中形成的用于接觸的第二孔25中。在示例性實施例中，每個觸點的外殼31由類板基板27、28夾持，每個類板基板27、28具有直徑小于外殼31 的外直徑的孔。類板基板27、28具有避免每個觸點掉落的功能并且控制壓桿的前末端在大體垂直于每個觸點的軸方向的方向中的位移或撓曲。
夾持器2具有設(shè)置在基板21中的連接部分26，適于將導(dǎo)電部分241彼此電連接。 在圖5的實施例中，連接部分26是設(shè)置在類板基板21中的導(dǎo)電層，然而，連接部分26可由線纜構(gòu)成。通過借助于連接部分26將導(dǎo)電部分241彼此電連接，插入到孔24中的觸點3a、 3c可經(jīng)由導(dǎo)電部分241電連接到連接部分26。
基板21具有接地的分層導(dǎo)電構(gòu)件(或?qū)щ妼?291、292來用于接地，接地的分層導(dǎo)電構(gòu)件(或?qū)щ妼?291、292設(shè)置在基板表面212、213上部或上方,靠近信號傳輸觸點3b的壓桿。每個用于接地的導(dǎo)電層(或接地導(dǎo)電層)電連接到導(dǎo)電部分241并且并未電連接到信號傳輸觸點，而導(dǎo)電部分241電連接到在基板21的表面212或213上的每個接地觸點。因此，通過將與接地等電位的導(dǎo)電層布置到靠近具有小于外殼直徑的直徑的壓桿處，可補償在壓桿處的電感分量，進而可減少信號傳輸觸點的插入損失或靠近端部的串音?？赏ㄟ^通常的多層基板制造工藝在基板21的表面上形成接地導(dǎo)電層。另外，可獲得比在將接地導(dǎo)電層布置在基板內(nèi)時更大的電容。在圖5的實施例中，為便于圖示清晰而將接地導(dǎo)電層291、 292與類板基板27、28分離,然而,該接地導(dǎo)電層可接觸該類板基板。
將通過特征阻抗來解釋本發(fā)明的效應(yīng)。特征阻抗Ztl由使用每單元長度的電容分量Co及電感分量Lci來表示。
Z0=(L0/C0)1/2
大體上，優(yōu)選的是在整個信號傳輸路徑上特征阻抗為恒定的。然而，當(dāng)應(yīng)將特征阻抗控制在彈簧探針的外殼處或外殼所插入的穿孔處時，根據(jù)比率Lo/Co，壓桿用作電感而非電容，這是因為由于壓桿直徑小于外殼直徑因而每單元長度的電感分量增加，并且由于在壓桿與接地導(dǎo)電層之間的較大距離因而電容分量降低。因此，壓桿處的特征阻抗顯現(xiàn)為增加。然而，通過將接地導(dǎo)電層布置為靠近具有高特征阻抗的壓桿以及在接地與壓桿之間電容性耦合，特征阻抗可減小。
另外，當(dāng)由于在信號傳輸觸點之間的電耦合而存在串音時，通過將接地導(dǎo)電層布置為靠近信號傳輸觸點，由于在信號傳輸觸點與接地觸點之間的電耦合，可減少在相鄰的信號傳輸觸點之間的串音。
圖6是在第二實施例中所用的夾持器1002的橫截面圖。第二實施例不同于第一實施例之處，在于接地的類板基板1027、1028由傳導(dǎo)材料形成，而非第一實施例的接地導(dǎo)電層291、292，并電連接到導(dǎo)電部分1241，導(dǎo)電部分1241通過電鍍或類似技術(shù)在每個用于接觸的孔1024的內(nèi)表面上形成。為此，圓形導(dǎo)電構(gòu)件1293設(shè)置在基板1021的表面1212 與類板基板1027之間，以便將導(dǎo)電部分1241電連接到類板基板1027。相似地，圓形導(dǎo)電構(gòu)件1294設(shè)置在基板1021的表面1213與類板基板1028之間，以便將導(dǎo)電部分1241電連接到類板基板1028。
在第二實施例中，類板基板1027、1028具有避免每個觸點掉落并且控制壓桿前末端的位移或撓曲的功能，也可用作接地傳導(dǎo)材料。因此，優(yōu)選的是，絕緣材料設(shè)置于每個觸點與基板1027或1028之間，使得觸點與類板基板彼此不電接觸。當(dāng)壓桿相對長時第二實施例適宜于補償壓桿的電感分量。第二實施例的其他元件可與第一實施例的對應(yīng)元件相同，因此省略它們的詳細(xì)解釋，不同的是將1000添加到第一實施例的對應(yīng)元件的參考數(shù)字以用于指示第二實施例的元件。6
接下來，將解釋信號傳輸觸點構(gòu)成同軸傳輸線的實施例。圖7是第三實施例的橫截面圖，其指示平行于觸點延伸方向(軸方向)的橫截面。夾持器2002具有絕緣基板2021 以及插入到基板2021中并由基板2021夾持的多個(在此實施例中為四個)觸點2003a至 2003d。在第三實施例中，觸點2003a及2003c是用于接地的觸點，而觸點2003b及2003d 為用于信號傳輸?shù)挠|點(或信號傳輸觸點)。
每個觸點大體上垂直于夾持器2002的表面2022延伸，并且通過夾持器2002。詳細(xì)地說，觸點2003a、2003c通過按壓配合被夾持在用于接觸的第一孔2024中，第一孔2024 是在構(gòu)成夾持器2002的基板2021中形成的，并且導(dǎo)電部分2241 (例如銅、銀或金)通過電鍍或類似技術(shù)設(shè)置于每個用于接觸的孔2024的內(nèi)表面上。因此，觸點2003a、2003c至少部分地電連接到導(dǎo)電部分2241。另一方面，觸點2003b、2003d通過按壓配合被夾持在用于接觸的第二孔2025中，第二孔2025是在構(gòu)成夾持器2002的基板2021中形成的。在示例性實施例中，每個觸點的外殼2031由類板基板2027、2028夾持，每個類板基板2027、2028具有直徑小于外殼2031的外徑的孔。另外，導(dǎo)電部分2251 (諸如銅、銀或金)通過電鍍或類似技術(shù)設(shè)置于每個用于接觸的孔2025的內(nèi)表面上。用于接觸的第二孔的直徑大于用于接觸的第一孔的直徑。因此，觸點2003b、2003d不與導(dǎo)電部分2251接觸(或與導(dǎo)電部分絕緣)， 使得觸點2003b、2003d中的每一個與導(dǎo)電部分2251協(xié)同地構(gòu)成同軸傳輸線。
在本文中術(shù)語“同軸傳輸線”意味著配置，在所述配置中觸點的外殼2031與導(dǎo)電部分2251絕緣，并且外殼2031由傳導(dǎo)材料覆蓋(或電磁遮蔽)。換言之，“同軸傳輸線”不僅僅意味著觸點與傳導(dǎo)材料具有相同軸圓柱形狀的情況。例如，觸點的外表面與傳導(dǎo)材料的內(nèi)表面可具有彼此偏心的圓柱形狀。
在觸點2003b、2003d中，可將樹脂或陶瓷等介電材料2035設(shè)置于或填充于外殼 2031的外表面與導(dǎo)電部分2251的內(nèi)表面之間?；蛘撸煌趯⒔殡姴牧喜贾糜谕鈿?031 的外表面與導(dǎo)電部分2251的內(nèi)表面之間,在兩者之間的區(qū)域可為氣相、諸如空氣、氮氣或氧氣，或真空相。
同軸傳輸線的構(gòu)成使其具有預(yù)定的特征阻抗。例如，當(dāng)觸點2003b或2003d的外殼2031具有外直徑為“d”的圓柱體形狀，并且導(dǎo)電部分2251具有內(nèi)直徑為“D”的圓柱體形狀，并且這些圓柱體為同軸時，同軸傳輸線的特征阻抗Ztl可由以下方程式來表示。在方程式中，“ ε ”是在觸點與導(dǎo)電部分之間的材料的(在此實施例中為介電材料或氣相)介電常數(shù)。 通過恰當(dāng)?shù)乜刂茀?shù)“d”、“D”和“ ε ”，可在每個信號傳輸觸點中獲得所需的特征阻抗。
Ζ0=60/ ε 1/2 · In (D/d)
如圖7所示，夾持器2002具有設(shè)置于基板2021中的連接部分2026，適于將導(dǎo)電部分2241電連接到導(dǎo)電部分2251。在圖7的實施例中，連接部分2026是設(shè)置在類板基板 2021中的導(dǎo)電層，然而，連接部分26可由線纜構(gòu)成。通過借助于連接部分2026將導(dǎo)電部分 2241電連接到導(dǎo)電部分2251，被插入到用于接觸的穿孔2024中的觸點2003a、2003c中的每一個可經(jīng)由導(dǎo)電部分2241電連接到連接部分2026。
夾持器2002可被形成為實質(zhì)上一體的單元，或者可根據(jù)觸點的組裝或設(shè)置連接部分來組合一些部件來形成。例如，為了將分層的連接部分2026設(shè)置在夾持器內(nèi)，通過疊堆多個層并在層與層之間設(shè)置連接部分2026來構(gòu)成類板基板2021。另外，為了促進在用于接觸的孔的內(nèi)表面上形成導(dǎo)電部分(例如傳導(dǎo)涂層)，可在用于接觸的孔的內(nèi)表面上形成導(dǎo)電部分之后，將類板基板2027、2028接合到基板2021，其中基板2021的厚度等于每個觸點的外殼2031的長度。
基板2021具有接地的分層導(dǎo)電構(gòu)件(或?qū)щ妼?2291、2292來用于接地，接地的分層導(dǎo)電構(gòu)件(導(dǎo)電層)2291、2292設(shè)置于基板表面2212、2213上部或上方,靠近信號傳輸觸點2003b、2003d的壓桿。每個用于接地的導(dǎo)電層(或接地導(dǎo)電層)電連接到基板2021的表面2212或2213上的導(dǎo)電部分2241 (導(dǎo)電部分2241電連接到每個接地觸點)，電連接到基板2021的表面2212或2213上的與信號傳輸觸點構(gòu)成同軸結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電部分2251，并且并未電連接到信號傳輸觸點。因此，通過將與接地等電位的接地導(dǎo)電層布置到靠近直徑小于外殼直徑的壓桿處，可補償在壓桿處的電感分量，進而可減少信號傳輸觸點的插入損失或靠近端部的串音。可通過通常的多層基板制造工藝在基板2021的表面上形成接地導(dǎo)電層。 另外，可獲得比在將接地導(dǎo)電層布置在基板內(nèi)時更大的電容。在圖7的實施例中，為了清晰起見可將接地導(dǎo)電層2291、2292與類板基板2027、2028分離，然而，接地導(dǎo)電層可接觸類板基板。
如在圖7的第三實施例中，當(dāng)夾持器具有構(gòu)成同軸結(jié)構(gòu)的外殼時，關(guān)于該同軸結(jié)構(gòu)的特征阻抗Ztl可在以上方程式中得到界定。在現(xiàn)有技術(shù)中，壓桿未被接地傳導(dǎo)材料圍繞， 因此將壓桿用作電感。因此，如在第三實施例中，通過將接地導(dǎo)電層布置到靠近壓桿以增加壓桿與接地之間的電容分量，壓桿的電感分量得到補償并且特征性得到改善。詳細(xì)地說，當(dāng)電容分量Co存在于壓桿與接地之間以滿足(Ztl= (LcZCtl)1/2 (其中Ltl是壓桿處的電感)時，壓桿特征阻抗與外殼特征阻抗之間的差值在預(yù)定的誤差范圍內(nèi)，進而高頻特征性的變質(zhì)可得到補償。另外，與此同時，當(dāng)信號傳輸觸點與接地觸點彼此電耦接時，可減少相鄰的信號傳輸觸點之間的串音。
圖7的第三實施例借助于簡化的電路模型來表示并且通過電路模擬進行模擬。首先，作為比較例，圖8圖示了具有兩個信號傳輸構(gòu)件及形成同軸結(jié)構(gòu)的外殼的插座的等效電路。在圖8中，ZpLciXl及Ml分別表示外殼(或同軸結(jié)構(gòu))的特征阻抗、壓桿的自感分量、 壓桿與傳導(dǎo)材料之間的電容分量，以及兩個壓桿之間的互感分量。另一方面，圖9圖示了插座的等效電路，其中接地傳導(dǎo)材料設(shè)置于靠近壓桿處，如在第三實施例中。就這一點而言， Ctl表示由設(shè)置在靠近壓桿處的傳導(dǎo)材料造成的在壓桿與接地之間的電容分量。在這種情況下，假定接地傳導(dǎo)材料與信號傳導(dǎo)材料之間的電連接僅是由于電容性耦合。
為實現(xiàn)在壓桿處由于接地傳導(dǎo)材料的補償效應(yīng)，在條件Cl << Ctl下，若Ztl= (L。/ Ctl)1/2為真，則外殼的特征性與壓桿的特征性一致。另外，由于關(guān)于CO的在接地與壓桿之間的電容性耦合，根據(jù)Cl，由相鄰觸點之間的電容性耦合所產(chǎn)生的串音減少。
圖10及圖11分別圖示了計算插入損失及靠近端部的串音的電路模擬的結(jié)果。在圖10及圖11中，插入損失(圖10)及靠近端部的串音(圖11)通過對于圖8及圖9中的四個端口 Pl至P4使用高頻電路模擬器進行模擬，其中ZQ=50Q，Cl=0.01pF，L0=O. 3nH，并且 Ml=O. 03nH。在O. 06pF的間隔處(即OpF,O. 06pF、0. 12pF以及O. 18pF)，C0的值從零變化到 O. 18pF，并C0=O的條件對應(yīng)于圖8的電路。當(dāng)C0=O. 12pF((L0/C0) 1/2等于50 Ω或Z0以上) 時，此時的插入損失最小。
從以上模擬的結(jié)果顯而易見，即使在不構(gòu)成如圖5及圖6所示的同軸結(jié)構(gòu)的具有彈簧探針的插座中，通過布置用于接地及信號傳輸?shù)膹椈商结?，可在外殼處界定某些特征阻抗。另外，通過將具有與接地相同電位的接地導(dǎo)電層設(shè)置在靠近壓桿處，可獲得如下文描述的相似效應(yīng)。
當(dāng)要補償?shù)碾姼蟹至肯鄬Υ髸r，不論同軸結(jié)構(gòu)存在與否，較大的電容分量是必需的。就這一點而言，如果布置了集中的恒定電容分量，此電容分量可作為用于某頻率的濾波器，進而關(guān)于該頻率的特征性會廣泛地變化。因此，通過借助于散布式恒定結(jié)構(gòu)補償電感， 可改善特征性。例如，要補償?shù)膲簵U相對長，通過借助于如圖6所示的接地來補償壓桿獲得改善的特征性。
一般來說，對于具有兩塊板(每一板具有面積“S”并且彼此以距離“d”隔開)以及在兩板之間填充具有介電常數(shù)“e”的介電材料的平行板電容器而言，其電容值C由以下方程式表75。
C=eS/d
從該方程式顯而易見，隨著距離“d”減小以及面積“S”增大，電容變大。因此，為獲得足夠用于補償壓桿的電感分量的電容分量，優(yōu)選的是具有與接地相同電位的接地導(dǎo)電層具有較大面積并且設(shè)置在靠近壓桿處。當(dāng)使用以上的接地導(dǎo)電層以將接地分量添加到具有多層基板的IC插座來改善IC插座的特征性時，可通過常規(guī)的多層基板制造工藝來實現(xiàn)此類接地導(dǎo)電層。在這種情況下，相對于將接地導(dǎo)電層布置為內(nèi)層的情況，可獲得較大的電容分量。
在實際的測試插座中，構(gòu)成電容分量的傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)及介電材料的電感分量及電阻分量也具有頻率依從性。因此，如圖11及圖12所示，包括不具有頻率依從性的簡單元件的簡化電路不能正確地表示傳輸特征性。然而，當(dāng)IC插座的信號端子的特征性由于用作電感的部分的存在而變質(zhì)時，可通過添加在接地與信號端子之間的電容分量來改善IC插座的傳輸特性。
圖12圖示了根據(jù)第四實施例的在觸點夾持器中使用的夾持器3002的橫截面圖。 夾持器3002具有兩個連接部分3026a、3026b，進而該觸點夾持器可具有兩種接地系統(tǒng)或接地傳導(dǎo)材料。具體地說，第一連接部分3026a將導(dǎo)電部分3241a電連接到導(dǎo)電部分3241b， 導(dǎo)電部分3241a在插入觸點3003a的用于接觸的孔3024a的內(nèi)表面上形成，而導(dǎo)電部分 3241b在插入觸點3003b的用于接觸的孔3024b的內(nèi)表面上形成。相似地，第二連接部分 3026b將導(dǎo)電部分3241c連接到導(dǎo)電部分3241d，導(dǎo)電部分3241c在插入觸點3003c的用于接觸的孔3024c的內(nèi)表面上形成，而導(dǎo)電部分3241d在插入觸點3003d的用于接觸的孔 3024d的內(nèi)表面上形成。另外，第一連接部分3026a與第二連接部分3026b彼此絕緣。該觸點夾持器可具有三個或更多個連接部分以便配置三個或更多個接地系統(tǒng)。當(dāng)使用三個或更多個接地系統(tǒng)時，有必要根據(jù)每個接地觸點所應(yīng)連接到的接地系統(tǒng)來對接地導(dǎo)電層3291 及3292中的每一者進行劃分，如下文所述。在第四實施例中，可將每個連接部分構(gòu)成為導(dǎo)電層。在第四實施例中，假定觸點3003a及3003c是接地觸點，而觸點3003b及3003d是信號傳輸觸點。
在第四實施例中，夾持器3002的基板3021由介電材料制成，而非金屬等傳導(dǎo)材料制成，因此可將多個接地系統(tǒng)輕易地設(shè)置在基板中。當(dāng)觸點夾持器具有多個接地系統(tǒng)時，甚至在應(yīng)將不同的信號，例如類比及數(shù)字信號、高頻及低頻信號或高幅及低幅信號，傳輸通過觸點夾持器時，可對適用于此類不同信號中的每一者的獨立的接地系統(tǒng)進行配置，進而通過該傳輸線的信號可以是穩(wěn)定的。
基板3021具有接地的分層導(dǎo)電構(gòu)件(或?qū)щ妼?3291、3292來用于接地，接地的分層導(dǎo)電構(gòu)件(或?qū)щ妼?3291、3292設(shè)置于基板表面3212、3213上部或上方,靠近信號傳輸觸點3003b、3003d的壓桿。每個用于接地的導(dǎo)電層(或接地導(dǎo)電層)在基板3021的表面3212 或3213上，電連接到的導(dǎo)電部分3241a或3241c (導(dǎo)電部分3241a或3241c電連接到該接地觸點)，在基板2021的表面2212或2213上，電連接到與信號傳輸觸點構(gòu)成同軸結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電部分2241b或2241d，且并不電連接到信號傳輸觸點。因此，通過將與地面等電位的接地導(dǎo)電層布置到靠近直徑小于外殼直徑的壓桿處，可對壓桿處的電感分量進行補償，由此可減少信號傳輸觸點的插入損失或靠近端部的串?dāng)_?？赏ㄟ^通常的多層基板制造工藝可在基板3021的表面上形成接地導(dǎo)電層。另外，相比于將接地導(dǎo)電層布置于基板之內(nèi)，可獲得更大的電容。在圖12的實施例中，為了清晰起見，將接地導(dǎo)電層3291、3292與類板基板 3027、3028分離，然而，接地導(dǎo)電層可接觸類板基板。
圖13是根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的在觸點夾持器中使用的夾持器4002的橫截面圖。夾持器4002可具有至少一個(在此實施例中為兩個)分層的介電構(gòu)件4211、4212，介電構(gòu)件4211、4212設(shè)置于由玻璃環(huán)氧樹脂等絕緣材料制成的基板4021內(nèi)。電力供應(yīng)導(dǎo)電層 4213和接地導(dǎo)電層4214形成于分層的介電構(gòu)件4211的兩側(cè)上，并且接地導(dǎo)電層4215及電力供應(yīng)導(dǎo)電層4216設(shè)置于分層介電構(gòu)件4212的兩側(cè)上。因此，每個分層的介電構(gòu)件以及其兩側(cè)上的導(dǎo)電層協(xié)同地在電力供應(yīng)導(dǎo)電層與接地導(dǎo)電層之間構(gòu)成電容器。換言之，夾持器4002的構(gòu)成是通過疊堆絕緣材料或基板、導(dǎo)電層及分層介電構(gòu)件。為確保對器件的電力供應(yīng)，穩(wěn)定電源電位與接地電位以便穩(wěn)定器件的操作，有效的是將具有足夠電容的電容器布置于電源與接地之間。另外，為增加電容器的電容，優(yōu)選的是每個分層的介電構(gòu)件的介電常數(shù)盡可能高，并且每個分層的介電構(gòu)件是高介電構(gòu)件，其介電常數(shù)高于基板4021的介電常數(shù)。因此可使用購自3M公司(3M Company)的“嵌入式電容器材料(EmbeddedCapacitor Material，ECM)”作為高介電材料。提供ECM作為源自高介電材料的柔韌片。此類夾持器可通過制造印刷電路板的方法來制造。
分層的介電構(gòu)件可包括聚合物。優(yōu)選地，分層的介電構(gòu)件包括聚合物及多個微粒。 具體地說，分層介電構(gòu)件的制造可通過將樹脂與微?；旌?。優(yōu)選的樹脂可包括環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺、聚偏二氟乙烯、氰乙基支鏈淀粉、苯并環(huán)丁烯、聚降冰片烯、聚四氟乙烯、丙烯酸鹽及其混合物。微?？砂ń殡?絕緣)微粒，例如鈦酸鋇、鈦酸鍶鋇、氧化鈦、鋯鈦酸鉛及其混合物。
例如，每個分層的介電構(gòu)件的厚度可等于或大于O. 5μ m。每個分層的介電構(gòu)件的厚度可等于或小于20 μ m。厚度越小，電容器的靜電容量越大。例如，該厚度可等于或小于 15 μ m或10 μ m。另一方面，厚度越大，粘合強度或絕緣能力就越強。例如，厚度可等于或大于 I μ m。
優(yōu)選的是分層的介電構(gòu)件的相對介電常數(shù)盡可能高。例如，該相對介電常數(shù)可等于或大于10或12。盡管不存在相對介電常數(shù)的上限，但是相對介電常數(shù)可等于或小于100、 30,20 或 16。
當(dāng)高介電材料被用作分層的介電構(gòu)件時，可有利地縮短相鄰電容器之間的距離。 當(dāng)兩個電容器彼此接近地設(shè)置時，也可在一個電容器的接地導(dǎo)電層與另一相鄰電容器的接地導(dǎo)電層之間獲得靜電電容。在導(dǎo)電層之間使用高介電材料的情況中，應(yīng)該獲得靜電電容， 甚至在一個電容器的導(dǎo)電層之間的距離與在兩個相鄰電容器之間的距離彼此相等時，每個電容器的靜電電容可增加。因此，相鄰電容器之間的距離可相對小，進而夾持器的厚度可減小。
形成于每個高介電層的兩側(cè)上的導(dǎo)電層構(gòu)成接地導(dǎo)電層和電力供應(yīng)導(dǎo)電層，接地導(dǎo)電層電連接到接地觸點，電力供應(yīng)導(dǎo)電層電連接到電力供應(yīng)觸點。詳細(xì)地說，在第一高介電材料4211的上側(cè)上的導(dǎo)電層4213 (接近夾持器的電子器件側(cè)表面(圖13中的頂部表面) 4271)及在第一高介電材料4211的下側(cè)上的導(dǎo)電層4214中的一者可用作接地導(dǎo)電層，而另一者可用作電力供應(yīng)導(dǎo)電層。相似地，第二高介電材料4212的上側(cè)上的導(dǎo)電層4215(接近夾持器的測試器件側(cè)表面(圖13中的底部表面)4281)及第二高介電材料4212的下側(cè)上的導(dǎo)電層4216中的一者可用作接地導(dǎo)電層，而另一者可用作電力供應(yīng)導(dǎo)電層。換言之，在圖13的實施例中，連接到接地導(dǎo)電層4214、4215的觸點4003a、4003c可用作接地觸點，并且連接到電力供應(yīng)導(dǎo)電層4213、4216的觸點4003d可用作電力供應(yīng)觸點。另外，未連接到層中任一者的同軸傳輸線的觸點4003b用作信號傳輸觸點。
每個高介電層及在其兩側(cè)上的導(dǎo)電層可設(shè)置于夾持器的整個區(qū)域上。在這種情況下，由此形成的電容器的區(qū)域與夾持器的區(qū)域可大體相同。
如圖13所示，優(yōu)選的是，具有被接地導(dǎo)電層與電力供應(yīng)導(dǎo)電層夾在中間的高介電層的夾持器4002的電容器設(shè)置在盡可能接近夾持器4002的頂部表面4271或底部表面 4281。這是因為，在夾持器4002的表面與導(dǎo)電層之間的距離越小，測試電子器件期間電力供應(yīng)及接地的性能可越穩(wěn)定。具體地說，在夾持器4002的頂部表面4271與高介電構(gòu)件4211 之間的距離越小，待測試的電子器件的輸入敏感性越能得到改善，并且在夾持器4002的底部表面4281與高介電構(gòu)件4212之間的距離越小，電子器件的輸出敏感性越能得到改善。在本發(fā)明中，包括被接地導(dǎo)電層和電力供應(yīng)導(dǎo)電層夾在中間的高介電層的夾持器實質(zhì)上為一體，因此電容器可輕易地設(shè)置為接近夾持器的表面，進而能夠以高的精確度來進行電子器件的測試。
基板4021具有接地的分層導(dǎo)電構(gòu)件(或?qū)щ妼?4291、4292來用于接地，接地的分層導(dǎo)電構(gòu)件(或?qū)щ妼?4291、4292設(shè)置于基板表面4216、4217上部或上方,靠近信號傳輸觸點4003b的壓桿。每個用于接地的導(dǎo)電層(或接地導(dǎo)電層)電連接到基板4021的表面 4216或4217上的導(dǎo)電部分4241 (導(dǎo)電部分4241電連接到接地觸點)，電連接到基板4021 的表面4216或4217上的與信號傳輸觸點構(gòu)成同軸結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電部分4251，并且并不電連接到信號傳輸觸點。因此，通過將與接地等電位的接地導(dǎo)電層布置到靠近直徑小于外殼直徑的壓桿處，可補償在壓桿處的電感分量，進而可減少信號傳輸觸點的插入損失或靠近端部的串音?？赏ㄟ^通常的多層基板制造工藝在基板4021的表面上形成接地導(dǎo)電層。另外，可獲得比在將接地導(dǎo)電層布置在基板內(nèi)時更大的電容。在圖13的實施例中，為了清晰起見， 可將接地導(dǎo)電層4291、4292與類板基板4027、4028分離，然而，該接地導(dǎo)電層可接觸該類板基板。
盡管上文解釋了五個實施例，但是包括在這五個實施例中的兩個或更多個特征的另外實施例是可能的。例如，在圖7的第三實施例中，類板構(gòu)件2027及2028可由在第二實施例中的傳導(dǎo)材料制成，進而可省略接地導(dǎo)電層2291及2292。
構(gòu)成夾持器的材料可包括紙張以代替玻璃纖維，并且可包括酚樹脂或聚酰胺樹脂來代替環(huán)氧樹脂。對于構(gòu)成導(dǎo)電層或?qū)щ姌?gòu)件的材料，可使用銀或金來代替銅。
在上述實施例中，每個觸點延伸穿過夾持器。然而，至少一個觸點可在夾持器的厚度方向上在夾持器中部分延伸(或終止)。在這種情況下，終止于夾持器中的觸點與另一個觸點可由與上文所述的連接部分26相似的連接裝置來電連接。因此，在夾持器的頂部表面上布置的觸點的間距可不同于夾持器的底部表面上布置的觸點的間距。
附圖標(biāo)記列表
I帶有導(dǎo)向裝置的觸點夾持器
2觸點夾持器r
21基板
24，25用于接觸的孔
291，292用于接地的導(dǎo)電層
3a, 3b, 3c, 3d 觸點
31外殼I
32卷簧
33第一壓桿
34第二壓桿。
權(quán)利要求
1.一種觸點夾持器，適于使電子器件的多個端子接觸電路板的對應(yīng)觸點，包括 絕緣基板； 多個導(dǎo)電觸點，每個導(dǎo)電觸點插入到并被夾持在形成于所述基板中的多個孔中的每一個中， 其中所述基板具有設(shè)置于所述基板的表面上或上方的用于接地的導(dǎo)電層，所述用于接地的導(dǎo)電層被接地，并與所述觸點電絕緣， 并且其中所述用于接地的導(dǎo)電層被布置為，使得所述用于接地的導(dǎo)電層的表面大體垂直于所述觸點的軸向。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的觸點夾持器，其中在垂直于所述觸點的軸向的方向上，在所述用于接地的導(dǎo)電層與從所述基板的所述表面突起的觸點的一部分之間的距離被確定為使得所述觸點與所述用于接地的導(dǎo)電層電容性耦合。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的觸點夾持器，其中在形成于所述基板中的所述多個孔中的每個孔的內(nèi)表面上形成導(dǎo)電部分；所述多個導(dǎo)電觸點中的每個導(dǎo)電觸點被插入并夾持到所述多個孔的相應(yīng)孔中，使得每個觸點與對應(yīng)的導(dǎo)電部分電絕緣；并且每個觸點在其兩端處具有壓桿，并具有耦接所述壓桿的耦接構(gòu)件，所述壓桿中的至少一個能夠在所述基板的厚度方向上移動。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的觸點夾持器，其中每個觸點具有大體柱形的外殼以及布置在所述外殼的兩端上的壓桿，所述壓桿中的至少一個能夠在所述外殼的軸向上移動。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的觸點夾持器，還包括連接部分，所述連接部分布置在所述基板中，并且適于將每個導(dǎo)電部分彼此電連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一項所述的觸點夾持器，還包括 布置于所述基板中的至少一個分層的介電構(gòu)件，所述至少一個分層的介電構(gòu)件具有高于所述基板的介電常數(shù)；以及 分層的導(dǎo)電構(gòu)件，布置于所述基板中，并設(shè)置于所述分層的介電構(gòu)件的兩側(cè)上， 其中各自在形成于所述基板中的每個孔的內(nèi)表面上形成的所述導(dǎo)電部分中的至少一個電連接到設(shè)置于所述分層的介電構(gòu)件上的所述分層的導(dǎo)電構(gòu)件中的一個。
7.根據(jù)權(quán)利要求3至6中任一項所述的觸點夾持器，其中介電構(gòu)件設(shè)置在所述觸點的外表面與插入有所述觸點的所述孔的內(nèi)表面上形成的所述導(dǎo)電部分之間。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠補償基板外邊緣區(qū)域處的信號傳輸特征變化的觸點夾持器。基板(21)具有接地導(dǎo)電層(291、292)，所述接地導(dǎo)電層(291、292)布置于所述基板的表面(212、213)上部或上方，靠近信號傳輸觸點(3b)的壓桿。每個接地導(dǎo)電層電連接到基板(21)的表面(212)或(213)上的導(dǎo)電部分(241)，所述導(dǎo)電部分(241)電連接到每個接地觸點。另外，每個接地導(dǎo)電層并不電連接到所述信號傳輸觸點。
文檔編號G01R1/067GK102934297SQ201180027441
公開日2013年2月13日 申請日期2011年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月1日
發(fā)明者川手良尚, 椿裕一, 小林正彥 申請人:3M創(chuàng)新有限公司