专利名称：用于同时连接多个电触点的插塞连接的插塞连接模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于在一个测试信号发生器和一个处理装置的测试卡之间同时连接多个电触点的插塞连接的第一插塞连接模块，该处理装置将检验的元件输送给测试卡。
此外本发明还涉及这种插塞连接的一个第二插塞连接模块。
背景技术：
测试信号发生器、测试卡和处理装置在检验晶片和集成电路时被使用。经常也被称为“测试头”的测试信号发生器能够提供多个不同的信号用于检验。测试信号发生器被与测试卡相连，测试卡本身由传送装置周期地装入待检验的部件并且必要时还提供在测试装置与待检验的元件之间交换的信号。待检验的部件经常被称为“被测的器件(devices under test)”，由此派生出测试卡的名称为“DUT-板”。处理装置也经常被称为“处理机/晶片检测器”。
一整系列或一批元件的典型测试时间的数量级为几小时至几天。接着一批通常是另一批的检验，它需要另外的信号提供并且由此需要另外的、新的测试卡。为了将旧的测试卡从仪器连合体中取出并且为了安装新的测试卡，在测试信号发生器与测试卡之间的连接必须被打开及关上。
为了连接测试信号发生器和处理装置上的测试卡，与此相关地公开了所谓的直接对接(Direktdocking)。这被理解为“测试头”借助操作机直接连接在“处理机(handler)”上。这种解决方案非常昂贵(每个对接系统典型的费用为80000欧元)并且由于测试信号发生器、操作机和处理装置组成的联合体而需要非常多的空间。此外由于直接连接，触点接通(Kontaktierung)对于对处理装置的冲击非常敏感。
用于打开和闭合插塞连接的另一种公知的方法替代直接对接而而设置了具有开始提及的插塞连接模块的电缆连接。在该连接中插塞连接模块之一通过固定在这些插塞连接模块的另一个上的导轨被导向。由于高的测试信号发生器复杂性，在这种插塞连接中通常要连接或分离数百个触点对。大量的触点一方面导致在插塞连接模块中的触点布置的高排列密度，并且另一方面导致由所有单个触点对的阻力总和所造成的高的总阻力，该总阻力在插塞连接模块的连接中必须被克服。待克服的总阻力的典型值在具有数百个触点对的插塞连接中约为500N。这些力没有辅助工具时难以手动施加，并且此外在导向中即使小的不精确也可能导致单个触点的损坏。为了避免触点的损坏，所有的触点在插接在一起时必须尽可能同时地接触，这要求精确的导向。高的送入力和拉出力使得手动的连接和分离变得困难。在不够精确的导向中由于大的力而可能被损坏的损坏触点的更换耗费大并且昂贵，特别是，当整个测试装置在维修期间失灵时也是如此。
发明内容
在该背景下，本发明的任务是提供一种插塞连接模块，它们可减少触点的损坏危险。插塞连接模块应该可以继续地手动地不但快而且不复杂并且能可靠地操作地插合并且分离。当然，该解决方案也应该是低成本的。
本发明任务在开始提及的类型的第一插塞连接模块中通过这种方法解决，即第一插塞连接模块具有一个可绕着一个旋转轴线旋转的元件和一个与该可旋转的元件联接的接收装置，它接收第二插塞连接模块的配合件并且使该配合件在元件的旋转时相对于第一插塞连接件平移地移动，其中该平移移动与旋转轴线垂直地进行。
此外，本发明任务在开始提及的类型的第二插塞连接模块中通过这种方法解决，即第二插塞连接模块具有一个配合件，它被构造用于被接收在一个接收装置中，该接收装置与第一插塞连接模块的可围绕一个旋转轴旋转的元件联接，并且在该元件旋转时该配合件相对于第一插塞连接件进行平移地移动，其中该平移的移动与旋转轴线垂直地进行。
通过这些特征，本发明的任务被完全解决。
在此情况下，平移的移动为了连接而在一个方向上进行，并且为了脱开连接而在另一个方向上进行。从具有与平移的运动垂直的旋转轴线的旋转中引起平移的运动，能够实现将在几个毫米数量级的小平移运动至在更大旋转角范围上的旋转运动的转化。借助一个杠杆臂，连接的闭合和打开可以手动地进行，并且即使可能有大的阻力也可以灵敏地进行。通过这种方式，可以以简单的结构将手动操作的优点在降低触点损坏危险的情况下保留。换句话说本发明允许放弃昂贵的和对冲击敏感的操作机解决方案，而没有迄今为止的、与手动连接和脱开的电缆连接的应用相联系的、对插塞触点的损坏危险。总而言之，得出一种测试单元的低成本的构造，它允许测试装置结构快速的建立，即允许测试信号发生器与处理装置上的测试卡快速地触点接通。
在第一插塞连接模块的构型范围内优选的是，接收装置被集成到可旋转的元件中，并且可旋转的元件具有偏心地围绕可旋转的元件的旋转中心延伸的轨道，配合件在该轨道上被导向。
通过这种集成提供了一种非常紧凑的和稳定的解决方案。大的触点接通力(Kontaktierkrfte)通过在旋转时平稳增加的偏心曲线被克服。
优选的还有，轨道具有螺旋形(spiralfrmig)延伸的区段。
螺旋形的区段与其余的特征共同作用，将一个连续的旋转运动转化为一个没有不连续性的连续的平移的运动。为克服在打开和关闭时的阻力而必需的力因此可以特别灵敏地配量。
此外优选的是，轨道通过一个至少部分地设置在可旋转的元件的体积内的滑槽来确定。优选的变换方案是，轨道通过在可旋转的元件上延伸的导轨来确定。
两种变换方案给出了紧凑并且稳定的解决方案，其中滑槽解决方案更加扁平，而导轨可能可以更简单地被制造。
优选的还有，该轨道具有一个金属的表面，由此得到有利的高耐磨损强度。
该优点还可以通过这种方式加强，即轨道具有一个氮化钛表面，因为众所周知氮化钛特别耐磨损。
优选的还有，可旋转的元件由金属制成。
这种构型特征是高的刚度和强度。
另外一种优选的构型的特征在于，设有一个无相对转动地与元件相连的杆，用于手动地旋转可旋转的元件。
该无相对转动地相连的杆用于可以用杆长度预确定的转换，借助该转换，可旋转的元件的手动操作被转换为触点的平移运动。
此外优选的是，轨道在第一插塞连接模块和第二插塞连接模块的一个预确定的相对位置上具有一个棱边，该棱边在杆的确定的旋转角时被配合件越过并且在此情况下在配合件的运动中产生一个冲击。
该冲击用于在到达预确定的滑槽位置、并且由此到达一个预确定的触点位置时给出一个触觉的反馈。通过触觉的信号发生，装置的手动操作变得简单，并且此外所有参加的元件在实际的工作中都被保护了，因为不需要每次都操作该装置直到达到结构上限制的止挡为止。
对于第二插塞连接模块的构型，优选的是，配合件具有一个支承机构，该支承机构允许配合件在轨道上滚动。
通过配合件在轨道上的滚动，轨道和配合件之间的磨损被进一步减小。
另外的优点从说明书和附图中得到。
当然，前面提及的和后面待阐述的特征不仅在相应被说明的组合中，而且还可以在其它的组合中或单独地被使用，而没有离开本发明的范围。
本发明的实施例在附图中被示出，并且在随后的说明中被详细阐述。图中以概要的形式各示出了图1由测试信号发生器、具有测试卡和插塞连接模块的处理装置构成的测试结构的整体视图；图2在可旋转的元件的第一旋转角位置中，可旋转的元件及待被接收的配合件的俯视图；图3在可旋转的元件的第二旋转角位置中，可旋转的元件及待被接收的配合件俯视图；图4第一插塞连接模块的正视图；图5第二插塞连接模块的配合件的一个构型。
具体实施例方式
图1示出了一个处理装置10，测试卡12被安装在其上。处理装置这样将待检验的元件、例如集成电路或由半导体材料制成的晶片输送给测试卡12，使得测试卡12电接触待检验的元件。通过电缆14以及插塞连接模块16和18，测试信号发生器20与测试卡12交换电信号。其中测试信号发生器20能够在不同电压范围内提供具有不同波形和频率的模拟的和数字的信号的宽频谱。测试卡12具有一个布线，它为恰好要检验的电路或由半导体材料制成的晶片准备测试信号发生器20的信号。为了能够实现为不同类型的集成电路的独特的信号准备，测试卡12是可更换的。
为了更换测试卡12，至测试信号发生器20的信号连接也必须被打开。插塞连接模块16和18为此服务，其中第一插塞连接模块16与电缆14相连接，及第二插塞连接模块18与测试卡12相连接。第一插塞连接模块16具有多个电触点22，它们与第二插塞连接模块18的多个触点是互补的。由于高的测试器复杂性，在至测试卡的接口处可能需要大约500个插塞触点。为了避免在第一插塞连接模块16中的以及也在第二插塞连接模块18中的电触点22的损坏，所有触点对在插合时必须尽可能同时被接触。
由于高排列密度，这要求在插塞连接模块16和18时精确的导向。为了保证这一点，第一插塞连接模块16具有导轨24和26，它们在插塞连接模块16和18插合时被导入测试卡12的接收轨道28和30中。由于在大约500个触点对时例如大约500N的高的送入力和拉出力，没有辅助工具难以实现插塞连接模块16和18的可靠的插合。
为了灵敏地克服高送入力和拉出力，第一插塞连接模块16具有一个可围绕一个旋转轴线32旋转的元件34以及一个与该元件联接的、接收配合件36的接收装置，该配合件通过送入板38固定地与第二插塞连接模块18相连。接收装置例如被实现为一个偏心地围绕可旋转的元件34的旋转中心延伸的滑槽，该滑槽导向配合件36。在下面，这种滑槽另外还结合图2和图3被详细阐述。在此情况下，该导向这样进行，使得配合件36在元件34旋转时相对于第一插塞连接模块16平移地被移动。在此，该移动在第一插塞连接模块16相对于第二插塞连接模块18的送入方向和拉出方向上与旋转轴线32垂直地进行。通过与元件34无相对转动地连接的杆40手动地使该可旋转的元件34运动。
图2示出了该可旋转的元件34在第一转角位置的俯视图。为了说明功能，在图2以及在图3中只示出了为产生平移的相对运动而共同作用的元件，即杆40的一个区段和配合件36。第一转角位置的特征在于，一个凹入地被铣削入可旋转的元件34的滑槽44的开口42朝着图1中所示的第二插塞连接模块18，并且由此可以接收配合件36。滑槽44由此形成结合图1所提及的接收装置的构型。在元件34旋转时，轨道46将配合件36连续接近于旋转中心48地导向。为此滑槽44并且轨道46通过它偏心地绕着旋转中心48延伸。偏心率例如通过滑槽44与轨道46一起的至少区段地螺旋形的线路产生。如在图2中所示，在第一旋转角位置上的距离d1是最大的。
图3示出了可旋转的元件34在杆40的一个旋转之后位于第二旋转角位置中。第二旋转角位置示出了，配合件36沿着旋转的轨道46被更近地向旋转中心48引近，这样图2中的距离d1被减小至图3中的更小值d2。通过随距离的减小同时产生的配合件36的平移运动，图1中的插塞连接模块16和18被拉到一起，因此图3中的旋转角位置相应于插合的状态并且图2中的旋转角位置相应于插塞连接模块16和18的插塞连接的脱开状态。
为了长的寿命，可旋转的元件34优选地由金属制造。至少轨道46应该具有金属表面，其中被硬化的金属表面、例如氮化钛表面进一步提高了耐磨损强度。在一个构型的范围内，滑槽44的轨道46具有一个棱边50，它在到达图3的第二旋转角位置时被配合件36越过。由此，在杆40上可感觉到的阻力短时间地改变，因此棱边50的被越过给出一个触觉信号，它表明到达或离开第二旋转角位置。
图4示出了具有在插塞连接的连接或脱开时插塞连接模块16和18的相对运动的导向装置的构型的第一插塞连接模块16的前视图。其中相同的数字，如在其它图中一样，分别表示相同的元件。与图1至图3相关联地已经说明过的元件因此在与图4和图5的相关联中不再单独说明。
图4中的重要元件是导向面52和轴头(Wellenstumpf)54，它们作为另外的导向元件与在图2中已经示出的送入板38共同作用。一个相应地被构造的送入板38在图5中被示出。送入板38的特征在于一个缝槽56，其内部尺寸正好与轴头54的外径一致。因此第一插塞连接模块16到第二插塞连接模块18中的送入总体上如下进行首先第一插塞连接模块16的导轨24、26被导入第二插塞连接模块18的接收轨道28、30中并且被移动这么远，直到例如设置在第一插塞连接模块16中的插头接点预定心在第二插塞连接模块18中的作为互补的触点设置的插槽接点中。
在图5中示出的送入板38的叉形导向结构包括轴头54，并且配合件36被导入可旋转的元件34的开口42中。在由插塞连接模块16和18构成的插塞连接闭合时的大的触点接通力通过平稳增加的偏心曲线和杆40通过元件34的旋转被克服。在此情况下，在通过送入板38中的叉形缝槽56和轴头54以及通过送入板38在面52上的滑动送入(或压出)触点接通时，在一定程度上进行在插塞连接模块16和18之间的相对运动的精密导向。
配合件36可以具有一个支承机构，它在最简单的情况下通过一个套管58实现，该套管可旋转地支承在与送入板38固定连接的引入销60上。
权利要求
1.用于在一个测试信号发生器(20)和一个处理装置(10)的一个测试卡(12)之间同时连接多个电触点(22)的插塞连接的第一插塞连接模块(16)，该处理装置将一些待检验的元件输送给该测试卡(12)，其特征在于，该第一插塞连接模块(16)具有一个可绕着一个旋转轴线(32)旋转的元件(34)和一个与该可旋转的元件联接的接收装置，该接收装置接收一个第二插塞连接模块(18)的一个配合件(36)并且使该配合件在该元件(34)旋转时相对于该第一插塞连接模块(16)平移地移动，其中所述平移的移动与该旋转轴线(32)垂直地进行。
2.根据权利要求1的第一插塞连接模块(16)，其特征在于，该接收装置被集成到该可旋转的元件(34)中；该可旋转的元件(34)具有一个偏心地围绕该可旋转的元件(34)的一个旋转中心(48)延伸的轨道(46)，该配合件(36)在该轨道上被导向。
3.根据权利要求2的第一插塞连接模块(16)，其特征在于，该轨道(46)具有一个螺旋形延伸的区段。
4.根据权利要求2或3的第一插塞连接模块(16)，其特征在于，该轨道(46)通过一个至少部分地被设置在该可旋转的元件(34)的体积内的滑槽(44)确定。
5.根据权利要求4的第一插塞连接模块(16)，其特征在于，该轨道(46)具有金属表面。
6.根据权利要求5的第一插塞连接模块(16)，其特征在于，该轨道(46)具有氮化钛表面。
7.根据前述权利要求至少之一的第一插塞连接模块(16)，其特征在于，该可旋转的元件(34)由金属制成。
8.根据前述权利要求至少之一的第一插塞连接模块(16)，其特征在于，具有一个无相对转动地与该元件(34)相连的杆(40)，用于手动地转动该可旋转的元件(34)。
9.根据权利要求8的第一插塞连接模块(16)，其特征在于，该轨道(46)在第一插塞连接模块(16)与第二插塞连接模块(18)的一个预确定的相对位置中具有一个棱边(50)，该棱边在该杆(40)的一个确定的旋转处角时被该配合件(38)越过并且在此在该配合件(38)的运动中产生一个冲击。
10.用于在一个测试信号发生器(20)和一个处理装置(10)的一个测试卡(12)之间连接多个电触点(22)的插塞连接的第二插塞连接模块(18)，该处理装置(10)将一些待检验的元件输送给该测试卡(12)，其特征在于，该第二插塞连接模块(18)具有一个配合件(38)，该配合件被构造用于被接收到一个接收装置中，该接收装置与一个第一插塞连接模块(16)的可围绕一个旋转轴线(32)旋转的元件(34)联接，并且在该元件(34)旋转时该配合件相对于第一插塞连接模块(16)进行平移地移动，其中该平移的移动与该旋转轴线(32)垂直地进行。
11.根据权利要求10的第二插塞连接模块(18)，其特征在于，该配合件(38)具有一个支承机构(58，60)，它使得该配合件(38)可以在该轨道(46)上滚动。
全文摘要
本发明涉及用于在一个测试信号发生器(20)和一个处理装置(10)的测试卡(12)之间同时连接多个电触点(22)的插塞连接的第一插塞连接模块(16)，该处理装置(10)将一些待检验的元件输送给测试卡(12)。该插塞连接模块的特征在于它具有一个可绕着一个旋转轴线(32)旋转的元件(34)和一个与该可旋转的元件联接的接收装置，该接收装置接收第二插塞连接模块(18)的配合件(36)并且使配合件在元件(34)的旋转时相对于第一插塞连接模块(16)平移地移动，其中所述平移移动与该旋转轴线(32)垂直地进行。
文档编号G01R31/00GK1766650SQ20051011862
公开日2006年5月3日 申请日期2005年10月31日 优先权日2004年10月29日
发明者瓦尔特·米勒 申请人:Atmel德国有限公司