一种一体式探头及具有一体式探头的测试测量仪器的制造方法

一种一体式探头及具有一体式探头的测试测量仪器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种一体式探头及具有一体式探头的测试测量仪器，涉及电变量测试领域。该一体式探头包括前端组件、缆线线芯、BNC连接器，前端组件包括PCB板、安装在PCB板上的探测针和固定针、安装在PCB板上的补偿电路、覆盖在PCB板和补偿电路上的前端绝缘层，安装在前端绝缘层外部的金属屏蔽管，BNC连接器包括BNC壳和BNC芯，BNC壳包括缆线连接部和前端组件连接部；BNC芯的一端与缆线线芯连接，BNC芯的另一端与固定针连接，还具有一个一体式注塑包胶层,固定安装在BNC连接器的前端组件连接部的外表面及前端组件的外表面上，使BNC连接器与前端组件固定连接；前端绝缘层也采用注塑包胶层，使得在注塑一体式注塑包胶层时，金属屏蔽管不变形，探头前端的等效电容稳定。
【专利说明】一种一体式探头及具有一体式探头的测试测量仪器

【技术领域】
[0001] 本发明涉及电变量测试领域，具体涉及显示电变量或波形的装置的测量探针。

【背景技术】
[0002] 探头是一种用于测试测量仪器采集信号的装置，它将采集信号输入到仪器、仪表 中。通常情况下，探头和仪器之间被设计成可拆装的结构，以便于仪器、仪表的搬运、整理和 使用。最常见的测试测量仪器包括示波器、频谱分析仪器和数据采集装置。
[0003] 参照图1，现有技术的探头包括缆线1、BNC (同轴电缆连接器)体3、探头前端5,探 头接口 6。
[0004] 参照图2,现有技术探头前端5包括：探针14、探针接口 13、PCB板及补偿电路16、 探头芯外壳15、屏蔽管12、外壳11。其中，探针14安装于探针接口 13, PCB板及补偿电路 16固定于探头芯外壳15中。探针接口 13是金属定制件，探针接口 13的前端呈管状，其尾 部焊接在PCB板及补偿电路16的一端。屏蔽管12套装在探头芯外壳15的外侧，外壳11 套装在屏蔽管12的外侧。
[0005] 参照图3,在BNC体3外部设置外螺纹18,结合参照图1和图2,外壳11内侧的对 应位置也设置有螺纹，安装时，该探头的BNC体3与外壳11通过螺纹连接，但是，因为在BNC 体3上车出外螺纹18需要很高的机加工精度，这不仅增加了探头的成本，且探头在使用中， 时常会因为出现螺纹连接松动的现象，造成使用上的不方便。
[0006] 现有技术探头中，BNC体3与缆线1的连接方式有很多种，专利号为 ZL200820122594. 3的中国实用新型专利公开了一种连接方式。参照图4,该探头包括：探头 接口 6、缆线1、BNC体3、BNC插针4、压紧环2、探头前端5。其中，BNC体3、BNC插针4、压 紧环2共同形成缆线1和探头前端5的连接部件。探头接口 6包括BNC公头、尾套和壳体， 用于连接探头和仪器。
[0007] 参照图5,缆线1由外皮7、屏蔽层8、绝缘层9、线芯10构成。
[0008] 结合参照图6,缆线1的线芯10焊接在BNC插针4的焊孔17上，压紧环2套在缆 线1上，并把缆线1的屏蔽层8均匀压紧在BNC体3的尾部外壁上。BNC插针4插在BNC 插接管(一个用于连接BNC插针和补偿电路的金属小管，图中未标示)中，BNC插接管焊接在 PCB板及补偿电路16的另一端上。
[0009] 探头的安装过程如下：先将压紧环2事先套在缆线1上，将缆线1逐层拨开，然后 将线芯10焊在BNC插针4的焊孔17内，把BNC插针4插入BNC体3,再将缆线1的屏蔽层 8附在BNC体3的尾部，将压紧环2推紧，让压紧环2把缆线1的屏蔽层8均匀压紧在BNC 体3的尾部外壁上，使用压紧钳把压紧环2压成六边形，使其牢固压紧在BNC体3尾部，对 接BNC体3和BNC插接管。
[0010] 现有技术中，因为探头的屏蔽管12和PCB板及补偿电路16之间需安装用于使补 偿电路21与屏蔽管27电绝缘的探头芯外壳15,因而使得探头的体积较大，使用不方便。参 照图7,示出了现有技术另外一种小体积探头前端5A的结构示意图，小体积探头前端5A包 括PCB板20、安装在PCB板20上的补偿电路21、焊接在PCB板20 -端的探测针22、焊接 在PCB板20另一端的固定针23、覆盖在PCB板20和补偿电路21上的热塑管26、安装在探 测针22的中部的探测针绝缘塞24、安装在固定针23的中部的固定针绝缘塞25,在热塑管 26与探测针绝缘塞24及固定针绝缘塞25的外部套有金属屏蔽管27。热缩管26是加热可 以收缩的套管，将热塑管26套在PCB板20和补偿电路21上，需要人工操控热风枪对热塑 管26加热，加热后的热塑管26会收缩并紧套在PCB板20和补偿电路21上，用于使补偿电 路21与屏蔽管27电绝缘。但，由于采用这种方法制作探头前端绝缘层时，不同工人每次使 用热风枪的角度、高度不同，致使每次人工制作热塑管26的收缩状况不同，从而使不同探 头的热塑管26产生的介电常数ε不能保持一致。不同探头上的热塑管26的介电常数ε 的不一致，会使探头上补偿电路21的等效电容产生差异，进而使不同探头的频响特性不一 致，影响了探头的性能指标，为工厂批量生产探头造成了困难。
[0011] 综上，现有技术探头存在如下技术问题：
[0012] 问题1 :探头的BNC体3与外壳11采用螺纹连接，成本高，螺纹可能松动。
[0013] 问题2:小体积探头前端5Α中，采用了热塑管作为前端绝缘层，导致不同探头的性 能不一致。


【发明内容】

[0014] 本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术中探头的BNC体与外壳采用螺纹连 接，成本高，螺纹可能松动的问题，提供一种一体式探头。
[0015] 本发明提供的一种一体式探头，包括前端组件、缆线线芯、BNC连接器，
[0016] 所述前端组件包括PCB板、安装在所述PCB板上的探测针和固定针、安装在所述 PCB板外部的金属屏蔽管，所述BNC连接器包括BNC壳和BNC芯，所述BNC壳包括缆线连接 部和前端组件连接部；所述BNC芯的一端与所述缆线线芯连接，所述BNC芯的另一端与所述 固定针连接，还具有一个一体式注塑包胶层，与所述BNC连接器的前端组件连接部的外表 面及所述前端组件的外表面固定连接。
[0017] 本发明公开的一体式探头，采用一体式注塑包胶层，将BNC连接器及前端组件固 定连接，大大降低了探头的成本，且连接紧固，使用可靠。
[0018] 作为一种举例，在所述BNC连接器的前端组件连接部的外表面还可以至少设有一 个BNC壳限位结构，在所述前端组件的金属屏蔽管上还可以至少设有一个屏蔽管限位结 构。BNC壳限位结构与屏蔽管限位结构会使得BNC连接器与前端组件之间的连接更加紧密 牢固，不易松动。
[0019] 作为一种举例，所述BNC连接器的BNC壳限位结构与所述前端组件的屏蔽管限位 结构均可以是环状凸台。
[0020] 作为一种举例，所述前端组件的屏蔽管限位结构的外径可以小于所述BNC连接器 的前端组件连接部的外径。这种设计结构使得探头前端整体呈锥形，避免了探头前端过粗 过大难以插入元器件间进行探测的尴尬。
[0021] 作为一种举例，所述前端组件的金属屏蔽管包括前管和尾管，所述前管的外径可 以小于所述尾管的外径，所述尾管的外径可以小于所述前端组件的屏蔽管限位结构的外 径。这种设计结构使得探头前端整体更细，更加方便探头在临近元器件间进行探测。
[0022] 作为一种举例，所述BNC芯与所述固定针连接的一端可以采用一个爪形结构，所 述固定针插入在所述爪形结构中。爪形结构的设计，使得所述BNC芯与所述固定针连接紧 密，不易脱落。
[0023] 本发明所要解决的又一技术问题是：针对现有技术中测试测量仪器中探头的BNC 体与外壳采用螺纹连接，成本高，螺纹可能松动的问题，提供一种具有一体式探头的测试测 量仪器。
[0024] 本发明所述一种具有一体式探头的测试测量仪器，包括探头，所述探头包括前端 组件、缆线线芯、BNC连接器，所述前端组件包括PCB板、安装在所述PCB板上的探测针和固 定针、安装在所述PCB板外部的金属屏蔽管，所述BNC连接器包括BNC壳和BNC芯，所述BNC 壳包括缆线连接部和前端组件连接部；所述BNC芯的一端与所述缆线线芯连接，所述BNC芯 的另一端与所述固定针连接，还具有一个一体式注塑包胶层，与所述BNC连接器的前端组 件连接部的外表面及所述前端组件的外表面固定连接。
[0025] 作为一种举例，在所述BNC连接器的前端组件连接部的外表面还可以至少设有一 个BNC壳限位结构，在所述前端组件的金属屏蔽管上还可以至少设有一个屏蔽管限位结 构。
[0026] 作为一种举例，所述BNC连接器的BNC壳限位结构与所述前端组件的屏蔽管限位 结构均可以是环状凸台。
[0027] 作为一种举例，所述前端组件的屏蔽管限位结构的外径可以小于所述BNC连接器 的前端组件连接部的外径。
[0028] 作为一种举例，所述前端组件的金属屏蔽管包括前管和尾管，所述前管的外径可 以小于所述尾管的外径，所述尾管的外径可以小于所述前端组件的屏蔽管限位结构的外 径。
[0029] 作为一种举例，所述BNC芯与所述固定针连接的一端可以采用一个爪形结构，所 述固定针插入在所述爪形结构中。
[0030] 本发明所要解决的再一个技术问题是：针对探头前端中，采用了热塑管作为前端 绝缘层，容易导致不同探头的性能不一致的问题，提供一种一体式探头。
[0031] 本发明所述一种一体式探头，包括PCB板，安装在所述PCB板上的补偿电路，安装 在所述PCB板一端的探测针，安装在所述PCB板另一端的固定针，覆盖在所述PCB板和所述 补偿电路上的前端绝缘层，安装在所述探测针的中部的探测针绝缘塞，安装在所述固定针 的中部的固定针绝缘塞，在所述前端绝缘层与所述探测针绝缘塞及所述固定针绝缘塞的外 部套有金属屏蔽管，所述前端绝缘层与所述探测针绝缘塞及所述固定针绝缘塞紧密连接， 所述前端绝缘层是注塑包胶层。
[0032] 本发明公开的一体式探头，采用注塑包胶层作为前端绝缘层，探头前端的等效电 容参数的值是稳定的，不需不断变化调节可调电容就能实现探头的正确补偿；同时也避免 了现有技术中前端绝缘层采用热塑管等材料的情况下，在BNC连接器的前端组件连接部的 外表面及前端组件的外表面上注塑一体式注塑包胶层时，金属屏蔽管严重变形的缺陷。
[0033] 作为一种举例，所述探测针绝缘塞、所述固定针绝缘塞及所述注塑包胶层可以是 直径相同的圆柱形结构，所述金属屏蔽管的内壁可以为圆柱形结构，所述金属屏蔽管的内 壁与所述探测针绝缘塞、所述固定针绝缘塞及所述注塑包胶层相接触。
[0034] 作为一种举例，所述金属屏蔽管还可以包括前管和尾管两部分，所述探测针绝缘 塞的靠近探测针的针尖一侧还可以接有一个直径小于所述探测针绝缘塞的直径的圆柱形 第二绝缘体；所述金属屏蔽管的尾管的内壁与所述探测针绝缘塞、所述固定针绝缘塞及所 述注塑包胶层相接触，所述金属屏蔽管的前管的内壁与所述第二绝缘体相接触。这种设计 结构使得在BNC连接器的前端组件连接部的外表面及前端组件的外表面上注塑一体式注 塑包胶层时，能够达到较好的注塑效果，不会因为金属屏蔽管与前端绝缘层之间具有较大 空隙而使金属屏蔽管产生形变。
[0035] 作为一种举例，所述金属屏蔽管的前管的长度可以与所述第二绝缘体的长度相 同。
[0036] 作为一种举例，所述注塑包胶层可以至少具有一个定位孔，所述定位孔可以为中 空结构，由所述注塑包胶层的外表面垂直延伸至所述PCB板的一个表面上。
[0037] 作为一种举例，所述注塑包胶层可以至少具有一个上定位孔和一个下定位孔，所 述上定位孔和所述下定位孔可以均为中空结构，所述上定位孔由所述注塑包胶层的外表面 垂直延伸至所述PCB板的一个表面上，所述下定位孔由所述注塑包胶层的外表面垂直延伸 至所述PCB板的另一个表面上。由于定位孔的存在，在对PCB板进行注塑包胶时，能够保证 PCB板不弯曲，达到更好的注塑效果。
[0038] 本发明所要解决的有一个技术问题是：针对现有技术测试测量仪器探头前端中， 采用了热塑管作为前端绝缘层，容易导致不同探头的性能不一致的问题，提供一种具有一 体式探头的测试测量仪器。
[0039] 本发明所述一种具有一体式探头的测试测量仪器，包括探头，所述探头包括PCB 板，安装在所述PCB板上的补偿电路，安装在所述PCB板一端的探测针，安装在所述PCB板 另一端的固定针，覆盖在所述PCB板和所述补偿电路上的前端绝缘层，安装在所述探测针 的中部的探测针绝缘塞，安装在所述固定针的中部的固定针绝缘塞，在所述前端绝缘层与 所述探测针绝缘塞及所述固定针绝缘塞的外部套有金属屏蔽管，所述前端绝缘层与所述探 测针绝缘塞及所述固定针绝缘塞紧密连接，所述前端绝缘层是注塑包胶层。
[0040] 作为一种举例，所述探测针绝缘塞、所述固定针绝缘塞及所述注塑包胶层可以是 直径相同的圆柱形结构，所述金属屏蔽管的内壁可以为圆柱形结构，所述金属屏蔽管的内 壁与所述探测针绝缘塞、所述固定针绝缘塞及所述注塑包胶层相接触。
[0041] 作为一种举例，所述金属屏蔽管还可以包括前管和尾管两部分，所述探测针绝缘 塞的靠近探测针的针尖一侧还可以接有一个直径小于所述探测针绝缘塞的直径的圆柱形 第二绝缘体；所述金属屏蔽管的尾管的内壁与所述探测针绝缘塞、所述固定针绝缘塞及所 述注塑包胶层相接触，所述金属屏蔽管的前管的内壁与所述第二绝缘体相接触。这种设计 结构使得在BNC连接器的前端组件连接部的外表面及前端组件的外表面上注塑一体式注 塑包胶层时，能够达到较好的注塑效果，不会因为金属屏蔽管与前端绝缘层之间具有较大 空隙而使金属屏蔽管产生形变。
[0042] 作为一种举例，所述金属屏蔽管的前管的长度可以与所述第二绝缘体的长度相 同。
[0043] 作为一种举例，所述注塑包胶层可以至少具有一个定位孔，所述定位孔可以为中 空结构，由所述注塑包胶层的外表面垂直延伸至所述PCB板的一个表面上。
[0044] 作为一种举例，所述注塑包胶层可以至少具有一个上定位孔和一个下定位孔，所 述上定位孔和所述下定位孔可以均为中空结构，所述上定位孔由所述注塑包胶层的外表面 垂直延伸至所述PCB板的一个表面上，所述下定位孔由所述注塑包胶层的外表面垂直延伸 至所述PCB板的另一个表面上。

【专利附图】

【附图说明】
[0045] 图1是现有技术中一种常用探头的结构图；
[0046] 图2是现有技术探头前端5的立体分解图；
[0047] 图3是现有技术探头的BNC体3的螺纹位置示意图；
[0048] 图4是现有技术另一种探头的结构图；
[0049] 图5是现有技术缆线1的结构图；
[0050] 图6是现有技术另一种探头的安装过程的分解示意图；
[0051] 图7是现有技术探头前端5A的立体分解图；
[0052] 图8是本发明优选实施例一种一体式探头的结构图；
[0053] 图9是本发明优选实施例的探头前端100的局部剖面示意图；
[0054] 图10是本发明优选实施例的探头前端100去除一体式注塑包胶层103的局部剖 面示意图；
[0055] 图11是本发明优选实施例的金属屏蔽管1014的结构示意图；
[0056] 图12是本发明优选实施例的前端组件101去除金属屏蔽管1014的结构示意图；
[0057] 图13是探头在连接测试测量仪器时的等效电路示意图；
[0058] 图14是本发明优选实施例的定位孔结构示意图。

【具体实施方式】
[0059] 下面将结合附图对本发明的实施例做进一步详细的说明。参照图8,图中与现有 技术相同的部分采用了相同的标号。该一体式探头包括探头接口 6、缆线1，探头前端100， 结合参照图9和图12,探头前端100包括前端组件101，BNC连接器102 ;前端组件101包 括PCB板1011、焊接在PCB板1011上的探测针1012和固定针1013、安装在PCB板1011上 的补偿电路1030,安装在PCB板1011外部的金属屏蔽管1014,在PCB板1011和金属屏蔽 管1014之间还有一层前端绝缘层1015 ;本优选实施例的前端绝缘层1015可以采用注塑包 胶方式形成；作为另外的举例，探测针1012可以不焊接在PCB板1011上，而采用【背景技术】 中的连接方式。BNC连接器102包括BNC壳1021和BNC芯1022, BNC壳1021包括缆线连 接部10211和前端组件连接部10212 ;BNC连接器102与缆线1的连接过程如下：将卡线塞 1023事先套在缆线1上，将缆线1逐层拨开，然后将线芯10焊在BNC芯1022的焊孔内，把 BNC芯1022插入BNC连接器102内，再将缆线1的屏蔽层8附在卡线塞1023的外部，将卡 线塞1023向BNC连接器102推紧，让卡线塞1023把缆线1的屏蔽层8均匀压紧在缆线连 接部10211的尾部内壁和卡线塞1023的外壁之间；作为另外的举例，BNC连接器102与缆 线1也可以采用【背景技术】中的连接方式。BNC芯1022的另一端具有一个爪形结构10221， 固定针1013插入爪形结构10221中，使得固定针1013与BNC芯1022的连接更加紧密，作 为另外的举例，BNC芯1022的另一端也可以只采用一个筒状结构与固定针1013进行插接； 在BNC芯1022与BNC壳1021之间还具有BNC绝缘层1024 ;在BNC连接器102的前端组件 连接部10212的外表面及前端组件101的外表面上，还具有一个一体式注塑包胶层103,将 BNC连接器102与前端组件101紧密连接；一体式注塑包胶层103通过注塑包胶的方式在 BNC连接器102与前端组件101的外表面形成，注塑包胶方式形成的一体式注塑包胶层103 将BNC连接器102与前端组件101固定连接，解决了现有技术中螺纹连接可能出现松动的 问题，且降低了成本。在BNC连接器102的缆线连接部10211的外表面和与之连接的缆线 1的部分外表面还裹覆一层软胶绝缘层104,软胶绝缘层104对缆线1与BNC连接器102的 连接部分起到保护的作用。
[0060] 作为一个举例说明，参照图10,结合参照图9,为了使一体式注塑包胶层103更加 紧密牢固的将BNC连接器102与前端组件101固定连接，在BNC连接器102的前端组件连 接部10212的外表面还可以设有BNC壳限位结构105,在前端组件101的金属屏蔽管1014 上设有屏蔽管限位结构106 ;本举例说明中，BNC壳限位结构105的形状和屏蔽管限位结构 106的形状可以均是环状凸台，根据需要，BNC壳限位结构105可以是由多个环状凸台组成， 比如4个环状凸台，屏蔽管限位结构106的可以是1个环状凸台也可以是多个环状凸台；作 为另外的举例说明，BNC壳限位结构105的形状和屏蔽管限位结构106的形状不局限于环 状凸台，也可以是中间具有缺口的环状凸台，也可以是分散分布在BNC连接器102的前端组 件连接部10212外表面的凸起形结构；BNC壳限位结构105的数量可以是一个，也可以是多 个。
[0061] 作为一种举例说明，屏蔽管限位结构106的外径小于BNC壳限位结构105的外径， 这种设计结构使通过注塑包胶的方式在BNC连接器102与前端组件101的外表面形成的一 体式注塑包胶层103可以呈锥形结构，进而使得探头前端100整体呈锥形，避免了探头前端 100过粗过大难以插入元器件间进行探测的尴尬。作为另外的举例，屏蔽管限位结构106 的数量可以是1个，也可以是多个。当屏蔽管限位结构106的数量为多个时，为了达到探头 前端100整体呈锥形结构，靠近探测针1012的屏蔽管限位结构106的高度应依次减小。屏 蔽管限位结构106不仅能使一体式注塑包胶层103可以更加紧密牢固地连接住BNC连接器 102与前端组件101，使一体式注塑包胶层103不会出现横向晃动，而且在安装时，通过其顶 接在连接器102的前端组件连接部10212前部，对固定针1013插入BNC芯1022的深度进 行限位，使固定针1013与BNC芯1022的连接更加稳定。
[0062] 作为一种举例说明，参照图11，金属屏蔽管1014可以包括前管10141和尾管 10142,前管10141的外径小于尾管10142的外径，尾管10142的外径小于前端组件101的 屏蔽管限位结构106的外径。这种设计结构使得探头前端100呈锥形结构、整体更细，更加 方便探头在临近元器件间的狭窄位置进行探测。作为另外的举例，前管10141和尾管10142 也可以做成相同的外径。
[0063] 参照图12,在探测针1012的中部设有探测针绝缘塞1016,在固定针1013的中部 设有固定针绝缘塞1017,前端绝缘层1015与探测针绝缘塞1016及固定针绝缘塞1017紧密 连接，前端绝缘层1015是采用注塑包胶方式形成的注塑包胶层。由于前端绝缘层1015采 用注塑包胶层的技术方案，避免了前端绝缘层1015采用热塑管等材料的情况下，由于BNC 连接器102的前端组件连接部10212的外表面及前端组件101的外表面上注塑一体式注塑 包胶层103时产生的压力原因，使金属屏蔽管1014产生严重变形的缺陷。这里还需要说明 的是，当金属屏蔽管1014严重变形时，极容易因其对内部的采用热塑管的前端绝缘层1015 产生压力，使前端绝缘层1015的破损，造成金属屏蔽管1014与PCB板1011上的补偿电路 1030之间形成短路。
[0064] 前端绝缘层1015采用注塑包胶层相比现有技术前端绝缘层1015采用热塑管还具 有以下的技术效果：
[0065] 参照图13,探头前端100的等效输入电阻R与等效输入电容C与测试测量仪器的 输入电阻Rscope和输入电容Cscope形成一个比例分压电路，图中电容C2、C3和C4为探头 前端100的PCB板1011及其元器件与金属屏蔽管1014之间的等效电容。Cwire是探头线缆 1所带来的寄生电容，在实际的应用中，为了能够实现对不同测试测量仪器输入电容参数的 匹配，在探头的设计中，需要加入可调电容Ccomp，使用探头前，通过调节可调电容Ccomp, 实现探头的正确补偿，探头带宽范围内频响平坦的条件需要满足RX (C+C3) =RSC〇peX (C4+Cwire+Ccomp+Cscope)，由于参数匹配主要考虑的是分压电路上的等效参数，电容C2 是输入节点到地，所以不参与分压比例电路的计算。
[0066] 由于电容C2、C3和C4为探头前端部分的PCB板1011及其元器件与金属屏蔽管 1014之间的等效电容，电容值的大小与PCB板1011与金属屏蔽管1014的距离、PCB板1011 上的元器件与金属屏蔽管1014的距离、PCB板1011与金属屏蔽管1014之间的介质的介电 常数，以及PCB板1011上的元器件与金属屏蔽管1014之间的介质的介电常数有关。电容 C2、C3和C4的值可以应用平行板的电容原理进行计算，平行板电容的计算公式如下： s S
[0067] (=^7
[0068] 对于探头前端100而言，由于其结构固定，所以影响等效电容参数的因素最主要 是介电常数ε，不同的介质介电常数ε不同，所形成的等效电容值也不相同。前述探头前 端100的PCB板1011与金属屏蔽管1014之间的介质及PCB板1011上的元器件与金属屏 蔽管1014之间的介质主要有两个，一个是热缩管，另外一个是热塑管与金属屏蔽管1014之 间的空气，计算总的介电常数需要考虑两方面的因素。由于热缩管是加热可以收缩的套管， 将热塑管套在PCB板1011及补偿电路1030上，需要人工操作热风枪对热塑管加热，使加热 后的热塑管紧套在PCB板1011及补偿电路1030上，由于每人每次使用热风枪的角度、高度 等不同，致使每次人工操作以后，热塑管的介电常数ε不能保持一致，由此会带来探头前 端100的等效电容会有一定的偏差。这将导致不同探头的探头前端100的等效电容也相应 的变化，这就需要不断变化调节可调电容Ccomp，才能实现探头的正确补偿，这对探头的批 量生产带来了巨大的不便。
[0069] 而注塑包胶层的介电常数是相对稳定的，所以探头前端的等效电容参数的值是稳 定的，不需不断变化调节可调电容Ccomp就能实现探头的正确补偿。
[0070] 部分可用于注塑包胶的绝缘材料的介电常数如下表：
[0071] Wf |介电常数 PVC ~ POLYPROPYLENE |l.5 TEFLON 2
[0072] 出于对绝缘材料的介电常数、可制作性以及材料成本等几个因素的综合考虑，本 发明优选实施例中PCB板1011及补偿电路1030外部的注塑包胶层选用PP (聚丙烯)材料， 由于PP (聚丙烯）材料的可塑性较好，在BNC连接器102的前端组件连接部10212的外表 面及前端组件101的外表面上注塑一体式注塑包胶层103时，PP (聚丙烯)材料可以支撑金 属屏蔽管1014外层注塑包胶时的外部压力，防止金属屏蔽管1014变形。
[0073] 另外，PCB板1011及补偿电路1030外部的注塑包胶层所选材料的介电常数将直 接影响探头前端100的等效电容参数，对于探头前端100而言，等效电容越小，对前端电路 的影响也就越小，等效电容偏大，则会使探头的特性参数的上升时间下降，带宽降低，这种 偏差会导致探头性能的一致性差，特别是300MHz带宽以上高带宽的高阻探头尤为明显。PP (聚丙烯）材料的介电常数是1. 5,等效电容参数比较理想。
[0074] 作为另外的举例，PCB板1011及补偿电路1030外部的注塑包胶层还可以选用如 PVC (聚氯乙烯）材料或TEFLON (聚四氟乙烯树脂，特氟龙）材料等其它材料。
[0075] 作为另外的举例，通过对注塑包胶层的不同选材，来实现探头前端100可调电容 Ccomp参数的修改与调节，可以使得探头的制作相对灵活，便于掌控。
[0076] 作为另外的举例，参照图12,结合参照图11，当金属屏蔽管1014包括前管10141 和尾管10142时，探测针绝缘塞1016的靠近探测针1012的针尖一侧还可以接有一个直 径小于探测针绝缘塞1016的直径的圆柱形第二绝缘体1018 ;将金属屏蔽管1014的尾管 10142的内壁的直径与前端绝缘层1015的直径做成相同的标称尺寸，金属屏蔽管1014的尾 管10142的内壁的直径取所述标称尺寸的正差尺寸，前端绝缘层1015的直径取所述标称尺 寸的负差尺寸，安装时，将前端组件101按照探测针1012在前、固定针1013在后的方向沿 金属屏蔽管1014的尾部插入金属屏蔽管1014,使得金属屏蔽管1014的尾管10142的内壁 与前端绝缘层1015紧密接触，这使得在BNC连接器102的前端组件连接部10212的外表面 及前端组件101的外表面上注塑一体式注塑包胶层103时，能够达到较好的注塑效果，不会 因为金属屏蔽管1014与前端绝缘层1015之间具有较大空隙而使金属屏蔽管1014产生形 变。在本举例说明中，探测针绝缘塞1016和圆柱形第二绝缘体1018是采用注塑包胶的方 式在探测针1012上形成。
[0077] 作为另外的举例，当探测针绝缘塞1016、固定针绝缘塞1017及前端绝缘层1015 均采用直径相同的圆柱形结构时，金属屏蔽管1014插装在探测针绝缘塞1016、前端绝缘层 1015及固定针绝缘塞1017的外侧时、金属屏蔽管1014的尾管10142的内壁与探测针绝缘 塞1016、固定针绝缘塞1017及前端绝缘层1015均紧密接触，使得在BNC连接器102的前端 组件连接部10212的外表面及前端组件101的外表面上注塑一体式注塑包胶层103时，能 够达到更好的注塑效果。
[0078] 在本举例说明中，由于圆柱形第二绝缘体1018的直径小于探测针绝缘塞1016的 直径，将金属屏蔽管1014的前管10141的内壁的直径与圆柱形第二绝缘体1018的直径做 成相同的标称尺寸，金属屏蔽管1014的前管10141的内壁的直径取所述标称尺寸的正差尺 寸，圆柱形第二绝缘体1018的直径取所述标称尺寸的负差尺寸，使得金属屏蔽管1014插装 在圆柱形第二绝缘体1018、探测针绝缘塞1016、前端绝缘层1015及固定针绝缘塞1017的 外侧时、使得金属屏蔽管1014的前管10141的内壁与第二绝缘体1018紧密接触。在本举 例说明中，金属屏蔽管1014的前管10141的长度与圆柱形第二绝缘体1018的长度相同。
[0079] 作为另外的举例，金属屏蔽管1014的前管10141的长度也可以略小于圆柱形第二 绝缘体1018的长度。
[0080] 作为另外的举例，探测针绝缘塞1016可以不设圆柱形第二绝缘体1018,相应的， 金属屏蔽管1014的前管10141和尾管10142可以做成相同的外径。
[0081] 作为另外的举例，在圆柱形第二绝缘体1018靠近探测针1012针尖一侧还接有一 个直径小于圆柱形第二绝缘体1018的圆柱形第三绝缘体1019,圆柱形第三绝缘体1019的 直径与接地弹簧相对应，方便在探头测试时接地。
[0082] 作为另外的举例，在固定针绝缘塞1017靠近BNC芯1022的一侧还接有一个直径 小于固定针绝缘塞1017的第四绝缘体1020,第四绝缘体1020的形状没有固定限制，可以是 圆柱形、可以是正方形，也可以是棱柱形，第四绝缘体1020的作用是：固定针1013插入BNC 芯1022,将BNC芯1022与固定针绝缘塞1017之间裸露的固定针1013主体裹覆起来，以达 到更好的绝缘效果。
[0083] 作为另外的举例，由于前端绝缘层1015是采用注塑包胶方式形成的注塑包胶层， 为了避免PCB板1011及补偿电路1030在注塑包胶过程中发生变形或损坏，在注塑包胶模 具中还包括与注塑模具一体式设计的定位针，定位针可以是一个，也可以是多个，定位针从 注塑包胶模具延伸至PCB板1011的不同位置，给PCB板1011不同方向的支撑力，使PCB板 1011在注塑包胶的过程中不发生弯曲或者变形，当注塑完成以后，撤去注塑包胶模具及与 注塑包胶模具一体式设计的定位针，在注塑好的前端绝缘层1015上就会出现定位孔。在本 举例说明中，所述定位针可以是紧紧顶住PCB板1011，也可以是设立在接近PCB板1011的 位置，用于使PCB板1011在注塑包胶的过程中不发生过度的弯曲或者变形，撤去注塑包胶 模具及与注塑包胶模具一体式设计的定位针时，在注塑好的前端绝缘层1015上也会保留 定位针形成的定位孔。
[0084] 参照图14,作为另外的举例，如果注塑包胶模具具有与注塑模具一体式设计的上 下两个定位针时，撤去注塑包胶模具及与注塑包胶模具一体式设计的定位针时，会使前端 绝缘层1015留有一个上定位孔1031和一个下定位孔1032,上定位孔1031由前端绝缘层 1015的外表面垂直延伸至PCB板1011的上表面，下定位孔1032由前端绝缘层1015的外表 面垂直延伸至PCB板1011的下表面。需要说明的是，PCB板1011的上表面和下表面是相 对而言，选取PCB板1011上，布设前端电路的其中一个表面为上表面，则相对的另一个表面 为下表面。另外这里还需要说明的是，由于注塑包胶模具上的定位针可以是紧紧顶住PCB 板1011，也可以是设立在接近PCB板1011的位置，因此，在本举例说明中，所述的上定位孔 1031或下定位孔1032由前端绝缘层1015的外表面垂直延伸至PCB板1011的表面，可以是 直接通达PCB板1011的表面，也可以是仅通达到接近PCB板1011的表面上的一个位置。
[0085] 作为另外的举例，在本举例说明中，上定位孔1031和下定位孔1032的孔径为1mm。
[0086] 作为另外的举例，当PCB板1011上的元器件都布在同一侧时，或当PCB板1011在 压力作用下，只会向一侧弯曲时，前端绝缘层1015上也可以只设有一个定位孔，用于防止 注塑包胶时的PCB板1011发生变形。
[0087] 作为另外的举例，在本举例说明中，注塑包胶模具中还包括与注塑模具一体的一 个或多个定位针，从而使前端绝缘层1015具有一个或者多个上定位孔1031，其中一个上定 位孔1031设于PCB板1011沿长度方向的中间位置。作为又一个示例，在本举例说明中，前 端绝缘层1015具有一个或者多个下定位孔1032,其中一个下定位孔1032设于PCB板1011 沿长度方向的中间位置。在PCB板1011的中间位置设置上定位孔1031和/或下定位孔 1032,可以在注塑包胶时最大限度的控制PCB板1011，使其不发生变形。
[0088] 在本举例说明中，上定位孔1031和下定位孔1032的个数可以相同，也可以不同。 作为一个举例，在本举例说明中，上定位孔1031和下定位孔1032可以 对称的分布于 PCB板1011的上表面和下表面两侧。作为另外的举例，在本举例说明中，上定位孔1031和 下定位孔1032可以相互交叉错位分布于PCB板1011的上表面和下表面两侧，S卩，在相邻两 个上定位孔1031之间的位置对应有一个下定位孔1032,在相邻两个下定位孔1032之间的 位置对应有一个上定位孔1031。
[0089] 在上述各个示例中，上定位孔1031和下定位孔1032的开设位置均避开了 PCB板 1011上的补偿电路1030。
[0090] 作为一个具体实例，在上述各个示例中，上定位孔1031和下定位孔1032为圆柱 形。作为另一个具体实例，在上述各个示例中，上定位孔1031和下定位孔1032为圆锥或圆 台形。
[0091] 由于定位针的存在，在对PCB板1011及补偿电路1030进行注塑包胶时，能够保证 PCB板1011不弯曲，达到更好的注塑效果。
[0092] 以上所述的仅为本发明的优选实施例，所应理解的是，以上优选实施例的说明只 是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发 明的思想和原则之内所做的任何修改、等同替换等等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种一体式探头，包括前端组件、缆线线芯、BNC连接器， 所述前端组件包括PCB板、安装在所述PCB板上的探测针和固定针、安装在所述PCB板 外部的金属屏蔽管， 所述BNC连接器包括BNC壳和BNC芯，所述BNC壳包括缆线连接部和前端组件连接部； 所述BNC芯的一端与所述缆线线芯连接，所述BNC芯的另一端与所述固定针连接， 其特征在于，还具有一个一体式注塑包胶层，与所述BNC连接器的前端组件连接部的 外表面及所述前端组件的外表面固定连接。
2. 根据权利要求1所述的探头，其特征在于，在所述BNC连接器的前端组件连接部的外 表面至少设有一个BNC壳限位结构，在所述前端组件的金属屏蔽管上至少设有一个屏蔽管 限位结构。
3. 根据权利要求2所述的探头，其特征在于，所述BNC连接器的BNC壳限位结构与所述 前端组件的屏蔽管限位结构均是环状凸台。
4. 根据权利要求3所述的探头，其特征在于，所述前端组件的屏蔽管限位结构的外径 小于所述BNC连接器的前端组件连接部的外径。
5. 根据权利要求4所述的探头，其特征在于，所述前端组件的金属屏蔽管包括前管和 尾管，所述前管的外径小于所述尾管的外径，所述尾管的外径小于所述前端组件的屏蔽管 限位结构的外径。
6. 根据权利要求1、2、3、4或5所述的探头，其特征在于，所述BNC芯与所述固定针连接 的一端具有一个爪形结构，所述固定针插入在所述爪形结构中。
7. -种具有一体式探头的测试测量仪器，包括探头，所述探头包括前端组件、缆线线 芯、BNC连接器， 所述前端组件包括PCB板、安装在所述PCB板上的探测针和固定针、安装在所述PCB板 外部的金属屏蔽管， 所述BNC连接器包括BNC壳和BNC芯，所述BNC壳包括缆线连接部和前端组件连接部； 所述BNC芯的一端与所述缆线线芯连接，所述BNC芯的另一端与所述固定针连接， 其特征在于，还具有一个一体式注塑包胶层与所述BNC连接器的前端组件连接部的外 表面及所述前端组件的外表面固定连接。
8. 根据权利要求7所述的测试测量仪器，其特征在于，在所述BNC连接器的前端组件连 接部的外表面至少设有一个BNC壳限位结构，在所述前端组件的金属屏蔽管上至少设有一 个屏蔽管限位结构。
9. 根据权利要求8所述的测试测量仪器，其特征在于，所述BNC连接器的BNC壳限位结 构与所述前端组件的屏蔽管限位结构均是环状凸台。
10. 根据权利要求9所述的测试测量仪器，其特征在于，所述前端组件的屏蔽管限位结 构的外径小于所述BNC连接器的前端组件连接部的外径。
11. 根据权利要求10所述的测试测量仪器，其特征在于，所述前端组件的金属屏蔽管 包括前管和尾管，所述前管的外径小于所述尾管的外径，所述尾管的外径小于所述前端组 件的屏蔽管限位结构的外径。
12. 根据权利要求7、8、9、10或11所述的测试测量仪器，其特征在于，所述BNC芯与所 述固定针连接的一端具有一个爪形结构，所述固定针插入在所述爪形结构中。
【文档编号】G01R1/067GK104122417SQ201310149423
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2013年4月26日 优先权日:2013年4月26日
【发明者】赵曜伟, 王悦, 王铁军, 李维森 申请人:苏州普源精电科技有限公司