专利名称：具有柔性触点的线缆端子的制作方法
技术领域：
本发明涉及电缆及连接器，具体涉及用于测试印刷电路组件上触点的探测器。
背景技术：
在测试电子装置及组件的处理中会采用探测器。上述装置以高频工作，由此需要对信号控制较敏感的设计。类似地，用于测试上述装置的探测器必需能够以高频传送信号以避免劣化待分析的信号。用于测试高频装置的常规探测器采用弹性插针，其具有在壳体内住复运动的伸长针脚。这些插针可在高频有效工作，并可以有限的力提供较长的移距，但其制造成本较高，尤其对需要数个触点的列阵以同时探测多个位置的应用更是如此。
此外，由于会存在于待探测装置的金属表面上的薄层氧化物或其他污染物的原因，很多常规探测器采用不总是正欧姆触点的轴向触点。具有伸长针状插针的探测器特别不适于破坏任何这种膜的任何刮擦或滑动运动，并如果在需要这种运动时会产生探测器或装置的不希望的磨损或损害。
当对安装有电子组件的电路板进行测试时，常规测试在电路板上采用边缘连接器，其是电路板上的导电线路末端处的金属条。但是，这存在很多缺陷，其中边缘连接器会占用较多的板面积，并且会不必要地处于具有中间节点(对测试很重要)的特定相互作用组件之间。
需要高频性能的现有探测器通常被支撑在电路板上，该电路板具有用于处理及测试装置的信号的电子组件。因此，这种探测结构较复杂，且使得难以接近装置的全部部件。此外，这种探测器结构不允许操作者或机器视讯系统容易地识别触点的位置以确保对准，因此需要更昂贵的自动对准系统。
发明内容
本发明通过设置包括具有数个接触元件(其连接至主体)的主体的线缆组件连接器而克服了现有技术的缺点。每个接触元件均是形成为关节形状的伸长导体，并且具有从主体伸出的接触端部。每个接触元件的接触端部均包括具有凸起表面的弯曲部，所述凸起表面朝向远离所述主体的方向，且每个接触端部的自由端均朝向所述主体折回。所述连接器可包括连接至接触元件的后端部的平面电路元件，并且柔性线缆可连接至连接器。可在测试印刷电路组件的方法中采用上述连接器，所述印刷电路组件具有位于远离所述印刷电路组件的边缘位置处的暴露触点列阵，所述方法包括将连接器的接触元件与触点列阵对准，将端子压靠在触点列阵上，并且将信号经由线缆从所述触点列阵传输至连接至柔性线缆的设备。
图1是根据本发明的优选实施例的线缆组件及相关装置的立体图。
图2是图1的线缆端子的放大剖面侧视图。
图3是根据本发明的另一实施例的基于印刷电路的探测器的立体图。
图4A是根据图1的实施例的触点的平面图。
图4B是根据图1的实施例的触点的侧视图。
具体实施例方式
图1示出了电子探测及测试系统10，其包括电子测试设备或计算机12、连接至上述设备并从其延伸的线缆组件14、以及诸如印刷电路组件16的待测试装置。上述设备12是常规高速数字示波器、逻辑分析器、或者其他用于测试高速数字或模拟电路的这种装置，并具有连接器端口20，该端口具有连接至内部电路(其对信号进行分析)的多个触点，由此可在设备显示器上观察到。
待测试装置可以是任何电子装置。在示出的实施例中，该装置是印刷有导电线路24图案的印刷电路板22，其上安装有诸如集成电路的数个电子组件26。组件电连接至电路板上的导电垫列阵，并经由电路板上的线路(并未全部示出)互连。电路板可具有诸如边缘连接器条30的接口连接，其连接至电路，并当电路板最终被安装在电子组件(电路板是其组件)中时为连接而暴露。
待测试装置包括中总线垫列阵(mid-bus pad array)32。该列阵是多个暴露导电垫34，每个导电垫34都仅连接至总线36上的一条电路，其提供至少两个组件或连接器之间的连接。在另一实施例中上，该列阵可被布置在一个或更多组件与边缘连接器或其他连接器之间的电路上。在任何情况下，该列阵被布置远离电路板的边缘，使得不能接近适用于接触边缘触点的连接器。通过探测中总线位置，探测器可访问不会到达外部连接器的线路，由此可以分析组件之间线路上的信号以判定性能、误差、或其他特性。如下所述，该列阵可以是能够与测试探测器兼容的任何结构，但在优选实施例中是呈双列直插结构的垫排对，其中排之间间隔1.3mm(0.050英寸)，且垫以2.5mm(0.100英寸)的中心至中心间距对准。尽管在其他实施例中可采用一排至三排或更多排的任意排数，但在优选实施例中垫是27个排成两排的垫。
线缆组件14具有第一端40，其具有与设备的连接器端口20可移除地匹配的第一连接器42。线缆组件具有相对自由端44，其具有将在以下详述的端子组件46。线缆具有布置成扁平带的电线带50，其中电线紧密布置由此电线彼此相邻。在优选实施例中，对于待处理的两排测试垫，线缆具有两根扁平带，每一排一根扁平带。
每根电线均是具有被绝缘层54包围的中心导体52的同轴电线。箔或缠绕线索导电屏蔽56包围绝缘层，且隔绝套60包围上述屏蔽。在优选实施例中，中心导体是34号规格，其中绝缘层具有0.61mm(0.024英寸)的厚度。屏蔽层及隔绝套使得各个电线具有1.0mm(0.041英寸)的总直径。在其他实施例中，在考虑连接器触点间隙的机械极限的情况下，可以调整电线的直径以提供希望的性能。
端子组件46包括塑料壳体或块62、固定在壳体内并部分地从壳体伸出的一组弹性接触元件64、以及电连接至接触元件并连接至电线端部的印刷电路元件66。
参考图2，块62是具有前表面70、后表面72、主伸长侧面74，76、以及端面的矩形体(如图1所示)。块界定了数条从前面延伸至后面的通道80，每条通道80都用于每个导电元件。通道排从前面70至后面72在一个方向上被(在块的长度上从一端至一端延伸的)中间隔膜82彼此隔离，且通道排平行于主侧壁74及76等距取向。在同一排中的通道被分隔壁84与相邻通道分隔。因此，由中间隔膜、侧壁74或76、以及分隔壁84对(除了由块的端壁界定的末端通道之外)界定各个通道。在靠近后面的各个通道内，屏蔽86从中间隔膜83横向伸出，横跨在分隔壁之间，仅留出小缝隙90，在该缝隙处屏蔽的鼻端接近侧壁74或76的内表面。
弹性接触元件64容纳在块的各个通道80内。各个弹性接触元件均是恒定宽度的伸长的扁平条，形成为具有一系列折弯及曲线的关节式形状，每个都绕平行于条的平面的轴线形成。因此，当形成为所示形状时，条的各个主边缘占据各个平面。弹性接触元件具有从块62的后面大致垂直伸出的后端部92、关节式中间部94、以及弧形接触部96。后部具有中间地面对的后接触表面100。中间部是蜿蜒状，具有数个半圆发卡弯，其中笔直部分连接折弯部。笔直部分大致平行于前表面，该前表面处于端子运动的轴向方向以与触点列阵发生接触。
弹性接触元件包括第一长度受限笔直部分102、在中央方向上凹入并连接至第一部分的第一折弯部104、连接至第一折弯部的第二笔直部分106、以及连接至第二部分的第二横向凹入折弯部110。所述蜿蜒形状以部分112、折弯部114、部分116、折弯部120、部分122、折弯部124、部分126、折弯部130、以及部分132连续。折弯部134连接至部分132，并拱起约120度，由此连接部分136在穿过由块的表面70界定的平面的倾斜方向上延伸。弓形接触部140朝向块后弯，凸起远离块，其中凸起接触表面142具有与块表面70平行的切曲面部。笔直端部分144向后轴向延伸通过表面70的平面，并部分进入通道80。因此，仅弓形接触部的中间部分从块突出，由此不存在会绊住待测试装置的超过块的表面的暴露端。
弹性接触元件通过被紧密容纳在部分102与106之间的板86固定在块的各个通道内，其中板的鼻部被折弯部104紧密地包围。弹性接触元件在施加至接触表面142的轴向压力下通过使折弯部及笔直部分挠曲而工作，其中弹性力不会在接触部分整体位移至完全压缩位置(其处于表面70的平面处)的情况下过度地增大。折弯部110、114、120、124、126及134在力的作用下可自由挠曲，其中相同数量的各个方向的折弯部产生力的平衡，由此弹性接触元件类似于盘簧以大致轴向运动响应作用在接触表面142上的轴向力。
在挠曲期间，接触部上的点的运动并非完全笔直，而是由于相邻折弯部134的几何结构的原因而略微呈弓形。由此产生对触点在其所推压的垫上的轻微刮擦。但是，上述刮擦因数个交替致动折弯部的平衡几何结构而极为有限，由此刮擦非常轻微，由此避免了针磨损或损坏。类似地，如上所述，因为接触表面是光滑的弓形凸面，且弹性接触元件的自由端也凹入，故磨损也极为有限。
在优选实施例中，弹性接触元件由BeCu材料制成，其具有0.13mm(0.005英寸)的厚度、0.38mm(0.015英寸)的条宽度、以及5.6mm(0.220英寸)的条长度。可改变这些参数以提供所需性能特性。
如果以适当的间距布置触点，则可以改变反应电阻抗。通过改变反应阻抗，对于单端阻抗结构可以使触点之间的耦合最小化。通过改变反应阻抗，对于差分阻抗结构可以使触点之间的耦合最大化。
印刷电路元件66是双面电路板，在两侧具有信号触点146的列阵，列阵触点彼此电隔离，并且其间隔与弹性接触元件触点的间隔相同。各个信号触点146均为伸长条，垂直于电路板的前边缘150的长轴取向，该前边缘抵靠块的后表面72。伸长的接地触点150沿后边缘152的整个长度位于电路板的两侧上。各个同轴线缆50通过焊接电地并机械地连接至垫。各个中央导体52均焊接至各个触点146，并各个屏蔽连接至触点150。弹性接触元件的后部92的表面100同样地焊接至触点146的前部。
系统通过将端子的接触元件与装置上的触点列阵对准，将端子压在触点列阵上，并将信号经由线缆从触点列阵经由柔性线缆传递至设备来工作以测试装置。触点列阵位于电总线的中间位置以提供对线路的访问(否则装置连接器则不能接近)，且在推压端子的过程中，端子中的板簧被挠曲。通过弹性接触元件的凸出部进行接触，由此提供较宽的接触面积而不存在损坏装置镀层的危险。
图3示出了另一种探测器结构，其中待测试装置22由另一种探测器组件200探测。探测器组件包括印刷电路板202，其具有暴露导电垫204的列阵。垫连接至电路(电路经由线缆或其他导体与测试设备连接)，并位于电路板的自由边缘206。
板簧触点210焊接至各个垫。各个触点由具有0.13mm(0.005英寸)厚度的BeCu材料片形成。触点如下所述弯曲，其中全部曲线都大致围绕垂直于触点的长度的轴。如图4A及4B所示，触点具有重叠垫的扁平基部212、关节式中间部214、以及弯曲端部216。如图4B所示，触点呈关节状。中间部包括邻近基部212的向上弯曲部220。弯曲部向上弯曲通过约60度的弧形，到达平坦部上方约0.51mm(0.020英寸)。中间部然后在相反方向急剧折弯，并连接至相对于基部略微向上倾斜10度的笔直部222。在笔直部的一端，端部弯曲通过90度的弧形224，其半径约为0.25mm(0.010英寸)。端子端部226从弧形的端部笔直延伸，并向上且略微向后朝向基部以80度的角度指向基部。
就上述第一实施例而言，关节状中间部允许相应于轴向力而挠曲。弯曲端部(其端部远离被接触的表面向后延伸)防止损害摩擦，并使得通过接触极轻微地刮擦被接触表面而不会被暴露角部或边缘刮伤。
虽然在以上讨论了优选及替代实施例，但本发明并不意在被限制。
权利要求
1.一种连接器，包括主体；以及连接至所述主体的多个接触元件，每个所述接触元件均是形成为关节形状的伸长导体，并且(ii)具有从所述主体伸出的接触端部，每个接触元件的所述接触端部均包括具有凸起表面的弯曲部，所述凸起表面朝向远离所述主体的方向，且每个接触端部的自由端均朝向所述主体折回。
2.如权利要求1所述的连接器，其中所述关节形状呈蜿蜒状，包括由大致半圆形元件连接的多个大致平行元件，优选地，其中所述关节形状包括至少四个大致平行部分。
3.如权利要求1所述的连接器，其中所述主体限定有所述接触端部从其伸出的主表面，优选地，其中每个所述接触端部均为具有相对端部的线圈，每个相对端部均与所述主表面交叉。
4.如权利要求1所述的连接器，其中每个所述接触元件均包括从所述主体伸出的后端部。
5.如权利要求4所述的连接器，其中所述接触端部在第一方向上从所述主体伸出，且每个后端部均在相对于所述第一方向的第二方向上从所述主体伸出。
6.如权利要求4所述的连接器，还包括连接至所述接触元件的所述后端部的平面电路元件，优选地包括连接至所述平面电路元件的线缆。
7.一种用于探测电路元件的主表面上的触点列阵的线缆组件，所述线缆组件包括主体，其具有前表面以及相对后端；线缆，其从所述主体的后端延伸；连接至所述主体的接触元件列阵，每个所述接触元件均具有从所述主体的所述前表面伸出的接触端部，每个主体的所述接触端部均包括具有凸起表面的弯曲部，所述凸起表面朝向远离所述主体的方向，且每个接触端部的自由端均朝向所述主体折回。
8.如权利要求7所述的组件，其中每个所述接触元件均是形成为关节形状的伸长导体。
9.如权利要求8所述的组件，其中所述关节形状包括由大致半圆形元件连接的多个大致平行元件，优选地，其中所述关节形状包括至少四个大致平行部分。
10.如权利要求7所述的组件，其中每个所述接触端部均为具有相对端部的线圈，每个相对端部均与所述前表面交叉。
11.如权利要求7所述的组件，包括连接至所述接触元件的所述后端部的平面电路元件，优选地，其中所述接触元件成对布置，其中每一对的所述后端部均连接至所述电路元件的相对表面。
12.一种测试印刷电路组件的方法，所述印刷电路组件具有位于远离所述印刷电路组件的边缘位置处的暴露触点列阵，所述方法包括以下步骤设置包括具有柔性伸出接触元件列阵的端子的柔性线缆；将所述端子的所述接触元件与所述触点列阵对准；将所述端子压靠在所述触点列阵上；并且将信号经由所述线缆从所述触点列阵传输至连接至所述柔性线缆的设备。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述触点列阵位于电总线上的中间位置。
14.如权利要求12所述的方法，其中抵压所述端子的步骤包括使所述端子中的多个板簧挠曲的步骤。
15.如权利要求12所述的方法，其中每个所述接触元件均为伸长导体，其具有朝向所述印刷电路列阵延伸的弧形中间部，且其中抵压所述端子的步骤包括使所述触点列阵的各个元件与导体的中间部的相应凸出部分接触的步骤。
16.如权利要求12所述的方法，其中每个所述接触元件均具有伸长蜿蜒弹性部，其具有多个弧形部，且其中抵压所述端子的步骤包括通过在各个所述弧形部进行折弯来产生所述接触元件的轴向压力的步骤。
全文摘要
一种线缆组件连接器，包括具有连接至主体的多个接触元件。每个接触元件均是形成为关节形状的伸长导体，并且具有从主体伸出的接触端部。每个接触元件的接触端部均包括具有凸起表面的弯曲部，所述凸起表面朝向远离所述主体的方向，且每个接触端部的自由端均朝向所述主体折回。所述连接器可包括连接至接触元件的后端部的平面电路元件，并且柔性线缆可连接至连接器。可在测试印刷电路组件的方法中采用上述连接器，所述印刷电路组件具有位于远离所述印刷电路组件的边缘位置处的暴露触点列阵，所述方法包括将连接器的接触元件与触点列阵对准，将端子压靠在触点列阵上，并且将信号经由线缆从所述触点列阵传输至连接至柔性线缆的设备。
文档编号H01R12/22GK101044656SQ200580034840
公开日2007年9月26日 申请日期2005年9月30日 优先权日2004年10月13日
发明者D·德莱塞尔特 申请人:精密相连公司