试验插座的栅格形设置的制作方法

专利名称：试验插座的栅格形设置的制作方法
背景技术：
本发明在总体上涉及电气连接器，具体涉及适用于集成电路(″IC″)组件的老化试验插座。
传统的老化试验插座典型地包括数个端子，该端子配入相应的数个端子容纳腔。端子通常包括接触部，用以与IC组件的引角接触；尾部，用以与另一电子元件电气连接；弹性部，设置在接触部和尾部之间，用以提供接触压力，以保证经过端子的电路可靠。
最普通的端子容纳腔为矩形，并单方向对齐。尽管有矩形腔倾斜对齐或任意设置而不对齐的例子，但典型的设置是一致对齐平行于或垂直于插座体侧边的方向。
然而，无论怎样对齐，由于日益增长的电气元件小型化需求，和日益增长的更高速和并行通道的需求，通常希望增加通过插座的端子密度。因此，本发明目的之一在于提供一种老化试验插座，该插座允许增加插座体单位面积上端子的密度，而仍保持足够的强度，以经受在相继测试IC组件而反复插入和拔出的循环应力。
另一涉及用作集成电路组件老化试验插座质量的因素，在于可用其测试这些组件的效率。因此，重要的是保证插入老化试验插座的集成电路组件，正确地对准插入老化试验插座的插座组件以进行测试。特别是，未对准的组件可能提供错误的试验读数，这是由于集成电路组件的引角可能与电气测试装置例如老化板间没有可靠的电路的缘故。传统的老化试验插座包括用以将集成电路组件下降并与其端子接触的装置，这种插座装置通常没有令人满意的措施以确保组件的横向位置，因此，可能导致不令人满意的测试结果与测试效率。
因此，本发明的目的之一在于提供一种老化试验插座，该插座能允许增加驻留在插座上的端子密度而不损害插座的实体强度和性能。本发明的另一目的在于保证每一端子与集成电路组件的相应引角可靠接触，以保证更有效地对集成电路组件进行老化试验。
发明概述为实现上述目的，提供了一种用于对具有电气引角的集成电路组件进行老化试验的插座。在本发明的一实施例中，插座包括外插座体；内插座体，可相对于外插座体在上极限位置与下极限位置间滑动，内插座体用于支承集成电路组件，并具有端子容纳腔。插座还包括数个端子，设置在内插座体端子容纳腔内，用于与集成电路组件的引角接触；凸轮装置，用于使内插座体相对于外插座体在上极限位置与下极限位置间升降；挚子装置，用以相对于内插座体夹持与释放集成电路组件。
另一方面，本发明的插座包括开口，用于插入集成电路组件；外插座体；和内插座体，可相对于外插座体，在上极限位置与下极限位置间滑动。内插座体具有数个端子容纳腔；数个端子，设置在内插座体端子容纳腔中；凸轮装置，具有一致动器；和挚子装置，具有与凸轮装置相同的致动器。至少凸轮装置和挚子装置中之一具有一偏移复位装置，挚子装置包括挚子臂。
独特的端子容纳腔和端子的栅格式设置，有效地增加端子密度而没有损害老化试验插座的强度和物理特性。此外，凸轮装置和挚子装置，相对于集成电路组件插/卸时机的选择的独特的相互作用，以及在凸轮表面与从动件表面间相对平缓和相对陡峭的倾斜部的相互作用，提供了可靠的插座和方法，以进行集成电路老化试验的，其中，集成电路组件脱落和错放的风险最小。
对附图的简要说明

图1为一根据本发明原理制造的老化试验插座的平面视图；图2为图1所示老化试验插座从图1中箭头P所示方向观察的侧视图；图3为图1所示老化试验插座从图1中箭头Q所示方向观察的侧视图4为图1所示老化试验插座沿图1中4-4线剖切的截面图，示出了当IC组件经受老化试验时，老化试验插座元件的相对位置；图5为类似于图4的局部剖视图，示出了集成电路组件就位时老化试验插座其它元件；图6为图1所示老化试验插座的局部剖视图，沿图1中6-6线剖切，也示出了当IC组件就位时老化试验插座的其它元件；图7为图1所示老化试验插座的局部剖视图，沿图1中4-4线剖切，示出了当IC组件完全插入前，处于中间状态时老化试验插座的元件；图8为图1所示老化试验插座的局部剖视图，沿图1中6-6线剖切，示出了当老化试验插座处在与图7所示相同状态下，老化试验插座的元件是如何设置的；图9为图1所示老化试验插座的局部剖视图，沿图1中4-4线剖切，示出了当IC组件老化试验后已被释放，或IC组件开始放入老化试验插座时的特定元件；图10为图1所示老化试验插座的局部剖视图，沿图1中6-6线剖切，示出了与图9相同状态下老化试验插座的元件；图11为平面示意图，表示图1所示老化试验插座的端子容纳腔栅格式平面设置；图12为图11中栅格部更详细的放大视图，该放大部为图1中箭头A所指处；图13为根据本发明原理制造的端子的侧视图；图14为图13所示端子的端视图；图15为图4沿箭头B所指处的局部放大的详图，图解说明被选端子的接触部如何与IC组件的焊球(solder ball)接触；图16为图1所示老化试验插座所用绕枢轴转动的挚子的平面视图；图17为图16所示挚子的侧视图；图18为图1所示老化试验插座所用顶盖带局部剖的侧视图19为顶盖的另一局部剖的侧视图。
对推荐实施例的详细说明参看图1，可见，老化试验插座1包括插座体2，该插座体包括外插座体3，其具有安装销3a，该安装销3a与外插座体的底部制成一体；和一内插座体4，其安装在外插座体3内。特别是，内插座体4在外插座体3内的安装是通过将内插座体4的连接爪6与外插座体3上的对应连接爪5嵌配，以防止内插座体4从外插座体3分离，但允许内插座体4下降进入外插座体3。
内插座体4具有凹槽4b，其设置在顶部4a；和数个端子容纳腔7，其从内插座体4的顶部4c延伸至底部4d。
正如在图11和12中清楚所见，端子容纳腔7为矩形，并设置为组成一种栅格图案，其中，每一容纳腔7设置成使矩形腔相面对的长边8垂直于面对两相邻矩形腔的短边，并使相面对的两短边9垂直于面对两相邻矩形腔的长边。这种设置，在矩形腔7的每一边与环绕矩形腔所面对的边之间，形成尺寸一致的预定间隔区域10。在所示实施例中，矩形腔7的每一长边8大约两倍于短边9的长度。
这种在内插座体4的凹槽4c内的栅格形设置，允许端子容纳腔7以更大的密度设置，而仍保证内插座体4具有与均匀分布设置的插座体相同的实体强度。相反，更多按传统方式使容纳腔对齐的设置，有在平行于或垂直于对齐方向上降低实体强度的趋势。因此，与传统使容纳腔对齐的设置相比，本发明可增加单位面积上矩形容纳腔的数目而可以不降低强度。外插座体3具有相应的数个端子爪容纳腔11，该容纳腔11与上述栅格状设置的容纳腔7沿垂直方向对准。
参看图13、14和15，可见每一端子12包括接触部13、弹性部14和尾部15。这些部分均与设置在接触部13和尾部15之间的弹性部14连成一体。接触部13在一实施例中包括与接触基片13a连成一体的一对接触头13b和13c。接触头13b和13c对称地设置成V形接触面，该接触面由倾斜接触表面16b、16c和窄凹底13d所限定。
每一端子12的弹性部14，在一实施例中，包括若干反向交替连接在一起的U形部14b，从接触部13延伸至尾部15。如图13所示，U形部可由直线部14a连接。此外，这些直线部14a可以取消而由U形部彼此直接连接。
尾部15，在一实施例中，包括基片15a和与基片15a连在一体的尾接触部15b。尾接触部15b用于与在老化试验板(未示出)上的电子元件电气连接。在一实施例中，基片15a具有在两侧制出的连接爪15c。
端子12，在从接触部13至尾部15的弹性部14以图示蛇形延伸的平面内较宽，而在垂直于弹性部14蛇形延伸平面的平面内较窄。端子12可以由金属片沿垂直于较宽部17的方向直接压制成。精确的蛇形部可由一薄金属片压制出。也可首先压制出弹性部14，然后将其交替沿相反方向弯曲以形成若干U形部，如图13所示。
为将端子12插入内插座体4上所选的端子容纳腔7和在外插座体3上相应的尾部容纳腔11，端子12与所选的端子容纳腔7分别以宽边与窄边17和18平行于矩形腔7的相应的长边8和短边9对准。然后，端子12的接触部13从内插座体4的底部插入矩形腔，直至接触部13出现在凹槽4b处，从而允许接触部13上接触基片13a的两肩19贴靠在所选端子容纳腔7开口端制出的相面对的止挡凸起20。最后，内插座体4的端子容纳腔7被端子12充塞，内插座体4是安装在外插座体3上，因此，允许端子12尾部15的基片15a进入外插座体3的尾部容纳腔11。每一端子12上基片15a的背对的连接爪15c与尾部容纳腔11的壁接触，这是通过拉出突出于插座体2底面的尾部15实现的。这样，每一端子12能可靠地保持在插座体2内。
当端子12安装在内插座体4和外插座体3中，每一端子被四个与之呈90°的相邻端子所环绕(或处于此四个端子的中心处)。因此。接触部13上基片17的宽边和窄边在内插座体上交替以行或列出现(见图11、12和15)。
最好蛇形弹性部14及其U形组成部分14b的尺寸相对于矩形容纳腔7设计成这样，使端子12可以压入，而当端子12的接触部13被置于与IC组件的焊球接触时，U形部14b不与矩形腔四周的壁接触。
老化试验插座最好具有环形顶盖21，顶盖具有被正方形框22所环绕的开口23。因此，老化试验插座顶上开口，允许自动装取装置将IC组件24本质上装在老化试验插座的内插座体4上，并在试验结束后卸下IC组件。
顶盖21可相对于外插座体和插座体2上下运动，插座体2还包括一凸轮装置，最好具有一对凸轮27，该凸轮可绕固定在外插座体3上的枢轴转动，凸轮复位弹簧26与凸轮27协调动作使凸轮偏转至直立的位置，在顶盖21下端面形成凸轮从动件表面33。借助于这种装置，当去除外部施加的下推力而释放顶盖21时，顶盖21和内插座体4允许上升至上极限位置，如图5所示。反之，当顶盖21被外力下推时，顶盖21和内插座体4下降至下极限位置，如图9所示。这些元件彼此间相对的中间位置，即过渡位置，如图7所示。
每一凸轮复位弹簧26，在图示实施例中，设置在外插座体3和对应于凸轮27的弹簧座29之间，因此，当没有外力反抗时，可迫使凸轮27绕其枢轴转至直立位置。凸轮27具有在顶部形成的凸轮表面32，用以与环形顶盖22的凸轮从动件表面33滑动接触。在图示实施例中，凸轮从动件表面33包括平缓倾斜部33a和陡峭倾斜部33b。在上极限位置，如图5所示，每一凸轮27的凸轮表面32支承凸轮从动件表面33的平缓倾斜部33a。顶盖21的下降(在向下外力作用下)使每一凸轮27的凸轮表面32在平缓倾斜部33a上运动，从而使凸轮27翘起，如图7所示。盖21进一步下降，将使凸轮表面32从平缓倾斜部33a运动至陡峭倾斜部33b，因此，凸轮27进一步向外翘起直至其下极限位置，如图9所示。随后，去除所施加下推顶盖21的力，由于复位弹簧26的恢复作用，允许每一凸轮途经图7所示过渡位置返回其如图5所示的上极限位置。
凸轮37的转动，不仅对应于顶盖21的上下运动，也对应于内插座体4的上下运动。内插座体4具有一对在相反两侧制成的横向凸起30，此横向凸起与相面对的凸轮27的横向槽31松配合。当凸轮27在垂直位置(上极限位置--见图5)，没有任何向下的力施加其上时，横向凸起30配合在所面对的凸轮27的横向槽31中，内插座体4的连接爪6被外插座体3的对应连接爪5所卡住。这一位置被认为是“盖返回，上极限位置”。在下一个老化试验之前，顶盖21被向下推，以迫使每一凸轮27向外倾斜，从而允许每一凸轮27的凸轮表面32从平缓倾斜部向陡峭倾斜部过渡，并允许内插座体4的每一横向凸起30开始离开凸轮27的横向槽31。因此内插座体4的横向凸起30和必要的内插座体4本身，下降至进入图7所示过渡位置即中间位置。这一位置被认为是“盖下降，中间位置”。
然后，随着每一凸轮27的凸轮表面32沿陡峭倾斜部33b运动，直至凸轮27到达完全倾斜的位置，顶盖21下降至下极限位置。因此，内插座体4下降至最低位置(见图9)。此位置是“盖下降，下极限位置”。凸轮27、盖21和内插座体4的形状尺寸设计成可实现上述协调动作。
在“盖返回，上极限位置”(图5和6)，IC组件24可经受称为(“老化试验进行期”)的老化试验。在“盖下降，中间位置”(图7和8)，老化试验完成，IC组件24或者即将从插座移去，或者即将进行一次老化试验(“过渡期”)。在“盖下降，下极限位置”(图9和10)，老化试验完成，IC组件可从老化试验插座1中经过顶盖21的中心开口23取出，或者将准备老化试验的IC组件从顶盖21的中心开口23放在内插座体4上以进行老化试验(“卸载或装载期”)。
在“老化试验进行期”(图5和6)，IC组件24必须牢固夹持。为此目的，老化试验插座具有一挚子装置，设置在顶盖21下面。在图示实施例中，挚子装置包括一对L形挚子臂34，其可绕固定在外插座体3上的枢轴转动；挚子复位弹簧35，其与L形挚子臂34协调动作，使挚子臂34的角铁34a偏向IC组件；和挚子致动器38，其与L形挚子臂34协调动作，以反抗挚子弹簧35使挚子臂34倾斜并趋向释放位置。利用这种装置，IC组件24可在“老化试验进行期”夹持在内插座体的顶部(参见图6)，随后并可在老化试验结束后，按下面的详细说明将其释放。
每一L形挚子臂34(图16和17)具有一倾斜部36，其可绕固定在外插座体3上的枢轴从每一凸轮27转过90°。这就允许每一L形挚子臂34绕枢轴转向所面对的挚子臂34以夹持IC组件24，或离开所面对的挚子臂34以释放IC组件。正常情况下，面对的挚子臂34在复位弹簧35的作用下保持夹持位置。在“老化试验进行中”(顶盖21未推下)，面对的L形挚子臂34利用其挚子表面34a压在IC组件24的顶面而夹持IC组件24(见图5和6)。参看图18和19，顶盖21具有四个无挚子杆38在顶盖的底部制出，以紧贴相面对的挚子倾斜部36，起挚子致动器的作用。顶盖21具有连接杆22a，该连接杆22a在顶盖的底部制出，以卡住插座体2。
在“过渡期”(顶盖21处于下推的过程中)，无挚子杆38接近倾斜部36(见图7和8)，而在“卸载或装载中”，在此之前顶盖21是处于最低位置(见图9和10)，无挚子杆38迫使L形挚子臂34从IC组件的顶面向外倾斜，从而允许一自动快速装卸机从老化试验插座1将IC组件24卸去(或将一IC组件24放入老化试验插座1)。
相面对的L形挚子臂34在“过渡期”直立(见图7和8)，以相对于内插座体4夹持IC组件24，避免IC组件24从内插座体4脱落或在其上横向位移。L形挚子臂34刚好在“卸载或装载期”之前打开。为此目的，凸轮27的凸轮表面32设计成在凸轮从动件表面33的平缓倾斜部33a上运动，于是，顶盖21和内插座体4可相应地允许从“老化试验进行期”至“过渡期”的结束，缓慢下降，而从“过渡期”的结束至“装载或卸载期”快速下降。
如果IC组件24在“过渡期”从内插座体4脱落或在内插座体上有某种位移(参见图7和8)，老化试验不能取得满意的结果。为避免这一缺点，L形挚子臂34在“过渡期”是直立的，以夹持IC组件(见图8)，并刚好在“卸载或装载期”之前打开(见图10)。为在夹持前阻止脱落或位移，顶盖21和内插座体4从“老化试验进行期”至“过渡期”的结束缓慢下降，这是通过在此期间凸轮27的凸轮表面32沿凸轮从动件表面33的平缓倾斜部33a运动实现的。然后，在“过渡期”之后直至“卸载或装载期”，顶盖21和内插座体4快速下降，这是由于凸轮表面32沿凸轮从动件表面33的陡峭倾斜部33b运动的结果。这样，IC组件24刚好在“卸载或装载期”之前借助于L形挚子臂34可靠地夹持在内插座体4上，从而老化试验可取得满意的结果。用老化试验插座1进行老化试验的方式说明如下。
现在参看图5和6，在老化试验过程中，没有向下的力作用在顶盖21上，因此，允许凸轮27直立，凸轮表面32的起始位置设置在凸轮从动件表面33的平缓倾斜部33a。顶盖21停留在其上极限位置，内插座体4上相面对的凸起30与凸轮27的槽31为松配合。内插座体4上的连接爪6被外插座体3的对应连接爪5卡住。相面对的L形挚子臂34直立，通过将挚子表面34a放在IC组件24的顶面，以夹持IC组件24。这样，IC组件24的焊球25放在与端子12的接触部13接触处，从而老化试验可以进行。
现在参看图15，内插座体4停留在上极限位置，IC组件24由L形挚子臂34夹持在内插座体4上。当IC组件24的焊球25与内插座体4的端子12的接触部13接触时，端子12被压缩，所储存的压缩力使U形部14b产生汇聚而使彼此间距减小。不过，以这种方式吸收压缩力，横向弯曲最小，因此，端子12的弹性蛇形部13不会被迫进入所处的端子容纳腔7的壁。相反，每一端子的弹性部在其长度上均匀减小。这允许每一端子12产生一稳定的弹性力，该弹性力作用在每次进行的老化试验的相应焊球上，无论端子的侧边是否因试图增加端子密度而减小。于是端子12的弹性部13有利于在增加密度时小尺寸端子的设计与布置，而且保证与相应焊球良好的实体和电气接触。
如上所述，每一端子12可产生稳定的弹性力作用在被选定的焊球上。更具体地说，焊球25与一对接触部13b和13c接触，该接触部是在端子12的弹性部14所储存的弹性力的作用下推向焊球25的。相面对的一对接触部13b和13c牢固地靠住焊球25，因此，在相面对的一对接触部13b和13c与焊球25间的界面没有误差。误差的消除避免了在界面上的较大电阻。即使被选焊球尺寸在预定允差范围内，V形接触面限定的一对接触部将保证良好的电气接触。
如前所述，端子容纳腔7设置为组成一种独特的栅格图案，其中，各容纳腔相对于各相邻的容纳腔呈一特定的角度。如图1和11所示，每一容纳腔7在总体上呈矩形，具有一对第一(较长的)相面对的边8，该一对第一(较长的)相面对的边8与一对第二(较短的)相面对的边9相连。在该栅格图案中，每一容纳腔的至少一个相面对的长边8与两相邻容纳腔的短边9的其中之一相对应。类似地，每一容纳腔的至少一个相面对的短边9与相邻容纳腔(附图中示出了两个这样的容纳腔)的长边8相对应。通过这种设置，在一个被选容纳腔的边与在周围相邻的其它容纳腔的相对应的边之间形成一间隔区域10。
每一端子容纳腔7容纳一端子12，该端子的宽边17和窄边18分别平行于端子容纳腔7的长边8和短边9。IC组件24的焊球25设置成对应于各端子，该端子安装在以所述特定图案设置的端子容纳腔中。所述栅格图案允许全部端子12设置在容纳腔与容纳腔间相等的区域10，这样就允许端子12的密度增加。
从上述可知，此具有创造性的插座和方法，比传统的老化试验插座和方法，在集成电路的老化试验方面提供了显著的优点。独特的端子容纳腔栅格设置及其中的端子，允许增加端子密度而不伤害试验插座的物理性能特征。此外，凸轮装置和挚子装置相对于集成电路组件在插座的插/取时机选择之间的相互协调动作，以及在凸轮表面和凸轮从动件表面间较平缓倾斜部和较陡峭倾斜部的相互协调动作，为集成电路老化试验提供了一种可靠的插座和方法，使集成电路组件脱落和错放的风险最小。
本发明并不局限于在此所述实施例或任何具体实施例。种种替换实施例均被认为是本发明领域，包括这样的实施例不同于顶盖的凸轮装置和挚子装置的普通执行装置；凸轮和挚子的偏转复位力不是通过弹簧产生；在凸轮表面和凸轮从动件表面间，对于相互作用的不一致的倾斜度并不局限于在单一元件；以及端子容纳腔的垂直边的各部不像在此所述或所示。在本发明范围内还可对所述实施例进行其它的修改。本发明由下述权利要求所限定。
权利要求
1.一种插座，用于对集成电路(“IC”)组件进行老化试验，该IC组件具有数个导电引角，所述插座具有一插座体，其在试验过程中至少容纳IC组件的至少一部分，该插座体包括一基体元件，该基体元件可与所述IC组件的引角相接触，在该基体元件上设有端子腔的阵列；数个导电端子，每个端子容纳在一个端子腔内，当所述IC组件容纳在所述插座内时，各端子与所述IC组件的所述引角相接触；每个所述端子腔具有至少四个边，包括一对相面对的第一边和一对相面对的第二边，所述相面对的第一边的长度大于所述相面对的第二边的长度；所述端子腔在所述基体元件上以栅格方式进行设置，其中，每个端子腔的周围至少有三个相邻的端子腔，这样，所述端子腔至少一个所述的第一边与所述相邻的端子腔的第二边相对应。
2.如权利要求1所述的插座，其中，所述IC组件的引角上包括焊球，每个端子的接触部包括接触部分，该接触部分形成了V形接触面，该V形接触面至少具有两个接触表面，当所述IC组件置于所述插座上时，所述接触表面与相应的所述焊球相接触。
3.如权利要求1所述的插座，其中，所述端子腔以所述栅格方式进行设置，分为离散的端子腔的列和行。
4.如权利要求1所述的插座，其中，所述端子腔在总体上呈矩形。
5.如权利要求1所述的插座，其中，所述端子腔以所述栅格方式进行设置，这样，每个端子腔垂直于相邻的端子腔延伸。
6.如权利要求1所述的插座，其中，每两个相邻的端子腔由尺寸统一的间隔区域相互间隔。
7.一种插座，用于对IC组件进行老化试验，该IC组件具有导电引角，所述插座包括一插座体，其具有数个端子，这些端子分别置于数个端子容纳腔内，所述端子容纳腔在总体上呈矩形，以栅格方式进行设置，其中，每个端子容纳腔设有一对相面对的长边和一对相面对的短边，每一长边与一相邻的端子容纳腔的短边相对应，每一短边与一相邻的端子容纳腔的长边相对应。
8.如权利要求7所述的插座，其中，在总体上呈矩形的所述端子容纳腔的一个边与一相邻的相对应的一个边之间，设有尺寸统一的间隔区域。
9.如权利要求7所述的插座，其中，所述IC组件的所述引角是在总体上呈球形的焊球，每个端子都包括接触部，该接触部包括一对接触部分，该接触部分对称地形成了V形接触面，该V形接触面限定了倾斜的接触表面，当所述集成电路组件进行老化试验时，所述接触表面与相应的焊球相接触。
全文摘要
一种插座,用于对具有引角的集成电路组件进行老化试验。此插座具有插座体,该插座体具有在总体上呈矩形的端子容纳腔的列和行的阵列,每个在总体上呈矩形的端子容纳腔具有一纵向方向,该纵向方向对应于较长的尺寸,数个端子容纳在一个端子容纳腔内,以与集成电路的引角相接触。阵列中的列和行包括至少三个相邻的端子腔,其中,除了第一个和最后一个端子腔,每个端子腔的纵向方向在本质上垂直于在两侧相邻的端子腔的纵向方向。
文档编号H01R24/00GK1266492SQ99800672
公开日2000年9月13日 申请日期1999年3月31日 优先权日1998年4月1日
发明者山本勇, 中野智宏, 金重祥 申请人:莫勒克斯有限公司