探針連接器的制作方法

專利名稱：探針連接器的制作方法
技術領域：
本公開大體上涉及一種探針連接器，且更具體地講，涉及一種其中當將同軸插頭插入同軸探針或從同軸探針拔出時，同軸探針的位置略微地發生移位或偏離的探針連接
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背景技術：
日本實用新型申請第60-123666號聲稱公開了一種用在檢測裝置中的同軸可移動的接觸探針851，如圖16所示。該同軸可移動的接觸探針851包括中心導體852和外部導體861，該外部導體861具有普通的圓柱形形狀并且包圍中心導體852。如圖17所示，探針851由可移動的板802保持，而該可移動的板802可相對于上面安裝了檢測目標集成電路(“IC”)的檢測目標電路板801移動。而且，同軸連接器(“同軸插頭”)961被連接到探針851的一端。每個同軸插頭961經由同軸電纜962連接到測量電路板(未顯示)，該測量電路板上可安裝信號發生器電路、比較儀等。檢測時，可移動的板802朝向檢測目標電路板801移動，以使探針851的另一端與檢測目標電路板801接觸。結果，同軸插頭961和電路板801通過探針851連接到其上，由此連接檢測目標電路板801和測量電路板。當使用同軸結構類型的同軸探針851時，在探針中將不太可能發生信號的高頻分量的衰減或反射。因此，由測量電路板中的信號發生器電路輸出的輸入信號經由探針851 傳送或傳輸到檢測目標電路板801，同時令人滿意地保持其波形。而且，由檢測目標電路板 801中的檢測目標IC輸出的輸出信號經由探針851傳送或傳輸到檢測目標電路板801，同時令人滿意地保持其波形。然而，’ 666申請中的探針851具有普通的圓柱形形狀，且只是被壓配合到形成在可移動的板802中的腔814中。因此，例如當將同軸插頭961插入探針851或從探針851 拔出時，探針851可能會相對于可移動的板802發生移位或移動。這將導致，在被壓配合到單個可移動的板802中的探針851之間，探針851從單個可移動的板802伸出的量是不同的或不一致的。因此，盡管每個探針都采用可膨脹且可收縮的探針結構以便能夠與檢測目標電路板801彈性接觸，但探針851相對于檢測目標電路板801的接觸壓力在探針851之間是變化的。而且，如果伸出的量的變化的范圍變大，則探針851之間相對于檢測目標電路板801的接觸壓力變化的范圍將不會落在預定的高壓力范圍內，且因此，探針851之間相對于檢測目標電路板801的接觸阻力變化的范圍將不會落在預定的范圍內。

發明內容
本公開的一個目的是提供一種探針連接器，在這種探針連接器中，即使當將同軸插頭插入同軸探針或從同軸探針拔出時，同軸探針的位置也幾乎不會發生移位或偏離。根據這一點，提供了一種探針連接器，其連接電路板和同軸插頭，所述同軸插頭包括軸向端子和周圍的端子，探針連接器包括同軸探針，而該同軸探針包括中心端子和外部端子，所述中心端子電連接到同軸插頭的軸向端子和電路板，而所述外部端子與中心端子同軸，且電連接到周圍的端子和電路板；其中所述外部端子包括外部導體、錨狀物以及導電蓋，所述外部導體被形成為圍繞中心端子的圓柱形形狀內并且與周圍的端子配合，所述錨狀物作為突起 (projection)形成在外部導體的一部分外表面上，使得在這一部分外表面上形成了孔，而所述導電蓋覆蓋所述孔，并且電連接到外部導體。在同軸探針中，錨狀物被形成為從外部端子的表面突出的突起。如果探針連接器包括例如連接到電路板或類似物的殼體，且腔被形成為穿過所述殼體，并將同軸探針插入所述腔，則錨狀物可與所述殼體以某種狀態結合從而使得同軸探針插入所述腔內。也就是說，同軸探針和殼體可經由外部端子的錨狀物彼此接合。因為同軸探針通過這種接合由殼體保持，所以，即使當將同軸插頭插入同軸探針或從同軸探針拔出時，同軸探針也幾乎不會相對于殼體發生移位或移動。如上所描述的，因為錨狀物足以用作防止同軸探針離開或脫離的接合部分，錨狀物可與除了殼體之外的另一構件接合，且所述另一構件包括例如保持板等。因為即使當將同軸插頭插入同軸探針或從同軸探針拔出時，同軸探針也不容易發生移位，所以連接到單個殼體等的多個同軸探針的突出的量可基于初始排列而得到維持。 而且，因為同軸探針的突出的量大體上穩定地保持在預定的狀態，所以有可能使同軸探針之間相對于電路板的接觸壓力變化的范圍落在預定的高的壓力范圍內，從而使同軸探針之間相對于電路板的接觸阻力變化的范圍落在預定的范圍內。此外，本公開的同軸探針具有采用外部導體的同軸結構，而外部導體具有圓柱形的形狀。因為外部導體通常由金屬制成，所以諸如錨狀物的突起部分適合于由機加工工藝形成。通過采用機加工工藝來形成錨狀物，即使當外部導體具有l_3mm的小直徑以便例如用在IC檢測及測試裝置中的時候，也有可能在圓柱形外部導體上將錨狀物形成為突起。而且，通過利用機加工工藝來形成錨狀物，不再需要為了在外部導體上形成錨狀物而增大外部導體的直徑尺寸，且因此有可能將多個同軸探針連接到殼體等，所述多個同軸探針具有與沒有錨狀物形成的同軸探針的尺寸相同的尺寸。也就是說，在具有預定尺寸的殼體中，例如，同軸探針可以按與使用不具有錨狀物的同軸探針的情況相同的溝道數量連接到殼體。然而，如上所述，在錨狀物由機加工工藝形成的情況下，在圓柱形外部導體上還形成了對應于錨狀物的孔。機加工的孔造成信號的高頻分量的衰減、反射和/或類似情況。因此，在本公開中，由于錨狀物的突出而形成在圓柱形外部導體中的孔由電連接到外部導體的導電蓋覆蓋。通過用導電蓋覆蓋機加工的孔，外部導體的外表面，包括形成所述機加工的孔的外表面的部分，由金屬覆蓋，且因此是電均勻的。因此，在同軸探針中不太可能發生信號的高頻分量的衰減和/或反射。而且，有可能抑制由探針連接器的插入引起的信號的高頻分量的插入損失(導致高頻帶的大量損失的DIP特性)。而且，經由同軸探針的中心端子傳輸的信號幾乎不會從同軸探針泄露，從而有效地防止了信號之間的串擾。結果，例如， 在兩個電路板由探針連接器連接的情況下，信號在兩個電路板之間傳輸，使得將一個電路板的信號傳輸到另一個電路板，同時保持信號輸出的大小和波形與從一個電路板輸出的相同。在本公開中，探針連接器還可以包括薄的圓柱體部分、外部螺旋彈簧以及圓柱形接觸件，在外部導體上，所述薄的圓柱體部分形成在外部導體的另一部分上，該另一部分比形成錨狀物的部分更靠近電路板的一側，并且所述薄的圓柱體部分被形成為具有比形成錨狀物的部分薄的圓柱形形狀，所述外部螺旋彈簧中插入有所述薄的圓柱體部分，所述圓柱形接觸件被形成為圓柱體的形狀，在其一端內插入有薄的圓柱體部分的一端，而其另一端從殼體伸出以與電路板接觸。在這種情況下，當殼體被連接到電路板時，圓柱形接觸件可沿著薄的圓柱體部分移動以壓縮外部螺旋彈簧，從而借助于外部螺旋彈簧的彈簧力而與電路板壓力接觸。在本公開中，在殼體被連接到電路板的狀態下，由于外部螺旋彈簧的彈簧力，圓柱形接觸件與電路板壓力接觸。這種壓力接觸可以將圓柱形接觸件之間相對于電路板的接觸阻力變化的范圍維持在期望的范圍內。具體地，因為每個同軸探針的外部螺旋彈簧被壓縮在通過錨狀物設置在殼體或類似物內的外部導體以及與電路板接觸的圓柱形接觸件之間， 所以在殼體被連接到電路板的狀態下，有可能使多個圓柱形接觸件之間相對于電路板的接觸壓力均勻化。這使得有可能減少圓柱形接觸件之間相對于電路板的接觸阻力變化。此外，在受壓狀態下，由于圓柱形接觸件與電路板接觸，所以在電路板與圓柱形接觸件之間限定很小的間隙或縫隙。結果，由于所述很小的間隙或縫隙而有可能防止信號泄露，并極大地減少串擾。另一方面，例如，如果外部端子的一端被形成在葉片彈簧結構中，且該葉片彈簧結構使外部端子與電路板壓力接觸，以便使外部端子之間相對于電路板的接觸阻力變化的范圍落在期望的范圍內，那么將在外部端子與電路板之間限定較大的間隙或縫隙，且信號將能輕易地從該間隙或縫隙泄露。如上所述，通過將接觸阻力變化的范圍調整或維持在期望的范圍內，以及通過抑制信號泄露，信號的衰減和/或反射在高頻范圍內也幾乎不會發生，串擾也得以減少，并且由于探針連接器的插入而造成的插入損失(DIP特性)也減少了。因此，即使在高頻信號或分量的情況下，也有可能進一步適當地保持經由這種探針連接器連接的兩個電路板之間傳輸的信號的強度和波形。在本公開中，探針連接器還可包括導電突起，該導電突起從薄的圓柱體部分的外表面伸出，并且與圓柱形接觸件的內表面摩擦接觸。通過提供其中導電突起從薄的圓柱體部分的外表面伸出并且與圓柱形接觸件的內表面摩擦接觸的結構，即使可沿著薄的圓柱體部分移動的圓柱形接觸件的姿勢相對于薄的圓柱體部分傾斜，圓柱形接觸件的一端也幾乎不會鄰接或咬住薄的圓柱體部分。因此，圓柱形接觸件可在薄的圓柱體部分的延伸方向平穩地移動。此外，因為薄的圓柱體部分(外部導體)以及圓柱形接觸件總是經由導電突起彼此直接電連接，所以與僅通過用外部螺旋彈簧來電連接外部導體(薄的圓柱體部分)以及圓柱形接觸件的情況相比，有可能穩定地維持外部導體(薄的圓柱體部分)以及圓柱形接觸件之間的電連接。在本公開中，探針連接器可進一步包括引導切口或槽、以及引導突起，所述引導切口或槽形成在圓柱形接觸件中以在薄的圓柱體部分的軸向方向延伸，所述引導突起形成在導電蓋和/或殼體中，并且與所述弓I導切口或槽相接合。引導切口或槽以及引導突起之間的接合能防止圓柱形接觸件的自旋轉，且因此圓柱形接觸件的運動被限制在引導切口或槽的延伸方向上，也就是沿著薄的圓柱體部分(外部導體)的軸向方向的方向。在本公開中，導電蓋可包括導電蓋主體以及導電臂，所述導電蓋主體被形成為圍繞外部導體的圓柱形形狀，所述導電臂從導電蓋主體伸出，并且與待成為引導突起的圓柱形接觸件或殼體重疊。在本公開中，圓柱形接觸件可包括伸出以與電路板接觸的接觸點。采用這種結構，圓柱形接觸件實際上與電路板接觸的部分可被限制或約束到接觸點。也就是說，通過提供接觸點，有可能總是在相同的位置確定圓柱形接觸件與電路板接觸的部分。否則，由于圓柱形接觸件的圓柱形形狀，很難將接觸點固定在相同的位置。結果，形成在電路板上的將被電連接到圓柱形接觸件的圖案的位置和范圍可被限制到對應于接觸點的某個位置和某個范圍。具體地，在由于形成引導切口或槽圓柱形接觸件的自旋轉運動而受到抑制的條件下，將不會發生接觸點在圓柱形接觸件的圓周方向發生移位的情況，而這種情況會由于圓柱形接觸件的自旋轉引起。因此，圖案將僅形成在對應于接觸點的預定位置的某個位置和某個范圍內，從而使得有可能使接觸點與圖案彼此電接觸。可在圓柱形接觸件中提供多個接觸點。在這種情況下，多個接觸點優選地位于圓柱形接觸件的圓周位置上，這可通過圍繞圓柱形接觸件的中心均等地劃分圓柱形接觸件來確定，比如，對半劃分(每180度)。通過如上所述地每隔相等的間隔來提供多個接觸點，當圓柱形接觸件與電路板壓力接觸時，從接觸點得到的作用于圓柱形接觸件的力可被作為在圓柱形接觸件的軸向方向引導的力。結果，圓柱形接觸件的姿勢幾乎不會相對于薄的圓柱體部分傾斜。在本公開中，中心端子可包括中心導體、中心孔、中心螺旋彈簧以及桿形接觸件， 所述中心導體與軸向端子相配合，所述中心孔形成在中心導體內，且所述中心孔的開口是面向電路板的，所述中心螺旋彈簧插入在中心孔內，所述桿形接觸件形成為桿形形狀，該桿形接觸件的一端插入在中心孔內，而該桿形接觸件的另一端從殼體伸出以與電路板接觸； 其中當將殼體連接到電路板且通過中心螺旋彈簧的彈簧力與電路板壓力接觸時，桿形接觸件可壓縮中心螺旋彈簧；且所述探針連接器可進一步包括插入到外部導體中以使中心導體與外部導體保持為同軸的絕緣體。在本公開中，在將殼體連接到電路板的狀態下，中心端子與外部端子都與電路板壓力接觸。結果，中心端子之間相對于電路板的接觸阻力變化的范圍可以很小。此外，因為中心端子與外部端子可以由絕緣體整體形成，所以中心端子所組裝到的外部端子被形成為子組件來作為同軸探針。沒有必要在殼體上分開組裝中心端子和外部端子。在本公開中，殼體可由下殼體和上殼體構造而成，所述下殼體具有上表面且與電路板相接觸，所述上殼體具有與所述下殼體的上表面相接觸的下表面；其中插入了同軸探針的腔可由形成在下殼體中的下腔和形成在上殼體中的上腔構造而成；可在下殼體的上表面和上殼體的下表面中的至少一個中形成切口或槽，該切口或槽與下腔和/或上腔相通； 并且同軸探針的錨狀物可插入在所述切口或槽中。采用這種結構，錨狀物可在上殼體和下殼體的連接表面上與殼體相接合。也就是說，錨狀物可在殼體的中心部分與殼體相接觸。因此，作為同軸探針，有可能采用，比如，這樣一種結構，在這種結構中，錨狀物被形成在或位于同軸探針的中心部分，同軸探針的一個端部具有圓柱形接觸件的壓力接觸結構，且同軸插頭可插入到同軸探針的另一端部，并且也可從所述同軸探針的另一端部拔出。此外，通過使錨狀物與殼體相接合，有可能防止同軸探針從殼體離開或脫離。
在本公開中，同軸探針的外部導體可進一步包括配合部分，將同軸插頭的周圍的端子插入到該配合部分并且與該配合部分相配合，該配合部分具有這樣一種結構，在這種結構中，提供有多個葉片彈簧，并且周圍的端子由所述多個葉片彈簧保持；上腔可被形成為具有比下腔的尺寸大的尺寸，從而使得配合部分可被插入到所述上腔中，并使得葉片彈簧可在上腔中移動；并且其中插入了錨狀物的切口或槽可僅形成在下殼體中。在本公開中，下腔被形成為具有比上腔的尺寸小的尺寸，且用于插入錨狀物的切口或槽僅被形成在下殼體中。因此，用于插入錨狀物的切口或槽被形成在與上腔重疊的范圍或區域中。此外，通過在與上腔重疊的范圍或區域中形成用于插入錨狀物的切口或槽，沒有必要在殼體中增加由每個同軸探針所占據的占據面積或增加探針間距，即使將錨狀物提供在每個同軸探針中，且用于插入錨狀物的切口或槽被形成在殼體中。同軸探針的占據面積和探針間距可與沒有提供錨狀物的同軸探針的占據面積和探針間距相同。如上所述，根據本公開的所述探針連接器，即使當將同軸插頭插入探針連接器或從探針連接器拔出時，同軸探針的位置也不會輕易地發生移動。


可通過結合附圖，參考以下詳細描述來最好地理解本公開的結構和操作的組織方式，以及其進一步的目的和優點，附圖中的相同的參考標記指示相同的元件，且其中圖1是本公開的實施方案的探針連接器的前視圖；圖2是圖1探針連接器的側視圖；圖3是圖1中的殼體的分解透視圖；圖4是圖1探針連接器的腔部分的垂直截面圖；圖5是圖1中的同軸探針的前視圖；圖6是圖5中的同軸探針的側視圖；圖7是圖5中的同軸探針的分解透視圖；圖8是顯示了圖3中的下部殼體的上表面的一部分的視圖；圖9是顯示了圖3中的上部殼體的下表面的一部分的視圖；圖10是顯示了圖1探針連接器連接到電路板之前的狀態的透視圖；圖11是顯示了圖10的狀態的垂直截面圖；圖12是顯示了圖1探針連接器連接到電路板的狀態的透視圖；圖13是顯示了圖12的狀態的垂直截面圖；圖14是連接到圖1探針連接器的插頭的透視圖；圖15是顯示了圖14的連接到探針連接器的插頭的垂直截面圖；圖16是顯示了常規的同軸可移動的接觸探針的橫截面圖；以及圖17是顯示了圖16的同軸可移動的接觸探針處于使用狀態的視圖。
具體實施例方式盡管本公開可以有不同形式的實施方案，但在附圖中顯示的，并且將在此詳細描述的只是具體的實施方案，應理解，本公開應被看作是本公開的原理的范例，且其目的不在于將本公開限制到所闡釋的內容。在此文闡釋的實施方案中，用于解釋本公開的不同元件結構和運動的方向的詞，例如，上、下、左、右、前、后以及類似詞語，不是絕對的，而是相對的。當元件處于圖2所示的位置時，這些詞是適用的。然而，如果對元件的位置的描述變化了，則假定這些詞也將相應地發生變化。圖1-4中的每幅圖都顯示了實施方案的探針連接器1。圖1是探針連接器1的前視圖，而圖2是探針連接器的側視圖。探針連接器1包括殼體11以及插入到其中的多個同軸探針51，所述殼體11由絕緣金屬制成，且具有板形形狀。探針連接器1經由殼體11 (顯示在圖12中)的后表面(圖2中的下表面)連接到電路板2。此外，插頭3連接到殼體11 (顯示在圖15中)的前表面(圖2中的上表面)。如將由圖14所顯示，插頭3包括多個同軸的插頭連接器161、作為殼體的保持器121，以及突緣122 ；且保持器121保持多個同軸的插頭連接器161。每個同軸的插頭連接器161包括軸向端子162以及包圍軸向端子162的周圍的端子163。通常，周圍的端子163連接到電路板2的接地層圖案((ground plane pattern) 或類似物，而軸向端子162連接到電路板2的信號線圖案((signalline pattern) 0圖3是殼體11的分解透視圖。殼體11由一從右至左平行于電路板2延伸的平面劃分成兩部分，且從而包括下殼體12和上殼體13。上殼體13的下表面23與下殼體12的上表面22彼此接觸。此外，如圖3所示，在殼體11中形成有多個腔14，而在腔14中插入有同軸探針51。腔14穿過殼體11。每個腔14都由形成在下殼體12中的下腔M和形成在上殼體13中的上腔25構造而成。下殼體12是設置在圖2中下側的部分，且直接連接到電路板2。上殼體13是設置在圖2中上側的部分，且堆疊在下殼體12上。圖5-7是大體上顯示了同軸探針51的視圖。圖5是同軸探針51的前視圖，而圖 6是同軸探針51側視圖。圖7是同軸探針51的分解透視圖。如圖4所示，同軸探針51垂直地插入在形成于殼體11中的腔14中。此外，同軸探針51包括中心端子52、外部端子61 以及絕緣體31，所述中心端子52與同軸的插頭連接器161的軸向端子162配合，所述外部端子61與同軸的插頭連接器161的周圍的端子163配合，而所述絕緣體31將中心端子52 保持在外部端子61中，且使中心端子52絕緣。中心端子52優選地由導電材料形成。如圖7所示，中心端子52包括中心導體53、 中心螺旋彈簧58(見圖11和1 ，以及桿形接觸件59。中心導體53具有長桿形(如圖7 中所示的基本形狀)，并且在腔14的軸向方向被布置在腔14的中心，如圖4所示。在中心導體53的頂部部分，配合的部分55由保持軸向的插頭連接器161的軸向端了 162的多個葉片彈簧討形成。此外，在桿形的中心導體53的下表面中，中心孔56被形成為朝向中心導體53的內側延伸以與中心導體53同心。中心螺旋彈簧58插入在中心導體53的中心孔 56中。桿形接觸件59具有比中心導體53薄的桿形形狀，且接觸件59的一端插入在中心導體53的中心孔56中，如圖7所示。而且，如圖4所示，插入在中心導體53中的桿形接觸件59的那一端部分被形成為具有比接觸件59的桿部分的直徑大的直徑，以便桿形接觸件 59由中心導體53保持，并防止離開或脫離中心導體53。此外，桿形接觸件59的另一端從下殼體12伸出，并且與電路板2的圖案151接觸。如圖7所示，絕緣體31具有彼此同軸的大直徑部分和小直徑部分，并且具有在其中形成中心孔32的圓柱形形狀。在絕緣體31的中心孔32內，插入有中心端子52。在中心端子52的中心導體53中形成有凹入部分57，并且在中心端子52插入在中心導體32的情況下，該凹入部分57鄰接中心螺旋彈簧58的一端。而且，中心端子52是通過例如摩擦插入或接合以便固定在中心孔32中而組裝到絕緣體31的。絕緣體31將中心端子52保持為與外部端子61同軸。外部端子61優選地由導電材料比如金屬板制成。外部端子61，如圖 7中所示，包括外部導體62、外部螺旋彈簧71、圓柱形接觸件81以及導電蓋91。如圖7所示，外部導體62具有作為其基本結構的圓柱形形狀，并且在腔14的軸向方向且沿著腔14的內部邊緣布置在腔14中，如圖4所示。相應地，外部導體62完全包圍布置在腔14的中心處的中心端子52。如圖7所示，外部導體62包括主體部分64、配合部分66以及薄的圓柱體部分67，所述主體部分64具有從主體部分64的表面(外表面)突出或伸出的一對錨狀物63，所述配合部分66被形成在主體部分64上且由保持同軸的插頭連接器161的周圍的端子163的四個葉片彈簧65構造而成，所述薄的圓柱體部分67被形成為位于主體部分64的下方，并且比主體部分64薄。因為外部導體62具有大約2mm的非常薄的直徑，所以每個錨狀物63都通過對外部導體62所進行的預壓加工工藝(機加工工藝)而被形成為從外部導體62向外突出的部分。如上所述，因為錨狀物63是通過預壓加工工藝形成的，所以在主體部分64中，在鄰近錨狀物63的位置處形成了相應的機加工的孔68。在外部螺旋彈簧71中，插入了薄的圓柱體部分67，如圖4所示。如圖7所示，圓柱形接觸件81被形成為直徑等于主體部分64的直徑的圓柱形形狀。此外，如圖4所示，在圓柱形接觸件81中，薄的圓柱體部分67的一端是從圓柱形接觸件81的圓柱形形狀的上端側插入的。此外，在薄的圓柱體部分67的外表面上形成有從外表面突出的四個導電突起 69(見圖7)，并且這四個導電突起69與圓柱形接觸件81的內表面接觸，使得導電突起69 可相對于圓柱形接觸件81的內表面摩擦地移動。因此，外部導體62和圓柱形接觸件81是彼此直接接觸的，以彼此電連接。此外，如圖4所示，圓柱形接觸件81的下端從下殼體12 伸出，并且與電路板2相接觸。即使在圓柱形接觸件81相對于外部導體62傾斜的情況下， 圓柱形接觸件81也能在圓柱形接觸件81的上端不鄰接外部導體62的情況下平穩地移動。 此外，有了導電突起69之后，薄的圓柱體部分67 (外部導體6 和圓柱形接觸件81總是彼此電連接并且是直接彼此連接，且因此，其間的電連接是穩定的。如圖7所示，在圓柱形接觸件81的外表面上，形成有在向上和向下的方向上延伸的四個引導槽82。在圓柱形接觸件81的下端上，形成有與電路板2的圖案151相接觸的兩個接觸點(兩個突起接觸點)83。四個引導槽82和兩個接觸點83都被形成為相對于圓柱形接觸件81的中心軸線旋轉對稱。此外，導電蓋91包括導電蓋主體92和四個導電臂94， 所述導電蓋主體92具有直徑比主體部分64的直徑大的圓柱形形狀，所述四個導電臂94從導電蓋主體92向下突出以與圓柱形接觸件81重疊。如圖4所示，圓柱形接觸件81和主體部分64插入在導電蓋主體92內。在導電蓋主體92的上端，形成有一對懸掛用切口(hanger slit) 93 (見圖7)。如圖6所示，每個懸掛用切口 93都被形成為大體上字母L的形狀。在這一對懸掛用切口 93中，插入了外部導體 62的一對錨狀物63，于是，導電蓋91通過錨狀物63被旋轉地鉤住或固定住，由此使得有可能將導電蓋主體92固定到外部導體62，并且使導電蓋主體92直接接觸外部導體62，以便電連接到外部導體62。此外，在導電蓋主體92固定到外部導體62的情況下，鄰近外部導體 62的主體部分64中的那一對錨狀物63形成的機加工的孔68將由電連接到外部導體62的導電蓋主體92覆蓋，且因此，信號將不會輕易地從機加工的孔68泄露。在導電蓋主體92中，四個導電臂94被形成在每個間隔開的角度處，而該角是通過均勻地劃分導電蓋主體92的圓周角來得到的(即，在該實施方案中，為每90度)。此外， 導電臂94向內彎曲。因此，如圖6所示，導電臂94與圓柱形接觸件81的引導槽82相配合或被安裝到圓柱形接觸件81的引導槽82中，且被用作與引導槽82相接合的引導突起95。 此外，因為導電臂94在引導槽82中摩擦地與圓柱形接觸件81相接觸，所以，導電蓋91和圓柱形接觸件81彼此直接接觸以直接彼此連接。如圖7所示，圓柱形接觸件81的引導槽82從圓柱形接觸件81的外表面中的下端向延伸到靠近圓柱形接觸件81的外表面中的中心的位置。也就是說，在圓柱形接觸件81 的外表面的上部部分中，沒有形成引導槽82。因此，如圖6所示，圓柱形接觸件81最大向上下降到其中導電臂94中的每個都鄰接引導槽82中的位置，即使有向下的偏置力通過外部螺旋彈簧71作用到圓柱形接觸件81。因此，因為受到導電臂94的保持，所以圓柱形接觸件 81不會脫離，即使有向下的偏置力通過外部螺旋彈簧71作用到圓柱形接觸件81。在圓柱形接觸件81中，不是形成引導槽82，而是允許形成引導切口，每個引導切口具有與引導槽82的外形相同的外形。在這種情況下，導電臂94與引導切口相接合。為了組裝同軸探針51，首先將其中組裝了中心端子52的絕緣體31從上側(從配合部分66那一側)插入到外部導體62的主體部分64中。絕緣體31在主體部分64中鄰接薄的圓柱體部分67，絕緣體31的外表面上的突起33與機加工的孔68相接合，且因此，絕緣體31被固定在主體部分64內。接著，將外部導體62的薄的圓柱體部分67插入到外部螺旋彈簧71以及圓柱形接觸件81中。接下來，將導電蓋91放在圓柱形接觸件81的周圍， 以用導電蓋91覆蓋圓柱形接觸件81、外部螺旋彈簧71以及外部導體62，并且將導電蓋91 的懸掛用切口 93鉤到或固定到外部導體62的錨狀物63。這樣，就組裝并完成了如圖6所示的同軸探針51。因為如上所述，同軸探針51的中心端子52、外部端子61以及絕緣體31 是通過其自己整體地組裝的，所以同軸探針51可以是在將同軸探針51組裝到殼體11中之前被事先組裝好的子組件部分。圖8是顯示了連接表面22 (下殼體12的上表面)的一部分的視圖，下殼體12經由這一部分連接到上殼體13。下殼體12具有形成在下殼體12的中心通孔18，在每個中心通孔18中插入有一個同軸探針51的下半部分，即位于錨狀物63以下的部分。每個中心通孔18都形成下腔24。此外，在下殼體12中形成有所述一對錨狀物63被壓配合到其中的切口 19。用于壓配合錨狀物63的切口 19被形成在下殼體12的上表面22 (連接到上殼體13 的連接表面)中，并且與下腔M相通。圖9是顯示了連接表面23 (上殼體13的下表面)的一部分的視圖，上殼體13經由這一部分連接到下殼體12。圖9顯示了與圖8中的范圍或區域相重疊的范圍或區域。上殼體13具有形成在上殼體13的中心通孔20，在每個中心通孔20中插入有一個同軸探針 51的上半部分，即位于錨狀物63以上的部分。上殼體13的每個中心通孔20具有與下殼體 12的中心通孔18大體上相同的直徑，如圖8所示。此外，圍繞上殼體13的中心通孔20，在每個對應于外部導體62的配合部分66的一個葉片彈簧65的位置形成有逃離用凹入部分 (escape recessed portion)(間隙凹處)21，以便允許葉片彈簧65在間隙凹處22中移動。 中心通孔20以及間隙凹處21形成上腔25。
如圖8和9所示，上腔25被形成為具有大于下腔M的尺寸的尺寸，使得配合部分 66可插入到上腔25中，并且還使得葉片彈簧65可在上腔25中移動。而且，用于壓配合錨狀物63的切口 19被形成在與上腔25重疊的區域中。用于壓配合錨狀物63的切口 19可被同時形成在下殼體12和上殼體13中，或者， 不是只形成在下殼體12中而是只形成在上殼體13中。然后，如圖3中所示，圖6中的處于子組裝狀態的每個同軸探針51插入在下殼體 12的一個腔1M24)中，且圓柱形接觸件81被設置在下側。每個同軸探針51的錨狀物63 都被壓配合在下殼體12的切口 19中，且同軸探針51固定到下殼體12。接著，上殼體13堆疊在下殼體12上。每個同軸探針51的上半部分都插入在上殼體13的一個腔14中。結果， 同軸探針51裝在腔14中，且如圖1和2所示的探針連接器1被組裝完成。圖10至13是其中每幅圖都顯示了本實施方案的探針連接器1和電路板2的視圖。 圖10是顯示了探針連接器1在連接到電路板2之前的狀態的透視圖，而圖11是顯示了圖 10中的狀態的垂直截面圖。此外，圖12和13分別是透視圖和垂直截面圖，顯示了探針連接器1被連接到電路板2的狀態。如圖10所示，在電路板2上形成了多個焊盤圖案(land pattern) 151和電氣布線，例如通孔(未顯示)。這些焊盤圖案151被布置在對應于單個同軸探針51中的圓柱形接觸件81和桿形接觸件59的一對接觸點83的線中。如圖11所示，在連接到電路板2之前的探針連接器1中，同軸探針51中的圓柱形接觸件81和桿形接觸件59從下殼體12的下表面12a (將被連接到電路板2的連接表面) 伸出。當探針連接器1被壓在電路板2上時，隨后如圖13所示，每個圓柱形接觸件81的一對接觸點83與電路板2的焊盤圖案151相接觸，且因此，每個圓柱形接觸件81壓縮外部螺旋彈簧71，使得圓柱形接觸件81被平穩地指導或引導到下殼體12中；此外，每個桿形接觸件59與電路板2的焊盤圖案151相接觸，且隨后每個桿形接觸件59壓縮中心螺旋彈簧 58，使得桿形接觸件59被平穩地指導或引導到下殼體12中；之后，殼體11的下表面1 與電路板2相接觸。如上所述，因為是接觸點83首先接觸焊盤圖案151，所以即使在探針連接器1、電路板2等帶有靜電或類似物的情況下，外部端子61也能用作接地端子，以使得有可能安全地連接探針連接器1和電路板2。此外，探針連接器1可通過諸如螺旋或壓配合的常見的方法固定到電路板2上。因為導電臂94與圓柱形接觸件81的引導槽82相接合或配合，所以圓柱形接觸件 81當被引導到下殼體12中時不會通過其自身旋轉；并且圓柱形接觸件81是在外部導體62 的軸向方向被按直線引導的。此外，在圓柱形接觸件81被引導到下殼體12中的狀態下，所述一對接觸點83與電路板2的焊盤圖案151相接觸。在圖12和13所顯示的安裝狀態下，被引導到下殼體12中的每個圓柱形接觸件81 的一對接觸點83通過外部螺旋彈簧71的力而與電路板2的焊盤圖案151壓力接觸。結果，每個同軸探針51的外部端子61都安全地電連接到電路板2的焊盤圖案151。而且，被引導到下殼體12中的桿形接觸件59通過中心螺旋彈簧58的力而與電路板2的焊盤圖案 151壓力接觸。這樣，每個同軸探針51的中心端子52都安全地電連接到電路板2的焊盤圖案 151。
圖14是待連接到本實施方案的探針連接器1的插頭3的透視圖。插頭3包括具有大體上與殼體11的尺寸相同的尺寸的盤狀的保持器121。在保持器121中，在分別對應于探針連接器1的同軸探針51的位置的位置處形成有多個腔123。在腔123中，分別插入有同軸的插頭連接器161。每個同軸的插頭連接器161包括軸向端子162以及包圍軸向端子162并與軸向端子162同軸的周圍的端子163。圖15是顯示了插頭3連接到探針連接器1的狀態的視圖。在這種連接的狀態下， 插頭3的每個同軸的插頭連接器161都與探針連接器1的同軸探針51中的一個配合。在這種配合的狀態下，每個同軸的插頭連接器161的軸向端子162都被插入到中心導體53的配合部分陽的葉片彈簧M中，從而推動葉片彈簧M。因為葉片彈簧M受到同軸的插頭連接器161的軸向端子162的推動并與該軸向端子162壓力接觸，所以同軸的插頭連接器 161的軸向端子162安全地電連接到同軸探針51的中心端子52。結果，同軸的插頭連接器 161的軸向端子162安全地電連接到電路板2的焊盤圖案151。此外，同軸的插頭連接器161的周圍的端子163被插入到外部導體62的配合部分 66的多個葉片彈簧65中，從而推動葉片彈簧65。在上殼體13中，間隙凹處21被形成在相應地對應于葉片彈簧65的位置處。相應地，葉片彈簧65能被自由地推動成打開得更寬而不鄰接上殼體13。因為葉片彈簧65受到同軸的插頭連接器161的周圍的端子163的推動并與該周圍的端子163壓力接觸，所以同軸的插頭連接器161的周圍的端子163安全地電連接到同軸探針51的外部端子61。結果，同軸的插頭連接器161的周圍的端子163安全地電連接到電路板2的焊盤圖案151。如上所述，本實施方案的探針連接器1物理地并且電氣地連接電路板2和同軸的插頭連接器161，且每個探針51都具有其中中心端子52被外部端子61包圍的同軸結構。 此外，因為每個同軸探針51都通過錨狀物63固定到殼體11，所以即使當將同軸的插頭連接器161 (插頭幻插入同軸探針51 (探針連接器1)或從同軸探針51 (探針連接器1)拔出時，同軸探針51也不會相對于殼體11發生移位。此外，因為同軸探針51相對于殼體11的位置可以維持在初始排列的位置，所以同軸探針51之間相對于電路板2的接觸壓力變化的范圍能夠得到維持或被調節到期望的高壓力范圍，且在同軸探針51之間，相對于基板2的接觸阻力變化的范圍可以被減少到很小。此外，因為同軸探針51 (外部導體62)具有大約 2mm的小直徑，所以，作為用于在同軸探針51 (外部導體62)中形成錨狀物62而執行的預壓加工(機加工)的結果，在外部導體62中形成了機加工的孔68。然而，因為導電蓋91覆蓋機加的孔68，所以防止了信號的泄露。當同軸探針51 (外部導體6 在IC檢測及測試裝置(IC測試機)或類似物中被用于通過同軸電纜連接上面安裝了檢測目標IC的檢測目標電路板以及上面安裝了信號發生器電路、比較儀等的測量電路板的時候，期望同軸探針51 (外部導體6 具有大約Imm至 3mm的直徑。為了在如此薄的同軸探針51 (外部導體62)上形成錨狀物63，需要采用預壓加工(機加工)。在這種情況中，機加工的孔68也將通過預壓加工形成在外部導體62中。基于根據本實施方案的探針連接器1的這種結構，將不會在同軸探針51中輕易地發生高頻信號分量的衰減和/或反射，而且還能減少由于插入同軸探針51而形成的插入損失(DIP特性)。此外，還能減少同軸探針51之間的串擾。結果，有可能獲得足以用于傳輸高頻信號分量的性能。而且，探針連接器1可以用在IC測試機或類似物中，以便通過同軸電纜連接上面安裝了檢測目標IC的檢測目標電路板以及上面安裝了信號發生器電路、比較儀等的測量電路板。 探針連接器1，即使沒有導電蓋91，也可具有足以用于傳輸高頻帶的低范圍內的信號分量的性能。也就是說，外部端子51可由兩個部分或部件，即，外部端了 62和圓柱形接觸件81構造而成。如在這種實施方案的該變化形式中所述的，當外部端子51由這兩個部件構造而成的時候，高頻帶的低范圍內的信號分量的衰減和/或反射可以適當地得以防止，串擾可以適當地得以減少，并且由于探針連接器的插入而產生的插入損失(DIP特性) 也可以適當地得以減少。此外，在采用兩部件結構的該變化形式中，與本實施方案中所采用的具有三個部件的結構相比，部件的數量可以得以減少。 在本實施方案的探針連接器1中，如圖8和9所示，用于壓配合錨狀物63的切口 19的形成范圍或區域被限制在上殼體12的腔14的形成范圍內。因此，與沒有設置錨狀物 63的同軸探針一樣，同軸探針51可以以相同的溝道間距(溝道密度)布置在殼體11中。 因此，有可能使用可用于高頻的同軸探針51，而不會增加同軸探針51在電路板2中的占據面積。 本公開的探針連接器可用于連接同軸插頭和電路板。因此，本公開的探針連接器可用在，比如，IC測試機或類似物中，以便通過同軸電纜連接上面安裝了檢測目標IC的檢測目標電路板以及上面安裝了信號發生器電路、比較儀等的測量電路板。此外，雖然顯示和描述了本公開的優選實施方案，但可以設想本領域的技術人員可設計出各種變化形式而沒有脫離前述描述和所附權利要求的精神和范圍。
權利要求
1.一種探針連接器，其連接電路板以及包括軸向端子和周圍的端子的同軸插頭，所述探針連接器包括同軸探針，所述同軸探針包括中心端子和外部端子，所述中心端子電連接到所述同軸插頭的軸向端子和所述電路板，而所述外部端子與所述中心端子同軸，且電連接到所述周圍的端子和所述電路板；其中所述外部端子包括外部導體、錨狀物以及導電蓋，所述外部導體被形成為圍繞所述中心端子的圓柱形形狀并且與所述周圍的端子配合，所述錨狀物作為突起形成在所述外部導體的外表面的一部分上，使得在所述外表面的一部分上形成了孔，而所述導電蓋覆蓋所述孔，并且電連接到所述外部導體。
2.如權利要求1所述的探針連接器，其特征在于，所述探針連接器還包括 殼體；以及腔，所述腔被形成為穿過所述殼體，并且所述同軸探針插入在所述腔中； 其中所述同軸探針和所述殼體經由所述外部端子的錨狀物彼此接合。
3.如權利要求2所述的探針連接器，其特征在于，所述探針連接器還包括薄的圓柱體部分，在所述外部導體上，所述薄的圓柱體部分形成在所述外部導體的另一部分上，所述另一部分比形成所述錨狀物的部分更靠近所述電路板的一側，并且所述薄的圓柱體部分被形成為具有比形成所述錨狀物的部分薄的圓柱形形狀； 外部螺旋彈簧，所述外部螺旋彈簧中插入有所述薄的圓柱體部分；以及圓柱形接觸件，所述圓柱形接觸件被形成為圓柱體的形狀，在其一端內插入有所述薄的圓柱體部分，且其另一端從所述殼體伸出以與所述電路板接觸；其中當所述殼體被連接到所述電路板時，所述圓柱形接觸件沿著所述薄的圓柱體部分移動以壓縮所述外部螺旋彈簧，從而借助于所述外部螺旋彈簧的彈簧力而與所述電路板壓力接觸。
4.如權利要求3所述的探針連接器，其特征在于，所述探針連接器還包括導電突起，所述導電突起從所述薄的圓柱形部分的外表面突出，并且與所述圓柱形接觸件的內表面摩擦接觸。
5.如權利要求3所述的探針連接器，其特征在于，所述探針連接器還包括引導切口或槽，所述引導切口或槽形成在所述圓柱形接觸件中以在所述薄的圓柱體部分的軸向方向延伸；以及引導突起，所述引導突起形成在所述導電蓋和/或所述殼體中，并且與所述引導切口或槽相接合。
6.如權利要求5所述的探針連接器，其特征在于，所述導電蓋包括導電蓋主體，所述導電蓋主體被形成為圍繞所述外部導體的圓柱形形狀；以及導電臂，所述導電臂從所述導電蓋主體伸出，并且與待成為所述引導突起的所述圓柱形接觸件或所述殼體重疊。
7.如權利要求3所述的探針連接器，其特征在于，所述圓柱形接觸件具有突出以與所述電路板相接觸的接觸點。
8.如權利要求2所述的探針連接器，其特征在于，所述中心端子包括 中心導體，所述中心導體與所述軸向端子相配合；中心孔，所述中心孔形成在所述中心導體內，且所述中心孔的開口是面向所述電路板的；中心螺旋彈簧，所述中心螺旋彈簧插入在所述中心孔內；以及桿形接觸件，所述桿形接觸件被形成為桿形形狀，所述桿形接觸件的一端插入在所述中心孔內，而所述桿形接觸件的另一端從所述殼體伸出以與所述電路板接觸；其中當將所述殼體連接到所述電路板且通過所述中心螺旋彈簧的彈簧力與所述電路板壓力接觸時，所述桿形接觸件壓縮所述中心螺旋彈簧；并且所述探針連接器還包括插入到所述外部導體中以使所述中心導體與所述外部導體保持為同軸的絕緣體。
9.如權利要求2所述的探針連接器，其特征在于，所述殼體由下殼體和上殼體構造而成，所述下殼體具有上表面且與所述電路板相接觸，所述上殼體具有與所述下殼體的上表面相接觸的下表面；其中插入了所述同軸探針的腔由形成在所述下殼體中的下腔和形成在所述上殼體中的上腔構造而成；在所述下殼體的上表面和所述上殼體的下表面中的至少一個中形成有切口或槽，所述切口或槽與所述下腔和/或所述上腔相通；并且所述同軸探針的錨狀物被插入在所述切口或槽中。
10.如權利要求9所述的探針連接器，其特征在于，所述同軸探針的外部導體還包括配合部分，將所述同軸插頭的周圍的端子插入到所述配合部分并且與所述配合部分相配合，所述配合部分具有在其中提供了多個葉片彈簧的結構，并且所述周圍的端子由所述葉片彈簧保持；所述上腔被形成為具有比所述下腔的尺寸大的尺寸，從而使得所述配合部分可插入到所述上腔中，并使得所述葉片彈簧可在所述上腔中移動；并且其中插入有所述錨狀物的切口或槽僅被形成在所述下殼體中。
全文摘要
本發明涉及一種探針連接器(1)，其連接電路板(2)以及包括軸向端子(162)和周圍的端子(163)的同軸插頭(3)。該探針連接器的同軸探針(51)包括中心端子(52)和外部端子(61)，該中心端子連接到所述電路板和所述軸向端子，而所述外部端子與所述中心端子同軸，且連接到所述電路板和所述周圍的端子。所述外部端子包括圓柱形的外部導體(62)、錨狀物(63)以及導電蓋(91)，所述圓柱形的外部導體包圍所述中心端子并且與所述周圍的端子配合；所述錨狀物通過機加工工藝作為突起(69)形成在所述外部導體的外表面的一部分上，使得在所述外表面的一部分上形成了孔；所述導電蓋覆蓋并封閉所述孔，并且電連接到所述外部導體。因此，即使當將同軸插頭插入同軸探針或從同軸探針拔出時，所述同軸探針的位置也只會略微地移動。
文檔編號H01R13/24GK102239602SQ200980143783
公開日2011年11月9日 申請日期2009年10月12日 優先權日2008年10月10日
發明者上坂廖, 水村晶范, 詹姆斯·馬羅尼 申請人:莫列斯公司