专利名称：用于球栅阵列组件的探针适配器的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及集成电路组件的电探针，尤其涉及一种用于从球栅阵列(Ball_Grid_Array)组件的焊球连接件获得信号的探针适配器。
在电子工业中，表面安装(SMT)的集成电路器件已经成为主要类型的IC封装件。这些器件具有十分不同的封装结构和引线间距几何结构。例如，IC封装件可以是正方形或长方形的，具有从44个到232个或者更多的电接点或引线数。所使用的电接点或引线的类型也是十分不同的。四线扁平组件IC使用鸥翼引线或J引线。这两种引线都从IC组件的周边延伸，前一种类型的引线从组件向下和向外弯曲，而后一种型的引线向下弯曲并被折叠在组件的下方为J形。这些引线被焊接到在电路板上形成的电接点焊盘上。销栅阵列(PGA)和球栅阵列(BGA)器件具有在IC组件的底面上以矩阵形式形成的电接点。PGA器件具有向下延伸的和通过电路板中的通孔与一相应的阵列接合的引线。引线被焊接在通孔中以便实现电连接。BGA器件具有形成在IC的底面上的电接点阵列，并具有在每个接点上形成的焊锡球，同时其使得接点可以被焊接到电路板上的电接点焊盘的相应阵列上。
具有标准的测量仪器电探针的，例如具有无源的和有源的示波器之类探针的探测PAG器件，需要接近其上焊接有PGA器件的电路板的背面。对于BGA器件，必须在电路板上形成附加的接点焊盘，并使所述接点焊盘和BGA器件下方的接点焊盘阵列为电连接，以便可以进行该器件的探测。
用于探测BGA器件之电接点的另一种装置是转让给Tektronix，Inc.亦即本发明的受让人的美国专利5548223中所描述的探针适配器。这种探针适配器由柔性的介电材料制成，具有在和BGA器件上的电接点相应的中心区域形成的电接点。几个翼件从适配器的中心区域向外延伸，在所述翼件上形成有导电的凸起(runs)，所述凸起从中心区域的每个电接点向着在翼的周边上形成的电接点延伸。适配器的中心区域位于BGA器件和底板或电路板之间，并使用BGA的焊锡球被焊接定位。这种适配器打算用于查找并排除样品电路设计中的故障，但是不打算用于检修产品电路板中的电路故障或者在产品中有故障的电路板。
因此，需要一种探针适配器，其能够电气地检测被安装的球栅阵列器件的各个焊锡球连接。
因而，本发明旨在提供一种用于球栅阵列组件的探针适配器。所述探针适配器具有一细长的本体，所述本体具有一被设置在其中心的开槽区域，在所述本体的一端形成一延伸至开槽区域的孔。开槽区域含有一可以从第一位置向第二位置运动的滑动部件。滑动部件具有一和其相连的导电的柱塞。一个电接点和柱塞电气相连，电接点的一部分暴露在细长本体外面。一个电极从柱塞并通过细长本体中的孔延伸，从而把电极暴露在细长本体外面，用于和球栅阵列组件的焊锡球接点实现电接触。所述适配器可以包括一个柔性的部件，其和细长本体的一端相连并在其中形成一孔，电极通过所述的孔延伸。滑动部件具有其中形成的棘爪，用于和在槽中形成的相应的棘齿啮合。一个弹簧加载的按钮被安装在滑动部件上，其可使滑动部件的棘爪与槽中的棘齿相啮合并可使之从槽中的棘齿上脱离。一个标尺指示部件可以被连附于滑动部件上，用于指示一个位于细长本体上的相邻的刻度尺。最好所述刻度尺被设置在和滑动部件相邻的槽中。在本发明的优选实施例中，所述标尺可通过使用一标尺调整部件而被调整，所述标尺调整部件被设置在一和第一孔相对的在细长本体中形成的第二孔内。电极的主要部分由绝缘材料覆盖，并使电极的端部露出用于和柱塞以及球栅阵列组件的焊锡球实现电连接。电极的被暴露的端部可以是钩形的，用于和球栅阵列组件的焊锡球咬合。
本发明的目的、优点和新的特征通过结合附图参阅以下的详细说明将被明显地看出。
下面结合附图以举例方式说明本发明，附图中相同的标号表示相同的元件，其中
图1是按照本发明的用于球栅阵列组件的探测适配器的透视图；图2是按照本发明的用于球栅阵列组件的探测适配器的分解透视图；图3是按照本发明的用于球栅阵列组件的探测适配器的沿着线A-A’剖取的侧剖视图。
参见图1，其中示出了一个按照本发明的用于探测球栅阵列(BGA)器件或组件12的探测适配器10。BGA器件12具有在器件底面上形成的呈阵列形式的电接点，每个接点上形成有焊锡球14。焊锡球14被置于在底板或电路板18上形成的导电焊盘16的相应的阵列上。底板或电路板18的含有BGA器件12的区域被加热，从而使焊锡球14流动，并在BGA器件12上的电接点和底板18之间形成永久的电连接。
探测适配器10具有一细长的本体20，在本体的中心设置有开槽的区域22。一具有按钮控制装置26的可运动的滑动部件24被设置在开槽的区域24内。一柱塞28和滑动部件24相连，如图2和图3所示，所述柱塞和一探测电极30相连。探测电极30具有一钩形的接点31，用于和BGA器件12上的焊锡球实现电接触。一电接点32从细长的本体20延伸，其提供一位于电极30和一测量探针34之间的电连接，例如位于有源或无源的电压探针之间的电连接。
参见图2和图3，其中示出了按照本发明的用于探测球栅阵列组件的探测适配器10之分解透视图和沿着线A-A’剖取的侧剖视图。在图2和图3中和图1相同的元件被标以相同的标号。适配器10由两个半拉件42、44构成，它们被连接在一起而成为细长本体20。此外，细长本体20可以是利用铣削加工或者作为注入模制部件生产的一个整体部件。最好是，细长本体由电绝缘材料制成，例如例如聚碳酸酯或者塑料。在细长本体20内居中地设置开槽区域22。一个锥形鼻区域46从开槽区域22延伸，并且其中具有孔48，用于接纳电极30和相连的柱塞28。一柔性的鼻部50可以被附加在鼻区域46上。
开槽区域22接纳一在其中可运动的滑动部件24。在开槽区域22的一侧或两侧上，形成有向下指向的棘齿23。滑动部件24具有按钮26，其利用被设置在滑动部件24和按钮26之间的弹性部件52被弹性加载。按钮26包括一横向设置的棘爪(pin)27或者从按钮26的侧面延伸的凸肩，用于和开槽区域22中的棘齿23啮合。一第二弹性部件54和被分别形成在滑动部件24以及按钮26上的凸起56、58相连。柱塞28和滑动部件24相连并可在开槽区域22内运动。所述的连接结构可通过在柱塞28的一端上形成一和在滑动部件24中形成的相应的槽或肋件62配合的肋件或槽60来实现，如图3所示。此外，可以使用粘结剂，例如环氧胶或其类似物使柱塞28和滑动部件24相连。柱塞28的另一端形成一孔或缺口64，用于把电极固定到柱塞28上。在本发明的优选实施例中，电极30和柱塞28由导电材料制成。电极30除去和柱塞28相连的一端之外，由绝缘材料包覆。所述绝缘材料阻止电极30和焊锡球短接。电极30的另一端在其自身上向回弯曲，从而形成钩形接点31。电极30的端面上没有绝缘材料，以便提供电连接。无绝缘的端面可以通过利用切线机切割电极的端部而形成。切割的角度可以是斜的，从而在接点31上形成一马铠甲状的端部。电接点32具有第一接点66和第二接点68，并被固定在细长本体20内，同时使第一接点66和柱塞28电连接，第二接点68暴露在细长本体20的外部。
在本发明的优选实施例中，一可动的标尺70被安装在和滑动部件24相邻的开槽区域22内。滑动部件24配备一标尺指示部件72。细长本体16的和鼻端的相反端具有一在其中形成的螺纹孔34用于接纳一标尺调节部件74。标尺调节部件74具有一压花旋钮76和一与孔34中的相应螺纹啮合的螺纹中心部分78。和压花的旋钮76相反的一端具有一圆形的法兰部件80，其和在标尺70的端部形成的一槽82相接合，使得可以通过转动标尺调节部件74使标尺70移动。
探针适配器10的使用方法如下首先把适配器10的鼻部50对着球栅阵列组件12的边缘放置。向着适配器10的鼻部50移动滑动部件24向前推动该线电极30的钩形端部31，使其暴露在适配器10的外面。钩形端部31被移动，并在由两排焊锡球14形成的通道的入口刚好通过第一焊锡球14。最好柱塞28能够相对于滑动部件24自由转动，从而使电极30的钩形端部31在任何特定的焊锡球通道中被定位在朝向右边的焊锡球或者朝向左边的焊锡球。然后，滑动部件24被缩回，并由弹簧54的弹性力锁定在朝向适配器10的后端。这使得钩尖31咬住或绊住刚刚通过的焊锡球。这个作用使得在电极30和第一焊锡球14之间形成良好的电连接。在适配器10之端部的压花旋钮76被转动，直到在可调的视觉标尺70上的“1”值和滑动部件24上的标尺指示部件72对准，从而表示电极30的钩端31处在焊锡球“1”上。这个调整用于消除在球栅阵列12的销售商(品)之间存在不同尺寸允差的问题，因为从组件边沿到第一球的尺寸对于不同的销售商可能不同。
在焊锡球14上的电信号被从电极30连接到柱塞28。柱塞28和电接点32处于摩擦电接触状态。一个测量探针，例如无源的或有源的电压探针被置于露在细长本体20之外面的电接点32上，用于把电信号和一测试设备例如示波器、逻辑分析器或其类似物相连。如果用户决定探测在该行中的另一个焊锡球14，则可以向下压按钮26，使滑动部件24沿着开槽区域24前进，直到在滑动部件24上的可视指示器72刚好通过在可动标尺70上的相应的焊锡球数。按压按钮26并使其向适配器10的后端移动使得滑动部件24再次向着适配器10的后端缩回，因而使钩尖31钩进刚刚通过的焊锡球14中。按钮26可被释放，并使其位于最后的一个棘齿上，在按钮26和滑动部件24之间的弹簧54则使一个力施加到该线钩31上。
当用户沿着任何一个特定的行列来探测焊锡球14时，滑动部件24被完全地推到开槽区域22的前端。这使得电极30的钩形端部31伸出其开始处之球栅阵列组件12的相反端的外部。滑动部件24在开槽区域22内具有足够的运动范围，从而暴露位于柱塞28和电极30之间的机械连接头。线电极30可以和柱塞28脱离，并可以通过抓住钩形端部从球栅阵列组件12的下方取出线电极，从而从球栅阵列组件的下面取出线电极30。
已经说明的用于球栅阵列组件的探测适配器10具有一个细长本体20，所述本体的中心部位设置一开槽区域22，在所述槽中含有一可以在开槽区域内滑动的滑动部件24。一个导电的柱塞28和滑动部件24相连，并且和暴露在探针本体20外部的电接点32电气相连。一电极30通过在探针本体20的一端形成的孔48并从柱塞28起延伸，从而暴露一用于和球栅阵列组件的焊锡球接点14形成电连接的钩形接点31。滑动部件24可以包括一标尺指示部件72，其和一被安装在滑动部件24附近的可动标尺70协同工作，用于指示在球栅阵列组件下方的每个焊锡球接点14的位置。
显然，对于本领域的技术人员，不脱离本发明的构思可以对上述实施例的许多细节作出许多改变。因此，本发明的范围应当由下面的权利要求限定。
权利要求
1.一种用于球栅阵列组件的探测适配器，包括一细长的本体，其具有一被设置在其中心的开槽区域，所述本体的一端具有一被形成在其中的通至开槽区域延伸的孔；一置于所述开槽区域内并且可以从第一位置向第二位置运动的滑动部件；一和所述滑动部件相连接的导电柱塞；一和所述柱塞电气相连接的电接点，所述电接点的一部分被暴露在细长本体的外面；以及一电极，其从所述柱塞通过细长本体中的孔延伸，从而使其被暴露在细长本体的外面，用于和球栅阵列组件的一焊锡球实现电接触。
2.如权利要求1所述的探测适配器，其特征在于，还包括一个柔性的部件，其和所述具有孔的细长本体的一端相连，在柔性的部件中形成有一个孔，用于接纳电极。
3.如权利要求1所述的探测适配器，其特征在于，还包括多个被形成在槽中的棘齿，它们可和滑动部件上的相应的棘爪啮合。
4.如权利要求3所述的探测适配器，其特征在于，还包括一被安装在滑动部件上的弹簧加载的按钮，其可使滑动部件的棘爪与槽中的棘齿相啮合以及可使之从槽中的棘齿上脱离。
5.如权利要求1所述的探测适配器，其特征在于，还包括一和滑动部件相邻的并被设置在细长本体中之槽内的标尺。
6.如权利要求5所述的探测适配器，其特征在于，还包括一被连附在和所述标尺相邻的滑动部件上的标尺指示部件。
7.如权利要求5所述的探测适配器，其特征在于，其中所述标尺可以从第一位置调整到第二位置，并且所述适配器还包括一在所述细长本体的相反端上被形成在该细长本体中的第二孔，在所述孔中具有一被设置在其内的和可调标尺接触的标尺调整部件。
8.如权利要求1所述的探测适配器，其特征在于，还包括一种包围着电极的主要部分的绝缘材料，电极的端部被露出，以便和柱塞以及球栅阵列组件的焊锡球实现电连接。
9.如权利要求8所述的探测适配器，其特征在于，其中接触焊锡球的电极的端部具有一钩形的接点。
10.一种用于球栅阵列组件的探测适配器，包括一细长的本体，其具有一被设置在其中心的开槽区域，所述本体的相反端分别具有被形成在其中的通至开槽区域延伸的孔，所述开槽区域具有多个棘齿；一被设置在所述细长本体之槽内的并和滑动部件相邻的可被定位的标尺；一被设置在一个孔中的并和可调标尺接触的标尺定位部件；一位于开槽区域内的滑动部件，其上形成有可和开槽区域内的棘爪啮合的棘爪，以及一个标尺指示部件被连附于和标尺相邻的滑动部件上，所述滑动部件可以从第一位置向第二位置运动；一和所述滑动部件相连的导电柱塞；一和所述柱塞电气相连的电接点，其一部分被暴露在细长本体的外部；以及一个电极，其从柱塞并通过细长本体中的另一个孔延伸，从而使电极暴露在本体的外部，电极的被暴露的一端具有一钩形接点，用于和球栅阵列组件的焊锡球接点实现电接触，并且除去端部之外，电极被绝缘材料包覆着。
11.如权利要求10所述的探测适配器，其特征在于，还包括一个柔性的部件，其和具有孔的细长本体的一端相连，该柔性的部件中形成一用于接纳电极的孔。
12.如权利要求10所述的探测适配器，其特征在于，还包括一被安装在滑动部件上的弹簧加载的按钮，其可使滑动部件的棘爪与槽中的棘齿相啮合和可使之从槽的棘齿上脱离。
全文摘要
一种用于球栅阵列组件的探测适配器,包括细长的本体,其具有被设置在其中心的开槽区域,其中含有可以在开槽区域内运动的滑动部件。一个导电的柱塞和滑动部件相连,并和露在探针本体的外部的一个电接点电气相连。一个电极从柱塞并通过在本体的一端形成的孔伸出,露出一钩形接点,用于和球栅阵列组件的焊锡球接点实现电接触。
文档编号G01R1/067GK1275719SQ00108718
公开日2000年12月6日 申请日期2000年5月26日 优先权日1999年5月28日
发明者J·A·坎贝尔, R·A·赞多纳蒂 申请人:特克特朗尼克公司