TWI474007B - 具有絕緣構件之電氣連接器 - Google Patents

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Description

具有絕緣構件之電氣連接器 發明領域
本發明是關於一種電氣連接器，特別是指一種具有絕緣構件的電氣連接器的製造與使用的材料、組件以及方法。
 發明背景
在電子與半導體技術中，用於在製造過程中測試與檢驗積體電路(IC)晶片的系統，一般稱之為測試系統，圖1與圖2示出一測試系統100，該測試系統100包括一用以提供一IC晶片110(其可被稱為測試中設備(Device Under Test)或DUT)與一印刷電路板之間電性連接的電氣連接器。
該測試系統100可包括一插座本體120，其界定出複數容穴121，每一容穴121可容納複數彈簧探針130的一個，該測試系統100亦可包括一插座***124。
圖3-5示出該彈簧探針130，如圖3所示，彈簧探針130可包括一外殼331、一第一活塞340與一第二活塞350，外殼331可為管狀，第一與第二活塞340、350的至少一部分可設置於外殼331內，插座本體120與插座***124 可定位彈簧探針130，以使第一活塞340電性連接位在IC晶片110的導電墊，而第二活塞350電性連接位在PCB的導電墊。
如圖4所示，第一活塞340可包括一尖端部441， 其延伸遠離外殼331，第一活塞340亦可包括一緣部443，其鄰接外殼331的末端，以使當一力量施用於第一活塞340並朝向外殼331時，緣部443推抵於外殼331的末端，以使第一活塞340與外殼331一同位移，第二活塞350可包括一尖端部451，其由外殼331往外延伸。
如圖5所示，第一活塞340亦可包括一尾部542， 其伸入外殼331並且附接於外殼331(例如使用黏著劑)，以使第一活塞340與外殼331一同位移，緣部443可設置於尖端部441與尾部542之間，第二活塞350亦可包括一尾部552，其伸入外殼331，外殼331容納第二活塞350的末端可被捲曲以將第二活塞350的尾部552維持於外殼331內，以使尾部552可於外殼331內滑動，尖端部451可由外殼331往外延伸出並且遠離尾部552。
一彈簧560可設置於兩活塞340、350之間，彈簧 560可施用一力量於每一活塞340、350，以將第二活塞350由外殼331往外偏壓並且遠離第一活塞340，第二活塞350亦可在一往內朝向彈簧560的力量的作用下被往內壓入外殼331中，因此，第一活塞340可連接至外殼331以與外殼331連動，第二活塞350可相對於外殼331滑動。
圖6與圖7示出一彈簧探針630，其兩個活塞都可 相對於外殼331滑動，如圖6所示，彈簧探針630可包括一外殼631、一第一活塞640與第二活塞350，外殼631可為管狀，且第一與第二活塞640、350至少一部分設置於外殼331內，彈簧探針630可定位於插座本體120與插座***124，以使第一活塞640電性連接於位在IC晶片110的導電墊，而第二活塞350電性連接於位在PCB的導電墊。
第一活塞640可包括一尖端部641，其延伸遠離外 殼631，如圖7所示，第一活塞640亦可包括一尾部742，其伸入外殼631內，外殼631容納第一活塞640的末端可被捲曲以將第一活塞640的尾部742維持於外殼631內，以使尾部742可於外殼631內滑動，尖端部641可由外殼631往外延伸出並且遠離尾部742。
彈簧560可設置於兩活塞640、350之間，彈簧560 可施用一由外殼631往外的力量於每一活塞640、350，並且，每一活塞640、350可分別在一往內施用於彈簧560的力量的作用下被往內壓入外殼631中，從而，第一與第二活塞640、350可相對於外殼631滑動。
彈簧探針130、630可形成自導電材料，例如塗佈 有黃金的銅合金，以使一電性連接可形成於第一活塞340、640、第二活塞350與外殼331、631之間，插座本體120與插座***124可形成自絕緣塑膠合成物，以將該等彈簧探針130、630彼此隔絕。
圖8-圖10示出一傳統的測試系統800，該系統的 一部分可設置一同軸結構，該測試系統800可包括一用以提 供IC晶片110與PCB(圖未示)之間電性連接的電氣連接器，測試系統800可包括一界定出複數容穴821的頂部插座層820、一界定出複數容穴823的中間插座層822以及一界定出複數容穴825的底部插座層824，頂部插座層820與底部插座層824可設置以將複數彈簧探針830維持於位在中間插座層822的容穴823中，並且，每一容穴821可與一個容穴823以及一個容穴825對齊，以容納該等彈簧探針830的一個，此彈簧探針830可與前述的彈簧探針130、630類似，並且每一彈簧探針830可包括一外殼1031、一第一活塞1040與一第二活塞1050。
為了設置一同軸結構，中間插座層822可為金屬 形成並且接地，其阻抗將視中間插座層822的容穴823的內表面的直徑D1以及彈簧探針830的外殼1031的外表面的直徑D2而定。
頂部插座層820與底部插座層824可為絕緣塑膠 合成材料構成，當其為絕緣材料形成且與彈簧探針130、630結合時，頂部插座層820與底部插座層824並不形成同軸結構。
 發明概要
在一個目的中，本案揭露是關於一種接觸探針，該接觸探針可包括一外殼，其包括具有一外殼容穴之一本體，該接觸探針亦可包括至少一活塞，可滑動地容納於該外殼容穴中並且延伸通過該外殼的至少一末端的至少一開 口，該接觸探針更可包括一偏壓裝置與至少一絕緣構件，該偏壓裝置組配以施用一偏壓力於該至少一活塞，該至少一絕緣構件，包含一絕緣材料，該至少一絕緣構件設置於該外殼與該至少一活塞的至少其中一者的一外表面的至少一部分。
在另一個目的中，本案揭露是關於一種電氣連接 器組件，該電氣連接器組件可包括一插座外殼，其包括具有一插座容穴之一本體，該電氣連接器組件亦可包括一接觸探針，其包括一接觸探針外殼，設置於該插座容穴，該接觸探針外殼可包括具有一外殼容穴之一本體，該接觸探針亦可包括至少一活塞，可滑動的容納於該外殼容穴並且延伸通過該接觸探針外殼的至少一末端中的至少一開口，該接觸探針更可包括一偏壓裝置，設置於該外殼容穴並且組配以施用一偏壓力於該至少一活塞，該接觸探針亦可包括至少一絕緣構件，包括一絕緣材料，該絕緣件設置於該插座容穴，該至少一絕緣構件可設置於該接觸探針外殼以及該至少一活塞件至少其中一者的一外表面的至少一部分。
在更一個目的中，本案揭露是關於一種形成電氣 連接器的方法，該方法可包括形成一接觸探針，該接觸探針可藉由***至少一活塞與一偏壓裝置於位於一外殼的一本體內的一外殼容穴中，以使得該至少一活塞的一尾部可滑動地容納於該外殼容穴中，且該偏壓裝置組配以將該至少一活塞的一尖端部偏壓遠離該外殼容穴形成，該方法亦 可包括設置至少一絕緣構件於該外殼與該至少一活塞的至少其中一者的一外表面的至少一部分，該至少一絕緣構件包含一絕緣材料。
額外的特徵與優點將於下方說明，且由以下的說明以及揭露的實施例將可了解，該等特徵與優點藉由在附加的申請專利範圍中指出的元件與組合，將可被了解與獲得，前述的一般性說明以及以下的詳細說明均為範例性說明，並不能據以限制本發明的範圍。
1130、1730‧‧‧接觸探針
1830、2130、2430‧‧‧接觸探針
1131、2131‧‧‧外殼
1140、1840、2140‧‧‧第一活塞
1141、1841、2141‧‧‧尖端部
1150、2450‧‧‧第二活塞
1151、2451‧‧‧尖端部
1170、1770‧‧‧絕緣構件
1870、2470‧‧‧絕緣構件
1244、2554‧‧‧窄化段
1271、2571‧‧‧開口
1320‧‧‧插座本體
1321‧‧‧容穴
1324‧‧‧插座***
1325‧‧‧容穴
1410‧‧‧IC晶片
1520‧‧‧頂部插座層
1521‧‧‧容穴
1522‧‧‧中間插座層
1523‧‧‧容穴
1524‧‧‧底部插座層
1525‧‧‧容穴
1732‧‧‧孔洞
1843‧‧‧緣部
1971‧‧‧開口
D1~D5‧‧‧直徑
相關圖式與本說明書相關並且構成本說明書的一部分，其示出本發明的數個實施例，並且配合以下說明以解釋本發明的目的。
圖1為一傳統測試系統的截面圖；圖2為圖1的測試系統的分解圖；圖3為圖1的測試系統的一部分的詳細視圖；圖4為一彈簧探針的側視圖；圖5為圖4的彈簧探針的截面圖；圖6為另一彈簧探針的側視圖；圖7為圖6的彈簧探針的截面圖；圖8為另一傳統測試系統的截面圖；圖9為圖8的測試系統的分解圖；圖10為圖8的測試系統的一部分的詳細視圖；圖11為根據一範例實施例的一接觸探針的側視圖； 圖12為圖11的接觸探針的一部分的詳細視圖；圖13為一包括圖11的接觸探針的測試系統的一部分的截面圖；圖14為圖13的測試系統的分解圖；圖15為根據另一範例實施例的一包括圖11的接觸探針的測試系統的截面圖；圖16為圖15的測試系統的分解圖；圖17為根據另一範例實施例的一接觸探針的側視圖；圖18為根據另一範例實施例的一接觸探針的側視圖；圖19為圖18的接觸探針的一部分的詳細視圖；圖20為一包括圖18的接觸探針的測試系統的一部分的截面圖；圖21為根據另一範例實施例的一接觸探針的側視圖；圖22為圖21的接觸探針的一部分的詳細視圖；圖23為一包括圖21的接觸探針的測試系統的一部分的截面圖；圖24為根據另一範例實施例的一接觸探針的側視圖；圖25為圖24的接觸探針的一部分的詳細視圖；以及圖26為一包括圖24的接觸探針的測試系統的一 部分的截面圖。
 詳細說明
本發明的範例實施例在以下將配合相關圖式詳細參閱，其中，圖中相同或類似的元件將以相同的編號在所有圖式中表示。
根據某些實施例，一電氣連接器或其他互連器可於不同的裝置之間，例如IC晶片與PCB、主電路板、母板等之間傳輸電子訊號，此處所揭露的電氣連接器可被用於不同的應用，例如電子與半導體應用，但不以此為限，例如根據一範例實施例，電氣連接器可被設置於測試系統或其他用於測試IC晶片的電氣連接器組件，在此測試系統中，電氣連接器可將IC晶片電性連接至PCB，以測試IC晶片。
圖11-16示出根據一範例實施例的一接觸探針1130形成一電性連接，如圖11所示，接觸探針1130可包括一外殼1131、一位於外殼1131的一第一末端的第一活塞1140、一位於外殼1131的一第二末端的一第二活塞1150，外殼1131可為管狀(例如圓筒狀或具有例如環形、橢圓形、方形、矩形或其他外型的截面)，第一與第二活塞1140、1150的至少一部分可設置於外殼1131內，如以下說明。
第一活塞1140可包括一尖端部1141，其由外殼1131往外延伸，且尖端部1141可組配為接觸並且電性連接至一測試中裝置的導電墊，例如位在一IC晶片上，第一活 塞1140可附接於外殼1131，以使第一活塞1140與外殼1131能一同位移，例如，第一活塞1140可包括一尾部(圖未示)，其伸入外殼1131中並且附接於外殼1131(例如使用黏著劑、藉由使外殼1131變形(例如透過沖壓)等)，以使第一活塞1140與外殼1131一同位移。
第二活塞1150亦可包括一尖端部1151，其由外殼1131往外延伸，且尖端部1151組配以接觸以及電性連接至導電墊，例如位在一PCB上，第二活塞1150亦可包括一尾部(圖未示)，其伸入外殼1131中，外殼1131容納第二活塞1150的末端可捲曲以將第二活塞1150的尾部維持於外殼1131內，以使尾部可於外殼1131內滑動，尖端部1151由外殼1131往外延伸並且遠離尾部。
一彈簧(圖未示)可設置於兩活塞1140、1150之間，彈簧可施用一力量於每一活塞1140、1150，以將第二活塞1150由外殼1131往外偏壓並且遠離第一活塞1140，第二活塞1150亦可在一往內施用於彈簧的力量作用下被往內壓入外殼1131，因此，在圖11-16所示的實施例中，第一活塞1140連接於外殼1131以與外殼1131一同位移，第二活塞1150可相對於外殼1131滑動。
第一活塞1140、第二活塞1150與外殼1131可為導電材料形成(例如塗佈黃金的銅合金)，以使第一活塞1140、第二活塞1150與外殼1131之間形成電性連接。
一絕緣構件1170可連接至第一活塞1140及/或外殼1131，在圖11-16中，示出的絕緣構件1170圍繞第一活塞 1140並且鄰近外殼1131，在本文的另一實施例中，絕緣構件1170可圍繞第一活塞1140與外殼1131，或僅圍繞外殼1131，在一實施例中，絕緣構件1170可為例如聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethene，PTFE)(例如普遍熟知杜邦的Teflon®)的絕緣材料或其他例如塑膠、聚合物、橡膠等非導電材料形成呈環狀，絕緣構件1170可具有一外表面，其具有一外緣尺寸(例如一外徑)大於第一活塞1140及/或外殼1131的一外表面的外緣尺寸(例如外徑)，絕緣構件1170的外表面可具有一類似(但大於)第一活塞1140及/或外殼1131的一外表面的外型(例如具有一截面外型如圓形、橢圓形、方形、矩形或其他外型)，在一範例實施例中，絕緣構件1170可具有一圓形外截面以及一實質平行第一活塞1140及/或外殼1131之軸的軸，此外，絕緣構件1170可具有末端表面實質垂直絕緣構件1170、第一活塞1140及/或外殼1131的軸，絕緣構件1170、外殼1131及/或尖端部1141的尺寸可基於一如以下所述的測試系統需求的同軸結構而定。
圖12示出在一實施例中的絕緣構件1170的截面，絕緣構件1170可包括一穿孔或開口1271，其組配以容許絕緣構件1170設置於第一活塞1140及/或外殼1131，如圖12所示，絕緣構件1170可設置於第一活塞1140的尖端部1141的一外表面，尖端部1141可包括一窄化段1244位於外表面，其用以定位與容納絕緣構件1170，窄化段1244可為一切口或溝槽形式，形成於尖端部1141的一區段的外緣的至少一部分，在圖示的實施例中，窄化段1244可為U形切口 延伸圍繞尖端部1141的一區段的整個外緣，或者，切口或溝槽可具有一不同外型的截面及/或切口或溝槽可延伸僅圍繞尖端部1141的該區段的外緣的一部分(例如大部分、至少一半、少於一半等)，或者，窄化段1244可形成於外殼1131的外表面及/或第一活塞1140的另一外表面(例如連接至尖端部1141的部分的外表面)，為了將絕緣構件1170定位於第一活塞1140的尖端部1141，尖端部1141的自由端(相對於尾部)可伸入通過位在絕緣構件1170的開口1271，直到絕緣構件1170座落於窄化段1244。
與其(除了)設置窄化段1244以將絕緣構件1170維持定位，絕緣構件1170可藉由絕緣構件1170壓縮設置於第一活塞1140及/或外殼1131的外表面而維持定位，絕緣構件1170可為彈性材料形成並且可藉由當推向於第一活塞1140及/或外殼1131時，由絕緣構件1170顯現的一放射狀壓縮力量而連接至第一活塞1140及/或外殼1131的外表面，例如，絕緣構件1170的開口1271可具有一較小於尖端部1141的一外部尺寸(例如外徑)的內部尺寸(例如內徑)，尖端部1141的自由端可伸入通過位在絕緣構件1170的開口1271，因此造成絕緣構件1170擴張或拉伸以適合的圍繞尖端部1141，絕緣構件1170的彈性力可提供一壓縮的放射狀壓力或力量於尖端部1141，以使絕緣構件1170可被維持定位於尖端部1141，或者，除了前述的方式以外，絕緣構件1170可利用黏著劑或其他附著方式維持定位。
圖13與14示出接觸探針1130設置於一包括一例 如插座本體1320的頂部與一例如插座***1324的底部的插座(或插座外殼)組合，以形成一電氣連接器組件，插座本體1320可界定出複數容穴1321，每一容穴1321可容納一接觸探針1130，插座***1324可組配為將該等接觸探針1130維持於個別的容穴1321中，插座***1324亦可界定出複數容穴1325對應插座本體1320的容穴1321，以使位在插座本體1320的容穴1321可對齊位在插座***1324的容穴1325，接觸探針1130可以陣列方式維持於對應的容穴1321、1325中。
插座組合的部分(例如插座本體1320及/或插座***1324)可形成自導電材料，例如金屬，例如鋁、鎂、鈦、鋯、銅、鐵及/或其合金等的其中之一或更多，或者，插座組合這樣的部分可形成自導電材料(例如鋁、鎂、鈦、鋯、銅、鐵及/或其合金等的其中之一或更多)，並且具有一絕緣材料(例如一PTFE層或塗佈)層形成於一界定出容穴1321、1325的內表面。
圖15與16示出接觸探針1130設置於根據另一範例實施例的插座(或插座外殼)，以形成一電氣連接器組件，該插座可包括一界定出複數容穴1521的頂部插座層1520、一界定出複數容穴1523的中間插座層1522與一界定出複數容穴1525的底部插座層1524，頂部插座層1520與底部插座層1524可組配以將該等接觸探針1130維持於位在中間插座層1522的容穴1523中，並且每一容穴1521可與一個容穴1523與一個容穴1525對齊，以容置該等接觸探針1130的一 個，接觸探針1130可以陣列方式維持於對應的容穴1521、1523、1525中。
插座組合的部分(例如頂部插座層1520、中間插座層1522及/或底部插座層1524)可形成自導電材料(例如鋁、鎂、鈦、鋯、銅、鐵及/或其合金等的其中之一或更多)，並且具有或不具有一絕緣材料(例如一PTFE層或塗佈)層形成於一界定出容穴1521、1523、1525的內表面，在一個實施例中，中間插座層1522可形成自導電材料，頂部插座層1520與底部插座層1524可形成自絕緣材料。
插座組合(例如插座本體1320與插座***1324；或頂部插座層1520、中間插座層1522與底部插座層1524)可定位接觸探針1130，以使第一活塞1140接觸並且電性連接至位於一測試中裝置(DUT，例如IC晶片1410(圖14-16))的導電墊，而第二活塞1150接觸並且電性連接位在一PCB、主電路板、母板等的導電墊，第一活塞1140、外殼1131與絕緣構件1170可由於外部軸向力作用於第一活塞1140(例如透過與IC晶片1410接觸)相對於第二活塞1150上下位移(軸向)，同樣的，第二活塞1150可由於外部軸向力作用於第二活塞1150(例如透過與PCB接觸)相對於第一活塞1140、外殼1131與絕緣構件1170上下位移(軸向)，當接觸探針1130的這些任何組件(例如第一活塞1140、外殼1131以及絕緣構件1170一起、第二活塞1150等)位移，絕緣構件1170將接觸探針1130維持定位於實質直向並且彼此對齊於插座(例如插座本體1320與插座***1324)中，以避免第一活塞 1140、第二活塞1150與外殼1131接觸插座組合。
接觸探針1130的數量(及容穴1321、1325或容穴1521、1523、1525的對應數量)可視例如需要的數據率、IC晶片、PCB或其他藉由電氣連接器電性連接的裝置的結構等而定，例如少於十至超過一千個接觸探針1130均可被設置。
圖17示出根據另一範例實施例，一接觸探針1730形成電性連接，接觸探針1730類似於圖11-16所示的接觸探針1130，除了一絕緣構件1770(取代絕緣構件1170)連接至第一活塞1140及/或外殼1131，絕緣構件1770可類似於圖11-16所示的絕緣構件1170，除了絕緣構件1770可具有末端表面其漸縮呈錐狀朝向絕緣構件1170的軸向末端。
並且，如圖17所示，第一活塞1140可藉由使外殼1131變形而附接於外殼1131，以使第一活塞1140與外殼1131連接，第一活塞1140的尾部(圖未示)可伸入外殼1131，且一沖頭或其他工具可被用以壓入外殼1131與第一活塞1140的尾部重疊的部分，所以，外殼1131的材料被壓入第一活塞1140的尾部，以形成位在外殼1131的凹陷或孔洞1732，因此使外殼1131附著於第一活塞1140。
圖18-20示出根據另一範例實施例，一接觸探針1830形成電性連接，接觸探針1830可包括如前述接觸探針1130(圖11-16)、1730(圖17)的類似元件，除了該接觸探針1830包括一或更多絕緣構件設置於以下所描述的外殼1131，例如，除了一絕緣構件設置於第一活塞及/或外殼 1131，如以下說明。
如圖18所示，接觸探針1830包括外殼1131以及位在外殼1131的第二末端的第二活塞1150，如前述並且示於圖11-13，接觸探針1830可包括一第一活塞1840，其位在外殼1131的第一末端，第一活塞1840可包括一尖端部1841，其由外殼1131往外延伸，且尖端部1841可組配以接觸並且電性連接至導電墊，例如一DUT，例如IC晶片1410(圖14-16)，第一活塞1840可附接於外殼1131，以使第一活塞1840與外殼1131一同位移，例如，第一活塞1840可包括一尾部(圖未示)，其伸入外殼1131並且附接於外殼1131(例如使用黏著劑、藉由使外殼1131變形(例如使用沖壓)等)，以使第一活塞1840與外殼1131一同位移。
第一活塞1840亦可包括一緣部1843，其鄰接於外殼1131的末端，以使得當一力量施用於第一活塞1840朝向外殼1131時，緣部1843推抵外殼1131的末端，使第一活塞1840與外殼1131一同位移，緣部1843可設置於尖端部1841與尾部之間，或者，緣部1843亦可被省略。
一彈簧(圖未示)可設置於兩活塞1840、1150之間，彈簧可施用一力量抵接於每一活塞1840、1150，以將第二活塞1150由外殼1131往外偏壓並且遠離第一活塞1840，第二活塞1150亦可在一往內朝向彈簧的力量的作用下被往內壓入外殼1131，因此，第一活塞1840連接於外殼1131而與外殼1131一同位移，第二活塞1150可相對於外殼1131滑動。
一或更多絕緣構件1870可連接至外殼1131，在圖示的實施例中，兩個絕緣構件1870被設置，其中一個絕緣構件1870可設置接近外殼1131的第一末端，而另一絕緣構件1870可設置接近外殼1131的第二末端，或者，多於兩個絕緣構件1870可被設置，絕緣構件1870尺寸、外型以及材料可大致與前述的絕緣構件1170(圖11-13)、1770(圖17)類似，除了至少一絕緣構件1870是位在外殼1131而非活塞，在圖18所示的實施例中，兩個絕緣構件位在外殼1131而沒有位在第一活塞1840的。
圖19示出接近外殼1131的第一末端的絕緣構件1870的截面，類似於前述的絕緣構件1170(圖11-13)、1770(圖17)，絕緣構件1870可包括一穿孔或開口1971，組配以容許外殼1131伸入絕緣構件1870，且絕緣構件1870可被藉由將其壓縮容置於外殼1131的外表面而維持定位，絕緣構件1870可為彈性材料形成並且可藉由當推向於第一活塞1840及/或外殼1131時，由絕緣構件1870呈現的一放射狀壓縮力量而連接至第一活塞1840及/或外殼1131的外表面，例如，絕緣構件1870的開口1971可具有小於外殼1131的外部尺寸(例如外徑)的內部尺寸(內徑)，外殼1131的第一末端可伸入通過位在絕緣構件1870的開口1971，因此造成絕緣構件1870擴張或拉伸以適合的圍繞外殼1131，絕緣構件1870的彈性力可提供一壓縮的放射狀壓力或力量於外殼1131，以使絕緣構件1870可被維持定位於外殼1131，或者，除了前述的方式以外，絕緣構件1870可利用黏著劑或其他附著 方式維持定位。
圖20示出定位於一類似前述圖13、14(例如包括插座本體1320與插座***1324)的插座組合的接觸探針1830，以形成一電氣連接器組件，或者，接觸探針1830可定位於一類似前述圖15、16(例如包括頂部插座層1520、中間插座層1522與底部插座層1524)的插座組合，以形成一電氣連接器組件，第一活塞1840、外殼1131與絕緣構件1870可藉由外部軸向力量作用於第一活塞1840(例如透過與DUT接觸，例如IC晶片1410(圖14-16))相對於第二活塞1150上下位移(軸向)，同時，第二活塞1150可藉由外部軸向力量作用於第二活塞1150(例如透過與一PCB接觸)而相對於第一活塞1840、外殼1131與絕緣構件1870上下位移(軸向)，當接觸探針1830的任何這些組件(例如第一活塞1840、外殼1131以及絕緣構件1870一起、第二活塞1150等)位移時，絕緣構件1870將接觸探針1830維持於實質直向並且彼此對齊於插座組合中(例如插座本體1320與插座***1324；或頂部插座層1520、中間插座層1522以及底部插座層1524)，以避免第一活1840、第二活塞1150與外殼1131接觸插座組合。
圖21-23示出根據另一範例實施例，一接觸探針2130形成電性連接，接觸探針2130可類似前述的接觸探針1830(圖18-20)，除了接觸探針2130的兩個活塞均可相對於外殼滑動，如下說明。
如圖21所示，接觸探針2130包括一外殼2131與一位在外殼2131的一第一末端的第一活塞2140，接觸探針 2130亦可包括位在外殼2131的第二末端的第二活塞1150(如前述以及示於圖11-13)，外殼2131可類似於前述並且示於圖11-13的外殼1131，除了外殼2131可滑動的容納第一活塞2140與第二活塞1150兩者的至少一部分。
第一活塞2140可包括一尖端部2141，其由外殼2131往外延伸，且尖端部2141可組配為接觸並且電性連接導電墊，例如位在一例如IC晶片1410(圖14-16的DUT上)，第一活塞2140亦可包括一尾部(圖未示)，其伸入外殼2131中，容納第一活塞2140的外殼2131的第一末端可捲曲以將第一活塞2140的尾部維持於外殼2131中，以使尾部可滑動的位在外殼2131內，尖端部2141由外殼2131往外延伸並且遠離尾部，因此，由於兩活塞2140、1150均包括可滑動的容納於外殼2131內的尾部，第一活塞2140可類似於第二活塞1150。
一彈簧(圖未示)可設置於兩活塞2140、1150之間，彈簧可施用一力量由外殼2131往外抵接於每一活塞2140、1150，並且每一活塞2140、1150可在一個別往內朝向彈簧的力量的作用下被往內壓入外殼2131，因此，第一與第二活塞2140、1150可相對於外殼滑動。
前述並且示於圖18-20的一或更多絕緣構件1870可連接至外殼2131，在圖示的實施例中，兩個絕緣構件1870被設置，其中一個絕緣構件1870可設置接近外殼2131的第一末端，而另一絕緣構件1870可設置接近外殼2131的第二末端，圖22示出接近外殼2131的第一末端的絕緣構件1870 的截面。
圖23示出定位於一類似前述圖13、14(例如包括插座本體1320與插座***1324)的插座組合的接觸探針2130，以形成一電氣連接器組件，或者，接觸探針2130可定位於一類似前述圖15、16(例如包括頂部插座層1520、中間插座層1522與底部插座層1524)的插座組合的接觸探針，以形成一電氣連接器組件，第一活塞2140可藉由外部軸向力量作用於第一活塞1840(例如透過與DUT接觸，例如IC晶片1410(圖14-16))相對於外殼2131與絕緣構件1870上下位移(軸向)，同時，第二活塞1150可藉由外部軸向力量作用於第二活塞1150(例如透過與一PCB接觸)而相對於外殼2131與絕緣構件1870上下位移(軸向)，第一與第二活塞2140、1150可彼此獨立位移，且外殼2131與絕緣構件1870可維持相對於插座組合(例如包括插座本體1320與插座***1324；或頂部插座層1520、中間插座層1522以及底部插座層1524)2140、1150接近靜止的，當第一活塞2140及/或第二活塞1150位移時，絕緣構件1870將外殼2131維持於實質直向並且彼此對齊於插座組合中。
圖24-26示出根據另一範例實施例，一接觸探針2430形成電性連接，接觸探針2430可包括如前述接觸探針1130(圖11-16)、1730(圖17)的類似組件，除了接觸探針2430包括一或更多設置於第二活塞的絕緣構件，如下說明。
如圖24所示，接觸探針2430包括外殼1131與位在外殼1131的第一末端的第一活塞1140，其如前述並且示於 圖11-13，如前述，第一活塞1140可附接於外殼1131，以使第一活塞1140可與外殼1131一同位移。
接觸探針2430包括一第二活塞2450，其位於外殼1131的第二末端，且其類似於前述並且示於圖11、13、17、18、20、21、23的第二活塞1150，第一與第二活塞1140、2450的至少一部分可設置於外殼1131內，第二活塞2450可包括一尖端部2451，其由外殼1131往外延伸，且尖端部2451組配以接觸以及電性連接至導電墊，例如位在一PCB上，第二活塞2450亦可包括一尾部(圖未示)，其伸入外殼1131內，容納第二活塞2450的外殼1131的第二末端可捲曲以將尾部維持於外殼1131內，以使尾部可於外殼1131內滑動，尖端部2451由外殼1131往外延伸並且遠離尾部。
一彈簧(圖未示)可設置於兩活塞1140、2450之間，彈簧可施用一力量抵接於每一活塞1140、2450，以將第二活塞2450由外殼1131往外偏壓並且遠離第一活塞1140，第二活塞2450亦可在一往內朝向彈簧的力量的作用下被往內壓入外殼1131，因此，第一活塞1140是連接於外殼1131以與外殼1131一同位移，第二活塞2450可相對於外殼1131滑動。
在圖24的實施例中，於前述以及示於圖11-13的絕緣構件1170，可連接至第一活塞1140，或者，一絕緣構件可連接至外殼1131或外殼1131與第一活塞1140兩者，或者，額外的，絕緣構件1770(圖17)可連接至第一活塞1140及/或外殼1131，及/或絕緣構件1870(圖18-25)可連接至外殼 1131，第一活塞1140可由前述並且示於圖18-20的第一活塞1840或者前述並且示於圖21-23的第一活塞2140取代。
在一範例實施例中，一絕緣構件2470可連接至第二活塞2450，絕緣構件2470的尺寸、外型與材質可大致類似前述的絕緣構件1170(圖11-13)、1770(圖17)，除了絕緣構件2470是位在第二活塞2450而非第一活塞1140。
圖25示出絕緣構件2470的截面，類似於前述的絕緣構件1170(圖11-13)、1770(圖17)，絕緣構件2470可包括一穿孔或開口2571，組配以容許絕緣構件2470設置於第二活塞2140，在此範例實施例中，絕緣構件2470設置於第二活塞2450的尖端部2451的一外表面，尖端部2451可包括一位於外表面的窄化段2554，其用以定位以及容納絕緣構件2470，窄化段2554可類似於前述並且示於圖12的窄化段1244，為了將絕緣構件2470定位於第二活塞2450的尖端部2451，尖端部2451的自由端(相反於尾部)可伸入通過位在絕緣構件2470的開口2571，直到絕緣構件2470座落於窄化段2554，除了設置窄化段2554以將絕緣構件2470維持定位，絕緣構件2470可藉由絕緣構件的壓縮容置於第二活塞2450的外表面而被維持定位，如前述絕緣構件1170定位於第一活塞1140及/或外殼1131。
圖26示出定位於一類似前述圖13、14(例如包括插座本體1320與插座***1324)的插座組合的接觸探針2430，以形成一電氣連接器組件，或者，接觸探針1830可定位於一類似前述圖15、16(例如包括頂部插座層1520、中 間插座層1522與底部插座層1524)的插座組合，以形成一電氣連接器組件，第一活塞1140、外殼1131與絕緣構件1170可藉由外部軸向力量作用於第一活塞1140(例如透過與DUT接觸，例如IC晶片1410(圖14-16))相對於第二活塞2450與絕緣構件2470上下位移(軸向)，同時，第二活塞2450與絕緣構件2470可藉由外部軸向力量作用於第二活塞2450(例如透過與一PCB接觸)而相對於第一活塞1140、外殼1131與絕緣構件1170上下位移(軸向)。
當接觸探針2430設置於插座組合時，絕緣構件2470可位在位於插座***1324的容穴1325中(或位在底部插座層1542的容穴1525中)，當接觸探針1130的任何這些組件(例如第一活塞1140、外殼1131以及絕緣構件1170一起、第二活塞2450與絕緣構件2470一起等)位移時，絕緣構件1170、2470將接觸探針2430維持呈實質直向並且彼此對齊於插座組合中(例如插座本體1320與插座***1324；或頂部插座層1520、中間插座層1522與底部插座層1524)。
因此，在不同的實施例中，接觸探針1130、1730、1830、2130或2430可包括一或更多絕緣構件1170、1770、1870及/或2470位在第一活塞1140、外殼1131或2131及/或第二活塞2450，絕緣構件1170、1770、1870及/或2470將個別的接觸探針1130、1730、1830、2130或2430維持定位於插座組合中(例如插座本體1320與插座***1324；或頂部插座層1520、中間插座層1522與底部插座層1524)，因此，接觸探針1130、1730、1830、2130或2430於插座組合中的傾 斜可減少或避免，此外，接觸探針1130、1730、1830、2130或2430與插座組合(例如插座本體1320與插座***1324；或頂部插座層1520、中間插座層1522與底部插座層1524)之間的接觸也可減少或避免，從而，當電流傳輸通過接觸探針1130、1730、1830、2130或2430(例如外殼、第一活塞、第二活塞)時，絕緣構件1170、1770、1870及/或2470可避免接觸探針1130、1730、1830、2130或2430與插座組合(例如插座本體1320與插座***1324；或頂部插座層1520、中間插座層1522與底部插座層1524)之間的電性短路，甚若插座組合包括一絕緣材料層將接觸探針1130、1730、1830、2130或2430與插座組合為導電材料製成的部分分離，絕緣構件1170、1770、1870及/或2470可避免當任何破壞形成於絕緣層時的電性短路。
設置於第一活塞1140及/或第二活塞2450的絕緣構件1170、1770及/或2470亦可大於位在插座組合(例如插座本體1320與插座***1324；或頂部插座層1520、中間插座層1522與底部插座層1524)並且各別活塞1140及/或2450的尖端部1141及/或2451延伸的個別開口，所以活塞1140及/或2450可避免插座意外的通過位在插座組合的開口。
絕緣構件1170、1770、1870及/或2470可具有一外表面，其具有一外緣尺寸(例如一外徑)大於絕緣構件所附接於其上的第一活塞1140、外殼1131或2131及/或第二活塞2450的一外表面的一外緣尺寸(例如一外徑)，在一個實施例中，絕緣構件1170、1770、1870及/或2470的外徑可接近0.6 毫米，外殼1131或2131的外表面的外徑可接近0.3毫米，絕緣構件1170、1770、1870及/或2470的外徑可至少接近第一活塞1140(例如尖端部的窄化或非窄化段)、外殼1131或2131及/或第二活塞2450(例如尖端部的窄化或非窄化段)的外徑的兩倍大，或者，絕緣構件1170、1770、1870及/或2470的外徑可至少大於第一活塞1140(例如尖端部的窄化或非窄化段)、外殼1131或2131及/或第二活塞2450(例如尖端部的窄化或非窄化段)的外徑的25%、50%、75%，絕緣構件1170、1770、1870及/或2470可具有一截面跨越插座組合與第一活塞1140(例如尖端部的窄化或非窄化段)、外殼1131或2131及/或第二活塞2450(例如尖端部的窄化或非窄化段)之間的一區域的至少一大部分，絕緣構件1170、1770、1870及/或2470以及第一活塞1140(例如尖端部的窄化或非窄化段)、外殼1131或2131及/或第二活塞2450(例如尖端部的窄化或非窄化段)的尺寸可取決於所需要的測試系統的同軸結構，例如，由同軸結構提供的阻抗可藉由在如圖13所示的插座本體1320的容穴1321的內表面的直徑D3(或圖15、16所示的中間插座層1522的容穴1523的內表面的直徑D5(圖15)，端視插座組合的形式而定)以及接觸探針1130、1730、1830或2430的外殼1131(或接觸探針2130的外殼2131)的外表面的直徑D4之間提供一適當比例(例如D3/D4或D5/D4)而控制。
將可被了解的是，在不偏離本發明的目的之下，熟知該技術領域者將可對本文所揭露的系統與製程進行不同的修改與變化，亦即，其他的實施例在考量本揭露書的 說明與實施之後，對於熟知該技術領域者而言將是明顯的，本說明書及範例將僅為示例，本發明的權利範圍當以以下的申請專利範圍及其均等為准。
1130‧‧‧接觸探針
1131‧‧‧外殼
1140‧‧‧第一活塞
1141‧‧‧尖端部
1150‧‧‧第二活塞
1151‧‧‧尖端部
1170‧‧‧絕緣構件
1320‧‧‧插座本體
1321‧‧‧容穴
1324‧‧‧插座***
1325‧‧‧容穴
D3,D4‧‧‧直徑

Claims (43)

  1. 一種接觸探針，包含：一外殼，包含具有一外殼容穴之一本體；至少一活塞，容納於該外殼容穴中並且延伸通過該外殼的至少一末端的至少一開口；以及至少一絕緣構件，包含一絕緣材料，該外殼和該至少一活塞中的至少一者的一外表面係組配來顯現出繞其一周圍的至少一部分之一窄化區，該周圍係由繞該周圍本身之至少一非窄化區所界限，該窄化區和該至少一非窄化區係組配來使得該至少一絕緣構件繞該窄化區而被容納且坐落於該窄化區內。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的接觸探針，其中，該至少一絕緣構件係組配以圍繞該外表面的該部分的至少大部分周圍。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的接觸探針，其中，該至少一絕緣構件設置於該外殼的一外表面的至少一部分。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的接觸探針，其中：該至少一活塞包括可滑動地容納於該外殼容穴之一尾部，以及延伸通過該外殼的至少一末端的該至少一開口之一尖端部；該至少一絕緣構件設置於該尖端部的一外表面的至少一部分。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的接觸探針，其中，該至少 一絕緣構件形成一環。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的接觸探針，其中，該環係組配以藉由壓縮而配合於該外表面的該至少一部分上。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的接觸探針，其中，該環係組配以與該窄化區耦接。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的接觸探針，其中，該窄化區呈一大致U型截面。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的接觸探針，其中：該外殼的該至少一末端包括一第一末端與一第二末端；該至少一開口包括位於該第一末端的一第一開口與位於該第二末端的一第二開口；以及該至少一活塞包括延伸通過該第一開口之一第一活塞，以及延伸通過該第二開口之一第二活塞。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的接觸探針，其中：該至少一絕緣構件接觸該第一活塞與該外殼的第一末端的至少其中一者；以及該至少一絕緣構件是組配以與該第一活塞及該外殼一同位移。
  11. 如申請專利範圍第9項所述的接觸探針，其中，該至少一絕緣構件固定設置於該第一活塞。
  12. 如申請專利範圍第9項所述的接觸探針，其中，該第一活塞附接於該外殼，以使得當一軸向力施加於該第一活塞時，該第一活塞與該外殼一同位移。
  13. 如申請專利範圍第9項所述的接觸探針，其中，該至少一絕緣構件包括設置於該外殼的外表面的一第一部分之一第一絕緣構件，以及設置於該外殼的外表面的一第二部分之一第二絕緣構件。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的接觸探針，其中，該第一活塞附接於該外殼，以使得該等第一與第二絕緣構件、該第一活塞與該外殼係組配為一同位移。
  15. 如申請專利範圍第13項所述的接觸探針，其中，該第一活塞係組配為相對於該等第一與第二絕緣構件及該外殼獨立位移。
  16. 如申請專利範圍第13項所述的接觸探針，其中，該外殼的外表面的第一部分係位於該外殼的第一末端附近，且該外殼的外表面的第二部分係位於該外殼的第二末端附近。
  17. 如申請專利範圍第9項所述的接觸探針，其中，該至少一絕緣構件固定地設置於該第二活塞。
  18. 如申請專利範圍第1項所述的接觸探針，其中，該外殼和該至少一活塞各包含至少一導電材料，並且該外殼和該至少一活塞係組配為電氣連接。
  19. 如申請專利範圍第1項所述的接觸探針，其中，該絕緣材料包括聚四氟乙烯。
  20. 如申請專利範圍第1項所述的接觸探針，其中，該絕緣構件的一外徑至少大約該外殼的一外徑的兩倍大。
  21. 一種電氣連接器總成，包含： 一插座外殼，包含具有一插座容穴之一本體；以及一接觸探針，包含：一接觸探針外殼，設置於該插座容穴，該接觸探針外殼包含具有一外殼容穴之一本體；至少一活塞，容納於該外殼容穴並且延伸通過該接觸探針外殼的至少一末端中的至少一開口；以及至少一絕緣構件，包含一絕緣材料並且設置於該插座容穴，該至少一絕緣構件係設置於且固定於該至少一活塞的一外表面的至少一部分。
  22. 如申請專利範圍第21項所述的電氣連接器總成，其中，該至少一絕緣構件具有一截面，其跨越介於該插座外殼的一部分與該外表面的該部分之間的一區域的至少大部分。
  23. 如申請專利範圍第21項所述的電氣連接器總成，其中，該插座外殼的至少一部分、該接觸探針外殼與該至少一活塞各包含至少一導電材料。
  24. 如申請專利範圍第23項所述的電氣連接器總成，其中，該插座外殼包括：包含一第二絕緣材料之一頂部；包含一第二導電材料之一中間部；以及包含一第三絕緣材料之一底部。
  25. 如申請專利範圍第24項所述的電氣連接器總成，其中，該第二絕緣材料與該第三絕緣材料各包括塑膠。
  26. 如申請專利範圍第21項所述的電氣連接器總成，其中， 該插座外殼的本體包括至少一頂部與一底部，該插座容穴延伸通過該頂部與該底部。
  27. 如申請專利範圍第26項所述的電氣連接器總成，其中：該至少一活塞包括一第一活塞，延伸通過位在該插座外殼的本體的頂部中的一第一開口；以及一第二活塞，延伸通過位在該插座外殼的本體的底部中的一第二開口。
  28. 如申請專利範圍第27項所述的電氣連接器總成，其中：該電氣連接器係組配以透過該接觸探針提供一積體電路晶片與一印刷電路板之間之一電性連接；該第一活塞係組配以提供一電性接觸至該積體電路晶片；以及該第二活塞係組配以提供一電性接觸至該印刷電路板。
  29. 如申請專利範圍第27項所述的電氣連接器總成，其中，該至少一絕緣構件包括設置於該第一活塞之一絕緣構件。
  30. 如申請專利範圍第27項所述的電氣連接器總成，其中，該至少一絕緣構件包括設置於該第二活塞之一絕緣構件。
  31. 如申請專利範圍第30項所述的電氣連接器總成，其中，設置於該第二活塞的該絕緣構件係位於該插座容穴的本體的底部附近。
  32. 如申請專利範圍第27項所述的電氣連接器總成，其中： 該外殼的該第一末端鄰近該第一活塞，且該外殼的一第二末端鄰近該第二活塞；以及該至少一絕緣構件包括在該第一末端附近設置於該外殼之一第一絕緣構件，以及在該第二末端附近設置於該外殼之一第二絕緣構件。
  33. 如申請專利範圍第21項所述的電氣連接器總成，更包含：複數個接觸探針；其中該插座外殼的本體包含複數插座容穴，每一插座容穴與該等複數個接觸探針的至少一者相關聯。
  34. 如申請專利範圍第33項所述的電氣連接器總成，其中，該電氣連接器係組配以經由該等複數個接觸探針提供一積體電路晶片與一印刷電路板之間的一電氣連接。
  35. 一種形成具有同軸結構之電氣連接器的方法，該方法包含：藉由下列步驟形成一接觸探針：***至少一活塞於位於一外殼的一本體內的一外殼容穴中，以使得該至少一活塞的一尾部可滑動地容納於該外殼容穴中，且該至少一活塞的一尖端部延伸遠離該外殼容穴；以及將一第一絕緣構件設置於該外殼的一外表面之一第一部分，以及將一第二絕緣構件設置於該外殼的該外表面之一第二部分，其中該外殼的該外表面之該第二部分係自該外殼的該外表面的該第一部分 隔開，使得一空隙沿著該外殼的該本體之一軸而在該第一絕緣構件和該第二絕緣構件之間延伸，該等第一和第二絕緣構件之每一者包含一絕緣材料；設置該接觸探針於一插座總成的一第一部分內之一第一插座容穴中，使得該等第一和第二絕緣構件的每一者及其之間的空隙之至少一部分係設置於該第一插座容穴之內；以及將具有一第二插座容穴之該插座總成的一第二部分設置鄰近於該插座總成的該第一部分，使得該第一插座容穴與該第二插座容穴對準，以及該插座總成的該第一部分、該插座總成的該第二部分和該接觸探針形成同軸結構。
  36. 如申請專利範圍第35項所述的方法，其中，該等第一和第二絕緣構件中的至少一者包括至少一環，其係組配以藉由壓縮而配合於該外殼的該外表面的對應第一或第二部分上；以及該方法進一步包含由該外殼的至少一末端將該至少一環推至一需求的位置。
  37. 如申請專利範圍第35項所述的方法，其中，該外殼的該外表面的該第一部分包括一窄化段。
  38. 如申請專利範圍第35項所述的方法，其中，該外殼的該外表面的該第一部分係位於該外殼的一第一末端附近，且該外殼的該外表面的該第二部分係位於該外殼的一第二末端附近。
  39. 如申請專利範圍第35項所述的方法，其中，該等第一和第二絕緣構件的每一者圍繞該外殼的該外表面的個別第一和第二部分的一周圍的至少大部分。
  40. 如申請專利範圍第35項所述的方法，其中，該外殼與該至少一活塞各包含至少一導電材料，且該外殼與該至少一活塞係組配以電氣連接。
  41. 如申請專利範圍第35項所述的方法，其中：該插座總成的該等第一和第二部分係組配以限制該接觸探針滑移。
  42. 如申請專利範圍第41項所述的方法，其中：該第一插座容穴為位在該插座總成的該第一部分中之複數個第一插座容穴的其中一個；該接觸探針為該等複數個接觸探針的一個，每個接觸探針係設置於一個別的第一插座容穴中；該第二插座容穴係在該插座總成的該第二部分中之複數個第二插座容穴中的其中一個；以及該等複數個第一插座容穴係與個別的該等複數個第二插座容穴對準。
  43. 如申請專利範圍第35項所述的方法，其中該第一絕緣構件之整體、該第二絕緣構件之整體、以及其等之間的空隙之整體係設置於該第一插座容穴中。
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