CN1155037C - 具有受控阻抗环境的机电开关装置组件 - Google Patents

Abstract

一种舌簧开关组件(100)，包括具有至少一个电信号路径(106)的一舌簧开关(111)。在舌簧开关(111)周围设有一圆柱形接地屏蔽罩壳(110)。接地端子(108)连接到接地罩壳(110)的相对侧，这样接地端子(108)位于信号端子(106)的相对侧上并且处于同一个平面中。舌簧开关(111)位于一支撑基座(222)上。一导电信号通道(134)伸过本体(212)并且连接到信号端子(106)上。接地通道(134)伸过本体(212)并分别连接到接地端子(108)上。接地通道(134)位于信号通道(134)相对侧并且处于与信号通道(14)相同的平面中。信号和接地通道(134)在本体(212)的底面伸出并且连接到电路连接焊球(224)上以提供一具有受控阻抗环境的紧凑表面安装组件。

Description

具有受控阻抗环境的机电开关装置组件

技术领域

本发明总的涉及开关装置。具体地，本发明的电磁装置，诸如舌簧开关类的电磁装置和诸如舌簧继电器类的电磁装置所用的改进组件和电路集成。

背景技术

多年以来在电子工业中电磁继电器已是众所周知的。电磁继电器包括具有一舌簧开关的舌簧继电器。舌簧开关是一磁力驱动的装置，该装置一般包括两个平接触舌簧，这两个接触舌簧浸没在一充满惰性保护气体或真空的气密玻璃管中。此开关由一外部产生的磁场操作，该磁场可由一线圈或一永磁铁产生。当外部磁场启动时，重叠着的接触舌端相互吸收并最终相互接触而关闭开关。当外界磁场拆走时，接触着的舌簧脱磁并且反弹而返回其初始位置，从而将开关打开。

由一磁性线圈所驱动的舌簧开关一般罩在一线圈架或线圈管部件中。一卷电线绕在线圈架的外部并且连接到一电源上。流过线圈的电流产生所需的磁场以启动位于线圈壳中的舌簧开关。某些舌簧装置的应用需要开关携带500MHz以上的频率信号。在这些应用情况下，通常由铜或黄铜制成的接地屏蔽导体设置在舌簧开关本体周围。接地屏蔽导体一般为圆柱形。此屏蔽导体位于舌簧开关和线圈架壳之间以构成一同轴的高频传递系统。此同轴系统包括外屏蔽导体和同轴地伸过舌簧开关中心的开关引线信号导体。接地屏蔽导体用于接收经过开关导体的信号以保持信号通道所需的阻抗。

目前可以获得的舌簧装置由使用者结合到一特定的电路环境中。对于高频应用场合而言，一舌簧开关装置理论上必须构造成尽可能与其安装于其中的电路所需阻抗要求匹配。

在一电路环境中，较佳地，在整个环境中有一同轴布置以保持电路的整体性和所需的匹配阻抗。如上所述，舌簧开关的本体包括必要的同轴环境。另外，在使用者电路板上的信号路径通常包括一“波导”，该处有两个接地引线位于信号引线的相对侧并且处于相同平面中，或者包括一“带状线”，该处一接地平面位于信号导体平面的下方。适当地采用这些技术可提供一两维同轴环境，该环境是可用于保持适当电路功能所需的阻抗所需要的。

然而，舌簧开关装置必须物理地装在且可通电地连接到携带一特定电路结构的电路板上。为了制造和组装方便，通常使屏蔽罩和信号端子在一引线框架体处终止并且将整个组件封闭在一象塑料那样的非传导性材料中。这些引线可以形成一鸥翼或“J”形以满足表面安装容量。信号引线或端子引出舌簧开关本体并且进入空气以实现与电路板的可通电地连接。信号引线从塑料非传导材料至空气的过渡会使开关本身的本体中所建立的保护同轴环境产生不必要的中断。这一中断会使舌簧开关装置的阻抗不准确和不稳定。因此，电路设计者们必须通过对其电路进行特殊设计来弥补这一问题以调整和预先处理由保护同轴环境中断所伴随的问题和舌簧开关装置额定阻抗的下降。例如，可以通过增加寄生电感和电容调谐电路以补偿中断。然而，因为复杂且使设计过程减慢并且可能降低电路的整体性，故这种中断补偿方法不是较佳的。因而需要减少对如上所述电路调谐的要求。但是现有技术尚未尝试解决同轴中断和阻抗匹配整体性的问题。

有鉴于此，需要这样的舌簧开关装置，即该装置包括从组件整体到互连部分直至电路都具有一受控阻抗环境。还需要这样的舌簧开关装置，即其表面安装构造可使系统性能高频优化。而且，还需要这样的舌簧开关装置，该装置可减少以电路调谐来补偿对未受控阻抗环境的需求。同样，还需要这样的舌簧开关装置，即该装置具有较小的占用面积并且是可简化安装的标准形状和构造。

发明内容

本发明可保持现有电磁开关装置，诸如舌簧继电器的优点，同时，本发明还可提供现有开关装置中所不具备的优点并且克服这些装置许多缺陷。

本发明总的涉及新颖、独特的舌簧开关装置，并特别有效地将一舌簧开关装置连接到一电路板的电路上。本发明的舌簧开关组件能够实现与电路板的有效且有利的连接，同时其结构成本低。

本发明所揭示的一种舌簧开关装置包括具有至少一个电信号通道的舌簧开关。一圆柱形接地屏蔽罩设置在此舌簧开关的周围。接地端子都连接到接地屏蔽罩的相对侧上，这样接地端子都位于信号端子的相对侧并且位于同一个平面中。此舌簧开关位于一支撑支撑基座上。一导电信号通道延伸过所述主体并且连接到信号端子上。多个接地通道伸过主体并且分别连接到接地端子上。多个接地通道位于信号通道的相对侧上并且位于与信号通道相同的平面中。信号和接地通道引出主体底部并且都藉由焊点连接到一电路上而提供一具有受控阻抗环境的紧凑表面安装组件。

因此，本发明的一个目的在于提供一种紧凑的舌簧开关组件。

本发明的另一个目的在于提供一种舌簧开关装置，其整个组件中有受控的阻抗环境。

本发明的又一个目的在于提供一种舌簧开关组件，该组件易于与现有的电路环境阻抗匹配。

本发明的再一个目的在于提供一种舌簧开关组件，能够有效地传导高频信号。

本发明还有一个目的在于提供一种制造价格低的舌簧开关组件。

本发明又有一个目的在于提供一种具有小占用面积的舌簧开关组件。

本发明再有一个目的在于提供一种用标准BGA构造和本体尺寸的舌簧开关组件。

为此，本发明提供了一种舌簧装置组件，一种舌簧装置组件，包括：具有电信号端子的一舌簧开关；所述舌簧开关包括两个接触舌簧，这两个接触舌簧浸没在一充满惰性保护气体或真空的气密玻璃管中，所述电信号端子分别连接到所述舌簧上；包围所述舌簧开关的一接地屏蔽罩壳；与所述接地屏蔽罩壳连接的一第一接地端子；与所述接地屏蔽罩壳连接的一第二接地端子；至少一个所述电信号端子位于所述第一接地端子和所述第二接地端子之间；一有一顶面和一底面的由绝缘材料制成的本体的支撑基座；所述舌簧开关位于所述支撑基座上；伸过所述本体的所述顶面和所述底面之间的一导电信号通道；所述信号通道可通电地连接到所述舌簧开关的所述电信号端子上；伸过所述本体的所述顶面和所述底面的一导电第一接地通道；所述第一接地通道可通电地连接到所述第一接地端子上；所述第一接地通道与所述信号通道平行并且隔开；伸过所述本体的所述顶面和所述底面之间的一导电第二接地通道；所述第二接地通道可通电地连接到所述第二接地端子上；所述第二接地通道与所述信号通道平行且隔开，并且处于所述信号通道与所述第一接地通道相对的那一侧上；用于在所述本体的所述底面处将所述信号通道连接到一电路的信号线上的装置；用于在所述本体的所述底面处将所述第一接地通道连接到所述电路的第一接地线上的装置；以及用于在所述本体的所述底面处将所述第二接地通道连接到所述电路的第二接地线上的装置。

较佳地，还包括一在所述本体的所述顶面上的一导电材料制成的环；所述导电材料制成的环连接所述第一接地通道和所述第二接地通道并且同轴地位于所述电信号端子周围。

较佳地，所述接地屏蔽罩壳具有一纵轴线和罩住所述舌簧开关的一圆柱形，所述圆柱形接地屏蔽罩壳具有第一开口端边和第二开口端边；连接到所述第一开口端边一部分上的一第一接地端子；连接到所述第一接地端子上对面的所述第一开口端边一部分上的一第二接地端子；连接到所述第二开口端边一部分上的第三接地端子；连接到所述第三接地端子对面的所述第二开口端边一部分上的一第四接地端子；一具有一顶面和一底面的由绝缘材料制成的本体的支撑基座；所述舌簧开关置于所述支撑基座上；伸过所述本体的所述顶面和所述底面之间的一第一导电信号通道；所述第一信号通道可通电地连接到所述舌簧开关的所述第一电信号端子上；伸过所述本体的所述顶面和所述底面之间的一第二导电信号通道；所述第二信号通道可通电地连接到所述舌簧开关的所述第二电信号端子上；伸过所述本体的所述顶面和所述底面之间的一导电第一接地通道；所述第一接地通道可通电地连接到所述第一接地端子上；所述第一接地通道平行所述第一信号通道并且与之隔开；伸过所述本体的所述顶面和所述底面之间的一导电第二接地通道；所述第二接地通道可通电地连接到所述第二接地端子上；所述第二接地通道平行于所述第一信号通道且与之隔开，并且位于所述第一信号通道与所述第一接地通道相对的那一侧；伸过所述本体的所述顶面和所述底面之间的一导电第三接地通道；所述第三接地通道可通电地连接到所述第三接地端子上；所述第三接地通道平行于所述第二信号通道并与之隔开；伸过所述本体的所述顶面和所述底面之间的一导电第四接地通道；所述第四接地通道可通电地连接到所述第四接地端子上；所述第四接地通道与所述第二信号通道平行且与之隔开，并且位于所述第二信号通道与所述第三接地通道相对的那一侧上；用于在所述本体的所述底面处将所述第一信号通道连接到一电路的第一信号线上的装置；用于在所述本体的所述底面处将所述第二信号通道连接到所述电路的第二信号线上的装置；用于在所述本体的所述底面处将所述第一接地通道连接到所述电路的第一接地线上的装置；用于在所述本体的所述底面处将所述第二接地通道连接到所述电路的第二接地线上的装置；用于在所述本体的所述底面处将所述第三接地通道连接到所述电路的第三接地线上的装置；以及用于在所述本体的所述底面处将所述第四接地通道连接到所述电路的第四接地线上的装置。

较佳地，包括具有一第一和第二电信号端子的第一舌簧开关；具有一第一和第二电信号端子的第二舌簧开关；具有一第一端和一第二端且包围所述第一舌簧开关的接地屏蔽罩壳；多个连接到所述接地屏蔽罩壳所述第一端处的所述接地罩壳上的接地端子；多个连接到所述接地罩壳所述第二端处的所述接地罩壳上的接地端子；一具有一顶面和一底面的由绝缘材料制成的本体的支撑基座；所述第一舌簧开关和所述第二舌簧开关位于所述支撑基座上；伸过所述本体的所述顶面和所述底面之间的一第一导电信号通道；所述第一信号通道可通电地连接到所述第一舌簧开关的所述第一电信号端子上；伸过所述本体的所述顶面和所述底面之间的一第二导电信号通道；所述第二信号通道可通电地连接到所述第一舌簧开关的所述第二电信号端子上；伸过所述本体的所述顶面和所述底面之间的一第三导电信号通道；所述第三信号通道可通电地连接到所述第二舌簧开关的所述第一电信号端子上；伸过所述本体的所述顶面和所述底面之间的一第四导电信号通道；所述第四信号通道可通电地连接到所述第二舌簧开关的所述第二电信号端子上；伸过所述本体的所述顶面和所述底面之间的多个第一导电接地通道；所述多个第一接地通道分别可通电地连接到在所述接地屏蔽罩壳所述第一端处的所述接地屏蔽罩壳上的所述多个接地端子上；所述多个第一导电通道包围在所述第一导电信号通道周围；伸过所述本体的所述顶面和所述底面之间的多个第二导电接地通道；所述多个第二接地通道分别可通电地连接到在所述接地屏蔽罩壳所述第二端处的所述接地屏蔽罩壳上的所述多个接地端子上；所述多个第二导电通道包围在所述第二导电信号通道周围；用于将所述第二舌簧开关的所述第二电信号端子连接到所述本体的所述底面上所设的所述第一舌簧开关的所述第二电信号端子上的装置；连接到所述第一舌簧开关的所述第一导电信号端子上的一第一输入端子；连接到所述第二舌簧开关的所述第一导电信号端子上的一第二输入端子；以及连接到所述第一舌簧开关的所述第二导电信号端子上的一输出端子；还包括：在所述本体的所述底面上的导电材料制成的一第一环；所述导电材料的所述第一环连接所述多个第一导电接地通道；以及在所述本体的所述底面上的导电材料制成的一第二环；所述导电材料的所述第二环连接所述多个第二导电接地通道。

附图说明

具有本发明特点的新颖特征都限定在所附权利要求书中。然而，通过以下结合附图所作的详细，可以更好地理解本发明的较佳实施例、其它目的和可获得的优点，其中：

图1是现有舌簧开关构造的立体图；

图2A是根据本发明较佳实施例的舌簧开关装置的立体图；

图2B是图2A所示舌簧开关装置较佳实施例的分解立体图；

图3是舌簧开关组件的立体图，为图示清楚起见，其中一部分已截除；

图4是沿图3中线4-4的横截面图，示出了本发明中舌簧开关装置安装在罩壳中的情况；

图5是沿图4中线5-5的横截面图；

图6是沿图4中线6-6的横截面图；

图7是沿图4中线7-7的横截面图；

图8是沿图4中线8-8的横截面图；

图9是本发明舌簧开关组件另一个实施例的立体图，为图示清楚起见，其中一部分已截除；

图10是沿图9中线10-10的横截面图；

图11是沿图10中线11-11的横截面图；

图12是沿图10中线12-12的横截面图；

图13是沿图10中线13-13的横截面图；

图14是沿图10中线14-14的横截面图；

图15是沿图10中线15-15的横截面图；

图16是采用本发明的一电路图；

图17是执行图16所示电路的本发明舌簧开关装置的横截面图；以及

图18是图17所示舌簧开关装置的仰视图。

具体实施方式

先请参见图1，图中示出了一种现有舌簧开关装置10的立体图。一已知的舌簧开关11包括一玻璃封套12和以及从舌簧开关11相对端伸出的两根信号引线14。舌簧开关11的结构在本技术领域中是众所周知的，故在此不赘述。一个一般由铜或黄铜制成的屏蔽导体16制成为一圆柱形套，该圆柱形套可容纳和罩住舌簧开关11。舌簧开关11和屏蔽导体16都位于一线圈架或线圈管20的中心孔18中。在线圈架20的周围绕有导线22。因此，形成一同轴结构以保护舌簧开关装置11和控制环境阻抗以及改善信号的整体传递效果。舌簧开关11、屏蔽导体16和线圈架20在图中都为圆柱形。应当理解，还可采用其它形状，诸如横截面为椭圆形，而且仍属于本发明范围。

在现有技术中可以理解和了解，导线22构成的线圈自由端、屏蔽导体16和舌簧开关11的信号端线14都可通电地连接到所需的电路上。舌簧开关11结构的各个部件都由引线架或其它可通电地连接(未示)而连接到一电路上。引线架或其它可通电地连接会产生所需同轴环境的中断。

如上所述，整个舌簧开关装置10必须设计成易于容纳在一使用电路中。例如，用于在高频下工作的电路设计成具有确定的特定阻抗环境。设计和制造能够满足电路用户要求的舌簧装置10的目标是尽可能地使装置10的所需阻抗与电路环境匹配。较佳地，从舌簧装置10本身至电路的电路板路径没有阻抗中断，该电路包含装置10。总之，特征阻抗Z1是信号导线14的外径、屏蔽导体16的内径以及信号导线14和屏蔽导体16之间绝缘体(未示)绝缘系数的函数。

参见图2-8，图中示出了本发明的较佳实施例。先请参见图2A，所提供的一种改进舌簧装置103包括一其上绕有线圈109的线圈架102，用于产生必要的磁场以启动舌簧开关111。电线109的端部都连接到线圈架102的接线柱113上。由舌簧开关111发出的是两根信号引线106，这些引线与舌簧开关111的相对侧对应。同样从线圈架102发出的还有一对在线圈架102各侧上的屏蔽或接地片108，如图6所示，它们都可通电地连接到内屏蔽套110的端部。如图2B所示，这些接地片108都是屏蔽套110本身在其相对侧的延伸段。

参见图3，图中示出了具有罩壳的舌簧开关组件100立体图。这一成品舌簧开关组件100包括具有多个接触板114的支撑基座112以接纳来自舌簧开关111的信号引线106和接地片108。一金属或非金属罩壳116用一串环氧材料(未示)沿着周边固定到支撑基座112上而提供防水密封结构。或者，整个组件也可模封一层塑料。

参见图4，图中示出了沿图3中线4-4的横截面图。具体地，图4详细地示出了在支撑基座112上的舌簧装置103的位置。支撑基座112包括一用于容纳舌簧装置103线圈架102的开槽中心部118，以提供一短、直信号通道并且减小组件100的整体尺寸。接触板120设置在支撑基座112的座部122上以连接信号引线106和接地引线108。舌簧装置103重量较轻而可被信号引线106和接地片108整体支撑。然而，也可采用其它的基底罩壳(未示)，其中线圈架102可靠其于本身的座上，或者提供支撑基座112的其它仿形部分以支撑舌簧装置103。

从下文所详细描述的，信号引线106和接地片108都可通电地连接到焊球124上，进而与电路板(未示)上的电路可通电地连接。除了保护罩壳116(或实心封套)之外，紧凑的舌簧开关组件100作为一表面安装结构，而可在一受控阻抗环境中容纳高频舌簧开关111。

图4和5还示出了舌簧开关111本身结构细节。具体地，舌簧开关111包括一在玻璃套126中的信号导体106，其间为惰性气体或真空128。位于玻璃套126周围的是一接地罩壳130，罩壳较佳地为圆柱形或管状，只是截面为椭圆形而可容纳某些舌簧开关111或多通路环境中的多个舌簧开关。上述组件都位于线圈架102中，该线圈架包括一位于其周围的激励线圈109。激励线圈109的自由端连接到接线柱113上，这些接线柱都可通电地连接到支撑基座112底面132上的对应焊球124上。

另外，如图6-8所示，接触板120都可通电地连接到支撑基座112底面132上的对应焊球124上。参见图6，图中所示是沿图4中线6-6的横截面图，即信号引线106和接地片108藉由接触板120连接到焊球124上的主要连接结构。具体地，图6示出了舌簧开关组件100的一侧。应当理解，舌簧开关组件100相对侧的结构和细节都是相同的。为简化和方便描述，以下仅对舌簧开关组件100的一侧进行讨论。

信号引线106和接地片108藉由经过支撑基座112平面的导电通道而可通电地连接到支撑基座112底面132上的焊球124上。在此较佳实施例中，为信号引线106和各接地片108设有一导电通道。如图8所示的沿图4的线8-8的横截面图，较佳地设置三个经过支撑基座112平面的导电管路或通道(总的如标号134所示)。设置一信号通道134s和接地通道134a、134e。如上所述，当在舌簧开关组件100整体中尽量地保护同轴构造时，可优化经过舌簧开关111的信号。本发明的贯穿平面的波导连接到支撑基座112底面132上的焊球124上。如图7所示，焊球(124a、124s和124e)的中间排直接连接到如图6所示的各个导电通道(134a、134s和134e)上。

经过支撑基座112平面的阻抗Z2是支撑基座112绝缘材料厚度、信号通道134s宽度、信号通道134s和相邻接地通道134a、134e之间距离以及支撑基座112绝缘材料绝缘系数的函数。

在支撑基座112底面132上，通过在直接接纳一导电通道的焊球周围设置额外的焊球124b、124c、124d、124f、124g和124h而形成一真正的同轴结构。这些焊球由一导电路径136可通电地连接，而在与中心焊球触点124s对应的信号引线通道134s周围形成一完整的导电环。此接地导电环形成一实际的同轴屏蔽导体，其形式与如图2B中所示的舌簧开关111本身周围圆柱形屏蔽导体130中所建立的屏蔽导体类似。此屏蔽不仅是为了EMI屏蔽和保护相邻部件为目的的，而且还可容纳和改善舌簧开关111信号的逼真度。在同轴接地环处，阻抗Z3是信号通道134s的直径、接地环的直径和绝缘支撑基座112绝缘系数的函数。

图6-8示出了采用一波导来模拟一真实的同轴环境。这种新颖的波导伸过支撑基座112的实际平面伸到组件100底部的焊球互连点124处。与现有技术不同，波导或模拟同轴结构从舌簧开关111本身至焊球互连点124处是连续的，其时在电路板(未示)上一般会出现一微波传输带或波导。因此，保护信号不被无控制的中断。用于信号引线106的屏蔽保护从舌簧开关111实际本体受控制地延伸到实际电界面，再至电路板。根据本发明，阻抗Z1、Z2和Z3基本上是互相相等的，这样信号传送路径的阻抗总和是恒定的并且与所需的阻抗总值匹配，因而可避免由使用者调谐基本电路。

再参见图9-14，图中示出了本发明的另一个实施例200。在如图所示的较佳实施例中，三个导电通道(134a、134s和134e)伸过支撑基座112的平面而保持经过支撑基座112平面的波导或模拟同轴环境，从而避免信号引线106保护中断并防止信号衰减。图9-14所示的另一实施例200可提供附加的贯穿平面的导电通道234以更接近地模拟一贯穿支撑基座212平面的同轴环境。

先参见图9-11，另一实施例200采用了与本发明较佳实施例相同的基本部件。图9示出了具有一支撑基座212和保护罩壳216的整个舌簧开关组件200。由舌簧开关211发出的是一信号引线206和两根在其相对端的接地引线208。如图11所示，舌簧开关211的横截面与较佳实施例100的舌簧开关111相同。设有一开槽部218以容纳舌簧开关211的本体，同时一座部222可容纳和支撑信号引线206和两根接地片208。与本发明较佳实施例100类似的，接触板220都设置在支撑基座212的顶面223上以在各侧接纳信号引线206和两根接地引线208。这些接触板220都位于支撑基座212的座部222中部。与本发明的较佳实施例100不同，在支撑基座212顶面223上设置有辅助接触板220a-h和220s并且与一导电电路迹线236连接而形成一实际同轴结构。

如图12所示，信号引线206伸过支撑基座212的平面并且接地片208在其相对侧。另外，参见图14，图中是沿图10中线14-14的横截面图，支撑基座212顶面223上的辅助接触板220各自也伸过支撑基座212的平面而伸到焊球224处，从而在与舌簧开关211信号引线206对应的导电通道234s周围提供一封闭波导。在此另一实施例中，舌簧开关211周围的圆柱形屏蔽导体更接近地模拟经过支撑基座212平面。

应当注意，图14示出了在中心的信号引线通道234s的U形封闭结构。而直接位于信号导电通道234s下方所缺的导电通道234c(以点划线示出)是由支撑基座212顶面223上没有板，如图9所示。信号引线206伸出舌簧开关体211并且必须与接触板阵列中心处的接触板220s相互连接。在此结构中，由于信号引线206和接地片208与平行于支撑基座212顶面223的接触板220接触，所以不可能不经接触点220c而连接到中间接触板220s上。而接地引线208是可与多块板220接触，这是由于它们最终将连接一导电迹线236。然而，信号引线206必不可接触与接地片208对应的接触板220，因为它将使信号短路而使其不可利用。所以，在信号接触板和舌簧开关211本身之间没有接触板220c。当然，实际上，可以在信号接触板和舌簧开关211之间提供一接地片208，而提供一完整的接地环，然而，信号引线206必须上升，然后向下弯曲以仅与信号对应的中心接触板接触。在此情况下，将采用一辅助贯通通道。而且，在此另一实施例中，在支撑基座212底面232上设有一互连迹线以提供辅助实际同轴结构。

参见图15，图中示出了经过图10中线15-15的横截面图，通过在直接接纳一导电通道的焊球周围设置辅助焊球224b、224c、224f、224g和224h而形成一真正同轴结构并且在支撑基座212底面232处恢复。这些焊球由导电迹线236可通电地连接以在与中心焊球触点224s对应的信号引线通道234s周围形成一完整导电环。此接地环形成一实际同轴屏蔽导体，其形式与舌簧开关111周围收的圆柱形屏蔽导体230中建立的屏蔽类似。在此第二实施例中，实际同轴环较佳地设置在支撑基座212顶面223和底面232上。

可以理解，本发明提供了一种用于对舌簧开关信号引线提供超级保护的实际或模拟同轴环境。此连续同轴保护在现有的组件中从未有过。此贯穿平面的导电通道能够在舌簧开关直接到导电连接至电路板提供一连续的同轴环境。在大多数情况下，由于由舌簧开关所传递信号的频率，而不需要一完整的连续接地环来提供一用于信号引线保护的同轴结构。在本发明中，接地导体通道较佳地为1.27mm或1.00mm格栅。舌簧开关的普通频率在1.0至8.0GHz范围内。在这些频率下，波长为300mm至40mm范围。波长太长会感应“模拟”同轴结构的中断。所以，模拟同轴结构与真实全同轴结构相比效率是基本相同的。因此，此拓扑布局可提供有效的屏蔽，直至波长小到导体通道格栅可视为不连续。对于上述所讨论的格栅，当波长低至8mm、且频率为37GHz时，本发明可获得有效的屏蔽。根据组件中的装置和应用情况，可采用贯穿支撑基座平面的较大或较小导电通道。

本发明的组件易于变化而一次容纳一个以上的舌簧开关而提供多个通道。在此结构中，可以为与给定通道对应的各个舌簧开关采用舌当的焊球互连方式。而且，本发明的组件也可采用许多不同类型的互连方式。应当理解，本发明的组件可容纳一大排电子装置，这些装置要求有在一受控的阻抗环境下的信号引线屏蔽。

本发明的组件也可用于多种不同类型的电路结构，这些电路结构采用的舌簧开关由于根据本发明通过模拟同轴环境而具有额外的舌簧开关信号引线独特超级保护能力。图16-18示出了本发明组件的一种具体应用情况。图16的电路图示出了一电路300，该电路一般用于为测试电路板和类似装置的ATE(自动测试设备)中。此电路300提出了一三端子装置，根据应用情况，该装置可首尾相连地“叠置”。具有第一舌簧开关302和第二舌簧开关304的三端子装置306示出在图16中并且由虚线表示。例如，第一舌簧开关装置302可为高频AC信号提供连接，而第二舌簧开关304可为一DC信号或低频AC信号提供连接。

具体地，一信号发生器308连接到第一舌簧开关302的第一端子310上。第二舌簧开关304具有一第一端子312和第二端子314。第一舌簧开关302的第二端子316在节点318处连接到第二舌簧开关304的第二端子314上。此节点318可成为通向装置306的输出端子326。第二对舌簧开关320、322可用于提供一与由第一对舌簧开关302、304等正在执行的操作不同的测试。开关对的串联特点能够使一电路设计成具有许多不同的测试操作，而这些操作又是可独立选择的。

在现有技术中，为了执行此电路，两个单独的舌簧开关连接到一电路板(未示)上，并且适当的连接结构324由开关引线和其间电路板的迹线构成。这会在舌簧开关端子和称为“线头连接结构”之间产生一较长的、没有保护的脆弱连接。由于此较长的未受保护的线头连接结构324，将对地产生显著的寄生电容C。这称为“线头电容”并且起到承载高频路径的作用，而将电路的频率限制例如约5.0GHz范围的一个值。然而，为了准确而迅速地测试被测试装置(DUT)，如一高速微处理机，测试电路的频率必须达到7GHz并且以后更高。所以，采用舌簧开关302、304和电路板上的线头连接结构324的现有装置，此整机电路300不能测试高速装置。

然而，采用本发明，电路300可以在7GHz和更高的频率下轻易地工作而适应高速装置的测试。在图17和18中，装置306采用本发明形成一整体式装置。采用如上所述的模拟同轴信号保护环境，可保护高频通道。线头连接结构位于装置内，因而可使其长度最小，而小长度本质上会使电容寄生负荷最小。而且，线头位于装置内这一因素使得可采用其它电容控制和补偿的技术。图中还示出了由标号306表示的装置横截面示意图。图17是装置的横截面图，图18示出了表示迹线布置的仰视图。第一舌簧开关302具有一第一端子310和一第二端子316，其中第一端子310起到整个装置306的“输入1”的作用。第二舌簧开关304具有一第一端子312和一第二端子314，第二舌簧开关304的第一端子312起到整个装置306的“输入2”的作用。第二舌簧开关304的第二端子314藉由节点318处的线头324连接到第一舌簧开关302的第二端子316上。多个导电通道326设置在第一舌簧开关302的端子316周围，而为具有三个端子的装置306起到“输出”的作用。图18示出了在装置306底面上的线头迹线324，其中装置306的输出受到保护。

本发明更关键的是，电路300的输出信号受到模拟同轴环境的保护而如上所述地控制阻抗。同样地，高频输入1端子310受到导电通道326的保护。在此电路300中，端子314在此情况下未由导电通道326包围，因为这将增加不必要的对地电容。然而，其它电路设计也可要求保护所有舌簧开关端子或受益于保护所有的舌簧开关端子。而且，由于从舌簧开关302至舌簧开关304的线头过渡324是在机器上进行的，故其长度要保持到最小。这可减小高频路径上的寄生电容负荷，而使电路300在高频下工作以实现现有技术所不能达到的对快速装置的适应和测试。

虽然图示的本发明组件是在BGA组件中采用焊球实现与电路板的通电连接的，但也可采用其它类型的互连，如插头格栅、搭接格栅。而且，也可采用球形格栅阵列插座结构以便于需要时拆除或替换组件。支撑基座体较佳地由诸如塑料的绝缘材料制成，但也可采用其它适用于电子装置组件的材料制成。本发明所采用的通道可由已知的导电材料制成，诸如铜、铝、锡和其它工业合金。

本技术领域中的普通技术人员可知，在不脱离本发明精神的条件下，还可对图示实施例做出多种改变和变型。所有这些变型和变化都将由所附权利要求书所覆盖。

Claims (11)

1.一种舌簧装置组件，包括：

具有电信号端子的一舌簧开关；所述舌簧开关包括两个接触舌簧，这两个接触舌簧浸没在一充满惰性保护气体或真空的气密玻璃管中，所述电信号端子分别连接到所述舌簧上；包围所述舌簧开关的一接地屏蔽罩壳；

与所述接地屏蔽罩壳连接的一第一接地端子；

与所述接地屏蔽罩壳连接的一第二接地端子；至少一个所述电信号端子位于所述第一接地端子和所述第二接地端子之间；

一有一顶面和一底面的由绝缘材料制成的本体的支撑基座；所述舌簧开关位于所述支撑基座上；

伸过所述本体的所述顶面和所述底面之间的一导电信号通道；所述信号通道可通电地连接到所述舌簧开关的所述电信号端子上；

伸过所述本体的所述顶面和所述底面的一导电第一接地通道；所述第一接地通道可通电地连接到所述第一接地端子上；所述第一接地通道与所述信号通道平行并且隔开；

伸过所述本体的所述顶面和所述底面之间的一导电第二接地通道；所述第二接地通道可通电地连接到所述第二接地端子上；所述第二接地通道与所述信号通道平行且隔开，并且处于所述信号通道与所述第一接地通道相对的那一侧上；

用于在所述本体的所述底面处将所述信号通道连接到一电路的信号线上的装置；

用于在所述本体的所述底面处将所述第一接地通道连接到所述电路的第一接地线上的装置；以及

用于在所述本体的所述底面处将所述第二接地通道连接到所述电路的第二接地线上的装置。

2.如权利要求1所述的舌簧装置组件，其特征在于，还包括一在所述本体的所述顶面上的一导电材料制成的环；所述导电材料制成的环连接所述第一接地通道和所述第二接地通道并且同轴地位于所述信号通道周围。

3.如权利要求1所述的舌簧装置组件，其特征在于，所述用于连接所述信号通道的装置、所述用于连接所述第一接地通道的装置以及所述用于连接所述第二接地通道的装置都是焊球。

4.如权利要求1所述的舌簧装置组件，其特征在于，还包括一在所述本体的所述底面上的一导电材料制成的环；所述导电材料制成的环连接所述第一接地通道和所述第二接地通道并且同轴地位于所述电信号端子周围。

5.如权利要求4所述的舌簧装置组件，其特征在于，所述接地屏蔽罩壳是圆柱形的。

6.如权利要求4所述的舌簧装置组件，其特征在于，所述用于连接所述信号通道的装置是一焊球。

7.如权利要求4所述的舌簧装置组件，其特征在于，所述用于连接多个所述接地通道的装置都是焊球。

8.如权利要求1所述的舌簧装置组件，其特征在于，包括：所述接地屏蔽罩壳具有一纵轴线和罩住所述舌簧开关的一圆柱形，所述圆柱形接地屏蔽罩壳具有第一开口端边和第二开口端边；

连接到所述第一开口端边一部分上的一第一接地端子；

连接到所述第一接地端子上对面的所述第一开口端边一部分上的一第二接地端子；

连接到所述第二开口端边一部分上的第三接地端子；

连接到所述第三接地端子对面的所述第二开口端边一部分上的一第四接地端子；

一具有一顶面和一底面的由绝缘材料制成的本体的支撑基座；所述舌簧开关置于所述支撑基座上；

伸过所述本体的所述顶面和所述底面之间的一第一导电信号通道；所述第一信号通道可通电地连接到所述舌簧开关的所述第一电信号端子上；

伸过所述本体的所述顶面和所述底面之间的一第二导电信号通道；所述第二信号通道可通电地连接到所述舌簧开关的所述第二电信号端子上；

伸过所述本体的所述顶面和所述底面之间的一导电第一接地通道；所述第一接地通道可通电地连接到所述第一接地端子上；所述第一接地通道平行所述第一信号通道并且与之隔开；

伸过所述本体的所述顶面和所述底面之间的一导电第二接地通道；所述第二接地通道可通电地连接到所述第二接地端子上；所述第二接地通道平行于所述第一信号通道且与之隔开，并且位于所述第一信号通道与所述第一接地通道相对的那一侧；

伸过所述本体的所述顶面和所述底面之间的一导电第三接地通道；所述第三接地通道可通电地连接到所述第三接地端子上；所述第三接地通道平行于所述第二信号通道并与之隔开；

伸过所述本体的所述顶面和所述底面之间的一导电第四接地通道；所述第四接地通道可通电地连接到所述第四接地端子上；所述第四接地通道与所述第二信号通道平行且与之隔开，并且位于所述第二信号通道与所述第三接地通道相对的那一侧上；

用于在所述本体的所述底面处将所述第一信号通道连接到一电路的第一信号线上的装置；

用于在所述本体的所述底面处将所述第二信号通道连接到所述电路的第二信号线上的装置；

用于在所述本体的所述底面处将所述第一接地通道连接到所述电路的第一接地线上的装置；

用于在所述本体的所述底面处将所述第二接地通道连接到所述电路的第二接地线上的装置；

用于在所述本体的所述底面处将所述第三接地通道连接到所述电路的第三接地线上的装置；以及

用于在所述本体的所述底面处将所述第四接地通道连接到所述电路的第四接地线上的装置。

9.如权利要求8所述的舌簧装置组件，其特征在于，还包括：

在所述本体的所述底面上的导电材料制成的一第一环；所述导电材料制成的第一环与所述第一接地通道和所述第二接地通道连接并且同轴地位于所述第一信号通道周围；以及

在所述本体的所述底面上的导电材料制成的一第二环；所述导电材料制成的第二环与所述第三接地通道和所述第四接地通道连接并且同轴地位于所述第二信号通道周围。

10.如权利要求8所述的舌簧装置组件，其特征在于，所述用于连接所述第一信号通道的装置、所述用于连接第二信号通道的装置、所述用于连接所述第一接地通道的装置、所述用于连接所述第二接地通道的装置、所述用于连接所述第三接地通道的装置和所述用于连接所述第四接地通道的装置都是焊球。

11.如权利要求1所述的舌簧装置组件，包括：

具有一第一和第二电信号端子的第一舌簧开关；

具有一第一和第二电信号端子的第二舌簧开关；

具有一第一端和一第二端且包围所述第一舌簧开关的接地屏蔽罩壳；

多个连接到所述接地屏蔽罩壳所述第一端处的所述接地罩壳上的接地端子；

多个连接到所述接地罩壳所述第二端处的所述接地罩壳上的接地端子；

一具有一顶面和一底面的由绝缘材料制成的本体的支撑基座；所述第一舌簧开关和所述第二舌簧开关位于所述支撑基座上；

伸过所述本体的所述顶面和所述底面之间的一第一导电信号通道；所述第一信号通道可通电地连接到所述第一舌簧开关的所述第一电信号端子上；

伸过所述本体的所述顶面和所述底面之间的一第二导电信号通道；所述第二信号通道可通电地连接到所述第一舌簧开关的所述第二电信号端子上；

伸过所述本体的所述顶面和所述底面之间的一第三导电信号通道；所述第三信号通道可通电地连接到所述第二舌簧开关的所述第一电信号端子上；

伸过所述本体的所述顶面和所述底面之间的一第四导电信号通道；所述第四信号通道可通电地连接到所述第二舌簧开关的所述第二电信号端子上；

伸过所述本体的所述顶面和所述底面之间的多个第一导电接地通道；所述多个第一接地通道分别可通电地连接到在所述接地屏蔽罩壳所述第一端处的所述接地屏蔽罩壳上的所述多个接地端子上；所述多个第一导电通道包围在所述第一导电信号通道周围；

伸过所述本体的所述顶面和所述底面之间的多个第二导电接地通道；所述多个第二接地通道分别可通电地连接到在所述接地屏蔽罩壳所述第二端处的所述接地屏蔽罩壳上的所述多个接地端子上；所述多个第二导电通道包围在所述第二导电信号通道周围；

用于将所述第二舌簧开关的所述第二电信号端子连接到所述本体的所述底面上所设的所述第一舌簧开关的所述第二电信号端子上的装置；

连接到所述第一舌簧开关的所述第一导电信号端子上的一第一输入端子；

连接到所述第二舌簧开关的所述第一导电信号端子上的一第二输入端子；以及

连接到所述第一舌簧开关的所述第二导电信号端子上的一输出端子；还包括：

在所述本体的所述底面上的导电材料制成的一第一环；所述导电材料的所述第一环连接所述多个第一导电接地通道；以及

在所述本体的所述底面上的导电材料制成的一第二环；所述导电材料的所述第二环连接所述多个第二导电接地通道。

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