CN100343678C - 高电流探针 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高电流探针，尤其是一种包含了上下开放的圆柱形针管；以弹性地出入上述针管上侧的方式安装并与被检测件的接触端子接触的柱塞(Plunger)；安装并固定在上述针管下侧并与电路板的接触端子进行电气连接的接触材料；以及为了使上述柱塞(Plunger)和上述接触材料之间进行电气连接而安装到上述柱塞和接触材料的嵌合部、并在上述嵌合部往外突出的一端包含朝外折曲的多个接触线材的高电流探针。该高电流探针具有接触稳定性，不通过螺旋弹簧的较为明确的电流路径，具有相互紧密的组装结构，电流稳定，提高检测可靠性，大幅减少电流密度和接触抵抗，防止因劣化而来的破损，提高探针寿命，组装和分解容易，可以轻易更换消耗品。

Description

高电流探针

技术领域

本发明涉及一种高电流探针，该高电流探针的结构具有下列特征：可以弹性地出入针管内外的柱塞(Plunger)受到被检测件从下面施加的压力并移动到下方时，将与安装在电路板上的下侧接触材料进行相互接触，上述柱塞(Plunger)或接触材料的内侧端部形成插槽，多个接触线材插入并固定在上述插槽后构成清晰而稳定的接触，不仅提高检测可靠性，还大幅减少电流密度和接触抵抗，防止因劣化而来的破损等缺点。

该高电流探针可以针对连接了5A以上的大容量电流的晶片进行测试，与利用微量电流的半导体芯片检测用探针相比，本发明的结构更加注重了电流的稳定路径。

背景技术

一般来说，半导体芯片检测用探针在进行检测试验时，电流很容易集中在属于螺旋弹簧及螺旋弹簧和针管之间接触部位的微小面积的路径上，如果连接5A以下的电流，即使电流流经上述微小路径，也不会对探针寿命造成影响，还可以增强弹性，可以较为自由地改变结构以实现稳定的接触。

与此相比，流经高电流探针的电流属于5-500A左右的大容量电流，整体尺寸比上述半导体芯片检测用探针大，当电流集中通过螺旋弹簧和微小接触部位时，上述螺旋弹簧和微小接触部位容易劣化并引起材料熔化或热特性变化，进而影响机械操作。

和半导体芯片检测用探针相似的是，为了使柱塞(Plunger)可以弹性地滑动，上述高电流探针也需要采取可以容纳并结合螺旋弹簧的结构。由于上述螺旋弹簧和各组成部件之间在组装安装时的接触面积不稳定，现有探针容易出现电流路径不稳定，零件容易破损的现象。而且，即使只有部分零件被损坏，也因无法再使用而需要更换整个探针。

发明内容

本发明针对上述缺点提供了解决方法。本发明的目的是提供一种具有接触稳定性，不通过螺旋弹簧的较为明确的电流路径，相互紧密的组装结构，使电流稳定并提高检测可靠性的高电流探针。

本发明的另一个目的是提供一种可以大幅减少电流密度和接触抵抗，防止因劣化而来的破损，提高探针寿命的高电流探针。

本发明的另一个目的是提供一种组装和分解容易且可以轻易更换消耗品的高电流探针。

为了实现上述目的，本发明提供了一种包含上下开放的圆柱形针管10；以弹性地出入上述针管10上侧的方式安装并与被检测件的接触端子接触的柱塞(Plunger)20；安装并固定在上述针管10下侧并与电路板的接触端子进行电气连接的接触材料30；以及为了使上述柱塞20和上述接触材料30之间进行电气连接而安装到上述柱塞20和接触材料30的嵌合部、并在上述嵌合部往外突出的一端包含朝外折曲的多个接触线材50为特征的高电流探针。

此时，上述柱塞(Plunger)20的下侧具有可以使上述接触材料30的上侧插入的插槽40，而上述接触材料30则与上述柱塞20之间具有弹性弹簧70并被安装在上述针管10的下侧，其上侧具有可以插入上述插槽40的线材接触部42。上述接触线材50的一侧端插入上述柱塞(Plunger)的插槽40，另一侧端突出于上述柱塞20的下端并弯曲到上述柱塞20的外面，通过嵌合在上述柱塞20外圆周面的线材固定环60使其紧密固定在上述柱塞20外圆周面，这样的实施例较佳。

另外，上述柱塞(Plunger)20的下侧具有线材接触部42，而上述接触材料30则与上述柱塞20之间具有弹性弹簧70并被安装在上述针管10的下侧，其上侧具有可以插入上述柱塞的线材接触部42的插槽40。上述接触线材50的一侧端插入上述接触材料的插槽40，另一侧端突出于上述接触材料30的上端并弯曲到上述接触材料30的外面，通过嵌合在上述接触材料30的外圆周面的线材固定环60使其紧密固定在上述接触材料30的外圆周面，这样的另一实施例较佳。

另外，上述针管10具有朝内突出的阻挡突块11，上述柱塞20中位于上述针管10内侧的一部分外径会收缩，使得上述柱塞20在上述针管10内侧被上述阻挡突块11限制其上下移动的距离，在上述外径被收缩的空间部位容纳了上述阻挡突块11，这样的实施例较佳。

另外，上述接触线材50朝上述插槽40内侧弯曲并安装较好。

另外，上述线材固定环60在下端部外径被收缩的上述柱塞(Plunger)20的外圆周面形成连续的外径后套在上述柱塞20的下端部外侧，或者在上端部的外径被收缩的上述接触材料30的外圆周面形成连续的外径后套在上述接触材料30的上端部外侧，以及位于上述接触线材50的折曲部的端部内径被收缩较佳。

另外，上述插槽40在内侧断面上突出形成半球状的制约突块41，在上述插槽40的内圆周面和上述制约突块41的外圆周之间制约上述接触线材50的端部较佳。

另外，上述接触线材50的一端被拘束在上述插槽40的内侧断面上，另一端被上述线材固定环60加压固定，使中央部位朝上述插槽40的中心轴弯曲，这样的实施例较佳。

本发明高电流探针具有接触稳定性，不通过螺旋弹簧的较为明确的电流路径，相互紧密的组装结构，使电流稳定并提高检测可靠性。

本发明高电流探针可以大幅减少电流密度和接触抵抗，防止因劣化而来的破损，提高探针寿命。

本发明高电流探针的组装和分解容易，可以轻易更换消耗品。

如上述，本发明高电流探针具有接触稳定性，不通过螺旋弹簧的较为明确的电流路径，相互紧密的组装结构，使电流稳定并提高检测可靠性。

本发明高电流探针可以大幅减少电流密度和接触抵抗，防止因劣化而来的破损，提高探针寿命。

本发明高电流探针的组装和分解容易，可以轻易更换消耗品。

附图说明

图1为本发明高电流探针的第一实施例剖面图。

图2为本发明高电流探针的第二实施例剖面图。

图3为本发明高电流探针的第三实施例剖面图。

图4为图3的分解剖面图。

图5为本发明高电流探针的第四实施例剖面图。

<图形主要符号的说明>

10：针管                   11：阻挡突块

20：柱塞(Plunger)          21：探针突块

22：针管插入部             30：接触材料

32：针管结合部             40：插槽

41：制约突块               42：线材接触部

50：接触线材          60：线材固定环

70：弹性弹簧

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图1是本发明高电流探针的第一实施例纵剖面图，图2是本发明高电流探针的第二实施例纵剖面图，图3是本发明高电流探针的第三实施例纵剖面图，图4是图3的分解纵剖面图，图5是本发明高电流探针的第四实施例纵剖面图。

本发明高电流探针包含：检测试验时受到被检测件从下面施加的压力而弹性地出入针管10内外的柱塞20、固定安装在上述针管10下侧，其下端部与电路板进行电气连接的接触材料30、接触线材50以及线材固定环60。

首先说明图1和图2所例示的第一和第二实施例。在上述第一和第二实施例中，上述柱塞(Plunger)20的上侧在上下开放的上述圆柱形针管10内侧被朝上突出安装，从上述针管10突出并与被检测件进行接触和加压作业的上端部为了提高与被检测件之间的接触可靠性而形成了多个探针突块21，位于上述针管10内侧的针管插入部22为了避免脱离上述针管10外部而具有与上述针管10形状相对应的外柱形状，上述针管插入部22的下侧则为了使固定在上述针管10下侧的上述接触材料30上侧可以插入而在下端部上侧形成与上述接触材料30上侧的位置和形状相对应的插槽40。

上述接触线材50被插入并安装在上述插槽40内，当上述柱塞20受到压力而往下移动时，与插入上述插槽40内侧的上述接触材料30直接接触并形成主要的电流路径。

上述接触线材50的形状是其中央部位被折曲成突出于上述插槽40内侧的形状，但是其形状不仅如此而已。根据材料、探针尺寸、以及上述接触材料30的上侧形状而使沿着上述接触线材50的上端部更加朝向上述插槽40内侧折曲，可以该方式形成各种实施例。

即使上述接触线材50具有上述第一和第二实施例中的形状，只要让上述接触线材50的上端和上述插槽40的上端维持一定的间隔距离，就会在与上述接触材料30接触时让接触部位受压而成为扁平形状，进而增加与上述接触材料30之间的接触面积，减少与上述接触材料30之间的摩擦。把上述接触线材50的上端固定在上述插槽40的上端时，与上述接触材料30之间的接触部位因受压而出现弹性变形，进而增加与上述接触材料30之间的接触面积并使接触更加稳定。

上述接触线材50中突出于上述插槽40下侧的一端部被朝外折曲，以环形方式套在上述柱塞20下端部外圆周上的线材固定环60可以把位于上述柱塞20外侧的上述接触线材50的折曲端部紧密固定在上述柱塞20的外圆周上。

在上述第一实施例中，上述针管10的上端部具有朝内弯曲的形状，上述柱塞(Plunger)20为了对应上述针管10的上端部形状而把位于上述针管10内侧的针管插入部22的外圆周面形状加工成圆筒形状，使突出于上述针管10上侧的突出部位的外径对应上述针管10上端开放孔的大小。

在上述第二实施例中，上述针管10上侧的阻挡突块11朝内突出，上述柱塞20的外径以相当于上下移动距离的长度缩小，使得上述柱塞20被上述针管的阻挡突块11限制其上下移动距离。

在上述第一和第二实施例中，在上述针管10的下侧部分，当上述线材固定环60容纳上述接触线材50的外侧端部容纳并套入上述针管10时，为了与上述柱塞(Plunger)的针管插入部22上侧形成连续的光滑外径，上述柱塞20的下端部外圆周被缩小，上述线材固定环60的外径则与上述针管插入部22的上侧外径相同，上述接触线材50的下端缩小以形成加压并固定在上述柱塞20下端的阻挡槛，进一步改善上述接触线材50和柱塞20的组装性、紧密性及坚固性。

上述接触材料30与上述柱塞20之间具有弹性弹簧70并被固定安装在上述针管10的下侧，当插入上述柱塞20的插槽40时，朝上突出的线材接触部42可以与上述接触线材50之间的接触顺利完美。

下面说明图3、图4及图5所示的第三和第四实施例。

在上述第三和第四实施例中，本发明高电流探针包括了在上述针管10的内外侧弹性地上下移动并突出地安装在上述针管10上端部外侧的柱塞20、没有安装上述柱塞20的上述针管10的下端部具有可以遮蔽上述针管10的开口并与上述针管10结合的接触材料30、以环形方式套在上述接触材料30上端部的接触线材50、以及可以把上述接触线材50牢牢地固定在上述接触材料30的线材固定环60。

上述接触材料30包括了具有上述插槽40的内管部、与上述针管10结合的针管结合部32。上述内管部与上述针管10的内圆周面隔着一定距离并插入上述针管10内部，上述针管结合部32上具有与上述针管10的内圆周面坚固套接的外圆周面，与上述内管部的下端连续成形。

上述接触线材50包括了内管插入部和内管阻挡部，上述内管插入部沿着上下直线形状插入上述接触材料的插槽40内侧，插入长度为上述插槽40的上下长度或者在折曲情况下的实际长度；上述内管阻挡部在上述内管插入部的上端往上述插槽40外侧方向朝下折曲，形成了套在上述插槽40上端的环形，并且位于上述插槽40的上端部和外侧。

上述线材固定环60可以把位于圆筒形上述插槽40上端周围的多个上述接触线材50牢牢地固定在上述接触材料30的内管部。上述线材固定环60被套在上述接触材料30的内管部上端的外侧，使上述接触线材50的内管阻挡部紧密固定在上述接触材料30的外圆周面上端部。

在上述第三实施例中，为了使上述接触线材50和线材固定环60坚固地结合，上述接触材料30的内管部将根据上述接触线材50的内管阻挡部和线材固定环60的厚度及内径而采取外圆周部越往下走，外径就越变大的多阶阻挡槛。

上述插槽40的下端具有朝上突出的半球状制约突块41，上述制约突块41将强制上述接触线材50的下端部临近上述插槽40下端的内圆周面，在上述接触线材50的上端受到底侧压力或弯曲压力时，上述接触线材50中没有受到拘束的中央部位将自然朝上述插槽40的中心轴弯曲。

上述接触线材50朝向上述插槽40内部弯曲后，将与插入上述插槽40内侧的上述柱塞(Plunger)的线材接触部42紧密接触，进而形成了把来自上述柱塞20上端的电流接通到位于探针下端的上述接触材料30的电路。

在上述第三实施例中，上述接触材料的针管结合部32的下端部一直沿展到相当于上述针管10外圆周的外径，当上述接触材料30与上述针管10的下侧结合时，经过沿展的上述针管结合部32下端部将受到上述针管10下端的制约，进而遮蔽上述针管10的下端部。

为了使经过折曲的上述接触线材50的上端部能与上述插槽40的上端紧密加压结合，上述线材固定环60的上端部内径会收缩，同时提供了可以使弹性弹簧70稳固地安装到上侧的下端宽缘。

上述针管10包含了上侧滚动(Rolling)部和下侧滚动(Rolling)部，上述上侧滚动部具有朝内突出的阻挡突块11并制约上述柱塞20，上述下侧滚动部则为了使上述接触材料30固定在上述针管10的内圆周上而朝内实压并折曲。

在上述针管10内侧依序从上侧安装下列部件：被上侧滚动(Rolling)部限制了其向上运动距离的上述柱塞(Plunger)20、让上述柱塞20具有弹性力的螺旋弹簧、为上述螺旋弹簧提供的下端支持面，又可以把上述接触线材50固定在上述接触材料30的线材固定环60、在上述线材固定环60的内侧和下侧被上述下侧滚动(Rolling)部固定在上述针管10的接触材料30。

上述柱塞20的上端部分，与被检测件的接触端子接触的多个探针突块21位于上述探针突块21，下端部分则连续形成了插入上述插槽40时可以和上述接触线材50进行电气接触并接通的线材接触部42。

在图5所示的第四实施例中，与上述第一、第二及第三实施例不同的是，使上述针管10的下端部朝内折曲成形，使上述接触材料的针管结合部32下端位于上述针管10的下端部内侧。可以根据上述针管10的经过内径缩小步骤的开口形状而进一步制约上述接触材料30的下端。

在初期制作时，如果使上述接触线材50的内管插入部成为折曲形状，即可在没有形成上述制约突块41的情形下形成围绕上述插槽40中心轴的形状。即使上述接触线材50没有被折曲成锐角而形成与上述插槽40的上侧形状相对应的形状时，只要上述内管插入部的长度比上述插槽40的长度长，就能形成明确的确折曲形状，上述插槽40外圆周部的形状也可以根据上述接触线材50和线材固定环60的形状而多样化地加以变化，因此本发明的内容不应局限在上述的第一、第二、第三及第四实施例，还应包括那些在本发明的技术思想范畴内进行各种变形和修改的各种实施例。

在本发明高电流探针中，来自被检测件的电流从上述柱塞(Plunger)的探针突块21流到上述针管插入部22，并通过上述接触线材50传到连在电路板上的上述接触材料30。上述接触线材50的数量越多，上述线材接触部42和接触材料30之间的接触面积就越广，可以进一步提高接触稳定性。不仅是弹性弹簧70，在相当于上述接触线材50和接触材料30之间接触面积的明确电流路径形成稳定的电流并提高检测可靠性。

随着相当于上述接触线材50和接触材料30之间接触面积的电流路径的形成，可以大幅降低电流密度和接触抵抗，并因而防止因劣化而起的破损。

可以从上述针管10轻易地分解或组装上述接触材料30、接触线材50及线材固定环60等的部件，因此可以轻易地更换因疲劳破坏较为集中而容易劣化的零件，而没有破损的零件或部件则可以重新组装后使用，减少了无谓的浪费。

Claims (10)

1、一种高电流探针，其特征是：

包含了上下开放的圆柱形针管；以弹性地出入上述针管上侧的方式安装并与被检测件的接触端子接触的柱塞；安装并固定在上述针管下侧并与电路板的接触端子进行电气连接的接触材料；以及为了使上述柱塞和上述接触材料之间进行电气连接而安装到上述柱塞和接触材料的嵌合部、并在上述嵌合部往外突出的一端包含朝外折曲的多个接触线材。

2、根据权利要求1所述的高电流探针，其特征是：

上述柱塞的下侧具有可以使上述接触材料的上侧插入的插槽；

上述接触材料与上述柱塞之间具有弹性弹簧并被安装在上述针管的下侧，所述接触材料上侧具有可以插入上述插槽的线材接触部；

上述接触线材的一侧端插入上述柱塞的插槽，另一侧端突出于上述柱塞的下端并弯曲到上述柱塞的外面，通过嵌合在上述柱塞外圆周面的线材固定环使其紧密固定在上述柱塞外圆周面。

3、根据权利要求1所述的高电流探针，其特征是：

上述柱塞的下侧具有线材接触部；

上述接触材料与上述柱塞之间具有弹性弹簧并被安装在上述针管的下侧，所述接触材料上侧具有可以插入上述柱塞的线材接触部的插槽；

上述接触线材的一侧端插入上述接触材料的插槽，另一侧端突出于上述接触材料的上端并弯曲到上述接触材料的外面，通过嵌合在上述接触材料的外圆周面的线材固定环使其紧密固定在上述接触材料的外圆周面。

4、根据权利要求1到3所述之任一高电流探针，其特征是：

上述针管具有朝内突出的阻挡突块；

上述柱塞中位于上述针管内侧的一部分外径会收缩，使得上述柱塞在上述针管内侧被上述阻挡突块限制其上下移动的距离，在上述外径被收缩的空间部位容纳了上述阻挡突块。

5、根据权利要求2到3所述之任一高电流探针，其特征是：

上述接触线材朝上述插槽内侧弯曲并安装。

6、根据权利要求2所述的高电流探针，其特征是：

上述柱塞的下端部外径被收缩；

上述线材固定环在上述柱塞的外圆周面形成连续的外径后套在上述柱塞(20)的下端部外侧。

7、根据权利要求3所述的高电流探针，其特征是：

上述接触材料的上端部外径被收缩；

上述线材固定环在上述接触材料的外圆周面形成连续的外径后套在上述接触材料的上端部外侧。

8、根据权利要求2或3所述的高电流探针，其特征是：

上述插槽在内侧断面上突出形成半球状的制约突块，在上述插槽的内圆周面和上述制约突块的外圆周之间制约上述接触线材的端部。

9、根据权利要求2或3所述的高电流探针，其特征是：

上述线材固定环中，位于上述接触线材的折曲部的端部内径被收缩。

10、根据权利要求9所述的高电流探针，其特征是：

上述接触线材的一端被拘束在上述插槽的内侧断面上，另一端被上述线材固定环加压固定，使中央部位朝上述插槽的中心轴弯曲。

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