CN107567668A - 制造至少一个弹簧触点针或弹簧触点针组件的方法和相应的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造至少一个用于电物理接触的弹簧触点针(9)或具有至少一个这类弹簧触点针(9)的弹簧触点针组件(25)的方法。该方法包括以下步骤：制造弹簧触点针(9)的至少一个基础部件(8)，其中，该基础部件(8)的至少一部分由塑料制成，以及将基础部件(8)的至少由塑料制成的部分进行金属化。

Description

制造至少一个弹簧触点针或弹簧触点针组件的方法和相应的 装置
技术领域
本发明涉及一种制造用于电物理接触的至少一个弹簧触点针或具有至少一个这类弹簧触点针的弹簧触点针组件的方法。
背景技术
在迄今已知的弹簧触点针的制造中，是通过切削加工或再成型的制造方法(例如车削、铣削、深拉、锻造等)来制造各个构件，例如活塞、弹簧、头部、外罩等。在制造完成各个构件之后对它们进行装配。这类已知的弹簧触点针的直径确定了所谓的网格尺寸(到邻近销的中心间距)，在此，网格尺寸是由测试件、也就是借助于弹簧触点针进行电物理接触以形成测试电路的电气构件预先给定的，该测试电路能够评判测试件的性能。目前已知的具有前述经典结构的弹簧触点针所具有的最小直径为大约0.1mm，但是这种小直径在常规的制造方法中不能经济地、高品质地制造。其主要原因在于制造单个部件时对公差的高要求以及随后只能手动完成的将单个部件组装成一个完整的弹簧触点针。
发明内容
本发明的目的在于能够制造至少一个开头所提到类型的弹簧触点针，该弹簧触点针能够实现非常小的网格尺寸，可以低成本地制造并且具有高品质和可靠的性能。本发明的目的也适用于具有至少一个弹簧触点针的弹簧触点针组件。
本发明的目的在包含上述方法的情况下通过以下的方法步骤来实现：制造弹簧触点针的至少一个基础部件，其中，基础部件的至少一部分由塑料制成，并随后将基础部件的至少由塑料制成的部分进行金属化。通过金属化来提供具有导电能力、优选为良好的导电能力的金属覆层/金属外壳。通过将基础部件的至少一部分根据本发明进行金属化，可以提供一种小型化的弹簧触点针，其仅需要很少甚或不需要对单个部件的组装步骤。基础部件优选构成弹簧触点针的基础结构，其中，基础部件至少部分地由塑料制成。为了能够执行将要以弹簧触点针实现的、用于对电测试件进行电测试的物理接触，弹簧触点针需要拥有导电能力。该导电能力通过对基础部件的至少由塑料制成的部分的金属化来实现。由于使用了塑料，因此复杂的结构也能够简单地和低成本地制造。在对塑料进行金属化之后，能够获得一种复杂的导电结构，这种结构依据常规的制造方法完全不能制造或只能以极高的成本制造，并且也不能实现通过本发明可行的小型化。通过金属化使得弹簧触点针实现良好的电性能以及机械性能。塑料部件、特别是塑料基础部件能够实现非常纤细的结构，但是这种结构不具有足够的电性能以及机械性能，但是通过这种金属化就能够获得足够的、甚至良好的品质。
根据本发明的一种扩展方案，借助于增材制造方法(additivemFertigungsverfahren)来制造基础部件的至少一个由塑料制成的部分。增材制造方法也被称为“生长制造方法”，其特别是指快速、低成本的制造，其直接在计算机内部数据模型的基础上由无形(例如液体、粉末等)或形式中性(例如带状的、丝线状的等)的材料借助于化学和/或物理过程来进行。在此，尽管涉及到成型工艺，但是对于具体的结果并不需要特定的、已存储有工件的各种几何形状的工具(例如浇铸模具)。
优选使用双光子激光光刻、特别是浸入激光蚀刻法(DILL技术)作为增材制造方法。优选使用液态、特别是糊状的材料并借助于激光器来固化。材料优选一层一层地构建，从而通过这种方式制造由塑料制成的部分。通过增材制造方法，能够针对不同的几何形状提供非常高的构型自由度，从而也能够实现非常复杂的塑料结构。通过DILL技术可以制造亚微米量级的结构，由此能够针对0.3mm或更小的网格尺寸来制造根据本发明的弹簧触点针。基于根据本发明的技术，也可以制造网格小于80μm的测试卡。对于这种技术而言，部件的构造不需要特殊的工具。
金属化优选在至少一个电镀和/或化学过程中进行。电镀过程的特征在于使用电流；化学沉积过程也被称为“无电流金属沉积”。在任何情况下，均要根据所提到的基础部件的塑料几何形状来构成金属结构。优选地，通过电镀和/或化学过程沉积成金属覆层。适用于此的特别是金属，例如铜、银、金以及镍。
根据本发明的一种扩展方案，整个基础部件优选通过增材制造方法由塑料制成，特别是被制造为一体化的基础部件。这类部件即使在它们被制造为一体化部件时也能够将各种不同的功能组合在一起。因此对于弹簧触点针，优选将用于接触的头部直接附接在弹性区域上。通过高构型自由度，弹簧可以通过增材制造方法被设计为不需要被支撑，也就是不再需要额外的护罩等。由此也取消了对单个部件的装配。这种将弹簧触点针本身的所有功能统一起来的一体化基础构件在增材制造方法中由塑料制造，并随后被金属化，从而能够以简单的方式制造优选小型化的、网格尺寸小于0.1mm的弹簧触点针。优选对整个基础部件进行金属化，从而不再需要例如掩模等覆盖步骤。
根据本发明的一种扩展方案，在实行电镀金属化之前，至少在基础部件的由塑料制成的部分上施加导电的起始覆层或在该部分的表面上产生导电的起始覆层。如果使用的是不能导电或不能充分导电的塑料，则电镀沉积需要这样的导电起始覆层，以便能够确保在电镀过程中的电流流动。但是替代地，导电塑料或导电塑料复合材料也可以用于制造基础部件。
特别设计为：在特别是化学金属化之前，至少在基础部件的由塑料制成的部分上特别是以浸渍法或等离子法施加种子层，或在该部分的表面上产生种子层。由此在相应的塑料几何形状的表面上提供了“种子”和/或“锚固点”，从而可以进行金属化。
优选地，由塑料制成的部分在金属化之后不被去除或至少部分地去除，特别是通过热解法、湿化学法和/或干化学法来去除。显而易见，塑料芯，即基础部件的一部分或整个基础部件在金属化之后可以保留在金属外壳中。替代地，也可以如前所述地通过适当的选择工艺从金属外壳中去除塑料芯。适用于此的是所提到的热解法、湿化学法和/或干化学法。
特别设置为：在通过金属化形成的金属外壳中产生或保留至少一个开口，该开口用于热解产物的逸出和/或在执行湿化学法和/或干化学法时能够使至少一种湿化学制剂和/或干化学制剂进入。由此可以使相应的残余产物逸出和/或能够接近待去除的塑料材料。
根据本发明的一种扩展方案，为了实现弹簧触点针的弹簧功能，弹簧触点针的至少一个区域通过其自身的弹性和/或其材料的成型而弹性挠曲地构成。因此，根据本发明的弹簧触点针优选不具有引起弹簧功能的独立弹簧构件，而是由弹簧触点针的一区域通过其自身的弹性和/或其材料的成型来提供弹簧特性而承担该功能。
该弹性区域特别是与弹簧触点针的其他区域一体化地构成，即，存在一体化的弹簧触点针，该弹簧触点针的一部分起到弹性作用。“一体化弹簧触点针”也应当被理解为如下的弹簧触点针：其由通过金属化形成的构件制成，而与塑料芯是否仍处于金属外壳中或者塑料芯是否被去除或者是否被至少部分地去除无关。
优选地，该弹性区域可以通过设置至少一个压力弹簧、拉力弹簧、弯曲弹簧和/或扭转弹簧来形成和/或被构造为按照屈曲线原理(Knickdraht-Prinzip)挠曲的区域。上述的弹簧优选与弹簧触点针的其余部分一体化地构成。根据“屈曲线原理”：在物理接触测试件时沿着其纵向延伸方向受到压力的弹簧触点针将侧向弹出。
根据本发明的一种扩展方案，在弹簧触点针的端部侧构造至少一个用于物理接触的头部，为了进行物理接触，该头部优选获得至少一个锐角的尖端和/或锐角的棱边。优选地，在弹簧触点针的每个端部上都设置这样的头部。上述的锐角尖端和/或棱边优选由塑料基础部件产生并通过随后的金属化而导电且足够坚挺。
在本发明申请中所描述的组件均被称为“具有至少一个弹簧触点针的弹簧触点针组件”，其不仅具有一个或多个弹簧触点针，而且还具有附加的部件。
根据本发明的一种扩展方案，弹簧触点针配置有至少一个可去除的、特别是可分离的连接部件。该连接部件用于特别是弹簧触点针的控制/操纵，以便在装配时可以对弹簧触点针做出更好的处理，例如可以将其插入到测试适配器中。当处理完成时，该连接部件优选被去除，例如切断，对此适用的例如有预设断裂点，或者通过另一过程步骤来实现。适用于该过程步骤的例如有激光分离法或聚焦离子束分离法。
根据本发明的一种扩展方案，通过至少一个连接部件连续地制造多个特别是二维或三维网格形式的弹簧触点针。由此使得这些弹簧触点针例如正好是以所期望的网格尺寸设置并且特别是也可以作为公共单元来操作，在此，该操作不仅可以手动地执行，而且也可以机器地执行或者手动地和机器地组合进行。
根据本发明的一种扩展方案，该连接部件被构造为连接接片或连接板、特别是引导板。如果弹簧触点针具有连接接片，则可以例如在金属化过程中和/或为了实现更好的分拆和/或在装配到例如测试适配器中时进行该操作。如果连接接片使多个弹簧触点针连接，则由此可以非常良好地控制弹簧触点针组。在连接板中可以三维地设置多个弹簧触点针，也就是说，这些弹簧触点针通过该板被保持为一个三维的网格，并由此能够非常良好地作为组被连续地控制。如果连接部件是引导板，那么其可以配置有引导孔，弹簧触点针贯穿这些引导孔。通过这种操作，使得弹簧触点针至少局部地与钻孔壁连接。稍后可以去除这些连接，从而使引导钻孔用于弹簧触点针在发生物理接触时的轴向引导。特别是可以设置多个这样的引导板，特别是两个引导板，它们相对于彼此间隔开，并因此实现对弹簧触点针的最优的保持、定位和引导。
特别地，该连接部件在增材制造方法中产生或连带产生。但是替代地也可以将连接部件作为预制的供给部件使用，也就是说，该连接部件被预制地供应到用于制造至少一个弹簧触点针的增材制造方法中。
根据本发明的一种扩展方案，该连接部件是电路承载件，特别是电路板。电路承载件、特别是电路板可以具有电气/电子装置，从而将至少一个弹簧触点针置于电气/电子电路布置中。
根据本发明的一种扩展方案，至少一个弹簧触点针在连接部件的电接触面上产生。连接部件和电接触面被用在物理接触中，也就是说，弹簧触点针在稍后使用弹簧触点针执行对测试件的电测试时所使用的构件上产生。
特别是可以使电接触面金属化。因此，金属化不仅是在基础部件上进行，而且也在连接部件的电接触面上进行，特别是被共同地执行。
此外有利的是，由导电材料、优选为金属制成的基座构件被制造/紧固在连接部件的接触面上，并且在该基座构件上制造弹簧触点针，在此，金属化延伸至基座构件的邻接基础部件的区域上，但是不延伸到接触面。通过基座构件可以阻止：在金属化时，金属覆层延伸至连接部件，例如连接板、特别是引导板，从而在相邻的弹簧触点针之间发生电短路。由于金属化延伸至基座构件，但是不到接触面而是非常接近接触面，因此防止了这种电短路。
优选地，基座构件在增材制造方法中特别是通过烧结、优选为激光烧结粉末材料来制造。优选地，基座构件的制造可以在接触面上进行，并且特别是与接触面电连接地进行。在烧结过程中制造基座构件能够有利地导致：在制造基座构件的过程中提供了与接触面的电连接，从而在进行电物理接触以对测试件进行测试的同时连带形成相关测试电路的相应部分。
此外优选地，基座构件与至少一个弹性结构、特别是一体化基座构件的弹性区域一起制造，使得弹簧作用沿物理接触的方向起作用。因此，基座构件在物理接触时弹性地作用并能够与弹簧触点针的弹性作用互补。特别地，基座构件的弹性结构和弹簧触点针的弹性结构可以具有不同的弹性常数。也可以考虑：基于基座构件的弹性区域，将弹簧触点针仅构造为轴向的短结构，基本上只是弹性触点头的形式。
最后，本发明涉及一种弹簧触点针或一种具有至少一个弹簧触点针的弹簧触点针组件，其分别按照以上在不同实施方式中所描述的方法来制造。
本发明的其他设计方案和/或优点由权利要求书、特别是从属权利要求给出。
附图说明
在附图中基于实施例对本发明做了说明，其中：
图1示出了用于制造至少一部分弹簧触点针或弹簧触点针组件的3D激光光刻设施的示意性结构，
图2示出了用于使至少一部分弹簧触点针或弹簧触点针组件金属化的电镀设备的示意性结构，
图3示出了用于弹簧触点针的由塑料制成的基础部件，
图4示出了弹簧触点针，其具有被金属化的根据图3的基础部件，
图5示出了非接触状态下的弹簧触点针的另一种实施方式，
图6示出了接触姿态下的根据图5的弹簧触点针，
图7示出了弹簧触点针的实施例，其为了操作而设有优选可去除的连接部件，
图8示出了多个弹簧触点针，它们与被构造为引导板的连接部件连接，
图9示出了多个弹簧触点针，这些弹簧触点针与连接部件的导电的接触面(接触垫)导电连接，其中，连接部件被构造为电路承载件、特别是电路板。
图10示出了弹簧触点针的另一种实施例，其具有处于尚未金属化状态下的、具有接触面的连接部件，
图11示出了根据图10的布置，但是现在已经金属化，
图12示出了根据图11的布置的下部区域的纵向截面图，
图13示出了弹簧触点针的另一种实施例，其具有连接部件，该连接部件具有接触面，其中，在接触面和弹簧触点针之间设置有基座构件，整体上处在尚未金属化的状态，
图14示出了处在金属化状态下的根据图13的布置，
图15示出了具有接触面和连接部件的弹簧触点针的另一种实施例，
图16示出了弹簧触点针的另一种实施例，
图17示出了弹簧触点针的另一种实施例，
图18示出了弹簧触点针的另一种实施例，
图19示出了弹簧触点针的另一种实施例，
图20示出了弹簧触点针的头部的不同的实施例，
图21示出了弹簧触点针的头部的一种实施例，
图22示出了弹簧触点针的头部的另一种实施例，
图23示出了处于未接通状态下的弹簧触点针或弹簧触点针的带有开关触点的那一部分，
图24示出了处于接通状态下的根据图23的布置，
图25示出了与根据图23和图24的布置相关的图表，以及
图26示出了不同于图9所示的另一实施例，其包括多个弹簧触点针和连接部件。
具体实施方式
如图1所示，使用了增材制造方法来制造至少一个用于电物理接触的弹簧触点针或具有至少一个这种弹簧触点针的弹簧触点针组件。该增材制造方法优选使用浸入式激光蚀刻(DILL)技术，根据图1，该浸入式激光蚀刻技术包括工件保持件1、计算机2、激光器控制装置3、激光器4、激光射束转向装置/聚焦装置/和影响装置5以及镜头6。配属于工件保持件1的材料、特别是液体和糊状物质形式的材料在计算机2和上述的激光器件的控制下被交联，由此产生工件。这种交联是一层一层地进行的，即，工件是逐步构成的，在此，针对不同的几何形状存在非常高的构型自由度。在当前情况下使用能够用塑料制造基础部件8的材料。基础部件8(图3)优选地形成弹簧触点针9的基础结构。在后面还将从细节上更详细地探讨如图3和图4所示的弹簧触点针9。
如果根据图3的基础部件8采用图1的设计来制造，则在后续步骤中执行基础部件8的金属化，即，为基础部件8的塑料配置金属覆层10。这例如是以电镀处理实现的。在根据图2的实施例中示意性示出了电镀设备11，其中，液体池中的铜从阳极A沉积在阴极K上，即，阴极K获得了铜敷层。如果将基础部件8作为阴极，则该基础部件就被涂覆有由铜制成的金属敷层10。当然也可以使用其他的金属，特别是银、金以及镍，当然也可以是其他的优选为导电的金属。为了可以在电镀设备11中执行对由塑料制成的基础部件8的电镀金属化，需要塑料具有导电能力，该导电能力可以通过导电的起始覆层来获得。该起始覆层被施加在基础部件8上，并能够基于它的导电能力实现金属性覆层10的沉积。这种起始覆层基本上是已知的。
图3和图4示出了弹簧触点针9的制造方法。特别是利用上述的增材制造方法来制造根据图3的基础部件8，这与弹簧触点针9的具体成形无关。基础部件在端部侧上分别具有：头部12、13，该头部优选分别具有锐角尖端14；以及区域15，该区域特别是与其成形相关地被构造为弹性区域15。基础部件8被一体化地构成，即，两个头部12和13以及弹性区域15由一体化的、连续的塑料制成。弹性区域15由单个蝶形弹簧式的弹簧元件16组成，这些弹簧元件彼此一体化地连接在一起并各自具有多个弧形的臂17。总体上，弹性区域15形成沿轴向方向作用的压力弹簧18。
比较图3和图4可以看到：当金属覆层10被施加在基础部件8上时，图3的塑料部件的基本结构基本保持不变。根据所使用的导电性金属，可以获得在制造完成后如图4所示的弹簧触点针9的相应的电和机械特性。特别是将金属覆层10构造在由塑料制成的基础部件8的表面上，因为这里在机械负载下会出现最高的应力。根据图4的弹簧触点针9可以具有如图3所示的由塑料制成的基础部件8，其仅具有非常小的体积(例如，在高度2mm和最大直径0.3mm的情况下为5.10E-04mm3)。图4中的已制造完成金属覆层的弹簧触点针9优选配设有层厚为0.01mm的金属覆层10。
在金属化之后存在两个可能性。塑料芯(基础部件8)留在金属外壳(金属覆层10)中，或者通过适当的方法将塑料芯从金属外壳中去除，例如通过热解、通过湿化学方法或干化学方法。特别优选地，金属覆层10为此具有至少一个开口，从而使得热解产物可以逸出和/或湿化学试剂或干化学试剂可以侵蚀塑料芯。
图5示出了根据本发明的方法制造的弹簧触点针9的另一实施例。在作为弹性区域15的头部12和13之间，存在两个略微前伸的屈曲片19，该屈曲片在物理接触中，也就是在用于测试电测试件的性能并为此借助于至少一个弹簧触点针9来实现电接触的测试方法中会侧向弯曲(屈曲线原理)。为了限制该侧向弯曲，根据图6，从头部12和13伸出有止挡件20，21，屈曲片19在弹簧触点针9的相应较大的轴向加载下会碰在这些止挡件上。
图7示出了弹簧触点针9的另一个实施例，该弹簧触点针同样按照根据本发明的方法来制造，即，具有由塑料制成的基础部件8，该基础部件设有金属覆层10。在弹簧触点针9的两个头部12和13之间存在弹性区域15，该弹性区域在当前情况下被构造为螺旋形压力弹簧。正如在前述的实施例中那样，弹簧触点针9被一体化地构成，在此，该定义与弹簧触点针是否仍具有塑料芯无关。为了限制轴向的弹簧行程，可以在弹性区域15的端部上分别设置环形的止挡件22，23。在弹簧触点针9被安装在测试适配器或类似装置中的状态下，止挡件22和23与测试适配器的相应的引导板共同作用。弹簧触点针9穿过引导板的孔，在此，止挡件22和23位于引导板之间。这种布置使得弹簧触点针9在已安装状态下并通过将止挡件22和23支撑在引导板上被略微地预紧，即沿轴向被压缩。如图7所示的实施例的特殊之处在于：弹簧触点针9配设有可去除的连接部件24。连接部件24在那里被构造为连接接片。连接部件24优选在所提到的增材制造方法的过程中被连带制造，即在制造基础部件8时被连带制造，或作为已制成的供给部件被供应给该过程，并因此与基础部件8连接，或者按照另一单独的增材制造方法来制造，特别是在此被紧固在基础部件8上，在此，该另一增材制造方法优选是烧结法、特别是激光烧结法，其中使用了粉末材料并将其通过烧结、特别是激光烧结来交联，从而由此制造出连接部件24。在金属化过程中，连接部件24可以不被连带金属化或者使其同样被金属化。连接部件24特别用于对弹簧触点针9的简单操作，特别是对于金属化过程和/或在稍后使用制成的弹簧触点针9时对基础部件8的简单操作，以便例如能够简单地将弹簧触点针插入到测试适配器中。在如图7所示的实施例中，特别是在结束相应的操作之后，例如通过优选在预设断裂点上的折断或通过激光分离等等来去除连接部件24。在如图7所示的实施例中，从总体上存在弹簧触点针组件25，即，弹簧触点针9以及布置在其上的连接部件24。
图8示出了另一种弹簧触点针组件25，即连接部件24，在该连接部件上设有多个弹簧触点针9。弹簧触点针9根据本发明来制造。连接部件24被构造为连接板26，特别是被构造为引导板27。引导板27可以在增材制造方法中如同弹簧触点针9的基础部件8那样被制造，或者作为制成的供给部件，或者作为以另一种增材制造方法制造的部件。根据图8，引导板27具有设置在网格中、特别是二维网格中的引导孔28，至少有几个弹簧触点针9特别是它们的头部12、13的区域中被这些引导孔穿过。引导板27具有以下功能：接收各个弹簧触点针9并使其与所计划的网格和特别是测试适配器的设计对齐。弹簧触点针9在引导孔28中被轴向地引导，也就是保持位置并且只允许轴向弹动的运动自由度，特别是一个或两个头部12，13轴向弹动。连接部件24，特别是引导板27可以像已提到的那样在制造弹簧触点针9时的增材过程中被连带地制造。但是，由于连接部件24表现为相对较大的结构并具有相应较大的体积，因此优选将该部件作为插入件供应给增材过程。弹簧触点针9于是被直接构建在连接部件24的表面上，特别是引导孔28的内部。如果在此应当在弹簧触点针9与连接部件24之间产生电连接和/或机械连接，则可以稍后再使它们分离。通过引导板27，可以使弹簧触点针9直接以对于稍后的测试应用来说正确的布置被制造。还有一个优点在于：甚至取消了弹簧触点针9在连接部件24、特别是引导板27中的装配。如果在制造时在连接部件24上制成了弹簧触点针9的由塑料制成的基础部件8，则要在随后金属化时确保：只有各个基础部件8、而不是连接部件24获得金属覆层10，以避免电短路。为此，例如可以安装或提供由下述材料制成的连接部件24：该材料与基础部件8的塑料相反没有被电镀地或化学地金属覆层。例如，可以使用陶瓷作为连接部件24的材料。也可以考虑在后续过程中再次去除连接部件24的可能的金属覆层10。这特别可以通过随后的激光处理来进行，这种激光处理再次在连接部件24的区域中去除了金属覆层10。也可以考虑采用掩模处理，这种掩模护理特别是在施加起始覆层的过程之前，在电镀过程或化学过程中的接种中被执行。如果合适的话，金属覆层10也可以发生在掩模上。随后将金属覆层10与掩模一起通过所谓的剥离过程去除掉。
图9示出了弹簧触点针组件25的另一实施例，该弹簧触点针组件具有多个按照根据本发明的方法制造的弹簧触点针9。此外，弹簧触点针组件25具有连接部件24，该连接部件被构造为电路承载件29、特别是电路板30。与图8的实施例相反，图9的连接部件不仅具有机械功能，而且还具有电功能(在图8的实施例中是纯机械功能，即取向功能、保持功能和引导功能)。在图9的实施例中，在每个弹簧触点针9上均设有电接口31。这些接口31都是一附加的构件，其不仅负责各个弹簧触点针9在连接部件24上的机械固定，而且还负责它们各自的电接触。优选利用根据本发明的方法，将弹簧触点针9直接增材地建造在位于电路承载件29上的电接触面32上。在对弹簧触点针9的基础部件8进行金属化时，在金属覆层10和电接触面32之间建立电连接，使得在对应的弹簧触点针9和电路承载件29之间存在不可松开的电连接。该电连接当然不是存在于各个电接触面32之间，因为这会导致短路。这种系统配置还省略了根据现有技术的各个弹簧触点针在电路承载件上的装配和调整。通过本发明获得了一种高度集成的、简单的技术方案。与测试件的接触特别是通过将弹簧触点针9的未与电路承载件29连接的端部输送到待测试的电测试件的相应触点上来进行。正如在图8的实施例中所提到的那样，图9的连接部件24同样可以以三种不同的方式实现：或者是在以增材制造过程制造弹簧触点针9时连带地构建连接部件，或者是将连接部件作为供给部件输入，或者是通过另一种增材制造方法、特别是粉末材料烧结来产生连接部件。在此，由导电材料、特别是金属制成的电接触面32可以或者作为成品被提供，或者通过相应的金属覆层在连接部件24的表面上实现。
前述的实施方式通过图10至图12被再一次明示。在图10中可以看到：弹簧触点针9的由塑料制成的基础部件8通过根据本发明的方法在连接部件24的电接触面32上被制成。随后根据图11进行金属化，其中，金属覆层10被施加在基础部件8上并也施加在电接触面32上，但是没有被施加在连接部件24的表面上。接下来可以有选择地将由塑料制成的基础部件8如上所述地去除。替代地，也可以将基础部件8保留在弹簧触点针9的内部。图12以截面图示出了：金属性覆层10不仅在基础部件8上产生，而且在接触面32上产生。金属覆层10被一体地实现。
图13示出了本发明的一个实施例，其对应于图10所示的实施例，但是在电接触面32和基础部件8之间设有/产生特别是由导电材料制成的基座构件33。图13和图14中的实施例请参考如图9至图12所示的实施方式，下面仅就图13和图14所示实施例中的不同之处加以说明。位于接触面32上的基座构件33可以作为供给部件被提供给根据本发明的过程，或者该基座构件在增材制造方法中被连带地制造，通过该增材制造方法也制造了基础部件8，但是其中使用了不同的材料，因为基础部件8是由特别是不导电的塑料制成，而基座构件33优选由导电材料制成。此外还存在这样的可能性：即，基座构件33通过所提及的另外的增材制造方法来制造，特别是通过对至少一种粉末材料的烧结制成。该增材制造步骤优选紧接着直接在电路承载件29上、特别在该电路承载件的电接触面32上进行。在基座构件33特别是以所述增材制造方法制造之后，弹簧触点针9的基础部件8的制造在基座构件33上进行。接下来施加金属覆层10，在此，基础部件8被覆层，并且在基座构件33的邻接基础部件8的区域34上也产生金属覆层10，但是不沿连接部件24的方向继续，特别不延续到接触面32上。由此可以防止各个弹簧触点针9之间发生短路。由于基座构件33由导电材料制成，因此能够确保从弹簧触点针9的金属覆层10到基座构件33并从那里到电接触面32的电通路。所提到的仅部分进行的对基座构件33的金属覆层特别可以通过如下的方式实现：即，该构件只被部分地沉入到覆层电解质中。为了确保金属覆层10和基座构件33之间的良好附着，可以使用或制造具有相应结构(例如穿刺口式结构)的基座构件33，由此实现覆层10与基座构件33的形状配合。
如前所述的，优选借助于增材制造方法、特别是微激光烧结金属性粉末材料在电接触面32上形成基座构件33。由此在基座构件33与接触面32之间实现良好的连接，该连接不仅机械地起作用，而且也代表着一电转接。特别之处在于：由于实现了两种不同构件材料的材料混合(焊接)，因此所提到的微激光烧结技术在这里是大有可为的。
图15示出了弹簧触点针组件25的另一实施例。该技术方案对应于图14的设计方案，但是基座构件33配设有/制造有至少一个弹性结构35，除了弹簧触点针9之外，该弹性结构也能够实现附加的轴向弹性变形，这将确保实现良好的物理接触。图15中的基座构件33请对应地参考前述的根据图13和图14的基座构件33的实施方式。图15的弹簧触点针9基本上仅限于头状的弹簧结构，其以根据本发明的方法制造，即，首先特别是在基座构件33上由塑料制造基础部件8，然后紧接着对特别是基础部件8进行金属覆层并优选在基座构件33上一块进行。
图16示出了弹簧触点针9的另一实施例，该弹簧触点针根据本发明的方法来制造。为了获得弹簧触点针9的弹簧作用，将多个碟簧式地起作用的弹簧元件16串联连接，在此，头部侧的弹簧元件16同时构成了尖端14。
图17示出了弹簧触点针9的另一实施例，该弹簧触点针按照根据本发明的方法来制造。图17的弹簧触点针9特别由两个彼此盘绕的螺旋部制成。进行物理接触的头部由弧形面36形成。
图18和图19示出了另外的根据本发明的方法制造的弹簧触点针9，其中，弹性区域15通过多重螺旋部形成。为了稳定的目的，该多重螺旋部具有彼此间隔开的支撑环37。头部12分别借助于齿座(Zahnrosette)来实现。该多重螺旋部在该结构压缩期间会产生转矩，该转矩导致接触配件发生想要的轻微“损坏”，并由此带来最优的接触结果。
图20示出了弹簧触点针9的其他的实施例，这些弹簧触点针具有不同的头部结构。这些弹簧触点针9的制造也是借助于根据本发明的方法进行的。头部12分别具有碟形件38，在碟形件上构造有单重尖端39、多重尖端40、三指结构41或多指结构42(多于三个指)。
图21和图22示出了两个头部12，它们可选地各自具有碟形件38，在碟形件上构造有配设有尖锐棱边的锥形结构43(图21)或凹形半球结构44。图21和图22的弹簧触点针9可以各自在未示出的端部区域中具有另外的突起、特别是碟形件等。然后，可以如图7所示实施例所描述的那样将弹簧触点针布置在两个引导板之间，在此，这两个蝶形件或类似的器件被支撑在两个引导板的内侧面上。
图23至图25示出了根据本发明的方法制造的弹簧触点针9或弹簧触点针9的一部分。在这种配置中，在轴向加载(图24中的力F)的情况下，开关触点45(被中断的中间柱)闭合(比较图23和图24)。当利用弹簧触点针9进行测试件等的电物理接触时，开关触点45闭合。由于如图23和图24所示的弹簧结构(臂17)被金属化，因此它们是导电的。通过使中间柱的两个彼此对置的触点结构46和47互碰来使开关触点45闭合，这种配置的电阻将降低，也就是说，能够如图25所示的那样获得特性曲线中的分级。在那里示出了关于压入深度E、也就是弹簧触点针9的轴向按压距离的电阻R。当弹簧触点针9由多个根据图23的这种结构组成时，在此，这些结构彼此串联，并在各个串联元件的触点结构46和47具有不同大小的间距(未接触状态下)时，得到如图25所示的图表，也就是说，当压入深度E变大时，有越来越多的开关触点45闭合，其结果是：在所示出的特性曲线上出现各个分级。
图26示出了另一个实施例，该实施例类似于图9所示的实施例，因此下面仅探讨图26的实施例与图9的实施例的区别。原则上首先应指出的是：图26中的弹簧触点针9不是沿着它们的中间轴线轴向弹性地构成，而是根据所谓的悬臂原理工作，也就是说，这些弹簧触点针具有侧向伸出的区域50并基于这些区域50而有弹性。特别是这些弹簧触点针9沿其长度方向具有S形走向。在此情况下可以设置为，使各个弹簧触点针9的直径沿朝向尖端14的方向逐渐变细。在这里，每个触点针9具有基础部件8，该基础部件配设有金属覆层10。为此优选地使用增材制造方法。
根据本发明的所有实施例中的弹簧触点针9都可以单独用于测试件触点的物理接触，或者也可以将多个这样的弹簧触点针9彼此并联地用于同一个测试件触点，其结果就是使接触力增大，这可以对电接触产生积极的影响，并且由于并联的电流路径还会导致非常低电阻的接触。

Claims (28)

1.一种用于制造至少一个用于电物理接触的弹簧触点针或具有至少一个这种类型的弹簧触点针的弹簧触点针组件的方法，其特征在于包括以下步骤：
-制造所述弹簧触点针(9)的至少一个基础部件(8)，其中，所述基础部件(8)的至少一部分由塑料制成，以及
-然后将所述基础部件(8)的至少由塑料制成的部分金属化。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用增材制造方法来制造所述基础部件(8)的至少由塑料制成的部分。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，使用双光子激光光刻法、特别是浸入激光蚀刻法作为增材制造方法。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述金属化在至少一个电镀过程和/或化学过程中进行。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，整个所述基础部件(8)由塑料制成，优选使用所述增材制造方法制造，特别是被制造为一体化的基础部件(8)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，整个所述基础部件(8)被金属化。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述电镀金属化之前，至少在所述基础部件(8)的由塑料制成的部分上施加导电的起始覆层，或在该部分的表面上产生所述导电的起始覆层。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述金属化之前，至少在所述基础部件的由塑料制成的部分上特别是以浸渍法或等离子法施加种子层，或在该部分的表面上产生所述种子层。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述由塑料制成的部分在所述金属化之后不被去除或至少部分地去除，特别是借助于热解法、湿化学法和/或干化学法来去除。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在通过所述金属化形成的金属外壳中产生或保留至少一个开口，该开口用于热解产物的逸出和/或在执行所述湿化学法和/或干化学法时能够使至少一种湿化学制剂和/或干化学制剂进入。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，为了所述弹簧触点针(9)的弹簧功能，所述弹簧触点针(9)的至少一个区域(15)通过自有弹性和/或该区域的材料的成形而弹性挠曲地构成。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述弹性的区域(15)与所述弹簧触点针(9)的其余部分一体化地构成。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述弹性的区域(15)通过构造至少一个压力弹簧、拉力弹簧、弯曲弹簧和/或扭转弹簧来制造和/或被制造为按照屈曲线原理挠曲的区域。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述弹簧触点针(9)上的端部侧上构造至少一个用于物理接触的头部(12，13)，该头部为了所述物理接触优选获得至少一个锐角的尖端和/或锐角的棱边。
15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述弹簧触点针(9)配设有至少一个可去除的、特别是可分离的连接部件(24)。
16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过所述至少一个连接部件(24)连续地制造多个特别是二维或三维网格形式的弹簧触点针(9)。
17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述连接部件(24)被构造为连接接片或连接板(26)、特别是引导板(27)。
18.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述连接部件(24)以增材制造方法来产生或连带产生。
19.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述连接部件(24)作为预制供给部件被使用。
20.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述连接部件(24)是电路承载件(29)、特别是电路板(30)。
21.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，至少一个弹簧触点针(9)在所述连接部件(24)的电接触面(32)上产生。
22.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述电接触面(32)被连带金属化。
23.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，存在于至少两个弹簧触点针(9)之间的金属化为了这两个弹簧触点针(9)相互之间的电绝缘而被去除，特别是借助于激光、聚焦离子束和/或掩模以及借助于蚀刻来去除(剥离)。
24.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述连接部件(24)的接触面(32)上制造/紧固有由导电材料、优选金属制成的基座构件(33)，并在所述基座构件(33)上制造所述弹簧触点针(9)，其中，所述金属化延伸至所述基座构件(33)的邻接所述基础部件(8)的区域上，但是不延伸到所述接触面(32)。
25.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在增材制造方法中特别是通过烧结、优选激光烧结粉末材料来制造所述基座构件(33)。
26.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述基座构件(33)的制造在所述接触面上进行并特别是与所述接触面电连接地进行。
27.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述基座构件(33)与至少一个弹性结构、特别是一体化的基座构件(33)的弹性区域一起制造，使得弹簧作用沿物理接触的方向起作用。
28.一种弹簧触点针(9)或一种具有至少一个弹簧触点针(9)的弹簧触点针组件(25)，它们各自按照前述权利要求中任一项或多项所述的方法来制造。
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