CN112986776A - 一种手动弹簧针测试装置及耐电流测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手动弹簧针测试装置及耐电流测试方法，包括底座及布置于底座上的装夹组件；底座上包括：固定式布置的第一测试部、可移动式布置的第二测试部、接收外力并推移所述第二测试部的行程部；第一测试部包括在探针轴向上与探针一端电性接触的第一接触端；第二测试部包括在探针轴向上与探针另一端电性接触的第二接触端；第一接触端与第二接触端同时接入蜂鸣器以进行电路的通路报警；第二测试部布置于导向件上；导向件沿装夹组件上探针的轴向进行线性位移；行程部包括螺旋式微测的千分尺头；千分尺头的测微端抵触至所述第二测试部，且推动第二测试部沿着所述导向件微动位移；第二测试部通过一弹性件与行程部始终保持在位移方向上弹性拉紧。

Description

一种手动弹簧针测试装置及耐电流测试方法

技术领域

本发明涉及探针测试技术领域，尤其涉及一种手动弹簧针测试装置及耐电流测试方法。

背景技术

随着弹簧针（即探针）在芯片的广泛使用，弹簧针的使用面临着大功耗的问题，即弹簧针通入大电流的应用挑战。为了保证弹簧针的电气性能，需要对弹簧针的耐电流值进行精确测量。

针对弹簧针耐电流值的测定验证方法，弹簧针生产厂商通常根据探针外径尺寸等参数结合公式对弹簧针本身的耐电流值进行评估，同时利用自动化设备对弹簧针的简易测量进行数据控制。

上述自动化设备表征为两种方案：

方案1：单点测量抽样，对单根弹簧针进行单点测量；

方案2：数量测定抽样，通过对限定弹簧针数量测定。

如上述方案1的抽样方式，当实际使用中对弹簧针耐电流值进行测定时，误差极大；而上述方案2，多根弹簧针测定，若其中存在弹簧针出现异常情况，将直接导致抽样样本异常，再根据抽样样本数据评估整体的情况，将不具有参考意义。

弹簧针的耐电流值评定通常为弹簧针熔断（不再具有通过电信号的能力），即弹簧针表面出现明显变色、弹簧针烧损等。但是在严格规范下，弹簧针在达到耐电流之前，还需要关注弹簧针自身功率问题，即弹簧针产生热量是否在限定温度范围之内。在达到限定温度范围时，弹簧针上实际通过的电流值才是判定弹簧针实际耐电流值的标准，该电流值通常要小于弹簧针发生熔断时的值。

发明内容

本发明的技术方案是：一种手动弹簧针测试装置及耐电流测试方法，对弹簧针通入不同大小的电流，观测弹簧针的实时温度，相合限定的温度范围，确定探针耐电流能力的精确值。

本方案中涉及的一种手动弹簧针测试装置包括：底座、装夹组件、第一测试部、第二测试部、导向件、蜂鸣器、测温部件。

底座，实施为金属测试座；底座上开设有多个标准安装孔及销孔，底座装配于实施测试的工作台上，底座则通过销孔及配套定位销进行安装定位，底座通过标准安装孔及配套紧固件进行连接固定。

底座上布置有装夹组件，装夹组件实施为探针支撑基座及探针支撑片；探针支撑片固定在探针支撑基座上形成支撑，探针可以放置在探针支撑片上。

在装夹组件两侧的底座上包括：固定式布置的第一测试部、可移动式布置的第二测试部。

第一测试部，包括在探针轴向上与探针一端电性接触的第一接触端。

第二测试部，包括在探针轴向上与探针另一端电性接触的第二接触端。

测试时，第一接触端、探针、第二接触端电性接触，从而形成一个测试电流的通路。

具体的，让第一接触端接入电流，第二接触端也接入电流，第一接触端与第二接触端之间通过接触探针实现测试电路的通路，探针上电流会使得探针不断升温，从而确定探针耐电流能力。

同时，在第一接触端与第二接触端一起接入蜂鸣器，当测试电路接通的瞬间，蜂鸣器也得电工作并发出蜂鸣声，从而确定探针处于测试状态。同时，也可以提醒操作员，此时测试结构带电，避免产生操作风险。具体的，当在第一接触端、第二接触端与探针刚好接触时发出报警声，此时为探针处于刚好被压合的状态，即为探针行程的起始点。

第二测试部采用可移动式布置，具体的，第二测试部布置于底座上的导向件上；导向件沿装夹组件上探针的轴向进行线性位移。

底座上还布置有用于接收外力并推移第二测试部的行程部，具体的，行程部包括螺旋式微测的千分尺头。千分尺头通过一个基座装夹固定于导向件的一侧端处，具体的，千分尺头安装在一个千分尺头基座上。千分尺头的测微端抵触至第二测试部，且推动第二测试部沿着导向件微动位移，从而使得第二测试部上的第二接触端与第一测试部上的第一接触端夹持住探针。

第二测试部通过一弹性件与行程部始终保持在位移方向上弹性拉紧，具体的，弹簧的一端固定在第二测试部上，弹簧的另一端则固定在千分尺头基座上。

优选的是，手动弹簧针测试装置还包括测温部件，具体的可以是红外热成像仪，红外热成像仪能够满足测量弹簧针小尺寸的条件，并且具有较高的响应速度和分辨率，红外热成像仪对装夹组件上的探针进行实时测温。

优选的是，第一接触端、探针、第二接触端处于同一轴线上。具体的，探针放置处于一个水平向的横轴高度，因此，第一接触端与第二接触端均处于该高度上，同时，第一接触端与第二接触端均与探针保持同轴线的位置关系。因此，当第二接触端产生位移时，可以准确的抵触到探针上。

优选的是，第一测试部与第二测试部结构相同，均包括：绝缘外壳和导电件。导电件一般选用导电铜柱，绝缘外壳内形成一个装配导电铜柱的腔。导电铜柱的两端分别裸露在绝缘外壳外部，其中，导电铜柱上柱状的一端为接触端，针状的一端则用于接入测试电路或者信号传输线或者蜂鸣器。

具体的，第一测试部上包括第一绝缘外壳、第一导电件；第一导电件的一端裸露于第一壳体外作为第一接触端，第一导电件的另一端接入测试电流。

具体的，第二测试部上包括第二绝缘外壳、第二导电件；第二导电件的一端裸露于第二壳体外作为第二接触端，第二导电件的另一端接入测试电流。

优选的是，第一接触端和第二接触端上均安装有用于增大接触面积的可拆卸铜帽。

优选的是，导向件包括滑轨、滑块。滑轨的一端处为固定式布置的第一测试部，滑轨上装配滑块，滑块上则布置了第二测试部。

优选的是，弹性件为弹簧，弹簧作用于第二测试部与千分尺头基座之间。当千分尺头推动第二测试部及滑块沿着滑轨在水平方向运动的时候，弹簧产生相反的作用力，增大旋进千分尺头的扭矩，则可以减小因人工带入的扭矩过大导致滑块产生较大位移的误差。

优选的是，千分尺头为数显螺旋测微量具，千分尺头上的测微端可以螺旋式的伸缩，当其伸出时可以推动第二测试部沿着滑轨向第一测试部方向移动。

一种根据手动弹簧针测试装置进行的耐电流测试方法，具体步骤包括：

S1.装夹探针，将探针放置在装夹组件上，并使探针与第一接触端、第二接触端处于同一轴线上；

S2.测试校准，将探针的一端与第一接触端抵触，同时将数显千分尺归零；

S3通电测试，将第一测试部与第二测试部通电，调整测试电流的输入；

S4.手动调节，手动调整千分尺头，使第二接触端与探针抵触形成通路，蜂鸣器报警；

S5.观测记录，调节千分尺头的进给量，并观察探针的变色情况，当测温部件检测到探针处于规定温度值域中，记录对应输入的电流值，退回千分尺头。

本发明的优点是：

1、通过千分尺头将弹簧针压缩至不同的行程，电流信号通过传输线、铜柱和探针构成电流回路；温度监测装置监控探针区域的温度，通过对被测探针的温度限制，即可知道探针达到温度阈值的电流值，获得弹簧针真实的耐电流值。

2、本测试装置及方法能够实现单根探针的单点测量和多根探针的多点测量，测试装置结构简单，易于操作，效率高，并提高探针耐电流值得准确性。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为手动弹簧针测试装置的结构爆炸图；

图2为手动弹簧针测试装置的俯视图；

图3为手动弹簧针测试装置的侧视图；

图4为金属测试座的结构图；

图5为第一测试部/第二测试部的结构图；

图6为第一测试部/第二测试部的剖视图；

图7为千分尺头与第二测试部的配合状态图；

图8为装夹组件的结构图；

其中，1、金属测试座；2、导电铜柱；3、绝缘外壳；4、可拆卸铜帽；5、滑轨；6、滑块；7、探针支撑基座；8、探针支撑片；9、千分尺头；10、千分尺头基座；11、弹簧。

具体实施方式

实施例1：

一种手动弹簧针测试装置，该装置主要包括：金属测试座1，导电铜柱2，绝缘外壳3，可拆卸铜帽4，滑轨5，滑块6，探针支撑基座7，探针支撑片8，千分尺头9，千分尺头基座10，蜂鸣器。

进一步地，金属测试座1，为开设有多个标准安装孔以及定位销的金属座，金属测试座1可以安装于常见工作台。

进一步地，导电铜柱2，用于连接探针的针头和针尾，探针的两端侧各布置一个导电铜柱2，两个导电铜柱2保证轴线在水平面上对齐，导电铜柱2埋设在塑料的绝缘外壳3中，绝缘外壳3则安装在金属测试座1上。将导电铜柱2和传输线相连，电流可通过传输线传输至导电铜柱2上。

进一步地，两个安装有导电铜柱2的绝缘外壳3，其绝缘性好，其中一个固定在金属测试座1上，另一个安装于滑轨5上的滑块6上。

进一步地，安装于滑块6上的绝缘外壳3及导电铜柱2，通过千分尺头9及弹簧11保证绝缘外壳3（或者说是滑块）的前进和后退。

进一步地，弹簧11一端安装于千分尺头基座10上，其另一端安装于滑块6上的绝缘外壳3上。

进一步地，数显的千分尺头9，千分尺头9的测微端可以伸缩，用于推动滑块6沿着滑轨5移动。

进一步地，弹簧11的作用：当千分尺头9推动滑块6沿着水平方向运动的时候，弹簧11产生相反的作用力，增大旋进千分尺头9的扭矩，减小因人工带入的扭矩过大导致滑块6产生较大的位移误差。千分尺头9将滑块6推至固定位置后，若千分尺头9回归初始刻度，弹簧11将会因为弹力将滑块6拉回至初始位置。

进一步地，可拆卸铜帽4，为一面掏空的矩形环状柱体，可拆卸铜帽4的内径保证和导电铜柱2上接触端的外径一致，可拆卸铜帽4安装于接触端上。

进一步地，探针支撑基座7和探针支撑片8，在探针支撑片8上布置多个装针槽，可用于单根及多根探针的测试；

进一步地，蜂鸣器，连接至两根导电铜柱2的针状端部上，当两根导电铜柱2与探针刚好接触时发出报警声，此时为探针处于刚好被压合的状态，记为探针行程的起始点。

进一步地，金属测试座1、探针、导电铜柱2、可拆卸铜帽4、绝缘外壳3、滑轨5、滑块6、千分尺头基座10、千分尺头9、弹簧11、探针支撑基座7、探针支撑片8的中心线均位于同一平面上。

进一步地，测试电流将通过传输线、导电铜柱2与探针形成一个接触良好的回路。

进一步地，温度监测装置，具体是红外热成像仪，能够观测小尺寸物体的温度，并且能够快速响应。

与现有技术相比，该装置为手动测试结构，装配简单，操作方便。配套使用不同的探针支撑基座7和探针支撑片8，可以对单根，多根探针的耐电流值进行精确测量。应用范围除了对于少量物料整体测量外，亦可供探针生产商物料检验。

本装置具有如下技术效果：

1.滑轨位置在整个装置中心线上可调节，使得测试探针的长度范围为1mm-50mm，基本上涵盖了市面上探针的长度。

2.本装置为精密零部件，不会占用太大空间，同时安装和拆卸方便，能够多次重复使用，节约成本。

实施例2：

主要包括：金属测试座部分，电流信号传输部分，探针行程变化部分，探针支撑部分，温度检测部分。

金属测试座部分，为金属测试座1，是具有多个安装孔、定位销的金属座。金属测试座1可以应用于不同测试平台上，金属测试座1同时也是电流信号传输部分，探针行程变化部分，探针支撑部分，温度检测部分的安装基座。

电流信号传输部分，是由传输线，导电铜柱2，绝缘外壳3，可拆卸铜帽4组成。传输线为2根，通过焊接或压合连接到两根导电铜柱2的针状端上。导电铜柱2安装于绝缘外壳3之中，两根导电铜柱2保证未连接传输线的一端露出绝缘外壳3，即导电铜柱2上的接触端裸露于绝缘外壳3外。两个露出的接触端保持相对，且于同一条轴线上。

可拆卸铜帽4是根据导电铜柱2上接触端的尺寸进行设计的，可拆卸铜帽4的厚度小于等于露出的接触端的长度。可拆卸铜帽4为柱形，可拆卸铜帽4内部直径为接触端的外径。根据实际测试需求，测试使用时可以将可拆卸铜帽4进行安装或者不安装，主要作用为增大接触端的接触面积，尤其是被测探针数量较多时，接触端所需的接触面积较大。

探针行程变化部分，包括蜂鸣器，蜂鸣器传输线，滑轨5、滑块6，千分尺头9，千分尺头基座10，弹簧11。滑轨5通过安装孔安装于金属测试座1上，滑轨5上装配滑块6。金属测试座1具有一个安装滑轨5的槽，该槽的尺寸大于滑轨5的尺寸，并且在槽内设计安装滑轨5的安装孔。滑块6上安装有埋设导电铜柱2的绝缘外壳3，千分尺头9安装于千分尺头基座10上，处于整个装置的最右端，用于滑块6沿着滑轨5方向行进推进。

弹簧11安装于滑块6及千分尺头基座10之间，当滑块6因千分尺头9的推动发生移动时，弹簧11始终保持与千分尺头9对滑块作用相反力。当千分尺头9旋回初始值时，弹簧11将产生与千分尺头9运动方向相同的力。

蜂鸣器通过蜂鸣器连接线夹在导电铜柱2上，当千分尺头9推动滑块6移动，滑块6上绝缘外壳3内的导电铜柱2使得探针正好与金属测试座1上绝缘外壳3内的导电铜柱2构成闭合的回路，蜂鸣器发生报警，此时正好是探针未被压缩的初始状态。

探针支撑部分，是探针支撑基座7和探针支撑片8，其安装于两根导电铜柱2之间。探针支撑片8安装于探针支撑基座7上，测量一根针的时候，探针支撑片8存放针的位置和两根导电铜柱2的轴线一致。探针支撑基座7和探针支撑片8均为绝缘塑料制备，探针支撑基座7与金属测试座1的连接孔为长孔，可以用于探针支撑基座7的移动。

温度检测部分，是红外热成像仪，红外热成像满足能够测量弹簧针小尺寸的条件，并且具有较高的响应速度和分辨率，而且能够对当前电流值下的温度进行实时显示。

实施例3：

一种根据手动弹簧针测试装置进行的耐电流测试方法，具体步骤包括：

S1.装夹探针，将探针放置在探针支撑片8上，并使探针与其轴端两侧的导电铜柱2处于同一轴线上；

S2.测试校准，将探针的一端与左侧导电铜柱的接触端抵触，同时将数显千分尺归零；

S3通电测试，将两根导电铜柱2同时通电，调整测试电流的输入；

S4.手动调节，手动调整千分尺头9，使探针右侧导电铜柱的接触端与探针的另一端抵触形成通路，蜂鸣器报警；

S5.观测记录，调节千分尺头9的进给量，并观察探针的变色情况，当测温部件检测到探针处于规定温度值域中，记录对应输入的电流值，退回千分尺头9。

本方法具有如下技术效果：

1.本方法能够针对探针在不同行程下的耐电流值进行精确测定；主要通过千分尺头的作用测量探针不同压缩行程下，精度为0.01mm的耐电流值。

2.温度监控平台将实时观测探针在当前电流下的温度，获得在温度阈值设置下的耐电流值；亦可在对探针使用温度要求较高的场合，测定当前的电流阈值。

本发明实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明的。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明的所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种手动弹簧针测试装置，包括底座及布置于底座上的装夹组件；装夹组件对探针进行支撑；其特征在于：底座上包括：固定式布置的第一测试部、可移动式布置的第二测试部、接收外力并推移所述第二测试部的行程部；

所述第一测试部，包括在探针轴向上与探针一端电性接触的第一接触端；

所述第二测试部，包括在探针轴向上与探针另一端电性接触的第二接触端；

第一接触端与第二接触端同时接入蜂鸣器以进行电路的通路报警；

所述第二测试部布置于所述底座上的导向件上；所述导向件沿所述装夹组件上探针的轴向进行线性位移；

所述行程部，包括螺旋式微测的千分尺头；所述千分尺头通过千分尺头基座装夹固定于所述导向件的一侧端处；所述千分尺头的测微端抵触至所述第二测试部，且推动第二测试部沿着所述导向件微动位移；

所述第二测试部通过一弹性件与所述行程部始终保持在位移方向上弹性拉紧。

2.根据权利要求1所述的一种手动弹簧针测试装置，其特征在于：包括测温部件；所述测温部件对所述装夹组件上的探针进行实时测温。

3.根据权利要求1所述的一种手动弹簧针测试装置，其特征在于：所述第一接触端、待测的探针、所述第二接触端处于同一轴线上。

4.根据权利要求1所述的一种手动弹簧针测试装置，其特征在于：所述第一测试部上包括第一绝缘外壳、第一导电件；所述第一导电件的一端裸露于第一壳体外作为所述第一接触端，所述第一导电件的另一端接入测试电流。

5.根据权利要求1所述的一种手动弹簧针测试装置，其特征在于：所述第二测试部上包括第二绝缘外壳、第二导电件；所述第二导电件的一端裸露于第二壳体外作为所述第二接触端，所述第二导电件的另一端接入测试电流。

6.根据权利要求1所述的一种手动弹簧针测试装置，其特征在于：所述导向件包括滑轨、滑块；所述第二测试部通过所述滑块装配于所述滑轨上。

7.根据权利要求1所述的一种手动弹簧针测试装置，其特征在于：所述第一接触端和第二接触端上均安装有用于增大接触面积的可拆卸铜帽。

8.根据权利要求1所述的一种手动弹簧针测试装置，其特征在于：所述弹性件为弹簧，弹簧作用于所述第二测试部与所述千分尺头基座之间。

9.一种根据权利要求1所述的一种手动弹簧针测试装置进行的耐电流测试方法，其特征在于：步骤包括：

S1.装夹探针，将探针放置在装夹组件上，并使探针处于测试位置；

S2.测试校准，将探针的一端与第一接触端抵触，同时将数显千分尺归零；

S3通电测试，将第一测试部与第二测试部通电，调整测试电流的输入；

S4.手动调节，手动调整千分尺头，第二接触端与探针抵触形成通路，蜂鸣器报警；

S5.观测记录，调节千分尺头进给量，记录探针实时温度及对应电流值，退回千分尺头。

10.根据权利要求9所述的一种手动弹簧针测试装置进行的耐电流测试方法，其特征在于：所述测试位置为：所述第一接触端、待测的探针、所述第二接触端处于同一轴线上。

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