CN116773875A - 球形针头导电探针及测试治具组 - Google Patents

Abstract

一种球形针头导电探针，具有相对设置的第一导电端及第二导电端，球形针头导电探针包含球形针头及针头容置杆。球形针头为导电材质制成并为球形针头导电探针的第一导电端。针头容置杆包含第一端面、第二端面、开口及容置槽，开口位于第一端面且连通容置槽，球形针头的一部分由开口露出，球形针头的另一部分限位于容置槽之内，球形针头可滚动地接触并电性连接容置槽的接触面，且接触面电性连接第二端面。借此，以适用于更多样的测试架构。本公开还涉及一种相关的测试治具组。

Description

球形针头导电探针及测试治具组

技术领域

本揭示内容是有关于一种球形针头导电探针及测试治具组，且特别是有关于包含可滚动的球形针头的球形针头导电探针，以及包含所述球形针头导电探针的测试治具组。

背景技术

在人类追求便利生活的驱动下，遂发展出多样的电子产品，与此同时，也意味着电子产品及其零组件的测试成本、时间及复杂度将对应地提高。

举例而言，电子产品及其零组件的测试过程中常通过导电探针或是包含导电探针的测试治具组与测试设备电性连接，现有技术中的导电探针的针头形状如尖针、钝针、九爪、四爪、杯状、斧头状、或平头状，多种针头形状用以应对上锡、镀金、裸铜、导电通孔(VIA)、双列式封装零件安装(Dual In Line Package，简称DIP)的不同测试环境及导电表面。然而，现有技术中的导电探针的针头皆无法自适应测试治具的加工精度以及适用于特殊测试架构，举例而言，当所配合的针床的加工精度存在偏差时，除了将难以进行测试，由测试治具组及待测装置压合过程中所释放的横向应力将使导电探针受损且不易修复，而测试治具组的压合过程中的针床位移也会大幅降低导电探针的使用寿命，同时现有技术中的导电探针的针头亦无法满足特定测试配置的需求。

有鉴于此，如何改良导电探针，以自适应测试治具组的加工精度以及适用于特殊测试架构，进而提升测试效率、延长测试治具组及其导电探针的使用寿命，遂成为市场上所关心的议题。

发明内容

本揭示内容提供一种球形针头导电探针及测试治具组，通过球形针头导电探针的球形针头可滚动地接触并电性连接容置槽的接触面，使得球形针头导电探针自适应测试治具组的加工精度以及适用于多样的测试架构，进而有助提升测试效率、延长测试治具组中如球形针头导电探针等元件的使用寿命，并降低成本。

依据本揭示内容一实施方式提供一种球形针头导电探针，具有相对设置的第一导电端及第二导电端，球形针头导电探针包含球形针头及针头容置杆。球形针头为导电材质制成并为球形针头导电探针的第一导电端。针头容置杆包含第一端面、第二端面、开口及容置槽，开口位于第一端面且连通容置槽，球形针头的一部分由开口露出，球形针头的另一部分限位于容置槽之内，球形针头可滚动地接触并电性连接容置槽的接触面，且接触面电性连接第二端面。

依据本揭示内容另一实施方式提供一种测试治具组，用以于测试状态时电性连接于待测装置及测试设备之间，测试治具组包含前述实施方式的球形针头导电探针、第一载板、转接卡及第二载板。第一载板包含相对设置的二表面，球形针头导电探针穿设于第一载板，球形针头及第二导电端分别由第一载板的二表面露出。转接卡用以电性连接测试设备，转接卡包含至少一转接金属垫，转接金属垫用以供球形针头可滚动地弹性接触并电性连接。第二载板用以供待测装置定位于其上。当测试治具组处于测试状态时，球形针头导电探针电性连接于待测装置及测试设备之间。

附图说明

图1A绘示本揭示内容第一实施例的球形针头导电探针的立体爆炸图；

图1B绘示图1A中球形针头导电探针的前视图；

图1C绘示图1B中球形针头导电探针的剖视图；

图1D绘示图1B中球形针头导电探针的压缩状态的剖视图；

图2A绘示本揭示内容第二实施例的测试治具组的非测试状态的示意图；

图2B绘示图2A中测试治具组的测试状态的示意图；

图2C绘示图2A中局部2C的放大示意图；

图2D绘示图2B中局部2D的放大示意图；以及

图2E绘示图2B中测试治具组的转接卡的示意图。

其中，附图标记说明如下：

100：球形针头导电探针

102：第二导电端

110：球形针头

113，114：部分

120：针头容置杆

121：第一端面

122：第二端面

123：开口

124：容置槽

125：接触面

130：弹簧

131：第一端

140：弹簧舱

150：针套

200：测试治具组

210：第一载板

220：第二载板

230：第三载板

236：第三载板导电探针

240：第一母座

241：螺丝

242：环形间隙

244：缆线

247：转接卡

248：转接金属垫

249：表面

250：针床

253：导引柱

260：第二母座

300：待测装置

378：待测金属垫

d4：偏移距离

具体实施方式

图1A绘示本揭示内容第一实施例的球形针头导电探针100的立体爆炸图，图1B绘示图1A中球形针头导电探针100的前视图，图1C绘示图1B中球形针头导电探针100的剖视图。请参照图1A至图1C，球形针头导电探针100具有相对设置的第一导电端及第二导电端(例如第二导电端102)，且球形针头导电探针100包含球形针头110及针头容置杆120。

请参照图1C，球形针头110为实心的导电材质制成并为球形针头导电探针100的第一导电端。针头容置杆120包含第一端面121、第二端面122、开口123及容置槽124，开口123位于第一端面121且连通容置槽124，球形针头110的部分113由开口123露出，球形针头110的部分114限位于容置槽124之内，球形针头110可滚动地(能滚动地，及/或可滑动地、可移动地)接触并电性连接容置槽124的接触面125，且接触面125通过针头容置杆120的导电材质电性连接第二端面122。借此，球形针头110可滚动地接触容置槽124的接触面125，即表示可滚动地接触待电性连接的物体(或待测装置)，因而可自适应测试治具组的加工精度以及适用于更多样的测试架构。

详细而言，球形针头110的露出开口123的部分113的体积可小于限位于容置槽124的部分114的体积，如图1C中的放大局部所示。借此，球形针头110可稳固地镶嵌于容置槽124内，并通过滚动使露出的部分113接触并电性连接待电性连接的物体。

球形针头110可沿着垂直球形针头导电探针100的平面(例如容置槽124的接触面125以及图2D中转接金属垫248的表面249)滚动。借此，球形针头110与待电性连接的物体接触后，通过球形针头110滚动，从而促使球形针头110在待电性连接的物体上横向移动，进而达到测试机构需求。

图1C亦是图1B中球形针头导电探针100的放松状态(无形变)的剖视图，图1D绘示图1B中球形针头导电探针100的压缩状态(有形变)的剖视图。请参照图1A、图1C及图1D，球形针头导电探针100可更包含弹簧130及弹簧舱140，其皆为导电材质制成。针头容置杆120的邻近第二端面122的部分容置于弹簧舱140之内，弹簧130设置于弹簧舱140之内，弹簧130的第一端131电性连接针头容置杆120的第二端面122，并使得针头容置杆120连同球形针头110能相对于弹簧舱140伸缩移动。借此，球形针头110在接触到待电性连接的物体之后，弹簧舱140内的弹簧130被压缩，针头容置杆120缩进弹簧舱140内并产生弹力(恢复力)，球形针头110与待电性连接的物体保持接触状态，以用于传递电信号。

球形针头导电探针100可更包含针套150，弹簧舱140的至少一部分容置于针套150之内，针套150的与球形针头110相对设置的一端为球形针头导电探针100的第二导电端102，弹簧130通过弹簧舱140、针套150的导电材质电性连接第二导电端102。借此，弹簧舱140及其直接或间接地所容置的弹簧130、针头容置杆120及球形针头110可组合为一可更换的部件，且球形针头导电探针100可使用标准规格的针套150，例如针套150的内径为50mil、75mil或100mil，而有利于测试使用场景以及治具安装方式与现有技术中的导电探针保持一致。需说明的是，依据本揭示内容的球形针头导电探针可仅包含球形针头及针头容置杆，而弹簧、弹簧舱及针套则是依据测试配置可省略或增加的元件。

图2A绘示本揭示内容第二实施例的测试治具组200的非测试状态的示意图，图2B绘示图2A中测试治具组200的测试状态的示意图，图2C绘示图2A中局部2C的放大示意图，图2D绘示图2B中局部2D的放大示意图。请参照图2A至图2D，测试治具组200用以于测试状态时电性连接于待测装置300及测试设备(图未揭示)之间，以通过测试设备获得待测装置300的电性参数，测试治具组200包含前述第一实施例的球形针头导电探针100、第一载板210、转接卡247及第二载板220。第一载板210包含相对设置的二表面，球形针头导电探针100穿设于第一载板210，球形针头110及第二导电端102分别由第一载板210的所述二表面露出。转接卡247用以电性连接测试设备，转接卡247包含至少一转接金属垫248，转接金属垫248的表面249用以供球形针头110于非测试状态(如图2A所示)及测试状态(如图2B所示)皆可滚动地弹性接触并电性连接。第二载板220用以供待测装置300定位于其上。当测试治具组200处于图2B所示的测试状态时，球形针头导电探针100电性连接于待测装置300及测试设备之间。借此，球形针头导电探针100可自适应测试治具组200的加工精度以及适用于多样的测试架构，进而有助提升测试效率、延长测试治具组200中如球形针头导电探针100等元件的使用寿命，并降低成本。

详细而言，测试治具组200可更包含第一母座240、第三载板230、至少一第三载板导电探针236及具有多个导线的针床250。转接卡247固设于第一母座240上。所述至少一第三载板导电探针236穿设于第三载板230，第三载板导电探针236用以于测试状态时接触及电性连接待测装置300的待测金属垫378，且第三载板导电探针236可为现有技术中的导电探针或是依据本揭示内容的球形针头导电探针。第三载板导电探针236、针床250及球形针头导电探针100依序电性连接，又如图2A及图2B所示，第三载板导电探针236、针床250及球形针头导电探针100依序由下而上排列并电性连接，且第一载板210及第三载板230具体上分别位于或邻近针床250的相对设置的上表面及下表面。当测试治具组200处于非测试状态(如图2A所示)及测试状态(如图2B所示)时，球形针头导电探针100的球形针头110及第二导电端102分别弹性地抵靠于转接金属垫248及针床250之间，且球形针头110可滚动地弹性接触并电性连接转接卡247的转接金属垫248。借此，有利于架构复杂的测试治具组200在利用多个载板提升测试弹性及扩充性的同时，也能兼顾测试效率并延长测试治具组200中各元件的使用寿命。

测试治具组200可更包含承载第二载板220的第二母座260，待测装置300定位于第二载板220上。当测试治具组200由非测试状态(如图2A所示)转换至测试状态(如图2B所示)时，针床250朝向待测装置300移动(第二母座260亦可朝向针床250移动)，针床250并通过其上的导引柱253插入第二母座260的对应孔，致使针床250(亦可连同其他辅助元件)可带动第三载板230上的第三载板导电探针236接触及电性连接待测金属垫378，且球形针头110可滚动地弹性接触并电性连接转接金属垫248。借此，当针床250带动第三载板导电探针236接触待测装置300的待测金属垫378时，可能导致针床250、第一母座240及固设其上的转接卡247、以及第一载板210及穿设其上的球形针头导电探针100中至少一者产生横向偏移(即图2B中的水平方向上的偏移)，而依据本揭示内容的球形针头导电探针100可通过其球形针头110可滚动地弹性接触并电性连接转接卡247的转接金属垫248，使球形针头110在表面249的二维水平平面(X-Y轴方向形成的平面)上滚动及滑动，以利于自适应地应对测试治具组200中复杂的上下模组由压合过程产生的精度偏差，例如图2D相对图2C所示于转接金属垫248的表面249上产生的偏移距离d4。

再者，第一载板210及针床250可拆卸地连接第一母座240。借此，转接卡247可固设于且电性连接第一母座240，且第一母座240可通过缆线244及测试卡(图未揭示)电性连接测试设备，有利于当第二母座260上的待测装置300更换为另一待测装置时，第一载板210、针床250及其上的第三载板230可由第一母座240拆卸下来，便利地换成依据所述另一待测装置而设计的第一载板及其上的球形针头导电探针、针床及其上的第三载板与第三载板导电探针，故测试治具组200的设计有利于直接拆卸治具元件，同时可使用机械手臂进行治具换线，以满足自动化的方便快速换线要求。

图2E绘示图2B中测试治具组200的转接卡247的示意图，请参照图2B及图2E，转接卡247固设于第一母座240上且可使用通用版本，而第一载板210上球形针头导电探针100的下针位置会根据待测装置300的实际测试需要进行设计，即是可仅有部分的转接金属垫248被选择而与球形针头导电探针100对应及电性连接，从而以通用版本的转接卡247实现制作成本上的缩减。

请参照图2A及图2B，测试治具组200可更包含多个螺丝241，所述多个螺丝241为等高螺丝，各螺丝241穿过第一母座240并与针床250固接，且环形间隙242存在于各螺丝241与第一母座240之间，使得针床250能与第一母座240在垂直球形针头导电探针100的平面(X-Y轴方向形成的平面)上相对移动，具体上针床250能与第一母座240在图2A及图2B中的水平方向上相对移动。借此，螺丝241、针床250及其上的第一载板210、第三载板230形成了一个整体，被安装在第一母座240上，以在导引柱253导引的过程中在浮动的环形间隙242中进行X-Y轴方向的浮动，同时亦可根据不同的待测装置进行快速替换。再者，转接金属垫248需要足够大到能够满足浮动差异，使得极限状态下的球形针头110在转接金属垫248上移动也不会出现球形针头110脱离转接金属垫248的情况，球形针头导电探针100从而更加适用于依据待测装置300而独立开发的第一载板210、第三载板230与测试卡之间的信号转接，以取代排线而实现快速换线以及自动化的要求。

需说明的是，依据本揭示内容的测试治具组可仅包含球形针头导电探针、第一载板及转接卡，且球形针头导电探针可与待测装置的待测金属垫直接或间接地电性连接，而第二实施例的测试治具组200中的其他元件则是依据测试配置可省略或增加的元件。

虽然本发明已以实施方式公开如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一种球形针头导电探针，其特征在于，具有相对设置的一第一导电端及一第二导电端，该球形针头导电探针包含：

一球形针头，为一导电材质制成并为该球形针头导电探针的该第一导电端；以及

一针头容置杆，包含一第一端面、一第二端面、一开口及一容置槽，该开口位于该第一端面且连通该容置槽，该球形针头的一部分由该开口露出，该球形针头的另一部分限位于该容置槽之内，该球形针头可滚动地接触并电性连接该容置槽的一接触面，且该接触面电性连接该第二端面。

2.如权利要求1所述的球形针头导电探针，其特征在于，更包含：

一弹簧，为一导电材质制成；以及

一弹簧舱，其中该针头容置杆的邻近该第二端面的一部分容置于该弹簧舱之内，该弹簧设置于该弹簧舱之内，该弹簧的一第一端电性连接该针头容置杆的该第二端面，并使得该针头容置杆能相对于该弹簧舱伸缩移动。

3.如权利要求2所述的球形针头导电探针，其特征在于，更包含：

一针套，其中该弹簧舱的至少一部分容置于该针套之内，且该弹簧电性连接该针套的与该球形针头相对设置的一端，其为该球形针头导电探针的该第二导电端。

4.如权利要求1所述的球形针头导电探针，其特征在于，该球形针头的该部分的体积小于该另一部分的体积。

5.如权利要求1所述的球形针头导电探针，其特征在于，该球形针头能沿着垂直该球形针头导电探针的一平面滚动。

6.一种测试治具组，其特征在于，用以于一测试状态时电性连接于一待测装置及一测试设备之间，该测试治具组包含：

至少一如权利要求2所述的球形针头导电探针；

一第一载板，包含相对设置的二表面，其中该球形针头导电探针穿设于该第一载板，该球形针头及该第二导电端分别由该第一载板的该二表面露出；

一转接卡，用以电性连接该测试设备，其中该转接卡包含至少一转接金属垫，该转接金属垫用以供该球形针头可滚动地弹性接触并电性连接；以及

一第二载板，用以供该待测装置定位于其上；

其中，当该测试治具组处于该测试状态时，该球形针头导电探针电性连接于该待测装置及该测试设备之间。

7.如权利要求6所述的测试治具组，其特征在于，更包含：

一第一母座，其中该转接卡固设于该第一母座上；

一第三载板；

至少一第三载板导电探针，穿设于该第三载板，其中该第三载板导电探针用以于该测试状态时接触及电性连接该待测装置的一待测金属垫；以及

一针床，其中该第三载板导电探针、该针床及该球形针头导电探针依序电性连接，且该第一载板及该第三载板分别连接该针床的相对设置的二表面；

其中，当该测试治具组处于一非测试状态时，该球形针头可滚动地弹性接触并电性连接该转接卡的该转接金属垫。

8.如权利要求7所述的测试治具组，其特征在于，更包含：

多个螺丝，其中各该螺丝穿过该第一母座并与该针床固接，且一环形间隙存在于各该螺丝与该第一母座之间，使得该针床能与该第一母座在垂直该球形针头导电探针的一平面上相对移动。

9.如权利要求7所述的测试治具组，其特征在于，该第一载板及该针床可拆卸地连接该第一母座。

10.如权利要求7所述的测试治具组，其特征在于，当该测试治具组由该非测试状态转换至该测试状态时，该针床带动该第三载板上的该第三载板导电探针接触及电性连接该待测金属垫，且该球形针头可滚动地弹性接触并电性连接该转接金属垫。