CN116986310A - 一种悬臂探针转运结构及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种悬臂探针转运结构及加工方法，属于探针技术领域。所述转运结构包括吸附头和连接块；所述吸附头的底部为锥形结构，所述吸附头的底面具有与悬臂探针的针杆相匹配的弧形凹槽，所述弧形凹槽的两端沿直线延伸并贯穿所述吸附头，且所述弧形凹槽的轴线倾斜于所述连接块的底面布置，所述吸附头内具有吸附通道，所述吸附通道和所述弧形凹槽连通，所述吸附头与所述连接块可拆卸连接，所述连接块上具有真空孔，所述真空孔与所述吸附通道连通。本发明实施例提供的一种悬臂探针转运结构，不仅可以自动实现对悬臂探针的转运，提高了悬臂针探针卡的制造效率，还能适应不同类型的悬臂探针。

Description

一种悬臂探针转运结构及加工方法

技术领域

本发明属于探针技术领域，具体涉及一种悬臂探针转运结构及加工方法。

背景技术

在新型显示、半导体等电子部件模块中，在其制造工序中需要进行导通等性能检测，即使用探针卡上探针一端直接与被测产品上的金手指接触，探针另一端与转接PCB上的Pad点接触，通过转接PCB的转接与检测装置连接起来，由此形成通路，进行检测。

探针卡的种类繁多，其中悬臂针探针卡应用较为广泛，目前行业中普遍采用的悬臂针探针卡的制造工艺是：人工依次对将倾斜布置的悬臂探针（即悬臂探针的针杆倾斜布置）从针盘转运至定位工位上，以对多个悬臂探针进行定位，然后将多个悬臂探针与PCB板进行点焊装针。

然而，悬臂探针尺寸极小，使得通过人工手动逐一夹取及移动的效率较低，导致悬臂针探针卡的制造效率低下。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种悬臂探针转运结构及加工方法，其目的在于不仅可以自动实现对悬臂探针的转运，提高了悬臂针探针卡的制造效率，还能适应不同类型的悬臂探针。

第一方面，本发明实施例提供了一种悬臂探针转运结构，所述转运结构包括吸附头和连接块；

所述吸附头的底部为锥形结构，所述吸附头的底面具有与悬臂探针的针杆相匹配的弧形凹槽；

所述弧形凹槽的两端沿直线延伸并贯穿所述吸附头，且所述弧形凹槽的轴线倾斜于所述连接块的底面布置；

所述吸附头内具有吸附通道，所述吸附通道和所述弧形凹槽连通；

所述吸附头与所述连接块可拆卸连接，所述连接块上具有真空孔，所述真空孔与所述吸附通道连通。

可选地，所述吸附头的底部具有多个连接孔，多个所述连接孔平行间隔布置，且多个所述连接孔沿所述弧形凹槽的轴向排列，各所述连接孔的两端分别连通所述吸附通道和所述弧形凹槽。

可选地，所述连接孔包括相互连通的第一通孔和第二通孔，所述第一通孔的外径大于所述第二通孔的外径，且所述第一通孔连通所述吸附通道，所述第二通孔连通所述弧形凹槽。

可选地，所述第一通孔的外径为0.4-1.0mm，所述第一通孔的长度为1-2mm，所述第二通孔的外径为0.05-0.1mm，所述第二通孔的长度为0.5-0.8mm。

可选地，所述弧形凹槽的对应的弧度为60-120°，且所述连接孔的直径为所述弧形凹槽对应直径的0.5-0.8倍。

可选地，所述连接孔的数量不小于30个，且任意相邻两个所述连接孔的间距为0.5-1.0mm。

可选地，所述吸附头的底部具有狭缝，所述狭缝沿所述弧形凹槽的轴向方向延伸，所述狭缝的顶端连通所述吸附通道，所述狭缝底端连通所述弧形凹槽。

可选地，所述吸附头包括两个吸附体，两个所述吸附体可拆卸连接，各所述吸附体上具有吸附槽和弧形半槽，所述弧形半槽在轴向上均与相对应的所述吸附槽连通，两个所述吸附槽形成所述吸附通道，两个所述弧形半槽形成所述弧形凹槽。

可选地，所述吸附头的顶部具有密封凹槽，所述密封凹槽的外径大于所述吸附通道，所述密封凹槽与所述吸附通道连通，所述连接块的底部具有凸台，所述真空孔贯穿所述凸台，所述凸台插装在所述密封凹槽中，且所述凸台和所述密封凹槽底部之间夹设有密封件。

第二方面，本发明实施例提供了一种悬臂探针转运结构的加工方法，所述加工方法基于第一方面所述的转运结构，所述加工方法包括：

对所述吸附头的底端进行加工，使得所述吸附头的底部形成锥形及所述吸附头的底面形成所述弧形凹槽；

分别对所述吸附头和所述连接块进行加工，形成所述吸附通道和所述真空孔，并使得所述吸附通道和所述弧形凹槽连通；

连接所述连接块和所述吸附头，并使得所述真空孔与所述吸附通道连通。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有的有益效果如下：

对于本发明实施例提供的一种悬臂探针转运结构，在对悬臂探针进行转运时，首先，将连接块固定在位移结构上，并使得连接块的底面水平布置。然后，通过位移模块将吸附头位移至针盘上相对应的悬臂探针正上方，并下降该吸附头而使得弧形凹槽与对应的悬臂探针的针杆相匹配。接着，启动抽气设备，通过对真空孔进行抽真空，从而使得悬臂探针吸附在弧形凹槽中。最后，通过位移模块将各悬臂探针依次输送至定位工位上，关闭抽气设备，将多个悬臂探针放置至定位工位上，从而可以自动实现对悬臂探针的转运，提高了悬臂针探针卡的制造效率。

而当需要转运不同类型的悬臂探针（即悬臂探针外径及悬臂探针的针杆放置在针盘的倾斜角不同）时，仅通过更换带有相适配的吸附头即可（从连接块上拆卸下吸附头，仅更换具有相对应直径及倾斜角弧形凹槽的换吸附头即可），从而实现对连接块的通用，且不需再次安装、定位连接块，进而适应不同类型的悬臂探针。

也就是说，本发明实施例提供的一种悬臂探针转运结构，不仅可以自动实现对悬臂探针的转运，提高了悬臂针探针卡的制造效率，还能适应不同类型的悬臂探针。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种悬臂探针转运结构的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的吸附头的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的吸附头的剖视图；

图4是图3的局部放大图；

图5是本发明实施例提供的连接块的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的一种悬臂探针转运结构的加工方法的流程图。

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：

1、吸附头；11、弧形凹槽；12、吸附通道；13、连接孔；131、第一通孔；132、第二通孔；14、密封凹槽；15、螺纹孔；16、台阶；2、连接块；21、真空孔；211、第三通孔；212、第四通孔；22、凸台；23、避位缺口；24、定位槽；25、安装孔；100、悬臂探针。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例：

图1是本发明实施例提供的一种悬臂探针转运结构的结构示意图，如图1所示，该转运结构包括吸附头1和连接块2。

图2是本发明实施例提供的吸附头的结构示意图，图3是本发明实施例提供的吸附头的剖视图，结合图2和图3所示，吸附头1的底部为锥形结构，吸附头1的底面具有与悬臂探针100的针杆相匹配的弧形凹槽11（弧形凹槽11的直径与悬臂探针100的针杆的直径相等），弧形凹槽11的两端沿直线延伸并贯穿吸附头1，且弧形凹槽11的轴线倾斜于连接块2的底面布置（弧形凹槽11的倾斜角α即为悬臂探针100的针杆放置在针盘的倾斜角），吸附头1内具有吸附通道12，吸附通道12和弧形凹槽11连通，吸附头1与连接块2可拆卸连接，连接块2上具有真空孔21，真空孔21与吸附通道12连通。

对于本发明实施例提供的一种悬臂探针转运结构，在对悬臂探针100进行转运时，首先，将连接块2固定在位移结构上，并使得连接块2的底面水平布置。然后，通过位移模块将吸附头1位移至针盘上相对应的悬臂探针100正上方，并下降该吸附头1而使得弧形凹槽11与对应的悬臂探针100的针杆相匹配。接着，启动抽气设备，通过对真空孔21进行抽真空，从而使得悬臂探针100吸附在弧形凹槽11中。最后，通过位移模块将各悬臂探针100依次输送至定位工位上，关闭抽气设备，将多个悬臂探针100放置至定位工位上，从而可以自动实现对悬臂探针100的转运，提高了悬臂针探针卡的制造效率。

而当需要转运不同类型的悬臂探针100（即悬臂探针100外径及悬臂探针100的针杆放置在针盘的倾斜角不同）时，仅通过更换带有相适配的吸附头1即可（从连接块2上拆卸下吸附头1，仅更换具有相对应直径及倾斜角弧形凹槽11的换吸附头1即可），从而实现对连接块2的通用，且不需再次安装、定位连接块2，进而适应不同类型的悬臂探针100。

也就是说，本发明实施例提供的一种悬臂探针转运结构，不仅可以自动实现对悬臂探针100的转运，提高了悬臂针探针卡的制造效率，还能适应不同类型的悬臂探针100。

需要说明的是，通过安装连接块2水平布置，即可使得弧形凹槽11的倾斜角α与针盘上悬臂探针100的针杆倾斜角一致，因此通过定位连接块2即可实现对吸附头1的倾斜角的定位。而在吸取悬臂探针100时其可以直接与悬臂探针100的针杆相匹配，无需另外旋转定位吸附头1，从而提高了转运效率，降低了转运成本。

另外，通过抽真空设备对真空孔21进行抽真空，从而实现对吸附通道12抽真空，进而最终实现对弧形凹槽11实现抽真空。

示例性地，吸附头1的底部为斜楔块，其底面尺寸直径最小，不仅便于加工弧形凹槽11，还可以有效避免在转运过程中吸附头1的底面对其它悬臂探针100产生干涉。另外，弧形凹槽11的横截面可以为半圆形槽，增大其与悬臂探针100的针杆接触面积，从而提高转运的稳定性。

图4是图3的局部放大图，如图4所示，在本发明的一种实现方式中，吸附头1的底部具有多个连接孔13，多个连接孔13平行间隔布置，且多个连接孔13沿弧形凹槽11的轴向排列，各连接孔13的两端分别连通吸附通道12和弧形凹槽11。

在上述实施方式中，连接孔13起到过渡连通吸附通道12和弧形凹槽11的作用，避免吸附通道12设置尺寸过大而影响吸附头1的结构强度。另外，多个连接孔13可以沿弧形凹槽11轴向均匀吸附悬臂探针100的针杆，从而使得在转运悬臂探针100过程中，悬臂探针100被可靠吸附，稳定性更好。

容易理解的是，连接孔13的尺寸较小，外径远小于吸附通道12，从而增大吸附头1底部的结构强度。

进一步地，弧形凹槽11的对应的弧度为60-120°，且连接孔13的直径为弧形凹槽11对应直径的0.5-0.8倍。

容易理解的是，弧形凹槽11的对应的弧度为60-120°，不仅可以保证其与悬臂探针100的针杆的接触面积，而且便于加工弧形凹槽11。而连接孔13的直径为弧形凹槽11对应直径的0.5-0.8倍，则不仅可以避免连接孔13尺寸过大而影响吸附头1的结构强度，还能避免连接孔13尺寸过小导致吸附面积较小的问题。

示例性地，连接孔13的数量不小于30个，且任意相邻两个连接孔13的间距为0.5-1.0mm，从而保证弧形凹槽11中具有足够数量的连接孔13，以提供较大的吸附面积。

在本实施例中，连接孔13包括相互连通的第一通孔131和第二通孔132，第一通孔131的外径大于第二通孔132的外径，且第一通孔131连通吸附通道12，第二通孔132连通弧形凹槽11。

在上述实施方式中，上方的第一通孔131的尺寸较大加工难度低，且加工位对应的吸附头1的尺寸较大，精度控制要求较低，成本较低。而下方的第二通孔132的尺寸较小，且加工位对应的吸附头1的尺寸较小，精度控制要求较高，可以精准连通弧形凹槽11，其加工成本较高。也就是说，通过将连接孔13设置为尺寸渐变的第一通孔131和第二通孔132，不仅可以实现其底部与弧形凹槽11的精准连通，又能一定程度降低加工成本。

示例性地，第一通孔131的外径为0.4-1.0mm，第一通孔131的长度为1-2mm，且第一通孔131通过机械开孔（成本低，精度低）形成，第二通孔132的外径为0.05-0.1mm，第二通孔132的长度为0.5-0.8mm，且第二通孔132通过激光开孔（成本高，精度高）形成。

容易理解的是，弧形凹槽11倾斜布置，为了进一步增大吸附通道12的空间及吸附路径的长度一致，各连接孔13的长度保持一致，各连接孔13的顶端对应一个台阶16。其中，各台阶通过加工吸附通道12形成。

在本发明的另一种实现方式中，吸附头1的底部具有狭缝，狭缝沿弧形凹槽11的轴向方向延伸，狭缝的顶端连通吸附通道12，狭缝底端连通弧形凹槽11。通过狭缝同样可以将吸附通道12和弧形凹槽11连通。

在本发明的又一种实现方式中，吸附头1包括两个吸附体（图未示），两个吸附体可拆卸连接，各吸附体上具有吸附槽和弧形半槽，弧形半槽在轴向上均与相对应的吸附槽连通，两个吸附槽形成吸附通道12，两个弧形半槽形成弧形凹槽11。

在上述实施方式中，通过将吸附头1设置为两个可拆卸地吸附体，可以便捷加工吸附槽和弧形半槽，从而便于形成吸附通道12和弧形凹槽11，进而降低加工难度。

在本实施例中，吸附头1的顶部具有密封凹槽14，密封凹槽14的外径大于吸附通道12，密封凹槽14与吸附通道12连通。

图5是本发明实施例提供的连接块的结构示意图，如图5所示，连接块2的底部具有凸台22，真空孔21贯穿凸台22，凸台22插装在密封凹槽14中，且凸台22和密封凹槽14底部之间夹设有密封件。通过凸台22与密封凹槽14的插装配合，可以实现连接块2和吸附头1之间的定位及可拆卸配合，而密封件则可以有效避免凸台22和密封凹槽14底部之间出现缝隙而产生泄露的问题。

示例性地，密封件为可以为密封圈或者树脂胶。

示例性地，真空孔21包括第三通孔211和第四通孔212，第三通孔211和第四通孔212垂直且连通，第三通孔211垂直贯穿凸台22。也就是说，真空孔21通过设置成L形，其可以实现气道路径的改变，第四通孔212便于连接连接块2侧边的真空管路。而第三通孔211则起到连通吸附通道12的作用。

进一步地，连接块2的周向上具有多个避位缺口23，各避位缺口23中插装有连接螺栓，吸附头1的顶部具有多个螺纹孔15，各连接螺栓插装在相对应的螺纹孔15中。

容易理解的是，避位缺口23可以便捷插装连接螺栓，避免螺纹孔15设计过长。而通过连接螺栓连接螺纹孔15，可以增大连接块2和吸附头1的连接强度。

在本发明的另一实施例中，连接块2的底部具有多个间隔布置的连接轴（图未示），各吸附头1的顶部具有多个间隔布置的定位孔，各连接轴插装在相对应的定位孔中，且过盈配合，从而通过连接轴和定位孔的配合同样可以增大连接块2和吸附头1的连接强度。

为了便于连接块2与位移结构之间的连接，连接块2上具有定位槽24，定位槽24中具有多个安装孔25，多个安装孔25沿定位槽24周向间隔布置，从而通过在安装孔25中插装螺栓来实现连接块2在位移结构上的安装。

需要说明的是，连接块2和位移结构还可以通过焊接、榫卯结构等实现连接，本发明对此不作限制。

示例性地，吸附头1为材质不锈钢材质，其具有较高的结构强度。例如：17-4不锈钢。

图6是本发明实施例提供的一种悬臂探针转运结构的加工方法的流程图，如图6所示，该加工方法基于上述的转运结构，该加工方法包括：

S1、对吸附头1的底端进行加工，使得吸附头1的底部形成锥形及吸附头1的底面形成弧形凹槽11。

S2、分别对吸附头1和连接块2进行加工，形成吸附通道12和真空孔21，并使得吸附通道12和弧形凹槽11连通。

S3、连接连接块2和吸附头1，并使得真空孔21与吸附通道12连通。

本发明实施例提供的一种悬臂探针转运结构的加工方法，可以便捷加工悬臂探针转运结构，从而不仅可以自动实现对悬臂探针100的转运，提高了悬臂针探针卡的制造效率，还能适应不同类型的悬臂探针100。

步骤S2还包括，通过激光加工形成连接孔13，使得连接孔13连通吸附通道12和弧形凹槽11连通。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种悬臂探针转运结构，其特征在于，所述转运结构包括吸附头和连接块；

所述吸附头的底部为锥形结构，所述吸附头的底面具有与悬臂探针的针杆相匹配的弧形凹槽；

所述弧形凹槽的两端沿直线延伸并贯穿所述吸附头，且所述弧形凹槽的轴线倾斜于所述连接块的底面布置；

所述吸附头内具有吸附通道，所述吸附通道和所述弧形凹槽连通；

所述吸附头与所述连接块可拆卸连接，所述连接块上具有真空孔，所述真空孔与所述吸附通道连通。

2.根据权利要求1所述的一种悬臂探针转运结构，其特征在于，所述吸附头的底部具有多个连接孔，多个所述连接孔平行间隔布置，且多个所述连接孔沿所述弧形凹槽的轴向排列，各所述连接孔的两端分别连通所述吸附通道和所述弧形凹槽。

3.根据权利要求2所述的一种悬臂探针转运结构，其特征在于，所述连接孔包括相互连通的第一通孔和第二通孔，所述第一通孔的外径大于所述第二通孔的外径，且所述第一通孔连通所述吸附通道，所述第二通孔连通所述弧形凹槽。

4.根据权利要求3所述的一种悬臂探针转运结构，其特征在于，所述第一通孔的外径为0.4-1.0mm，所述第一通孔的长度为1-2mm，所述第二通孔的外径为0.05-0.1mm，所述第二通孔的长度为0.5-0.8mm。

5.根据权利要求2所述的一种悬臂探针转运结构，其特征在于，所述弧形凹槽的对应的弧度为60-120°，且所述连接孔的直径为所述弧形凹槽对应直径的0.5-0.8倍。

6.根据权利要求2所述的一种悬臂探针转运结构，其特征在于，所述连接孔的数量不小于30个，且任意相邻两个所述连接孔的间距为0.5-1.0mm。

7.根据权利要求1所述的一种悬臂探针转运结构，其特征在于，所述吸附头的底部具有狭缝，所述狭缝沿所述弧形凹槽的轴向方向延伸，所述狭缝的顶端连通所述吸附通道，所述狭缝底端连通所述弧形凹槽。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种悬臂探针转运结构，其特征在于，所述吸附头包括两个吸附体，两个所述吸附体可拆卸连接，各所述吸附体上具有吸附槽和弧形半槽，所述弧形半槽在轴向上均与相对应的所述吸附槽连通，两个所述吸附槽形成所述吸附通道，两个所述弧形半槽形成所述弧形凹槽。

9.根据权利要求1-7任意一项所述的一种悬臂探针转运结构，其特征在于，所述吸附头的顶部具有密封凹槽，所述密封凹槽的外径大于所述吸附通道，所述密封凹槽与所述吸附通道连通，所述连接块的底部具有凸台，所述真空孔贯穿所述凸台，所述凸台插装在所述密封凹槽中，且所述凸台和所述密封凹槽底部之间夹设有密封件。

10.一种悬臂探针转运结构的加工方法，其特征在于，所述加工方法基于权利要求1-9任意一项所述的转运结构，所述加工方法包括：

对所述吸附头的底端进行加工，使得所述吸附头的底部形成锥形及所述吸附头的底面形成所述弧形凹槽；

分别对所述吸附头和所述连接块进行加工，形成所述吸附通道和所述真空孔，并使得所述吸附通道和所述弧形凹槽连通；

连接所述连接块和所述吸附头，并使得所述真空孔与所述吸附通道连通。