CN203658410U - 具有无摩擦连接的可压缩接触探针 - Google Patents

Abstract

本实用新型所述一种具有无摩擦连接的可压缩接触探针。接触探针包括接触元件一和接触元件二，可压缩部分在接触元件一和接触元件二之间连接他们，当一个或多个外力作用于接触元件一和接触元件二时，可压缩部分压缩。此外当无外力作用时，可压缩部分隔开接触元件一和接触元件。可变形导体用于导通接触元件一和接触元件二。当一个或多个外力作用于接触元件一和接触元件二时，可变形导体虽然发生变形，但仍可以导通接触元件一和接触元件二。

Description

具有无摩擦连接的可压缩接触探针

优先权要求

本实用新型要求于2012年10月03日递交的名称为：“COMPRESSIBLE PIN ASSEMBLY HAVING FRICTIONLESSLY CONNECTED CONTACT  ELEMENTS” 的美国专利申请No.13/644，125的优先权。

技术领域

本实用新型涉及用于测试电子元件的可压缩探针，且特别涉及一种具有无摩擦连接的可压缩接触探针。

背景技术

Pogo Pin（一种可压缩探针）主要用于测试集成电路（IC）元件。集成电路一般有大量接触焊盘，这些焊盘作为外部电路的接口或连接点。这些焊盘微小且易损。因此，用于测试集成电路元件性能或功能的测试机，必须能够接触集成电路元件上的一个或多个焊盘，并且不损坏焊盘。否则，被测元件不能实现设计用途而被舍弃。所以设计可压缩探针与集成电路元件或元件上的一个焊盘接触。

图1所示为一种典型Pogo Pin的在先技术实施例。Pogo Pin100包括2个接触元件110和120，它们用弹簧130和外壳140组成一体。第一个接触元件110与集成电路元件上的接触焊盘牢固接触。第二个接触元件120与测试机上的电路连接。接触元件110和120通过外壳140电气耦合，这样导通Pogo Pin100的两端，从而确保电信号在测试机和集成电路元件之间传输。

当Pogo Pin100夹在测试机和集成电路元件之间时，弹簧130压缩，通过接触元件110向集成电路元件上的焊盘施加作用力。而且为了保证测试机和集成电路元件之间的电路导通，接触元件110和120必须与外壳140保持恒定接触，不管被测集成电路元件导致何种程度的压缩或者位移。因此，接触元件110和120一定与外壳140的内壁摩擦，在Pogo Pin压缩或还原的时候产生接触阻抗。接触元件110和120与外壳140之间的摩擦引起表面150的磨损，表面150就是接触元件110和120与外壳140接触的位置。这样结果进一步增大接触阻抗。随着使用时间的增加，这样的磨损会增大接触阻抗，降低信号传输质量。

因此，需要研制一种经久耐用，并且不降低信号质量的可压缩接触探针。更具体的讲，需要一种在压缩和还原时不磨损零件，而且不增大接触阻抗的可压缩接触探针。

发明内容

本实用新型的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种在压缩和还原时不磨损零件，而且不增大接触阻抗、不降低信号质量的具有无摩擦连接的可压缩接触探针。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

技术方案一：一种具有无摩擦连接的可压缩接触探针，包括：

接触元件一；接触元件二；可压缩部分：在接触元件一和接触元件二之间连接他们，当一个或多个外力作用于接触元件一和接触元件二时，可压缩部分压缩；当无外力作用时，可压缩部分隔开接触元件一和接触元件二；可变形导体：用于导通接触元件一和接触元件二，当一个或多个外力作用于接触元件一和接触元件二时，可变形导体虽然发生变形，但仍可以导通接触元件一和接触元件二。

技术方案二：一种具有无摩擦连接的可压缩接触探针，包括：

接触元件一；接触元件二与接触元件一导通；可压缩部分：在接触元件一和接触元件二之间连接他们，当一个或多个外力作用于接触元件一和接触元件二时，可压缩部分压缩；当无外力作用时，可压缩部分隔开接触元件一和接触元件二；当一个或多个外力作用于接触元件一和接触元件二时，接触元件一与接触元件二保持无摩擦连接。

附图说明

结合图例对本实用新型进行阐述，包括但不限于图例所示内容：

图1所示为一种Pogo Pin在先技术的实施例。

图2A和2B所示为一种具有无摩擦连接的可压缩接触探针的实施例。

图3所示为另一种具有无摩擦连接的可压缩接触探针的实施例。

图4A和4B是一种可压缩接触探针的实施例。

图5A和5B是另一种可压缩接触探针的实施例。

所有图示中，相同的数字表示相同的零部件。

具体实施方式

本实用新型公开一种具有无摩擦连接的可压缩接触探针。在下面的描述中，为了解释清楚，设定具体的专业名称以便更深入地了解发明本身。因此对于本专业的从业者来说，不必实践此发明即可理解。在某些情况下，电路元器件的连接可以显示为总线或者单信号线。每一根总线可以替换为单信号线，每一根单信号线也可以替换为总线。在文中，术语“无摩擦的”或“无磨擦地”指两个或多个零部件相对运动时，表面无接触或者无摩擦。并且术语“接触焊盘”和“接触焊锡球”可以相互替换使用。因此，本实用新型不应理解为有限的、特定的例子所描述的范围，而是应包括由附加要求所限定范围内的所有实施例。 

所述实施例展示一种可压缩接触探针，信号路径上的移动零件不产生接触力。可压缩接触探针的接触元件无摩擦的耦合在一起，因此当探针压缩或还原的时候，接触元件的表面不与任何探针的部件表面产生摩擦。在一些实施例中，可压缩接触探针包括2个接触元件，接触元件通过可变形导体连接。当接触探针压缩时，可变形导体发生弯曲或扭曲。在接触探针组件的另一些实施例中，可压缩接触探针放置在放置探针的孔内，放置探针的孔提供结构支撑并避免接触元件产生水平位移。

图2A和2B所示一种具有无摩擦连接的可压缩接触探针。可压缩接触探针200包括接触元件一210，接触元件二220，可压缩部分230和可变形导体240。在一些实施例中，接触元件一210的外形或者尺寸被设计为可以接触集成电路元件的接触焊盘（或接触焊锡球）。相同的，接触元件二220的外形被设计为可以接触测试机的电路。

可压缩部分230保持接触元件一210和接触元件二220分开，当接触探针200“自然”或无压缩的状态下，增大接触探针200的工作范围。此外，可压缩部分230可以吸收部分作用力，这些作用力在探针接触集成电路元件或测试机的时候，由接触元件210和/或220产生。例如，当接触元件一210接触到集成电路元件上的接触焊盘时，可压缩部分230压缩允许接触元件一210向内移动，如图2B所示。这样接触元件一210在被测集成电路元件上施加力，探针可以和接触焊盘形成可靠连接。当接触元件一210没有压在集成电路元件接触焊盘上时，可压缩部分230回弹到自然无压缩状态。

可变形导体240电气耦合接触元件一210和接触元件二220，形成电信号或（电路）通路。如图2B所示，可变形导体240在接触探针200压缩时候产生“变形”（例如弯曲或扭曲）。这样无论接触探针200压缩到何种程度，接触元件一210和接触元件二220均可以电气耦合。并且，接触探针200压缩时，并不会在接触元件一210和接触元件二220或者可变形导体240之间产生摩擦，因为接触元件一210和接触元件二220或者可变形导体240，与接触探针200其他零件之间没有表面接触或摩擦。

在一些实施例中，可压缩部分230可以是弹簧或者弹簧类的结构，当受到外部荷载时压缩，没有荷载时恢复自然无压缩状态。此外，可压缩部分230可以由非导电材料形成（或镀层），不会干扰接触元件一210和接触元件二220之间的电信号。在另一些实施例中，可压缩部分230电阻大于可变形导体240，从而确保接触元件一210和接触元件二220之间的电信号只从可变形导体240经过。可压缩部分230可以使用熟知的一些技术连接到接触元件一210和接触元件二220。比如接触元件一210和接触元件二220可以粘结（比如胶）到可压缩部分230的两端。接触元件一210和接触元件二220也可以焊接到可压缩部分230的两端。

在一些实施例中，可变形导体240收到外部荷载时可以发生结构变形。可变形导体240也可以是诸如铜线一类的导电材料，在受压时自然变形。可变形导体240可以使用熟知的一些技术分别连接接触元件一210和接触元件二220。例如，可变形导体240的两端可以分别焊接到接触元件一210和接触元件二220。

接触元件一210和接触元件二220无摩擦耦合具有较大优势，因为这种方式降低接触探针200中信号线路的磨损，在多次使用后仍能保证信号的完整性。这样可以延长可压缩接触探针200的使用寿命。

图3所示为具有无摩擦连接的可压缩接触探针的另一种实施例。可压缩接触探针300包括接触元件一310，接触元件二320，可压缩部分330和可变形导体340。接触元件一310和接触元件二320通过可压缩部分330机械连接，可压缩部分330确保接触探针300在非压缩状态下接触元件一310和接触元件二320分开一定距离。可变形导体340电气耦合接触元件一310和接触元件二320，在接触元件一310和接触元件二320之间形成电信号传输线路。

接触元件一310的外形设计为允许其接触集成电路元件的接触焊盘。在一个实施例中，接触元件一310的基体（例如可变形导体340附着的部分）有一个伸出的边缘，用于在支撑结构或放置探针的孔内固定接触探针300，如图4A和4B中的详细描述。此外，当接触元件一310 在放置探针的孔内移动时，伸出的边缘可以降低其磨损。接触元件二320的外形设计为允许其与测试机的电路板接触。在另一个实施例中，接触元件二320的基体也有一个伸出的边缘，用于在支撑结构或放置探针的孔内固定接触探针300，并降低其在放置探针的孔内运动时的磨损。

图4A是可压缩接触探针组件的一种实施例。接触探针组件400包括接触元件一310，接触元件二320，可压缩部分330，可变形导体340和放置探针的孔410。接触元件一310和接触元件二320，可压缩部分330及可变形导体340一起构成如图3所示接触探针300。放置探针的孔410用于固定探针300，当其连通测试机和集成电路元件时。例如，放置探针的孔 410的底面有一个孔，孔的直径较小，不允许接触元件一310的基体穿过。此外，放置探针的孔 410还具有支撑结构的作用，它通过引导接触元件一310和接触元件二320的移动和位移来支撑可压缩探针300。

图4B所示为图4A中可压缩接触探针组件的压缩状态。如图4B所示，接触元件二320与测试机430接触，接触元件一310与集成电路元件420上的接触焊锡球接触。这样可压缩部分330开始压缩，从而使接触元件一310在集成电路元件420上产生作用力。当可压缩部分330压缩时，可变形导体340同时产生变形（例如弯曲或扭曲）。所以可变形导体340保持接触元件一310和接触元件二320之间的电路导通，而且接触元件一310、接触元件二320和可变形导体340的任意面都不与可压缩探针300的任意面磨擦。这样可变形导体340实现测试机430和集成电路元件420之间的典型和传输，并且不会产生持续的磨损。

在一些实施例中，可压缩部分330可以弹簧或者类似弹簧的结构，在外力作用下可以压缩，当外力去除时自然地恢复到不压缩状态。更确切的，可压缩部分330可以由不导电材料构成。或者可压缩部分330的阻抗大于可变形导体340的阻抗。可压缩部分330可以使用人们熟知的工艺连接到接触元件一310和接触元件二320。例如接触元件一310和接触元件二320可以使用粘性材料（例如胶）分别连接到可压缩部分330的两端，也可以分别焊接在可压缩部分330的两端。

在一些实施例中，可变形导体340在受到外力作用时可以产生结构变形。或者可变形导体340可以是受到外力作用时自然变形的导体，比如铜线。可变形导体340可以使用多种众所周知的技术分别连接到接触元件一310和接触元件二320。例如可变形导体340的两端可分别焊接到接触元件一310和接触元件二320。

在一些实施例中， 放置探针的孔410可以由不导电材料/电介质材料制作。更进一步的， 放置探针的孔410可以固定大量如图3所示的可压缩接触探针300。例如，接触探针组件400就相当与探针头安装到探针卡上一样。

接触元件一310和接触元件二320的无摩擦练级具有较大优势，因为这种方式降低了可压缩探针300沿线号传输路径上的磨损，进而保证接触探针300在多次使用后仍能确保通过其传输的电信号的完整性。此外，放置探针的孔 410保证接触探针组件400的结构强度，同时分别限制接触元件一310和接触元件二320在接触测试机和集成电路元件时产生的横向移动/位移。

图5A所示为可压缩接触探针组件的另一个实施例。接触探针组件500包括接触元件一210，接触元件二220，可压缩部分230，可变形导体240和放置探针的孔550。接触元件一210和接触元件二220、可压缩部分230和可变形导体240一起组成如图2A和图2B所示可压缩接触探针200。但是在本实施例中，可压缩部分230的直径比接触元件一210和接触元件二220都大。接触探针200连接测试机和集成电路元件时， 放置探针的孔550固定接触探针位置。例如，放置探针的孔 550的底面上开孔，孔的直径较小不允许可压缩组件穿过。此外， 放置探针的孔550为可压缩接触探针200提供结构支撑，它现在接触元件一210和接触元件二220的移动和偏差。

图5B所示为图5A中接触探针组件200的压缩状态。如图5B所示，接触元件二220与测试机530接触，接触元件一210与集成电路元件520上的接触焊锡球接触。这样当可压缩部分230压缩时，接触元件一210在集成电路元件520上的接触焊锡球产生作用力，同时可变形导体240发生形变（例如弯曲或扭曲）。因此，可变形导体240保持接触元件一210和接触元件二220之间导通，并且接触元件一210、接触元件二220及可变形导体240的任意表面都不与可压缩接触探针200的任何表面摩擦。

在一些实施例中，可压缩部分230可以是弹簧或者类似弹簧结构，在外力做用下压缩，去除外力后自然恢复到不压缩状态。更进一步的，可压缩部分230可以由非导电材料构成。或者可压缩部分230的阻抗大于可变形导体240的阻抗。可压缩部分230可以使用众所周知的技术连接到接触元件一210和接触元件二220。例如接触元件一210和接触元件二220可以使用粘性材料分别连接到可压缩部分230的两端，或者焊接到可压缩部分230的两端。

在一些实施例中，可变形导体240受到外力作用时候发生结构变形。可变形导体240也可以使用受力自然变形的导电材料，诸如铜线等。可变形导体240可以使用多种众所周知的技术分别连接到接触元件一210和接触元件二220。例如可变形导体240可以焊接到接触元件一210和接触元件二220。

在一些实施例中， 放置探针的孔550可以设计为固定多根可压缩接触探针。

尽管许多实施例已经示出和描述，但对于本领域的专业人员来说，他们可以不偏离如上描述而做出一些变化和改进。因此，附加要求是在本实用新型真正的精神和范围内所有这样的变更和修改。

此外应当指出，本文所公开的各种电路可以使用计算机辅助工具描述和表达（或描绘）, 包括体现在各种计算机可读介质上的数据和/或指令、其行为、寄存器传输、逻辑元件、晶体管、布局的几何形状和/或其他特性。可以实现这样的电路表达式文件和其他对象的格式，包括但不限于行为语言如C语言、Verilog和VHDL，支持寄存器级描述语言如RTL，支持几何描述语言如GDSII、GDSIII、GDSIV、CIF和MEBES，以及任何其它合适的格式和语言。存储这种格式的数据和/或指令的计算机可读介质，具体包括但不限于各种形式的非易失性存储介质（比如光、磁或半导体存储介质）。

Claims (12)

1.一种具有无摩擦连接的可压缩接触探针，其特征是包括：

           接触元件一；

           接触元件二；

           可压缩部分：在接触元件一和接触元件二之间连接他们，当一个或多个外力作用于接触元件一和接触元件二时，可压缩部分压缩；当无外力作用时，可压缩部分隔开接触元件一和接触元件二；

           可变形导体：用于导通接触元件一和接触元件二，当一个或多个外力作用于接触元件一和接触元件二时，可变形导体虽然发生变形，但仍可以导通接触元件一和接触元件二。

2.根据权利要求1中的接触探针，其特征在于当一个或多个外力作用于接触元件一和接触元件二时，可变形导体确保接触元件一和接触元件二之间的无摩擦连接。

3.根据权利要求1中的接触探针，其特征在于当一个或多个外力作用于接触元件一和接触元件二时，可变形导体发生弯曲或扭曲。

4.根据权利要求1中的接触探针，其特征在于可变形导体包括一根导线。

5.根据权利要求1中的接触探针，其特征在于可压缩部分包括一个弹簧。

6.根据权利要求1中的接触探针，其特征在于可压缩部分的阻抗远大于可变形导体的阻抗。

7.一种具有无摩擦连接的可压缩接触探针，其特征是包括：

           接触元件一；

            接触元件二与接触元件一电导通；

            可压缩部分在接触元件一和接触元件二之间连接他们，当一个或多个外力作用于接触元件一和接触元件二时，可压缩部分压缩；当无外力作用时，可压缩部分隔开接触元件一和接触元件；

            当一个或多个外力作用于接触元件一和接触元件二时，接触元件一与接触元件二保持无摩擦连接。

8.根据权利要求7中的接触探针，其特征在于可变形导体用于导通接触元件一和接触元件二，当一个或多个外力作用于接触元件一和接触元件二时，可变形导体虽然发生变形，但仍可以导通接触元件一和接触元件二。

9.根据权利要求7中的接触探针，其特征在于当一个或多个外力作用于接触元件一和接触元件二时，可变形导体发生弯曲或扭曲变形。

10.根据权利要求8中的接触探针，其特征在于可变形导体包括一根导线。

11.根据权利要求8中的接触探针，其特征在于可压缩部分的阻抗远大于可变形导体的阻抗。

12.根据权利要求7中的接触探针，其特征在于可压缩部分包括一个弹簧。

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