CN221224785U - 一种具有滚珠结构的浮动环组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有滚珠结构的浮动环组件，包括底座和浮动环，浮动环置于底座内，可相对底座移动；所述底座中间设有定位柱，浮动环活动套装在定位柱上；所述底座上设有多道纵向设置的第一滚珠滑道，并延伸至定位柱外侧，浮动环内侧面设有多道第二滚珠滑道，滚珠置于第一滚珠滑道内，且与第二滚珠滑道滑动配合；所述浮动环底部向外延伸出一圈环形面，环形面上设有若干均匀分布的导流槽。本实用新型在底座与浮动环之间增加滚珠结构，既可以减少摩擦，也可以保证浮动环平稳升降，降低浮动环的振动，使得晶圆测试更加准确。

Description

一种具有滚珠结构的浮动环组件

技术领域

本实用新型涉及探针卡技术领域，特别涉及一种具有滚珠结构的浮动环组件。

背景技术

在高压测试环境中，探针在测试过程中易出现发红、烧针、融针情况，此时需要对测试区域直吹氮气制冷，提高探针卡的使用寿命。这类探针卡一侧设置通气设备，另一侧在探针外围设置聚气环，通气设备可以直接通入氮气，在聚气环内形成氮气环境，使得探针在测试过程中降温。

现有探针卡上的聚气环为固定环，探针高于固定环一定高度，下压测试晶圆时，固定环也不会触碰损坏晶圆。探针卡上的探针在使用过程中会有磨损，当磨损达到一定程度时，探针与固定环之间的高度差不够，固定环在测试过程中容易撞到晶圆，这时就需要频繁更换探针，在高压大电流的测试环境下更容易缩短针的使用寿命。

申请人之前申请了专利CN202321567049.6，公开了一种用于探针卡的浮动环组件，包括底座和浮动环，底座为环形结构，底座的圆周面向下延伸出多个限位块，浮动环置于底座下方，浮动环顶部设有多个凸块，凸块与限位块配合工作，浮动环可相对底座移动；所述浮动环底部向外延伸出一圈环形面。这个结构利用气压的变化来控制浮动环的移动，无论探针是否磨损变短，浮动环始终与晶圆保持一定的距离，从而增加探针的利用率，延长探针卡的使用寿命。但是这个结构的浮动环在气流过大时会出现振动问题，影响探针卡正常使用。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种具有滚珠结构的浮动环组件，可以保证浮动环平稳升降，且降低了加工难度。

为此，本实用新型的技术方案是：一种具有滚珠结构的浮动环组件，包括底座和浮动环，浮动环置于底座内，可相对底座移动；所述底座中间设有定位柱，浮动环活动套装在定位柱上；所述底座上设有多道纵向设置的第一滚珠滑道，并延伸至定位柱外侧，浮动环内侧面设有多道第二滚珠滑道，滚珠置于第一滚珠滑道内，且与第二滚珠滑道滑动配合；所述浮动环底部向外延伸出一圈环形面，环形面上设有若干均匀分布的导流槽。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：位于定位柱上的第一滚珠滑道为C字形通道，且C字形通道的开口角度小于180度，即C字形通道的开口距离小于滚珠的直径，滚珠嵌入第一滚珠滑道内。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述底座上端面设有下沉槽，第一滚珠滑道的端口位于下沉槽内；还包括盖板，盖板固定在下沉槽内，且盖板上端面与底座上端面齐平。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述盖板的外接圆直径≤底座直径，且外接圆直径＞底座直径的三分之二。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述底座外围向下延伸出多个L型限位块，浮动环外侧设有多个凸块，凸块与L型限位块配合工作，浮动环可相对底座移动；所述L型限位块和凸块的边沿处均设有倒角结构。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述限位块上设有限位孔，凸块上设有轴向贯穿的活动槽，限位件穿过限位孔插入活动槽内。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述限位件为限位插销或限位螺栓。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述导流槽的槽底为弧形，两侧槽边与槽底切线方向以钝角相连。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述导流槽沿中心线左右对称。

组装时，将滚珠从底座的第一滚珠滑道端口处放入，然后封上盖板，将滚珠限制在第一滚珠滑道内，每个滚珠都有差不多三分之一露出第一滚珠滑道；将浮动环安装在底座上，使得滚珠露出部分置于浮动环上的第二滚珠滑道内，然后将限位件插入底座的限位孔内，使得限位件端部插入活动槽内。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、利用气压的变化来控制浮动环的移动，无论探针是否磨损变短，浮动环始终与晶圆保持一定的距离，从而增加探针的利用率；在底座与浮动环之间增加滚珠结构，既可以减少摩擦，也可以保证浮动环平稳升降，降低浮动环的振动，使得晶圆测试更加准确。

2、浮动环下方的环形面上设置均匀分布的导流槽，使得气流从环形面吹过时，被各个导流槽分割成多个气流圆周阵列，从而使得浮动环受力平衡，避免因气流过大而出现浮动环振动的问题，保证探针卡正常工作。

3、所述L型限位块和凸块的边沿处均设有倒角结构，可以降低L型限位块与凸块之间的摩擦。

附图说明

以下结合附图和本实用新型的实施方式来作进一步详细说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的结构剖视图；

图3、图4为本实用新型的零件爆炸图；

图5为本实用新型底座的结构示意图；

图6为本实用新型浮动环的结构示意图；

图7为本实用新型浮动环的结构仰视图。

图中标记为：底座1、定位柱11、L型限位块12、限位孔13、卡块14、第一滚珠滑道15、下沉槽16、浮动环2、凸块21、活动槽22、环形面23、导流槽24、第二滚珠滑道25、限位插销3、滚珠4、盖板5。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向(X)”、“纵向(Y)”、“竖向(Z)”、“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”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本实用新型和简化描述，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、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本实用新型的具体保护范围。

此外，如有术语“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隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本实用新型描述中，“数个”、“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

参见附图。本实施例所述浮动环组件，包括底座1和浮动环2，所述底座1为环形结构，底座1中间设有空心的定位柱11，底座1的圆周面向下延伸出多个L型限位块12，L型限位块12上设有限位孔13，可插入限位插销3或限位螺栓，和限位螺栓配合时，限位孔内设有螺纹结构。所述L型限位块12下方设有向内弯折的卡块14，卡块14的边沿处增加倒角结构，减少摩擦。

所述底座1上设有三道纵向设置的第一滚珠滑道15，并延伸至定位柱11外侧圆周面上，位于定位柱上的第一滚珠滑道15为C字形通道，且C字形通道的开口角度小于180度，即C字形通道的开口距离小于滚珠的直径，滚珠4嵌入第一滚珠滑道15内。第一滚珠滑道15总长3.3mm，其中2.5mm部分置于定位柱11外侧圆周面上，采取三颗1mm直径的304不锈钢滚珠4放入第一滚珠滑道15内，且滚珠4在第一滚珠滑道15露出1/3位置，不会从第一滚珠滑道15内脱落。

所述底座1上端面设有下沉槽16，第一滚珠滑道15的端口位于下沉槽16内；下沉槽16内固定一盖板5，盖板5上端面与底座1上端面齐平，可以将滚珠4限定在第一滚珠滑道15内。由于盖板和底座设计为下沉式，盖板面积的大小决定底座的强度，需要尽可能的小，盖板可以选择类似三角形的结构。且为了避免后续盖板脱落，盖板的外接圆直径需要大于底座直径的三分之二。

所述浮动环2置于底座1内，活动套装在定位柱11上，并可相对底座移动；所述浮动环2上端的外圆周处设有多个凸块21，凸块的边沿处设有倒角结构，凸块21上设有轴向贯穿的活动槽22，活动槽22与底座限位块上的限位孔13位置相对，限位插销3从限位孔13插入，末端置于活动槽22内，可防止浮动环2相对底座1发生转动，使得浮动环2仅相对底座1上下移动。同时，浮动环的凸块21位于限位块下方的卡块14上，卡块14可以防止浮动环2从底座1上脱落。

所述浮动环2内侧面设有三道第二滚珠滑道25，与第一滚珠滑道15位置相对，滚珠4露出的1/3部分置于第二滚珠滑道25内，与之滑动配合，可以减少浮动环2与底座1之间的摩擦力。

所述浮动环2底部向外延伸出一圈环形面23，环形面23上设有若干均匀分布的导流槽24。所述导流槽24沿中心线左右对称，槽底为弧形，两侧槽边与槽底切线方向以钝角相连，且导流槽与环形面的端面通过圆弧过渡连接。当气流从环形面吹过时，气流向外流动，并被各个导流槽分割成多个气流圆周阵列，从而使得浮动环受力平衡，避免因气流过大而出现浮动环振动的问题，保证探针卡正常工作。

组装时，将滚珠4从底座1的第一滚珠滑道15端口处放入，然后封上盖板5，将滚珠4限制在第一滚珠滑道15内，每个滚珠4都有差不多三分之一露出第一滚珠滑道15；将浮动环2安装在底座1上，使得滚珠4露出部分置于浮动环2上的第二滚珠滑道25内，然后将限位插销3插入底座1的限位孔内，使得限位插销3端部插入活动槽22内。

使用时，底座1固定安装在探针卡上，浮动环2朝向待测晶圆，探针置于浮动环内部，且浮动环内充满氮气，晶圆从探针卡下方靠近，晶圆与浮动环下方环形面的间距缩短，在气压的作用下，浮动环会相对滚珠滑动上移，避免触碰到晶圆，探针与晶圆连接，且浮动环始终与晶圆保持一定高度差。氮气持续不断的充入，然后氮气沿着环形面从导流槽流出，使得浮动环受力平衡，保持浮起状态。

当探针卡使用一段时间后，探针由于针损耗变短，但是浮动环在气压的作用下，可以始终和晶圆保持一定的距离，避免浮动环损坏晶圆。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种具有滚珠结构的浮动环组件，包括底座和浮动环，浮动环置于底座内，可相对底座移动；所述底座中间设有定位柱，浮动环活动套装在定位柱上；其特征在于：所述底座上设有多道纵向设置的第一滚珠滑道，并延伸至定位柱外侧，浮动环内侧面设有多道第二滚珠滑道，滚珠置于第一滚珠滑道内，且与第二滚珠滑道滑动配合；所述浮动环底部向外延伸出一圈环形面，环形面上设有若干均匀分布的导流槽。

2.如权利要求1所述的一种具有滚珠结构的浮动环组件，其特征在于：位于定位柱上的第一滚珠滑道为C字形通道，且C字形通道的开口角度小于180度，即C字形通道的开口距离小于滚珠的直径，滚珠嵌入第一滚珠滑道内。

3.如权利要求1所述的一种具有滚珠结构的浮动环组件，其特征在于：所述底座上端面设有下沉槽，第一滚珠滑道的端口位于下沉槽内；还包括盖板，盖板固定在下沉槽内，且盖板上端面与底座上端面齐平。

4.如权利要求3所述的一种具有滚珠结构的浮动环组件，其特征在于：所述盖板的外接圆直径≤底座直径，且外接圆直径＞底座直径的三分之二。

5.如权利要求1所述的一种具有滚珠结构的浮动环组件，其特征在于：所述底座外围向下延伸出多个L型限位块，浮动环外侧设有多个凸块，凸块与L型限位块配合工作，浮动环可相对底座移动；所述L型限位块和凸块的边沿处均设有倒角结构。

6.如权利要求5所述的一种具有滚珠结构的浮动环组件，其特征在于：所述限位块上设有限位孔，凸块上设有轴向贯穿的活动槽，限位件穿过限位孔插入活动槽内。

7.如权利要求6所述的一种具有滚珠结构的浮动环组件，其特征在于：所述限位件为限位插销或限位螺栓。

8.如权利要求1所述的一种具有滚珠结构的浮动环组件，其特征在于：所述导流槽的槽底为弧形，两侧槽边与槽底切线方向以钝角相连。

9.如权利要求8所述的一种具有滚珠结构的浮动环组件，其特征在于：所述导流槽沿中心线左右对称。