CN2676211Y - 测量电阻率的小游移探针头 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种测量电阻率的小游移探针头，主要包括光面探针(1)、上导引片(4)、红宝石轴套(24)、下导引片(23)、以及悬臂式S形弹簧(19)，在上导引片(4)和下导引片(23)的轴套(24)内孔间插入光面探针(1)，上导引片(4)、下导引片(23)与锥套(3)、弹簧座(18)及绝缘护片(5)依靠定位销(22)准确对位；本实用新型使光面探针(1)在插入红宝石轴套(24)内孔后，两者之间只有极小的间隙，可取得最佳的探针游移率，悬臂式S形弹簧(19)给每根探针提供了更大的垂直运动范围，更好的弹性以及可在小直径的探针头内安装。

Description

测量电阻率的小游移探针头

                         技术领域

本实用新型涉及一种探针头，它是准确测量硅、锗单晶电阻率及各种导电薄膜方块电阻(又称面电阻率)的关键部件，具体地是测量电阻率的小游移探针头。

                         背景技术

电阻率是半导体材料的主要质量参数之一，目前多采用探针头来测量。中华人民共和国国家计量检定规程“四探针电阻率测试仪”(JJG508-87)明确规定：四探针头的探针间距偏差不大于2％，探针游移率不大于0.3％。现有的探针头都是有探针、探针垂直运动的导引部件、探针的加压弹簧三大要件以精确的几何定位构成的，其中一种探针头的探针为非等径探针，精度高，但加工制造成本太高，无法被广泛采用；另一种探针头是通过模具上四个位置精确的小孔和模针，在锥套上用环氧树脂注塑出四个小深孔，有一定的精度，制造成本低，但由于环氧树脂小深孔的直径难以控制和测量，因此影响了精度的提高。

                      实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种小游移探针头，它可以显著提高探针头的精度，并以较低成本制造而成，有利于解决半导体、液晶行业以及新材料科学研究中要更准确测量电阻率的需要。

如图1所示，本实用新型的测量电阻率的小游移探针头，主要包括光面探针(1)、上导引片(4)、红宝石轴套(24)、下导引片(23)、以及悬臂式S形弹簧(19)，在上导引片(4)和下导引片(23)的轴套(24)内孔间插入光面探针(1)，上导引片(4)、下导引片(23)与锥套(3)、弹簧座(18)及绝缘护片(5)依靠定位销(22)准确对位，悬臂式S形弹簧(19)底端粘接宝石片(20)，宝石片(20)压着探针(1)顶端，光面探针(1)靠顶端处焊接有定位套(21)，游丝(6)的两端分别与探针(1)、装在接线座(7)上的直角接线柱(8)连接，直角接线柱(8)的另一头通过内引线(10)与航空插座(12)上插针联接在一起，调节每根针的压力的调压螺丝(9)装在调压螺丝座(16)上，调节整个探针头对测试面的总压力的螺丝(2)装在下导引片(23)上。

所述红宝石轴套镶嵌在连通孔内。

所述红宝石轴套也可以镶嵌在不连通的独立小孔内。

所述悬臂式S形弹簧是由四条间距与导引片上红宝石轴套内孔中心距准确相等的S形弹簧构成的整体。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

1、游移率小，测量精度高；

2、使用寿命长；

3、制造成本低；

4、可以实现探针的多种排列方式。

                       附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中的引导片结构示意图，其中图2A是宝石嵌镶在连通孔内的引导片结构示意图，图2B是宝石嵌镶在独立小孔内的的引导片结构示意图；

图3是图1中S形弹簧结构示意图。

                         具体实施方式

见图1，本实用新型主要由高精度的光面探针(1)、上引导片(4)、红宝石轴套(24)、下引导片(23)以及悬臂式S形弹簧(19)等构成。上引导片(4)和下引导片(23)分别安装在锥套(3)上，并有定位销(22)定位，下引导片(23)上装有二个螺丝(2)，用来调节探针伸缩长度，从而控制探头对被测面的总压力，当调节到位即可用耐磨绝缘胶固封。选择外径仅小于红宝石轴套内径1～～2μm(1级)、3～～5μm(2级)的整体硬质合金光面探针(1)插入上引导片(4)、下引导片(23)及绝缘护片(5)的对应小孔中，露出的光面探针(1)顶端焊有定位套(21)，锥套(3)上端依次安装弹簧座(18)、弹簧(19)、垫片(17)、调压螺丝座(16)及调压螺丝(9)。调压螺丝(9)安装在调压螺丝座(16)的螺纹孔内，通过调节调压螺丝(9)伸出调压螺丝座(16)的长度，控制单根针的压力。

弹簧座(18)的对面安装有接线座(7)，接线座(7)上端装有直角接线柱(8)，游丝(6)分别与光面探针(1)、接线座(7)上的直角接线柱(8)焊接，以实现电气联动。

套筒(15)用螺纹与锥套(3)连接，上盖(13)通过螺丝(14)与套筒(15)连接，航空插座(12)由紧固螺母(11)拧紧装在上盖(13)上，并通过内引线(10)将航空插座(12)中的插针与直角接线柱(8)联接在一起。

悬臂式S形弹簧是在弹簧金属片的轧延面上垂直冲压成形，用线切割机切成四条间距与引导片上红宝石轴套内孔中心距准确相等的S形弹簧。

本实用新型可用两种方式将红宝石轴套(24)准确安装在引导片(23)上。在图2A和图2B中，在引导片(23)上，本实用新型都设置有二个定位销孔(26)，而且均安装调压螺丝(2)，由于探针游移率是探针头的重要指标，它直接影响电阻率的测量重复性，所以要提高探针头的测量精度必须减小探针与导孔之间的间隙。

方案一：见图2A，在引导片(23)上，用线切割在金属片上切割四个连通的圆孔，将四粒红宝石轴套(24)紧贴着逐个装入连通孔(25)中。由于红宝石轴套(24)有着精确的外径及内孔尺寸，所以这样安装的红宝石轴套(24)其内孔中心距是准确相等的，孔内为抛光面而且非常耐磨，这就为探针上下运动起到极好的导引作用。

方案二：见图2B，在引导片(4)上，用电火花加工四个不连通的独立小孔(25)，分别嵌入红宝石轴套(24)，由于电火花加工精度高，因此也保证了四个轴套之间有精确的中心距。

由于红宝石轴套内孔之间有准确相等的中心距，从而使插入的光面探针也有了准确的间距，利用接近量具的精度加工硬质合金整体光面探针，使它们在插入红宝石轴套内孔后，两者之间只有极小的间隙，可取得最佳的探针游移率。

悬臂式S形弹簧给每根探针提供了更大的垂直运动范围，更好的弹性以及可在小直径的探针头内安装。

本实用新型正是通过以大多数企业能够承受的成本，制造高精度的探针头，满足半导体、液晶行业以及新材料科学研究中要更准确测量电阻率的需求。

Claims (4)

1、一种测量电阻率的小游移探针头，其特征在于(图1)主要包括光面探针(1)、上导引片(4)、红宝石轴套(24)、下导引片(23)、以及悬臂式S形弹簧(19)，在上导引片(4)和下导引片(23)的轴套(24)内孔间插入光面探针(1)；上导引片(4)、下导引片(23)与锥套(3)、弹簧座(18)及绝缘护片(5)依靠定位销(22)准确对位；悬臂式S形弹簧(19)底端粘接宝石片(20)，宝石片(20)压着探针(1)顶端，光面探针(1)靠顶端处焊接有定位套(21)，游丝(6)的两端分别与探针(1)、装在接线座(7)上的直角接线柱(8)连接，直角接线柱(8)的另一头通过内引线(10)与航空插座(12)上插针联接在一起，调节每根针的压力的调压螺丝(9)装在调压螺丝座(16)上，调节整个探针头对测试面的总压力的螺丝(2)装在下导引片(23)上。

2、根据权利要求1所述的测量电阻率的小游移探针头，其特征在于所述红宝石轴套(24)镶嵌在下导引片(23)的连通孔内。

3、根据权利要求1所述的测量电阻率的小游移探针头，其特征在于所述红宝石轴套镶嵌在下导引片(23)的不连通的独立小孔内。

4、根据权利要求1或2所述的的测量电阻率的小游移探针头，其特征在于所述悬臂式S形弹簧是由四条间距与导引片上红宝石轴套内孔中心距准确相等的S形弹簧构成。

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