專利名稱：導電性觸頭的制作方法
技術領域：
本項發明屬于一種帶有信號傳送線的導電性觸頭。其結構是通過使針式探頭的突出端與被接觸體接觸發出電氣信號并傳送給外部回路。
背景技術：
接觸式測試裝置是用于印刷電路配線板的導體模板和電子元件等電氣檢查的。以前，該裝置使用的導電性觸頭帶有導電性針式探頭以及支撐其針式探頭并使其能沿軸向自由活動的夾具，為使針式探頭的突出端能向夾具的前端(軸向一端)探出而用螺旋彈簧對其賦能，從而使針式探頭的突出端彈出與檢查對象的被接觸體接觸。
近年來，使用導電性針式探頭進行電氣檢查的對象產品已有了飛速的發展。就半導體晶片載體用基片和平面開關等來說，隨著其處理速度的加快，晶片體積的縮小、變薄，間距也更加細密了。因此，在進行電氣檢查時，要求與各電極相對應設置的各導電性觸頭必須與按細密間距配置的被接觸體的各電極(印刷電路的接合區或平面開關的引線)相接觸。為與細密間距的被接觸體相對應，各導電性觸頭之間的間距也隨之變窄，例如要求間距在0.2～0.15mm左右。另外，還要求導電性觸頭設有信號傳送引線以向外部回路發出電氣信號。若按0.2mm以下的間距配線，相鄰的各導電性觸頭引線之間又不能互相干涉，要做到這一點是很困難的。導電性觸頭以往的引線安裝結構實例示于圖7。如圖所示，導電性針式探頭21的寬徑殼體21a和能使探針21b向突出方向(圖的下方)彈出而對其賦能的壓縮螺旋彈簧22同心設置在貫穿孔23a內。該貫穿孔23a則設在中部構件23上。中部構件23的上下疊積著構件24和構件25而將中部構件23夾在中間。在下部構件25上設有只能使針式探頭21的探針21b穿過的小口徑孔25a，并使其頂住殼體21a，以防止針式探頭21脫落。在上部構件24上，設有只能使引線27穿過的小口徑孔24a，并能防止螺旋彈簧22脫落。引線27在貫穿孔23a內通過管狀接線柱26與針式探頭21相連接。如圖8所示，在螺旋彈簧22的螺旋兩端分別連有針式探頭21和28，各自分別向各自的殼體21a和28a賦能，使探針21b和28b向相互相反的方向彈出。其中，針式探頭21與被接觸體相接觸；而與其相反方向的針式探頭28的探針28b則通過上部構件24的小口徑孔24a向上方彈出，插入管狀接線柱26內并與之相接觸。該管狀接線柱26則嵌在疊積于上部構件24上方的配線板29內。上述各接線柱結構則如圖9所示，在使用絕緣線作為引線27時，應形成帶有孔26a的管狀，孔26a內插入芯線27a。之所以采用管狀接線柱26，是為了使引線27的接線作業容易進行。若為了與0.15mm以下的間距相對應而將管狀接線柱26的外徑取在0.11mm以下的話，則其絕緣壁厚應取0.04mm，其管孔的內徑應取0.07mm，而插入孔26a內的芯線27a的直徑則也應取0.07mm。然而，若采用普通導線作為引線27時，其直徑為0.07mm的導線在300mm長度內的電阻為2Ω以上。這作為電氣檢查測試裝置用配線材料是不合適的。這就需要使用特殊的低電阻材料而導致產品成本提高。
發明內容
本發明的目的是為了解決上述課題，發明了一種新型導電性觸頭。既可以防止信號傳送線脫落，同時該觸頭在不極度縮小引線直徑的情況下又能適應細密的間距，加工更趨容易。
本項發明介紹的導電性觸頭設有導電性針式探頭、能使上述針式探頭沿軸向自由活動的支撐夾具，以及能向外部回路發出電氣信號的信號傳送線。該信號傳送線發出的電氣信號是由針式探頭的突出端與被接觸體接觸時發出的。信號傳送線是由單線構成，信號傳送線的一端設在夾具內并將該端的一部分加工成扁平狀，同時，在夾具的端部開有開口，其開口的大小既能穿過信號傳送線的引線又能防止扁平部脫落。
由于將由單線構成的信號傳送線的一端加工成扁平部，所以可以防止信號傳送線從夾具端部脫落，而無須再使用管狀接線柱，也無須為插入適應細密間距的管狀接線柱內而縮小信號傳送線直徑，進而又可防止由于引線變細導致的引線電阻增大，最終實現了導電性觸頭對細密化間距的適用性。
夾具的端部可以由開有貫穿孔的構件構成。貫穿孔則由容納信號傳送線扁平部的大口徑孔和能穿過信號傳送線而又能防止扁平部脫落的小口徑孔連接而成。經開口加工的構件既可容納扁平部又可防止其脫落，易于防脫用夾具端部的加工和緊固等項操作。
另外，夾具的端部也可以由兩塊疊板構成。第一塊疊板上設有容納扁平部的大口徑貫穿孔，第二塊疊板上設有既能穿過信號傳送線又能防止扁平部脫落的小口徑貫穿孔。由于容納扁平部的孔與防止扁平部脫落的孔分別設置在不同的兩塊疊板上，所以使各孔的加工容易進行。
本發明的優點是采用本項發明的導電性觸頭，由于將單線構成的信號傳送線的一端簡單加工成扁平部形狀，從而可以防止信號傳送線脫落；同時，無須采用管狀接線柱，也不必過于縮小信號傳送線的直徑；進而可防止導線電阻的增大，并實現了間距細密化。尤其是通過采用經大小口徑開孔加工的構件，在容納扁平部的同時還可防止其脫落。夾具端部的加工和組裝也很容易。若由分別開有各孔的疊板構成防脫用夾具端部，還可使各孔的加工更趨容易。
圖1是本項發明的測試裝置用導電性觸頭主要部位側視剖面圖。
圖2是引線端部形狀的局部放大斜視圖。
圖3是第2例配線板的局部側視剖面圖。
圖4是圖1所示部位單側使用可動針式探頭的側視剖面圖。
圖5是帶導管的導電性觸頭主要部位側視剖面圖。
圖6是另一種帶導管的導電性觸頭主要部位側視剖面圖。
圖7是一例老式導電性觸頭的主要部位側視剖面圖。
圖8是另一例老式導電性觸頭的主要部位側視剖面圖。
圖9是老式導電性觸頭使用的引線連接用接線柱局部放大斜視圖。
具體實施例方式
下面結合圖示的具體實例詳細介紹本項發明的實施形式。
圖1是應用本項發明技術構成的測試裝置用導電性觸頭主要部位的側視剖面圖。當然，采用本項發明技術的測試裝置最好是將復數個導電性觸頭1按特定的間距縱橫并列配置的裝置。如圖1所示，使下部構件2、中部構件3、上部構件4依次疊積，沿中部構件3的厚度方向開設貫穿孔3a。在貫穿孔3a內同心設有導電性壓縮螺旋彈簧5和其兩端聯結著的一對導電性針式探頭6、7。彈簧5和探頭6、7均能在貫穿孔內沿軸向自由活動。導電性針式探頭6、7是由如下部件構成在貫穿孔3a內起導向作用并能使探頭自由活動的寬徑殼體6a、7a；位于螺旋端部突出于殼體6a、7a并盤繞有壓縮螺旋彈簧5的聯結用輪轂6b、7b；與輪轂6b、7b相反方向突出于殼體6a、7a的探針6c、7c。在下部構件2上開有探針插入孔2a。該孔直徑比檢查用導電性針式探頭6的探針6c的直徑粗，但卻細于殼體6a的直徑。探針6c通過插入孔2a從下部構件2向外探出。另外，在上部構件4上也開有探針插入孔4a。該孔直徑既能插入另一側導電性探頭7的探針7c，又能防止殼體7a脫落。探針7c探入在插入孔4a內。構件2、3、4分別設有各自的孔2a、3a、4a，從而構成了夾具的主體部分。在上部構件4的上面，疊積著作為夾具端部的配線板8，與主體部分一起構成了整個夾具。在配線板8上，按規定深度設有夾持孔8a，其孔徑大于探針插入孔4a。在夾持孔8a內，容納有引線9端部形成的橢圓形扁平部9a，其引線9作為信號傳送線由漆包線等單線組成。該扁平部9a如圖2所示，最好是將引線9的端部垂直于軸向經沖壓加工使其塑性變形，形成圖示中的比引線9的外徑(漆包線的外徑)d大些(d+α)的橢圓形形狀。引線9是通過設在配線板8上并能使引線穿過的引線引出孔8b伸向外側的，與測試裝置等的外部回路10相連接。引線引出孔8b的直徑大小既能防止扁平部9a脫落又能使引線9穿過。因此，由于夾持孔8a與引線引出孔8b之間的徑差構成了臺階，所以可防止容納在夾持孔8a內的扁平部9a向引線伸出方向脫落。引線9(位于容納有扁平部9a的夾持孔8a內)的軸向端面9b，在夾持孔8a內處于面向探針插入孔4a的位置，以承接針式探頭7的探針7c的彈出。將由上述結構組成的復數個導電性觸頭按特定的間距縱橫并列配置構成測試裝置。使這種測試裝置接近作為檢查對象的半導體晶片載體用基片11，使下側針式探頭6的探針6a(檢查用探針)的突出端彈出，直接頂到被接觸體的電極11a上。針式探頭6發出的電氣信號，通過導電性螺旋彈簧5從上側針式探頭7傳遞到引線9的端面9b(即信號傳送線的一端)上，再通過引線9傳遞給外部回路10。如此構成的導電性針式探頭不必采用以往那種為插入管狀接線柱而縮小直徑尺寸的細徑引線，所以，引線9也不必使用電阻在2Ω以上、直徑在0.07mm以下的導線，而可以采用直徑在0.08mm以上的導線。例如采用直徑為0.08～0.09mm的導線時，扁平部9a的寬度(d+α)則為0.10～0.11mm，即使間距因細密化的要求而達到0.15mm左右，其相鄰導電性觸頭之間也不會產生干涉，由此可構成夾持孔8a。關于扁平部9a與夾持孔8a之間的關系，最好是扁平部9a不發生變位的過盈配合。當然也可用粘著劑固定。由于存在加工誤差，扁平部9a在夾持孔8a內即使稍有活動，因針式探頭7被彈簧頂住仍能保持接觸狀態，故不會產生任何問題。上述圖示的實例，是在一塊配線板8上，使夾持孔8a與引線引出孔8b之間形成臺階構成貫通孔。還可以采用圖3所示的實例，即由兩塊疊板12、13構成上部構件4，在下部疊板12上開設相當于夾持孔8a的大口徑貫穿孔12a，而在上部疊板13上開設相當于引線引出孔8b的小口徑引線貫穿孔13a，其效果與上述實例相同。同時還可使各疊板的開孔加工一次性完成，使加工更趨容易。上述圖示的實例結構，是在壓縮螺旋彈簧5的兩端分別設有針式探頭6、7，由兩端可動針式探頭構成了導電性觸頭。此外，還可以采用單側設有可動針式探頭的結構。圖4為其一例，圖中符號與上述實例相同。
在圖4所示的實例中，只在壓縮螺旋彈簧5的一側螺旋端部聯結有針式探頭6，另一側螺旋端部5a則直接與引線9的端面9b相接。這種情況仍可適用本項發明介紹的引線端部形狀，其效果與上述實例是相同的。關于與引線9的端面9a(應為9b，原文有誤)相接觸的螺旋端部的形狀，并不只限于上述實例介紹的直線形狀。還可以采用使接觸端面變得尖銳的圓錐形狀，使圓錐狀的頂部與引線9的端面9b相接。
本項發明也可適用于由導管作為夾具的導電性觸頭，其實例示于圖5、圖6。圖中符號與上述實例相同。在圖5所示的實例中，導管14嵌入在中部構件3內，在導管14內設有壓縮螺旋彈簧5及兩個導電性針式探頭6、7。為防止兩個導電性針式探頭6、7脫落，在導管14的軸向兩端形成了徑向向內彎曲的內突緣部。采用這種導電性觸頭，可得到與上述實例相同的效果，同時還可提高往中部構件3上安裝壓縮螺旋彈簧5和兩個導電性針式探頭的可操作性。在圖6所示的實例中，導管15內也設有與引線9的扁平部9a。為決定引線側針式探頭的位置并防止其脫落，將導管15的中部沿徑向拉深加工出內凸部15a；將導管15的容納扁平部9a一側的端部加工出向徑向彎曲的內突緣部，從而防止扁平部9a脫落。這樣便得到了與圖5實例同樣的效果。同時還可單獨使用。當然，當多數配置時，若導管15采用非導電性材料構成，則相鄰之間可以緊密配置，也能適用于小間距場合。
權利要求
1.一種導電性觸頭，其特征是設有導電性針式探頭、能使上述針式探頭沿軸向自由活動的支撐夾具，以及能向外部回路發出電氣信號的信號傳送線，該信號傳送線發出的電氣信號是由針式探頭的突出端與被接觸體接觸時發出的，信號傳送線是由單線構成，信號傳送線的一端設在夾具內并將該端的一部分加工成扁平狀，同時，在夾具的端部開有開口，其開口的大小既能穿過信號傳送線的引線又能防止扁平部脫落。
2.根據權利要求1所述的導電性觸頭，其特征是夾具的端部可以由開有貫穿孔的構件構成，貫穿孔則由容納信號傳送線扁平部的大口徑孔和能穿過信號傳送線而又能防止扁平部脫落的小口徑孔連接而成。
3.根據權利要求1所述的導電性觸頭，其特征是夾具的端部由兩塊疊板構成；第一塊疊板上設有容納扁平部的大口徑貫穿孔，第二塊疊板上設有既能穿過信號傳送線又能防止扁平部脫落的小口徑貫穿孔。
全文摘要
一種導電性觸頭,在不必極端縮小引線直徑的前提下即能適應細密的間距。在中部構件3(由三層疊積的)上開設貫穿孔3a,孔內設有可沿軸向自由活動的壓縮螺旋彈簧5及其兩端聯結的針式探頭6、7的各殼體6a、7a。在上部構件4的上面還疊積著配線板8,其上開有夾持孔8a。夾持孔8a內容納著引線9端部加工成橢圓形構成的扁平部9a,通過配線板上開設的引線引出孔8b來防止扁平部9a脫落。將信號傳送線的一端簡單加工成扁平部,除可防止其脫落外,還可省去管狀接線柱,從而不必使用直徑過細的信號傳送線,防止了導線電阻的增大,并實現了對細密化間距的適用性。
文檔編號G01R1/067GK1372643SQ00807899
公開日2002年10月2日 申請日期2000年5月26日 優先權日1999年5月28日
發明者石川重樹, 山田佳男 申請人:日本發條株式會社