超大电流用弹簧针的制作方法

1.本发明涉及一种可传送超大电流的弹簧针。


背景技术：

2.以往通常的弹簧针(pogo pin))在加压通过弹簧支撑的探针的末端时，因其不稳定性，使得探针稍微倾倒而导致探针的一部分与外筒相接，并且，因如上述的接触，形成探针与外筒之间的电性通道。例如，在弹簧针的上下两端形成探针(上部探针及下部探针)时，电路径由上部探针-外筒-下部探针的路径构成，并且，因探针的倾倒而能够使得探针与外筒之间接触，因此，以往的弹簧针的接触阻抗的分散较大，必然导致接触阻抗较大，从而，难以传送超大电流。
3.为了解决上述的问题，研发了各种结构的变形的弹簧针或接合销，并且，需要开发一种既能够维持或提高冲程、弹簧力、集成度(小型化)、耐久性、稳定性等物理特性，还具备超大电流或超低阻抗等电特性的弹簧针。
4.以上说明了以往技术的问题点和课题，本发明的技术领域的普通技术人员非不言自明上述的问题和技术问题。


技术实现要素：

5.发明要解决的技术问题
6.本发明的目的为提供一种不失去弹簧针的物理特性的同时电特性更加优秀，或不失去电特性的同时还能够提高物理特性的弹簧针。
7.本发明的另一目的为提供一种制造过程更加简单、节约费用的弹簧针。
8.解决问题的技术方案
9.根据本发明的一实施例的弹簧针，作为形成有内置弹性支撑探针的弹簧30并导引所述探针的滑动的外筒40的超大电流用弹簧针，所述探针包括：小径部和大径部，所述大径部与所述小径部一体地连接，外径相比所述小径部更大，并且，位于所述外筒40的内部，并且，包括套筒20,10'，其包括：包裹所述探针的大径部并与所述大径部结合固定的圆筒形结合部和从所述圆筒形结合部延伸且与所述外筒40的内周面弹性接触并可滑动的多个电刷。
10.在所述弹簧针中，所述探针和所述套筒都是加工平板材料而制成，并且，所述套筒是加工相比所述探针更薄的平板材料而形成。
11.在所述弹簧针中，所述套筒是加工平板材料而制成，与所述外筒40的内周面弹性接触的所述电刷的接触面是来源于非所述平板材料的截断面的所述平板材料的一侧平面。
12.在所述弹簧针中，在所述套筒的圆筒形结合部的下端形成有一部分被冲孔而向内侧弯曲的挂接棱21a；所述挂接棱21a在弹簧针压缩时防止所述探针的大径部的一端向所述套筒20的外侧脱离。
13.在所述弹簧针中，所述探针是将圆柱形材料切削而形成，所述套筒是加工平板材料而形成。
14.在所述弹簧针中，所述探针在所述大径部的相反侧还形成有头部，其从所述小径部延伸，外径相比所述小径部更大，位于所述外筒40的外部，并且，在所述头部的上面形成有接触部14'，其通过切削形成尖尖的凸起的排列，以使与外部接触。
15.在所述弹簧针中，在所述探针的大径部形成有沿着圆周向内侧切削的第1圆形沟槽e1，在所述套筒的圆筒形结合部形成有沿着圆周向内侧弯曲的第2圆形沟槽e2，所述第2圆形沟槽e2安置在所述第1圆形沟槽e1,从而，使得所述探针与所述套筒相互固定。
16.在所述弹簧针中，在所述套筒20的圆筒形结合部21的上方形成有收紧部23；所述收紧部23在弹簧针拉伸时防止所述探针10的大径部12的另一端向所述套筒20的外侧脱离。
17.根据本发明的一实施例的弹簧针，作为形成有内置弹性支撑探针50的弹簧60并导引所述探针50的滑动的外筒70的超大电流用弹簧针，所述探针50包括：小径部51；大径部52，其与所述小径部51一体地连接，外径相比所述小径部51更大；多个电刷53，其从所述大径部52延伸，与所述外筒40的内周面弹性接触并可滑动，并且，所述探针50是加工平板材料而形成。
18.在所述弹簧针中，与所述外筒40的内周面弹性接触的所述电刷53的接触面是来源于非所述平板材料的截断面的所述平板材料的一侧平面。
19.在所述弹簧针中，所述平板材料加工成使得所述探针50中所述电刷53的厚度t2相比所述小径部51及所述大径部52的厚度t1更薄。
20.在所述弹簧针中，所述电刷53包括：针臂53a，其在所述大径部52的圆周上沿着长度方向较长地延伸；滑动接触部53b，其与所述针臂53a的自由端一体地形成，并与所述外筒40的内周面弹性接触。
21.在所述弹簧针中，所述滑动接触部53b具有与所述外筒7的内周面接触的弯曲部分。
22.在所述弹簧针中，所述外筒70也是加工平板材料而制成，在所述外筒70形成有在所述外筒70的圆周上向内侧压入而形成圆形的凸起的圆形凸起部b，由此，使得所述大径部52与所述小径部51之间的第1阶梯部a1被挂接，而防止所述探针50向所述外筒70的外部脱离。
23.在所述弹簧针中，所述外筒70以所述外筒70的圆形凸起部b界限包括：第1圆筒部71，其导引所述大径部52并提供所述电刷53滑动的内周面；第2圆筒部72，其与所述第1圆筒部71结合，形成于所述外筒70的一侧或两侧端部，并且，所述第1圆筒部71和所述第2圆筒部72的内径相同。
24.在所述弹簧针中，所述探针50还包括从所述小径部51形成第2阶梯部a2后延伸的接触部54，并且，所述接触部54的内径相比所述小径部51的内径更小，而使得所述弹簧60的一端被所述第2阶梯部a2支撑。
25.发明的效果
26.根据本发明的一实施例，具有如下效果：能够使用增大电刷的弹性变形范围，具有更短的长度的电刷,并且，无需大幅加大弹簧针的长度，也能够通过使用电刷而提高弹簧针的特性。
27.根据本发明一实施例，具有如下效果：无需在以往弹簧针的制造过程中需要的塞缝(calking)，从而，降低不良率，大幅节省制造费用。
28.根据本发明一实施例，具有如下效果：其为在探针的内部允许弹簧通过的结构，因此，能够使弹簧的长度形成得更长，弹簧的冲程更长。
附图说明
29.图1至图3为本发明的第1实施例的超大电流用弹簧针，图1为表示外观的立体图；图2为分解立体图；图3为垂直截面图。
30.图4至图6表示本发明的第2实施例的超大电流用弹簧针的结构；图4为表示外观的立体图；图5为分解立体图；图6为截面图。
31.图7至图8为将本发明的第1实施例的超大电流用弹簧针变形的变形例；图7为表示外观的立体图；图8为分解立体图；图9为垂直截面图。
具体实施方式
32.下面参照附图详细说明本发明的实施例，以便本发明的技术领域的普通技术人员容易地实施。但，本发明可以各种不同的形态实施，并非限定于在此说明的实施例。并且，为了明确地说明本发明，在附图中省略了与说明无关的部分，在整篇说明书中对于类似的部分使用了类似的名称和附图符号。
33.图1至图3为本发明的第1实施例的超大电流用弹簧针，图1为表示外观的立体图；图2为分解立体图；图3为垂直截面图。
34.本发明的第1实施例的弹簧针，包括：探针10、套筒20、弹簧30及外筒40。除了弹簧30之外的探针10、套筒20及外筒40是加工平板材料而制造。
35.外筒40用于内置能够弹性支撑探针10的线圈型弹簧30，导引探针10的滑动，并且，在弹簧30的压缩及拉伸时导引弹簧30。本发明的第1实施例示例了在一方向形成有探针10，从而，探针10的一部分在外筒的一方向(上方)向外部露出，并且，裸露部分根据状况而变化。外筒的另一方向(下方)被底面的圆盘部41闭塞，并且，由平板材料加工制造的外筒中，在外筒的圆筒部43的下端一侧，圆盘部41与圆筒部43物理性地连接，并且，在连接圆盘部41的相反侧，从圆盘部41延伸的挂钩42以弯曲的状态安置在圆筒部43的下端形成的挂钩槽h，从而，将圆盘部41固定在圆筒部43。
36.例如，将弹簧针适用于插座时，弹簧针的探针10更详细地探针10的接触部14是为了与半导体元件的端子接触，并且，包括圆盘部41的外筒40的下端是为了直接与pcb板接触，或以焊接方式接触。并且，根据需要还存在外筒40的外壁与其他接触部接触的情况。
37.本发明的第1实施例示例在一方向形成有探针10，作为另一实施例，也可在弹簧针的两方向，即长度方向的两侧形成有探针10。此时，根据使用目的即可根据接触的对方，探针10的接触部14的形状可适用王冠形状、圆锥形状及圆筒形状等各种形状。
38.探针10大致为具有阶梯差的圆筒形状，小径部11及大径部12分别形成圆筒形状。探针10的大径部12与小径部11一体地连接且外径相比小径部11更大，位于外筒40的内部。小径部11的与大径部12延伸的方向的相反侧，从小径部11延伸形成有接触部14。
39.探针10在小径部11与大径部12的之间形成有阶梯部(a1)，弹簧30的外径大于小径部11的内径且小于大径部12的内径，从而，弹簧30通过大径部12被小径部11的下端支撑。探针10的大径部12为用于探针10的导引功能，同时允许弹簧30通过的结构，因此，能够形成更
长的弹簧30的长度和更长的弹簧的冲程。从而，相比弹簧针的长度形成更长的冲程。
40.套筒20是本发明的最重要的特征之一，其包括：圆筒形结合部21，其包裹探针10的大径部12并与大径部12结合固定，且大致为圆筒形状；多个电刷22，其从该圆筒形结合部21延伸并与外筒40的内周面弹性支撑，且能够滑动。
41.在圆筒形结合部21的上方形成有收紧部23，收紧部23相对于套筒的长度方向以大约90
°
弯曲而包裹探针10的阶梯部(a1)，并且，能够防止在弹簧针的拉伸时探针10的大径部12向套筒20的外侧脱离。
42.在套筒20的圆筒形结合部21的下端形成有一部分被冲孔而向内侧弯曲的挂接棱21a，其大致以字形状冲孔，并且，在套筒20的长度方向中形成有电刷22的一侧形成未冲孔的边。从而，挂接棱21a的自由端向套筒20的上方且向内侧弯曲，并且，在组装探针10与套筒20时，挂接棱21a使得探针10的大径部12容易向套筒20的圆筒形结合部21内进入，同时在组装后弹簧针的使用过程中，挂接棱21a能够防止弹簧针的压缩时探针10的大径部12的一端(下端)向套筒20的外侧脱离。
43.组装之后探针10和套筒20形成一体化，并且，被弹簧30支撑的状态下，能够一体地由上下方向进行往复运动。
44.电刷22从圆筒形结合部21延伸，并且，在圆筒形结合部21的下端圆周上竖立设置多个，例如以等间隔设置10个。在邻接的电刷之间形成有空间，电刷的固定端与圆筒形结合部21结合，电刷的自由端或包括自由端的近处的部分与外筒40的内周面弹性接触。
45.探针10和套筒20等均为加工平板材料而制成。与外筒40的内周面弹性接触的电刷22的接触面是来源于非平板材料的截断面的平板材料的一侧平面。由此，当电刷起到针臂的作用时，使得针臂的厚度较薄地形成。
46.套筒20是加工相比探针10较薄的平板材料而制成，套筒20的厚度形成地相比探针10的厚度更薄。因套筒的厚度相比探针更薄，套筒的收紧部23的弯曲部分形成更小的曲率半径，从而，能够使得一体化的探针及套筒更加牢固地挂接在形成于外筒40的圆筒部43与入口部44的之间的阶梯部(a2)，而完全防止向外部脱离。
47.并且，较薄的套筒20能够增大电刷22的弹性变形范围，从而，能够使用具有较短长度的电刷，由此，无需增大弹簧针的长度，或无需大幅增大也能够通过使用电刷而提高弹簧针的电特性。
48.将套筒20向外筒40插入之前，套筒20的电刷22要向外侧弯曲才能够在组装后使得电刷22与外筒40形成需要的弹性接触。但，如果形成要求标准以下的的弹性变形范围，在组装后存在发生套筒20的塑性变形和不良的问题。
49.例如，当套筒20的厚度减少至1/2时，电刷的弹性范围增加8倍。假设要在不减少套筒20的厚度的情况下达到相同的弹性变形范围，需要大幅增加电刷的长度，并且，考虑到能够保障探针自由地上下往复移动的剩余空间时，弹簧针的长度则过长。根据本发明的第1实施例，适用单独地与探针组装的套筒，从而，便于使用相比探针更薄的套筒，并且，具有无需增加或大幅增加弹簧针的长度，也能够使用电刷提高弹簧针的电特性的效果。
50.图4至图6表示本发明的第2实施例的超大电流用弹簧针的结构；图4为表示外观的立体图；图5为分解立体图；图6为截面图。
51.为了便利图4至图6中说明了探针形成于弹簧针的两端的形态，但，不言而喻，具有
相同的特征并只形成于弹簧针的一端的形态也属于本发明的范畴。在关于第2实施例的说明中，可省略与第1实施例的结构类似的部分，并且，还可借用在第1实施例中存在的结构。
52.本发明的第2实施例的弹簧针，包括：分别位于两端的两个探针50、弹簧60及外筒70，并且，除了弹簧60之外，两个探针50及外筒是加工平板材料而制造。
53.外筒70内置用于弹性支撑探针10的线圈型弹簧60，导引探针10的滑动，并且，在弹簧60的压缩及拉伸时导引弹簧60。组装后，外筒70能够防止在弹簧60的弹性力作用下探针50以既定的范围以上从外筒70脱离，并且，在弹簧针的压缩及拉伸时，导引探针及弹簧。
54.外筒70以圆形凸起部(b)为界限，包括：第1圆筒部71，其导引探针50的大径部52，并提供探针50的电刷53滑动的内周面；第2圆筒部72，其与所述第1圆筒部71结合，并形成于外筒70的一侧端部或两侧端部(图示的实施形态)。
55.外筒70也加工平板材料而制成，外筒70在外筒70的一侧或两侧形成有在圆周上向内侧压入而形成圆形的凸起的圆形凸起部(b)，其用于挂接形成于探针50的大径部52与小径部51之间的第1阶梯部(a1)，从而，能够防止探针50向外筒70的外部脱离。
56.但，特别地，本发明的第2实施例的特征为第1圆筒部71和第2圆筒部72的内径相同地形成。从而，相比探针50的大径部52与第1圆筒部71之间的间隔，探针50的小径部51与第2圆筒部72之间的间隔稍大而略显奇怪，但，上述的特征具有使得弹簧针的组装工艺更加容易的优点。
57.在以往弹簧针的制造过程中，需要一种与弹簧的弹力进行抵抗而使探针位于外筒内之后，将外筒的末端收紧以防止探针向外筒外脱离的塞缝(calking)。塞缝与各个部件的制造单独地只能在组装过程中执行，并且，在抑制弹簧的弹力的状态下执行，需要精密的作业，因此，工艺难度较高、工艺费用昂贵。
58.但，根据本发明，第2外筒部72的内径和第1圆筒部71的内径相同，因此，在组装探针和外筒时，探针50的大径部52容易向外筒入口的第2外筒部72进入(电刷以收紧或未收紧的状态向第2外筒部进入),当遇到圆形凸起部(b)时可稍微张开由平板材料制成的外筒而越过，因此，容易向外筒内部进入，从而，无需在以往弹簧针的制造过程中所需的塞缝(calking)，而具有降低不良率，大幅节省制造费用的效果。
59.在外筒的一个位置形成有一部分被冲孔且自由端以从外筒延伸的状态向外侧突出弯曲的卡止凸起(d)，并且，卡止凸起(d)能够防止将弹簧针搭载于插座主体(外壳)等时安置在插座主体的孔后，在制造过程中弹簧针从插座主体脱离。以往插座主体(外壳)需要上部外壳及下部外壳即两个外壳，将弹簧针容纳在一侧后叙将两个外壳结合，但，如果使用卡止凸起(d)，具有能够通过单一的外壳容纳弹簧针的优点。
60.探针50包括：小径部51，其外径相比大径部52更小；大径部52，其与所述小径部51一体地连接，外径相比小径部51更大；接触部53，其用于与外部电性接触；多个电刷53，其从大径部52延伸并与外筒40的内周面弹性接触，能够滑动。大径部52的主要作用是使得探针以直立的状态被外筒导引。
61.探针50也是加工平板材料而制成，探针50在向外筒外进出入的小径部51与在外筒的内部进行上下往复的大径部52的之间形成第1阶梯部(a1)。如上述地，第1阶梯部(a1)被挂接在外筒的圆形凸起部(b)而防止探针50的脱离。并且，具有从小径部51形成第2阶梯部(a2)后延伸的接触部54，如图6所示，接触部54的内径相比小径部51的内径更小，从而，弹簧
60的一端被第2阶梯部(a2)支撑。并且，根据使用目的即根据接触的对方，探针50中接触部54的形状可适用王冠形状、圆锥形状及圆筒形状等各种形状。
62.通过由平板材料加工形成的小径部51,大径部52及电刷53的内侧空间，允许弹簧的插入通过，从而，能够容易地形成具有充分的长度的弹簧，而提供充分的冲程。
63.电刷53在大径部52的圆周上如图所示形成阶梯差(第3阶梯部(a3))后延伸或无阶梯差地延伸。电刷53沿着大径部52的圆周竖立设置多个，并且，包括：针臂53a，其在大径部52的圆周上向长度方向较长地延伸；滑动接触部53b，其与所述针臂53a的自由端一体地形成，与外筒40的内周面弹性接触的状态可滑动。
64.滑动接触部53a形成有向外筒70的内周面以锔子形状或半圆形状等弯曲而与内周面接触的弯曲部分，并且，滑动接触部53a的末端向中心侧稍微倾斜的角度形成，以便在组装时能够更加容易地向外筒插入。
65.并且，与外筒40的内周面弹性接触的电刷53的接触面(接触部的接触面)是来源于非平板材料的截断面的平板材料的一侧平面。从而，能够使得针臂的厚度形成地较小。
66.根据本发明的探针50中，电刷53的厚度(t2)相比小径部51及大径部52的厚度(t1)更薄地加工金属平板材料而制成。厚度变化的位置可在大径部52的末端、或电刷53的入口或准确地在两者之间，但，任何一种情况都属于上述的范围。优选地，包括第3阶梯部(a3)而形成较厚的厚度(t1)。
67.小径部51、大径部52及电刷53均为一体地形成，并非分别制造平板材料后结合，也可使得其厚度如上述地不同地形成，为此，能够使在探针的制造工艺中通过冲压工艺等形成电刷的相应部分更薄地加工。
68.第1实施例中，使用了与探针单独形成的套筒而形成了较薄的厚度，但，在第2实施例中电刷与探针一体地形成，而形成较薄的厚度。
69.较薄的电刷能够增大其弹性变形范围，从而，能够使用具有更短的长度的电刷，由此，具有即使不加长弹簧针的长度，或不大幅地加长，也能够通过使用电刷提高弹簧针的电特性的效果，有关其的详细说明将引用第1实施例的有关说明。例如，将厚度减少25％时，弹性变形范围大约增加2.37倍。
70.以下，简单说明弹簧针的制造方法，并说明制造第2实施例的探针的过程，并且，其他部件即第1实施例的部件或第2实施例的外筒等可通过此类说明而容易类推实施。
71.首先，利用基于探针的展开图的模具，将薄板形状的金属平板材料进行冲孔而制造以预先制定的展开图形状冲切的平板形状的中间产品。
72.并且，如上述地，通过冲压工艺压缩将要形成电刷的部分而使其变地更薄，并再次利用相同模具进行冲孔，从而，通过上述的冲压工艺加工成扩张外廓线的中间产品的形状，该第二个冲压工艺也可省略。并且，可形成通过压印工艺弯曲的滑动接触部和阶梯部(其也可通过后续的辊压工艺形成)等，之后通过辊压工艺卷曲成圆筒形状，而制造出如图5及图6所示的形状的探针。上述的工艺可通过级进冲压进行。
73.图7至图8为将本发明的第1实施例的超大电流用弹簧针变形的变形例；图7为表示外观的立体图；图8为分解立体图；图9为垂直截面图。
74.本发明的变形例与第1实施例的弹簧针类似，因此，大幅省略相同或类似的部分的说明。根据变形例的弹簧针包括：探针10'、套筒20'、弹簧30及外筒40。除了弹簧30及探针
10'之外的套筒20'及外筒40是加工平板材料而制造。
75.将弹簧针适用于插座时，弹簧针的探针10'，详细地探针10'的接触部14'是为了与半导体元件的端子接触。
76.探针10'是将圆柱形材料切削而形成，其为形成阶梯差的大致圆柱形状。探针10'的小径部11'、头部13'及大径部12'也分别形成大致圆柱形状，探针10'的大径部12'与小径部11'一体地连接，外径相比小径部11'更大，且位于外筒40的内部。在小径部11'的延伸大径部12'的方向的相反侧，从小径部11'延伸而形成头部13'。在头部13'的上面形成有接触部14'，其为了与外部接触，通过切削形成尖尖的凸起的排列。尖尖的凸起以二维平面排列，其通过切削加工以格子形状形成v字形凹槽，而形成凸起的排列。
77.探针10'的大径部12'的下端形成圆锥形形状，从而，能够稳定地支撑弹簧30的上端。从弹簧30的中间部分越向上端，外径变得越小，从而，在组装探针和弹簧时，能够减少探针与弹簧之间的干扰，还能够更加顺利地组装。
78.在探针10'的大径部12'形成有沿着圆周向内侧切削的第1圆形沟槽(e1)，在套筒20'的圆筒形结合部21'形成有沿着圆周向内侧弯曲的第2圆形沟槽(e2)。第2圆形沟槽(e2)被安置在第1圆形沟槽(e1)，而使得探针10'与套筒20'相互固定。即，组装后探针10'和套筒20'形成一体化，并且，在被弹簧30支撑的状态下，一体地由上下方向进行往复运动。