一种弹性扁平探针的制作方法

1.本实用新型属于信号传输及测试技术领域，具体涉及一种弹性扁平探针。


背景技术：

2.在液晶面板、集成电路等电子部件模块的制造工序中，往往需要进行导通检测和动作特性检查等过程，这通常需要使用探针将电子部件模块的主体基板与fpc接触电极对应连接，或者将基板的电极部与检测装置对应连接，进而完成相应的检测工作。
3.目前，常用的探针具有能够与电子部件的电极端子和被连接电子部件的电极端子分别接触的一对触头，以及一对触头之间连接的弹性部。探针通过弹性部确保触头与电子部件的电极端子和被连接电子部件的电极端子之间的接触压力，提高针对电子部件的电极端子和被连接电子部件的电极端子的接触可靠性。常见的弹性部外形多为s形、蛇形，由水平设置的直线部和分设于直线部两端的弯曲部交替连接组成，且弹性部中往往设置有多个平行设置的弹性带，且弹性带之间的间距往往较小，导致各弹性带在两触头处的连接较为集中，使得两触头在受探针宽度方向作用力时，极易发生偏转变形。
4.在现有技术中，为了避免触头相对于弹性部发生探针宽度方向上的偏转，往往针对弹性部设置有限位机构或者增加弹性带与触头的连接强度，确保探针的两触头仅在探针长度方向上往复运动而不发生偏转运动。不过，上述结构的设置，不仅占用了弹性部的设置空间，而且使得探针的成型、使用过程更加复杂，增加了探针的制备成本和应用成本。


技术实现要素：

5.针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本实用新型提供了一种弹性扁平探针，能够在保证探针信号传输效率的同时，提升探针使用的稳定性和可靠性，减少探针两端触头的横向偏转，延长探针的使用寿命。
6.为实现上述目的，本实用新型提供一种弹性扁平探针，包括探针长度方向上依次设置的针尖部、弹性部和针尾部；所述针尖部包括针尖接触端和连接弹性部一端的针尖连接端；所述针尾部包括针尾接触端和连接所述弹性部另一端的针尾连接端；
7.所述弹性部在所述针尖部与所述针尾部之间弯曲延伸，其两端分别通过端部连接区段连接所述针尖连接端和所述针尾连接端，且两端部连接区段之间设置有至少一组弧形区段；
8.所述弧形区段在探针宽度方向上弯曲延伸，其至少包括间隔设置的第一弧形单元和第二弧形单元；且相邻两弧形区段的端部之间通过沿探针长度方向的直线区段连接；
9.所述端部连接区段中设置有与所述弧形区段中弧形单元数量相同的连接筋；所述连接筋中包含至少一个竖向连接筋和至少一个斜向连接筋；所述竖向连接筋沿探针长度方向延伸，所述斜向连接筋沿与探针长度方向相交的斜向延伸，两连接筋相互靠近的端部分别连接弧形单元，且两连接筋相互背离的端部分别连接在所述针尖连接端上或者所述针尾连接端上。
10.作为本实用新型的进一步改进，所述针尖连接端和/或所述针尾连接端沿探针宽度方向延伸设置。
11.作为本实用新型的进一步改进，所述竖向连接筋和所述斜向连接筋相互背离的端部分别连接在所述针尖连接端或者所述针尾连接端的两端。
12.作为本实用新型的进一步改进，所述第一弧形单元与所述第二弧形单元之间设置有至少一个额外弧形单元；
13.相应地，所述竖向连接筋与所述斜向连接筋之间设置有对应数量的额外连接筋；所述额外连接筋沿斜向延伸或者沿探针长度方向延伸。
14.作为本实用新型的进一步改进，所述弹性部中形成有至少两根连续弯曲延伸的弹性带；所述弹性带的宽度为0.03mm～0.20mm。
15.作为本实用新型的进一步改进，相邻两所述弹性带之间的间距为0.05mm～0.10mm。
16.作为本实用新型的进一步改进，所述弧形区段为探针长度方向上间隔设置的多组，且相邻两组弧形区段之间的间距为0.5mm～1.0mm。
17.作为本实用新型的进一步改进，所述竖向连接筋连接在所述针尖连接端靠近所述针尖接触端的一端。
18.作为本实用新型的进一步改进，所述针尖接触端与所述针尖连接端正交设置，其背离所述针尖连接端的端部设置有针尖，用于与对应导通转接组件抵接导通。
19.作为本实用新型的进一步改进，所述针尾接触端包括设置在所述针尾连接端背离所述弹性部一侧的若干接触凸台，用于与对应导通转接组件抵接导通。
20.上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
21.总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有的有益效果包括：
22.(1)本实用新型的弹性扁平探针，其通过优选设置弹性扁平探针中的弹性部结构，利用弹性部结构中弧形区段、端部连接区段和直线区段的对应设置，实现了探针导通过程中的针尖部和针尾部的可靠支撑，使得直线区段可以更好地传递探针长度方向上的受力，确保针尖部和针尾部在受到抵接作用力时的力传递稳定性，减少针尖部和针尾部的偏转变形，充分保证探针使用过程中的稳定性和准确性，延长探针的使用寿命。
23.(2)本实用新型的弹性扁平探针，其通过优选弧形区段的设置层数、弧形单元的设置间隔、弧形单元的弯曲半径等参数，可以形成多种规格的探针，满足不同应用场景下的可靠应用，提升弹性扁平探针的适用范围，保证不同应用场景下探针导通过程的稳定进行。
24.(3)本实用新型的弹性扁平探针，其结构简单，设置简便，通过弹性部中端部连接区段、弧形区段、直线区段的对应设置，使得针尖部与针尾部之间的受力传递更加稳定，避免两者相对弹性部的横向偏转，保证高速信号传输的同时，提升探针使用的稳定性，延长探针的使用寿命，具有较好的实用价值和应用前景。
附图说明
25.图1是本实用新型实施例1中弹性扁平探针的结构示意图；
26.图2是本实用新型实施例2中弹性扁平探针的结构示意图；
27.图3是本实用新型实施例3中弹性扁平探针的结构示意图；
28.图4、5是现有技术中两种同类型探针的结构示意图；
29.在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：
30.1、针尖部；2、弹性部；3、针尾部；
31.101、针尖接触端；102、针尖连接端；1011、针尖；1012、镂空孔；201、端部连接区段；2011、竖向连接筋；2012、斜向连接筋；202、弧形区段；2021、第一弧形单元；2022、第二弧形单元；203、直线区段；2031、第一直线单元；2032、第二直线单元；301、针尾连接端；302、针尾接触端。
具体实施方式
32.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
33.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
34.此外，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者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
35.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
36.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
37.实施例：
38.请参阅图1，本实用新型优选实施例中的弹性扁平探针呈扁平状平板形式，其包括沿探针长度方向依次设置的针尖部1、弹性部2和针尾部3，利用针尖部1和针尾部3的端部分别抵接待导通设备的导通位置，实现对应设备的导通。
39.具体而言，优选实施例中的针尖部1包括针尖接触端101和针尖连接端102，其中，
针尖接触端101沿探针长度方向延伸，针尖连接端102在与针尖接触端101相交的方向上延伸并与针尖接触端101的一端连接。
40.更具体地，针尖接触端101背离针尖连接端102的一端设置为针尖1011，用于与对应设备上的导通连接组件抵接并将探针与之导通。在实际设置时，针尖1011的设置形式可以根据实际情况优选，例如设置为波浪形、锯齿形、三角形、圆头形等多种形式，也可根据其抵接产品的特殊形状设计成其他形状，或者基于增加测试过程中探针能与产品接触面尽量大而设计为特定形式，在此不做赘述。
41.在优选实施例中，针尖连接端102与针尖接触端101正交设置，如图1中所示，且针尖连接端102背离针尖接触端101的一侧连接弹性部2的一端。
42.进一步地，优选实施例中的针尾部3包括针尾连接端301，其在与探针长度方向相交的方向上延伸，一侧与弹性部2的另一端连接，另一侧为用于抵接设备的针尾接触端302。在优选实施例中，针尾连接端301的延伸方向与探针长度方向垂直，即在图1中水平设置，此时，针尾连接端301与针尖连接端102平行设置。此外，优选实施例中的针尾接触端302包括间隔设置的多个接触凸台，各接触凸台分别设置在针尾连接端301背离弹性部2的一侧，并分别沿探针长度方向延伸。
43.更详细地，优选实施例中的接触凸台端部设置为梯形结构，如图1中所示，此时，梯形凸台结构处于倒置状态，且接触凸台以其梯形凸台短边与对应设备的导通转接配件接触。在实际设置时，接触凸台的设置数量可以根据实际需要进行优选，例如设置为如图1中所示的间隔设置的两个，也可以仅设置一个或者多于两个。
44.进一步地，优选实施例中的弹性部2如图1中所示，其包括分设于探针长度方向两端的两个端部连接区段201和设置于两端部连接区段201之间的若干弧形区段202。其中，端部连接区段201用于弹性部2与针尖连接端102或者针尾连接端301的连接；弧形区段202作为弹性部2的主要弹性变形区段，其在探针横向上弯曲延伸，用于探针两端抵接受力时发生弹性变形，将针尖部1与针尾部3抵紧在对应导通转接配件上，保证设备导通连接的可靠性。
45.具体而言，端部连接区段201包括沿探针长度方向延伸的竖向连接筋2011和沿与探针长度方向相交的斜向延伸的斜向连接筋2012。以弹性部2与针尖部1的连接为例，此时，竖向连接筋2011和斜向连接筋2012的一端与针尖连接端102的一侧连接，另一端与一组弧形区段202的端部连接；显然，此时的弧形区段202包括两个弧形单元，即第一弧形单元2021和第二弧形单元2022。
46.更详细地，竖向连接筋2011与斜向连接筋2012分别连接在针尖连接端102相互背离的两端，保证针尖连接端102受力支撑的稳定性，确保针尖连接端102仅沿探针长度方向往复伸缩变形，避免针尖部1的受力偏转。进一步地，竖向连接筋2011设置在针尖连接端102靠近针尖接触端101的一端，如图1中所示。
47.可以理解，当弧形区段202包括更多弧形单元，以三个弧形单元为例，此时，端部连接区段201中设置有对应数量的连接筋，在斜向连接筋2012与竖向连接筋2011之间还设置有额外连接筋，该额外连接筋可以为竖向形式，也可以是斜向形式，其一端连接在针尖连接端102上，另一端连接第一弧形单元2021和第二弧形单元2022之间的额外弧形单元端部。
48.在实际设置时，弧形区段202中的各弧形单元分别平行设置，且弧形区段202的曲率中心优选位于针尖部1一侧，即弧形区段202形成的凸出部指向针尾部3一侧。同时，当弧
形区段202设置为多组时，多组弧形区段202优选平行设置，以图1中为例，此时，弧形区段202设置为4组，相邻两组弧形区段202之间通过沿探针长度方向的直线区段203连接。
49.在图1中，直线区段203包括平行设置的第一直线单元2031和第二直线单元2032，分别用于相邻两组弧形区段202中弧形单元的端部连接；可以理解，位于内侧的第二直线单元2032的长度小于位于外侧的第一直线单元2031长度，确保两直线单元之间的横向(探针宽度方向)间距等于两弧形单元之间的间距。通过多组弧形区段202的分层设置和弹性部2两端的两端部连接区段以及相邻两组弧形区段202端部之间直线区段203的连接设置，可以在针尖部1与针尾部3之间形成连续弯曲延伸的弹性部2，该弹性部2包括至少两条延伸设置的弹性带。
50.在实际设置时，弹性带的设置数量优选为2～3根，且各弹性带在延伸方向上的宽度优选相等，进一步优选为0.03mm～0.20mm。同时，相邻两弹性带之间的间隙优选为0.05mm～0.10mm，且弧形区段202的设置层数优选为1～6层，具体设置数量可根据实际需要并结合探针长度进行优选。
51.更进一步地，在优选实施例中，弧形区段202中各弧形单元的弯曲半径为1.5mm～3mm，且相邻两组弧形区段202之间的间距为0.5mm～1.0mm。另外，不难看出，弹性部2沿探针长度方向两端的弧形区段202与针尖部1或者针尾部3之间的间距可以通过控制竖向连接筋2011和斜向连接筋2012的长度来实现。在如图1所示的优选实施例中，弹性部2为多层式中心对称结构，其可以承受的压缩变形量优选为0.2mm～1.0mm，对应的压缩力为20gf～100gf。
52.在实际应用过程中，根据实际应用的需要，弹性扁平探针中弧形区段202的设置层数可以对应优选，例如设置为如图2、图3中所示的结构。
53.在图2中，弹性部2包含两组弧形区段202，两弧形区段202的端部之间通过一组直线区段203连接，而两弧形区段202的另一端分别通过端部连接区段201与针尖连接端102、针尾连接端301连接。
54.在图3中，弹性部2包含一组弧形区段202，此时，弧形区段202的两端分别通过端部连接区段201连接针尖连接端102和针尾连接端，形成短小的弹性扁平探针。
55.进一步地，通过将本技术中弹性扁平探针与两种现有技术中的探针进行对照实验，其中，实验组为本技术中的弹性扁平探针；对照组1、2分别为如图4、图5中所示的两种现有探针，在保持其他实验条件一致的情况下，实验数据如下表1～表3中所示。
56.表1探针压接30万次弹片衰减测试结果
57.序号实验组对照组1对照组216.61536.54496.434426.58946.59856.425536.6146.59866.436546.56286.58916.451756.60436.57776.464566.61376.60756.445276.62096.60726.434186.61716.59676.4487
96.61246.60836.4312106.61996.60186.4262衰减数据≤0.1≤0.1＞0.1
58.表2探针的阻抗测试结果
59.序号12345678910平均阻抗实验组22.719.317.917.214.318.415.614.817.618.918mω对照组132.125.726.726.323.726.124.720.622.721.625mω对照组22518.619.619.216.61917.613.515.614.518mω
60.表3探针的电流耐受测试结果
[0061][0062]
在上述三种测试过程中，分别针对各组测试对象选取了同一批次生产的10个同类型探针，以确保各组测试结果的准确性。同时，在实际测试时，选取的测试对象不同外，其余实验条件保持一致。
[0063]
进一步具体地，前述表1中进行的是探针压接30万次后的探针长度尺寸的衰减测试数据；通过分别选用10个实验例进行30万次压接测试并计算各实验例的探针长度衰减值，再以每组实验对象的衰减值求和算平均值，可以看出；对于实验组和对照组1中的探针，其衰减数据≤0.1，满足实际使用需求；但对照组2的衰减数据＞0.1，很难满足实际使用需求。
[0064]
同时，表2为探针的阻抗测试数据；通过对各组10个实验例进行阻抗测定并计算平均值，可以得出：实验组和对照组2中的弹性扁平探针的平均阻抗最低，分别为18mω左右；相比之下，对照组1中的探针平均阻抗为25mω左右，远大于弹性扁平探针的常用的最适阻抗值20mω，表明其探针在使用时需要施加更大地作用力，这在一定程度上会影响探针的使用寿命以及对待连接设备的连接器带来损坏风险。
[0065]
最后，表3为探针的电流耐受测试结果；其中，对于实验组中的探针而言，其探针烧熔的电流为5.5a左右；对照组1的烧熔电流为6.5a左右，对照组2的烧熔电流为3.5a左右，表明对照组2的电流耐受能力较差。虽然对照组1的电流耐受能力最好，但考虑到其平均阻抗较大，其实际使用时也存在一定的制约。
[0066]
综上，综合考虑探针的压接抗衰减能力、阻抗、电流耐受等因素，可以看出，本技术中的弹性扁平探针在各方面都呈现出较好的应用效果，相较于现有同类型的探针而言，功能性更强，使用效果更好。
[0067]
本实用新型中的弹性扁平探针，其结构简单，设置简便，通过弹性部中端部连接区段、弧形区段、直线区段的对应设置，使得针尖部与针尾部之间的受力传递更加稳定，避免两者相对弹性部的横向偏转，保证高速信号传输的同时，提升探针使用的稳定性，延长探针
的使用寿命，具有较好的实用价值和应用前景。
[0068]
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。