一种可精确定位应用于3-Omega实验系统的探针卡

一种可精确定位应用于3-omega实验系统的探针卡
技术领域
1.本实用新型涉及电路连接实验技术领域。具体地说是一种可精确定位应用于3-omega实验系统的探针卡。


背景技术：

2.3-omega实验系统用于测量块体、薄膜等材料的热物性，其基本原理是在待测材料表面制备一定尺度和形状的图形化金属膜，把该金属膜同时作为加热器和温度传感器，然后根据热波频率与金属膜温度变化之间的关系求得待测材料的热导率。
3.在实验过程中，首先上述图形化金属膜施加频率为1ω的交流电压，由于金属的电阻温度系数的存在，会在金属膜上产生3ω的微弱电压，最后由锁相放大器将这部分3ω电压提取出来，根据相关公式计算温度随频率变化情况，最终得出待测材料的热导率。
4.3-omega实验样品的金属电极(即上述图形化金属膜)具有四个焊盘，焊盘的尺寸量级为几百微米，在进行实验电路与金属膜导通时，需要将金属线与金属焊盘相连，传统连接方式通常有导电银胶黏接、金属线压焊和探针台连接三种方式。由于金属焊盘的尺寸很小，导电银胶黏结这种方式操作难度大；金属线压焊易造成纳米级厚度的金属电极的损坏，在实验过程中易造成细小金属丝断裂影响实验进程；而探针台自身重量较重，不利于实验系统的移动和操作，且探针在对准金属电极时较为不便。


技术实现要素：

5.为此，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种精准定位金属电极，减少金属电极的损坏，减少信号失真的可能性，增加金属电极的利用率，的一种可精确定位应用于3-omega实验系统的探针卡。
6.为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种可精确定位应用于3-omega实验系统的探针卡，包括壳体、滑动板和探针，所述壳体的正面开设有安装腔，所述安装腔的上方开设有滑动腔，所述安装腔的底壁上开设有底槽，所述滑动腔的底端与所述安装腔贯通，所述滑动板滑动安装在所述滑动腔内，所述滑动板的底端穿出所述滑动腔并固定连接有伸缩组件，所述探针的顶端安装有绝缘块，所述绝缘块固定安装在所述伸缩组件的活动端端部上，所述滑动腔的两侧壁面上均开设有定位球孔，所述底槽内设置有有待测材料，所述待测材料上设置有金属电极，所述探针的端部与所述金属电极的位置相互对应；所述滑动板的两侧上均安装有定位组件，所述定位组件的定位端插入所述定位球孔内，所述伸缩组件的两侧均设置有探针升降控制组件，所述探针升降控制组件的底端抵顶在所述安装腔的内底壁上，所述探针升降控制组件的升降端与所述伸缩组件的活动端固定连接。
7.上述一种可精确定位应用于3-omega实验系统的探针卡，所述壳体的背面沿其宽度方向开设有圆孔，所述圆孔内安装有bnc母头，所述bnc母头与所述探针通过连接线相连。
8.上述一种可精确定位应用于3-omega实验系统的探针卡，所述定位组件包括定位球、顶杆和第一弹簧，所述滑动板的两侧壁面上均沿其长度方向开设有伸缩孔，所述顶杆滑
动配合在所述伸缩孔内，所述第一弹簧安装在所述伸缩孔的孔底和顶杆的端部之间，所述顶杆远离所述第一弹簧的一端端部上开设有球孔，所述定位球滚动安装在所述球孔内；所述滑动腔两侧壁面上的定位球孔对称设置，两侧所述定位球孔的数量均为两个或两个以上，且两侧所述定位球孔均沿所述滑动腔的宽度方向设置；所述待测材料和所述底槽的底壁之间设置有绝缘基板，所述待测材料上设置有两个或两个以上的所述金属电极，相邻两个所述金属电极的间距和相邻两个所述定位球孔的间距相等。
9.上述一种可精确定位应用于3-omega实验系统的探针卡，所述伸缩组件包括连接筒、伸缩杆和第二弹簧，所述伸缩杆滑动配合在带动连接筒内，所述第二弹簧安装在所述连接筒内，所述第二弹簧的一端与所述连接筒的顶壁搭接，所述第二弹簧的另一端与所述伸缩杆的底端搭接；所述连接筒的顶端与所述滑动板的底部固定连接，所述伸缩杆的底端端部上开设有凹槽，所述绝缘块安装在所述凹槽内。
10.上述一种可精确定位应用于3-omega实验系统的探针卡，所述伸缩组件的两侧均设置有连接杆，所述连接杆沿所述安装腔的长度方向设置，两个所述连接杆之间固定安装有连接柱，所述连接柱与所述伸缩组件的活动端侧壁固定连接，所述连接杆的两端均固定连接有连接板，所述探针升降控制组件与所述连接板固定连接。
11.上述一种可精确定位应用于3-omega实验系统的探针卡，所述探针升降控制组件包括外套筒、支撑杆、按钮和活动柱，所述外套筒与所述连接板固定连接，所述支撑杆的上部滑动配合在所述外套筒内，所述支撑杆的侧壁上部设置有凸环，所述支撑杆的中部套有第三弹簧，所述第三弹簧的一端搭接在所述凸环上，所述第三弹簧的另一端搭接在所述外套筒的内底壁上，所述支撑杆的底端端部上开设有球形孔，所述球形孔内滚动安装有滚球，所述滚球抵顶在所述安装腔的底壁上，所述活动柱固定安装在所述按钮的底端上，所述活动柱同轴设置在所述外套筒内，所述按钮突出所述外套筒的顶端，所述支撑杆的顶部中间开设有凹腔，所述支撑杆的顶部两侧均通过支撑架安装有齿轮，所述外套筒的内侧壁上沿其轴向固定连接有第二齿条，所述第二齿条与所述齿轮的一侧啮合，所述活动柱的侧壁上沿其轴向固定连接有第一齿条，所述第一齿条与所述齿轮的另一侧啮合；所述活动柱上套有第四弹簧，所述第四弹簧的一端与所述按钮的底壁固定连接，所述第四弹簧的另一端与所述支撑架的顶部固定连接。
12.上述一种可精确定位应用于3-omega实验系统的探针卡，所述安装腔内安装有护板，所述护板的形状为l形，所述护板的顶部两侧开设有矩形孔，所述按钮穿过所述矩形孔，所述护板的底部安装在所述安装腔的底壁上。
13.上述一种可精确定位应用于3-omega实验系统的探针卡，所述滑动腔的两侧内壁从其中部至底部之间的距离逐渐缩小，所述滑动板的两侧距离从其中部至底部逐渐缩小。
14.本实用新型的技术方案取得了如下有益的技术效果：
15.1、通过设置滑动腔，配合滑动板，能够起到支撑探针的作用，并便于对移动进行探针，从而便于对多个金属电极进行实验；通过设置定位球孔和定位组件的配合，对每次位移后进行定位，使探针可以准确的对准金属电极。
16.2、通过设置探针升降控制组件，能够便于控制探针的升降，提高操作的便捷程度，并且探针与金属电极的距离可以控制，不易造成金属电极的损坏，同时两侧的探针升降控制组件能够起到辅助支撑探针的目的，提高实验时和移动时探针的稳定性。
附图说明
17.图1本实用新型的立体结构示意图；
18.图2本实用新型中壳体的透视立体图；
19.图3本实用新型的俯视剖面结构示意图；
20.图4本实用新型中护板的立体结构示意图；
21.图5本实用新型拆除壳体的立体结构示意图；
22.图6本实用新型拆除壳体的正视剖面结构示意图；
23.图7本实用新型中探针升降控制组件的正视剖面结构示意图
24.图8本实用新型图7的a处放大结构示意图。
25.图中附图标记表示为：1-壳体；2-安装腔；3-底槽；4-护板；5-矩形孔；6-圆孔；7-bnc母头；8-待测材料；9-金属电极；10-滑动腔；11-定位球孔；12-滑动板；13-定位球；14-顶杆；15-第一弹簧；16-连接筒；17-伸缩杆；18-第二弹簧；19-探针；20-连接杆；21-连接柱；22-连接板；23-外套筒；24-支撑杆；25-滚球；26-第三弹簧；27-凹腔；28-按钮；29-活动柱；30-第四弹簧；31-第一齿条；32-第二齿条；33-齿轮；34-支撑架。
具体实施方式
26.本实施例中的一种可精确定位应用于3-omega实验系统的探针卡，请参阅图1、图2和图5，包括壳体1、滑动板12和探针19，所述壳体1的正面开设有安装腔2，所述安装腔2的上方开设有滑动腔10，所述安装腔2的底壁上开设有底槽3，所述滑动腔10的底端与所述安装腔2贯通，所述壳体1的背面沿其宽度方向开设有圆孔6，所述圆孔6内安装有bnc母头7，所述bnc母头7与所述探针19通过连接线相连，所述滑动板12滑动安装在所述滑动腔10内，所述滑动腔的两侧内壁从其中部至底部之间的距离逐渐缩小，所述滑动板的两侧距离从其中部至底部逐渐缩小，所述滑动板12的底端穿出所述滑动腔10并固定连接有伸缩组件，所述探针19的顶端安装有绝缘块，所述绝缘块固定安装在所述伸缩组件的活动端端部上，所述滑动腔10的两侧壁面上均开设有定位球孔11，所述底槽3内设置有有待测材料8，所述待测材料8上设置有金属电极9，所述探针19的端部与所述金属电极9的位置相互对应；所述滑动板12的两侧上均安装有定位组件，所述定位组件的定位端插入所述定位球孔11内，所述伸缩组件的两侧均设置有探针升降控制组件，所述探针升降控制组件的底端抵顶在所述安装腔2的内底壁上，所述探针升降控制组件的升降端与所述伸缩组件的活动端固定连接，所述安装腔2内安装有护板4，如图4所示，所述护板4的形状为l形，所述护板4的顶部两侧开设有矩形孔5，所述按钮28穿过所述矩形孔5，所述护板4的底部安装在所述安装腔2的底壁上，通过设置滑动腔10，配合滑动板12，能够起到支撑探针19的作用，并便于对移动进行探针19，从而便于对多个金属电极9进行实验；通过设置定位球孔11和定位组件的配合，对每次位移后进行定位，使探针19可以准确的对准金属电极9。
27.如图1、图6所示，所述定位组件包括定位球13、顶杆14和第一弹簧15，所述滑动板12的两侧壁面上均沿其长度方向开设有伸缩孔，所述顶杆14滑动配合在所述伸缩孔内，所述第一弹簧15安装在所述伸缩孔的孔底和顶杆14的端部之间，所述顶杆14远离所述第一弹簧15的一端端部上开设有球孔，所述定位球13滚动安装在所述球孔内；所述滑动腔10两侧壁面上的定位球孔11对称设置，两侧所述定位球孔11的数量均为两个或两个以上，且两侧
所述定位球孔11均沿所述滑动腔10的宽度方向设置；所述待测材料8和所述底槽3的底壁之间设置有绝缘基板，所述待测材料8上设置有两个或两个以上的所述金属电极9，相邻两个所述金属电极9的间距和相邻两个所述定位球孔11的间距相等。
28.如图6所示，所述伸缩组件包括连接筒16、伸缩杆17和第二弹簧18，所述伸缩杆17滑动配合在带动连接筒16内，所述第二弹簧18安装在所述连接筒16内，所述第二弹簧18的一端与所述连接筒16的顶壁搭接，所述第二弹簧18的另一端与所述伸缩杆17的底端搭接；所述连接筒16的顶端与所述滑动板12的底部固定连接，所述伸缩杆17的底端端部上开设有凹槽，所述绝缘块安装在所述凹槽内，所述伸缩组件的两侧均设置有连接杆20，所述连接杆20沿所述安装腔2的长度方向设置，两个所述连接杆20之间固定安装有连接柱21，所述连接柱21与所述伸缩杆17的侧壁固定连接，所述连接杆20的两端均固定连接有连接板22，所述探针升降控制组件与所述连接板22固定连接。
29.如图7、图8所示，所述探针升降控制组件包括外套筒23、支撑杆24、按钮28和活动柱29，所述外套筒23与所述连接板22固定连接，所述支撑杆24的上部滑动配合在所述外套筒23内，所述支撑杆24的侧壁上部设置有凸环，所述支撑杆24的中部套有第三弹簧26，所述第三弹簧26的一端搭接在所述凸环上，所述第三弹簧26的另一端搭接在所述外套筒23的内底壁上，所述支撑杆24的底端端部上开设有球形孔，所述球形孔内滚动安装有滚球25，所述滚球25抵顶在所述安装腔2的底壁上，所述活动柱29固定安装在所述按钮28的底端上，所述活动柱29同轴设置在所述外套筒23内，所述按钮28突出所述外套筒23的顶端，所述支撑杆24的顶部中间开设有凹腔27，所述支撑杆24的顶部两侧均通过支撑架34安装有齿轮33，所述外套筒23的内侧壁上沿其轴向固定连接有第二齿条32，所述第二齿条32与所述齿轮33的一侧啮合，所述活动柱29的侧壁上沿其轴向固定连接有第一齿条31，所述第一齿条31与所述齿轮33的另一侧啮合；所述活动柱29上套有第四弹簧30，所述第四弹簧30的一端与所述按钮28的底壁固定连接，所述第四弹簧30的另一端与所述支撑架34的顶部固定连接，通过设置探针升降控制组件，能够便于控制探针19的升降，提高操作的便捷程度，并且探针与金属电极9的距离可以控制，不易造成金属电极9的损坏，同时两侧的探针升降控制组件能够起到辅助支撑探针19的目的，提高实验时和移动时探针19的稳定性。
30.工作原理：在实验时，前期准备工作完成后，根据需要调整探针19与绝缘基板之间的距离，距离为0-200μm；如图7所示，按压按钮28，按钮28带动活动柱29向下移动，带动第一齿条31同步下降，第一齿条31驱动齿轮33旋转，齿轮33旋转后驱动第二齿条32同步上升，第二齿条32带动外套筒23、连接板22和伸缩杆17上移，使探针19同步上移，然后将带有金属电极9的待测材料8放置到基板上，然后松开按钮28，在弹簧和重力的作用下，探针19自然下落，并接触金属电极9，进行实验；
31.移动探针19时，按压按钮28，使探针19上移，并推动按钮，带动伸缩组件、探针19和滑动板12同步位移，在推力作用下，定位球13挤压顶杆14收缩并脱出定位球孔11，直至运动到下一个定位球孔11内，并卡入相应的定位球孔11内，完成移动和定位。
32.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本专利申请权利要求的保护范围之中。