專利名稱：微針治具的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于PCB測試的治具，尤其涉及一種用于PCB測試的微針治具。
背景技術：
PCB(Printed Circuit Board)即印制線路板，簡稱印制板，是電子工業的重要部件之一。幾乎每種電子設備，小到電子手表、計算器，大到計算機，通訊電子設備，軍用武器系統，只要有集成電路等電子元器件，為了它們之間的電氣互連，都要使用印制板。目前，單個的PCB板上往往包括多個單片(單元)，這些單片具有相同的結構和圖案，以在完成PCB板的制作和測試后可以分成多個單片使用，從而實現規模化的生產。在PCB板的生產過程中，為了驗證PCB板的質量，需要對PCB板進行各種檢測試驗，通常需要對PCB板的外觀缺陷、開路/短路、IC等元器件的功能等進行測試。其中，對PCB板的外觀缺陷的測試通過對PCB板的視覺檢測進行，對PCB板的開路/短路、IC等元器件的功能測試通過對PCB板的電測試進行。目前對PCB板的電測試系統如圖1所示，包括八個如單片21的單片的PCB板2由PCB電測試系統I的機械臂13抓取放置在PCB電測試系統I的測試臺14上的合適位置，PCB電測試系統I的上治具11和PCB電測試系統I的下治具12對PCB板2上的一個單片進行電測試。例如對單片21進行電測試時，機械臂13抓取PCB板2放置在測試臺14上的合適位置，以使上治具11和下治具12上的多個探針能分別對準壓在單片21的兩個表面上的各個電極位置，從而對單片21上的各個電極施加電壓或電流以進行包括開路/短路、IC等元器件的功能等的測試。可見，治具(如圖1中的治具11和下治具12)是PCB測試系統的重要的組成部分，其通常包括載板和固定在載板上的多個探針。隨著現代芯片工藝的發展，最小線寬逐步減小，芯片管腳的尺寸也越來越小，這樣與其配套使用的PCB板上的電極將越來越密，這就要求用以測試這些PCB板的治具上的探針更細、排列更緊密。因此普通的治具已不適合用于這些PCB板的測試，而發展了微針治具。如圖2所示的是目前常用的一種微針治具的結構，其包括載板31和多個如探針32的探針，各探針固定在載板31上。探針的結構采用的是套管加彈簧的模式，以探針32為例，探針32包括針體321和設置為套于針體321的頭部的套管322，針體321的頂端固定彈簧323，彈簧323設置在套管322內。這種設計的目的是在探針和測試點(PCB板上的電極)接觸時，既對測試點形成一定的壓力，以保證完全接觸，又限制壓力的大小，避免壓力過大破壞PCB板上的測試點。但是目前的芯片工藝中，最小線寬28nm 90nm逐步成為主流,這樣與之配套的PCB板上電極間的間隙將降到O. 2mm,由此限定了用于測試這些PCB板的治具上的探針的直徑為不大于O. 1_。可見如圖2所示的微針治具已很難滿足這個要求。因此，本領域的技術人員致力于開發一種微針治具，其上的探針的直徑不大于O.1mm0
發明內容
有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種微針治具，通過設計載板的結構，實現其上固定直徑不大于O.1mm的探針。為實現上述目的，本發明提供了一種微針治具，其特征在于，包括載板和多個探針，所述載板包括第一表面層、第二表面層和中間層，所述中間層的材料為彈性體材料，所述第一表面層和所述第二表面層上具有多個與所述探針配合的通孔，各個所述探針分別貫穿所述第一表面層的所述通孔、所述中間層和所述第二表面層的所述通孔，所述多個探針的直徑皆不大于O. 1mm。可選地，所述微針治具還包括側壁，所述側壁連接所述第一表面層和所述第二表面層，所述側壁、所述第一表面層和所述第二表面層包裹所述中間層。可選地，所述微針治具還包括一個或多個支撐柱，所述支撐柱穿過所述中間層，所述支撐柱的兩個端部分別與所述第一表面層和所述第二表面層接觸。 進一步地，所述彈性體材料為橡膠進一步地，所述第一表面層和所述第二表面層的材料皆為絕緣材料。進一步地，所述第一表面層和所述第二表面層的材料皆為PPS(Polyphenylenesulfide,聚苯硫醚)。進一步地，所述側壁的材料為PPS。進一步地，所述支撐柱的材料為絕緣材料。進一步地，所述支撐柱的材料的硬度大于所述中間層材料的硬度。進一步地，所述支撐柱的材料為PPS。在本發明的一個較佳實施方式中，提供了一種微針治具，包括載板和多個固定在載板上的探針。載板是一個多層結構，由PPS材料的第一表面層、橡膠材料的中間層和PPS材料的第二表面層構成，橡膠材料的中間層夾在PPS材料的第一表面層和PPS材料的第二表面層之間。第一表面層和第二表面層上具有多個通孔，用以與各個探針配合。各個探針分別貫穿第一表面層的通孔、中間層和第二表面層的通孔，探針的針尖部露出載板，探針的頭部被容納在第一表面層的通孔、中間層和第二表面層的通孔內。探針的直徑皆不大于O.1mm0在本發明的第二個較佳實施方式中，提供了一種微針治具，包括載板和多個固定在載板上的探針。載板是一個多層結構，由PPS材料的第一表面層、橡膠材料的中間層和PPS材料的第二表面層構成，橡膠材料的中間層夾在PPS材料的第一表面層和PPS材料的第二表面層之間。載板還具有PPS材料的側壁，側壁連接第一表面層和第二表面層。這樣，側壁、第一表面層和第二表面層包裹了中間層。第一表面層和第二表面層上具有多個通孔，用以與各個探針配合。各個探針分別貫穿第一表面層的通孔、中間層和第二表面層的通孔，探針的針尖部露出載板，探針的頭部被容納在第一表面層的通孔、中間層和第二表面層的通孔內。探針的直徑皆不大于O. 1mm。在本發明的第三個較佳實施方式中，提供了一種包括載板和多個固定在載板上的探針。載板是一個多層結構，由PPS材料的第一表面層、橡膠材料的中間層和PPS材料的第二表面層構成，橡膠材料的中間層夾在PPS材料的第一表面層和PPS材料的第二表面層之間。載板還具有PPS材料的支撐柱，支撐柱穿過中間層，并且其兩個端部分別與第一表面層和第二表面層接觸。第一表面層和第二表面層上具有多個通孔，用以與各個探針配合。各個探針分別貫穿第一表面層的通孔、中間層和第二表面層的通孔，探針的針尖部露出載板，探針的頭部被容納在第一表面層的通孔、中間層和第二表面層的通孔內。探針的直徑皆不大于 O.1mnin由此可見，本發明的微針治具通過采用由第一表面層、彈性體材料的中間層和第二表面層形成的多層結構的載板，利用第一表面層和第二表面層的通孔及中間層的彈性體材料把探針直接固定在載板上，實現了制作具有直徑更小的探針的微針治具。本發明結構簡單，制作方便，并且在使用時，彈性體材料可以控制各探針對待側PCB板上電極的壓力，既保證其完全接觸電極，又限制其對電極的壓力的大小。以下將結合附圖對本發明的構思、具體結構及產生的技術效果作進一步說明，以充分地了解本發明的目的、特征和效果。


圖1是現有技術的對PCB板的電測試系統的結構示意圖。圖2是現有技術的微針治具的結構示意圖。圖3是在第一個實施例中本發明的微針治具的結構示意圖。圖4是在第二個實施例中本發明的微針治具的結構示意圖。圖5是在第三個實施例中本發明的微針治具的結構示意圖。
具體實施例方式在本發明的第一個實施例中，如圖3所示，本發明的微針治具包括載板131和多個固定在載板131上的探針，如探針1321、1322和1323。載板131是一個多層結構，由第一表面層1311、中間層1312和第二表面層1313構成，中間層1312夾在第一表面層1311和第二表面層1313之間。第一表面層1311、中間層1312和第二表面層1313皆為絕緣材料的，其中，第一表面層1311和第二表面層1313具有較大的機械強度，中間層1312是彈性體材料的。第一表面層1311和第二表面層1313的材料可以相同，也可以不同。在本實施例中，第一表面層1311和第二表面層1313的材料相同，皆為PPS (Polyphenylene sulfide,聚苯硫醚)。PPS是一種常用的制作治具的載板的材料，其具有良好的絕緣性能并具有較高的機械強度。并且在本實施例中，選用橡膠材料作為中間層1312，其具有良好的絕緣性能并具有較高的彈性和強度。需要說明的是，在其他實施例中，也可以選用其他的材料制作第一表面層1311、中間層1312和第二表面層1313。第一表面層1311和第二表面層1313上具有多個通孔,用以與各個探針配合。本實施例中，各探針的直徑為O. 1_，即探針1321、1322和1323的直徑皆為O. 1_。需要說明的是，本發明的微針治具的探針的直徑還可以小于O. 1mm。如圖3所示，各個探針分別貫穿第一表面層1311的通孔、中間層1312和第二表面層1313的通孔，各個探針的針尖部(即圖3中所示的各探針的下部)露出載板131，探針的頭部(即圖3中所示的各探針的上部)被容納在第一表面層1311的通孔、中間層1312和第二表面層1313的通孔內。可見，在本實施例中，第一表面層1311的通孔和第二表面層1313的通孔限制了各探針在平行于載板131的表面的方向上的運動，而中間層1312的彈性體限制了各探針在垂直于載板131的表面的方向上的運動。即第一表面層1311的通孔、中間層1312和第二表面層1313的通孔實現了對各探針的定位。并且，中間層1312的彈性體能控制各探針對待側PCB板上電極的壓力，既保證其完全接觸電極，又限制其對電極的壓力的大小。在本發明的第二個較佳實施方式中，如圖4所示，本發明的微針治具包括載板231和多個固定在載板231上的探針，如探針2321、2322和2323。載板231是一個多層結構，由第一表面層2311、中間層2312、第二表面層2313和側壁2314構成，中間層2312夾在第一表面層2311和第二表面層2313之間。側壁2314連接第一表面層2311和第二表面層2313。這樣,側壁2314、第一表面層2311和第二表面層2313包裹了中間層2312。第一表面層2311、中間層2312、第二表面層2313和側壁2314皆為絕緣材料的，其中，第一表面層2311、第二表面層2313和側壁2314具有較大的機械強度，中間層2312是彈性體材料的。第一表面層2311、第二表面層2313和側壁2314的材料可以相同，也可以不同。在本實施例中，第一表面層2311、第二表面層2313和側壁2314的材料相同，皆為PPS。并且在本實施例中，選用橡膠材料作為中間層2312。需要說明的是，在其他實施例中，也可以選用其他的材料制作第一表面層2311、中間層2312、第二表面層2313和側壁2314。第一表面層2311和第二表面層2313上具有多個通孔,用以與各個探針配合。本實施例中，各探針的直徑為O. 1mm，即探針2321、2322和2323的直徑皆為O. 1mm。需要說明的是，本發明的微針治具的探針的直徑還可以小于O. 1mm。如圖4所示，各個探針分別貫穿第一表面層2311的通孔、中間層2312和第二表面層2313的通孔，各個探針的針尖部(即圖4中所示的各探針的下部)露出載板231，探針的頭部(即圖4中所示的各探針的上部)被容納在第一表面層2311的通孔、中間層2312和第二表面層2313的通孔內。可見，在本實施例中，第一表面層2311的通孔和第二表面層2313的通孔限制了各探針在平行于載板231的表面的方向上的運動，而中間層2312的彈性體限制了各探針在垂直于載板231的表面的方向上的運動。即第一表面層2311的通孔、中間層2312和第二表面層2313的通孔實現了對各探針的定位。中間層2312的彈性體能控制各探針對待側PCB板上電極的壓力，既保證其完全接觸電極，又限制其對電極的壓力的大小。并且，側壁2314連接第一表面層2311和第二表面層2313,以保證第一表面層2311平行于第二表面層2313。在本發明的第三個較佳實施方式中，如圖5所示，本發明的微針治具包括載板331和多個固定在載板331上的探針，如探針3321、3322和3323。載板331是一個多層結構，由第一表面層3311、中間層3312、第二表面層3313和一個或多個支撐柱3314構成，中間層3312夾在第一表面層3311和第二表面層3313之間。支撐柱3314穿過中間層3312，并且其兩個端部分別與第一表面層3311和第二表面層3313接觸。第一表面層3311、中間層3312、第二表面層3313和支撐柱3314皆為絕緣材料的，其中，第一表面層3311、第二表面層3313和支撐柱3314具有較大的機械強度，中間層3312是彈性體材料的。第一表面層3311、第二表面層3313和支撐柱3314的材料可以相同，也可以不同。在本實施例中，第一表面層3311、第二表面層3313和支撐柱3314的材料相同，皆為PPS。并且在本實施例中，選用橡膠材料作為中間層3312。需要說明的是，在其他實施例中，也可以選用其他的材料制作第一表面層3311、中間層3312、第二表面層3313和支撐柱3314。
第一表面層3311和第二表面層3313上具有多個通孔,用以與各個探針配合。本實施例中，各探針的直徑為O. 1mm，即探針3321、3322和3323的直徑皆為O. 1mm。需要說明的是，本發明的微針治具的探針的直徑還可以小于O. 1mm。如圖5所示，各個探針分別貫穿第一表面層3311的通孔、中間層3312和第二表面層3313的通孔，各個探針的針尖部(即圖5中所示的各探針的下部)露出載板331，探針的頭部(即圖5中所示的各探針的上部)被容納在第一表面層3311的通孔、中間層3312和第二表面層3313的通孔內。可見，在本實施例中，第一表面層3311的通孔和第二表面層3313的通孔限制了各探針在平行于載板331的表面的方向上的運動，而中間層3312的彈性體限制了各探針在垂直于載板331的表面的方向上的運動。即第一表面層3311的通孔、中間層3312和第二表面層3313的通孔實現了對各探針的定位。中間層3312的彈性體能控制各探針對待側PCB板上電極的壓力，既保證其完全接觸電極，又限制其對電極的壓力的大小。并且，支撐柱3314連接第一表面層3311和第二表面層3313,以保證第一表面層3311平行于第二表面層3313。以上詳細描述了本發明的較佳具體實施例。應當理解，本領域的普通技術人員無需創造性勞動就可以根據本發明的構思做出諸多修改和變化。因此，凡本技術領域的技術人員依本發明的構思在現有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在由權利要求書所確定的保護范圍內。
權利要求
1.一種微針治具，其特征在于，包括載板和多個探針，所述載板包括第一表面層、第二表面層和中間層，所述中間層的材料為彈性體材料，所述第一表面層和所述第二表面層上具有多個與所述探針配合的通孔，各個所述探針分別貫穿所述第一表面層的所述通孔、所述中間層和所述第二表面層的所述通孔，所述多個探針的直徑皆不大于O. 1mm。
2.如權利要求1所述的微針治具，其中還包括側壁，所述側壁連接所述第一表面層和所述第二表面層，所述側壁、所述第一表面層和所述第二表面層包裹所述中間層。
3.如權利要求1所述的微針治具，其中還包括一個或多個支撐柱，所述支撐柱穿過所述中間層，所述支撐柱的兩個端部分別與所述第一表面層和所述第二表面層接觸。
4.如權利要求1-3中任何一個所述的微針治具，其中所述彈性體材料為橡膠。
5.如權利要求4所述的微針治具，其中所述第一表面層和所述第二表面層的材料皆為絕緣材料。
6.如權利要求5所述的微針治具，其中所述第一表面層和所述第二表面層的材料皆為PPS。
7.如權利要求2所述的微針治具，其中所述側壁的材料為PPS。
8.如權利要求3所述的微針治具，其中所述支撐柱的材料為絕緣材料。
9.如權利要求8所述的微針治具，其中所述支撐柱的材料的硬度大于所述中間層材料的硬度。
10.如權利要求9所述的微針治具，其中所述支撐柱的材料為PPS。
全文摘要
本發明公開了一種微針治具，包括載板和多個探針。載板包括第一表面層、第二表面層和中間層，中間層的材料為彈性體材料，第一表面層和第二表面層上具有多個與探針配合的通孔。各個探針分別貫穿第一表面層的通孔、中間層和第二表面層的通孔。多個探針的直徑皆不大于0.1mm。本發明通過采用由第一表面層、彈性體材料的中間層和第二表面層形成的多層結構的載板，利用第一表面層和第二表面層的通孔及中間層的彈性體材料把探針直接固定在載板上，實現了制作具有直徑更小的探針的微針治具。本發明結構簡單，制作方便，并且在使用時，彈性體材料可以控制各探針對待側PCB板上電極的壓力，既保證其完全接觸電極，又限制其對電極的壓力的大小。
文檔編號G01R1/067GK103048498SQ20121056818
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月24日 優先權日2012年12月24日
發明者鄭謙, 顧崗 申請人:上海金東唐精機科技有限公司