一、探针简介
探针是电测试的接触媒介,为高端紧密型电子五金元器件,属于重要的电子部件,是电子元器件连接导电的载体。
探针一般由针头、弹簧、针管三部分组成。
在探针的安装方式上总体分为3种,一是整体式探针,此类探针可单独使用,安装后直接在尾部焊线或者用螺纹紧固方式接线;二是分离式探针,此类探针一般是与针套配合使用,需将针套先安装在夹治具内,再将探针装进针套,针套尾部焊线;三是双头探针,此类探针为单独使用,大部分都是双头双动,一端与电源电路板接触,另一端接触待测物,无需焊接。
二、 选型说明
1、 确定使用场景所需功能
根据不同的使用场景,应优先选择不同种类的探针。
如在ICT、FCT测试中主要是对产品进行功能测试,包括测试半成品以及成品,来检验操作按钮、电源、以及气动控制部分的安全性。这时使用单头测试类弹簧针。
如需在电路中增加限位开关或是对工件平整度进行检测,这时则可使用开关探针。
如对芯片、晶圆进行封装测试,或是需要在狭窄空间中进行测试,则应该选择双头探针。
2、 使用场景中的间距选型
选型时应注意待测物接触点之间的中心距,探针在进行安装时不应过近,防止针套尾部焊接时的锡点过大和其他探针有接触,导致测试出现偏差。具体可参考我司产品参数图中推荐的安装间距,夹具安装孔设计应大于等于推荐安装间距。
3、 根据工况选择适宜的弹力/行程/承载电流
弹力:根据客户实际工况,如需要刺穿焊锡点或有脏污应选择大弹力测试探针,具体弹力值应参考我司推荐的下压2/3行程的工作弹力数值。
行程:根据夹治具和待测物表面垂直距离是否已经固定,来进行探针的行程选择。具体行程值应参考我司额定行程值(工作行程值)。
承载电流:额定电流的选择在探针的选择中也是至关重要的,若选择探针的额定电流在小于实际工况电流的情况下,长期试用下会造成烧针等现象。应选择工况电流应小于等于我司参数图中额定电流值的对应探针。
我司参数图示例:
4、 选择探针头部形状
在选择测试探针的时候,选择合适的针头形状是最重要的一点。许多针头形状可用于多种应用用途。可以根据测试点(例如:平面、通孔、销钉或柱状)的几何形状进行基本分类。此外,还可以根据测试点的大小、表面状态(氧化程度、焊接过后残留物的多少) 对测试点进行区分。
针头形状附表:
三、探针材质
探针针头:一般采用磷铜、黄铜、铍铜材料进行热处理后,表面进行镍上镀金,镍上镀金后的产品具有高硬度、强耐磨性、稳定的导电性等特点。
探针弹簧:使用不锈钢线,琴钢线。不锈钢材质弹簧的刚性更好,耐温最高可达260℃,但是阻抗和强度低于琴钢线;琴钢线材质带弹簧有较好的韧性及较低的阻抗,但是耐温较差,建议在120℃以下使用。
探针针管:一般和针头材质相同,内外管壁进行镀金,降低电阻值,防止探针长时间测试和外界环境影响所产生的氧化反应。
四、镀金的好处
各材料导电性排名:
金属在20℃时的电阻率 |
|
材料 |
电阻率(ρ/nΩ·m) |
银 |
15.86 |
铜 |
16.78 |
金 |
24 |
铝 |
26.548 |
钙 |
39.1 |
铍 |
40 |
镁 |
44.5 |
从上表可以看出银的导电性能是最好的,但是一般我们都选择铜材表面镀金。这是因为银的密度是10.49g/cm3,延展性较好,导致在测试过程中可能会容易变形。
探针采用铜材为底表面镀金可以使探针抗腐蚀,不容易氧化,而镀金层要达到一定厚度的产品导电性才越好。