pcb 探针选择

选择PCB探针（通常指用于测试点的弹簧探针或针床测试中的探针）时，需要考虑多个关键因素，以确保测试的准确性、可靠性和探针的使用寿命。以下是用中文整理的主要选择要点：

1. 探针类型 (基于应用)

弹簧顶针 (Pogo Pin): 最常见的类型，内部有弹簧提供接触压力和行程补偿。适用于大多数ICT/FCT测试点。
悬臂探针 (Cantilever Probe): 通常用于在线测试针床，需要特定的夹具固定。适用于间距较大、边缘或特定位置的测试点。
同轴探针: 用于高频信号测试，带有屏蔽层，减少信号干扰。
Kelvin探针: 四线制测量专用，用于精确测量低电阻（如保险丝、连接器阻抗），有独立的电流施加针和电压感应针（在同一套管或相邻）。
高压探针: 专门设计用于高压测试，绝缘性能更好，防止电弧⚡️。
大电流探针: 针体和弹簧设计能承受更高电流，减少发热和压降。
微型探针: 用于极高密度、微小间距（如BGA球下）的测试点。

? 2. 关键选择参数

测试点尺寸（Pad Size）: 探针针头的直径应小于测试点的直径（推荐至少小0.1mm或根据厂商建议），以确保可靠接触并避免滑脱或损坏焊盘。这是最基本的要求。
测试点间距（Pitch）: 相邻测试点中心之间的距离。选择的探针直径和套管外径必须小于该间距，并留有足够的安全间隙（通常要求探针外径至少比间距小0.3-0.5mm），防止探针间短路。密度越高，需要的探针越细。
工作行程（Working Travel）: 探针从自由状态（未接触）到被完全压缩（达到额定行程）的距离。
- 选择的工作行程应大于被测PCB在夹具中的预计最大平面度误差（翘曲、元件高度差异、夹具公差等）。通常选择的工作行程是所需过行程的1.5-2倍。
- 行程太小可能导致接触不良；行程太大可能增加探针倾斜风险或需要更大的压力。
过行程: 探针在接触测试点后，为了确保可靠接触，需要被额外压缩的行程（通常占总工作行程的20%-70%，常见推荐50%）。
接触电阻: 探针自身的电阻，要求尽可能低（通常在几十毫欧级别）、稳定。镀层材质和厚度是影响接触电阻的关键因素（通常镀金）。
额定电流: 探针能持续可靠传导的电流值。选择的探针额定电流必须大于被测电路点的最大可能电流（考虑测试内容和安全裕量）。大电流应用需特别注意。
弹簧力（Contact Force）: 探针施加在测试点上的压力。
- 力太小：可能导致接触不良（尤其在有氧化、污染或轻微不平整时）。
- 力太大：可能压塌测试点（尤其是无铅焊锡较软）、损坏焊盘或过孔、增加夹具整体压力需求。
- 需要根据测试点强度（阻焊层开窗大小、焊盘类型）、表面处理、所需接触可靠性来权衡。一般在几十克力到一百多克力之间。
针尖类型：
- 尖头/矛头: 穿透力强，适用于有轻微氧化、污染的表面或需要精确定位的场合。可能留下微小压痕。
- 圆头/球形头: 接触面积稍大，对焊盘损伤小，通用性较好。最常见。
- 平头/冠头: 接触面积最大，适用于大焊盘、大电流或避免压痕的应用（如金手指）。
- 锯齿/凹槽头: 增强刮擦能力，突破氧化层效果更好。
镀层：
- 针尖（Tip）: 几乎都需要镀金（硬金），提供优异的导电性、抗氧化性和耐磨性。镀层厚度影响寿命（一般1u英寸到50u英寸不等，越厚越耐磨越贵）。
- 针管（Barrel）: 通常镀镍或镍合金防腐蚀。
- 针尾（Plunger）: 与针管内壁接触部分也需要润滑和耐磨处理，通常也镀金或特殊润滑涂层。
寿命（Durability）： 探针在保证性能（接触电阻在规格内）的前提下，能承受的压缩次数（通常以万次计）。根据测试量（研发调试、小批量、大批量生产）选择不同寿命等级的探针。量产夹具需要高寿命（如30万次以上）。
温度范围: 探针工作环境的温度。极端温度会影响弹簧性能、接触电阻和材料特性（如塑料件）。
安装方式：
- 如何固定到测试夹具上？（例如，使用何种规格的套管、直接压入还是螺纹固定？）
- 是垂直安装还是需要一定角度？（悬臂针常用）

? 3. 其他考虑因素

被测电路特性:
- 信号频率： 高频信号需要考虑阻抗匹配（可能需要同轴探针）、寄生电容/电感。
- 电压： 高压测试需要专用高压探针。
环境因素： 是否有腐蚀性气体、液体？是否需要特殊防腐蚀材料或密封？
成本: 不同品牌、类型、规格、镀层厚度的探针价格差异较大。在满足要求的前提下寻求最佳性价比。
品牌与供应商： 选择知名品牌（如QA、INGUN、CCP、Semiconductor、IDI、中探针等）通常质量和服务更有保障。供应商的技术支持和供货能力也很重要。

? 总结选择步骤

明确应用场景: 是ICT、FCT、研发调试、BGA测试还是高压/大电流专用？
收集测试点信息: 精确测量关键焊盘的尺寸（直径） 和它们之间的中心间距（pitch）。确定焊盘类型（通孔、表贴、过孔、金手指等）。
确定电气要求: 需要测试的最大电压、最大电流以及是否是高频信号？
评估机械要求: 预估PCB在夹具中的最大不平整度（翘曲+元件高度差） 以确定所需的最小工作行程和过行程量。评估测试点可承受的压力（避免损坏）。
选择针尖类型: 根据表面状况、接触要求和避免损伤的需求选择针尖形状。
筛选符合尺寸和间距的型号: 根据焊盘直径和间距，初步筛选出针头直径和外径（考虑安全间距）符合的探针系列。
检查电气规格: 确认筛选出的探针的额定电流、电压、接触电阻满足电气需求。高频选同轴。
检查机械规格: 确认工作行程和过行程满足补偿不平整度的需求。检查弹簧力是否在合适范围（不会损坏焊盘又能可靠接触）。
考虑寿命和成本: 根据测试量需求和预算，选择合适寿命等级和镀层厚度的型号。量产选高寿命。
确认安装要求: 确保探针的安装方式（套管规格、固定方式）与你的夹具设计兼容。
咨询供应商/样品测试: 将你的详细需求（焊盘尺寸、间距、电流、电压、行程要求、预期寿命等）告知可靠的探针供应商，他们会推荐最适合的型号。强烈建议索取样品进行实际测试，验证接触可靠性、是否损伤焊盘、寿命是否满足等。