KR20140013985A

KR20140013985A - 검사용 지그 및 접촉자

Info

Publication number: KR20140013985A
Application number: KR1020130087617A
Authority: KR
Inventors: 기요시 누마타; 마사미 야마모토; 석귀 김
Original assignee: 니혼덴산리드가부시키가이샤
Priority date: 2012-07-25
Filing date: 2013-07-24
Publication date: 2014-02-05
Also published as: CN103575939A; US20140028343A1; EP2690447A2; TW201411135A; SG196739A1; EP2690447A3; JP2014025737A

Abstract

(과제)
비교적 고전류를 흘려도 스프링부의 기능을 유지할 수 있는 접촉자 및 접촉자를 구비한 검사용 지그를 제공한다.
(해결 수단)
이 검사용 지그 (10) 의 접촉자 (50) 는, 원주 형상부 (52) 와, 그 원주 형상부 (52) 를 둘러싸도록 배치된 원통 형상부 (54) 를 구비한다. 원주 형상부 (52) 는, 원통 형상부 (54) 보다 돌출된 선단부 (52f) 와, 후단부 (52r) 를 갖는다. 원통 형상부 (54) 는 스프링부 (54s) 를 갖고, 스프링부 (54s) 가 신축됨으로써, 원주 형상부 (52) 의 선단부 (52f) 와 원통 형상부 (54) 의 후단부 사이의 치수가 변화하도록 구성되어 있다. 원통 형상부 (54) 는, 니켈 (Ni)-인 (P) 합금에 의해 형성된다.

Description

검사용 지그 및 접촉자{JIG AND PROBE FOR INSPECTION}

본 발명은, 검사 대상으로 미리 설정된 검사점과 검사 장치 등을 전기적으로 접속하는 검사용 지그 및 이 검사용 지그에 사용되는 접촉자에 관한 것이다. 또한, 본 발명에 관련된 접촉자는, 접속 대상으로서 검사 장치에 한정되지 않고, 소정 2 점 사이를 전기적으로 접속하기 위해서도 사용된다.

프린트 배선 기판에 형성된 배선이 전기 신호를 정확하게 전달할 수 있는 것을 보증하기 위해, 검사 장치에 의한 검사가 실시된다. 검사 장치에서는, 전기·전자 부품을 실장하기 전에, 프린트 배선 기판의 배선 상에 형성된 검사점 간의 저항값 등의 전기적 특성을 측정하여, 배선의 양부를 판정하고 있다.

이와 같은 검사 장치에서는, 복수의 접촉자 (접속 단자, 프로브, 탐침, 접촉 핀 등) 를 구비한 검사용 지그가 사용된다. 접촉자를 경유하여, 검사 대상으로 설정된 검사점에, 전류 혹은 전기 신호를 공급함과 함께, 그 검사점으로부터 전기 신호를 검출함으로써, 검사점 간의 전기적 특성을 검출하여, 도통 검사나 리크 검사의 동작 시험 등을 실시한다.

검사 장치를 사용하여 기판의 검사를 실시하는 경우에는, 지그 이동 수단에 의해 검사용 지그의 접촉자를 검사 대상의 기판의 검사점까지 이동시키고, 그에 맞닿게 하여, 소정의 검사를 실시한다. 검사가 종료되면, 지그 이동 수단에 의해 검사용 지그의 접촉자를 검사점으로부터 대기 위치까지 이동시킨다는 제어가 실시된다.

검사용 지그에 사용되는 접촉자는, 검사점에 대해 소정의 전기 신호의 송수신을 실시할 수 있는 도전성을 갖는 것이면, 적절히 선택할 수 있다. 예를 들어, 하기 특허문헌에는 접촉자의 예가 개시되어 있다.

특허문헌 1 에는, 내부가 팔라듐으로 이루어지고, 외주부가 베릴륨구리로 이루어지는 클래드선에 의해 접촉자 핀을 형성하는 것이 기재되어 있다. 특허문헌 2 에는, 텅스텐선을 Ni 도금층에 의해 피막하고, 선단부에만 PTFE 함유 Ni-B 도금층에 의해 피막한 접촉자 침이 기재되어 있다.

특허문헌 3 에는, 선단이 날카로운 도전성 침상체와 압축 코일 스프링을 갖는 컨택트 접촉자가 기재되어 있다. 특허문헌 4 에는, 나선상의 스프링부를 갖는 접촉자와 그것을 유지하는 접촉자 홀더가 기재되어 있다. 특허문헌 5 에는, 심재로서 Au-Ag 계 합금 또는 Be-Cu 계 합금을 사용하고, 외측 피막재로서 SUS304 를 사용한 접촉자 핀이 기재되어 있다. 특허문헌 6 에는, 스프링 구조를 구비한 통전 검사 지그용 접촉자가 기재되어 있다.

일본 공개특허공보 2001-337110호 일본 공개특허공보 2003-167003호 일본 공개특허공보 2003-014779호 일본 공개특허공보 2008-164351호 일본 공개특허공보 2005-037381호 일본 특허 제4572303호

본원의 발명자는, 원주 형상부 (심재) 와 그 외측에 배치된 스프링부를 갖는 원통 형상부로 이루어지는 접촉자를 사용하여 전기적 부하 시험을 실시하였다. 또한, 심재의 재료로서 텅스텐을 사용하고, 원통 형상부의 재료로서 니켈 (Ni) 을 사용하였다. 이 접촉자를 사용하여, 1 암페어 정도의 비교적 고전류를 인가하면, 접촉자의 온도가 상승하고, 고온에 의해 스프링부가 변성되어 소성 변형되기 쉬워지고, 스프링부가 열화되는 것을 알 수 있었다. 그래서, 본원의 발명자는 예의 검토한 결과, 예를 들어 1 암페어 정도 등의 비교적 높은 전류를 흘려도 스프링부의 기능을 유지할 수 있는 접촉자의 구조를 찾아내는 것에 성공하였다.

본 발명의 목적은, 비교적 고전류를 흘려도 스프링부의 기능을 유지할 수 있는 접촉자 및 접촉자를 구비한 검사용 지그를 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제 1 국면에서는, 접촉자와, 그 접촉자에 전기적으로 접속되는 도선을 갖는 전극부와, 상기 접촉자를 검사 대상의 소정의 검사점에 안내하기 위한 헤드부와, 상기 접촉자를 상기 전극부의 상기 도선을 향하여 안내하기 위한 베이스부를 갖는 검사용 지그에 있어서, 상기 접촉자는, 원주 형상부와 그 원주 형상부를 둘러싸도록 배치된 원통 형상부를 구비하고, 상기 원주 형상부는, 상기 원통 형상부보다 돌출된 선단부와, 반대측의 상기 원통 형상부에 덮인 후단부를 갖고, 상기 원통 형상부는, 상기 원주 형상부의 선단부 및 후단부에 각각 대응한 선단부 및 후단부와, 그 선단부 및 후단부 사이에 형성된 스프링부를 갖고, 상기 원통 형상부의 선단부는 상기 원주 형상부에 접속되고, 상기 스프링부가 신축됨으로써, 상기 원주 형상부의 선단부와 반대측의 상기 원통 형상부의 후단부 사이의 치수가 변화되도록 구성되어 있고, 상기 원통 형상부는, 니켈 (Ni)-인 (P) 합금에 의해 형성된다.

또, 본 발명의 제 2 국면에서는, 상기 제 1 국면에 관련된 검사용 지그에 있어서, 상기 원주 형상부는, 심재와, 그 심재를 덮음과 함께, 그 심재보다 전기 전도율이 높은 피복부를 갖는다.

또, 본 발명의 제 3 국면에서는, 상기 제 1 국면에 관련된 검사용 지그에 있어서, 상기 원주 형상부는, 구리 (Cu) 및 은 (Ag) 의 합금으로 형성된다.

또, 본 발명의 제 4 국면에서는, 상기 제 3 국면에 관련된 검사용 지그에 있어서, 상기 원주 형상부의 전기 전도율이, 50×10⁶ ∼ 70×10⁶ 지멘스/m 이다.

또, 본 발명의 제 5 국면에서는, 상기 제 2 국면에 관련된 검사용 지그에 있어서, 상기 접촉자의 원주 형상부의 선단부의 선단면에서 노출된 상기 심재의 날카로운 선단이 검사 대상의 소정 검사점에 접촉하고, 상기 접촉자의 원통 형상부의 후단부의 단면이 상기 전극부의 노출된 단면에 접촉한다.

또, 본 발명의 제 6 국면에서는, 상기 제 2 또는 제 5 국면에 관련된 검사용 지그에 있어서, 상기 접촉자의 원주 형상부의 선단부의 선단면에서는, 상기 심재와 상기 피복부의 외면이 면일하게 형성되어 있다.

또, 본 발명의 제 7 국면에서는, 상기 제 2, 제 5 및 제 6 중 어느 하나의 국면에 관련된 검사용 지그에 있어서, 상기 피복부가, 금 (Au), 은 (Ag) 및 구리 (Cu) 중 어느 하나의 금속, 또는 그 합금으로 형성되어 있다.

또, 본 발명의 제 8 국면에서는, 상기 제 2, 및 제 5 내지 제 7 중 어느 하나의 국면에 관련된 검사용 지그에 있어서, 상기 심재가, 텅스텐, 텅스텐 합금, 팔라듐, 팔라듐 합금 중 어느 하나의 금속으로 형성되어 있다.

또, 본 발명의 제 9 국면에서는, 상기 제 2, 및 제 5 내지 제 8 중 어느 하나의 국면에 관련된 검사용 지그에 있어서, 상기 심재의 전기 전도율이, 5×10⁶ ∼ 25×10⁶ 지멘스/m 이고, 상기 피복부의 전기 전도율이, 45×10⁶ ∼ 70×10⁶ 지멘스/m 이다.

또, 본 발명의 제 10 국면에서는, 상기 제 2, 및 제 5 내지 제 9 중 어느 하나의 국면에 관련된 검사용 지그에 있어서, 상기 피복부의 전기 전도율은, 상기 심재의 전기 전도율의 적어도 2.5 배이다.

또, 본 발명의 제 11 국면에서는, 상기 제 2, 및 제 5 내지 제 10 중 어느 하나의 국면에 관련된 검사용 지그에 있어서, 상기 심재의 외경과 상기 피복부의 두께의 비는 1 ∼ 5 : 1 로 설정된다.

또, 본 발명의 제 12 국면에서는, 검사점 간의 전기적 특성을 검사하기 위한 검사용 지그에 사용되는 접촉자로서, 원주 형상부와 그 원주 형상부를 둘러싸도록 배치된 원통 형상부를 구비하고, 상기 원주 형상부는, 상기 원통 형상부보다 돌출된 선단부와, 반대측의 상기 원통 형상부에 덮인 후단부를 갖고, 상기 원통 형상부는, 상기 원주 형상부의 선단부 및 후단부에 각각 대응한 선단부 및 후단부와, 그 선단부 및 후단부 사이에 형성된 스프링부를 갖고, 상기 원통 형상부의 선단부는 상기 원주 형상부에 접속되어, 상기 스프링부가 신축됨으로써, 상기 원주 형상부의 선단부와 반대측의 상기 원통 형상부의 후단부 사이의 치수가 변화되도록 구성되어 있고, 상기 원통 형상부는, 니켈 (Ni)-인 (P) 합금에 의해 형성된다.

본 실시형태의 검사용 지그에서는, 상기 피복부의 전기 전도율은, 상기 심재의 전기 전도율의 적어도 2.5 배이다.

본 실시형태의 검사용 지그에서는, 상기 접촉자의 저항값이 50 mΩ (밀리옴) 이하이다.

본 실시형태의 검사용 지그에서는, 상기 접촉자의 심재의 외경과 상기 피복부의 두께는, 상기 원주 형상부의 선단부와 반대측의 상기 원통 형상부의 후단부 사이에 1 암페어의 전류를 흘릴 수 있도록 설정되어 있다.

본 실시형태의 검사용 지그에서는, 상기 심재의 외경과 상기 피복부의 두께의 비는 1 ∼ 5 : 1 로 설정된다.

본 실시형태의 검사용 지그에서는, 상기 접촉자의 원주 형상부의 외경 (D2) 은, D2=20 ∼ 100 ㎛ 이고, 상기 접촉자의 심재의 외경 (D1) 은, D1=15 ∼ 80 ㎛ 이며, 상기 접촉자의 피복부의 두께 (h) 는, h=1 ∼ 20 ㎛ 이다.

본 실시형태의 검사용 지그에서는, 상기 베이스부는, 상기 접촉자의 원통 형상부의 후단부가 삽입되는 관통공을 갖고, 상기 헤드부는, 상기 접촉자의 원통 형상부의 선단부가 삽입되는 대경부와, 상기 접촉자의 원주 형상부의 선단부가 삽입되는 소경부로 이루어지는 관통공을 갖고, 그 대경부와 그 소경부 사이에 형성된 단차에 의해, 상기 접촉자의 원통 형상부의 선단면이 맞닿는 걸림부가 형성되어 있다.

본 실시형태의 검사용 지그에서는, 상기 접촉자의 원통 형상부의 치수 (L) 는, 상기 헤드부의 관통공의 걸림부로부터 상기 전극부의 노출된 단면까지의 거리보다 크고, 상기 접촉자를 그 검사용 지그에 장착했을 때, 상기 접촉자의 원통 형상부의 스프링부가 수축하고, 그 수축된 상기 스프링부에 의한 탄성력에 의해, 상기 접촉자는 상기 헤드부와 상기 베이스부에서 안정적으로 유지된다.

본 실시형태의 검사용 지그에서는, 상기 접촉자의 원통 형상부의 후단부의 단면이 상기 전극부의 노출된 단면에 접촉한 상태로, 상기 접촉자의 원주 형상부의 선단부의 선단면에서 노출된 상기 심재의 날카로운 선단을 검사 대상의 소정 검사점에 접촉시켰을 때, 상기 접촉자의 원통 형상부의 스프링부는 더욱 수축된다.

본 발명의 제 1 내지 제 12 국면에 의하면, 접촉자의 원통 형상부가, 니켈-인 합금에 의해 형성되어 있기 때문에 원통 형상부에 형성된 스프링부의 온도 상승에 의한 기능 저하 (특히, 내소성 변형성의 저하) 를 억제할 수 있고, 스프링부의 온도 상승에 대한 내성을 향상시킬 수 있다.

그 결과, 비교적 고전류를 흘려도 스프링부의 기능을 유지할 수 있는 접촉자를 구비한 검사용 지그를 제공할 수 있다.

또, 본 발명의 제 2 국면에 의하면, 접촉자의 원주 형상부의 심재를, 그 심재보다 전기 전도율이 높은 피복부로 덮고 있기 때문에, 피복부에 의해 원주 형상부의 전기 저항값을 효과적으로 저감시켜, 접촉자에 전류가 인가되었을 때 원주 형상부에서 발생하는 발열량을 저감시킬 수 있다. 그 결과, 예를 들어 심재의 소재로서 기계적 강도 (예를 들어, 경도) 가 우수한 소재를 선택하는 등 하여 원주 형상부의 기계적 강도를 확보하면서, 접촉자의 고전류 인가에 대한 내성을 향상시킬 수 있다.

도 1 은, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 접촉자를 장착한 검사용 지그의 개략 구성을 나타내는 일부 단면 정면도이다.
도 2a 는, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 접촉자의 개략 구성을 나타내는 측면도이다.
도 2b 는, 도 2a 에 나타내는 본 발명의 일 실시형태에 관련된 접촉자의 중심 단면도이다.
도 3 은, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 접촉자를 장착한 검사용 지그의 일부 구성을 간략화하여 나타내는 단면도이다.
도 4a 는, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 접촉자의 원주 형상부의 개략을 나타내는 도면이다.
도 4b 는, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 접촉자의 원주 형상부의 단면 구조를 나타내는 도면이다.
도 5 는 도 2a 의 접촉자의 3 개의 샘플에 대해, 전류 공급 후의 하중 부여에 대한 소성 변형 특성에 관한 시험 결과를 나타내는 그래프이다.
도 6 은 도 2a 의 접촉자의 비교예의 3 개의 샘플을 사용하여 도 5 와 동일한 시험을 실시했을 때의 시험 결과를 나타내는 그래프이다.
도 7 은 도 2a 의 접촉자의 3 개의 샘플과 비교예의 샘플에 대해, 하중 부여시의 온도 상승에 대한 소성 변형 특성에 관한 시험 결과를 나타내는 그래프이다.
도 8a 는, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 접촉자의 원통 형상부를 제조하는 단계에 있어서의 금 (Au) 및 니켈 (Ni) 도금층 형성 공정의 일 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 8b 는, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 접촉자의 원통 형상부를 제조하는 단계에 있어서의 레지스트막 형성 공정의 일 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 8c 는, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 접촉자의 원통 형상부를 제조하는 단계에 있어서의 일부 레지스트막 제거 공정의 일 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 8d 는, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 접촉자의 원통 형상부를 제조하는 단계에 있어서의 니켈 도금층 에칭 공정 및 레지스트막 제거 공정의 일 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 8e 는, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 접촉자의 원통 형상부를 제조하는 단계에 있어서의 심재의 인발 공정이 종료되고, 복수의 접촉자의 원주 형상부가 형성된 상태를 나타내는 단면도이다.

본 실시형태에 관련된 검사용 지그에 사용되는 접촉자는, 검사 장치로부터 전력 혹은 전기 신호를, 검사 대상의 소정 검사점에 공급함과 함께, 검사점으로부터 전기 신호를 검출함으로써, 검사 대상의 전기적 특성을 검출하거나 동작 시험을 실시하거나 하는 것을 가능하게 한다.

또, 본 실시형태에 관련된 접촉자는, 검사 대상과 검사 장치를 전기적으로 접속하기 위해서 사용할 수 있지만, 또한, 인터포저나 커넥터와 같이 전극단과 전극단을 접속하는 검사용 지그로서 사용할 수 있다.

본 명세서에서는, 검사용 지그를 사용하여 전기적 특성을 측정하는 대상을 총칭하여 「검사 대상」으로 칭하고, 검사 대상으로 설정됨과 함께 접촉자가 맞닿아 도통 상태가 되는 부위를 간단히 「검사점」이라고 칭한다. 또한, 검사점과 검사점 사이에 있는 부위는 「검사점 간」으로서 설정되는 것이 된다.

검사 대상으로서, 예를 들어, 프린트 배선 기판, 플렉시블 기판, 세라믹 다층 배선 기판, 액정 디스플레이나 플라즈마 디스플레이용의 전극판, 및 반도체 패키지용의 패키지 기판이나 필름 캐리어 등 각종 기판이나, 반도체 웨이퍼나 반도체 칩이나 CSP (Chip size package), LSI (Large Scale Integration) 등의 반도체 장치를 예시할 수 있다.

검사 대상이 프린트 배선 기판이며, 거기에 IC 등의 반도체 회로나 저항기 등의 전기·전자 부품이 탑재되는 경우에는, 이 기판에 형성된 배선이 검사 대상이 된다. 그 경우에는, 검사 대상의 배선이, 그것들에 전기 신호를 정확하게 전달할 수 있는 것을 보증하기 위해, 전기·전자 부품을 실장하기 전의 프린트 배선 기판의 배선 상에 형성되는 검사점 간의 저항값 등의 전기적 특성을 측정하여, 배선의 양부를 판정한다.

또, 검사 대상이 액정 패널이나 플라즈마 디스플레이 패널인 경우에는, 이들의 유리 패널에 형성된 배선이 검사 대상이 되고, 이들 배선이 소정의 전기 신호의 송수신을 실시할 수 있는 것을 보증하기 위해, 유리 패널의 배선에 형성된 검사점 간의 저항값 등의 전기적 특성을 측정하여, 그 배선의 양부를 판단한다.

검사 대상이, CSP 나 LSI 등의 반도체 장치인 경우에는, 거기에 형성되는 전자 회로가 검사 대상이 되고, 이 전자 회로의 표면 패드가 각각 검사점이 된다. 이 경우에는, LSI 나 LSI 에 형성되는 전자 회로가 원하는 전기적 특성을 갖고 있는 것을 보증하기 위해서, 검사점 간의 전기적 특성을 측정하여, 이 전자 회로의 양부를 판단한다.

이하에, 첨부 도면에 기초하여, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 접촉자가 장착된 검사용 지그에 대해 설명을 실시한다.

또한, 각 첨부도에 있어서, 각 부재의 두께, 길이, 형상, 부재끼리의 간격 등은, 이해를 용이하게 하기 위해서, 확대·축소·변형·간략화 등을 실시하고 있다.

[검사용 지그의 개략 구성]

도 1 은, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 검사용 지그 (10) 의 개략 구성을 나타내는 일부 단면 정면도이다. 검사용 지그 (10) 는, 헤드부 (12), 베이스부 (14) 및 전극부 (16) 를 구비한다. 헤드부 (12) 및 베이스부 (14) 는, 수지 혹은 세라믹스 등의 절연성의 판상 부재로 이루어진다. 헤드부 (12) 및 베이스부 (14) 는, 봉상의 지지 부재 (11) 및 그 주위에 고리 장착된 스페이서 (11s) 에 의해 소정의 거리만큼 이격되어 유지되고 있다.

헤드부 (12) 에는 복수의 관통공 (12h) 이 형성되어 있고, 거기에 삽입된 접촉자 (50) 의 선단부 (52f) 가 소정 위치에 안내된다. 베이스부 (14) 에는 복수의 관통공 (14h) 이 형성되어 있고, 거기에 삽입된 접촉자 (50) 의 후단부 (52r) 가 전극부 (16) 에 안내된다.

접촉자 (50) 의 후단부 (52r) 는, 전극부 (16) 에 고정된 도선 (18) 의 단부와 접촉하고 있고, 도선 (18) 은 도시하지 않은 검사 장치에 접속되어 있다. 도 1 에 있어서는, 도면의 간략화를 위해, 일부 접촉자 (50) 만을 나타낸다.

또, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 검사시에는, 검사용 지그 (10) 의 하방에, 검사 대상 (30) 을 배치하여, 검사용 지그 (10) 를 하강시켜 접촉자 (50) 의 선단부 (52f) 의 선단을 소정의 검사점 (30d1, 30d2, 30dn) 에 접촉시키고, 그것에 의해, 검사 대상 (30) 의 전기적 특성 검사를 실시한다.

도 2a 및 도 2b 는, 본 실시형태에 관련된 접촉자 (50) 를 나타낸다. 접촉자 (50) 는, 대경의 원통 형상부 (54) 와 거기에 삽입되어 있는 소경의 원주 형상부 (52) 로 구성되어 있다. 원통 형상부 (54) 와 원주 형상부 (52) 에 의해 도전부가 구성된다. 원통 형상부 (54) 는, 후술하는 니켈-인 합금제의 원통 (튜브) 에 의해 구성되어 있다. 또한, 원통 형상부 (54) 의 원통 (튜브) 의 외주면에 절연 피막을 형성해도 된다.

원통 형상부 (54) 는, 선단부 (54f) 와 후단부 (54r) 와 그들 사이에 형성된 나선형상의 스프링부 (54s) 로 이루어진다. 여기서, 선단부 (54f) 의 길이 방향의 치수를 L1, 스프링부 (54s) 의 길이 방향의 치수 (자연 길이) 를 L2, 후단부 (54r) 의 길이 방향의 치수를 L3, 원통 형상부 (54) 의 길이 방향의 치수 (자연 길이) 를 L 로 한다. L=L1＋L2＋L3 이다. 본 예에서는, 1 개의 스프링부 (54s) 가 형성되어 있지만, 2 개 이상의 스프링부를 형성해도 된다. 그 경우에는, 2 개 이상의 나선의 선회 방향이 동일해도, 역방향이어도 상관없다. 원통 형상부 (54) 의 제조 방법은, 상세하게는 후에 도 8a ∼ 도 8e 를 참조하여 상세하게 설명하지만, 전해 도금에 의한 제법, 및 무전해 도금에 의한 제법이 채용 가능하다.

이와 같은 원통 형상부 (54) 는, 니켈-인 합금에 의해 형성되어 있다. 니켈-인 합금이란, 인이 혼입된 니켈을 의미한다. 원통 형상부 (54) 를 니켈-인 합금에 의해 형성함으로써, 원통 형상부 (54) 에 형성된 스프링부 (54s) 의 온도 상승에 따른 기능 저하 (특히, 내소성 변형성의 저하) 를 억제할 수 있고, 스프링부 (54s) 의 온도 상승에 대한 내성을 향상시킬 수 있다.

니켈-인 합금의 인의 함유율 (중량％) 은, 바람직하게는 예를 들어 7 ∼ 15 ％ 로 설정되고, 더욱 바람직하게는 10 ∼ 12 ％ 로 설정된다. 인 함유율의 하한을 7 ％ 로 한 것은, 7 ％ 미만의 함유율에서는 스프링부 (54s) 의 내열 특성에 대한 충분한 효과가 얻어지지 않기 때문이다. 또, 인 함유율의 상한을 12 ％ 로 한 것은, 12 ％ 보다 높은 함유율에서는 스프링부 (54s) 가 물러져서, 하중 부여에 의해 변형되었을 때 소성 변형되기 쉬워지기 때문이다.

원주 형상부 (52) 는, 예를 들어, 텅스텐제의 심재와, 그 외측의 구리 (Cu) 의 피막, 즉, 구리 도금에 의해 구성될 수 있다. 원주 형상부 (52) 의 구조 및 재질은 후에 도 4a 및 도 4b 를 참조하여 상세하게 설명한다. 원주 형상부 (52) 의 선단부 (52f) 는, 원통 형상부 (54) 의 선단부 (54f) 보다 돌출되어 있다. 원주 형상부 (52) 의 선단부 (52f) 와 원통 형상부 (54) 의 선단면 (54fe) 에 의해 단차가 형성되어 있다. 원주 형상부 (52) 의 선단부 (52f) 의 선단은, 연필과 같이 날카로운 선단면 (52fe) 을 갖는다. 원주 형상부 (52) 의 후단부 (52r) 는, 원통 형상부 (54) 의 후단부 (54r) 의 후단면 (54re) 의 바로 앞의 위치에 머물러 있고, 원통 형상부 (54) 의 후단면 (54re) 과 원주 형상부 (52) 의 후단면 (52re) 사이에는 공간이 형성되어 있다.

또, 원통 형상부 (54) 의 선단부 (54f) 의 위치 (P) 에서는, 그 선단부 (54f) 와 원주 형상부 (52) 가, 예를 들어, 저항 용접, 레이저 용접 또는 코킹에 의해 접합되어 있고, 서로 고정되어 있다. 그 때문에, 원주 형상부 (52) 와 원통 형상부 (54) 의 선단부 (54f) 는 일체가 되어 움직인다. 한편, 원통 형상부 (54) 의 스프링부 (54s) 가 신축됨으로써, 원통 형상부 (54) 의 후단부 (54r) 는, 원통 형상부 (54) 의 선단부 (54f) 에 대해 상대적으로 이동할 수 있다. 즉, 원통 형상부 (54) 의 후단부 (54r) 는, 원주 형상부 (52) 에 대해 상대적으로 이동할 수 있다.

본 실시양태에서는, 원통 형상부 (54) 의 스프링부 (54s) 가 신축됨으로써 원통 형상부 (54) 의 치수가 변화함과 함께, 접촉자 (50) 의 전체 길이가 변화한다.

도 3 은, 도 2a 및 도 2b 에 나타내는 접촉자 (50) 를 장착한 검사용 지그의 일부 단면도이다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, 헤드부 (12) 에는, 대경부 (12h1) 와 소경부 (12h2) 로 이루어지는 관통공이 형성되어 있다. 대경부 (12h1) 와 소경부 (12h2) 사이에 단차가 형성되지만, 이 단차는, 이하에 설명하는 바와 같이 걸림부 (12h3) 가 된다. 베이스부 (14) 에는, 대경부 (14h1) 와 소경부 (14h2) 로 이루어지는 관통공이 형성되어 있다. 전극부 (16) 의 단면에 도선 (18) 의 단면 (18e) 이 노출되어 있다.

헤드부 (12) 의 관통공의 대경부 (12h1) 에는, 접촉자 (50) 의 원통 형상부 (54) 의 선단부 (54f) 가 삽입되어 있고, 그 선단면 (54fe) 이, 헤드부 (12) 의 관통공의 걸림부 (12h3) 에 맞닿아 있다. 소경부 (12h2) 에는, 접촉자 (50) 의 원주 형상부 (52) 의 선단부 (52f) 가 삽입되어 있다.

원통 형상부 (54) 와 원주 형상부 (52) 의 접합 위치 (P) 는, 원통 형상부 (54) 의 선단부 (54f) 가 헤드부 (12) 의 관통공의 대경부 (12h1) 에 삽입되었을 때, 헤드부 (12) 의 상면보다 밖의 위치에 있는 것이 바람직하다.

한편, 베이스부 (14) 의 관통공의 소경부 (14h2) 에는, 접촉자 (50) 의 원통 형상부 (54) 의 후단부 (54r) 의 일부가 삽입되어 있고, 후단면 (54re) 이 도선 (18) 의 단면 (18e) 에 맞닿아 있다. 원주 형상부 (52) 의 후단면 (52re) 은 도선 (18) 의 단면 (18e) 으로부터 떨어져 있다.

또, 접촉자 (50) 를 검사용 지그에 장착하기 전에는, 접촉자 (50) 의 원통 형상부 (54) 의 치수 (자연 길이) (L) (도 2a) 는, 검사용 지그의 헤드부 (12) 의 관통공의 걸림부 (12h3) 로부터 도선 (18) 의 단면 (18e) 까지의 거리보다 크다.

그 때문에, 도 3 과 같이 접촉자 (50) 를 검사용 지그에 장착했을 때에는, 원통 형상부 (54) 가, 양측의 걸림부 (12h3) 와 단면 (18e) 으로부터 눌리기 때문에, 스프링부 (54s) 가, 치수가 상위한 만큼 수축하게 된다. 그 수축에 의해, 그들의 스프링부는 원래의 길이로 돌아오려고 하는 탄성 지지력을 발휘한다. 이 탄성 지지력에 의해, 접촉자 (50) 는 검사용 지그에 안정적으로 유지된다.

검사용 지그를 사용하여 검사 대상의 검사를 실시할 때에는, 검사용 지그를 하강시켜 접촉자 (50) 의 원주 형상부 (52) 의 선단을 검사 대상 (30) 의 배선 등의 검사 대상 상의 소정의 검사점 (30d1) 에 맞닿게 하여, 검사점 (30d1) 을 누른다. 그렇게 하면, 접촉자 (50) 의 원주 형상부 (52) 의 선단부 (52f) 는, 헤드부 (12) 의 관통공의 소경부 (12h2) 내에 밀어 넣어지게 된다. 원주 형상부 (52) 와 원통 형상부 (54) 의 선단부 (54f) 는 위치 (P) 에서 접합되고 있기 때문에, 선단부 (52f) 가 밀어 올려지면, 그것과 함께 원통 형상부 (54) 의 선단부 (54f) 도 밀어 올려지고, 그 선단면 (54fe) 이 걸림부 (12h3) 로부터 멀어진다. 그 결과, 원통 형상부 (54) 의 스프링부 (54s) 가 압축되기 때문에, 스프링부에는 원래 길이로 돌아오려고 하는 탄성 지지력이 생긴다. 그 탄성 지지력에 의해, 원주 형상부 (52) 의 선단은 검사점 (30d1) 에 눌려지게 되어, 원주 형상부 (52) 의 선단과 검사점 (30d1) 의 안정적인 접촉을 확보할 수 있게 된다.

도 4a 및 도 4b 를 참조하여, 원주 형상부 (52) 의 구조 및 재질을 설명한다. 원주 형상부 (52) 는, 선단부 (52f) 와 후단부 (52r) 를 갖는다. 선단부 (52f) 의 선단은 연필과 같이 날카로운 선단면 (52fe) 을 갖는다. 이 원뿔 형상면 (52fe) 은, 예를 들어, 연마 가공에 의해 형성할 수 있다. 후단부 (52r) 에는 후단면 (52re) 이 형성되어 있다.

원주 형상부 (52) 는, 심재 (52A) 와 이 심재 (52A) 를 덮는 피복부 (52B) 로 이루어진다. 이 심재 (52A) 는, 전기 전도율이 5×10⁶ ∼ 25×10⁶ 지멘스/m 의 금속을 채용할 수 있다. 구체적으로는, 심재 (52A) 로서, 피복부 (52B) 보다 기계적 강도 (예를 들어, 경도) 가 높은 금속 재료, 예를 들어 텅스텐 (W) 이나 텅스텐 합금, 팔라듐 (Pd) 이나 팔라듐 합금을 채용할 수 있다.

피복부 (52B) 는, 심재 (52A) 보다, 전기 전도율이 높은 소재에 의해 형성된다. 이 피복부 (52B) 의 전기 전도율은, 45×10⁶ ∼ 70×10⁶ 지멘스/m 의 금속을 채용할 수 있다. 더욱 바람직하게는, 피복부 (52B) 의 전기 전도율이, 적어도 심재 (52A) 의 전기 전도율보다 2.5 배 이상 높은 전기 전도율을 갖는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 이 피복부 (52B) 의 소재로서, 예를 들어, 금 (Au), 은 (Ag), 구리 (Cu) 나 이들의 합금을 채용할 수 있다.

이 원주 형상부 (52) 의 선단부 (52f) 에는, 첨예 형상의 선단면 (52fe) 이 형성되어 있다. 이 선단면 (52fe) 은, 예를 들어, 만곡 형상, 사각뿔 형상, 또는, 원뿔 형상으로 형성할 수 있다. 도 2a 에서는, 선단면 (52fe) 이 원뿔 형상으로 형성되어 있다.

이 원주 형상부 (52) 의 선단면 (52fe) 은, 연필의 심과 같이, 피복부 (52B) 로부터 심재 (52A) 가 돌출하여 노출되어 있다. 이 때문에, 원주 형상부 (52) 의 심재 (52A) 의 선단에 위치하는 심재 (52A) 가, 검사점에 맞닿게 된다. 이와 같이 형성됨으로써, 심재 (52A) 의 경도를 이용할 수 있음과 함께 전류 경로에 피복부 (52B) 를 이용할 수 있게 된다.

원주 형상부 (52) 의 선단부 (52f) 의 선단면 (52fe) 에서는, 첨예 형상을 형성하는 피복부 (52B) 의 경사면 (예를 들어, 만곡 형상인 경우에는 만곡면, 사각뿔 형상이나 원뿔 형상의 경우에는 측면) 과 심재 (52A) 의 측면이, 단차가 없는 단일한 경사면을 형성하고 있는 것이 바람직하다.

이 원주 형상부 (52) 는 20 ∼ 100 ㎛ 의 외경 (D2) 을 갖고, 심재 (52A) 의 외경 (D1) 은 예를 들어 15 ∼ 80 ㎛ 의 외경을 갖고, 피복부 (52B) 의 두께 (h) 는 예를 들어 h=1 ∼ 20 ㎛ 의 두께로 형성할 수 있다.

심재 (52A) 의 외경 (D1) 과 피복부 (52B) 의 두께 (h) 의 비는, D1 : h=1 ∼ 5 : 1 로 설정되는 것이 바람직하다. 이 비로 설정됨으로써, 원주 형상부 (52) 의 기계적 강도 (예를 들어, 원주 형상부 (52) 의 선단부의 내마모성 등) 를 확보하면서, 피복부 (52B) 의 두께를 확보하여 원주 형상부 (52) 의 전기 저항값을 유효하게 억제할 수 있고, 예를 들어 1 암페어 정도의 고전류에도 대응할 수 있다.

또, 본 실시형태에서는, 피복부 (52B) 가 심재 (52A) 의 외주면에 직접 접촉하도록 형성되어 있기 때문에, 도금 처리를 사용하여, 두께가 큰 피복부 (52B) 의 두께를 정확하게 제어하여 피복부 (52B) 를 형성할 수 있다. 변형예로서, 심재 (52A) 와 피복부 (52B) 사이에, 도전 금속 등으로 이루어지는 1 또는 복수의 다른 도전체층이 개재되어 있어도 된다. 새로운 변형예로서, 피복부 (52B) 의 외면에, 원주 형상부 (52) 와 원통 형상부 (54) 의 용접을 위한 얇은 금 도금층을 형성해도 된다. 이 경우, 구리로 이루어지는 피복부 (52B) 표면에 대한 금 도금 부여가 어렵기 때문에, 금 도금층과 피복부 (52B) 사이에 니켈 도금층이 형성된다.

이와 같이, 접촉자 (50) 의 원주 형상부 (52) 의 심재 (52A) 를, 그 심재 (52A) 보다 전기 전도율이 높은 피복부 (52B) 로 덮고 있기 때문에, 피복부 (52B) 에 의해 원주 형상부 (52) 의 전기 저항값을 효과적으로 저감시켜, 접촉자 (50) 에 전류가 인가되었을 때 원주 형상부 (52) 에서 발생하는 발열량을 저감시킬 수 있다. 그 결과, 심재 (52A) 의 소재로서 기계적 강도 (예를 들어, 경도) 가 우수한 소재 (예를 들어, 텅스텐이나 텅스텐 합금, 팔라듐이나 팔라듐 합금 등) 를 선택하는 등 하여 원주 형상부 (52) 의 기계적 강도를 확보하면서, 접촉자 (50) 의 고전류 인가에 대한 내성을 향상시킬 수 있다.

또, 접촉자 (50) 의 원통 형상부 (54) 가, 니켈-인 합금에 의해 형성되어 있기 때문에, 원통 형상부 (54) 에 형성된 스프링부 (54s) 의 온도 상승에 따른 기능 저하 (특히, 내소성 변형성의 저하) 를 억제할 수 있고, 스프링부 (54s) 의 온도 상승에 대한 내성을 향상시킬 수 있다.

그 결과, 비교적 고전류를 흘려도 스프링부 (54s) 의 기능을 유지할 수 있는 접촉자 (50) 를 구비한 검사용 지그 (10) 를 제공할 수 있다.

[접촉자의 내전류 특성]

본원의 발명자는, 본 실시형태의 접촉자 (50) 와 비교예의 접촉자에 대해, 고전류를 부하하여, 내전류 특성을 측정하였다. 비교예는, 본 실시형태의 접촉자와 동일한 치수 및 형상을 갖지만, 원주 형상부 (52) 의 구조 및 원통 형상부 (54) 의 재질이 상이하다. 즉, 비교예에서는, 원주 형상부 (52) 는, 텅스텐제의 심재로 이루어지고, 그것을 덮는 피복부 (52B) 는 형성되어 있지 않다. 또, 비교예에서는, 원통 형상부 (54) 가 니켈-인 합금이 아니라, 니켈에 의해 형성되어 있다.

여기서, 시험에 사용한 본 실시형태의 접촉자 (50) 및 비교예의 각 부의 치수 등에 대해 기재해 둔다. 본 실시형태의 접촉자 (50) 및 비교예의 원주 형상부 (52) 의 길이는 3 ㎜, 외경은 50 ㎛, 원통 형상부 (54) 의 길이는 2.55 ㎜ 이고, 내경 및 외경은 54 ㎛ 및 70 ㎛, 스프링부 (54s) 의 축 방향의 길이는 1.62 ㎜ 로 되어 있다. 스프링부 (54s) 가 자연 상태에 있을 때의 원주 형상부 (52) 의 선단부의 원통 형상부 (54) 의 선단으로부터의 돌출량은 0.65 ㎜ 로 되어 있다. 또, 본 실시형태의 접촉자 (50) 에서는, 원주 형상부 (52) 의 심재 (52A) 의 외경 (D1) 과 피복부 (52B) (구리 도금층) 의 두께 (h) 의 비는 3.6 : 1 이 되어 있다.

도 5 는, 본 실시형태의 접촉자 (50) 의 3 개의 샘플에 대해, 전류 공급 후의 하중 부여에 대한 소성 변형 특성에 관한 시험 결과를 나타내는 그래프이고, 그래프 G1 ∼ G3 이 각 샘플의 소성 변형 특성을 나타내고 있다. 이 3 개의 샘플은 동일한 구성을 갖고 있고, 원통 형상부 (54) 를 구성하는 니켈-인 합금의 인 함유율은, 모두 11.7 ％ 로 설정되어 있다.

이 도 5 의 시험에서는, 각 샘플에 소정의 전류를 공급한 후, 각 샘플에 하중을 부여하여, 하중 부여 전후의 각 샘플의 길이 변화로부터 접촉자 (50) 의 변형률 (하중 부여 전후의 접촉자 (50) 의 길이의 감소량을 하중 부여 전의 접촉자 (50) 의 길이로 나눗셈한 값) 을 구하였다. 변형률의 측정은, 접촉자 (50) 에 하중을 부여하여 눌러서 줄인 상태로 접촉자 (50) 에 전류를 공급한 후, 하중을 해제하여, 하중 부여 전의 접촉자 (50) 의 길이에 대한 하중 부여 후의 접촉자 (50) 의 길이의 감소율을 측정하였다. 보다 구체적으로는, 3 개의 샘플에 100 mA 로부터 1000 mA 까지 100 mA 간격으로 단계적으로 전류값을 인상하면서 10 회의 전류 공급을 실시하고, 그 전류 공급마다 변형률의 측정을 실시하였다. 또, 변형률 측정시의 각 샘플의 압축량 (혹은, 부여 하중) 은, 원통 형상부 (54) 의 스프링부 (54s) 가 최대 압축량의 2/3 의 압축량으로 압축되도록 설정하였다. 여기서, 최대 압축량이란, 스프링부 (54s) 를 자연 상태에서 스프링부 (54s) 의 인접하는 나선상의 스프링끼리가 밀착할 때까지 압축했을 때의 압축량이다. 또한, 도 5 의 그래프 G1 등에서 변형률이 0 ％ 이하로 추이하고 있는 부분은, 측정 오차에 의한 것이다.

도 6 은, 상기 도 5 의 시험에서 사용한 접촉자 (50) 의 비교예의 3 개의 샘플을 사용하여, 도 5 와 동일한 시험을 실시했을 때의 시험 결과를 나타내는 그래프이며, 그래프 G4 ∼ G6 이 각 샘플의 소성 변형 특성을 나타내고 있다. 또한, 도 6 의 그래프 G6, G4 는 데이터 취득시의 트러블에 의해 그래프 데이터가 일부 결락되어 있다.

도 5 의 시험 결과와 도 6 의 시험 결과를 비교하면, 비교예에서는, 도 6 의 그래프에 나타내는 바와 같이, 공급 전류값의 증대에 수반하여 하중 부여에 따른 변형률이 증대하고 있고, 1000 mA 의 전류 공급시에는 변형률이 50 ％ 정도 이상이 되어 있다. 이것에 대해, 본 실시형태에 관련된 접촉자 (50) 에서는, 도 5 의 그래프에 나타내는 바와 같이, 공급 전류값이 100 mA 에서부터 1000 mA 로 인상되어도, 하중 부여에 따른 변형률이 10 ％ 미만으로 억제되어 있고, 고전류 공급에 대한 접촉자 (50) 의 내성이 현격히 향상되고 있는 것을 알 수 있다.

다음으로, 도 7 은, 본 실시형태의 접촉자 (50) 의 3 개의 샘플과 그 비교예의 1 개의 샘플에 대해, 하중 부여시의 온도 상승에 대한 소성 변형 특성에 관한 시험 결과를 나타내는 그래프이고, 그래프 G7 ∼ G9 는 본 실시형태의 접촉자 (50) 의 3 개의 샘플에 관한 것이고, 그래프 G10 은 비교예의 샘플에 관한 것이다. 그래프 G7 ∼ G9 의 3 개의 샘플은, 원통 형상부 (54) 를 구성하는 니켈-인 합금의 인 함유율을 제외하고 동일한 구성을 갖고 있다. 그래프 G7, G8 의 샘플에서는 니켈-인 합금의 인 함유율이 11.8 ％ 로 설정되고, 그래프 G9 의 샘플에서는 니켈-인 합금의 인 함유율이 8.0 ％ 로 설정되어 있다. 또, 그래프 G7 의 샘플은 전해 도금에 의해 제작된 것이고, 그래프 G8, G9 의 샘플은 무전해 도금에 의해 제작된 것이다.

이 도 7 의 시험에서는, 각 샘플의 원통 형상부 (54) 의 스프링부 (54s) 를 하중 부여에 의해 소정의 압축량만큼 압축한 상태로, 각 샘플을 소정 온도로 가열한 후, 스프링부 (54s) 에 대한 하중을 개방하고, 압축 및 가열 전후에 있어서의 각 샘플의 길이의 감소량을 스프링부 (54s) 의 변형량으로서 측정하였다. 변형량의 측정은, 가열시의 승온 레벨을 단계적으로 인상하면서 복수 회의 가열 처리를 실시하고, 그 가열 처리마다 실시하였다. 그래프 G7, G8 의 샘플에서는, 승온 레벨을 50 ℃ 에서부터 200 ℃ 까지 25 ℃ 간격으로 인상하여 7 회의 가열 및 변형률 측정을 실시하였다. 그래프 G9 의 샘플에서는, 승온 레벨을 75 ℃ 에서부터 175 ℃ 까지 25 ℃ 간격으로 인상하여 5 회의 가열 및 변형률 측정을 실시하였다. 변형률 측정을 위한 각 샘플의 압축량 (혹은, 부여 하중) 은, 원통 형상부 (54) 의 스프링부 (54s) 가 최대 압축량의 2/3 의 압축량으로 압축되도록 설정하였다. 또한, 도 7 의 그래프 G9 에 있어서의 가열 온도가 100 ℃ 일 때의 변형량이 제로 이하의 값이 되어 있는 것은, 측정 오차에 의한 것이다. 또, 도 7 의 그래프 G8 은 데이터 취득시의 트러블에 의해 그래프 데이터가 일부 결락되어 있다.

도 7 의 그래프 G7 ∼ G9 와 그래프 G10 을 비교하면, 니켈로 형성된 비교예의 원통 형상부 (54) 에서는, 그래프 G10 이 나타내는 바와 같이, 가열 온도가 고온 (예를 들어, 100 ℃ 이상) 이 됨에 따라 스프링부 (54s) 의 변형량이 크게 증대되어 가는 것을 알 수 있다. 이것에 대해, 니켈-인 합금으로 형성된 원통 형상부 (54) 에서는, 그래프 G7 ∼ G9 가 나타내는 바와 같이, 가열 온도가 고온 (예를 들어, 100 ℃ 이상) 이 되어도, 스프링부 (54s) 의 변형량의 증대가 억제되고 있는 것을 알 수 있다. 또, 인의 함유율이 8.0 ％ 인 그래프 G9 의 샘플보다, 인의 함유율이 11.7 ％ 인 그래프 G7, G8 의 샘플이, 고온 영역 (예를 들어, 100 ℃ 이상) 에서의 스프링부 (54s) 의 변형량이 억제되고 있다.

[원통 형상부의 제조 방법]

이하에, 접촉자의 원통 형상부의 제조 방법의 예를 설명한다.

[제법예 1]

(1) 먼저, 원통 형상부 (54) 의 중공부를 형성하기 위한 심선 (도시 생략) 을 준비한다. 또한, 이 심선은, 원통 형상부 (54) 의 내경 (예를 들어, 약 35 ㎛) 을 규정하는 원하는 굵기의 SUS 선을 사용한다.

(2) 이어서, 심선 (SUS 선) 에 포토레지스트 피막을 도포하고, 이 심선의 둘레면을 덮는다. 그 포토레지스트 피막의 원하는 부분을 노광·현상·가열 처리하여 나선상의 마스크를 형성한다. 예를 들어, 심선을 중심축의 둘레로 회전 및 상하이동시키면서 레이저에 의해 소정 부분을 노광하여 나선상의 마스크를 형성한다. 또한, 원통 형상부의 양단, 즉, 원통 형상부의 치수 (L) 에 상당하는 위치에, 분리 절단용의 마스크를 형성한다.

(3) 이어서, 그 심선에 인을 함유한 니켈 합금 도금을 실시한다. 이 때, 심선은 도전성이기 때문에, 포토레지스트 마스크가 형성되어 있지 않은 지점에 니켈 합금 도금이 부착된다.

(4) 이어서, 포토레지스트 마스크를 제거하고, 심선을 뽑아, 전체 길이 (L) 의 원통 형상부 (54) 를 형성한다.

또, 원통 형상부 (54) 는, 하기 방법으로도 제조할 수도 있다.

[제법예 2]

(1) 먼저, 제법예 1 과 동일하게, 원통 형상부 (54) 의 중공부를 형성하기 위한 심선 (도시 생략) 을 준비하고, 심선의 외주면에, 원하는 두께의 금 및 니켈 합금 도금층을 형성한다.

(2) 다음으로, 니켈 합금 도금층의 표면에 포토레지스트를 도포한다. 그 포토 레지스트의 원하는 부분을 노광·현상·가열 처리하여 나선상의 마스크를 형성한다. 예를 들어, 심선을 중심축의 둘레로 회전 및 상하이동시키면서, 레이저에 의해 노광하여 나선상의 마스크를 형성한다. 또한, 원통 형상부의 양단, 즉, 원통 형상부의 치수 (L) 에 상당하는 위치에, 분리 절단용의 마스크를 형성한다.

(3) 이어서, 금 및 니켈 합금 도금을 에칭 제거한다. 이 때, 포토레지스트 마스크가 형성되어 있지 않은 지점의 금 및 니켈 합금 도금이 제거된다.

(4) 이어서, 포토레지스트 마스크를 제거하고, 심선을 뽑아, 전체 길이 L 의 원통 형상부 (54) 를 형성한다.

[원통 형상부의 제조 방법의 구체예]

도 8a 에서부터 도 8e 까지는, 본 발명에 관련된 일 실시형태의 접촉자의 원통 형상부 (54) 를 제조하기 위한 각 공정의 일 실시예를 나타내는 단면도이다. 또한, 전체 도면에 있어서, 각 부재의 두께, 길이, 형상, 부재끼리의 간격, 간극 등은, 이해를 용이하게 하기 위해서, 적절히, 확대·축소·변형·간략화 등을 하고 있다. 도면을 설명할 때의 상하·좌우의 표현은, 그 도면을 향한 상태에서의 그 도면의 면을 따른 방향을 나타내는 것으로 한다. 또한, 여기서는 원통 형상부 (54) 를 전해 도금에 의해 제작하는 경우에 대해 설명하지만, 무전해 도금에 의해 원통 형상부 (54) 를 제작해도 된다.

도 8a 는, 심재 (70) 의 외주면 상에 금 도금층 (72) 을 형성하고, 추가로 그 위에 니켈 합금 도금층 (74) 을 형성하여 제조한 전기 주조관 (원통 형상관) 의 단면도를 나타낸다. 심재 (70) 로는 예를 들어 외경이 5 ㎛ 내지 300 ㎛ 인 금속선이나 수지선을 사용할 수 있다. 금속선으로는 예를 들어 SUS 선을 사용할 수 있고, 수지선으로는 나일론 수지나 폴리에틸렌 수지 등의 합성 수지선을 사용할 수 있다. 또, 금 도금층 (72) 의 두께는 약 0.1 ㎛ 내지 1 ㎛ 이며, 니켈 합금 도금층 (74) 의 두께는, 약 5 ㎛ 내지 50 ㎛ 이다. 전기 주조관의 길이는, 반송 작업의 용이성 등의 관점에서 50 ㎝ 이하가 바람직하지만, 거기에 한정되는 것은 아니고, 절단하지 않고 연속적으로 제조해도 된다.

도 8b 는, 도 8a 에 나타낸 전기 주조관의 니켈 합금 도금층 (74) 의 외주면 상에 레지스트막 (76) 을 형성한 것을 나타낸다. 레지스트막 (76) 의 두께는 약 2 ㎛ 내지 50 ㎛ 이다. 레지스트막 (76) 으로서, 예를 들어, 불소 코팅 또는 실리콘 수지재를 사용하여 형성해도 된다.

다음으로, 도 8c 에 나타내는 바와 같이, 레지스트막 (76) 을 예를 들어 3 ㎜ 내지 30 ㎜ 의 간격을 두고 소정 폭만큼 주회하고 제거하여 홈 (78a, 78b, 78c) 을 형성하고, 또, 그들 홈과 홈 사이의 레지스트막의 일부를 나선상으로 제거하여 나선상의 홈 (79a, 79b) 을 형성한다. 그들 홈을 형성한 부분에는, 니켈 합금 도금층 (74) 이 노출된다.

이들 홈을 형성할 때에는, 레지스트막 (76) 에 레이저 빔을 조사하여, 레지스트막 (76) 을 제거하는 방법을 채용할 수 있다. 이 경우, 심재 (70) 를 둘레 방향으로 회전시키면서, 홈의 위치에 레이저 빔을 직접 조사하고, 그 조사에 의해 레지스트막 (76) 을 제거한다. 또한, 이 방법에서 사용하는 레이저 빔의 출력은, 레지스트막 (76) 만을 제거할 수 있고, 또한 니켈 합금 도금층을 손상시키는 경우가 없는 출력으로 조정된다.

다음으로, 레지스트막 (76) 을 마스크로서 사용하고, 홈 (78a, 78b, 78c, 79a, 79b) 에 노출된 니켈 합금 도금층 (74) 을 에칭 제거하여 금 도금층 (72) 을 노출시킨다. 그 때, 니켈 합금 도금층 (74) 과 심재 (70) 사이에 금 도금층 (72) 이 존재하기 때문에, 에칭할 때 니켈 에칭액이 심재까지 도달하는 것을 방지할 수 있다.

홈 (78a, 78b, 78c, 79a, 79b) 에 있어서 니켈 합금 도금층 (74) 이 노출되면, 레지스트막 (76) 을 제거한다.

도 8d 는, 홈 (78a, 78b, 78c, 79a, 79b) 에 있어서 니켈 합금 도금층 (74) 이 노출되고, 그 위의 레지스트막 (76) 이 제거된 상태를 나타낸다. 다음으로, 심재 (70) 를 백색 화살표로 나타내는 바와 같이 양단을 멀어지는 방향으로 잡아 당겨 단면적이 작아지도록 변형한다. 일단을 고정하여 타단만을 잡아 당기도록 해도 된다. 심재 (70) 가 연신되어 그 단면적이 작아지고, 니켈 합금 도금층 (74) 으로부터 박리된다.

도 8e 에 나타내는 바와 같이, 심재 (70) 를 빼내면, 니켈 합금 도금층 (74) 이 남아, 홈 (78a, 78b, 78c) 에 의해 이웃하는 부분이 멀어지고, 원통 형상부 (71) 와 원통 형상부 (73) 가, 별개의 것으로서 형성되는 것이 된다. 또한, 금 도금층 (72) 은 심재 (70) 를 뽑아낼 때, 심재 (70) 와 함께 제거된다. 이렇게 하여, 심재 (70) 를 빼낸 단계에서, 다른 추가 공정을 필요로 하지 않고 접촉자를 완성시킬 수 있다. 또한, 도 8a 내지 도 8e 는, 간략화하여 전기 주조관의 일부만을 나타내고 있기 때문에, 도 8e 의 공정에서는, 2 개의 접촉자만이 제조된 것처럼 되어 있지만, 긴 전기 주조관을 사용함으로써, 다수의 접촉자를 한 번에 제조할 수 있다.

[원주 형상부의 제조 방법]

본 실시형태의 원주 형상부 (52) 의 제조 방법에 대해 간단하게 설명한다. 원주 형상부 (52) 를 제조하는 경우에는, 심재 (52A) 로서 텅스텐, 텅스텐 합금, 팔라듐, 팔라듐 합금 중 어느 것인 선재를 준비한다. 예를 들어, 텅스텐의 선재를 준비한다. 이 때, 텅스텐의 선재는, 20 ∼ 100 ㎛ 의 외경을 갖는 선재로 형성되어 있다.

이 심재 (52A) 의 표면에, 피복부 (52B) 인 전기 전도율이 심재 (52A) 보다 2.5 배 이상인 금속층을 도금한다. 예를 들어, 텅스텐의 선재에, 구리층을 도금한다. 이 때, 구리 도금층은, 2 ∼ 20 ㎛ 의 두께를 갖도록 형성한다.

다음으로, 금속 도금층이 형성된 선재를 원하는 길이로 형성한다. 예를 들어, 구리 도금이 실시된 텅스텐의 선재를 원하는 길이로 형성한다. 이 원하는 길이란, 원주 형상부 (52) 의 길이와 대략 동등한 길이가 된다.

원하는 길이로 형성된 선재는, 심재 (52A) 와 피복부 (52B) 가 동심축이 되도록 배치되고, 선재의 양단면에, 동심축으로 배치되는 심재 (52A) 와 피복부 (52B) 가 나타나게 된다. 구체적으로는, 예를 들어, 텅스텐의 선재 (심재 (52A)) 와 동심축에 배치되는 구리 도금층 (피복부 (52B)) 이 형성된다.

그리고, 이 선재의 일방의 선단에 가공을 실시하여, 첨예 형상으로 가공한다. 예를 들어, 구리 피복된 텅스텐 선재를 연마 가공하고, 그 선단면 (52fe) 을 원뿔상으로 가공한다. 이 때, 선단면 (52fe) 은, 텅스텐과 구리가 면일 (面一) 하게 2 층의 면이 형성되어 있는 것이 된다. 이와 같은 공정을 거침으로써 원주 형상부 (52) 를 제조할 수 있다.

본 실시형태의 접촉자의 원통 형상부 (54) 와 원주 형상부 (52) 는, 상기와 같은 치수 조건하에서 제조할 수 있지만, 특히, 외경이 30 내지 100 ㎛ 로 형성되는 경우에 있어서, 검사용 지그에 사용되는 접촉자로서 바람직하게 사용할 수 있다.

특히, 본 발명의 접촉자는, 접촉자 자체의 길이가 3 ∼ 4 ㎜ 의 길이를 갖는 접촉자여도, 접촉자 자체의 저항값이 50 mΩ (밀리옴) 이하의 접촉자를 제공할 수 있다. 이와 같은 길이이며 또한 저항값이 낮은 접촉자를 제공할 수 있기 때문에, 1 암페어의 전류를 흘린 경우에도, 접촉자로서의 특성을 잃지 않고, 바람직하게 이용할 수 있다.

또한, 상기 서술한 실시형태에서는 접촉자 (50) 의 원주 형상부 (52) 가 심재 (52A) 와 그것을 덮는 피복부 (52B) 를 구비한 구성이 되어 있지만, 원주 형상부 (52) 를 단일한 도전 재료 (예를 들어, 구리 (Cu) 및 은 (Ag) 의 합금) 에 의해 형성해도 된다. 이 경우, 원주 형상부 (52) 의 전기 전도율은, 50×10⁶ ∼ 70×10⁶ 지멘스/m 인 것이 바람직하다. 이와 같이 원주 형상부 (52) 를 단일한 도전 재료에 의해 형성함으로써, 접촉자 (50) 의 구성의 간략화 및 제조 비용의 삭감이 도모된다.

이상, 본 발명에 관련된 검사 대상 검사용의 검사용 지그 및 거기에 사용할 수 있는 접촉자의 실시형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 그 실시형태에 구속되는 것은 아니고, 당업자가 용이하게 할 수 있는 추가, 삭제, 개변 등은, 본 발명에 포함되는 것이고, 또, 본 발명의 기술적 범위는, 첨부한 특허 청구 범위의 기재에 의해 정해지는 것을 이해받고 싶다.

10 : 검사용 지그
11 : 지지 부재
11s : 스페이서
12 : 헤드부
12h1 : 관통공의 대경부
12h2 : 관통공의 소경부
12h3 : 걸림부
14 : 베이스부
14h1 : 관통공의 대경부
14h2 : 관통공의 소경부
16 : 전극부
18 : 도선
18e : 단면
30 : 검사 대상
30d1, 30d2, 30dn : 검사점
50 : 접촉자
52 : 원주 형상부
52A : 심재
52B : 피복부
52f : 선단부
52fe : 선단면
52r : 후단부
52re : 후단면
54 : 원통 형상부
54f : 선단부
54fe : 선단면
54r : 후단부
54re : 후단면
54s : 스프링부
70 : 심재
71, 73 : 원통 형상부
72 : 금 도금층
74 : 니켈 합금 도금층
76 : 레지스트막
78a, 78b, 78c, 79a, 79b : 홈

Claims

접촉자와, 상기 접촉자에 전기적으로 접속되는 도선을 갖는 전극부와, 상기 접촉자를 검사 대상의 소정의 검사점에 안내하기 위한 헤드부와, 상기 접촉자를 상기 전극부의 상기 도선을 향하여 안내하기 위한 베이스부를 갖는 검사용 지그에 있어서,
상기 접촉자는,
원주 형상부와 상기 원주 형상부를 둘러싸도록 배치된 원통 형상부를 구비하고, 상기 원주 형상부는, 상기 원통 형상부보다 돌출한 선단부와, 반대측의 상기 원통 형상부에 덮인 후단부를 갖고, 상기 원통 형상부는, 상기 원주 형상부의 선단부 및 후단부에 각각 대응한 선단부 및 후단부와, 그 선단부 및 후단부 사이에 형성된 스프링부를 갖고, 상기 원통 형상부의 선단부는 상기 원주 형상부에 접속되어, 상기 스프링부가 신축됨으로써, 상기 원주 형상부의 선단부와 반대측의 상기 원통 형상부의 후단부 사이의 치수가 변화하도록 구성되어 있고,
상기 원통 형상부는 니켈 (Ni)-인 (P) 합금에 의해 형성되는, 검사용 지그.
제 1 항에 있어서,
상기 원주 형상부는, 심재와, 상기 심재를 덮음과 함께 상기 심재보다 전기 전도율이 높은 피복부를 갖는, 검사용 지그.
제 1 항에 있어서,
상기 원주 형상부는 구리 (Cu) 및 은 (Ag) 의 합금으로 형성되는, 검사용 지그.
제 3 항에 있어서,
상기 원주 형상부의 전기 전도율이 50×10⁶ ∼ 70×10⁶ 지멘스/m 인, 검사용 지그.
제 2 항에 있어서,
상기 접촉자의 원주 형상부의 선단부의 선단면에서 노출된 상기 심재의 날카로운 선단이 검사 대상의 소정 검사점에 접촉하고, 상기 접촉자의 원통 형상부의 후단부의 단면이 상기 전극부의 노출된 단면에 접촉하는, 검사용 지그.
제 2 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 접촉자의 원주 형상부의 선단부의 선단면에서는, 상기 심재와 상기 피복부의 외면이 면일하게 형성되어 있는, 검사용 지그.
제 2 항, 제 5 항 및 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 피복부가 금 (Au), 은 (Ag) 및 구리 (Cu) 중 어느 하나의 금속 또는 그 합금으로 형성되어 있는, 검사용 지그.
제 2 항 및 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 심재가 텅스텐, 텅스텐 합금, 팔라듐, 팔라듐 합금 중 어느 하나의 금속으로 형성되어 있는, 검사용 지그.
제 2 항 및 제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 심재의 전기 전도율이 5×10⁶ ∼ 25×10⁶ 지멘스/m 이며,
상기 피복부의 전기 전도율이 45×10⁶ ∼ 70×10⁶ 지멘스/m 인, 검사용 지그.
제 2 항 및 제 5 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 피복부의 전기 전도율은 상기 심재의 전기 전도율의 적어도 2.5 배인, 검사용 지그.
제 2 항 및 제 5 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 심재의 외경과 상기 피복부의 두께의 비는 1 ∼ 5 : 1 로 설정되는, 검사용 지그.
검사점 간의 전기적 특성을 검사하기 위한 검사용 지그에 사용되는 접촉자로서,
원주 형상부와 상기 원주 형상부를 둘러싸도록 배치된 원통 형상부를 구비하고, 상기 원주 형상부는, 상기 원통 형상부보다 돌출한 선단부와, 반대측의 상기 원통 형상부에 덮인 후단부를 갖고, 상기 원통 형상부는, 상기 원주 형상부의 선단부 및 후단부에 각각 대응한 선단부 및 후단부와, 그 선단부 및 후단부 사이에 형성된 스프링부를 갖고, 상기 원통 형상부의 선단부는 상기 원주 형상부에 접속되어, 상기 스프링부가 신축됨으로써, 상기 원주 형상부의 선단부와 반대측의 상기 원통 형상부의 후단부 사이의 치수가 변화하도록 구성되어 있고,
상기 원통 형상부는 니켈 (Ni)-인 (P) 합금에 의해 형성되는, 접촉자.