TW201411135A - 檢查用治具及接觸子 - Google Patents

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Suk-Kwi Kim
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Abstract

一種接觸子即使在相對高的電流條件下能夠維持一個彈簧部的功能，以及提供一種配備有該接觸子的檢查用治具。一個檢查用治具（10）的一個接觸子（50）包括一個柱狀部（52）與一個圍繞該柱狀部（52）的筒狀部（54）。該柱狀部（52）包括一個前端部（52f）從該筒狀部（54）突出，以及一個後端部（52r）。該筒狀部（54）具有一個彈簧部（54s），其被配置能夠膨脹與壓縮以改變該柱狀部（52）的前端部（52f）與該筒狀部（54）的後端部之間的一個尺寸。該筒狀部（54）由一種鎳（Ni）和磷（P）的合金形成。

Description

檢查用治具及接觸子
本發明涉及一種檢查用治具，其電性連接一個檢查用裝置或類似裝置，以檢測被預置於一個檢查目標的檢查點。一個接觸子用於上述的檢查用治具，本發明的接觸子並不限定於被連接至一個檢查用治具，並且也能夠被用於電性連接兩個預定點。
使用一個檢查用裝置進行檢查，以確保印刷電路板上的佈線能夠準確地傳輸電訊號。該檢查用裝置於安裝在電機與電子組件之前先測量印刷電路板的佈線上設置的檢查點之間的電性質，如電阻值，並判定佈線的品質。
上述的檢查用裝置使用一個檢查用治具，其包括複數個接觸子（例如：連接端子、探針、探查線圈或是觸針）。該檢查用裝置提供電流或電訊號至設置於一個檢查目標上的檢查點，並經由該接觸子檢測來自於該檢查點的電訊號以便測量檢查點之間的電性質並且進行性能測試，如連續性檢查或密封性檢查。
在使用該檢查用裝置檢查一個基板的情況下，控制是這樣進行的，該檢查用治具的該些接觸子經由治具移動的方式被移動至鄰接於該基板上的檢查點組而進行檢查。以及當檢查結束時，該檢查用治具的該些接觸子經由治具移動的方式從該檢查點被移動至待命位置。
該些被使用於該檢查用治具的接觸子能夠經由任何接觸表現出傳導性而被合適地選擇，使該檢查點預定的電訊號交流。該接觸子的各個實例揭示於以下專利文獻（Patent Literatures；PTLs）1至6。
專利文獻1公開一種由漆包線成型的觸針，該漆包線具有一個由鈀構成的內部與一個由鈹銅構成的外周部。專利文獻2公開一種由塗層鎢絲製作的探針，其具有一個鍍鎳層與一個含有聚四氟乙烯的鍍鎳-硼層的頂端部。
專利文獻3公開一種傳導接頭，其包括一個尖頭導電針狀體與一個捲曲的壓縮彈簧。專利文獻4公開一種接觸子，其包括一個螺旋狀的彈簧部與一個接觸座用以支撐該接觸子。專利文獻5公開一種觸針，其使用金-銀基合金或是鈹-銅基合金任一種來作為芯，並且使用SUS304不鏽鋼作為外塗層材料。專利文獻6公開一種用於一個電流檢查用治具的接觸子，其具有一個彈簧結構。
引用列表：
專利文獻：
專利文獻1為日本專利公開號JP 2001-337110A專利案。
專利文獻2為日本專利公開號JP 2003-167003A專利案。
專利文獻3為日本專利公開號JP 2003-014779A專利案。
專利文獻4為日本專利公開號JP 2008-164351A專利案。
專利文獻5為日本專利公開號JP 2005-037381A專利案。
專利文獻6為日本專利編號4572303專利案。
本發明所要解決的問題：
本申請的發明進行電負載測試，其使用複數個接觸子，每一接觸子包括一個柱狀部（芯部）與一個圍繞該柱狀部外周邊的筒狀部以及具有一個彈簧部。
鎢被用作該芯部的材料，鎳（Ni）被用作為該筒狀部的材料。結果發現，當施加相對較高的電流約為1A至使用這些接觸子時，該些接觸子的溫度上升，由於高溫造成該彈簧部容易衰退並且塑性變形，使該彈簧部退化。經過認真地考慮和研究這個問題，本申請的發明人成功地發現一種接觸子結構即使在相對較高的電流約為1A下，仍然能夠保持該彈簧部的性能並應用。
因此，這是本發明的一個目的是提供一種即使在相對高的電流條件下，能夠保持彈簧部的功能，提供一種包括這種接觸子的檢驗治具的。
為了解決上述問題，根據本發明的第一方面的檢查用治具包括一個接觸子、一個電極部，其包括一個電性連接至該接觸子的導體、一個用於引導該接觸子至一個檢查目標的一個預定檢查點的頭部，以及一個用於引導該接觸子至該電極部的導體的基部。該接觸子包括一個柱狀部與一個圍繞該柱狀部的筒狀部，該柱狀部具有一個突出於該筒狀部的前端部，以及一個在該前端部的相反端並被該筒狀部覆蓋的後端部，該筒狀部具有一個前端部與一個後端部分別與該柱狀部的前端部與後端部相對應，以及一個彈簧部位於該前端部與該後端部之間。該筒狀部的前端部連接至該柱狀部。該彈簧部被配置能夠膨脹與壓縮以改變該柱狀部的前端部與在相反端的筒狀部的後端部之間的一個尺寸。該筒狀部由一種鎳（Ni）和磷（P）的合金形成。
根據本發明的第二方面，在上述的第一方面的檢查用治具中，該柱狀部包括一個芯部與一個覆蓋該芯部的塗層部，該塗層部由一種相較於該芯部具有更高導電率的材料形成。
根據本發明的第三方面，在上述的第一方面的檢查用治具中，該柱狀部由一個銅（Cu）和銀（Ag）的合金形成。
根據本發明的第四方面，在上述的第三方面的檢查用治具中，該柱狀部的導電率為50×106至70×106S/m。
根據本發明的第五方面，在上述的第二方面的檢查用治具中，該芯部的一個尖端暴露於該接觸子的柱狀部的前端部的一個前端面並接觸到該檢查目標的一個預定檢查點，該接觸子的筒狀部的後端部的一個端面接觸該電極部的一個露出端面。
根據本發明的第六方面，在上述第二或第五方面的檢查用治具，該芯部於該接觸子的筒狀部的前端部的一個前端面是齊平於該塗層部的一個外表面。
根據本發明的第七方面，在上述的第二，第五和第六方面中任一項的檢查用治具中，該塗層部由金（Au）、銀（Ag）和銅（Cu）中任一種金屬或一種包含金（Au）、銀（Ag）和銅（Cu）的合金形成。
根據本發明的第八方面，在上述的第二、第五至第七方面中任一項的檢查用治具中，該芯部是由鎢、鎢合金、鈀和鈀合金中的任一種金屬形成。
根據本發明的第九個方面，在上述的第二、第五至第八方面中任一項的檢查用治具中，該芯部的導電率為5×106至25×106S/m，該塗層部的導電率為45×106至70×106S/m。
根據本發明的第十個方面，在上述的第二、第五至第九方面中任一項的檢查用治具中，該塗層部的導電率為該芯部的導電率的至少2.5倍以上。
根據本發明的第十一個方面，在上述的第二、第五至第十方面中任一項的檢查用治具中，該芯部的一個外徑與該塗層部的厚度的比設置於1：1至5：1的範圍內。
根據本發明的第十二個方面為一個用於檢查用治具以檢測檢查點之間的電性質的接觸子。該接觸子包括一個柱狀部與一個圍繞該柱狀部的筒狀部，該柱狀部具有一個突出於該筒狀部的前端部，以及一個在該前端部的相反端並被該筒狀部覆蓋的後端部，以及該筒狀部具有一個前端部與一個後端部分別與該柱狀部的前端部與後端部相對應，以及一個彈簧部位於該前端部與該後端部之間。該筒狀部的前端部連接至該柱狀部。該彈簧部被配置能夠膨脹與壓縮以改變該柱狀部的前端部與在相反端的筒狀部的後端部之間的一個尺寸。該筒狀部由一種鎳（Ni）和磷（P）的合金形成。
在本實施例的檢查用治具中，該塗層部的導電率為該芯部的導電率的至少2.5倍以上。
在本實施例的檢查用治具中，該接觸子具有一個50mΩ（毫歐姆）或更少的電阻值。
在本實施例的檢查用治具中，該接觸子的芯部的外徑與該塗層部的厚度被設定為能夠讓1A的電流施加於該柱狀部的前端部與在相反端的筒狀部的後端部。
在本實施例的檢查用治具中，該芯部的外徑與該塗層部的厚度的比設置於1：1至5：1的範圍內。
在本實施例的檢查用治具中，該接觸子的柱狀部的外徑D2，其範圍為20至100μm，該接觸子的芯部的外徑D1，其範圍為15至80μm，以及該塗層部的厚度h，其範圍為1至20μm。
在本實施例的檢查用治具中，該基部形成有複數個穿孔用於插入該接觸子的筒狀部的後端部，該頭部形成有複數個穿孔，每一穿孔由一個被該接觸子的筒狀部的前端部插入的大徑部與一個被該接觸子的柱狀部的前端部插入的小徑部所構成，該大徑部與該小徑部之間形成一個階級落差，以及該階級落差構成一個卡合部，其抵靠該接觸子的筒狀部的前端面。
在本實施例的檢查用治具中，該接觸子的筒狀部的一個尺寸L大於從該頭部的穿孔的卡合部到該電極部的露出端面，當該接觸子結合至該檢查用治具時，該接觸子的筒狀部的彈簧部被壓縮，透過被壓縮的彈簧部產生的彈性力，該接觸子被穩定地支承於該頭部與該基部之間。
在本實施例的檢查用治具中，在一個該接觸子的筒狀部的後端部的一個端面接觸該電極部的一個露出端面的狀態下，當該芯部的一個尖端，其暴露於該接觸子的柱狀部的前端部的一個前端面並接觸到該檢查目標的一個預定檢查點，該接觸子的筒狀部的彈簧部被更加地壓縮。
發明的有益效果：
根據本發明的第一至第十二方面，該接觸子的筒狀部由一個鎳-磷合金所形成，其能夠抑制由於該彈簧部的溫度上升而導致該筒狀部的彈簧部的性能降低（特別是抗塑性變形能力的降低），因此能夠改善該彈簧部54s對於溫度上升的抵抗力。
因此，可以提供一個檢查用治具包括一個即使於在相對高的電流環境下仍可以保持該彈簧部的性能的接觸子。
根據本發明的第二方面，該接觸子的柱狀部的芯部被該塗層部覆蓋，該塗層部由一種相較於該芯部具有更高導電率的材料形成。因此，該塗層部能夠有效地降低該柱狀部的電阻值，並能夠降低當電流被供給至該接觸子時所產生的熱。因此能夠改善該接觸子的阻抗以應用於高電流，並同時由藉由選擇機械強度優異（例如：硬度）的材料如鎢、鎢合金、鈀或鈀合金作為該芯部的材料以確保該柱狀部的機械強度。
根據本實施方式使用於一個檢查用治具10的接觸子50能夠檢測一個檢查目標30的電性質，並能夠經由該檢查用裝置供給電力或電訊號至該檢查目標30的預置檢查點30d1、30d2與30dn來進行性能測試，以及檢測來自該檢查點30d1、30d2與30dn的電訊號。
根據本實施方式的接觸子50能夠用於電連接至一個檢查目標30與一個檢查用裝置，並且也能夠用來作為檢查用治具10，如內插器或是連接電極端子的連接器。
於本申請的說明中，使用該檢查用治具10而被測量其電性質的物體均被統稱為檢查目標30，以及被設置於該檢查目標30且於該接觸子50抵靠時會被促使進入導通狀態的位置則簡單地被稱為檢查點30d1、30d2與30dn。
該些檢查目標30的實例包括不同類型的電路板，如印刷電路板、軟性電路板、陶瓷多層印刷電路板、用於液晶顯示器或電漿顯示器的電極板、用於半導體封裝的封裝基板、薄膜載體，以及半導體組件，例如半導體晶圓、半導體晶片、晶片尺寸封裝（chip size packages；CSPs）以及大型積體電路（large-scale integration；LSI）。
當該檢查目標30為裝設有半導體電路如積體電路以及電機與電子組件如電阻的一個印刷電路板，在該電路板上形成的佈線被檢查。在此情況下，檢查點30d1、30d2與30dn為在安裝至電機與電子組件之前被設置於印刷電路板上的點，檢查點30d1、30d2與30dn之間的電性質如電阻值被測量以判別佈線的品質，這是為了確保被檢查的佈線能夠準確地傳輸電訊號至電機與電子組件。
當該檢查目標30是一個液晶面板或電漿顯示板，在玻璃面板上的佈線被檢查。在此情況下，在該玻璃面板的佈線上的檢查點30d1、30d2與30dn之間的電性質如電阻值被測量以判別佈線的品質，這是為了確保被檢查的佈線能夠傳輸與接收預定的電訊號。
當該檢查目標30為一個半導體裝置，如晶片尺寸封裝或大型積體電路，一個被設置於該半導體裝置的電子電路被檢查。電子電路的每個面焊墊都作為一個檢查點30d1、30d2與30dn。在此情況下，檢查點30d1、30d2與30dn之間的電性質被測量以判別該電子電路的品質，這是為了確保大型積體電路或大型積體電路上的電子電路能夠具有所需的電性質。
在下文中，將會配合參考圖式來敘述本發明配備有該接觸子50的檢查用治具10。
為了更好地理解參考圖式，各部件的厚度、長度和形狀、部件之間的空間等適當放大、縮小、變形或簡化來舉例說明。
檢查用治具10的概要圖解結構：
圖1為一個部份剖面前視圖，表示本發明的一個實施例的一個檢查用治具10的概要圖解結構。該檢查用治具10包括一個頭部12、一個基部14與一個電極部16。該頭部12與該基部14由板狀絕緣件如樹脂或陶瓷製成。該頭部12與該基部14以一個棒狀支承件11與一個圍繞該支承件11的間隔件11s而彼此保持在一個預定距離。
該頭部12中形成有複數個穿孔12h用於插入並引導接觸子50的前端部52f至一個預定位置。該基部14中也形成有複數個穿孔14h用於插入並引導接觸子50的後端部52r至該電極部16。
該接觸子50的後端部52r接觸一個固定於該電極部16的導體18末端，且該導體18連接至一個檢查用裝置（圖中未示）。為了簡化圖示，只有一些接觸子50在圖1中被表現出。
在檢查時，一個檢查目標30被放置於該檢查用治具10之下（如圖1所示），且該檢查用治具10向下移動使得該接觸子50的前端部52f的頂端接觸預定的檢查點30d1、30d2與30dn，從而檢查該檢查目標30的電性質。
圖2A與圖2B表示本實施例的一個接觸子50。該接觸子50由一個大直徑的筒狀部54與一個插入該筒狀部54的小直徑的柱狀部52所構成。該筒狀部54與該柱狀部52組成一個傳導部。該筒狀部54由詳述於後的鎳-磷合金的圓筒（管）所構成。一個絕緣塗層能夠形成於該圓筒（管）的筒狀部54的外表面之上。
該筒狀部54包括一個前端部54f、一個後端部54r與一個形成於該前端部54f與該後端部54r之間的螺旋狀彈簧部54s。於此，L1為該前端部54f的縱向尺寸，L2為彈簧部54s的縱向尺寸（自然長度），L3為該後端部54r的縱向尺寸，L為該筒狀部54的縱向尺寸（自然長度），也就是說L＝L1＋L2＋L3。雖然本實施例中顯示出的情況下，提供了一個單一的彈簧部54s，但該筒狀部54也能夠包括兩個或更多個彈簧部54s。在這個情況下，該兩個或更多個彈簧部54s的線圈可在相同方向或在相反方向捲繞。雖然該筒狀部54的製造方法將於後面配合參照圖8A至圖8E作詳細說明，使用電鍍或無電解電鍍的方法能夠為採用的製造方法。
該筒狀部54由鎳-磷合金所形成。鎳-磷合金是鎳與磷混合。該筒狀部54由鎳-磷合金形成能夠抑制由於溫升而導致該筒狀部54的彈簧部54s的性能降低（特別是抗塑性變形能力的降低），因此能夠改善該彈簧部54s對於溫升的抵抗力。
更佳的設置為在鎳-磷合金中磷的含量（重量百分比）的範圍，例如7～15％，以及更優選的設置為範圍在10～12％。磷含量的下限為7％，因為小於7％的磷含量將對於該彈簧部54s的耐熱性不會有足夠的效果。磷含量的上限為12％，因為高於12％的磷含量會削弱該彈簧部54s，使得該彈簧部54s於負載下變形時容易塑性變形。
該柱狀部52可以經由如鎢製成的芯和銅（Cu）的塗層，即電鍍銅在芯的外側上所構成。該柱狀部52的結構與材料將在後面配合參照圖4A與圖4B作詳細說明。該柱狀部52的前端部52f突出於該筒狀部54的前端部54f。該柱狀部52的前端部52f與該筒狀部54的一個前端面54fe形成一個階級落差。該柱狀部52的前端部52f的頂端具有一個尖的前端面52fe像鉛筆一樣。該柱狀部52的後端部52r被保持在一個於該筒狀部54的後端部54r的一個後端面54re前面的位置，使得一個空間形成於該筒狀部54的後端面54re與該柱狀部52的一個後端面52re之間。
該前端部54f與該柱狀部52接合並互相固定，例如經由電阻焊接、雷射焊接或於該筒狀部54的前端部54f的一個位置P擠鍛。因此，該柱狀部52與該筒狀部54的前端部54f能夠作為一個整體單元一起移動。同時，該筒狀部54的後端部54r能夠藉由該筒狀部54的彈簧部54s的膨脹與壓縮而相對於該筒狀部54的前端部54f移動。換言之，該筒狀部54的後端部54r能夠相對該柱狀部52移動。
在本實施例中，該筒狀部54的尺寸隨著該筒狀部54的彈簧部54s的膨脹與壓縮而改變，因此該接觸子50的整體長度被改變。
圖3為一個檢查用治具10配備於圖2A與圖2B所示的接觸子50的部份剖視圖。如圖3所示，該頭部12中形成一個穿孔12h，其由一個大徑部12h1與一個小徑部12h2所構成。該大徑部12h1與該小徑部12h2之間形成一個階級落差，以及該階級落差作為下文所述的一個卡合部12h3。該基部14中形成一個穿孔14h，其由一個大徑部14h1與一個小徑部14h2所構成。該導體18的一個端面18e露出於該電極部16的端面。
該接觸子50的筒狀部54的前端部54f被插入至該頭部12的穿孔12h的大徑部12h1中，以及該筒狀部54前端面54fe抵靠該頭部12的穿孔12h的卡合部12h3。該接觸子50的柱狀部52的前端部52f被插入至該小徑部12h2中。
當該筒狀部54的前端部54f被插入至該頭部12的大徑部12h1時，該筒狀部54與該柱狀部52接合的位置P，其更佳的位置是位於該頭部12的上表面之上。同時，該接觸子50的筒狀部54的後端部54r的一部分被插入至該基部14的穿孔14h的小徑部14h2中，以及該後端面54re抵靠該導體18的端面18e。該柱狀部52的後端面52re與該導體18的端面18e隔開。
在結合該接觸子50至該檢查用治具10之前，該接觸子50的筒狀部54的縱向尺寸（自然長度）L（圖2A中所示）是大於從該檢查用治具10的頭部12的穿孔12h的卡合部12h3到該導體18的端面18e的距離。
因此，如圖3所示，當該接觸子50被結合至該檢查用治具10時，該筒狀部54的兩端被該卡合部12h3與該端面18e推動，因此該彈簧部54s由於尺寸差異的量而被壓縮。這樣的壓縮使得該彈簧部54s產生一個偏壓力試圖回復至其初始的長度。該偏壓力使該接觸子50被該檢查用治具10穩定地支承。
在使用該檢查用治具10檢查一個檢查目標30時，該檢查用治具10被向下移動，使該接觸子50的柱狀部52的頂端抵接並推壓該檢查目標30如佈線上的一個預定的檢查點30d1。這將導致該接觸子50的柱狀部52的前端部52f被推進該頭部12的穿孔12h的小徑部12h2。由於該柱狀部52與該筒狀部54的前端部54f在位置P互相接合，當該前端部52f被向上推動時，該筒狀部54的前端部54f也被一起向上推動，並推動該端面54fe遠離該卡合部12h3。這將壓縮該筒狀部54的彈簧部54s並導致該彈簧部54s產生一個偏壓力試圖回復至其初始的長度。由於此偏壓力，該柱狀部52的頂端被該檢查點30d1抵壓，因此能夠確保該柱狀部52的頂端與該檢查點30d1之間穩定地接觸。
該柱狀部52的結構與材料將於現在配合參照圖4A與圖4B作詳細說明。該柱狀部52包括該前端部52f與該後端部52r。該前端部52f的頂端具有一個尖的前端面52fe像鉛筆一樣。該錐形的前端面52fe能夠以如拋光的方式形成？該後端部52r具有一個後端面52re。
該柱狀部52由一個芯部52A與一個覆蓋該芯部52A的塗層部52B所構成。該芯部52A可以由如導電率範圍從5×106至25×106S/m的金屬構成。具體來說，一種相較於該塗層部52B具有更高的機械強度（例如：硬度）的金屬材料，如鎢（W）、鎢合金、鈀（Pd）或鈀合金的金屬材料，可以用來作為該芯部52A。
該塗層部52B由一種相較於該芯部52A具有更高導電率的材料形成。該塗層部52B可以由如導電率範圍從45×106至70×106S/m的金屬構成。更佳地，該塗層部52B的導電率為該芯部52A的導電率的至少2.5倍以上。
該塗層部52B的材料的具體例子包括金（Au）、銀（Ag）、銅（Cu）和任何這些金屬的合金。
該柱狀部52的前端部52f具有一個尖的前端面52fe。該前端面52fe能夠形成如曲形、四棱錐形或是圓錐形。圖2A顯示一個例子，其所示的情況下，該前端面52fe形成圓錐狀。
該柱狀部52的前端面52fe是這樣的，該芯部52A從該塗層部52B暴露突出，像是鉛筆的筆芯一樣。因此，位於該柱狀部52的頂端的該芯部52A抵靠一個檢查點30d1、30d2與30dn。通過以這種方式形成的柱狀部52，它是能夠同時使用該芯部52A的硬度與該塗層部52B作為電流通路。
該柱狀部52的前端部52f的前端面52fe，更佳的是為該芯部52A的側面與該塗層部52B的傾斜面（例如：凸形的情況下的凸曲面、四棱錐形的情況下的一個側面或是圓錐形）為一個尖頭狀以形成一個沒有階級落差的單一傾斜面。
該柱狀部52具有一個外徑D2，其範圍為20至100μm，該芯部52A具有一個外徑D1，其範圍為15至80μm，以及該塗層部52B具有一個厚度h，其範圍為1至20μm。
該芯部52A的外徑D1與該塗層部52B的厚度h的比（D1：h）更加地是設置於1：1至5：1的範圍內。通過設定上述比的這種方式，而能夠有效地降低該柱狀部52的電阻值，同時確保該柱狀部52的機械強度（例如：該柱狀部52的前端部52f的耐磨性），以及確保該塗層部52B的厚度h。因此，該柱狀部52能被應用於一個約為1A的高電流。
於本實施例中，該塗層部52B直接接觸該芯部52A的外周面，因此一個厚的塗層部52B能夠通過電鍍形成而精確地控制該塗層部52B的厚度。作為一種變化，一個或多個層由一種導電或類似的金屬所構成的其他導體層可以被插入該芯部52A與該塗層部52B之間。作為另一種變化，一個薄的鍍金層72用於焊接該柱狀部52和該筒狀部54也可以被設置在該塗層部52B的外表面。在這個情況下，一個鍍鎳層被設置於該鍍金層72與該塗層部52B之間，因為鍍金層72難以塗佈於由銅製成的塗層部52B的外表面。
在這種方式中，該接觸子50的柱狀部52的芯部52A被具有比該芯部52A較高導電率的塗層部52B所覆蓋。該塗層部52B能夠由此有效地降低該柱狀部52的電阻值，並能夠降低當電流被供給至該接觸子50時所產生的熱。因此能夠提高該接觸子50的阻抗以應用於高電流，並同時由藉由選擇機械強度優異（例如：硬度）的材料如鎢、鎢合金、鈀或鈀合金作為該芯部52A的材料以確保該柱狀部52的機械強度。
此外，由鎳-磷合金形成的筒狀部54能夠抑制由於溫升而導致該筒狀部54的彈簧部54s的性能降低（特別是抗塑性變形能力的降低），因此能夠改善該彈簧部54s對於溫升的抵抗力。
其結果能夠提供配置有該接觸子50的檢查用治具10，其即使於在相對高的電流環境下仍可以保持該彈簧部54s的性能。
接觸子50的電流承受能力：
本申請的發明人通過供給高電流測量了本實施例中的接觸子50與一個比較例的接觸子50的電流承受能力。
比較例的接觸子50具有與本實施例中的接觸子50相同的尺寸與形狀，但該柱狀部52的結構與該筒狀部54的材料不同。具體而言，在比較例中，該柱狀部52僅由鎢芯構成，並不包括覆蓋該鎢芯的塗層部52B。在比較例中的筒狀部54是由鎳形成的，而不是一個鎳-磷合金。
於此，本實施例的接觸子50和試驗中所用的比較例的接觸子50的各部分的尺寸進行說明。
每一個本實施例的接觸子50和比較例的接觸子50均包括長度為3mm以及外徑為50μm的柱狀部52、長度為2.55mm、內徑為54μm與外徑為70μm的筒狀部54、以及具有一個軸向長度為1.62mm的彈簧部54s。當該彈簧部54s在其自然狀態下，從該柱狀部52的前端部52f至該筒狀部的頂端的露出長度為0.65mm。於本實施例的接觸子50，該柱狀部52的芯部52A的外徑D1與該塗層部52B（鍍銅層）的厚度的比為3.6：1。
圖5為顯示出本實施例的接觸子50的三個樣本於電流供給後於負載下塑性變形性能的測試結果的圖表。圖中的線G1至線G3表示各樣本的塑性變形性能。這三個樣本具有相同的結構，並在每一種情況下，構成該筒狀部54的鎳-磷合金中的磷含量設定為11.7％。
於圖5的測試中，一個負載被施加於一預定電流供給後的每個樣本，於是該接觸子50在施加負載前與施加負載後的變形率（該接觸子50於施加負載前後的長度差除以該接觸子50於施加負載前的長度所得到的值）在該些樣本的長度變化的基礎上可以被取得。有關電流供給至接觸子50的變形率測量，在施加一個負載之下，該接觸子50被推動而壓縮，然後除去負載，並測量在施加負載之前與之後該接觸子50的長度的減少率。更具體地說，電流分十次供給至三個樣本，而由100至1000mA每次階梯狀遞增電流值100mA，並測量每次電流供給時的變形率。在測量變形率時，每個樣本的壓縮量（或負載施加下的每個樣本）於測量變形率時被設定為，該筒狀部54的彈簧部54s被一個壓縮量壓縮，其為最大壓縮量的三分之二。在此，最大壓縮量是當該彈簧部54s從它的自然狀態被壓縮到該彈簧部54s的相鄰螺旋線圈彼此緊密接觸的狀態下的壓縮量。需要注意的是，在圖5中的線G1或類似的部份，其變形率轉換至零或以下是由於測量誤差。
圖6為顯示出於比較例的三個樣本進行如圖5中使用於該接觸子50相同的測試後的測試結果。線G4至線G6表示各樣本的塑性變形性能。需要注意的是，在圖6中的線G5與線G4由於在獲取數據的時候發生一些麻煩而有部分圖表數據遺失。
圖5中的測試結果與圖6中的測試結果之間的比較指出，在圖6所示的比較例中，在負載下的變形率隨著供給電流的增加而增加，並且於1000mA的電流供給時的變形率達到約為50％或更多。與此相反，在圖5的圖表中顯示本實施例的接觸子50在負載下的變形率被抑制到小於10％，即使供給的電流值從100mA增加到1000mA，並且能夠看出該接觸子50對於供給高電流的阻抗大大地改善。
圖7為顯示出本實施例的接觸子50的三個樣本的測試結果以及比較例的一個樣本在施加負載下的塑性變形性能與溫升的測試結果關係圖。線G7至線G9與本實施例的接觸子50的三個樣本相對應，線G10與比較例的樣本相對應。除了構成該筒狀部54的鎳-磷合金中的磷含量之外，由線G7至G9表示的三個樣本具有相同的配置。於線G7與線G8表示的樣本中，鎳-磷合金中的磷含量設定為11.8％。於線G9表示的樣本中，鎳-磷合金中的磷含量設定為8.0％。線G7表示的樣本由電鍍製成，線G8與線G9表示的樣本由無電解電鍍製成。
在圖7的測試中，每個樣本在一個狀態中被加熱到一個預定溫度，在該狀態中，樣本的筒狀部54的彈簧部54s被一個預定負載量壓縮，然後該負載量使得該彈簧部54s移動，接著該樣本在壓縮與加熱之前與之後的長度減少量能夠被測量，即為該彈簧部54s的變形量。變形量的測量包括多次的進行熱處理，以逐步的方式提高在加熱時的溫度，並且測量每次熱處理的變形量。於線G7與線G8表示的樣本中，熱處理與變形量的測量執行七次，溫度標準的增加量為25℃，溫度由50℃上升至200℃。於線G9表示的樣本中，熱處理與變形量的測量執行五次，溫度標準的增加量為25℃，溫度由75℃上升至175℃。每個樣本的壓縮量（或負載施加下的每個樣本）於測量變形率時被設定為，該筒狀部54的彈簧部54s被一個壓縮量壓縮，其為最大壓縮量的三分之二。需要注意的是，在圖7中的線G9於接近100℃的加熱溫度時，其變形率轉換至零或以下是由於測量誤差。在圖7中的線G8部份資料由於在獲取數據的時候發生一些問題而有部分遺失。
於圖7中線G7至線G9以及線G10的對照顯示出，比較例的由鎳形成的筒狀部54，如線G10所示，其彈簧部54s的變形量隨著增加的加熱溫度（例如：100℃或更高）逐漸增加。互相對照之下可以看出，由鎳-磷合金形成的該筒狀部54的彈簧部54s變形量的增量被抑制，如線G7至線G9所示，甚至於高加熱溫度（例如：100℃或更高）。此外，線G7與線G8所表示的磷含量為11.8％的樣本在高溫範圍（例如：100℃或更高）下，彈簧部54s的變形量相較於線G9所表示的磷含量為8.0％的樣本被更加地抑制。
筒狀部54的製造方法：
在下文中，將描述筒狀部54的製造方法的實施例。
製造方法範例1： 【00100】      （1）首先，準備一個用於形成該筒狀部54的中空部份的芯線（圖中未示）。該芯線為一個不鏽鋼（SUS）線，其具有所需的厚度以定義該筒狀部54的內徑（例如：大約35μm）。 【00101】      （2）接著，一個光阻劑塗層被塗佈於該芯線（不鏽鋼線）而覆蓋於該芯線的外周面。然後該光阻劑塗層的一個所需部份進行曝光處理，顯影處理和熱處理，以形成螺旋形的遮罩。例如，該芯線的預定部份通過繞中心軸線旋轉並向上和向下移動該芯線而暴露於雷射光線下，以便形成螺旋遮罩。此外，用於分離與切割的遮罩被形成於該筒狀部54的兩端，即，在相對應該筒狀部54的尺寸L的位置。 【00102】      （3）然後，含磷的鍍鎳合金層74塗佈於該芯線。此時，鍍鎳合金層74附著的區域中不形成光阻劑遮罩，因為該芯線是導電的。 【00103】      （4）除去光阻劑遮罩，然後該芯線被拉出，以形成具有良好的整體長度L的筒狀部54。 【00104】      另外，該筒狀部54也可以使用下面的方法來製造。 【00105】      製造方法的範例2： 【00106】      （1）首先，準備一個用於形成該筒狀部54的中空部份的如製造方法範例1的芯線（圖中未示）。一個具有所需厚度的鍍金層72與一個具有所需厚度的鍍鎳合金層74形成於該芯線的外表面上。 【00107】      （2）接著，光阻劑被塗佈於鍍鎳合金鍍層的表面。該光阻劑的一個所需部份進行曝光處理，顯影處理和熱處理，以形成螺旋形的遮罩。例如，該芯線通過繞中心軸線旋轉並向上和向下移動該芯線而暴露於雷射光線下，以便形成螺旋遮罩。此外，用於分離與切割的遮罩被形成於該筒狀部54的兩端，即，在相對應該筒狀部54的尺寸L的位置。 【00108】      （3）然後，鍍金層72和鍍鎳合金層74通過蝕刻去除。此時，鍍金層72和鍍鎳合金層74不會形成光阻劑遮罩的區域被去除。 【00109】      （4）然後除去光阻劑遮罩，該芯線被拉出，以形成具有整體長度L的筒狀部54。 【00110】      製造筒狀部54方法的具體實施例： 【00111】      圖8A至8E顯示出用於製造本發明實施例一個接觸子50的筒狀部54的步驟的一個實施例的剖視圖。為了更好地理解參考圖式，各部件的厚度、長度和形狀、部件之間的空間等適當放大、縮小、變形或簡化來舉例說明。在圖式的記載中，假定「上」、「下」、「左」和「右」為當觀查者面對圖式時，沿著圖式平面的方向。雖然以下描述的例子中，該筒狀部54是由電鍍製造，但該筒狀部54也可以通過無電解電鍍製成。 【00112】      圖8A是由在一個芯體70的外表面上形成一個鍍金層72，並形成一個鍍鎳合金層74在該鍍金層72上以形成一個電鑄管（圓筒形管）的剖視圖。該芯體70可以是金屬線或樹脂線，其具有如5～300μm外徑。金屬線的一個例子為不鏽鋼（SUS）線，而樹脂線的一個例子是由尼龍樹脂、聚乙烯樹脂或類似的合成樹脂形成的線。該鍍金層72的厚度大約為0.1至1μm，該鍍鎳合金層74的厚度大約為5至50μm。該電鑄管的長度為50cm或更小的角度上而言，例如：便於運輸，但並不限於此，該電鑄管可以被製成一個連續而沒有被切斷的管。 【00113】      圖8B顯示出一種狀態，其中的一個抗蝕劑膜76被形成於如圖8A所示的電鑄管的鍍鎳合金層74的外表面上，該抗蝕劑膜76的厚度大約為2至50μm。該抗蝕劑膜76可以由例如：氟塗料或有機矽樹脂材料形成。 【00114】      接下來，如圖8C所示，該抗蝕劑膜76在該電鑄管周圍沿例如3至30mm的間隔被移除而形成槽78a、78b和78c。此外，於槽78a、78b和78c之間的抗蝕劑膜76的部份螺旋狀地去除以形成螺旋槽79a和79b。因此，在鍍鎳合金層74被暴露在這些槽形成的地方。 【00115】      在形成這些槽78a、78b、78c、79a和79b的情況中，一種以雷射光束照射並去除該抗蝕劑膜76的方法能夠被使用。在這種情況下，透過雷射光束的應用，以一個圓周方向旋轉該芯體70，且雷射光束直接施加到槽的位置，以便去除該抗蝕劑膜76。需要注意的是，該方法中使用的雷射光束的輸出是能夠控制在僅去除該抗蝕劑膜76，並且不損壞該鍍鎳合金電層74。 【00116】      接著，暴露於該槽78a、78b、78c與79a的鍍鎳合金層74被作為遮罩使用的抗蝕劑膜76以蝕刻方式去除，以便露出該鍍金層72。此時，該鍍鎳合金層74和該芯體70之間的鍍金層72的存在能夠防止鎳蝕刻劑在蝕刻過程中到達該芯體70。 【00117】      當該鍍鎳合金層74露出於該槽78a、78b、78c、79a與79b，該抗蝕劑膜76被去除。 【00118】      於圖8D所示出的狀態，其中該鍍鎳合金層74露出於該槽78a、78b、78c、79a與79b，且在該鍍鎳合金層74上的抗蝕劑膜76已被移除。接著，該芯體70通過沿如圖8D中的箭頭所指示的方向，拉動該芯體70的相反兩端使得彼此遠離而變形，使其具有一個較小的橫截面面積。此時，該芯體70僅有一端可被拉動，而另一端被固定。該芯體70延伸形成一個較小的橫截面面積從該鍍鎳合金層74剝離。 【00119】      該芯體70被拉出後，該鍍鎳合金層74被保留如圖8E所示。該鍍鎳合金層74的相鄰部分是被該槽78a、78b、78c所分離，而形成呈分離單獨的筒狀部71與73。需要注意的是，當該芯體70被拉出時，該鍍金層72被與該芯體70一起被去除。以這種方式，接觸子50於該芯體70被拉出的階段被完成，而不需要其他額外的步驟。雖然圖8A至圖8E以一個簡化的方式示出該電鑄管的部份，且只有兩個接觸子50如圖8E的步驟中被製造，大量的接觸子50可以使用長電鑄管並在同一時間被製造。 【00120】      柱狀部52的製造方法： 【00121】      本實施例的一種柱狀部52的製造方法現在將簡要地描述。製造該柱狀部52的情況下，一種由鎢、鎢合金、鈀、鈀合金任一種金屬形成的線材被製備為該芯部52A。例如：鎢絲材料被製備。此時，鎢絲材料具有的外徑為20至100μm。 【00122】      然後，一個金屬層作為該塗層部52B被鍍於該芯部52A的表面上，並具有一個導電率為該芯部52A的導電率的至少2.5倍以上。例如，一個銅層被鍍於該鎢絲材料之上。此時，鍍銅層的厚度為2～20μm。 【00123】      接著，將該線材與在其上形成的金屬鍍層形成為所需的長度。例如：鎢的鍍銅線材被形成所需的長度。在這裡，所需的長度約等於該柱狀部52的長度。 【00124】      然後，所需長度的線材被設置，使該芯部52A與該塗層部52B是同心的，並且該芯部52A與該塗層部52B同心地被佈置從而出現在線材的兩端面。具體而言，例如：該線材被製造且鎢絲線材（該芯部52A）和一個鍍銅層（該塗層部52B）同心地配置於其中。 【00125】      該線材的一端加工成尖狀。例如：塗佈銅的鎢絲材料被研磨，使其前端面52fe被加工成圓錐狀。該前端面52fe為一個由鎢與銅彼此齊平而形成的雙層表面，該柱狀部52通過上面描述的步驟而可以製造。 【00126】      本實施例的接觸子50的筒狀部54與柱狀部52能夠根據上述的尺寸條件被製造。特別是，一個接觸子50具有外徑為30～100μm可以有利地使用於一個檢查用治具10。 【00127】      本發明能夠提供一種具有電阻值50mΩ（毫歐姆）或更少的接觸子50，甚至當實際接觸子50的長度為3至4mm。一個接觸子50具有這樣的長度與低的電阻值可以有利地用於被1A的電流施加的接觸子50，而不失去其固有特性。 【00128】      儘管上述實施例描述了一種配置，其中該接觸子50的柱狀部52包括芯部52A與塗層部52B覆蓋於該芯部52A，在該柱狀部52可以被一個單一的導電性材料（例如：銅（Cu）和銀（Ag）的合金）。在這種情況下，該柱狀部52的導電率更佳的範圍為50×106至70×106S/m。以這種方式形成單一導電材料的柱狀部52，其能夠簡化該接觸子50的結構並降低製造成本。 【00129】      雖然上文中已經描述了本發明用於檢查一個檢查目標30的檢查用治具10以及一個用於該檢查用治具10的接觸子50，本發明並不只限於上述實施例。應當理解的是本發明包括本領域技術人員來說顯而易見的添加、刪除和修改，並且本發明的技術範圍由所附專利範圍定義。
10．．．檢查用治具
11．．．支承件
11s．．．間隔件
12．．．頭部
12h．．．穿孔
12h1．．．大徑部
12h2．．．小徑部
12h3．．．卡合部
14．．．基部
14h．．．穿孔
14h1．．．大徑部
14h2．．．小徑部
16．．．電極部
18．．．導體
18e．．．端面
30．．．檢查目標
30d1．．．檢查點
30d2．．．檢查點
30dn．．．檢查點
50．．．接觸子
52．．．柱狀部
52A．．．芯部
52B．．．塗層部
52f．．．前端部
52fe．．．前端面
52r．．．後端部
52re．．．後端面
54．．．筒狀部
54f．．．前端部
54fe．．．前端面
54r．．．後端部
54re．．．後端面
54s．．．彈簧部
70．．．芯體
71．．．筒狀部
72．．．鍍金層
73．．．筒狀部
74．．．鍍鎳合金層
76．．．抗蝕劑膜
78a．．．槽
78b．．．槽
78c．．．槽
78c．．．槽
79a．．．槽
79b．．．槽
L．．．縱向尺寸
L2．．．縱向尺寸
L3．．．縱向尺寸
L3．．．縱向尺寸
P．．．位置
D1．．．外徑
D2．．．外徑
h．．．厚度
G1．．．線
G2．．．線
G3．．．線
G4．．．線
G5．．．線
G6．．．線
G7．．．線
G8．．．線
G9．．．線
圖1：為一個部份剖面前視圖，表示本發明的一個實施例的一個檢查用治具配備有一個接觸子的概要結構。 圖2A：為一個側視圖，表示本發明的一個實施例的接觸子的概要結構。 圖2B：為一個剖視圖，其由本發明的實施例的圖2A中的接觸子的中心線所取 圖3：為一個剖視圖，表示本發明的實施例的檢查用治具配備有接觸子的部份簡化結構。 圖4A：為概要地圖解本發明的實施例的接觸子的一個柱狀部。 圖4B：為本發明的實施例的接觸子的柱狀部的一個剖面結構。 圖5：為一個圖表，其顯示出本實施例的圖2A中所示的接觸子的三個樣本於電流供給後於負載下的塑性變形性能的測試結果。 圖6：為一個圖表，其顯示出圖2A中所示的接觸子的比較例的三個樣本進行如圖5中使用於該接觸子相同的測試後的測試結果。 圖7：為一個圖表，其顯示圖2A中所示的接觸子的三個樣本的測試結果，以及比較例的一個樣本在施加負載下的塑性變形性能與溫升的測試結果關係圖。 圖8A：為一個剖視圖，表示於製造本發明的實施例的接觸子的筒狀部的階段，形成一個鍍金（Au）層與一個鍍鎳（Ni）層的步驟的舉例。 圖8B：為一個剖視圖，表示於製造本發明的實施例的接觸子的筒狀部的階段，形成一個抗蝕劑膜的步驟的舉例。 圖8C：為一個剖視圖，表示於製造本發明的實施例的接觸子的筒狀部的階段，去除部份的抗蝕劑膜的步驟的舉例。 圖8D：為一個剖視圖，表示於製造本發明的實施例的接觸子的筒狀部的階段，蝕刻該鍍鎳層並去除抗蝕劑膜的步驟的舉例。 圖8E：為一個剖視圖，表示於製造本發明的實施例的接觸子的筒狀部的階段時，在一個拉出一芯體的步驟結束後，複數個接觸子的筒狀部被形成的一個狀態。
52．．．柱狀部
52f．．．前端部
52fe．．．前端面
52r．．．後端部
52re．．．後端面

Claims (12)

  1. 一種檢查用治具，其包括有： 一個接觸子； 一個電極部，其包括一個電性連接至該接觸子的導體； 一個頭部，其用於引導該接觸子至一個檢查目標的一個預定檢查點； 一個基部，其用於引導該接觸子至該電極部的導體； 該接觸子包括一個柱狀部與一個圍繞該柱狀部的筒狀部； 該柱狀部具有一個突出於該筒狀部的前端部，以及一個在該前端部的相反端並被該筒狀部覆蓋的後端部；以及 該筒狀部具有一個前端部與一個後端部分別與該柱狀部的前端部與後端部相對應，以及一個彈簧部位於該前端部與該後端部之間； 其中該筒狀部的前端部連接至該柱狀部； 該彈簧部被配置以膨脹與壓縮而改變該柱狀部的前端部與在相反端的筒狀部的後端部之間的一個尺寸； 該筒狀部由一種鎳（Ni）和磷（P）的合金形成。
  2. 如請求項1所述的檢查用治具，其中該柱狀部包括一個芯部與一個覆蓋該芯部的塗層部，該塗層部由一種相較於該芯部具有更高導電率的材料形成。
  3. 如請求項1所述的檢查用治具，其中該柱狀部由一個銅（Cu）和銀（Ag）的合金形成。
  4. 如請求項3所述的檢查用治具，其中該柱狀部的導電率為50×106至70×106S/m。
  5. 如請求項2所述的檢查用治具，其中該芯部具有一個尖端，其暴露於該接觸子的柱狀部的前端部的一個前端面並接觸該檢查目標的一個預定檢查點；以及 該接觸子的筒狀部的後端部的一個端面接觸該電極部的一個露出端面。
  6. 如請求項2或5所述的檢查用治具，其中該芯部於該接觸子的筒狀部的前端部的一個前端面是齊平於該塗層部的一個外表面。
  7. 如請求項2所述的檢查用治具，其中該塗層部由金（Au）、銀（Ag）和銅（Cu）中任一種金屬或一種包含金（Au）、銀（Ag）和銅（Cu）的合金形成。
  8. 如請求項2所述的檢查用治具，其中該芯部是由鎢、鎢合金、鈀和鈀合金中的任一種金屬形成。
  9. 如請求項2所述的檢查用治具，其中該芯部的導電率為5×106至25×106S/m，該塗層部的導電率為45×106至70×106S/m。
  10. 如請求項2所述的檢查用治具，其中該塗層部的導電率為該芯部的導電率的至少2.5倍以上。
  11. 如請求項2所述的檢查用治具，其中該芯部的一個外徑與該塗層部的厚度的比設置於1：1至5：1的範圍內。
  12. 一個用於檢查用治具以檢測檢查點之間的電性質的接觸子，其包括有： 一個柱狀部；以及 一個筒狀部，其圍繞該柱狀部； 該柱狀部具有一個突出於該筒狀部的前端部，以及一個在該前端部的相反端並被該筒狀部覆蓋的後端部；以及 該筒狀部具有一個前端部與一個後端部分別與該柱狀部的前端部與後端部相對應，以及一個彈簧部位於該前端部與該後端部之間； 其中該筒狀部的前端部連接至該柱狀部； 該彈簧部被配置以膨脹與壓縮而改變該柱狀部的前端部與在相反端的筒狀部的後端部之間的一個尺寸； 該筒狀部由一種鎳（Ni）和磷（P）的合金形成。
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