TWI658277B

TWI658277B - 電極結構體、檢測夾具及電極結構體之製造方法

Info

Publication number: TWI658277B
Application number: TW104112944A
Authority: TW
Inventors: 於勢剛; 時政光伸
Original assignee: 日商日本電產理德股份有限公司
Priority date: 2014-04-24
Filing date: 2015-04-22
Publication date: 2019-05-01
Also published as: CN105044391A; JP6237441B2; TW201541086A; KR20150123178A; CN105044391B; KR102202297B1; JP2015210129A

Abstract

本發明係揭露一種易於減低電極被磨損而露出電線問題的電極結構體、使用該電極結構體之檢測夾具及電極結構體之製造方法。電極結構體(1)包含：具有大約平坦的面(11)，在與面(11)交叉的方向上延長形成貫通孔(12)的具絕緣性之基材部(13)；在貫通孔(12)內插入一端部，為使該端部的前端(31)位於比貫通孔(12)在面(11)上開口的開口部(14)更向內側的位置，固定附著在貫通孔(12)的電線(3)；以及用比電線(3)硬度大的鎳對前端(31)鍍金形成的電極(2)。

Description

電極結構體、檢測夾具及電極結構體之製造方法

本發明是有關於一種形成電極的電極結構體，與使用該電極結構體之檢測夾具，以及電極結構體之製造方法。

眾所皆知的基板檢測夾具是，將接觸檢測對象基板的接觸端子後端接觸於電極，並將電極和檢測訊號處理部以電線連接，由此接觸端子連接到檢測訊號處理部，對基板可以進行檢測(例如，參照專利文獻1)。

然而，根據上述的基板檢測夾具，接觸端子的後端接觸於電極，存在電極磨損而電線被露出的問題。

習知技術文獻

專利文獻1

日本專利公佈第2009-8516號公報

本發明提供一種易於減低由電極磨損而電線被露出的電極結構體、使用該電極結構體之檢測夾具及電極結構體之製造方法。

根據本發明之電極結構體，其包含：具有大約平坦之面，在與該面交叉的方向上延長形成貫通孔之具絕緣性之基材部；在該貫通孔內插入一端部，為使該端部的前端位於比該貫通孔在該面上開口之開口部更向內側的位置，固定附著在該貫通孔之電線；以及用比該電線硬度大之第一金屬對該前端鍍金形成之電極。

而且，較佳地，該電極與該面成大約平齊。

並且，較佳地，在該電極的表面上形成以第二金屬形成之表面鍍金層。

而且，較佳地，該第一金屬是鎳，該第二金屬是金。

而且，根據本發明之檢測夾具，其包含：上述之電極結構體；具有線狀之探針；向作為檢測對象之基板之檢測點引導該探針之一端，並向該電極結構體之該電極引導該探針另一端之支撐體。

並且，根據本發明之電極結構體之製造方法，其包含下列步驟：對於具有大約平坦之面、並在與該面交叉的方向上延長形成貫通孔之具絕緣性之基材部，從該貫通孔在該面上開口之開口部的反對側，在該貫通孔內插入電線之一端部，在該貫通孔內固定附著該電線的該端部之插入程序；為使該端部的端面和該基材部的該面成平齊，對該端部進行加工之第一加工程序；從該開口部側對該端部進行蝕刻加工，使該端部的前端比該開口部更向內側進入的蝕刻程序；以及將該端部的前端用比該電線硬度大的第一金屬鍍金，從而形成電極之鍍金程序。

而且，較佳地，製造方法更包含為使該電極與該面成大約平齊，對該電極進行加工之第二加工程序。

並且，較佳地，製造方法更包含在該電極的表面上以第二金屬鍍金形成表面鍍金層之表面鍍金程序。

根據本發明，電線的前端是位於貫通孔內比開口部更向內側的位置，用比電線硬度大的第一金屬對該前端部鍍金形成電極。因此，在貫通孔內被貫通孔內壁所圍繞的狀態下進行鍍金，易於增加電極的厚度。而且，若比電線硬度大的電極厚度增加，便於減低由於電極磨損而電線被露出的問題。

而且，基材部的平坦面和電極的前端面變成平齊，從而提高電極的高度方向上的位置精度。

並且，以表面鍍金層塗佈電極表面，從而防止電極的腐蝕。

而且，電極是以比一般作為電線材料的銅硬度大的鎳來形成，由此減低電極的磨損。而且，在電極表面形成金表面鍍金層，從而防止電極腐蝕的效果高。

根據本發明，探針的另一端接觸電極，則電極被磨損。然而，由於電極是用比電線硬度大的第一金屬構成，磨損的程度會減低。其結果，減低由於電極磨損而電線被露出的問題。

根據本發明，可以製作上述的電極結構體，因此使比電線硬度大的電極厚度增加，易於減低由於電極磨損而電線被露出的問題。

而且，基材部的平坦面和電極的前端面形成平齊，從而提高電極的高度方向上的位置精度。

並且，以表面鍍金層塗佈電極表面，從而防止電極的腐蝕。

如上所述的本發明之電極結構體、檢測夾具及電極結構體的製造方法，其易於減低由於電極磨損而電線被露出的問題。

1‧‧‧電極結構體

2‧‧‧電極

3‧‧‧電線

4‧‧‧表面鍍金層

5‧‧‧樹脂

7‧‧‧檢測夾具

7A‧‧‧框架

10‧‧‧加壓部

11‧‧‧面

12‧‧‧貫通孔

13‧‧‧基材部

14‧‧‧開口部

31‧‧‧前端

100‧‧‧基板

E‧‧‧支撐體

E1‧‧‧側支撐體

E2‧‧‧電極側支撐體

E3‧‧‧連接部件

F‧‧‧對向面

Pr‧‧‧探針

第1圖是根據本發明之一實施形態具有電極結構體之檢測夾具一實施例之簡要縱剖視圖，並表示出非檢測時的狀態。

第2圖係具有在第1圖所示之電極結構體之檢測夾具在檢測狀態時之簡要縱剖視圖。

第3圖係為第1圖所示之電極結構體的構成的一實施例之剖視圖。

第4圖係為第3圖所示之電極結構體之製造方法的一實施例之說明示意圖。

第5圖係為第3圖所示之電極結構體之製造方法之一實施例之說明示意圖。

第6圖係用於說明根據第4圖、第5圖所示之製造方法所形成之電極結構體效果之比較例說明示意圖。

第7圖係用於說明根據第4圖、第5圖所示之製造方法所形成之電極結構體效果之比較例說明示意圖。

第8圖係使用第3圖所示之電極結構體時之實驗結果說明示意圖。

第9圖係使用在第6圖所示之比較例相關之電極結構體時之實驗結果說明示意圖。

以下，結合圖式對本發明的實施形態進行說明。而且，在各圖式中賦予相同符號的元件表示相同的元件，並省略其說明。第1圖係根據本發明一實施形態具有電極結構體1之檢測夾具7的一實施例之簡要縱剖視圖，並顯示非檢測時的狀態。第2圖係為第1圖所示之具有電極結構體1的檢測夾具7在檢測狀態時之簡要縱剖視圖。

檢測夾具7包含：作為基體的框架7A，具有複數個電極2的電極結構體1，複數個探針Pr，支撐體E及加壓部10等。在此，支撐體E是由檢測側支撐體E1、電極側支撐體E2及將檢測側支撐體E1和電極側支撐體E2相隔所定距離並保持平行的連接部件E3所構成。

探針Pr是以鎢(W)、高速鋼(SKH)、鈹銅(BeCu)等富有韌性的金屬、其它導電體形成，並同時以具有可曲折彈性(可撓性)的線狀(棒狀)形成。例如，探針Pr的直徑是例如100μm左右。

檢測側支撐體E1具有複數個檢測引導孔(圖中未繪示)，使將複數個探針Pr的前端部向檢測對象基板100的配線圖形上設置的檢測點引導。而且，電極側支撐體E2具有複數個電極引導孔(圖中未繪示)，使將各探針Pr的後端部向複數個電極2引導。各電極2是藉由電線3連接於基板檢測裝置。如此，導電性探針Pr的前端部接觸於基板100的檢測點，探針Pr的後端部接觸於與基板檢測裝置連接的電極2，由此基板檢測裝置可以檢測基板100的配線圖形。而且，雖然沒有圖式，各電極2的表面上形成表面鍍金層4。

如顯示非檢測狀態的第1圖至顯示檢測狀態的第2圖一樣，配置基板100，使其接觸於面對支撐體E的基板100的對向面F，且若由基板100對支撐體E加壓，抵抗於加壓部10的施加壓力，支撐體E(檢測側支撐體E1、電極側支撐體E2及連接部件E3)向電極結構體 1進行相對移動。

隨之，探針Pr的後端部被電極2相對地向前端部的方向受壓，因此探針Pr的前端部會從對向面F突出。而且，在第2圖，為了方便說明，顯示著探針Pr的前端部從對向面F突出的狀態。

由於這種力的作用，探針Pr的前端部接觸於面對基板100的檢測點而被受壓，在檢測側支撐體E1和電極側支撐體E2之間以傾斜狀態存在的探針Pr的中間部分將會變成彎曲(曲折)。因此，根據這樣變形的探針Pr的彈性恢復力，探針Pr的前端部以所定的接觸壓力接觸到檢測點，探針Pr的後端部以所定的接觸壓力接觸到電極2，從而保持探針前端和檢測點的接觸狀態，以及探針後端和電極2的接觸狀態。

第3圖係為第1圖所示之電極結構體1的構成的一實施例之剖視圖。在第3圖所示之電極結構體1包含：具有與電極側支撐體E2面對配置的大約平坦的面11，在與面11交叉(直交)的方向上延長形成貫通孔12的具絕緣性之基材部13；在貫通孔12內插入一端部，為使該一端部的前端31位於比貫通孔12在面11上開口的開口部14更向內側的位置，固定附著在貫通孔12的銅(Cu)電線3；以及用比電線3硬度大的第一金屬(例如鎳(Ni))對前端31鍍金形成之電極2。

電極2的端面與面11成平齊。而且，電極2的端面以第二金屬(例如金(Au))鍍金，使得在電極2的端面上形成表面鍍金層4。基於耐磨性，電極2的厚度，例如為5μm以上，越厚越好，在實用上其厚度是10μm左右較好。表面鍍金層4的厚度，例如為0.5μm至2μm，更優先地為1μm。另外，在各圖式中，為了易於參照，對電線3、電極2及表面鍍金層4有加入剖線表示斷面的情形和省略的情形。

電線3，例如可以使用漆包線(附著塗層的銅線)等所謂的磁線。在電線3和貫通孔12的間隙填充樹脂5。藉由該樹脂5，電線3的前端部固定附著在貫通孔12。

第4圖、第5圖係分別為第3圖所示之電極結構體1之製造方法之一實施例說明示意圖。首先，在第4圖之(a)中，在基材部13形成的貫通孔12內貫入電線3。即，從該貫通孔12在該面11上開口的開口部14的反對側，在該貫通孔12內插入電線3的一端部。接著，在第4圖之(b)中，為了在該貫通孔12內固定附著該電線3的該端部，在貫通孔12和電線3的間隙填充藉由熱硬化或光硬化的硬化性樹脂5而被硬化。由此，電線3固定附著在貫通孔12內。第4圖之(a)、第4圖之(b)相當於插入程序的一實施例。

接著，在第4圖之(c)中，從切斷電線3的開口部14突出的部分，並研磨該斷面，即研磨使得前端31的端面與面11形成平齊。第4圖之(c)相當於第一加工程序的一實施例。

接著，在第5圖之(a)中，對銅的前端31蝕刻加工大約10μm。第5圖之(a)相當於蝕刻程序的一實施例，表示從該開口部14側對該電線3的一端部進行蝕刻加工，使該端部的前端31比該開口部14更向內側進入。此時，在第4圖之(c)的第一加工程序中，對前端31加工於與面11形成平齊後進行蝕刻，從而使得藉由蝕刻加工的前端31的凹陷深度大約成10μm，提高了加工精度。

接著，在第5圖之(b)中，對位於面11的內側位置的前端31用比該電線3硬度大的第一金屬進行鎳鍍金(例如，用鎳(Ni))，從而形成電極2。鎳鍍金一直進行到電極2的前端從開口部14突出為止。第5圖之(b)相當於鍍金程序的一例。作為鍍金方法，例如可以使用刷鍍法。

接著，在第5圖之(c)中，研磨電極2直到電極2的前端與面11成平齊。第5圖之(c)相當於第二加工程序的一實施例。接著，在第5圖之(d)中，電極2的前端被第二金屬(例如，金(Au))鍍金，形成表面鍍金層4。第5圖之(d)相當於表面鍍金程序的一實施例。如上該，根據第4圖之(a)至第5圖之(d)所示之製造方法，可以形成在第3圖所示之電極結構體1。

第6圖、第7圖係用於說明根據第4圖、第5圖所示之製造方法所形成的電極結構體1效果之比較例說明示意圖。第6圖、第7圖是在第4圖之(c)所示之第一加工程序後，不經實施第5圖之(a)的蝕刻程序，在前端31的端面實施鎳鍍金而形成電極2，並在其後實施金鍍金之剖視圖。第6圖係鎳鍍金的厚度為1μm左右的情形，第7圖係鎳鍍金的厚度為10μm左右的情形。另外，第3圖至第7圖，為了方便說明，強調特徵部分等，是個概念性說明示意圖，例如鍍金層的厚度或電線3的粗細等，並不與實際尺寸比率相同。

如上該，每當在檢測夾具7上配置基板100時，由於探針Pr的後端部以所定的接觸壓力彈性地接觸到表面鍍金層4，隨著反覆檢測基板100，表面鍍金層4被磨損，而且表面鍍金層4下面的電極2也被磨損。

如第6圖所示，鎳鍍金厚度為1μm左右時，易於在前端31形成厚度為1μm左右的電極2，並在其上形成表面鍍金層4。然而，若電極2薄，經探針Pr的後端部接觸，電極2就容易被磨損。

第8圖、第9圖係使用直徑為70μm的探針Pr，如第1圖、第2圖所示，對基板100的支撐體E反覆加壓200萬次，即將探針Pr在形成表面鍍金層4的電極2上接觸200萬次後，拍攝表面鍍金層4及電極2的照片。第8圖係使用第3圖及第5圖之(d)所示之電極結構體1時的實驗結果，第9圖係使用在第6圖所示之比較例相關的電極結構體時的實驗結果。

在第8圖所示之一實施例中，表面鍍金層4被削減，但從表面鍍金層4表面的削減深度只是1.7μm，沒有露出電線3。然而，在第9圖所示之一實施例中，從表面鍍金層4表面的削減深度達6.4μm，露出了電線3。即，在第9圖所示之一實施例中，因為電極2薄，鎳電極2被削減，探針Pr的後端達到銅電線3。於是，因銅比鎳柔軟，如第9圖所示，由探針Pr的後端所引起的磨損大，電線3的削減深度增加。

如此，如第6圖所示之比較例，電極2薄時，銅電線3被削減很大程度，發生大量的銅磨粉，會產生相鄰的電極2之間短路不良的問題。而且，如果銅電線3被露出，電線3前端31被氧化，會使探針Pr和電線3的接觸電阻增加。因此，有顧忌不能正常執行利用檢測夾具7的檢測。

相反的，在第3圖所示之電極結構體1為例，由於硬度大的電極2形成得很厚，如第8圖所示，從表面鍍金層4表面的削減深度只達1.7μm，電線3沒有被露出，沒有產生銅磨粉，鎳磨粉的發生量也沒有多少。由此，可減低相鄰電極2之間發生短路不良的問題，也可防止電線3前端31被氧化，所以反覆實施基板檢測200萬次後，亦能減低不能正常執行利用檢測夾具7的檢測的問題。

另一方面，如第7圖所示，對電線3不實施蝕刻而增加鎳鍍金的厚度時，電極2向橫向擴大，因此產生相鄰電極2之間間隔變小的問題。另外，藉由鍍金形成的電極2，因製造偏差大，如第7圖所示，各電極2相互間產生電極高度的偏差。若在電極高度上產生偏差，在檢測夾具7中，探針Pr對基板100的檢測點在突出量或施加壓力上產生偏差，有顧忌減低基板100檢測精度。

另外，若在與面11成平齊的前端31上以刷鍍法實施鍍金增加鍍金的厚度，在鍍金程序中，與空氣中的氧氣接觸的部位上形成氧化膜，有顧忌鍍金容易被脫落。另外，如第7圖所示，因電極2的側面被露出於空氣中，將電極2表面用金鍍金形成表面鍍金層4時，表面鍍金層4的面積增大，金使用量也增加，產生成本增加的問題。另外，在第7圖中，雖然強調圖示電極2的厚度，但實際上，如果對電線3不實施蝕刻，並在與面11成平齊的前端31上藉由鍍金形成厚的電極2，會伴隨著困難。

另一方面，根據第4圖、第5圖所示之電極結構體1的製造方法，以及根據第3圖所示之電極結構體1，會增加電極2的厚度，易於減小由探針Pr的接觸引起的磨損。由此，可以減低電極2被磨損而電線3被露出的問題，可以抑制銅磨粉的產生或前端31的氧化。其結果，可以提高電極結構體1的耐久性。而且，相比於如第7圖所示對電線3不實施蝕刻而增加鎳鍍金厚度的情況，因電極2不向橫向變寬，適當地保持相鄰電極2之間的間隔，而且因電極2的側面不會露出於空氣中，從而使表面鍍金層4的面積變成最小，其結果減少金消耗量，降低成本。

而且，在第5圖之(c)的第二加工程序中，電極2的前端與面11成平齊，由此在各電極2之間前端的位置成均勻。在其上形成1μm左右的薄表面鍍金層4，由此各表面鍍金層4的前端表面位置也變得均勻，其結果，在檢測夾具7中，探針Pr對基板100檢測點的突出量或施加壓力成均勻，從而可提高對基板100的檢測精度。

而且，較佳地，表面鍍金層4是防止電極2被氧化。然而，在電極2的表面並不一定要形成表面鍍金層4，不實施表面鍍金程序也可。而且，在表面鍍金層4使用的第2金屬不一定是金也可以。

而且，較佳地，第二加工程序是可以使電極2的前端以高精度與面11成平齊。然而，並不一定要實施第二加工程序。在鍍金程序中將控制鍍金的厚度，從而使電極2的前端加工成與面11大約平齊。

而且，電極2的前端並不一定要與面11成大約平齊。例如，電極2的前端位於貫通孔12內從開口部14更向內側的位置也可以。

而且，電線3並不一定要是銅，電極2(第一金屬)並不一定要是鎳。只要電極2(第一金屬)比電線3更堅硬的金屬就可以。

而且，雖然實施例顯示電極結構體1內裝在檢測夾具7的情形，但電極結構體1並不限於內裝在檢測夾具7。電極結構體1也可以使用於檢測裝置以外的用途。

Claims

一種電極結構體，其包含：一基材部，其具絕緣性且具有平坦之一面，在與該面交叉的方向上延長形成一貫通孔；一電線，該電線之一端部插入於該貫通孔內，為使該端部之一前端位於比該貫通孔在該面上開口之一開口部更向內側的位置，該電線固定附著在該貫通孔內；以及一電極，其用比該電線硬度大之一第一金屬對該前端鍍金而形成；其中該電極與該面成平齊；其中在該電極的表面上有以一第二金屬形成之一表面鍍金層。
如申請專利範圍第1項所述之電極結構體，其中該第一金屬係為鎳，該第二金屬係為金。
一種檢測夾具，其包含：如申請專利範圍第1項或第2項所述之電極結構體；具有線狀之一探針；以及一支撐體，向作為檢測對象之一基板之一檢測點引導該探針之一端，並向該電極結構體之該電極引導該探針之另一端。
一種電極結構體之製造方法，其包含下列步驟：插入程序，對於具有平坦之一面、並在與該面交叉的方向上延長形成一貫通孔之具絕緣性之一基材部，從該貫通孔在該面上開口之一開口部的反對側，在該貫通孔內插入一電線之一端部，在該貫通孔內固定附著該電線的該端部；第一加工程序，為使該端部之端面和該基材部之該面成平齊，對該端部進行加工；蝕刻程序，從該開口部側對該端部進行蝕刻加工，使該端部之一前端比該開口部更向內側進入；鍍金程序，將該端部之該前端用比該電線硬度大之一第一金屬鍍金，從而形成一電極；第二加工程序，對該電極進行加工，使得該電極與該面成平齊；以及表面鍍金程序，在該電極的表面上以一第二金屬鍍金而形成一表面鍍金層。