TWI670383B

TWI670383B - 探針、其製造方法及使用該探針之導通檢查方法

Info

Publication number: TWI670383B
Application number: TW107113017A
Authority: TW
Inventors: 高橋浩二; 柴田良
Original assignee: 日商揖斐電股份有限公司
Priority date: 2017-04-28
Filing date: 2018-04-17
Publication date: 2019-09-01
Also published as: KR20180121387A; TW201842216A; JP2018189396A

Abstract

本發明提供一種用於細微之印刷配線板之導通檢查之探針、探針之製造方法、及導通檢查方法。本發明之實施形態之探針10包含導電性之線材13、及被覆上述線材13之絕緣膜20。且，上述絕緣膜20以DLC膜(Diamond-Like Carbon：類金剛石碳膜)形成。

Description

探針、其製造方法及使用該探針之導通檢查方法

本發明係關於一種包含導電性之線材與被覆線材之絕緣膜之探針、其製造方法及使用該探針之導通檢查方法。

專利文獻1之探針係以樹脂製之絕緣膜被覆。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本專利特開2002-90410號公報(段落[0019])

[發明所欲解決之問題] 於專利文獻1之探針中，認為難以將絕緣膜薄化。 [解決問題之技術手段] 本發明之導通檢查用之探針包含導電性之線材與被覆上述線材之絕緣膜。且，上述絕緣膜以DLC膜(Diamond-Like Carbon：類金剛石碳膜)形成。本發明之導通檢查用之探針之製造方法包含準備導電性之線材，及將上述線材以絕緣性之DLC膜被覆。

首先，基於圖1～圖3，說明用以說明本實施形態之探針10之參考例。於圖1中，顯示參考例之探針10。如圖1(A)之左側所示，探針之形狀為大致圓柱。或，探針之形狀為線形。又，探針10於圖1(A)之右側如端部放大所顯示，以導電性之線材13與被覆線材13之側面之絕緣膜20形成。如圖1(A)所示，探針10具有上端部13b及與上端部13b相反側之下端部13a。例如，將探針10使用於印刷配線板等之檢查對象之檢查時，下端部13a與印刷配線板對向。且，探針10具有形成於上端部13b之上端面13B與形成於下端部13a之下端面13A。於檢查時，下端面13A之至少一部分與印刷配線板相接。探針10具有上端面13B至下端面13A之中心軸。中心軸通過上端面13B之中心與下端面13A之中心。或，中心軸通過上端面13B之重心與下端面13A之重心。線材13以具有導電性之構件形成。例如，線材13包含錸鎢、鎢、鈹銅、不鏽鋼、髙碳鋼中之任一者作為主要成分。可將線材13之上端面13B與下端面13A及上端面13B與下端面13A之間之側面以鍍覆層12(參照圖2)覆蓋。例如，鍍覆層12以鎳、鎳銅、銠、鈀及金等形成。絕緣膜20包含無機絕緣體作為主要成分。作為該無機絕緣體，列舉金屬氧化物或金屬氮化物。例如，絕緣膜20以氧化鋁、氧化矽、氧化鋯、氧化釔、滑石、莫來石、二氧化鈦及氧化鎂等之金屬氧化物形成。或，絕緣膜20以氮化鋁或可加工陶瓷形成。另，本參考例之探針10之絕緣膜20以包含氧化鋁之無機絕緣膜20形成。如圖2所示，線材13之直徑f1為例如15 [μm]以上且40 [μm]以下。例如，本參考例之探針10之線材13之直徑f1為27 [μm]。又，線材13之長度為例如10 [mm]以上且50 [mm]以下。鍍覆層12之厚度為0.5 [μm]以上且3.0 [μm]以下。例如，鍍覆層12之厚度為1 [μm]。如圖1(A)所示，線材13之下端面13A為例如與中心軸正交之平坦之面。又，線材13之上端面13B亦係與中心軸正交之平坦之面。另，可將線材13之下端面13A及上端面13B設為傾斜面或曲面。如圖1(B)所示，曲面膨起為凸狀。絕緣膜20之膜厚t為0.3 [μm]以上且3.0 [μm]以下。又，膜厚t與線材13之半徑r(參照圖2)之比例(t/r)為1/6以下。另，膜厚t之較佳範圍為0.5 [μm]以上且2 [μm]以下。另，本參考例之探針10例如膜厚t為1 [μm]。如圖1(A)所示，線材13之側面未以絕緣膜20完全地覆蓋。線材13中之上端面13B、及自上端面13B延伸特定之長度之側面係露出。該部分係上側之露出部13U。上側之露出部13U與上端部13b大致相同。上側之露出部13U具有長度h2，長度h2為30 [mm]以下。線材13中之下端面13A、及自下端面13A延伸特定之長度之側面係露出。該部分為下側之露出部13L。下側之露出部13L與下端部13a大致相同。下側之露出部13L具有長度h1，且長度h1為0 [mm]以上且0.05 [mm]以下。絕緣膜20由上部21U、下部21L、及上部21U與下部21L之間之中央部21M形成。上部21U連接於上側之露出部13U，下部21L連接於下側之露出部13L。上部21U之絕緣膜20之厚度自中央部21M朝上側之露出部13U逐漸變薄。同樣地，下部21L之絕緣膜20之厚度自中央部21M朝下側之露出部13L逐漸變薄。上部21U與下部21L具有長度m，長度m為0 [mm]以上且5 [mm]以下。中央部21M之絕緣膜20之厚度大致相等。本參考例之探針10亦可僅上部21U朝上側之露出部13U逐漸變薄。本參考例之探針10亦可僅下部21L朝下側之露出部13L逐漸變薄。本實施形態之探針10亦可上部21U與下部21L兩者，不朝上側之露出部13U及下側之露出部13L逐漸變薄。本參考例之探針10之製造方法如以下所示。 (1)如圖3(A)所示，準備線材13。線材13之長度係10 mm以上且50 mm以下。 (2)藉由電解鍍覆處理，如圖3(B)所示，線材13整體以鍍覆層12覆蓋。 (3)為了不使絕緣膜20附著於上端面13B與下端面13A，而以適當之構件覆蓋線材13之上端面13B與下端面13A。適當之構件之例為膠帶。或，為了形成上側之露出部13U，可將上端面13B與自上端面13B延伸之線材13之側壁以光阻劑覆蓋。同樣地，為了形成下側之露出部13L，可將下端面13A與自下端面13A延伸之線材13之側壁以光阻劑覆蓋。 (4)為了形成上側之露出部13U與下側之露出部13L，將線材13以光阻劑覆蓋。接著，以蒸鍍法於光阻劑與自光阻劑露出之線材13上形成無機絕緣膜20。於本參考例中，形成由氧化鋁構成之絕緣膜20。另，蒸鍍法之例為離子鍍法、濺鍍法及電漿CVD。藉由剝離法，去除光阻劑與光阻劑上之絕緣膜20。完成具有上側之露出部13U與下側之露出部13L之探針(圖1(A))。本參考例之探針10使用於例如印刷配線板等之電路基板之導通檢查。該例揭示於日本專利特開2006-17455號公報、日本專利特開2002-90410號公報及2012-18116號公報。例如，於日本專利特開2006－17455號公報(專利文獻2)所揭示之導通檢查裝置中使用本參考例之探針10。具體而言，與專利文獻2同樣地，將複數個探針10之上端與引線連接使用。且，在探針10之下端面13A抵接於印刷配線板之電極之狀態下，發送電氣信號。該電氣信號被發送至於引線之另一端連接之檢查裝置。另，電極之例為焊接凸塊。印刷配線板之高密度化日益進展。因此，鄰接之電極間之間隔(間距)或電極之大小變小。間距係1個電極之中心與鄰接於該電極之中心間之距離。基於精度之觀點，具有細微電極之印刷配線板之導通檢查係由4端子法進行。於4端子法中，將2個探針抵接於1個電極。1個為電流端子，另1個為電壓端子。例如，間距為80 [μm]以下。或者，若電極之直徑為40 [μm]以下，則認為藉由專利文獻1之探針以4端子法進行檢查有其困難。原因在於，專利文獻1之探針因具有樹脂製之絕緣膜，故認為難以將絕緣膜之厚度設為5 [μm]以下。例如，若比較樹脂製之絕緣膜之磨損與無機製之絕緣膜之磨損，則前者大於後者。因此，因長期地使用探針，故樹脂製之絕緣膜之厚度會變厚。若被覆線材13之絕緣膜20之厚度較厚，則電流端子與電壓端子之間之間隔較寬。例如，難以將電流端子之側壁與電壓端子之側壁間之距離設為10 [μm]以下。因此，若將專利文獻1之探針使用於檢查，則具有細微電極之印刷配線板之檢查結果之精度會容易變低。難以長期地使用專利文獻1之探針。與此相對，本參考例之探針10之絕緣膜20係以無機絕緣體形成。因此，可將絕緣膜20之厚度薄化。例如，可將絕緣膜20之厚度設為5 [μm]以下。可將形成電流端子之探針10之線材13與形成電壓端子之探針10之線材13之間之間隔，設為10 [μm]以下。藉此，若將本參考例之探針10使用於檢查，則具有細微電極之印刷配線板之檢查結果之精度會變高。例如，即使印刷配線板之電極之直徑為25 μm以上且40 μm以下，檢查之精度亦高。即使長期地使用本參考例之探針，檢查之精度亦高。本參考例之探針10可具有上部21U及下部21L。該部分之絕緣膜20之厚度朝露出部逐漸變薄。線材13以金屬形成，絕緣膜20以陶瓷形成。金屬之物性與陶瓷之物性不同。例如，物性之例為楊氏係數或機械強度。因此，例如，露出部之強度與被覆部之強度易變得差異大。因此，若不存在上部21U與下部21L，則探針之強度於露出部與被覆部之邊界易有較大變化。該情形時，若反復使用探針10，則探針容易自露出部與被覆部之邊界劣化。與此相對，若存在上部21U與下部21L，探針之強度自露出部朝中央部逐漸地變化。其結果，即使長期地使用探針10，檢查之精度亦難以變低。專利文獻1之探針之直徑與本參考例之探針10之直徑相同之情形時，可將本參考例之探針10之絕緣膜20之厚度，設為比專利文獻1之探針之絕緣膜20薄。因此，可將本參考例之探針10之線材13增厚。藉此，可將本參考例之探針之線材13之強度增高。可將線材13與電極間之接觸面積增大。可將線材13之電性電阻減小。又，因本參考例之探針10之絕緣膜20之主要成分為無機絕緣體，故可提高絕緣膜20之耐磨損性。於本參考例之探針10之製造方法中，將絕緣膜20藉由蒸鍍處理而形成。與此相對，例如，樹脂製之絕緣膜之製造方法包含對線材13塗佈樹脂及乾燥該樹脂，且反復複數次該等處理。因此，本參考例之製造方法之生產性，高於具有樹脂製之絕緣膜之探針之製造方法。線材13之形狀之例為圓柱或棱柱。下側之露出部13L或上側之露出部13U之線材13之形狀之例為圓柱、棱柱或圓錐或棱錐。線材13之側面之整體以絕緣膜20覆蓋。其後，藉由以噴砂或雷射去除上端面13B附近之絕緣膜20或下端面13A附近之絕緣膜20，可形成上側之露出部13U或下側之露出部13L。 [第1實施形態] 本實施形態之探針10係變更上述參考例者，且絕緣膜以DLC膜20形成，此點與上述參考例不同。DLC膜20係以類金剛石碳構成之膜。DCL膜20以烴為主，或者為包含碳之同素異形體之非晶質(非晶)之硬質膜。DLC膜20之硬度為1000 HV以上。又，DLC膜20之比電阻為1 MΩ/cm以上。藉由以DLC膜20構成絕緣膜，可謀求探針10之耐磨耗性之提升。又，作為形成本實施形態之DLC膜20之方法，可列舉電漿CVD法、濺鍍法、及離子鍍法等，尤其，較佳藉由電漿離子注入法形成。具體而言，於對導電性之線材13施以高頻之狀態下，施加負的高壓脈衝。然後，注入碳離子。藉此，形成均一性及密著型優良之DLC膜20。另，與第1實施形態之探針10之製造方法同樣地，在以電漿離子注入法形成絕緣膜20之前，較佳為以遮罩覆蓋線材12之一端側。 [第2實施形態] 第1實施形態之探針10中，自下端面13A延伸之線材13之側面露出。與此相對，於第2實施形態之探針10中，自下端面13A延伸之線材13之側面不露出，僅下端面13A露出。於第2實施形態之探針10中，下部21L可朝下端面13A逐漸變薄，亦可不朝下端面13A逐漸變薄。較佳為下端部21L朝下端面13A逐漸變薄。除下側之露出部13L以外，第2實施形態之探針10與第1實施形態之探針10相同。藉由不使下側之線材13之側面露出，即使電源端子與電壓端子於電極上接觸，仍可保持絕緣。

10‧‧‧探針

12‧‧‧鍍覆層

13‧‧‧線材

13A‧‧‧下端面

13a‧‧‧下端部

13B‧‧‧上端面

13b‧‧‧上端部

13L‧‧‧露出部

13U‧‧‧露出部

20‧‧‧絕緣膜，DLC膜

21‧‧‧中央部

21L‧‧‧下部

21M‧‧‧中央部

21U‧‧‧上部

h1‧‧‧長度

h2‧‧‧長度

m‧‧‧長度

r‧‧‧半徑

t‧‧‧膜厚

f1‧‧‧直徑

圖1(A)係參考例之探針之側視圖，(B)係探針之放大側視圖。圖2係探針之剖視圖。圖3(A)～(C)係說明探針之製造步驟之步驟圖。

Claims

一種導通檢查用之探針，其包含：導電性之線材；及被覆上述線材之絕緣膜；且上述絕緣膜以DLC膜(Diamond-Like Carbon：類金剛石碳膜)形成；上述DLC膜之硬度為1000HV以上，且比電阻為1MΩ/cm以上。
如請求項1之探針，其中上述線材以錸鎢、鎢或鈹銅中之任一者形成。
如請求項1之探針，其中將上述線材以鍍覆層被覆。
如請求項3之探針，其中上述鍍覆層包含鎳或鎳銅。
一種導通檢查用之探針，其包含：導電性之線材；及被覆上述線材之絕緣膜；且上述絕緣膜以DLC膜形成；上述DLC膜之膜厚為0.3[μm]以上且3[μm]以下。
一種導通檢查用之探針，其包含：導電性之線材；及被覆上述線材之絕緣膜；且上述絕緣膜以DLC膜形成；上述線材之半徑(r)與上述DLC膜之膜厚(t)之比率(t/r)為六分之一以下。
一種導通檢查用之探針，其包含：導電性之線材；及被覆上述線材之絕緣膜；且上述絕緣膜以DLC膜形成；上述線材具有上端面、及與上述上端面為相反側之下端面，且上述線材之上述上端面及上述下端面，自上述DLC膜露出。
如請求項7之探針，其中上述DLC膜以形成於上述上端面側之上部、形成於上述下端面側之下部、及形成於上述上部與上述下部之間之中央部而形成，上述下部之上述DLC膜之厚度係自上述中央部朝上述下端面變薄。
如請求項8之探針，其中上述下端面與上述下部之間之距離為0[mm]以上且0.05[mm]以下。
一種導通檢查用之探針之製造方法，其包含：準備導電性之線材，將上述線材以絕緣性之DLC膜被覆，及覆蓋上述線材之端面；且上述覆蓋較上述被覆早進行。
一種導通檢查用之探針之製造方法，其包含：準備導電性之線材，及將上述線材以絕緣性之DLC膜被覆，且上述線材具有上端面及與上述上端面為相反側之下端面，上述DLC膜係以形成於上述上端面側之上部、形成於上述下端面側之下部、及形成於上述上部與上述下部之間之中央部而形成，上述下部之上述DLC膜之厚度自上述中央部朝上述下端面變薄。
如請求項10或11之探針之製造方法，其中上述DLC膜藉由電漿離子注入法形成。
如請求項12之探針之製造方法，其中進而包含於上述線材之表面形成鍍覆層，且形成上述鍍覆層較上述被覆早進行。
如請求項12之探針之製造方法，其中上述線材以錸鎢、鎢或鈹銅中之任一者形成。
一種使用請求項1至9中任一項之探針之配線基板之導通檢查方法，其係於將上述探針之前端分別按壓於上述配線基板之電極之狀態下，於上述探針流通電氣信號。