TWI723649B

TWI723649B - 探針加工裝置

Info

Publication number: TWI723649B
Application number: TW108143240A
Authority: TW
Inventors: 陳子鴻; 范智文; 吳文傑; 陳峻偉
Original assignee: 財團法人金屬工業研究發展中心
Priority date: 2019-11-27
Filing date: 2019-11-27
Publication date: 2021-04-01
Also published as: TW202120931A

Abstract

本發明為一種探針加工裝置，其係包含一轉軸、一第一調整結構、一第二調整結構、一電解液輸送件以及一電源供應元件，該轉軸上之一夾持件夾持一加工件，並因一驅動件驅使該加工件移動並抵接該第一調整結構及該第二調整結構，該電解液輸送件輸送一電解液至該加工件、該第一調整結構及該第二調整結構並電性導通，該電源供應元件之至少一正極端連接該加工件或該轉軸，至少一負極端連接至該第一調整結構及該第二調整結構。

Description

探針加工裝置

本發明係關於一種加工裝置，特別是一種探針加工裝置。

傳統探針的製造裝置，是透過驅動砂輪轉動後，再將棒材研磨成探針，或是將砂紙平舖後，再將棒材放置於砂紙上往覆式研磨，不論是驅動砂輪或是透過砂紙製作探針，對於砂輪與砂紙耗損十分的快速。

傳統的探針製造方法，先取棒材透過砂輪機上的研磨砂輪或是砂紙研磨後，取出確認探針形狀以及是否有毀損，因為上述方式是透過人工的方法進行研磨，每個操作者的在研磨時力道、角度、方向均會使棒材產生不同的研磨結果，另外棒材本身的材質(如：硬度、密度等)也會影響到棒材形成探針的結果，因此需要反覆的進行研磨以及確認，以確保探針之形狀，但由於反覆的進行確認以及研磨，故所花的時間長，且損毀的機率十分的高，這也造成探針的製作時間變長。

此外，隨著現在科技的發展，晶片尺寸日趨微小，導致量測的芯片尺寸也越來越小，因此檢測用探針尺寸亦隨之細小化，因此，除了傳統探針製作的方式外，也有透過ECM電化學加工製作出≦200μm尺寸的探針，電化學加工(Electro chemical machining，縮寫：ECM)是在電解液中利用金屬工件作陽極所發生的電化學溶蝕進行加工的方法，電化學加工並非是傳統電解加工方法，電化學加工方法可以用來加工極硬材料(工具鋼、硬質合金、超合金或鈦合金等)或者傳統方法難以加工的材料，電化學加工方法最主要限制於加工物必須要可以導電，進行電化學加工時，刀具是陰極，加工物是陽極，透過低電壓、高電流下使電解液在壓力下高速循環流過電極和加工物進行電解，刀具沿著欲加工的路徑加工不與加工物接觸，亦不產生電火花，在加工過程中，加工物浸置於電解液中被溶解，再透過刀具製作出所需要的加工外型。

雖然，電化學加工方法可快速製作出所需的加工物外型，但是，電化學加工方法需在高壓下進行電解，因此，此種加工方法需要比較昂貴的儀器與設備才可進行加工。

由上述三種方法可以了解，透過砂輪機、砂紙研磨，需要較長的加工時間以及較高的毀損機會，而電化學加工方法雖然可以快速且精準的製作出加工物外型，但其需昂貴的機器會導致製作成本較高昂。

因此，為了解決上述研磨砂輪、砂紙之耐用性問題，並提升探針的生產效率，且又能有效縮短探針加工時間，並且避免需要特殊的儀器設備才能進行製作進而提高製作成本，本發明利用電解方法搭配改良過之探針加工裝置，有效解決上述之問題。

依據上述內容可以知道，本發明為提供一種探針加工裝置，其係透過角度調整元件調整探針針尖的成型後之角度，並提供欲加工之加工件負電荷，提供角度調整元件正電荷，透過電解液使加工件與角度調整元件進行電性導通，形成所需探針之形狀。

本發明之一目的，在於提供一種探針加工裝置，其係縮短加工時間提高生產效率，並且可減緩磨擦件的耗損，迅速加工出所需之探針。

針對上述之目的，本發明提供一種探針加工裝置，其結構包含一轉軸，其係包含一夾持件及一驅動件，該轉軸一側連接該夾持件，該夾持件夾持一加工件，該驅動件驅使該轉軸進行單軸往復式移動，一第一調整結構，其設置於該加工件之一側，該第一調整結構係包含一第一角度調整件，該第一角度調整件上設有一第一研磨件，進一步，該第一調整結構係與該夾持件形成一第一夾角，一第二調整結構，其對應設置於該第一調整結構並與該加工件的另一側，該第二調整結構係包含一第二角度調整件，該第二角度調整件設有一第二研磨件，進一步，該第二調整結構係與該夾持件形成一第二夾角，一電解液輸送件，該電解液輸送件設置於該第一調整結構及該第二調整結構之間，並且設於該加工件之上側，一電源供應元件，其設有至少一正極端以及至少一負極端，該至少一正極端連接於該加工件或該轉軸，該至少一負極端連接於該第一調整結構及該第二調整結構。

本發明提供一實施例，更包含一基座，該第一調整結構及該第二調整結構設置於該基座上。

本發明提供一實施例，其中該第一夾角等於該第二夾角。

本發明提供一實施例，更包含一第一驅動馬達及一第二驅動馬達，該第一驅動馬達及該第二驅動馬達設置於一基座之下側，進一步，該第一驅動馬達穿設該基座並連接該第一角度調整元件，該第二驅動馬達穿設該基座並連接該第二角度調整元件。

本發明提供一實施例，其中該第一夾角之範圍係於1。至22.5。之間。

本發明提供一實施例，其中該第二夾角之範圍係於1。至22.5。之間。

本發明提供一實施例，其中該轉軸更包含一旋轉驅動件，其設置於該轉軸本體內，並與該夾持件連接。

本發明提供一實施例，其中該電解液輸送元件結構係包含一噴頭及一管體，該管體之一側連接該噴頭。

1:探針加工裝置

10:轉軸

12:夾持件

14:驅動件

142:固定座

16:加工件

18:旋轉驅動件

20:第一調整結構

22:第一角度調整件

24:第一研磨件

30:第二調整結構

32:第二角度調整件

34:第二研磨件

40:電解液輸送件

42:電解液

44:噴頭

46:管體

50:電源供應元件

52:正極端

54:負極端

60:基座

62:第一穿孔

64:第二穿孔

70:第一驅動馬達

80:第二驅動馬達

θ₁:第一夾角

θ₂:第二夾角

第1圖：其為本發明之一實施例之裝置結構組裝示意圖；第2圖：其為本發明之一實施例之裝置分解爆炸示意圖；第3圖：其為本發明之一實施例之裝置俯視示意圖；第4A圖：其為本發明之一實施例之裝置使用步驟流程示意圖；以及第4B-4C圖：其為本發明之一實施例之裝置加工狀態示意圖。

為使貴審查委員對本發明之特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例及配合詳細之說明，說明如後：習知磨針裝置係以驅動砂輪轉動後直接研磨探針，或是將砂紙平舖後將探針置於其上往覆式研磨之，對於研磨砂輪與砂紙耗損相當快速，因此，如何降低耗材的耗損及快速製作是目前待需解決的問題。

本發明改良傳統加工法之缺點，縮短加工時間提高生產效率，並且可減緩法砂輪以及砂紙等磨擦件的耗損，迅速加工出所需之探針，透過電解方法搭配角度調整裝置，不需如傳統加工方式需要反覆加工及確認，可直接至作出預設的探針規格。

在下文中，將藉由圖式來說明本發明之各種實施例來詳細描述本發明。然而本發明之概念可能以許多不同型式來體現，且不應解釋為限於本文中所闡述之例式性實施例。

首先，請參閱第1圖，其為本發明之一實施例之裝置結構組裝示意圖，如圖所示，一探針加工裝置1結構包含一轉軸10、一第一調整結構20、一第二調整結構30、一電解液輸送件40以及一基座60。

本發明之該探針加工裝置1結構包含該轉軸10、該第一調整結構20、該第二調整結構30、該電解液輸送件40以及一電源供應元件50，請一併參閱第2圖，其為本發明之一實施例之裝置分解爆炸示意圖，該轉軸10係包含一夾持件12及一驅動件14，該轉軸10一側連接該夾持件12，該夾持件12夾持一加工件16，該驅動件14驅使該轉軸10進行單軸往復式移動，其中，該轉軸10固定於該驅動件14上，本發明之一實施例係透過一固定座142固定該轉軸10，但不以此為限制，另外，該轉軸10更包含一旋轉驅動件18，其設置於該轉軸10本體內，並與該夾持件12連接，透過該旋轉驅動件18帶動該夾持件12進行旋轉。

此外，該第一調整結構20以及該第二調整結構30設置於一基座60上，且該第一調整結構20以及該第二調整結構30係分別相對設置於該加工件16之兩側，意即該第一調整結構20與該第二調整結構30以該加工件16為中心相對設置，其中，該第一調整結構20係包含一第一角度調整件22，該第一角度調整件22上設有一第一研磨件24，進一步，該第一調整結構20係與該夾持件12形成一第一夾角θ₁，更進一步，該第二調整結構30係包含一第二角度調整件32，該第二角度調整件32設有一第二研磨件34，更進一步，請參考第3圖，其為本發明之一實施例之裝置俯視示意圖，如圖所示，該第二調整結構30係與該夾持件12形成一第二夾角θ₂，該第一夾角θ₁及該第二夾角θ₂可為相同之角度，該第一夾角θ₁及該第二夾角θ₂之範圍係於1°至22.5°之間。

其中，該第一調整結構20及該第二調整結構30係透過一第一驅動馬達70及一第二驅動馬達80驅動，該第一驅動馬達70及該第二驅動馬達80設置於一基座60之下側，進一步，該第一驅動馬達70穿設該基座60之一第一穿孔62並連接該第一角度調整元件20，該第二驅動馬達80穿設該基座60之一第二穿孔64並連接該第二角度調整元件80，其中該第一驅動馬達70及該第二驅動馬達80係使用步進馬達，但不以此為限。

另外，該電解液輸送件40設置於該第一調整結構20及該第二調整結構30之間，並且設於該加工件16之上側，該電解液輸送件40係用來輸送一電解液42，該電解液輸送件40係包含一噴頭44、一管體46及一電解液槽(未圖示)，該管體46之一側連接該噴頭44，該管體46另一側連接一抽取元件(未圖示)，該抽取元件係設置於該電解液槽內，該電解液輸送件40透過該抽取元件抽取該電解液42。

接著，一電源供應元件50設有至少一正極端52以及至少一負極端54，該至少一正極端52連接於該加工件16或該轉軸10，該至少一負極端54連接於該第一調整結構20及該第二調整結構30，該電解液42流經該加工件16、該第一調整結構20及該第二調整結構30並電性導通，產生一電解程序。

本發明之該探針加工裝置1係改良傳統人工利用磨砂機或砂紙來製作探針，其耗時又費力，操作者若手誤就會導致探針報廢的問題，透過對該第一調整結構20及該第二調整結構30連接該至少一負極端54，該加工件16連接該至少一正極端52，通過該電解液42使該加工件16、該第一調整結構20及該第二調整結構30電性導通產生該電解程序，透過該電解程序可快速產生所需之探針規格。

另外，本發明之該探針加工裝置1於加工時之使用流程如第4A圖，其為本發明之一實施例之裝置使用步驟流程示意圖，如圖所示，步驟如下：步驟S10：將加工件透過轉軸上之夾持件夾持固定；步驟S20：調整第一調整結構及第二調整結構與加工件之第一角度及第二角度，並驅動轉軸之驅動件使加工件向第一調整結構及第二調整結構移動；步驟S30：透過電解液輸送件輸送電解液，使電解液流經加工件、第一調整結構及第二調整結構，使加工件、第一調整結構及第二調整結構電性導通；步驟S40：使用電源供應裝置供應加工件或轉軸至少一正極端，同時至少一負極端並聯供應至第一調整結構及第二調整結構；以及步驟S50：啟動電源供應元件，執行電解程序。

本發明之裝置使用步驟流程如步驟S10至步驟S50，如步驟所示，將該加工件16夾持於該轉軸10之該夾持件12上，調整該第一調整結構20係與該夾持件12形成該第一夾角θ₁，該第二調整結構32係與該夾持件12形成該第二夾角θ₂，並且驅動該轉軸10向該第一調整結構20與該第二調整結構30移動，透過該電解液輸送件40輸送該電解液42，該電解液42流經該加工件16、該第一調整結構20及該第二調整結構30並電性導通，同時啟動該電源供應裝置50供應該加工件16或該轉軸10該至少一正極端52，提供該第一調整結構20及該第二調整結構30該至少一負極端54，進行該電解程序，獲得所需之探針。

為了更清楚說明本發明之該探針加工裝置1之使用步驟流程，在此舉一實際範例，請參考第4B至4C圖，其為本發明之一實施例之裝置加工狀態示意圖，如圖所示，欲研磨棒材(該加工件16)於該轉軸10夾持固定後，該轉軸10架設於該驅動件14上，該第一調整結構20及該第二調整結構30以欲研磨棒材為基準對稱設置，同時該第一研磨件24及該第二研磨件34亦以對稱設置，該第一調整結構20及該第二調整結構30架設於該第一驅動馬達70及該第二驅動馬達80，透過該第一驅動馬達70及該第二驅動馬達80驅使該第一調整結構20及該第二調整結構30轉動，另外該電源供應元件50之該至少一正極端52連接至欲研磨棒材，該電源供應元件50供應該至少一負極端54連接至該第一調整結構20及該第二調整結構30。

接著，依照探針預備成形之夾角，驅動該第一驅動馬達70及該第二驅動馬達80改變該第一調整結構20及該第二調整結構30之角度，同時帶動該第一研磨件24及該第二研磨件34調整至合適之角度後，啟動該電源供應元件50提供該電解程序所需電力，另外，啟動該轉軸10並透過該轉軸10之該旋轉驅動件18轉動並帶動欲研磨棒材旋轉，控制該驅動件14向該第一研磨件24及該第二研磨件34的夾角間隙移動，且利用該電解液輸送件40輸送該電解液42至欲研磨棒材、該第一研磨件24及該第二研磨件34進行該電解程序，待欲研磨棒材成形至探針所需刃長即可退出該第一研磨件24及該第二研磨件34的夾角間隙，爾後關閉該電源供應元件50，即可完成探針製作。

其中，本發明之該至少一負極端54可對該第一調整結構20及該第二調整結構30於電性上並聯設置或串聯設置，上述之實際範例係將該至少一負極端54採用並聯方式說明，但實際加工時不以此為限制。

本發明之該探針加工裝置1係以調整該第一研磨件24及該第二研磨件34間角度以配合該加工件16夾角的需求，同時施以該電解程序以降低該加工件16之硬度、延緩該第一研磨件24及該第二研磨件34磨耗。本發明之該第一研磨件24及該第二研磨件34無需依探針設計特殊的幾何外形，而是透過該第一調整結構20及該第二調整結構30達成調整角度之需求，且本發明之該探針加工裝置1的電場控制較ECM電化學加工易控制。

以上所述之實施例，本發明之方法，其為一種探針加工裝置，其係縮短加工時間提高生產效率，並且可減緩磨擦件的耗損，迅速加工出所需之探針，該探針加工裝置透過角度調整元件調整探針針尖的成型後之角度，並提供欲加工之加工件負電荷，提供角度調整元件正電荷，透過該電解液使該加工件與該角度調整元件進行電性導通，形成所需探針之形狀。

故本發明實為一具有新穎性、進步性及可供產業上利用者，應符合我國專利法專利申請要件無疑，爰依法提出發明專利申請，祈鈞局早日賜准專利，至感為禱。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，舉凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。