TWI442055B - 車床加工用構件、針狀構件及接觸探針 - Google Patents

Description

車床加工用構件、針狀構件及接觸探針

本發明係關於一種安裝於車床而進行車床加工之車床加工用構件、針狀構件及接觸探針(contact probe)。

以往，在使用車床進行金屬等之加工時，係於將作為車床加工用構件之工件(work)安裝於車床之夾盤(chuck)並予以固定後，使用車刀(bite)或鑽頭(drill)來切削工件，藉以形成所希望的形狀。具體而言，於藉由車床加工形成如螺絲之軸對稱的構件時，一般係應用由實心之天然木所構成之圓柱形狀的工件(參照例如專利文獻1)。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2003-291002號公報

然而，由於車床加工要削去工件中大多的部分，因此在應用如貴金屬合金稀少且高價的材料作為素材時會有較多浪費，而難以削減成本。

本發明係有鑑於上述情形而研創者，其目的在提供一種藉由車床加工形成以稀少且高價之材料為素材之製品時可減少該種材料之浪費，且削減成本之車床加工用構件、針狀構件及接觸探針。

為了解決上述問題而達成目的，本發明之車床加工用構件，係藉由安裝於車床來進行車床加工者；其特徵為具備：芯部，呈棒狀，且由銅、銅合金或鐵所構成；被覆部，無間隙地被覆前述芯部之側面，且由貴金屬或貴金屬合金所構成；及外周部，無間隙地被覆前述被覆部之側面，且由銅、銅合金或鐵所構成。

此外，本發明之車床加工用構件在上述發明中，前述芯部及前述外周部係由相同材料所構成。

此外，本發明之針狀構件，係呈使用上述發明所述之車床加工用構件而形成之針狀；該針狀之長度方向之一端部係具有分別藉由將前述被覆部之端部尖銳化而形成，且沿著前述長度方向而突出之複數個尖銳端；另一方面，前述長度方向之另一端部係呈前述被覆部露出於側面之棒狀。

此外，本發明之接觸探針，其特徵為具備：第1柱塞(plunger)，由上述發明所述之針狀構件所構成；導電性彈簧構件，一方端部安裝於前述另一端部，且沿著前述第1柱塞之長度方向而伸縮自如；及導電性第2柱塞，安裝於前述彈簧構件之另一方之端部。

此外，本發明之接觸探針，在上述發明中，前述彈簧構件係具有：稀疏繞線部，以預定間距(pitch)捲繞，且開口端部被安裝於前述第1與第2柱塞中之一方；及緊密繞線部，從前述稀疏繞線部之端部延伸而緊密繞線，且開口端部被安裝於前述第1與第2柱塞中之另一方；該接觸探針受到預定負荷時，前述緊密繞線部係可與安裝有前述稀疏繞線部之開口端部之柱塞接觸。

依據本發明，係具備：芯部，呈棒狀，且由銅、銅合金或鐵所構成；被覆部，無間隙地被覆前述芯部之側面，且由貴金屬或貴金屬合金所構成；及外周部，無間隙地被覆前述被覆部之側面，且由銅、銅合金或鐵所構成，且於芯部及外周部應用廉價的金屬。因此，藉由車床加工形成以稀少且高價之材料為素材之製品時可減少該種材料之浪費，且削減成本。

以下參照所附圖式來說明用以實施本發明之形態(以下稱為「實施形態」)。另外，圖式係為示意性者，各部分之厚度與寬度之關係，各個部分之厚度之比率等應注意也與實際情形有所不同，在圖式彼此間當然也有包括有彼此之尺寸關係或比率不同的部分的情形。

第1圖係為顯示本發明之一實施形態之車床加工用構件之構成圖。第2圖係為第1圖之A-A線剖面圖。第1圖及第2圖所示之車床加工用構件1係具備：呈大致圓柱狀的芯部2；被覆部3，無間隙地被覆芯部2之側面，且呈中空大致圓筒狀；及外周部4，無間隙地被覆被覆部3之側面，且呈中空大致圓筒狀。車床加工用構件1係形成為藉由伸線加工或拉製加工而使芯部2、被覆部3及外周部4之直徑具有預定比。另外，芯部2、被覆部3及外周部4之直徑的比，係可依加工後之製品的用途來適當設定。

芯部2及外周部4係由銅、銅合金或鐵所構成。其中，銅合金的成分比，依質量百分比濃度計算，銅(Cu)為97.2至98.6%、鎳(Ni)為1至2%、矽(Si)為0.2至0.4%、鋅(Zn)為0.2至0.4%。此種銅合金之拉伸強度係為40kgf/mm² 。在本實施形態中，雖係設為芯部2及外周部4為相同材料，惟更一般而言，芯部2與外周部4亦可為不同的材料。另外，外周部4係可不呈完全的中空圓筒狀，亦可例如於側面之一部分形成有切口或溝等。

被覆部3係由貴金屬或貴金屬合金所構成。在此所稱之貴金屬，係指例如金(Au)、銀(Ag)、白金(Pt)、鈀(Pd)、銠(Rh)等。此被覆部3之維克氏(Vickers)硬度(HV)係為400以上，而且為由電阻率為5.00×10^-8 Ω‧m以下之貴金屬或貴金屬合金所形成為尤佳。

第3圖係為顯示使用車床加工用構件1之車床加工處理之概要圖。在進行車床加工時，係於將車床加工用構件1安裝於車床之夾盤5並予以固定之後，一面使夾盤5以預定旋轉速度旋轉，一面將車刀6從圖右方送至左方，藉以將車床加工用構件1切削成所希望的形狀。另外，在以車床切削車床加工用構件1之前，亦有對於車床加工用構件1進一步進行伸線加工或拉製加工之情形。

接著說明使用車床加工用構件1來加工之加工品的一例。第4圖係為顯示具有從車床加工用構件1加工之零件之接觸探針及收容此接觸探針之探針固持具(probe holder)之主要部分之構成圖。第4圖所示之接觸探針11，係為進行IC晶片等之半導體積體電路之導通檢查等時用以謀求半導體積體電路與傳送檢查用信號之信號處理電路之導通的治具。接觸探針11係具備：具有朝彼此相反之方向突出之前端部之第1柱塞12及第2柱塞13；及用以連結第1柱塞12與第2柱塞13，且可朝長度方向(第4圖之上下方向)伸縮自如的彈簧構件14。其中，第1柱塞12係為由車床加工用構件1所形成之針狀構件。

第1柱塞12係具有：前端部12a，沿著長度方向分別突出，且呈彼此相同形狀之設有複數個尖銳端之呈王冠(crown)形狀；凸緣(flange)部12b，具有較前端部12a之最大徑還大的直徑；套筒(boss)部12c，相對於凸緣部12b朝與前端部12a相反方向突出，且呈直徑較凸緣部12b之直徑還小的圓柱狀，且可供彈簧構件14之端部壓入；及基端部12d，呈直徑較套筒部12c之直徑還小的圓柱狀，且從套筒部12c朝與凸緣部12b相反側延伸；且第1柱塞12係相對於長度方向之中心軸呈對稱的形狀。

第5圖係為顯示第1柱塞12之構成之縱剖面圖。前端部12a之尖銳端121a係藉由車床加工時之溝加工將被覆部3之端部予以尖銳化者。此外，基端部12d之外周面，係使被覆部3露出者。

第2柱塞13係具有：具有尖銳端之前端部13a；凸緣部13b，具有較前端部13a之最大徑還大的直徑；套筒部13c，透過凸緣部13b朝與前端部13a相反方向突出，且呈直徑較凸緣部13b之直徑還小的圓柱狀，且可供彈簧構件14之端部壓入；及基端部13d，呈直徑較套筒部13c之直徑還小的圓柱狀，且從套筒部13c朝與凸緣部13b相反側延伸；且第2柱塞13係相對於與長度方向平行之中心軸呈對稱的形狀。第2柱塞13係使用銅、銅合金或鐵而形成。

另外，亦可藉由加工鉛筆狀之車床加工用構件來形成第2柱塞，該車床加工用構件係具備：芯部，由貴金屬或貴金屬合金所構成；及被覆部，由銅、銅合金或鐵所構成，且無間隙地被覆芯部之側面。此時，第2柱塞之前端部之尖銳端部分係由貴金屬或貴金屬合金所構成。

此外，以第2柱塞而言，除基端部之長度不同以外，亦可應用具有與第1柱塞12相同構成之針狀構件。

彈簧構件14係具有均一的直徑，且為由朝軸線方向伸縮自如之導電性材料所構成之線圈(coil)彈簧。更具體而言，彈簧構件14係具有：稀疏繞線部14a，以非為零之預定間距捲繞；及緊密繞線部14b，從稀疏繞線部14a之端部緊密捲繞。稀疏繞線部14a之開口端部係藉由壓入而安裝於第1柱塞12之套筒部12c。另一方面，緊密繞線部14b之開口端部，係藉由壓入而安裝於第2柱塞13之套筒部13c。

另外，亦可將彈簧構件之稀疏繞線部與緊密繞線部的位置設為相反。亦即，可將安裝於第1柱塞之側設為緊密繞線部，另一方面將安裝於第2柱塞之側設為稀疏繞線部。此時，可將第2柱塞之基端部之長度設為較第1柱塞之基端部的長度還長，且於接觸探針11受到負荷時使第2柱塞之基端部與緊密繞線部接觸。

具有以上構成之接觸探針11，係收容於探針固持具21。收容於探針固持具21之接觸探針11，係將作為檢查對象之半導體積體電路100、與輸出檢查用信號之電路基板200之間電性連接，用以進行信號的傳送及接收。在進行半導體積體電路100的檢查時，第1柱塞12係與設於半導體積體電路100之連接用電極101接觸，另一方面第2柱塞13則與設於電路基板200之連接用電極201接觸。

接著說明收容接觸探針11之探針固持具21的構成。探針固持具21係在使各接觸探針11之兩端伸出之狀態下，以與連接用電極101之配置圖案對應之圖案來收容複數個接觸探針11。探針固持具21係使用絕緣性高之合成樹脂材等之絕緣性材料來將分別形成為平板狀之第1固持具構件22及第2固持具構件23朝板厚方向疊層而成。第1固持具構件22與第2固持具構件23係藉由螺固或黏接等方式固定。

在第1固持具構件22中，係設有複數個朝板厚方向貫通，用以供接觸探針11插通之插通孔221。插通孔221係呈由小徑部221a與大徑部221b所構成之階梯孔形狀。小徑部221a係在與半導體積體電路100相對向之側(第4圖之上面側)具有開口，另一方面大徑部221b係在與第2固持具構件23相對向之側具有開口。第1柱塞12係藉由凸緣部12b與構成小徑部221a及大徑部221b之邊界的段差面抵接而防止從第1固持具構件22脫落。

在第2固持具構件23中，係設有複數個朝板厚方向貫通，用以插通接觸探針11之插通孔231。插通孔231係與複數個插通孔231任一者連通。插通孔231係呈由小徑部231a與大徑部231b所構成之階梯孔形狀。小徑部231a係在與電路基板200相對向之側(第4圖之下面側)具有開口，另一方面大徑部231b係在與第1固持具構件22相對向之側具有開口。第2柱塞13係藉由凸緣部13b與構成小徑部231a及大徑部231b之邊界的段差面抵接而防止從第2固持具構件23脫落。

以構成第1固持具構件22及第2固持具構件23之絕緣性材料而言，係可使用具有良好絕緣性之合成樹脂材。此外，以絕緣性材料而言，亦可使用滑動性佳之樹脂材料或可加工陶瓷(Machinable Ceramics)、鐵氟龍(telfon)(註冊商標)等。

插通孔221、231係藉由對構成母材之絕緣性材料進行鑽孔加工、蝕刻、衝切成型之任一者、或是施行使用雷射、電子束、離子束、線放電等之任一者的加工來形成。

另外，第1固持具構件22之板厚與第2固持具構件23之板厚的比，係可依據收容之接觸探針11的形狀等而適當設定。

在進行半導體積體電路100之檢查時，接觸探針11係與半導體積體電路100接觸而承受預定負荷。藉由承受此負荷，使彈簧構件14收縮而彎曲。結果，緊密繞線部14b之至少一部分即與第1柱塞12之基端部12d接觸。藉此，可以最短路徑實現依序經由第1柱塞12、彈簧構件14及第2柱塞13之電性導通。如此一來即實現最短路徑之電性導通，藉此可抑制檢查時之接觸探針11之電感(inductance)的增加。

依據以上所說明之本發明之一實施形態，係具備：芯部，呈棒狀，且由銅、銅合金或鐵所構成；被覆部，無間隙地被覆前述芯部之側面，且由貴金屬或貴金屬合金所構成；及外周部，無間隙地被覆前述被覆部之側面，且由銅、銅合金或鐵所構成；且在芯部及外周部應用較貴金屬或貴金屬合金還廉價的金屬。因此，可大幅降低貴金屬或貴金屬合金之使用量，且於藉由車床加工形成以稀少且高價之材料為素材之製品時可減少該種材料的浪費，而可削減成本。

此外，依據本實施形態，由於在沿著繞線方向滑動於接觸探針所具備之針狀構件之前端及彈簧構件之緊密繞線部之內周的基端部應用貴金屬或貴金屬合金，因此不易產生接觸部位之氧化及磨耗而可使電阻安定。因此，即使定期性進行使用砂紙等將因為重複檢查而附著於前端之銲錫予以削除之作業，亦可長期間地使用，而可提供一種具有優異耐久性之針狀構件及接觸探針。

至此為止，雖已詳述了用以實施本發明之最佳形態，惟本發明並非僅限定於上述之一實施形態。例如，亦可在芯部2與被覆部3、及被覆部3與外周部4之一方或雙方，介設提升密接性之金屬或合金。以此種材料而言，係例如有鎳或鎳合金。

此外，芯部係可作成棒狀，亦可作成圓柱狀以外的形狀。第6圖係為顯示芯部作成四角柱狀時之車床加工用構件之端面之構成圖。第6圖所示之車床加工用構件31係具備：呈四角柱狀之芯部32；無間隙地被覆芯部32之側面的被覆部33；及無間隙地被覆被覆部33之側面的外周部34。芯部32係由與芯部2相同的材料所構成。此外，被覆部33及外周部34係分別由與被覆部3及外周部4相同的材料所構成。另外，更一般而言，芯部係可呈多角柱狀。藉由以此方式將芯部形成角柱形狀，可提升芯部的剛性。

如此，本發明係可包括在此所未記載之各種實施形態等，只要在不脫離申請專利範圍所特定之技術思想範圍內，均可進行各種設計變更等。

1、31．．．車床加工用構件

2、32．．．芯部

3、33．．．被覆部

4、34．．．外周部

5．．．夾盤

6．．．車刀

11．．．接觸探針

12．．．第1柱塞

12a、13a．．．前端部

12b、13b．．．凸緣部

12c、13c．．．套筒部

12d、13d．．．基端部

13．．．第2柱塞

14．．．彈簧構件

14a．．．稀疏繞線部

14b．．．緊密繞線部

21．．．探針固持具

22．．．第1固持具構件

23．．．第2固持具構件

100．．．半導體積體電路

101、201．．．連接用電極

121a．．．尖銳端

200．．．電路基板

221、231．．．插通孔

221a、231a．．．小徑部

221b、231b．．．大徑部

第1圖係為顯示本發明之一實施形態之車床加工用構件之構成圖。

第2圖係為第1圖之A-A線剖面圖。

第3圖係為顯示使用本發明之一實施形態之車床加工用構件之車床加工處理之概要圖。

第4圖係為顯示本發明之一實施形態之接觸探針之構成圖。

第5圖係為顯示本發明之一實施形態之針狀構件之構成之剖面圖。

第6圖係為顯示本發明之另一實施形態之車床加工用構件之端面之構成圖。

1．．．車床加工用構件

2．．．芯部

3．．．被覆部

4．．．外周部

Claims (4)

1. 一種車床加工用構件，係藉由安裝於車床來進行車床加工者；其特徵為具備：芯部，呈棒狀，且由銅、銅合金或鐵所構成；被覆部，無間隙地被覆前述芯部之側面，且由貴金屬或貴金屬合金所構成；及外周部，無間隙地被覆前述被覆部之側面，且由與前述芯部相同之材料所構成。
2. 一種針狀構件，係呈使用申請專利範圍第1項所述之車床加工用構件而形成之針狀；該針狀之長度方向之一端部係具有分別藉由將前述被覆部之端部尖銳化而形成，且沿著前述長度方向而突出之複數個尖銳端；另一方面，前述長度方向之另一端部係呈前述被覆部露出於側面之棒狀。
3. 一種接觸探針，其特徵為具備：第1柱塞(plunger)，由申請專利範圍第2項所述之針狀構件所構成；導電性彈簧構件，一方端部安裝於前述另一端部，且沿著前述第1柱塞之長度方向而伸縮自如；及導電性第2柱塞，安裝於前述彈簧構件之另一方之端部。
4. 如申請專利範圍第3項所述之接觸探針，其中，前述彈簧構件係具有： 稀疏繞線部，以預定間距(pitch)捲繞，且開口端部被安裝於前述第1與第2柱塞中之一方；及緊密繞線部，從前述稀疏繞線部之端部延伸而緊密繞線，且開口端部被安裝於前述第1與第2柱塞中之另一方；該接觸探針受到預定負荷時，前述緊密繞線部係可與安裝有前述稀疏繞線部之開口端部之柱塞接觸。