一种探针针头表面处理工艺

技术领域

本发明属于探针加工工艺技术领域，具体涉及一种探针针头表面处理工艺。

背景技术

随着电子产品的更新换代，消费类电子需求量明显增大，对电子产品的功能要求越来越高，现今电子测试探针品质要求同样要求提高，。

目前的在线测试设备中的探针很多达不到测试需求，主要因为探针针头加工方法没有更好的处理针头表面的光洁度，在测试过程中会有卡顿现象存在，同时在测试过程中有针头掉落现象，严重影响测试的高标准和测试探针频发更换的浪费。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种探针针头表面处理工艺，解决现有探针在测试过程中针头容易卡顿，容易发生掉落的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：具体按照以下步骤实施：

步骤1，对针头表面进行预处理；

步骤2，在步骤1得到的针头表面镀上纳米金刚石涂层；

步骤3，在步骤2得到的纳米金刚石涂层镀上镍涂层；

步骤4，在步骤3得到的镍涂层镀上金涂层。

作为本发明的一种优选的技术方案，在所述步骤1中，预处理包含抛光处理。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述步骤2具体操作如下：

步骤2.1：将针头经超声波清洗并烘干后放置于反应炉中，并抽真空，将真空度保持在4.0×10-3Pa～5.0×10-3Pa之间；

步骤2.2：向反应炉中注入氩气，保持真空度在4.0×10

步骤2.3：关闭氩气，在针头和反应炉之间加载负偏压，开启钛电弧源使针头表面沉积钛过渡层；

步骤2.4：将氮气通入反应炉，并保持真空度的稳定真空度保持在1.1×10

步骤2.5：开启以石墨为阴极电极的脉冲电弧放电，同时向反应炉内通入碳氢化合物气体，由脉冲放电形成的碳离子和碳的高能中性原子与碳氢化合物气体分子碰撞，生成新的碳离子飞向针头表面形成纳米金刚石涂层。

作为本发明的一种优选的技术方案，在所述步骤2中，纳米金刚石涂层的厚度为1μm～2μm。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述步骤3具体如下进行：

步骤3.1：将步骤2得到的针头经超声波清洗并烘干后，放置于反应炉中，并抽真空；

步骤3.2：开启镍基合金靶的电源，并充入氮气，采用射频或中频辉光放电，对针头进行等离子改性；

步骤3.3：使靶上蒸发出来的被蒸发物质和气体发生电离，在电场的加速作用下，使被蒸发的镍基合金涂与针头表面。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述步骤4具体如下进行：

步骤4.1：将步骤2得到的针头经超声波清洗并烘干后，放置于反应炉中，并抽真空；

步骤4.2：开启金基合金靶的电源，并充入氮气，采用射频或中频辉光放电，对针头主体进行等离子改性；

步骤4.3：使靶上蒸发出来的被蒸发物质和气体发生电离，在电场的加速作用下，使被蒸发的金基合金涂与针头表面。

本发明的有益效果是：本发明的一种探针针头表面处理工艺，其原理是在针头表面依次镀上纳米金刚石涂层、镍涂层和金涂层，从而减小摩擦卡顿问、提高产品硬度、防止针头掉落以及提高产品热导率。

附图说明

此处说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的一种探针针头表面处理工艺得到的针头的结构示意图。

图中：1.针头，2.纳米金刚石涂层，3.镍涂层，4.金涂层。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本发明的一种探针针头表面处理工艺，具体按照以下步骤实施：

步骤1，对针头1表面进行抛光处理；

步骤2，在步骤1得到的针头1表面镀上纳米金刚石涂层2，具体操作如下：

步骤2.1：将针头1经超声波清洗并烘干后放置于反应炉中，并抽真空，将真空度保持在4.0×10-3Pa～5.0×10-3Pa之间；

步骤2.2：向反应炉中注入氩气，保持真空度在4.0×10

步骤2.3：关闭氩气，在针头1和反应炉之间加载负偏压，开启钛电弧源使针头1表面沉积钛过渡层；

步骤2.4：将氮气通入反应炉，并保持真空度的稳定真空度保持在1.1×10

步骤2.5：开启以石墨为阴极电极的脉冲电弧放电，同时向反应炉内通入碳氢化合物气体，由脉冲放电形成的碳离子和碳的高能中性原子与碳氢化合物气体分子碰撞，生成新的碳离子飞向针头1表面形成纳米金刚石涂层2；

步骤3，在步骤2得到的纳米金刚石涂层2镀上镍涂层3；具体如下进行：

步骤3.1：将步骤2得到的针头1经超声波清洗并烘干后，放置于反应炉中，并抽真空；

步骤3.2：开启镍基合金靶的电源，并充入氮气，采用射频或中频辉光放电，对针头1进行等离子改性；

步骤3.3：使靶上蒸发出来的被蒸发物质和气体发生电离，在电场的加速作用下，使被蒸发的镍基合金涂与针头1表面；

步骤4，在步骤3得到的镍涂层3镀上金涂层4，具体如下进行：

步骤4.1：将步骤2得到的针头1经超声波清洗并烘干后，放置于反应炉中，并抽真空；

步骤4.2：开启金基合金靶的电源，并充入氮气，采用射频或中频辉光放电，对针头主体进行等离子改性；

步骤4.3：使靶上蒸发出来的被蒸发物质和气体发生电离，在电场的加速作用下，使被蒸发的金基合金涂与针头1表面。

金刚石涂层(DLC)是一种主要由sp2键和sp3键组成的混合无序的亚稳态的非晶碳膜,分为含氢非晶碳膜(a-C:H)和无氢非晶碳膜(a-C).具有低摩擦系数,高硬度,高弹性模量,高耐磨性和热导率,良好的化学稳定性和抗腐蚀能力等一系列独特的性能。

需要说明的是，直接在针头1上增加一层纳米金刚石涂层2，此纳米金刚石涂层2可使针头1的硬度提高3～5倍，寿命提高3倍以上，大大提升探针的硬度和耐磨性，进而提高其使用寿命。

纳米金刚石涂层2为纳米类金刚石涂层，纳米类金刚石涂层包含纳米类金刚石颗粒。优选地，纳米类金刚石涂层的厚度为1～2μm。需要说明的是，在针头1上增加一层纳米类金刚石涂层，能将探针主体1的硬度提升至3000HV以上，且探针主体1的外表面变至亮黑色，摩擦系数低于0.1。

实施例1

本发明的一种探针针头表面处理工艺，具体按照以下步骤实施：

步骤1，对针头1表面进行抛光处理；

步骤2，在步骤1得到的针头1表面镀上纳米金刚石涂层2，具体操作如下：

步骤2.1：将针头1经超声波清洗并烘干后放置于反应炉中，并抽真空，将真空度保持在4.0×10

步骤2.2：向反应炉中注入氩气，保持真空度在4.0×10

步骤2.3：关闭氩气，在针头1和反应炉之间加载负偏压，开启钛电弧源使针头1表面沉积钛过渡层；

步骤2.4：将氮气通入反应炉，并保持真空度的稳定真空度保持在1.1×10

步骤2.5：开启以石墨为阴极电极的脉冲电弧放电，同时向反应炉内通入碳氢化合物气体，由脉冲放电形成的碳离子和碳的高能中性原子与碳氢化合物气体分子碰撞，生成新的碳离子飞向针头1表面形成纳米金刚石涂层2；

步骤3，在步骤2得到的纳米金刚石涂层2镀上镍涂层3；具体如下进行：

步骤3.1：将步骤2得到的针头1经超声波清洗并烘干后，放置于反应炉中，并抽真空；

步骤3.2：开启镍基合金靶的电源，并充入氮气，采用射频或中频辉光放电，对针头1进行等离子改性；

步骤3.3：使靶上蒸发出来的被蒸发物质和气体发生电离，在电场的加速作用下，使被蒸发的镍基合金涂与针头1表面；

步骤4，在步骤3得到的镍涂层3镀上金涂层4，具体如下进行：

步骤4.1：将步骤2得到的针头1经超声波清洗并烘干后，放置于反应炉中，并抽真空；

步骤4.2：开启金基合金靶的电源，并充入氮气，采用射频或中频辉光放电，对针头主体进行等离子改性；

步骤4.3：使靶上蒸发出来的被蒸发物质和气体发生电离，在电场的加速作用下，使被蒸发的金基合金涂与针头1表面。

实施例2

本发明的一种探针针头表面处理工艺，具体按照以下步骤实施：

步骤1，对针头1表面进行抛光处理；

步骤2，在步骤1得到的针头1表面镀上纳米金刚石涂层2，具体操作如下：

步骤2.1：将针头1经超声波清洗并烘干后放置于反应炉中，并抽真空，将真空度保持在4.5×10

步骤2.2：向反应炉中注入氩气，保持真空度在4.2×10

步骤2.3：关闭氩气，在针头1和反应炉之间加载负偏压，开启钛电弧源使针头1表面沉积钛过渡层；

步骤2.4：将氮气通入反应炉，并保持真空度的稳定真空度保持在1.15×10

步骤2.5：开启以石墨为阴极电极的脉冲电弧放电，同时向反应炉内通入碳氢化合物气体，由脉冲放电形成的碳离子和碳的高能中性原子与碳氢化合物气体分子碰撞，生成新的碳离子飞向针头1表面形成纳米金刚石涂层2；

步骤3，在步骤2得到的纳米金刚石涂层2镀上镍涂层3；具体如下进行：

步骤3.1：将步骤2得到的针头1经超声波清洗并烘干后，放置于反应炉中，并抽真空；

步骤3.2：开启镍基合金靶的电源，并充入氮气，采用射频或中频辉光放电，对针头1进行等离子改性；

步骤3.3：使靶上蒸发出来的被蒸发物质和气体发生电离，在电场的加速作用下，使被蒸发的镍基合金涂与针头1表面；

步骤4，在步骤3得到的镍涂层3镀上金涂层4，具体如下进行：

步骤4.1：将步骤2得到的针头1经超声波清洗并烘干后，放置于反应炉中，并抽真空；

步骤4.2：开启金基合金靶的电源，并充入氮气，采用射频或中频辉光放电，对针头主体进行等离子改性；

步骤4.3：使靶上蒸发出来的被蒸发物质和气体发生电离，在电场的加速作用下，使被蒸发的金基合金涂与针头1表面。

实施例3

本发明的一种探针针头表面处理工艺，具体按照以下步骤实施：

步骤1，对针头1表面进行抛光处理；

步骤2，在步骤1得到的针头1表面镀上纳米金刚石涂层2，具体操作如下：

步骤2.1：将针头1经超声波清洗并烘干后放置于反应炉中，并抽真空，将真空度保持在5.0×10

步骤2.2：向反应炉中注入氩气，保持真空度在4.5×10

步骤2.3：关闭氩气，在针头1和反应炉之间加载负偏压，开启钛电弧源使针头1表面沉积钛过渡层；

步骤2.4：将氮气通入反应炉，并保持真空度的稳定真空度保持在1.2×10

步骤2.5：开启以石墨为阴极电极的脉冲电弧放电，同时向反应炉内通入碳氢化合物气体，由脉冲放电形成的碳离子和碳的高能中性原子与碳氢化合物气体分子碰撞，生成新的碳离子飞向针头1表面形成纳米金刚石涂层2；

步骤3，在步骤2得到的纳米金刚石涂层2镀上镍涂层3；具体如下进行：

步骤3.1：将步骤2得到的针头1经超声波清洗并烘干后，放置于反应炉中，并抽真空；

步骤3.2：开启镍基合金靶的电源，并充入氮气，采用射频或中频辉光放电，对针头1进行等离子改性；

步骤3.3：使靶上蒸发出来的被蒸发物质和气体发生电离，在电场的加速作用下，使被蒸发的镍基合金涂与针头1表面；

步骤4，在步骤3得到的镍涂层3镀上金涂层4，具体如下进行：

步骤4.1：将步骤2得到的针头1经超声波清洗并烘干后，放置于反应炉中，并抽真空；

步骤4.2：开启金基合金靶的电源，并充入氮气，采用射频或中频辉光放电，对针头主体进行等离子改性；

步骤4.3：使靶上蒸发出来的被蒸发物质和气体发生电离，在电场的加速作用下，使被蒸发的金基合金涂与针头1表面。

因此，与现有技术相比，本发明的一种探针针头表面处理工艺，其原理是在针头表面依次镀上纳米金刚石涂层、镍涂层和金涂层，从而减小摩擦卡顿问、提高产品硬度、防止针头掉落以及提高产品热导率。

上述说明示出并描述了发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离发明的精神和范围，则都应在发明所附权利要求的保护范围内。