JP2000119837A - 高強度タングステン系ピン - Google Patents
高強度タングステン系ピンInfo
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- JP2000119837A JP2000119837A JP10296598A JP29659898A JP2000119837A JP 2000119837 A JP2000119837 A JP 2000119837A JP 10296598 A JP10296598 A JP 10296598A JP 29659898 A JP29659898 A JP 29659898A JP 2000119837 A JP2000119837 A JP 2000119837A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 伸線条件を変化させることによらずに、好ま
しくは部分的に硬度および強度を高めたタングステン系
ピンを提供する。 【解決手段】 タングステンを主成分とする材料からな
るタングステン系ピンであって、ピンの少なくとも一部
を炭化または窒化させて硬度を高めたことを特徴とす
る、高強度タングステン系ピン。
しくは部分的に硬度および強度を高めたタングステン系
ピンを提供する。 【解決手段】 タングステンを主成分とする材料からな
るタングステン系ピンであって、ピンの少なくとも一部
を炭化または窒化させて硬度を高めたことを特徴とす
る、高強度タングステン系ピン。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、タングステン系の
材料からなる高強度ピンに関する。
材料からなる高強度ピンに関する。
【０００２】
【従来の技術】タングステン系の材料は、強度に優れ、
変形しにくく、しかも導電率が高いという特徴を有して
いる。このため、電球、蛍光灯のフィラメントなど各種
の用途に用いられており、線材あるいはピンとして使用
されることも多い。このようなピンの用途の１つに、半
導体検査に用いられるプローブカードの部品であって、
半導体との接触部品であるプローブピンが挙げられる。
変形しにくく、しかも導電率が高いという特徴を有して
いる。このため、電球、蛍光灯のフィラメントなど各種
の用途に用いられており、線材あるいはピンとして使用
されることも多い。このようなピンの用途の１つに、半
導体検査に用いられるプローブカードの部品であって、
半導体との接触部品であるプローブピンが挙げられる。
【０００３】このようなタングステン系のピンは、さら
に高硬度および高強度が求められることが多く、従来は
伸線時のアニールポイント、温度を変えるなど伸線条件
の変更などにより硬度や強度をコントロールしていた。
しかしながら、このような伸線条件を変更する方法で
は、必ずしも適正な条件で伸線を行うことができないた
め、クラックの発生が多く、歩留まりが悪かった。その
ため、伸線条件を変化させる以外の方法によって、タン
グステン系線の硬度および強度を高める方法が求められ
ていた。
に高硬度および高強度が求められることが多く、従来は
伸線時のアニールポイント、温度を変えるなど伸線条件
の変更などにより硬度や強度をコントロールしていた。
しかしながら、このような伸線条件を変更する方法で
は、必ずしも適正な条件で伸線を行うことができないた
め、クラックの発生が多く、歩留まりが悪かった。その
ため、伸線条件を変化させる以外の方法によって、タン
グステン系線の硬度および強度を高める方法が求められ
ていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の課題を
解決しようとするものであって、本発明は、伸線条件を
変化させることによらずに硬度および強度を高めたタン
グステン系ピン、好ましくは部分的に硬度および強度を
高めたタングステン系ピンを提供することを目的とする
ものである。
解決しようとするものであって、本発明は、伸線条件を
変化させることによらずに硬度および強度を高めたタン
グステン系ピン、好ましくは部分的に硬度および強度を
高めたタングステン系ピンを提供することを目的とする
ものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、タングス
テン系材料からなる線を、適正な伸線条件により伸線し
て形状を整えた後に炭化処理または窒化処理を行うこと
により、好適な高強度ピンが得られることを見出し、本
発明を完成させた。すなわち、本発明のタングステンを
主成分とする材料からなる高強度タングステン系ピン
は、ピンの少なくとも一部を炭化または窒化させて硬度
を高めたことを特徴としている。
テン系材料からなる線を、適正な伸線条件により伸線し
て形状を整えた後に炭化処理または窒化処理を行うこと
により、好適な高強度ピンが得られることを見出し、本
発明を完成させた。すなわち、本発明のタングステンを
主成分とする材料からなる高強度タングステン系ピン
は、ピンの少なくとも一部を炭化または窒化させて硬度
を高めたことを特徴としている。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。
【０００７】材料 本発明の高強度タングステン系ピンは、タングステンを
主成分とする材料から形成される。本発明において、タ
ングステンを主成分とする材料とは、タングステンを７
０〜１００重量％、好ましくは９０〜１００重量％含む
材料を示す。このような材料としては純Ｗ、Ａｌ，Ｓｉ
およびＫから選ばれる元素を０．０１〜１．０重量％好
ましくは０．０５〜０．５重量％ドープしたドープＷ、
Ｒｅを０．５〜３０重量％、好ましくは１〜２６重量％
含むＲｅ−Ｗ、Ｒｅを０．５〜３０重量％好ましくは１
〜１０重量％、Ｍｏを０．５〜３０重量％、好ましくは
１〜１０重量％含むＲｅ−Ｍｏ−Ｗ、およびタングステ
ンの周囲に白金を被覆した白金クラッドタングステンな
どが挙げられる。これらの材料のうちＲｅ−Ｗ、ドープ
Ｗは高強度（ヤング率、硬さ）、高導電率の理由によ
り、より好ましい。
主成分とする材料から形成される。本発明において、タ
ングステンを主成分とする材料とは、タングステンを７
０〜１００重量％、好ましくは９０〜１００重量％含む
材料を示す。このような材料としては純Ｗ、Ａｌ，Ｓｉ
およびＫから選ばれる元素を０．０１〜１．０重量％好
ましくは０．０５〜０．５重量％ドープしたドープＷ、
Ｒｅを０．５〜３０重量％、好ましくは１〜２６重量％
含むＲｅ−Ｗ、Ｒｅを０．５〜３０重量％好ましくは１
〜１０重量％、Ｍｏを０．５〜３０重量％、好ましくは
１〜１０重量％含むＲｅ−Ｍｏ−Ｗ、およびタングステ
ンの周囲に白金を被覆した白金クラッドタングステンな
どが挙げられる。これらの材料のうちＲｅ−Ｗ、ドープ
Ｗは高強度（ヤング率、硬さ）、高導電率の理由によ
り、より好ましい。
【０００８】ピンの形状 本発明の高強度タングステン系ピンの形状は特に限定さ
れず、用途に応じて設定することができる。典型的に
は、線径は０．０５〜０．７ｍｍ、好ましくは０．０５
〜０．５０ｍｍである場合に、本発明の高強度タングス
テン系ピンは高ヤング率、高硬度の点で特に優れてい
る。また、ピンの長さは特に限定されるものではない
が、例えば５〜１００ｍｍであることができる。
れず、用途に応じて設定することができる。典型的に
は、線径は０．０５〜０．７ｍｍ、好ましくは０．０５
〜０．５０ｍｍである場合に、本発明の高強度タングス
テン系ピンは高ヤング率、高硬度の点で特に優れてい
る。また、ピンの長さは特に限定されるものではない
が、例えば５〜１００ｍｍであることができる。
【０００９】また、本発明の高強度タングステン系ピン
をプローブピンとする場合には、例えば従来のプローブ
ピンと同様の直径０．０５〜０．７ｍｍ、長さ３０〜８
０ｍｍであって、先端１〜５ｍｍを尖らせ、さらに先端
０．１〜０．３ｍｍを曲げた形状とすることができる。
本発明の高強度タングステン系ピンは、従来品の１．２
〜１．５倍の針圧を確保できるため、特に細いプローブ
ピンによって、微細な半導体の検査を行うのに好適であ
る。また、本発明の好適態様であるプローブピンを用い
たプローブカードも好適であり、半導体の微細部の検査
を、針圧を高くすることにより、測定精度よく検査する
ことが可能となる。
をプローブピンとする場合には、例えば従来のプローブ
ピンと同様の直径０．０５〜０．７ｍｍ、長さ３０〜８
０ｍｍであって、先端１〜５ｍｍを尖らせ、さらに先端
０．１〜０．３ｍｍを曲げた形状とすることができる。
本発明の高強度タングステン系ピンは、従来品の１．２
〜１．５倍の針圧を確保できるため、特に細いプローブ
ピンによって、微細な半導体の検査を行うのに好適であ
る。また、本発明の好適態様であるプローブピンを用い
たプローブカードも好適であり、半導体の微細部の検査
を、針圧を高くすることにより、測定精度よく検査する
ことが可能となる。
【００１０】硬化 本発明のタングステン系ピンは、ピンの少なくとも一部
を炭化または窒化させて硬度を高めたことを特徴として
いる。この炭化または窒化を行った部位は、好ましくは
厚さ０．５〜１００μｍの炭化タングステンまたは窒化
タングステン層が形成されている。この炭化または窒化
を行った部位は、より好ましくは９００Ｈｖ以上、より
好ましくは１０００Ｈｖ以上を有する。このような硬度
とすることにより、例えば直径０．１ｍｍプローブピン
の場合には、プローブピンをシリコンウエハーに押しつ
ける圧力である針圧を従来品の１．２〜１．５倍まで高
めることができ、測定精度を向上させることができる。
また、本発明の高強度タングステン系ピンの炭化または
窒化を行った部位は、好ましくはヤング率３５００００
〜６０００００（Ｎ／ｍｍ2）、より好ましくは４００
０００〜６０００００（Ｎ／ｍｍ2）を有する。またこ
の高強度タングステン系ピンの炭化または窒化を行わな
い部位は、好ましくはヤング率３０００００〜４５００
００（Ｎ／ｍｍ2）、より好ましくは３５００００〜４
５００００（Ｎ／ｍｍ2）を有する。このようなヤング
率とすることにより、例えばプローブピンの場合には、
高い針圧を確保でき、測定精度を向上させることができ
る。
を炭化または窒化させて硬度を高めたことを特徴として
いる。この炭化または窒化を行った部位は、好ましくは
厚さ０．５〜１００μｍの炭化タングステンまたは窒化
タングステン層が形成されている。この炭化または窒化
を行った部位は、より好ましくは９００Ｈｖ以上、より
好ましくは１０００Ｈｖ以上を有する。このような硬度
とすることにより、例えば直径０．１ｍｍプローブピン
の場合には、プローブピンをシリコンウエハーに押しつ
ける圧力である針圧を従来品の１．２〜１．５倍まで高
めることができ、測定精度を向上させることができる。
また、本発明の高強度タングステン系ピンの炭化または
窒化を行った部位は、好ましくはヤング率３５００００
〜６０００００（Ｎ／ｍｍ2）、より好ましくは４００
０００〜６０００００（Ｎ／ｍｍ2）を有する。またこ
の高強度タングステン系ピンの炭化または窒化を行わな
い部位は、好ましくはヤング率３０００００〜４５００
００（Ｎ／ｍｍ2）、より好ましくは３５００００〜４
５００００（Ｎ／ｍｍ2）を有する。このようなヤング
率とすることにより、例えばプローブピンの場合には、
高い針圧を確保でき、測定精度を向上させることができ
る。
【００１１】また、本発明の高強度タングステン系ピン
の炭化または窒化を行った部位は、好ましくは引っ張り
強度２０００〜６０００（Ｎ／ｍｍ2）、より好ましく
は３０００〜６０００（Ｎ／ｍｍ2）を有する。このよ
うな引っ張り強度とすることにより、例えばプローブピ
ンの場合には、高い針圧を確保でき、測定精度を向上さ
せることができる。
の炭化または窒化を行った部位は、好ましくは引っ張り
強度２０００〜６０００（Ｎ／ｍｍ2）、より好ましく
は３０００〜６０００（Ｎ／ｍｍ2）を有する。このよ
うな引っ張り強度とすることにより、例えばプローブピ
ンの場合には、高い針圧を確保でき、測定精度を向上さ
せることができる。
【００１２】硬化部位 本発明の高強度タングステン系ピンは、必ずしもピンの
全体を炭化または窒化により硬化させる必要はなく、マ
スキングなどの手段を用いて任意に硬化させる部位と硬
化させないで柔軟性を保持する部位を設定できる点が優
れている。
全体を炭化または窒化により硬化させる必要はなく、マ
スキングなどの手段を用いて任意に硬化させる部位と硬
化させないで柔軟性を保持する部位を設定できる点が優
れている。
【００１３】本発明の高強度タングステン系ピンをプロ
ーブピンとする場合には、好ましくは前記プローブピン
の先端から０．５〜１０ｍｍの位置から先端までの範囲
を炭化または窒化して部分的に硬度を高めることができ
る。このように部分的な硬化が可能なことにより、組立
て後の寸法補正のため比較的柔軟性が必要なプローブピ
ン本体と、針圧を高め摩耗を防ぎ、測定精度を高めるな
どのために硬さおよび強度が必要な先端部を兼ね備える
ことができるなど、それぞれの部位の必要にあわせて硬
度を設定できる点で有利である。
ーブピンとする場合には、好ましくは前記プローブピン
の先端から０．５〜１０ｍｍの位置から先端までの範囲
を炭化または窒化して部分的に硬度を高めることができ
る。このように部分的な硬化が可能なことにより、組立
て後の寸法補正のため比較的柔軟性が必要なプローブピ
ン本体と、針圧を高め摩耗を防ぎ、測定精度を高めるな
どのために硬さおよび強度が必要な先端部を兼ね備える
ことができるなど、それぞれの部位の必要にあわせて硬
度を設定できる点で有利である。
【００１４】硬化方法 硬化には、炭化処理または窒化処理を用いることができ
る。
る。
【００１５】炭化処理の方法は特に限定されないが、例
えば熱処理による方法、例えば前記炭化処理を、プロー
ブピンの先端加工部を炭素粉と接触させ（好ましくは炭
素粉中に埋め）水素雰囲気中で、１０００〜１８００℃
において０．５〜４時間保持することにより行うことが
できる。窒化処理の方法は特に限定されないが、例えば
窒素雰囲気中で１０００〜１８０００℃において０．５
〜４時間保持することにより行うことができる。硬化処
理の際には、マスキングを行うことができ、それにした
がって硬化させる部位と硬化させない部位とを設定する
ことができる。マスクするものは、炭化または窒化条件
に耐えうるものであれば特に限定されないが、例えばＭ
ｏ製の治具によって、タングステン系ピンを挟み込んで
覆うことによりマスクを行い、硬化処理を行い、硬化処
理後に治具を分解することによってマスクを外すことが
できる。
えば熱処理による方法、例えば前記炭化処理を、プロー
ブピンの先端加工部を炭素粉と接触させ（好ましくは炭
素粉中に埋め）水素雰囲気中で、１０００〜１８００℃
において０．５〜４時間保持することにより行うことが
できる。窒化処理の方法は特に限定されないが、例えば
窒素雰囲気中で１０００〜１８０００℃において０．５
〜４時間保持することにより行うことができる。硬化処
理の際には、マスキングを行うことができ、それにした
がって硬化させる部位と硬化させない部位とを設定する
ことができる。マスクするものは、炭化または窒化条件
に耐えうるものであれば特に限定されないが、例えばＭ
ｏ製の治具によって、タングステン系ピンを挟み込んで
覆うことによりマスクを行い、硬化処理を行い、硬化処
理後に治具を分解することによってマスクを外すことが
できる。
【００１６】
【実施例】本発明を、タングステン製プローブピンを例
にとってさらに詳しく説明する。
にとってさらに詳しく説明する。
【００１７】実施例１ 粉末冶金法により得た組成３％Ｒｅ−Ｗのレニウムタン
グステン焼結体をダイスに通すことにより伸線を行い、
直線加工を行い直径０．１ｍｍのレニウムタングステン
ワイヤを得た。次いでこのレニウムタングステンワイヤ
を長さ５０ｍｍに切断し、バレルによって切り口のばり
取りを行ない、レニウムタングステンピンを得た。次い
でこのピンの先端から２．５ｍｍの部分までにエッチン
グ加工を施して先端を円錐形になるように細く尖らせ
た。その後先端から１．５ｍｍの細くなった部分を３０
°程度屈曲させ、プローブピンの所定の形状とした。次
いで先端部分の炭化処理を行いプローブピンを得た。
グステン焼結体をダイスに通すことにより伸線を行い、
直線加工を行い直径０．１ｍｍのレニウムタングステン
ワイヤを得た。次いでこのレニウムタングステンワイヤ
を長さ５０ｍｍに切断し、バレルによって切り口のばり
取りを行ない、レニウムタングステンピンを得た。次い
でこのピンの先端から２．５ｍｍの部分までにエッチン
グ加工を施して先端を円錐形になるように細く尖らせ
た。その後先端から１．５ｍｍの細くなった部分を３０
°程度屈曲させ、プローブピンの所定の形状とした。次
いで先端部分の炭化処理を行いプローブピンを得た。
【００１８】炭化処理の際には、タングステンピンの炭
化を行う先端部分以外のマスキングを行い炭素粉を入れ
たカーボンボート中に埋め込み、１４００℃で２時間処
理を行い炭化した。
化を行う先端部分以外のマスキングを行い炭素粉を入れ
たカーボンボート中に埋め込み、１４００℃で２時間処
理を行い炭化した。
【００１９】得られたプローブピンは硬化させた先端部
分の硬度が１１００Ｈｖであった。さらにこのプローブ
ピンをプローブカードに組み込んだところ、プローブピ
ンの間隔０．５ｍｍの高密度配置にもかかわらず、従来
の１．５倍の針圧を与えることができ、高性能のプロー
ブカードが提供できた。
分の硬度が１１００Ｈｖであった。さらにこのプローブ
ピンをプローブカードに組み込んだところ、プローブピ
ンの間隔０．５ｍｍの高密度配置にもかかわらず、従来
の１．５倍の針圧を与えることができ、高性能のプロー
ブカードが提供できた。
【００２０】比較例１ 比較例として、上記実施例１の製造方法において炭化処
理を除いた方法で製造を行った。
理を除いた方法で製造を行った。
【００２１】得られたプローブピンは硬化させた先端部
分の硬度が７５０Ｈｖであった。さらにこのプローブピ
ンをプローブカードに組み込んだところ、プローブピン
の間隔０．５ｍｍの配置であって、従来品並みの針圧を
与えることができた。
分の硬度が７５０Ｈｖであった。さらにこのプローブピ
ンをプローブカードに組み込んだところ、プローブピン
の間隔０．５ｍｍの配置であって、従来品並みの針圧を
与えることができた。
【００２２】
【発明の効果】本発明によって、硬度および強度を部分
的に高めることができる高強度ピンを提供することがで
きる。特に、本発明をプローブピンに用いた場合には、
細いプローブピンを高密度に配置することが可能とな
り、半導体の微細な部分を効率よく検査することが可能
であるだけではなく、さらに半導体用シリコンウエハー
の検査時に針圧を高くすることができ、高精度の検査が
可能となる。
的に高めることができる高強度ピンを提供することがで
きる。特に、本発明をプローブピンに用いた場合には、
細いプローブピンを高密度に配置することが可能とな
り、半導体の微細な部分を効率よく検査することが可能
であるだけではなく、さらに半導体用シリコンウエハー
の検査時に針圧を高くすることができ、高精度の検査が
可能となる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｃ２２Ｆ 1/00 ６３０ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６３０Ｃ ６７２ ６７２ ６８２ ６８２ ６９１ ６９１Ｚ (72)発明者 安 田 興 造 神奈川県川崎市川崎区日進町７番地１ 東 芝電子エンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 2G011 AA02 AA17 AC14 AE03 4K028 AA02 AB02 AC08
Claims (12)
- 【請求項１】タングステンを主成分とする材料からなる
タングステン系ピンであって、前記ピンの少なくとも一
部を炭化または窒化させて硬度を高めたことを特徴とす
る、高強度タングステン系ピン。 - 【請求項２】前記タングステン系ピンの炭化または窒化
した部分の硬度が少なくとも９００Ｈｖである、請求項
１に記載の高強度タングステン系ピン。 - 【請求項３】前記タングステン系ピンの表面の少なくと
も一部に、厚さ０．５〜１００μｍの炭化タングステン
または窒化タングステン層が形成されてなる、請求項１
に記載の高強度タングステン系ピン。 - 【請求項４】前記タングステン系ピンの材料が、純Ｗ、
ドープＷ、Ｒｅ−Ｗ、Ｒｅ−Ｍｏ−Ｗおよび白金クラッ
ドタングステンから選ばれる材料である、請求項１に記
載の高強度タングステン系ピン。 - 【請求項５】前記タングステン系ピンの線径が、０．０
５〜０．７ｍｍである、請求項１に記載の高強度タング
ステン系ピン。 - 【請求項６】前記タングステン系ピンが、半導体製造工
程において用いることのできるプローブピンである、請
求項１に記載の高強度タングステン系ピン。 - 【請求項７】前記プローブピンの先端から０．５〜１０
ｍｍの位置から先端までの範囲を炭化または窒化して部
分的に硬度を高めている、請求項６に記載の高強度タン
グステン系ピン。 - 【請求項８】請求項６に記載のプローブピンを用いてな
る、プローブカード。 - 【請求項９】タングステン系材料をプローブピンの形状
に加工する工程と、 前記プローブピンの硬化処理を行わない部分についてマ
スキングを施し、前記プローブピンの先端から０．５〜
１０ｍｍの位置から先端までの範囲を炭化または窒化処
理を行う工程と、 マスキングを外して、先端部のみ硬化させたプローブピ
ンを得る工程とを含むことを特徴とする、プローブピン
の製造方法。 - 【請求項１０】前記炭化処理を、プローブピンの先端加
工部を炭素粉と接触させ、１０００〜１８００℃におい
て０．５〜４時間保持することにより行う、請求項９に
記載のプローブピンの製造方法。 - 【請求項１１】前記窒化処理を、プローブピンの先端加
工部をアンモニア、フォーミングガスあるいは窒素雰囲
気中で１０００〜１８００℃において０．５〜４時間保
持することにより行う、請求項９に記載のプローブピン
の製造方法。 - 【請求項１２】ピンの少なくとも一部を炭化または窒化
させて硬度を高めてなる、タングステンを主成分とする
材料からなる高強度タングステン系プローブピンを用い
たことを特徴とする、半導体検査方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10296598A JP2000119837A (ja) | 1998-10-19 | 1998-10-19 | 高強度タングステン系ピン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10296598A JP2000119837A (ja) | 1998-10-19 | 1998-10-19 | 高強度タングステン系ピン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000119837A true JP2000119837A (ja) | 2000-04-25 |
Family
ID=17835633
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10296598A Pending JP2000119837A (ja) | 1998-10-19 | 1998-10-19 | 高強度タングステン系ピン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000119837A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002075059A (ja) * | 2000-08-23 | 2002-03-15 | Toshiba Corp | レニウムタングステン線、それを用いたプローブピン、コロナ放電用チャージワイヤ、蛍光表示管用フィラメントおよびその製造方法 |
| JP2002173731A (ja) * | 2000-12-05 | 2002-06-21 | Toshiba Corp | タングステン線およびその製造方法 |
| JP2002356732A (ja) * | 2001-05-29 | 2002-12-13 | Toshiba Corp | レニウムタングステン線、プローブピンおよびそれを具備する検査装置 |
| US7952372B2 (en) | 2002-08-07 | 2011-05-31 | Hoya Corporation | Contacting component, method of producing the same, and test tool having the contacting component |
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-
1998
- 1998-10-19 JP JP10296598A patent/JP2000119837A/ja active Pending
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