JP2006038641A - コンタクトプローブ - Google Patents
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Abstract
【課題】 半田の付着を低減することができるコンタクトプローブを提供する。
【解決手段】 導電体と導電体の表面の少なくとも一部に形成された被覆層とを含むコンタクトプローブであって、被覆層がパラジウムまたはロジウムのいずれか一方を含み、さらにシリコン、炭素およびフッ素からなる群から選択された少なくとも１種類を含むコンタクトプローブである。ここで、被覆層の最表面に、パラジウムまたはロジウムのいずれか一方と、シリコン、炭素およびフッ素からなる群から選択された少なくとも１種類と、からなる複合層を有することが好ましい。
【選択図】 図１０
【解決手段】 導電体と導電体の表面の少なくとも一部に形成された被覆層とを含むコンタクトプローブであって、被覆層がパラジウムまたはロジウムのいずれか一方を含み、さらにシリコン、炭素およびフッ素からなる群から選択された少なくとも１種類を含むコンタクトプローブである。ここで、被覆層の最表面に、パラジウムまたはロジウムのいずれか一方と、シリコン、炭素およびフッ素からなる群から選択された少なくとも１種類と、からなる複合層を有することが好ましい。
【選択図】 図１０
Description
本発明はコンタクトプローブに関し、特に半田の付着を低減することができるコンタクトプローブに関する。
従来から、ＩＣ（Integrated Circuit；集積回路）や電気回路などに設置された半田にコンタクトプローブを接触させることによってこれらの回路の検査のために通電試験が行なわれている。
コンタクトプローブは、たとえば図１５の模式的斜視図に示すように、導電体１から形成されており、被検査回路に設置された半田に接触する先端部１ａと、一端において先端部１ａを支持するバネ部１ｂと、バネ部１ｂの他端をリード線に電気的に接続するリード線接続部１ｃとを備えている。コンタクトプローブは、たとえばプローブカード内に配置され、検査に際しては、先端部１ａを被検査回路に設置された半田に押し当てて使用される。
特開２００３−２９４７８７号公報
しかしながら、この通電試験を実施した際には、たとえば図１６の模式的拡大断面図に示すように、基材２上に設置されている半田３が導電体１からなるコンタクトプローブの先端部１ａに付着してしまうことがあった。このように半田が付着するのは、先端部１ａが半田と濡れやすい材料から構成されており、また、通電時にコンタクトプローブと半田との接触抵抗により生じるジュール熱が大きく、ジュール熱により溶融した半田がコンタクトプローブの先端部１ａと合金化し、若しくはコンタクトプローブの先端部１ａに半田の一部が熱拡散によって接合して、強固に付着するためと考えられる。
このように半田が付着したコンタクトプローブは通電性が悪くなることから、定期的なクリーニングを行なって付着した半田を除去する必要がある。しかしながら、コンタクトプローブを定期的にクリーンニングすることは非常に煩雑である。したがって、半田の付着を低減することができるコンタクトプローブの必要性は非常に大きいものと考えられる。
上記の事情に鑑みて、本発明の目的は、半田の付着を低減することができるコンタクトプローブを提供することにある。
本発明は、導電体と導電体の表面の少なくとも一部に形成された被覆層とを含むコンタクトプローブであって、被覆層がパラジウムまたはロジウムのいずれか一方を含み、さらにシリコン、炭素およびフッ素からなる群から選択された少なくとも１種類を含むコンタクトプローブである。
ここで、本発明のコンタクトプローブにおいては、被覆層の最表面に、パラジウムまたはロジウムのいずれか一方と、シリコン、炭素およびフッ素からなる群から選択された少なくとも１種類と、からなる複合層を有することが好ましい。
また、本発明のコンタクトプローブにおいては、複合層の最表面から導電体の方向に１μｍ以内の領域において、シリコン、炭素およびフッ素からなる群から選択された少なくとも１種類の濃度が複合層の最表面から導電体の方向に減少し得る。
また、本発明のコンタクトプローブにおいては、複合層が、パラジウムまたはロジウムのいずれか一方からなる層に、シリコン、炭素およびフッ素からなる群から選択された少なくとも１種類のイオンを注入してなる層であり得る。
また、本発明のコンタクトプローブにおいては、被覆層がダイヤモンド粒子、ダイヤモンドライクカーボン粒子およびフッ素樹脂からなる粒子の群から選択された少なくとも１種類の粒子を含み得る。
また、本発明のコンタクトプローブにおいては、被覆層が、ダイヤモンド粒子、ダイヤモンドライクカーボン粒子およびフッ素樹脂からなる粒子の群から選択された少なくとも１種類の粒子を分散させたパラジウムまたはロジウムのいずれか一方のイオンを含む電解液中のイオンの還元反応により導電体の表面上に析出した層であり得る。
また、本発明のコンタクトプローブにおいては、導電体がニッケルまたはニッケル合金からなることが好ましい。
また、本発明のコンタクトプローブにおいては、被覆層が半田と接触する層であることが好ましい。
また、本発明のコンタクトプローブにおいては、半田がスズを含むことが好ましい。
本発明によれば、半田の付着を低減することができるコンタクトプローブを提供することができる。
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本願の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。
（実施の形態１）
以下、図面を参照して、本発明のコンタクトプローブの製造方法の好ましい一例を説明する。まず、図１の模式的断面図に示すように、導電性を有する基板４を用意し、図２の模式的断面図に示すように、この基板４の表面全体にレジスト５を塗布する。ここで、基板４としては、ステンレス、銅またはアルミニウムなどの導電性の基板を用いてもよく、シリコンまたはガラスなどからなる非導電性基板上にチタン、アルミニウム、銅またはこれらの合金からなる導電層をスパッタリングなどにより形成したものを用いてもよい。
以下、図面を参照して、本発明のコンタクトプローブの製造方法の好ましい一例を説明する。まず、図１の模式的断面図に示すように、導電性を有する基板４を用意し、図２の模式的断面図に示すように、この基板４の表面全体にレジスト５を塗布する。ここで、基板４としては、ステンレス、銅またはアルミニウムなどの導電性の基板を用いてもよく、シリコンまたはガラスなどからなる非導電性基板上にチタン、アルミニウム、銅またはこれらの合金からなる導電層をスパッタリングなどにより形成したものを用いてもよい。
次に、所望のコンタクトプローブのパターンを有するマスクを用いて、レジスト５の一部にＸ線や紫外線などが照射される。そして、図３の模式的断面図に示すように、レジスト５の一部がアッシングによって所望のコンタクトプローブの形状に除去される。これにより、コンタクトプローブの母型が形成される。ここで、レジスト５がポジ型レジストであればＸ線や紫外線などの照射部分が除去され、ネガ型レジストであればＸ線や紫外線などの非照射部分が除去される。
続いて、図４の模式的構成図に示すように、この母型を陰極として、電解槽１３に収容された、コンタクトプローブの導電体を構成するニッケルのイオンを含む電解液１２中にたとえばニッケルからなる陽極９とともに浸漬させる。そして、これらの電極間に電流を流して電鋳を行なうことにより、電解液１２中のニッケルイオンが還元して基板４上にニッケルが析出し、図５の模式的断面図に示すようにニッケルからなる導電体１が基板４上に形成される。そして、母型を電解槽から取り出した後、図６の模式的断面図に示すように、導電体１が研磨されて導電体１の表面とレジスト５の表面とが同じ高さに揃えられる。
そして、酸素プラズマによるアッシングなどにより、基板４上のレジスト５が除去される。これにより、図７の模式的拡大断面図に示すようなニッケルからなる先端部１ａを有するコンタクトプローブが形成された基板が得られる。
この先端部１ａの表面上に、たとえば電気めっきやスパッタリングなどにより、図８の模式的拡大断面図に示すように、ロジウムからなる金属層６が形成される。そして、図９の模式的拡大断面図に示すように、この金属層６にシリコンイオン７が注入される。これにより、図１０の模式的拡大断面図に示すように、この金属層６中にロジウムとシリコンとからなる複合層８が形成されて、先端部１ａの表面上に被覆層１１が形成される。その後、内側にある金属層６と最表面にある複合層８とからなる被覆層１１を有するコンタクトプローブが基板から取り外されて、本発明のコンタクトプローブが得られる。
上記のようにして得られたコンタクトプローブの構造は、複合層８の最表面から導電体の方向に１μｍ以内の領域において、シリコンの濃度が複合層８の最表面から導電体の方向に減少する構造となる。このように薄く、濃度勾配を有する複合層８はその内側にある金属層６との接合性が良好であり、イオン注入以外の手法で上記のような複合層を形成した場合のように金属層６との結晶構造および格子定数の相違による複合層８の剥離やクラックの発生を有効に防止することができる。
ここで、本発明のコンタクトプローブにおいて、回路の通電試験の際において被検査回路に設置された半田と接触する部分である複合層８には、半田と濡れにくく硬い材料であるシリコンが含まれている。また、この複合層８には、半田と濡れにくくさらに導電性が高く硬い材料であるロジウムが含まれている。
したがって、図１１の模式的拡大断面図に示すように、このように導電性が高く硬いロジウムを有する複合層８を半田３に接触させた場合には、複合層８と半田３との間での接触抵抗が大きくならないため接触抵抗により発生するジュール熱がそれほど大きくならず、さらに複合層８は半田３と濡れにくいロジウムとシリコンとから構成されているので、半田３の付着をより有効に低減することができる。
なお、上記の実施の形態１においては、先端部１ａを有するコンタクトプローブの導電体１としてニッケルを用いたが、導電体１の材質は特に限定されない。なかでも、上記のように電鋳により導電体１を形成する場合には、導電体１の材質としてニッケルとマンガンとからなる合金（Ｎｉ−Ｍｎ合金）などのニッケル合金またはニッケル単体が用いられることが好ましい。
また、上記の実施の形態１においては、金属層６の材質としてロジウムを用いたが、ロジウムの代わりにパラジウムとコバルトとからなる合金（Ｐｄ−Ｃｏ合金）などのパラジウム合金またはパラジウム単体を用いることもできる。
また、上記の実施の形態１においては、金属層６にシリコンイオン７が注入されて複合層８が形成されたが、シリコンイオン７だけでなく、シリコンイオン、炭素イオンおよびフッ素イオンからなる群から選択された少なくとも１種類のイオンが注入されてもよい。この場合には、複合層８の最表面から導電体の方向に１μｍ以内の領域において、シリコン、炭素およびフッ素からなる群から選択された少なくとも１種類の濃度が複合層８の最表面から導電体の方向に減少することになる。ここで、シリコン、炭素およびフッ素からなる群から選択された少なくとも１種類の濃度は、直線的に減少してもよく、指数関数的に減少してもよい。
また、複合層８は、上記の実施の形態１のように基板上にコンタクトプローブが設置された状態で形成されてもよく、基板からコンタクトプローブを取り外した後に形成されてもよい。さらに、複合層８は、上記の実施の形態１のように半田３と接触する先端部１ａのみに形成されてもよく、コンタクトプローブの表面全体に形成されてもよい。コンタクトプローブの表面全体に複合層８を形成する場合には、イオンの注入方法としてたとえば全方位プラズマイオン注入法が好適に用いられる。
また、上記の実施の形態１において、半田３がスズを含む合金からなる場合に特に本発明の効果が顕著である。スズを含む合金からなる半田３としては、たとえばスズと鉛とからなる合金（Ｓｎ−Ｐｂ合金）、スズと鉛とアンチモンとからなる合金（Ｓｎ−Ｐｂ−Ｓｂ合金）、スズとアンチモンとからなる合金（Ｓｎ−Ｓｂ合金）、スズと鉛とビスマスとからなる合金（Ｓｎ−Ｐｂ−Ｂｉ合金）、スズとビスマスとからなる合金（Ｓｎ−Ｂｉ合金）、スズと銅とからなる合金（Ｓｎ−Ｃｕ合金）、スズと亜鉛とからなる合金（Ｓｎ−Ｚｎ合金）、スズと鉛と銅とからなる合金（Ｓｎ−Ｐｂ−Ｃｕ合金）、スズとインジウムとからなる合金（Ｓｎ−Ｉｎ合金）、スズと銀とからなる合金（Ｓｎ−Ａｇ合金）、スズと鉛と銀とからなる合金（Ｓｎ−Ｐｂ−Ａｇ合金）、スズと銀と銅とからなる合金（Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金）またはこれらの合金などがある。なお、スズを含む合金からなる半田３には任意のフラックスが添加されていてもよい。
（実施の形態２）
以下に、図面を参照して、本発明のコンタクトプローブの製造方法の好ましい他の一例を説明する。まず、図７に示す先端部１ａを有するコンタクトプローブが設置された基板を得ることまでは上記の実施の形態１と同様である。次に、図１２の模式的構成図に示すように、この先端部１ａを含むコンタクトプローブが設置された基板４を陰極として、電解槽１３に収容されたロジウムイオンを含む電解液１２中にたとえばニッケルからなる陽極９とともに浸漬させる。ここで、電解液１２中にはロジウムイオンの他に、ダイヤモンド粒子１０が分散されている。
以下に、図面を参照して、本発明のコンタクトプローブの製造方法の好ましい他の一例を説明する。まず、図７に示す先端部１ａを有するコンタクトプローブが設置された基板を得ることまでは上記の実施の形態１と同様である。次に、図１２の模式的構成図に示すように、この先端部１ａを含むコンタクトプローブが設置された基板４を陰極として、電解槽１３に収容されたロジウムイオンを含む電解液１２中にたとえばニッケルからなる陽極９とともに浸漬させる。ここで、電解液１２中にはロジウムイオンの他に、ダイヤモンド粒子１０が分散されている。
そして、これらの電極間に電流を流すことにより、電解液１２中のロジウムイオンが還元して先端部１ａの表面上にロジウムがダイヤモンド粒子１０を取り込みながら析出する。これにより、図１３の模式的拡大断面図に示すように、コンタクトプローブの先端部１ａの表面上に、ロジウムからなる金属層６中にダイヤモンド粒子１０が分散された被覆層１１が形成される。その後、このように処理された先端部１ａを有するコンタクトプローブが基板４から取り外されて、本発明のコンタクトプローブが得られる。
ここで、本発明のコンタクトプローブにおいて、回路の通電試験の際において被検査回路に設置された半田と接触する部分である被覆層１１には、半田と濡れにくく硬い材料であるダイヤモンド粒子１０が含まれている。また、この被覆層１１には、半田と濡れにくくさらに導電性が高く硬い材料であるロジウムが含まれている。
したがって、図１４の模式的拡大断面図に示すように、このように導電性が高く硬いロジウムを含む被覆層１１を半田３に接触させた場合には、複合層８と半田３との間での接触抵抗が大きくならないため接触抵抗により発生するジュール熱がそれほど大きくならず、さらに被覆層１１は半田３と濡れにくいロジウムとダイヤモンド粒子１０とから構成されているので半田３の付着をより有効に防止することができる。
なお、上記の実施の形態２においては、ロジウムからなる金属層６中にダイヤモンド粒子１０が分散させられているが、ダイヤモンド粒子、ダイヤモンドライクカーボン粒子およびフッ素樹脂からなる粒子の群から選択された少なくとも１種類の粒子を分散させることができる。ここで、ダイヤモンド粒子はダイヤモンド構造を有する結晶質の粒子のことである。また、ダイヤモンドライクカーボン粒子は炭素と水素とを含み、炭素と水素の結合と、炭素のＳＰ3結合と、炭素のＳＰ2結合と、を含む非晶質の粒子のことである。また、フッ素樹脂はフッ素を含む樹脂であれば特に限定されず、たとえばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などを用いることができる。
また、上記の実施の形態２における導電体１、金属層６および半田３などの説明については上記の実施の形態１と同様であるので省略する。
ステンレスからなる基板の表面全体にレジストを塗布し、このレジストの一部にＳＲ光（シンクロトロン放射光）を照射した後にその照射部分のレジストを除去することによって、基板の表面上に複数のコンタクトプローブの形状に除去された部分を有する厚み６０μｍのレジストを有する母型を得た。
このようにして得られた母型を陰極とし、ニッケル板を陽極として、電解槽に収容された以下に示す組成のｐＨ４．０の第１電解液中にこれらの電極を浸漬させ、第１電解液の温度を６０℃とした状態で、これらの電極の間に電流密度３Ａ／ｄｍ2の電流を流して電鋳を行なった。なお、以下に示す第１電解液、第２電解液、第３電解液、第４電解液および第５電解液の組成の表記はすべて、それぞれの電解液１Ｌ当たりの成分の質量または体積を示している。また、これらの電解液を構成する成分としては、下記の組成に表記されている成分以外はすべて水である。
＜第１電解液の組成＞
スルファミン酸ニッケル：６００ｇ／Ｌ
塩化ニッケル：１０ｇ／Ｌ
ホウ酸：４０ｇ／Ｌ
上記のように電鋳を行なって基板上にニッケルを析出させた後、レジストの表面から上方にはみ出しているニッケルを研磨して除去することにより、析出したニッケルの表面とレジストの表面との高さを揃えた。そして、酸素と四フッ化炭素との体積比が１：１である混合ガスを用いて、以下の条件によりアッシングを行ない、レジストを除去した。
スルファミン酸ニッケル：６００ｇ／Ｌ
塩化ニッケル：１０ｇ／Ｌ
ホウ酸：４０ｇ／Ｌ
上記のように電鋳を行なって基板上にニッケルを析出させた後、レジストの表面から上方にはみ出しているニッケルを研磨して除去することにより、析出したニッケルの表面とレジストの表面との高さを揃えた。そして、酸素と四フッ化炭素との体積比が１：１である混合ガスを用いて、以下の条件によりアッシングを行ない、レジストを除去した。
＜アッシングの条件＞
混合ガス圧：０．５ｔｏｒｒ
電力：１００Ｗ
処理時間：２００分
このようにして形成された複数のコンタクトプローブのうち１本を基板より引き剥がして、以下に示す効果検証試験におけるサンプル１とした。
混合ガス圧：０．５ｔｏｒｒ
電力：１００Ｗ
処理時間：２００分
このようにして形成された複数のコンタクトプローブのうち１本を基板より引き剥がして、以下に示す効果検証試験におけるサンプル１とした。
そして、残りのコンタクトプローブを基板上に設置したままその基板を複数に分割した。そして、分割された基板のうち１枚の基板を陰極とし、白金板を陽極として、電解槽に収容された以下に示す組成の第２電解液中にこれらの電極を浸漬させ、第２電解液の温度を５０℃とした状態で、これらの電極の間に電流密度２Ａ／ｄｍ2の電流を１００秒間流してニッケルからなるコンタクトプローブの露出している表面にロジウムを電気めっきによりコーティングした。
＜第２電解液の組成＞
硫酸ロジウム：１．５ｇ／Ｌ
硫酸：２０ｍｌ／Ｌ
そして、ロジウムのコーティング後に、全方位プラズマイオン注入装置を用いて、下記の条件でシリコンイオン（Ｓｉ+）を注入し、コンタクトプローブの露出している表面にロジウムとシリコンとからなる複合層を最表面に有する被覆層を形成した。
硫酸ロジウム：１．５ｇ／Ｌ
硫酸：２０ｍｌ／Ｌ
そして、ロジウムのコーティング後に、全方位プラズマイオン注入装置を用いて、下記の条件でシリコンイオン（Ｓｉ+）を注入し、コンタクトプローブの露出している表面にロジウムとシリコンとからなる複合層を最表面に有する被覆層を形成した。
＜シリコンイオンの注入条件＞
電圧：２０ｋＶ
処理時間：３０分
周波数：１５０ｋＨｚ
このような複合層を有する被覆層が形成されたコンタクトプローブを基板から引き剥がして、以下に示す効果検証試験におけるサンプル２とした。
電圧：２０ｋＶ
処理時間：３０分
周波数：１５０ｋＨｚ
このような複合層を有する被覆層が形成されたコンタクトプローブを基板から引き剥がして、以下に示す効果検証試験におけるサンプル２とした。
また、サンプル２を作製した場合と同様にして、ニッケルからなるコンタクトプローブの露出している表面にロジウムを電気めっきによりコーティングした。 そして、ロジウムのコーティング後に、全方位プラズマイオン注入装置を用いて、下記の条件で炭素イオン（Ｃ+）を注入し、コンタクトプローブの露出している表面にロジウムと炭素とからなる複合層を最表面に有する被覆層を形成した。
＜炭素イオンの注入条件＞
電圧：２０ｋＶ
処理時間：３０分
周波数：１５０ｋＨｚ
このような複合層を有する被覆層が形成されたコンタクトプローブを基板から引き剥がして、以下に示す効果検証試験におけるサンプル３とした。
電圧：２０ｋＶ
処理時間：３０分
周波数：１５０ｋＨｚ
このような複合層を有する被覆層が形成されたコンタクトプローブを基板から引き剥がして、以下に示す効果検証試験におけるサンプル３とした。
また、上記の分割された基板のうち１枚の基板を陰極とし、白金板を陽極として、電解槽に収容された以下に示す組成の第３電解液中にこれらの電極を浸漬させ、第３電解液の温度を５５℃とした状態で、これらの電極の間に電流密度１．５Ａ／ｄｍ2の電流を８０秒間流してニッケルからなるコンタクトプローブの露出している表面にＰｄ−Ｃｏ合金を電気めっきによりコーティングした。
＜第３電解液の組成＞
Ｐｄ（ＮＨ3）2Ｃｌ2：５０ｇ／Ｌ
Ｃｏ（ＮＨ3）2Ｃｌ2：３ｇ／Ｌ
硫酸アンモニウム：２０ｍｌ／Ｌ
光沢剤：２ｇ／Ｌ
そして、Ｐｄ−Ｃｏ合金のコーティング後に、全方位プラズマイオン注入装置を用いて、サンプル２の場合と同一の条件でシリコンイオン（Ｓｉ+）を注入し、コンタクトプローブの露出している表面にＰｄ−Ｃｏ合金とシリコンとからなる複合層を最表面に有する被覆層を形成した。このようにして複合層を有する被覆層が形成されたコンタクトプローブを基板から引き剥がして、以下に示す効果検証試験におけるサンプル４とした。
Ｐｄ（ＮＨ3）2Ｃｌ2：５０ｇ／Ｌ
Ｃｏ（ＮＨ3）2Ｃｌ2：３ｇ／Ｌ
硫酸アンモニウム：２０ｍｌ／Ｌ
光沢剤：２ｇ／Ｌ
そして、Ｐｄ−Ｃｏ合金のコーティング後に、全方位プラズマイオン注入装置を用いて、サンプル２の場合と同一の条件でシリコンイオン（Ｓｉ+）を注入し、コンタクトプローブの露出している表面にＰｄ−Ｃｏ合金とシリコンとからなる複合層を最表面に有する被覆層を形成した。このようにして複合層を有する被覆層が形成されたコンタクトプローブを基板から引き剥がして、以下に示す効果検証試験におけるサンプル４とした。
また、上記の処理が行なわれなかった上記のコンタクトプローブを有する基板のうち１枚の基板を陰極とし、白金板を陽極として、電解槽に収容された以下に示す組成の第４電解液中にこれらの電極を浸漬させ、第４電解液の温度を５０℃とした状態で、これらの電極の間に電流密度２Ａ／ｄｍ2の電流を８０秒間流してニッケルからなるコンタクトプローブの露出している表面に粒径０．３μｍ以下のＰＴＦＥ粒子が分散されたロジウムからなる被覆層を形成した。
＜第４電解液の組成＞
硫酸ロジウム：１．５ｇ／Ｌ
硫酸：２０ｍｌ／Ｌ
ＰＦＡＳ（パーフルオロアルカンスルフォネート）系界面活性剤：２０ｍｌ／Ｌ
粒径０．３μｍ以下のＰＴＦＥ粒子：１００ｇ／Ｌ
このようにしてＰＴＦＥ粒子が分散されたロジウムからなる被覆層が形成されたコンタクトプローブを基板から引き剥がして、以下に示す効果検証試験におけるサンプル５とした。
硫酸ロジウム：１．５ｇ／Ｌ
硫酸：２０ｍｌ／Ｌ
ＰＦＡＳ（パーフルオロアルカンスルフォネート）系界面活性剤：２０ｍｌ／Ｌ
粒径０．３μｍ以下のＰＴＦＥ粒子：１００ｇ／Ｌ
このようにしてＰＴＦＥ粒子が分散されたロジウムからなる被覆層が形成されたコンタクトプローブを基板から引き剥がして、以下に示す効果検証試験におけるサンプル５とした。
また、上記の処理が行なわれなかった残りのコンタクトプローブを有する基板を陰極とし、白金板を陽極として、電解槽に収容された以下に示す組成の第５電解液中にこれらの電極を浸漬させ、第５電解液の温度を５０℃とした状態で、これらの電極の間に電流密度２Ａ／ｄｍ2の電流を９０秒間流してニッケルからなるコンタクトプローブの露出している表面に粒径０．２μｍ以下のダイヤモンド粒子が分散されたロジウムからなる被覆層を形成した。
＜第５電解液の組成＞
硫酸ロジウム：１．５ｇ／Ｌ
硫酸：２０ｍｌ／Ｌ
ラウリル硫酸ナトリウム：２ｍｌ／Ｌ
粒径０．２μｍ以下のダイヤモンド粒子：８０ｇ／Ｌ
このようにしてダイヤモンド粒子が分散されたロジウムからなる被覆層が形成されたコンタクトプローブを基板から引き剥がして、以下に示す効果検証試験におけるサンプル６とした。
硫酸ロジウム：１．５ｇ／Ｌ
硫酸：２０ｍｌ／Ｌ
ラウリル硫酸ナトリウム：２ｍｌ／Ｌ
粒径０．２μｍ以下のダイヤモンド粒子：８０ｇ／Ｌ
このようにしてダイヤモンド粒子が分散されたロジウムからなる被覆層が形成されたコンタクトプローブを基板から引き剥がして、以下に示す効果検証試験におけるサンプル６とした。
上記の分割された基板のうち１枚の基板の表面にＰＶＤ（物理蒸着）法によって、膜厚０．５μｍのダイヤモンドライクカーボン膜の被覆を行なった後、コンタクトプローブを基板から引き剥がして、以下に示す効果検証試験におけるサンプル７とした。
＜効果検証試験＞
上記のようにして得られたサンプル１からサンプル７のコンタクトプローブからなるセットを２セット用意した。そのうちの１セットのコンタクトプローブのそれぞれの先端部をＰｂ−Ｓｎ合金（Ｐｂ：Ｓｎ＝３７：６３）からなる半田に５ｇの荷重で押し付けた状態で１００ｍＡの電流を３０秒間通電させることを１回の通電試験として、４０００回の通電試験を行なった。そして、この４０００回の通電試験の５００回ごとに通電中の接触抵抗を測定した。その測定結果を表１中の数値（Ω）に示す。また、４０００回の通電試験の終了後に、７本のコンタクトプローブのそれぞれの先端に付着した半田屑についてピンセットでつまむことにより除去可能であるかどうかを調査した。その調査結果も併せて表１に示す。なお、表１において「可」はピンセットでつまむことにより半田屑が除去できたことを示し、「不可」はピンセットによりつまむことにより半田屑が除去できなかったことを示す。
上記のようにして得られたサンプル１からサンプル７のコンタクトプローブからなるセットを２セット用意した。そのうちの１セットのコンタクトプローブのそれぞれの先端部をＰｂ−Ｓｎ合金（Ｐｂ：Ｓｎ＝３７：６３）からなる半田に５ｇの荷重で押し付けた状態で１００ｍＡの電流を３０秒間通電させることを１回の通電試験として、４０００回の通電試験を行なった。そして、この４０００回の通電試験の５００回ごとに通電中の接触抵抗を測定した。その測定結果を表１中の数値（Ω）に示す。また、４０００回の通電試験の終了後に、７本のコンタクトプローブのそれぞれの先端に付着した半田屑についてピンセットでつまむことにより除去可能であるかどうかを調査した。その調査結果も併せて表１に示す。なお、表１において「可」はピンセットでつまむことにより半田屑が除去できたことを示し、「不可」はピンセットによりつまむことにより半田屑が除去できなかったことを示す。
表１からわかるように、表面に被覆層が形成されているサンプル２からサンプル６のコンタクトプローブにおいては、表面に被覆層が形成されていないサンプル１のコンタクトプローブおよび表面に膜厚０．５μｍのダイヤモンドライクカーボン膜が被覆されたサンプル７のコンタクトプローブと比べて、通電試験を繰り返しても接触抵抗が上昇しない傾向にあり、また半田屑もピンセットでつまむことにより容易に除去できることが確認された。
また、表１に示すように、最表面にロジウムと炭素とからなる複合層を含むサンプル３のコンタクトプローブは、サンプル２およびサンプル４〜６のコンタクトプローブと比べて、通電試験を繰り返しても接触抵抗が上昇しない傾向にあることが確認された。
上記のサンプル１からサンプル７のコンタクトプローブからなる残りの１セットのそれぞれの先端部をＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金（Ｓｎ：Ａｇ：Ｃｕ＝９６．５：３：０．５）からなる半田に５ｇの荷重で押し付けた状態で１００ｍＡの電流を３０秒間通電させることを１回の通電試験として、４０００回の通電試験を行なった。そして、この４０００回の通電試験の５００回ごとに通電中の接触抵抗を測定した。その測定結果を表２中の数値（Ω）に示す。また、４０００回の通電試験の終了後に、７本のコンタクトプローブのそれぞれの先端に付着した半田屑についてピンセットでつまむことにより除去可能であるかどうかを調査した。その調査結果も併せて表２に示す。なお、表２の表記は表１に準じて表記されている。
表２からわかるように、表面に被覆層が形成されているサンプル２からサンプル６のコンタクトプローブにおいては、表面に被覆層が形成されていないサンプル１のコンタクトプローブおよび表面に膜厚０．５μｍのダイヤモンドライクカーボン膜が被覆されたサンプル７のコンタクトプローブと比べて、通電試験を繰り返しても接触抵抗が上昇しない傾向にあり、また半田屑もピンセットでつまむことにより容易に除去できることが確認された。
また、表２に示すように、最表面にロジウムと炭素とからなる複合層を含むサンプル３のコンタクトプローブは、サンプル２およびサンプル４〜６のコンタクトプローブと比べて、通電試験を繰り返しても接触抵抗が上昇しない傾向にあることが確認された。
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
本発明のコンタクトプローブにおいては、パラジウムまたはロジウムのいずれか一方と、シリコン、炭素およびフッ素からなる群から選択された少なくとも１種類とを含む被覆層がコンタクトプローブを構成する導電体の表面に形成されているので、特にスズを含む合金からなる半田の付着を低減することができる。
１ 導電体、１ａ 先端部、１ｂ バネ部、１ｃ リード線接続部、２ 基材、３ 半田、４ 基板、５ レジスト、６ 金属層、７ シリコンイオン、８ 複合層、９ 陽極、１０ ダイヤモンド粒子、１１ 被覆層、１２ 電解液、１３ 電解槽。
Claims (9)
- 導電体と前記導電体の表面の少なくとも一部に形成された被覆層とを含むコンタクトプローブであって、前記被覆層がパラジウムまたはロジウムのいずれか一方を含み、さらにシリコン、炭素およびフッ素からなる群から選択された少なくとも１種類を含む、コンタクトプローブ。
- 前記被覆層の最表面に、パラジウムまたはロジウムのいずれか一方と、シリコン、炭素およびフッ素からなる群から選択された少なくとも１種類と、からなる複合層を有することを特徴とする、請求項１に記載のコンタクトプローブ。
- 前記複合層の最表面から前記導電体の方向に１μｍ以内の領域において、シリコン、炭素およびフッ素からなる群から選択された少なくとも１種類の濃度が前記複合層の最表面から前記導電体の方向に減少していることを特徴とする、請求項２に記載のコンタクトプローブ。
- 前記複合層は、パラジウムまたはロジウムのいずれか一方からなる層に、シリコン、炭素およびフッ素からなる群から選択された少なくとも１種類のイオンを注入してなる層であることを特徴とする、請求項２または３に記載のコンタクトプローブ。
- 前記被覆層は、ダイヤモンド粒子、ダイヤモンドライクカーボン粒子およびフッ素樹脂からなる粒子の群から選択された少なくとも１種類の粒子を含むことを特徴とする、請求項１に記載のコンタクトプローブ。
- 前記被覆層は、ダイヤモンド粒子、ダイヤモンドライクカーボン粒子およびフッ素樹脂からなる粒子の群から選択された少なくとも１種類の粒子を分散させたパラジウムまたはロジウムのいずれか一方のイオンを含む電解液中の前記イオンの還元反応により前記導電体の表面上に析出した層であることを特徴とする、請求項５に記載のコンタクトプローブ。
- 前記導電体がニッケルまたはニッケル合金からなることを特徴とする、請求項１から６のいずれかに記載のコンタクトプローブ。
- 前記被覆層が半田と接触する層であることを特徴とする、請求項１から７のいずれかに記載のコンタクトプローブ。
- 前記半田がスズを含むことを特徴とする、請求項８に記載のコンタクトプローブ。
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