JP2012112681A - Contact probe pin and inspection method - Google Patents

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Takayuki Hirano
貴之 平野
Takashi Kohori
隆 古保里
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a contact probe pin that forms a carbon coating having electric conductivity and durability on a substrate whose tip is divided and that is capable of reducing Sn deposition as much as possible even under conditions where temperature is high in usage environment and keeping electric contact stable over a long period of time, and a useful inspection method with the contact probe pin.SOLUTION: In a contact probe pin where a tip is divided into two or more protrusions and the protrusions repeatedly contact a surface to be inspected, a carbon coating containing a metal and/or a carbide thereof is formed at least on surfaces of the protrusions, respective apexes of the protrusions include flat surfaces in a direction substantially vertical to a direction contacting the surface to be inspected, and a total area of the flat surfaces is 500 μmor more and 5000 μmor less.

Description

本発明は、半導体素子の電気特性を検査するために用いられ、先端が複数の突起に分割された形態のコンタクトプローブピン、およびコンタクトプローブピンを用いた検査方法に関するものであり、特に検査の繰り返しによって導電性が劣化しないような耐久性に優れたコンタクトプローブピン、および検査方法に関するものである。   The present invention relates to a contact probe pin having a shape in which a tip is divided into a plurality of protrusions, and an inspection method using the contact probe pin, which are used for inspecting electrical characteristics of a semiconductor element, and in particular, repeated inspection. It is related with the contact probe pin excellent in durability so that electroconductivity does not deteriorate by this, and the test | inspection method.

集積回路(IC)、大規模集積回路(LSI)、発光ダイオード(LED)等の電子部品(即ち、半導体素子を用いた電子部品)は、半導体素子の電極にプローブピンを接触させてその電気特性が検査される。このような検査装置(半導体検査装置)で用いられるプローブピン(コンタクトプローブピン)は、導電性が良好なこと(接触抵抗値が低いこと)は勿論のこと、検査対象としての電極の面(被検面)との繰り返し接触によっても安定した抵抗値を示すこと(接触抵抗値が変動しないこと)が要求される。   Electronic components such as integrated circuits (ICs), large-scale integrated circuits (LSIs), and light-emitting diodes (LEDs) (that is, electronic components using semiconductor elements) have their electrical characteristics brought into contact with the electrodes of the semiconductor elements by probe pins. Is inspected. The probe pin (contact probe pin) used in such an inspection apparatus (semiconductor inspection apparatus) has not only good conductivity (low contact resistance value) but also the surface of the electrode (covered) to be inspected. It is required to show a stable resistance value (the contact resistance value does not fluctuate) even by repeated contact with the surface.

コンタクトプローブピンの接触抵抗値は、一般的には100mΩ以下程度に設定されている。しかしながら、被検面との繰り返し検査を行なうことによって、数100mΩから数Ωにまで悪化することがある。   The contact resistance value of the contact probe pin is generally set to about 100 mΩ or less. However, it may deteriorate from several hundred mΩ to several Ω by repeatedly inspecting the surface to be measured.

その対策として、従来から、接触端子の定期的なクリーニングや交換が行われているが、これらは検査工程の信頼性と稼働率を著しく低下させることがあるので、別の対策が検討されている。特にハンダ材料やSnメッキ電極などでは、柔らかいために削り取られて接触端子表面に付着しやすい特性があり、且つ表面が酸化しやすいために高抵抗となって、安定した抵抗値を維持しつつ接触させることが難しくなる。   Conventionally, contact terminals have been regularly cleaned and replaced as countermeasures, but these may significantly reduce the reliability and availability of the inspection process, so other countermeasures are being considered. . In particular, solder materials and Sn-plated electrodes have a characteristic that they are scraped off because they are soft and easily adhere to the surface of the contact terminal, and because the surface is easily oxidized, the resistance becomes high and the contact is maintained while maintaining a stable resistance value. It becomes difficult to let you.

ハンダ材料(例えば、SnAgCu合金のような鉛フリーハンダ)やSnメッキ電極などのように、表面に抵抗の高い酸化皮膜を形成する金属に対するコンタクトプローブピンの形態としては、その先端部の形状をより尖鋭なものにする傾向があり、またこうした傾向に基づいて開発されている。これは、接触する相手電極の酸化皮膜を効率良く除去して良好な接触状態を維持するためには、鋭い先端部を有することが有利であると考えられているからである。また、鋭い形状に電極材料が付着(以下、「Sn付着」で代表することがある)しても、排斥力が働きやすいとも考えられている。   The shape of the contact probe pin for the metal that forms a highly resistant oxide film on the surface, such as solder material (for example, lead-free solder such as SnAgCu alloy) or Sn plating electrode, is more They tend to be sharp and are developed based on these trends. This is because it is considered that it is advantageous to have a sharp tip in order to efficiently remove the oxide film of the counter electrode in contact and maintain a good contact state. It is also considered that even if the electrode material adheres in a sharp shape (hereinafter, sometimes represented by “Sn adhesion”), the exclusion force is likely to work.

こうした技術として、例えば特許文献1には、特殊な製造方法で先端を鋭利な形状にすると共に、炭素を含む皮膜による表面コーティングによって、Sn付着の低減と相手電極表面酸化膜の効率的な除去を実現する技術が提案されている。また、特許文献2には、鋭利な先端構造で相手電極の非導電性層に切り込みを入れ、コンタクトプローブピン先端への相手電極から削り取られた粒子の堆積を防止する技術が提案されている。このように、コンタクトプローブピン先端を鋭利な形状にすることは、相手電極の酸化皮膜を効率的に除去し、且つ相手電極から削り取られた粒子の堆積を防止するという観点からすれば、有用な形態である。   As such a technique, for example, in Patent Document 1, the tip is sharpened by a special manufacturing method, and the surface coating with a film containing carbon reduces Sn adhesion and efficiently removes the counter electrode surface oxide film. A technology to be realized has been proposed. Further, Patent Document 2 proposes a technique for cutting a non-conductive layer of a mating electrode with a sharp tip structure to prevent accumulation of particles scraped from the mating electrode on the tip of the contact probe pin. Thus, it is useful to make the tip of the contact probe pin sharp from the viewpoint of efficiently removing the oxide film of the counterpart electrode and preventing the accumulation of particles scraped from the counterpart electrode. It is a form.

コンタクトプローブピンの素材としては、硬度の高いタングステン(W)やベリリウム銅(Be−Cu)等の基材表面に、AuやPd等をメッキしたものが使用されてきた。しかしながら、これらの素材からなるコンタクトプローブピンでは、ハンダ材料やSnメッキ等の素材からの電極材料(特に、Sn)が、コンタクトプローブピンの先端に付着しやすく、また付着した電極材料は表面酸化する等の理由によって、コンタクトプローブピンによる接触抵抗値が不安定になるという問題がある。   As a material for the contact probe pin, a material obtained by plating Au, Pd or the like on the surface of a base material such as tungsten (W) or beryllium copper (Be-Cu) having high hardness has been used. However, in contact probe pins made of these materials, electrode materials (particularly Sn) from materials such as solder materials and Sn plating are likely to adhere to the tips of the contact probe pins, and the attached electrode materials are surface oxidized. For this reason, there is a problem that the contact resistance value due to the contact probe pin becomes unstable.

上記のようなSn付着による問題を低減し、接触抵抗値を安定化させる方法として、コンタクトプローブピンの先端部近傍(電極と接触する先端部とその近傍)に、炭素皮膜をコーティングする技術も提案されている(例えば、特許文献3〜6)。これらの技術では、ダイヤモンドライクカーボン(Diamond Like Carbon:DLC)に代表される炭素皮膜に対して、タングステン(W)等の合金元素を混入させて、炭素皮膜の持つ被検面(相手電極)に対する低付着性と、混入させた金属(若しくはその炭化物)の働きによる高い導電性を併せ持つ様な表面皮膜とすることが、重要な要件となっている。   As a method to reduce the above problems caused by Sn adhesion and stabilize the contact resistance value, we also propose a technique for coating a carbon film near the tip of the contact probe pin (the tip contacting the electrode and its vicinity). (For example, Patent Documents 3 to 6). In these techniques, an alloy element such as tungsten (W) is mixed into a carbon film typified by diamond-like carbon (DLC) to the test surface (counter electrode) of the carbon film. It is an important requirement to provide a surface film that has both low adhesion and high conductivity due to the action of the mixed metal (or its carbide).

一方、半導体素子の実装技術として、ボールグリッドアレー(Ball Grid Array:BGA)パッケージが普及している。こうしたBGAパッケージでは、その電極は半割りボール状のハンダの形態となっている。また、半導体ウエハ上にハンダを直接形成した実装形態も増加している。これらの立体的な電極に対しては、2以上の複数の突起(特に、3以上の突起)を有することで、安定な接触を実現することが可能である。また、従来の電子部品の電極のように、平坦な面を有するものに対しても、複数の頂点(突起の頂部)を有することによって、位置ずれや不測のパーテシィクルの噛み込み等にも対応できる機能を有するものとなる。   On the other hand, a ball grid array (BGA) package is widely used as a semiconductor element mounting technology. In such a BGA package, the electrodes are in the form of half-ball solder. In addition, mounting forms in which solder is directly formed on a semiconductor wafer are increasing. With respect to these three-dimensional electrodes, stable contact can be realized by having two or more projections (particularly, three or more projections). In addition, even with a flat surface like an electrode of a conventional electronic component, it has a plurality of vertices (the tops of the protrusions), so that it can cope with misalignment or unexpected particle bites. It has a function.

特開2006−38641号公報JP 2006-38641 A 特開2010−73698号公報JP 2010-73698 A 特開平10−226874号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-226874 特開2002−318247号公報JP 2002-318247 A 特開2003−231203号公報JP 2003-231203 A 特開2007−24613号公報JP 2007-24613 A

コンタクトプローブピンの先端近傍に、炭素皮膜をコーティングする技術は、Sn付着による問題を低減し、接触抵抗値を安定化させる方法として有用とされている。しかしながら、炭素皮膜をコーティングした場合であっても、電子部品が高温となる条件下、即ち接触する相手電極が高温になるような条件下では、炭素皮膜にSn付着が生じる場合があるという問題がある。   The technique of coating a carbon film near the tip of a contact probe pin is considered to be useful as a method for reducing problems due to Sn adhesion and stabilizing the contact resistance value. However, even when the carbon film is coated, there is a problem in that Sn adhesion may occur on the carbon film under conditions where the electronic component is heated, that is, under conditions where the contacted partner electrode is heated. is there.

炭素皮膜はSn等と反応することはなく、Snが高温になったとしても炭素皮膜表面で合金を形成することはない。このため、従来のAuやPd合金のコンタクトプローブピンと比較して、炭素皮膜を形成したコンタクトプローブピンはSnが表面に付着しにくい傾向があるとされていた。また、炭素皮膜の表面に付着したSnは、機械的、化学的に除去することは比較的容易であり、それほど問題はないとされてきた。ところが、室温では殆ど付着することがないSnが、90℃や130℃の高温条件下では、付着が増加する傾向があり、Sn付着による問題が顕在化することがある。   The carbon film does not react with Sn or the like, and an alloy is not formed on the surface of the carbon film even if Sn becomes high temperature. For this reason, compared with the conventional contact probe pin of Au or Pd alloy, it was said that the contact probe pin formed with the carbon film tends to be hard to adhere to the surface. Further, it has been considered that Sn adhering to the surface of the carbon film is relatively easy to remove mechanically and chemically, and that there is no problem. However, Sn that hardly adheres at room temperature tends to increase under high temperature conditions of 90 ° C. and 130 ° C., and problems due to Sn attachment may become apparent.

Snやハンダ材料は、元々室温でも柔らかく、コンタクトプローブピンの接触で削り取られてコンタクトプローブピンに付着することが問題となるが、高温になることによって更に硬度が低下し、この傾向が高くなる。このことが、Sn付着が進行する理由であると考えられる。本発明者らが実験によって確認したところによれば、Snは室温(25℃)ではビッカース硬さ:8.9Hvであるが、85℃になればビッカース硬さ:6.8Hvまで低下することが判明している。尚、Sn膜の硬さは、ナノインデンテーション法によって測定した値を換算したものである(ビッカース硬さ:8.9Hvおよび6.8Hvは、ナノインデンテーション法による0.117GPaおよび0.089GPaに相当)。   Sn and solder materials are originally soft even at room temperature, and there is a problem that they are scraped off by contact with the contact probe pins and adhere to the contact probe pins. However, the hardness is further lowered at a high temperature, and this tendency is increased. This is considered to be the reason why Sn deposition proceeds. According to what the present inventors have confirmed through experiments, Sn is Vickers hardness: 8.9 Hv at room temperature (25 ° C.), but when it reaches 85 ° C., it decreases to Vickers hardness: 6.8 Hv. It turns out. The hardness of the Sn film is a value obtained by converting the value measured by the nanoindentation method (Vickers hardness: 8.9 Hv and 6.8 Hv are 0.117 GPa and 0.089 GPa by the nanoindentation method, respectively. Equivalent).

本発明は上記の様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、導電性と耐久性を兼ね備えた炭素皮膜を、先端が分割された基材に対して形成するようなコンタクトプローブピンにおいて、使用環境が高温になる様な状況下においても、Sn付着を極力低減し、長期間に亘って安定な電気的接触を保つことのできるコンタクトプローブピン、およびコンタクトプローブピンを用いた有用な検査方法を提供することにある。   The present invention has been made paying attention to the above-mentioned circumstances, and the purpose thereof is a contact that forms a carbon film having both conductivity and durability on a substrate whose tip is divided. In the probe pin, a contact probe pin and a contact probe pin that can reduce Sn adhesion as much as possible and maintain stable electrical contact for a long period of time even under conditions where the usage environment becomes high temperature are used. It is to provide a useful inspection method.

上記課題を解決し得た本発明のコンタクトプローブピンとは、先端が2つ以上の突起に分割され、該突起は被検面に繰り返し接触するためのものであって、少なくとも前記突起の表面には、金属および/またはその炭化物を含有する炭素皮膜が形成されており、前記突起の各頂部は、被検面に接触する方向に対して略垂直方向の平坦面であると共に、当該平坦面の合計面積が500μm2以上、5000μm2以下である点に要旨を有する。尚、「略垂直方向」とは、基本的に垂直方向であるが、この垂直方向に対して20°程度まで傾斜していてもよいことを意味する。 The contact probe pin of the present invention capable of solving the above-mentioned problem is that the tip is divided into two or more protrusions, and the protrusions are for repeatedly contacting the surface to be measured, and at least on the surface of the protrusions A carbon film containing a metal and / or a carbide thereof is formed, and each top portion of the protrusion is a flat surface substantially perpendicular to a direction in contact with the test surface, and the total of the flat surfaces. area of 500 [mu] m 2 or more, has the gist to the point at 5000 .mu.m 2 or less. The “substantially vertical direction” basically means the vertical direction, but means that it may be inclined to about 20 ° with respect to this vertical direction.

本発明のコンタクトプローブピンにおいて、前記平坦面がコンタクトプローブピンの側面と鈍角をなすように側面の形状を調整したものであることが好ましい。尚、「鈍角をなす」とは、コンタクトプローブピンの軸心を含む断面において、前記平坦面の接線と、コンタクトプローブピンの側面の接線とのなす角度θが鈍角(90°<θ<180°)であることを意味する。但し、前記接線は、前記平坦面と前記側面の交点から0.1mm以内の範囲で得られる接線を意味する。   In the contact probe pin of the present invention, it is preferable that the shape of the side surface is adjusted so that the flat surface forms an obtuse angle with the side surface of the contact probe pin. The term “obtuse angle” means that the angle θ formed by the tangent of the flat surface and the tangent of the side surface of the contact probe pin is an obtuse angle (90 ° <θ <180 °) in the cross section including the axis of the contact probe pin. ). However, the said tangent means the tangent obtained in the range within 0.1 mm from the intersection of the said flat surface and the said side surface.

いずれの構成を採用するにしても、前記金属は、W、Ta、Mo、Nb、TiおよびCrよりなる群から選択される1種以上であることが好ましい。また、前記金属および/またはその炭化物の含有量は5〜30原子%であることが好ましい。更に、炭素皮膜の厚さは0.1〜5μmであることが好ましい。   Whichever configuration is employed, the metal is preferably at least one selected from the group consisting of W, Ta, Mo, Nb, Ti, and Cr. Moreover, it is preferable that content of the said metal and / or its carbide | carbonized_material is 5-30 atomic%. Further, the thickness of the carbon film is preferably 0.1 to 5 μm.

本発明のコンタクトプローブピンによる効果は、検査される被検面がSnまたはSn合金からなるものであるときに有効に発揮されるものとなる。   The effect of the contact probe pin of the present invention is effectively exhibited when the test surface to be inspected is made of Sn or Sn alloy.

一方、上記目的を達成することのできた本発明の検査方法とは、先端が2つ以上の突起に分割されたコンタクトプローブピンを用い、該突起を被検面に繰り返し接触させて検査するに当り、少なくとも前記突起の表面には、金属および/またはその炭化物を含有する炭素皮膜を形成しておき、前記突起の各頂部には、被検面に接触する方向に対して略垂直方向の平坦面を形成しておくと共に、当該平坦面を10N/mm2以上、1000N/mm2以下の圧力で被検面に接触させて検査する点に要旨を有するものである。 On the other hand, the inspection method of the present invention capable of achieving the above object is to use a contact probe pin whose tip is divided into two or more protrusions, and inspecting the protrusions repeatedly contacting the surface to be inspected. In addition, a carbon film containing a metal and / or a carbide thereof is formed at least on the surface of the protrusion, and each top portion of the protrusion is a flat surface substantially perpendicular to the direction in contact with the test surface. And the flat surface is in contact with the surface to be inspected at a pressure of 10 N / mm 2 or more and 1000 N / mm 2 or less.

本発明では、先端が2つ以上に分割された突起の表面に、金属および/またはその炭化物を含有する炭素皮膜を形成し、前記突起の各頂部には、被検面に接触する方向に対して略垂直方向の平坦面を有すると共に、平坦面の合計面積が500μm2以上、5000μm2以下であるようにコンタクトプローブピンを構成するか、または平坦面が10N/mm2以上、1000N/mm2以下の圧力で被検面に接触するようにしたので、使用環境が高温になる様な状況下においても、Sn等の付着を極力低減でき、長期間に亘って安定な電気的接触を保つことができた。 In the present invention, a carbon film containing a metal and / or a carbide thereof is formed on the surface of the protrusion whose tip is divided into two or more, and each top portion of the protrusion is in a direction in contact with the test surface. converting mechanism having a flat surface substantially perpendicular direction, the total area of the flat surface is 500 [mu] m 2 or more, or constitute a contact probe pin as is 5000 .mu.m 2 or less, or flat surface 10 N / mm 2 or more, 1000 N / mm 2 Since the test surface is contacted at the following pressures, the adhesion of Sn, etc. can be reduced as much as possible even under conditions where the usage environment is high, and stable electrical contact can be maintained over a long period of time. I was able to.

本発明のコンタクトプローブピン(実施例)の外観形状の一例を示す概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows an example of the external appearance shape of the contact probe pin (Example) of this invention. 本発明のコンタクトプローブピンをボール状電極に接触する状況を模式的に示した概略説明図である。It is the schematic explanatory drawing which showed typically the condition which the contact probe pin of this invention contacts a ball-shaped electrode. 本発明のコンタクトプローブピンを用いたときの電気抵抗値の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of an electrical resistance value when using the contact probe pin of this invention. 比較例1のコンタクトプローブピンを用いたときの電気抵抗値の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of an electrical resistance value when the contact probe pin of the comparative example 1 is used. 比較例2のコンタクトプローブピンを用いたときの電気抵抗値の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of an electrical resistance value when the contact probe pin of the comparative example 2 is used.

コンタクトプローブピンの構成としては、先端部の形状をより尖鋭なものにする傾向があり、またこうした傾向に基づいて開発されている。これは、接触する相手電極の酸化皮膜を効率良く除去して良好な接触状態を維持するためには、鋭い先端部を有することが有利であると考えられているからである。   As a configuration of the contact probe pin, there is a tendency to make the shape of the tip portion sharper, and it has been developed based on such a tendency. This is because it is considered that it is advantageous to have a sharp tip in order to efficiently remove the oxide film of the counter electrode in contact and maintain a good contact state.

先端部に平坦面を有するコンタクトプローブピンは知られているが、専ら安定な接触面積を確保するために採用される場合が多く、Au電極等のように安定な相手電極向けのものに限られており、相手電極がハンダ材料やSn等からなるものには不利であるとされていた。また、先端部に平坦面を有するコンタクトプローブピンは、その接触点が1点のみのもの(即ち、複数の突起のないもの)に限られており、複数の突起を有するもの(この形状のものは一般に「クラウン形状」と呼ばれている)には、鋭利な先端を有するものが採用されていた。   Although contact probe pins having a flat surface at the tip are known, they are often used exclusively to ensure a stable contact area and are limited to those for stable counterpart electrodes such as Au electrodes. Therefore, it is considered disadvantageous when the counter electrode is made of solder material, Sn or the like. Further, contact probe pins having a flat surface at the tip are limited to those having only one contact point (that is, having no plurality of protrusions), and having a plurality of protrusions (of this shape) Is generally called “crown shape”), which has a sharp tip.

本発明者らは、上記のような既成概念にとらわれることなく、先端が複数の突起に分割されたコンタクトプローブピンにおいて、突起の頂部に形成された炭素皮膜にSn付着を極力低減できる形態について、様々な角度から検討した。その結果、前記突起の表面に、金属および/またはその炭化物を含有する炭素皮膜が形成されており、前記突起の各頂部は、被検面に接触する方向に対して略垂直方向の平坦面であると共に、平坦面の合計面積が500μm2以上、5000μm2以下であるようにすれば、使用環境が高温になる様な状況下においても、Sn等の付着を極力低減でき、長期間に亘って安定な電気的接触を保つことのできるコンタクトプローブピンが実現できことを見出し、本発明を完成した。 The present inventors, without being bound by the existing concept as described above, in a contact probe pin whose tip is divided into a plurality of protrusions, a form that can reduce Sn adhesion to the carbon film formed on the top of the protrusion as much as possible, We examined from various angles. As a result, a carbon film containing a metal and / or a carbide thereof is formed on the surface of the protrusion, and each top portion of the protrusion is a flat surface substantially perpendicular to the direction in contact with the test surface. with some, the total area of the flat surface 500 [mu] m 2 or more, if as is 5000 .mu.m 2 or less, even under such as use environment is a high temperature situations, as much as possible can reduce the adhesion of the Sn or the like, over a long period of time The present inventors have found that a contact probe pin capable of maintaining stable electrical contact can be realized, and the present invention has been completed.

図1は、本発明のコンタクトプローブピン(実施例)の外観形状の一例を示す概略説明図である。このコンタクトプローブピン1は、先端が4つの突起2に分割され、各突起2の頂部は、被検面に接触する方向に対して略垂直方向の平坦面3である。このコンタクトプローブピン1においては、各突起2の平坦面3は、図示するように略扇状(2辺が直線、一辺が円弧状)のものとなっている。尚、各平坦面3は、突起2が3以上有するときには、基本的には同一平面上に位置することになる。また、突起2は、先端に近づくほど細くなっており、この実施例では外側面が略直立で内側面が傾斜した構成となっている。   FIG. 1 is a schematic explanatory view showing an example of the external shape of a contact probe pin (Example) according to the present invention. The contact probe pin 1 has a tip divided into four protrusions 2, and the top of each protrusion 2 is a flat surface 3 that is substantially perpendicular to the direction in contact with the surface to be examined. In this contact probe pin 1, the flat surface 3 of each protrusion 2 has a substantially fan shape (two sides are straight and one side is an arc) as shown in the figure. Each flat surface 3 is basically located on the same plane when the projections 2 have three or more. Further, the protrusion 2 becomes thinner toward the tip, and in this embodiment, the outer surface is substantially upright and the inner surface is inclined.

本発明のコンタクトプローブピンにおいては、炭素皮膜の形成と、上記のような平坦面の組み合わせによって、高温でSn付着が生じやすい状況下においても、安定的にSn付着を低減し、且つSn系電極の表面酸化皮膜を効率良く除去しつつ、安定した接触を継続的に実現できたのである。   In the contact probe pin of the present invention, the combination of the formation of the carbon film and the flat surface as described above can stably reduce the Sn adhesion even under the circumstances where the Sn adhesion is likely to occur at a high temperature, and the Sn-based electrode. As a result, it was possible to continuously achieve stable contact while efficiently removing the surface oxide film.

炭素皮膜の形成と平坦面の存在によるSn付着低減のメカニズムは明らかではないが、次のように考えることができる。典型的なクラウン形状のコンタクトプローブピンでは、ハンダ材料やSnに対して、5〜20μm程度の深さの接触痕が形成されることが多い。即ち、先端が尖鋭であるような典型的なクラウン形状のコンタクトプローブピンでは、先端形状よりも大きな接触痕が発生する場合があり、プローブの平坦部や緩やかな傾斜部分よりも略垂直に近い斜面での相手材への接触が繰り返されることになる。   The mechanism of Sn adhesion reduction due to the formation of a carbon film and the presence of a flat surface is not clear, but can be considered as follows. In a typical crown-shaped contact probe pin, a contact mark having a depth of about 5 to 20 μm is often formed on a solder material or Sn. That is, in a typical crown-shaped contact probe pin with a sharp tip, a contact mark larger than the tip shape may occur, and the slope is almost perpendicular to the flat part or the gentle slope part of the probe. The contact with the opponent material at is repeated.

このような箇所では、相手電極が膜面に対して横方向に強く擦り付けられるような接触となり、膜面の僅かな凹凸(基材由来のもの)でSnが削り取られ、転写する可能性が高くなるものと考えられる。また、先端が尖鋭な形状のプローブでは、基材の機械的な切削加工やその上の薄膜(NiやAu、炭素皮膜も含めて)を形成する際に、平坦部とは条件が異なり、切削疵や膜質の変化等による僅かな凹凸の増加の可能性があり、Sn付着増加が発生するものと考えられる。   In such a place, contact is made such that the counterpart electrode is strongly rubbed in the lateral direction against the film surface, and Sn is scraped off by slight unevenness (from the base material) on the film surface, and there is a high possibility of transfer. It is considered to be. In the case of a probe with a sharp tip, the conditions differ from the flat part when mechanically cutting the substrate or forming a thin film (including Ni, Au, and carbon film) on the substrate. There is a possibility that slight unevenness may increase due to changes in wrinkles and film quality, and it is considered that Sn adhesion increases.

これに対し、本発明のコンタクトプローブピンのように、突起の頂部が平坦面であることによって、相手電極に対して不要に擦り付けられることがない。また、基材は複雑な曲面を形成することなく、単純な切削加工によって平坦面を形成できること、およびこの平坦面に薄膜(炭素皮膜)を形成することの容易さから、上記のような凹凸の存在自体を低減できることになる。そして、このような平坦面を所定量存在させ、その表面に炭素皮膜が形成されていれば、相手電極の素材(特に、Sn)の付着を防止できるものとなる。また、このような部分に対して、相手電極の酸化皮膜を除去した面を接触させること、即ち、相手電極を変形させた上で接触させることが安定的な接触が実現できるものとなる。しかも、その製造の容易さからして、低コストが実現できるものとなる。   On the other hand, unlike the contact probe pin of the present invention, since the top of the protrusion is a flat surface, it is not rubbed unnecessarily against the counterpart electrode. In addition, since the substrate can form a flat surface by a simple cutting process without forming a complicated curved surface, and the ease of forming a thin film (carbon film) on this flat surface, The existence itself can be reduced. If a predetermined amount of such a flat surface is present and a carbon film is formed on the surface, adhesion of the mating electrode material (especially Sn) can be prevented. Further, stable contact can be realized by bringing the surface of the counterpart electrode from which the oxide film is removed into contact with such a portion, that is, contacting the deformed electrode after deforming it. In addition, low cost can be realized due to the ease of manufacture.

このような効果は、相手電極が平坦な面を有するものは勿論のこと、BGAパッケージのような半割りボール状電極のように、球面を有する電極においても、同様に発揮できる。ボール状電極に接触する状況を模式的に図2(概略説明図)に示す。ボール状電極に対して、コンタクトプローブ1を接触させる方向に対して垂直に平坦面を有する。この場合、平坦面がボールに接触しやすいように、プローブ全体の先端を先にいくほど細らせるような形状が好ましい。   Such an effect can be exhibited not only in the case where the counterpart electrode has a flat surface but also in an electrode having a spherical surface, such as a half-ball-shaped electrode such as a BGA package. FIG. 2 (schematic explanatory diagram) schematically shows the situation of contact with the ball-shaped electrode. The ball-shaped electrode has a flat surface perpendicular to the direction in which the contact probe 1 is brought into contact. In this case, a shape in which the tip of the entire probe is narrowed first is preferable so that the flat surface can easily come into contact with the ball.

本発明のコンタクトプローブピン1においては、前記平坦面3がコンタクトプローブピン1の側面4(前記図1参照)と鈍角をなすように側面の形状を調整した構成することが好ましい。こうした部分を存在させることによって、プローブと相手電極との接触を安定にし、プローブ側面への相手電極材の付着を極力低減させることができる。平面を押し付けることによって、表面酸化膜を含む変形したSnやSn合金等が効率良く接触面から排除され、良好な接触面を形成することができる。また、電極側の必要以上の損失を低減することもできる。尚、コンタクトプローブピンの側面4は、突起2の側面(外側面)と連続面を為している。   The contact probe pin 1 of the present invention preferably has a configuration in which the shape of the side surface is adjusted so that the flat surface 3 forms an obtuse angle with the side surface 4 of the contact probe pin 1 (see FIG. 1). The presence of such a portion makes it possible to stabilize the contact between the probe and the counterpart electrode and reduce the attachment of the counterpart electrode material to the side surface of the probe as much as possible. By pressing the flat surface, the deformed Sn or Sn alloy including the surface oxide film is efficiently removed from the contact surface, and a good contact surface can be formed. Moreover, the loss more than necessary on the electrode side can be reduced. The side surface 4 of the contact probe pin forms a continuous surface with the side surface (outer surface) of the protrusion 2.

また、耐久性向上および品質安定性の観点から、平坦面3とコンタクトプローブピン1の側面4との境界部分5(前記図1参照)に、隅取りを行って曲面Rを形成する(丸みを持たせる)ことも有効である。こうした部分の形成は、表面に形成する炭素皮膜の厚さを厚くしたり、薬剤でのエッチング研磨処理等で容易に達成することができる。   Further, from the viewpoint of durability improvement and quality stability, a curved surface R is formed by rounding the boundary portion 5 (see FIG. 1) between the flat surface 3 and the side surface 4 of the contact probe pin 1 (see FIG. 1). Is also effective. Formation of such a part can be easily achieved by increasing the thickness of the carbon film formed on the surface, etching etching treatment with a chemical agent, or the like.

上記のような効果を発揮させるためには、頂部の平坦面における合計面積は500〜5000μm2とする必要がある。好ましくは800μm2以上、3000μm2以下である。この合計面積が500μm2未満あれば、Sn付着を低減させるための平坦面の面積が十分でなく、繰り返しの接触により、Sn付着が増加する面積が大きいため、安定な接触が得られにくい。これに対して、合計面積が5000μm2を超えると、電極表面の酸化皮膜が十分除去できないため高抵抗になりやすい。 In order to exhibit the above effects, the total area on the top flat surface needs to be 500 to 5000 μm 2 . Preferably 800 [mu] m 2 or more and 3000 .mu.m 2 or less. If this total area is less than 500 μm 2, the area of the flat surface for reducing Sn adhesion is not sufficient, and the area where Sn adhesion increases due to repeated contact is large, so that stable contact is difficult to obtain. On the other hand, if the total area exceeds 5000 μm 2 , the oxide film on the electrode surface cannot be sufficiently removed, and the resistance tends to be high.

本発明のコンタクトプローブピンは、基材の表面(先端付近の表面)に、金属および/またはその炭化物を含有する炭素皮膜を形成することによって構成されるが、用いる基材としては、例えばベリリウム合金(Be−Cu)、炭素工具鋼のいずれかからなるものが適用できる。但し、これらに限定されるものではない。また、基材にはその表面や電極との接触部分に、AuやPd、Au合金またはPd合金等の貴金属が形成されているものも知られているが、本発明で用いる基材は、そのいずれも適用できる。或は、基材そのものが、AuやPd、Au合金またはPd合金等で構成されていても良い。   The contact probe pin of the present invention is configured by forming a carbon film containing a metal and / or a carbide thereof on the surface of the substrate (surface near the tip). As the substrate to be used, for example, a beryllium alloy One made of either (Be—Cu) or carbon tool steel can be applied. However, it is not limited to these. In addition, it is also known that the base material is formed with a noble metal such as Au, Pd, Au alloy or Pd alloy on the surface or in contact with the electrode. Either can be applied. Alternatively, the base material itself may be made of Au, Pd, Au alloy, Pd alloy, or the like.

炭素皮膜は上記各種基材に対して反応性が低い上に、硬く、内部応力も大きいために、基材上に安定に形成することは困難である。こうしたことから、基材と炭素皮膜の密着性を高めるために、両者の間に、CrやWを含む層を介在させ、更に必要によってその傾斜組成層を設けることが有効であることも知られているが、こうした構成も採用できる。このCrやWを含む層と基材表面との密着性を更に改善するために、上記のようなCrやWを含む層の下地層として、更にNiまたはNi合金からなる層を介在させることで、AuやPd等によって構成される基材表面上に炭素皮膜を安定的に密着させることができるものとなるので好ましい。   Since the carbon film has low reactivity with respect to the above various base materials and is hard and has a large internal stress, it is difficult to stably form the carbon film on the base material. From these facts, it is also known that it is effective to interpose a layer containing Cr or W between the two in order to enhance the adhesion between the base material and the carbon film, and to further provide a gradient composition layer as necessary. However, this configuration can also be adopted. In order to further improve the adhesion between the layer containing Cr and W and the surface of the base material, a layer made of Ni or Ni alloy is further interposed as an underlayer of the layer containing Cr or W as described above. It is preferable because the carbon film can be stably adhered on the surface of the base material made of Au, Pd, or the like.

コンタクトプローブピンの基材表面に炭素皮膜を形成する方法としては、CVD法(化学蒸着法)やスパッタリング法等が適用できる。このうちCVD法では、原料ガスとして水素を含むものを使用することから、炭素皮膜中に水素が含有されることになり、炭素皮膜が低いものしか形成できないことになる。これに対して、スパッタリング法を適用した場合には、良好な特性の炭素皮膜が形成できるので好ましい。   As a method for forming a carbon film on the substrate surface of the contact probe pin, a CVD method (chemical vapor deposition method), a sputtering method, or the like can be applied. Among these, in the CVD method, since a material containing hydrogen is used as a raw material gas, hydrogen is contained in the carbon film, and only a low carbon film can be formed. On the other hand, it is preferable to apply a sputtering method because a carbon film having good characteristics can be formed.

炭素皮膜中に含有させる金属は、容易に炭化物を形成する金属である場合には、炭素皮膜中に均一に分散し、非晶質で均一な状態に保つことになる。こうした観点から、炭素皮膜中に含有させる金属としては、タングステン(W)、タンタル(Ta)、モリブデン(Mo)、ニオブ(Nb)、チタン(Ti)、クロム(Cr)等が挙げられ、これらの金属の1種以上を用いることができる。このうち、炭化物の安定性や安価に入手できることを考慮すれば、タングステンが最も好ましい。   When the metal contained in the carbon film is a metal that easily forms a carbide, it is uniformly dispersed in the carbon film and kept in an amorphous and uniform state. From this point of view, examples of the metal contained in the carbon film include tungsten (W), tantalum (Ta), molybdenum (Mo), niobium (Nb), titanium (Ti), and chromium (Cr). One or more metals can be used. Of these, tungsten is most preferable in consideration of the stability of carbides and availability at low cost.

炭素皮膜中に含有される金属はその製造原理からして、金属単体若しくは炭化物の形態となり(或は、混在した状態)、その含有量によって炭素皮膜の電気抵抗値が決定される。本発明のコンタクトプローブピンで形成される炭素皮膜は、上記のような特性を発揮するものとなり、その値は検査時に要求される接触抵抗値や硬度を満足するものとなる。そして、上記のような特性を満足させるという観点からして、コンタクトプローブピンの先端の炭素皮膜中の金属および/またはその炭化物の含有量は、5〜30原子%程度が好ましい。   The metal contained in the carbon film is in the form of a single metal or a carbide (or a mixed state) based on the manufacturing principle, and the electric resistance value of the carbon film is determined by the content. The carbon film formed with the contact probe pin of the present invention exhibits the above characteristics, and the value satisfies the contact resistance value and hardness required at the time of inspection. From the viewpoint of satisfying the above characteristics, the metal and / or carbide content in the carbon film at the tip of the contact probe pin is preferably about 5 to 30 atomic%.

本発明のコンタクトプローブピンにおいては、炭素皮膜の厚さが薄過ぎると炭素皮膜を形成する効果が発揮されないので、0.1μm以上とすることが好ましい。しかしながら、炭素皮膜の厚さが厚過ぎると抵抗値が高くなるので、5μm以下であることが好ましい。炭素皮膜の厚さは、0.2μm以上であることがより好ましく、2μm以下であることがより好ましい。   In the contact probe pin of the present invention, if the thickness of the carbon film is too thin, the effect of forming the carbon film is not exhibited. However, if the thickness of the carbon film is too thick, the resistance value increases, and therefore it is preferably 5 μm or less. The thickness of the carbon film is more preferably 0.2 μm or more, and more preferably 2 μm or less.

本発明のコンタクトプローブピンによって検査される被検面(相手電極)は、通常ハンダが用いられるが、これは基本的にSnを含むものであり、このSnは特にコンタクトプローブピンの表面に付着しやすいものである。従って、被検面がSnまたはSn合金からなる場合、本発明のコンタクトプローブピンを適用すると、特にその効果が有効に発揮される。   The surface to be inspected (contact electrode) to be inspected by the contact probe pin of the present invention usually uses solder, which basically contains Sn, and this Sn particularly adheres to the surface of the contact probe pin. It is easy. Therefore, when the test surface is made of Sn or an Sn alloy, the effect is particularly effectively exhibited when the contact probe pin of the present invention is applied.

ところで、コンタクトプローブピンによる検査では、接触時に数グラム〜数十グラム程度、より具体的には5〜50g程度の荷重をかけることが一般的であるが、このときの相手電極素材の硬度に対応して、電極が変形して最終的に接触する角度が決まることになる。本発明者らは、先端が2つ以上の突起に分割され、少なくとも前記突起の表面に金属および/またはその炭化物を含有する炭素皮膜が形成されると共に、突起の各頂部は、被検面に接触する方向に対して略垂直方向の平坦面であるコンタクトプローブピンを用いて、5〜40g程度の荷重をかけた場合に、圧力(平坦面単位面積当りの圧力)と、コンタクトプローブの耐久性との関係についても検討した。   By the way, in the inspection with the contact probe pin, it is common to apply a load of several grams to several tens of grams at the time of contact, more specifically, about 5 to 50 g, but this corresponds to the hardness of the mating electrode material at this time. Thus, the angle at which the electrode is deformed and finally comes into contact is determined. The inventors of the present invention divided the tip into two or more protrusions, and formed a carbon film containing a metal and / or a carbide thereof at least on the surface of the protrusions. When a load of about 5 to 40 g is applied using a contact probe pin that is a flat surface substantially perpendicular to the contact direction, the pressure (pressure per unit area of the flat surface) and the durability of the contact probe We also examined the relationship between

その結果、平坦面を10N/mm2以上、1000N/mm2以下の圧力で被検面に接触させて検査するようにすれば、Sn付着を極力低減しつつ、コンタクトプローブピン自体や相手電極が機械的に破損することなく、良好な電気的接触が安定して実現できることも見出している。こうした効果を発揮させるためには、平坦面を接触させるときの圧力は、平坦面の面積当り10N/mm2以上、1000N/mm2以下とする必要がある。この圧力が10N/mm2未満では、特に抵抗の高い炭素皮膜が表面にある状態では電気的に十分接触できず、高抵抗となり、1000N/mm2を超えると、過剰な圧力で電極、プローブ共に損傷が大きくなる可能性があると共に、余分なSn付着を助長し、ひいては安定なコンタクトを素材することになる。好ましくは、50〜800N/mm2程度である。 As a result, if the flat surface is inspected by contacting with the test surface at a pressure of 10 N / mm 2 or more and 1000 N / mm 2 or less, the contact probe pin itself or the counterpart electrode is reduced while reducing Sn adhesion as much as possible. It has also been found that good electrical contact can be realized stably without mechanical breakage. In order to exert such an effect, the pressure when contacting the flat surface needs to be 10 N / mm 2 or more and 1000 N / mm 2 or less per area of the flat surface. If this pressure is less than 10 N / mm 2 , electrical contact cannot be sufficiently achieved especially when a highly resistant carbon film is on the surface, resulting in high resistance. If it exceeds 1000 N / mm 2 , both the electrode and the probe are excessively pressurized. Damage can be significant and promotes extra Sn adhesion, which in turn results in a stable contact material. Preferably, it is about 50 to 800 N / mm 2 .

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited by the following examples, but may be appropriately modified within a range that can meet the purpose described above and below. Of course, it is possible to implement them, and they are all included in the technical scope of the present invention.

コンタクトプローブピンには、図1(外観形状の一例を示す概略説明図)に示すように、先端が4つの突起に分割され、突起の頂部の平坦部の合計面積が約2000μm2のスプリング内蔵プローブを作製した。先端の全体の直径は0.3mm(300μm)である。このコンタクトプローブピンは、その表面がAuメッキされたものであり、基材1はBe−Cu製(市販品)である。バネの機能により、相手電極に接触して所定のストロークを経て押し込むと30gfの荷重(147N/mm2)が発生するものである。 In the contact probe pin, as shown in FIG. 1 (schematic explanatory diagram showing an example of the external shape), a probe with a built-in spring whose tip is divided into four protrusions and the total area of the flat part at the top of the protrusion is about 2000 μm 2. Was made. The total diameter of the tip is 0.3 mm (300 μm). This contact probe pin has a surface plated with Au, and the substrate 1 is made of Be-Cu (commercially available). Due to the function of the spring, a load of 30 gf (147 N / mm 2 ) is generated when the electrode contacts with the counter electrode and is pushed in through a predetermined stroke.

マグネトロンスパッタリング装置に、炭素(グラファイト)ターゲット、Crターゲット、およびNiターゲットの夫々を配置し、それらに対抗する位置に、コンタクトプローブピン(基材)を配置した。スパッタリングチャンバーを、6.7×10-4Pa以下まで真空排気した後、Arガスを導入して圧力を0.13Paに調整した。基材に高周波電圧を印加することで、Arイオンエッチングを施した後、基材との密着層としてNiを厚さ50nm、Crを厚さ50nm積層して形成し、更にCrとW含有炭素皮膜を交互に成膜しつつ、徐々に炭素皮膜の比率を増加させる傾斜組成層の中間層を成膜し(厚さ:100nm)、最後に、最表面の炭素皮膜の成膜時には、投入電力密度5.66W/cm2でWチップを載せたグラファイトターゲットをDCマグネトロン放電させ、基材には−100Vのバイアス電圧を印加し、約400nm(0.4μm)の厚さにコーティングを実施した。このとき、炭素皮膜の最表面のWの含有量が5〜10原子%となるように調整した。 Each of a carbon (graphite) target, a Cr target, and a Ni target was placed in a magnetron sputtering apparatus, and a contact probe pin (base material) was placed at a position facing them. The sputtering chamber was evacuated to 6.7 × 10 −4 Pa or less, and Ar gas was introduced to adjust the pressure to 0.13 Pa. After applying Ar ion etching by applying a high-frequency voltage to the base material, Ni is formed by stacking 50 nm and Cr with a thickness of 50 nm as an adhesion layer with the base material, and further a carbon film containing Cr and W The intermediate layer of the gradient composition layer that gradually increases the ratio of the carbon film is formed (thickness: 100 nm), and finally, the input power density is formed when the outermost carbon film is formed. A graphite target with a W chip mounted at 5.66 W / cm 2 was subjected to DC magnetron discharge, a bias voltage of −100 V was applied to the substrate, and coating was performed to a thickness of about 400 nm (0.4 μm). At this time, it adjusted so that content of W of the outermost surface of a carbon film might be 5-10 atomic%.

形成した炭素皮膜付コンタクトプローブピン(本発明のコンタクトプローブピン)を用いて、SnAg3.0Cu0.5の組成の鉛フルーハンダ(千住金属製)を平板に加工した試料に対して、130℃の条件で10万回の接触を行ない、先端(突起)のSn付着状況を観察した。また、電気抵抗値の安定性の有無を確認するために、接触毎に100mAの通電を実施し、電気抵抗値の変化(抵抗値変動)を求めた。但し、抵抗の測定は100回に1回とした。 Using the formed contact probe pin with carbon film (contact probe pin of the present invention), a sample of lead full solder (made by Senju Metal) having a composition of SnAg 3.0 Cu 0.5 was processed at a temperature of 130 ° C. Contact was made 10,000 times, and the Sn adhesion state of the tip (projection) was observed. Moreover, in order to confirm the presence or absence of the stability of an electrical resistance value, electricity supply of 100 mA was implemented for every contact, and the change (resistance value fluctuation | variation) of the electrical resistance value was calculated | required. However, the resistance was measured once every 100 times.

このとき、比較のために、(A)先端の突起部が尖鋭で平坦面がないクラウン形状であって、所定ストロークにて25gfの荷重を発生させるプローブに炭素皮膜を形成する以外は上記と同様の炭素皮膜付コンタクトプローブピン(比較例1)、(B)比較例1と同様のプローブにAuめっきを施しただけのもの(比較例2)についても作製した。そしてこれらのコンタクトプルーブピンについても、上記と同様にして、接触後の先端の状況を観察すると共に、電気抵抗値の安定性の有無を調査した。   At this time, for comparison, (A) the same as the above except that the protrusion at the tip is sharp and has no flat surface, and a carbon film is formed on a probe that generates a load of 25 gf at a predetermined stroke. A contact probe pin with carbon coating (Comparative Example 1) and (B) the same probe as Comparative Example 1 (Comparative Example 2) were prepared. With respect to these contact probe pins, the state of the tip after contact was observed in the same manner as described above, and the presence or absence of stability of the electrical resistance value was investigated.

本発明のコンタクトプローブピン(実施例)を用いたときの電気抵抗値の変化(コンタクト回数と電気抵抗値変動の関係)を図3に示す。比較例1のコンタクトプローブピンを用いたときの電気抵抗値の変化(コンタクト回数と電気抵抗値変動の関係)を図4に示す。比較例2のコンタクトプローブピンを用いたときの電気抵抗値の変化(コンタクト回数と電気抵抗値変動の関係)を図5に示す。   FIG. 3 shows changes in the electrical resistance value (relationship between the number of contacts and fluctuations in the electrical resistance value) when the contact probe pin (Example) of the present invention is used. FIG. 4 shows changes in electrical resistance values (relationship between the number of contacts and fluctuations in electrical resistance values) when the contact probe pins of Comparative Example 1 are used. FIG. 5 shows changes in electrical resistance values (relationship between the number of contacts and fluctuations in electrical resistance values) when the contact probe pins of Comparative Example 2 are used.

これらの結果から次のように考察できる。まず本発明のコンタクトプローブピン(実施例)では、10万回の接触を行なった後においても、初期とほぼ同等の電気抵抗値を維持していることが分かる(図3)。比較例1のコンタクトプローブピンは、電気抵抗値の変動は小さいが、徐々に抵抗が増加している傾向が見られる(図4)。仮に、電気抵抗値の変動の許容値が200mΩであるとすれば、本発明のコンタクトプローブピンでは、7万回以上、比較例1のコンタクトプローブピンでは2万回程度まで、クリーニング等の付加的作業を行うことなく、安定な接続が可能であることが分かる。   These results can be considered as follows. First, it can be seen that the contact probe pin (Example) of the present invention maintains an electrical resistance value substantially equal to the initial value even after 100,000 contacts (FIG. 3). The contact probe pin of Comparative Example 1 shows a tendency that the resistance gradually increases although the fluctuation of the electric resistance value is small (FIG. 4). Assuming that the allowable value of the fluctuation of the electric resistance value is 200 mΩ, the contact probe pin of the present invention is 70,000 times or more, and the contact probe pin of Comparative Example 1 is additional about 20,000 times. It can be seen that a stable connection is possible without performing work.

これに対して、炭素皮膜を形成していない比較例2のコンタクトプローブピンでは、Sn付着が多く発生することによって、接触後早期に電気抵抗値の上昇が認められている(図5)。このため、初期1万回までの抵抗推移を図5では示している。   On the other hand, in the contact probe pin of Comparative Example 2 in which no carbon film is formed, an increase in the electrical resistance value is recognized early after contact due to a large amount of Sn adhesion (FIG. 5). For this reason, the resistance transition up to 10,000 times in the initial stage is shown in FIG.

また各コンタクトプローブピンについて、先端部の状態については、次のような結果が得られた。まず、本発明のコンタクトプローブピン(実施例)では、10万回の接触を行なった後においても、500μm2以上の有効接触面積(元の平坦面表面が露出した状態)を保持していることが判明した。 For each contact probe pin, the following results were obtained for the state of the tip. First, the contact probe pin (Example) of the present invention has an effective contact area of 500 μm 2 or more (the original flat surface surface is exposed) even after 100,000 contacts. There was found.

また比較例1のコンタクトプローブピンでは、1万回の接触を行なった後は500μm2以上の有効接触面積を保持しているものの、10万回の接触を行なった後には、平坦面の殆どが、付着したSn化合物で覆われた状態となっていた。更に、比較例2のコンタクトプローブピンでは、1万回の接触までに、平坦面の殆どが、付着したSn化合物で覆われた状態となっていた。 The contact probe pin of Comparative Example 1 retains an effective contact area of 500 μm 2 or more after 10,000 contacts, but most of the flat surface after 100,000 contacts. , And was covered with the deposited Sn compound. Furthermore, in the contact probe pin of Comparative Example 2, most of the flat surface was covered with the deposited Sn compound until 10,000 times of contact.

尚、上記のような評価を行うに当って、その基準を500μm2としたのは、500μm2の接触面積が確保されていれば、金属に比較して電気抵抗の高い炭素皮膜が形成されている場合であっても、概ね接触部の抵抗を10mΩ以下の低い値に保てるためである。 Note that hit the the evaluation as described above, to that the reference and 500 [mu] m 2, if the contact area of 500 [mu] m 2 is ensured, and a high carbon film electrical resistance than the metal is formed This is because the resistance of the contact portion can be generally kept at a low value of 10 mΩ or less even in the case of being present.

1 コンタクトプローブピン
2 突起
3 平坦面
4 側面
5 境界部分
1 Contact probe pin 2 Protrusion 3 Flat surface 4 Side surface 5 Boundary portion

Claims (7)

先端が2つ以上の突起に分割され、該突起は被検面に繰り返し接触するためのものであって、少なくとも前記突起の表面には、金属および/またはその炭化物を含有する炭素皮膜が形成されており、前記突起の各頂部は、被検面に接触する方向に対して略垂直方向の平坦面であると共に、当該平坦面の合計面積が500μm2以上、5000μm2以下であることを特徴とするコンタクトプローブピン。 The tip is divided into two or more protrusions, and the protrusions are for repeatedly contacting the test surface, and at least the surface of the protrusions is formed with a carbon film containing a metal and / or a carbide thereof. and, the top of said protrusions, and characterized in that with a flat surface substantially perpendicular to the direction in contact with the test surface, the total area of the flat surface 500 [mu] m 2 or more and 5000 .mu.m 2 or less Contact probe pin to be used. 前記平坦面がコンタクトプローブピンの側面と鈍角をなすように前記側面の形状を調整したものである請求項1に記載のコンタクトプローブピン。   The contact probe pin according to claim 1, wherein the shape of the side surface is adjusted such that the flat surface forms an obtuse angle with the side surface of the contact probe pin. 前記金属は、W、Ta、Mo、Nb、TiおよびCrよりなる群から選択される1種以上である請求項1または2に記載のコンタクトプローブピン。   The contact probe pin according to claim 1, wherein the metal is at least one selected from the group consisting of W, Ta, Mo, Nb, Ti, and Cr. 前記金属および/またはその炭化物の含有量は5〜30原子%である請求項1〜3のいずれかに記載のコンタクトプローブピン。   The contact probe pin according to claim 1, wherein a content of the metal and / or carbide thereof is 5 to 30 atomic%. 前記炭素皮膜の厚さは0.1〜5μmである請求項1〜4のいずれかに記載のコンタクトプローブピン。   The contact probe pin according to claim 1, wherein the carbon film has a thickness of 0.1 to 5 μm. 検査される被検面は、SnまたはSn合金からなるものである請求項1〜5のいずれかに記載のコンタクトプローブピン。   The contact probe pin according to claim 1, wherein the test surface to be inspected is made of Sn or an Sn alloy. 先端が2つ以上の突起に分割されたコンタクトプローブピンを用い、該突起を被検面に繰り返し接触させて検査するに当り、少なくとも前記突起の表面には、金属および/またはその炭化物を含有する炭素皮膜を形成しておき、前記突起の各頂部には、被検面に接触する方向に対して略垂直方向の平坦面を形成しておくと共に、当該平坦面を10N/mm2以上、1000N/mm2以下の圧力で被検面に接触させて検査することを特徴とする検査方法。
When a contact probe pin whose tip is divided into two or more protrusions is used and the protrusion is repeatedly brought into contact with the surface to be inspected, at least the surface of the protrusion contains a metal and / or a carbide thereof. A carbon film is formed, and a flat surface substantially perpendicular to the direction in contact with the test surface is formed on each top of the protrusion, and the flat surface is 10 N / mm 2 or more and 1000 N An inspection method comprising inspecting the surface to be inspected with a pressure of / mm 2 or less.
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