JP2017145496A - 合金材料、コンタクトプローブおよび接続端子 - Google Patents

Abstract

【課題】導電性・耐酸化性に優れているとともに、コンタクトプローブおよび接続端子用として高硬度でかつ圧延性および切削加工性に優れた合金材料、この合金材料からなるコンタクトプローブおよび接続端子を提供すること。【解決手段】銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）、銅（Ｃｕ）の３元合金の組成領域において、Ａｇが２０〜３０ｗｔ％、Ｐｄが３５〜５５ｗｔ％、Ｃｕが２０〜４０ｗｔ％を占める組成とし、該組成を基本として、金（Ａｕ）および白金（Ｐｔ）の１つ若しくはこれらの組み合わせを５〜２５ｗｔ％の範囲で添加し、スズ（Ｓｎ）を０．５〜２．５ｗｔ％の範囲で添加し、コバルト（Ｃｏ）、クロム（Ｃｒ）および亜鉛（Ｚｎ）の１つ若しくはこれらの組み合わせを０．１〜１．０ｗｔ％の範囲で添加するとともに、イリジウム（Ｉｒ）およびルテニウム（Ｒｕ）の１つ若しくはこれらの組み合わせを０．０１〜０．１ｗｔ％添加してなる。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、合金材料に関するものであって、この合金材料からなり、半導体集積回路や液晶パネルなどの検査対象の導通状態検査または動作特性検査に用いられるコンタクトプローブや、電気接点同士を接続する接続端子に関するものである。

従来、半導体集積回路や液晶パネル（液晶表示装置）などの検査対象の導通状態検査や動作特性検査を行う際には、検査対象と検査用信号を出力する回路基板を有する信号処理装置との間の電気的な接続を図る導電性のコンタクトプローブが用いられる。正確な導通状態検査や動作特性検査を行うため、コンタクトプローブを介した検査用信号の入出力を確実に行うことが求められている。

コンタクトプローブは、半導体集積回路や液晶パネルなどの検査対象物に繰り返し接触させて使用する。繰り返しの使用によってコンタクトプローブが酸化すると、検査結果に影響を及ぼす。このため、コンタクトプローブに用いられる材料には、高い導電性や耐食性、良好な耐酸化性が要求される。また、繰り返しの検査によって検査対象物との接触を行ってもコンタクトプローブ自体の磨耗を抑制させるために、磨耗しにくい高硬度の特性を有することが重要となる。

従来、磨耗しにくい高硬度の材料として、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）、銅（Ｃｕ）を主成分とする合金が知られている。しかしながら、半導体集積回路や液晶表示装置などの高密度化にともない、検査で用いるコンタクトプローブも微細な形状が要求される傾向にある。そのため、導通時のコンタクトプローブ表面の影響がより顕著になり、上記の合金では耐酸化性が不十分で、繰り返し接触により抵抗値上昇が見られる場合があった。

接触抵抗を安定させるため、例えば、コンタクトプローブピンの先端部に、炭素被膜をコーティングしたり、炭素イオンを注入して表面改質したりする技術などが提案されている（例えば、特許文献１，２を参照）。

特開２００１−２８９８７４号 特開２００３−１４９２６７号

しかしながら、上記特許文献１，２に記載の技術では、検査対象との繰り返し接触によって被膜が剥がれ落ちたり、磨耗により改質部分が損傷したりして、安定性が得られない場合がある。そのため、より安定性の高い材料でのコンタクトプローブピン作製が望まれている。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、導電性・耐酸化性に優れるとともに、高硬度でかつ圧延性および切削加工性に優れた合金材料、この合金材料からなるコンタクトプローブおよび接続端子を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる合金材料は、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）、銅（Ｃｕ）の３元合金の組成領域において、Ａｇが２０〜３０ｗｔ％、Ｐｄが３５〜５５ｗｔ％、Ｃｕが２０〜４０ｗｔ％を占める組成とし、該組成を基本として、金（Ａｕ）および白金（Ｐｔ）の１つ若しくはこれらの組み合わせを５〜２５ｗｔ％の範囲で添加し、スズ（Ｓｎ）を０．５〜２．５ｗｔ％の範囲で添加し、コバルト（Ｃｏ）、クロム（Ｃｒ）および亜鉛（Ｚｎ）の１つ若しくはこれらの組み合わせを０．１〜１．０ｗｔ％の範囲で添加、イリジウム（Ｉｒ）およびルテニウム（Ｒｕ）の１つ若しくはこれらの組み合わせを０．０１〜０．１ｗｔ％添加してなることを特徴とする。

また、本発明にかかる合金材料は、上記の発明において、加熱により時効処理させたビッカース硬さが、４８０〜５６０であることを特徴とする。

また、本発明にかかるコンタクトプローブは、長手方向の両端で接触対象とそれぞれ接触する導電性のコンタクトプローブであって、少なくとも一部が、上記の発明にかかる合金材料を用いて形成されたことを特徴とする。

また、本発明にかかるコンタクトプローブは、上記の発明において、一端で一方の接触対象と接触する導電性の第１プランジャと、一端で他方の接触対象と接触する導電性の第２プランジャと、前記第１および第２プランジャの間に設けられて該第１および第２プランジャを伸縮自在に連結するコイルばねと、を有し、前記第１プランジャ、前記第２プランジャおよび前記コイルばねのうち、少なくとも一つが前記合金材料からなることを特徴とする。

また、本発明にかかる接続端子は、長手方向の両端で接触対象とそれぞれ接触する導電性の接続端子であって、少なくとも一部が、上記の発明にかかる合金材料を用いて形成されたことを特徴とする。

本発明によれば、Ａｇ、Ｐｄ、Ｃｕの３元合金の組成領域において、Ａｇが２０〜３０ｗｔ％、Ｐｄが３５〜５５ｗｔ％、Ｃｕが２０〜４０ｗｔ％を占める組成とし、該組成を基本として、ＡｕおよびＰｔの１つ若しくはこれらの組み合わせを５〜２５ｗｔ％の範囲で添加、Ｓｎを０．５〜２．５ｗｔ％の範囲で添加、Ｃｏ、ＣｒおよびＺｎの１つ若しくはこれらの組み合わせを０．１〜１．０ｗｔ％の範囲で添加、さらにＩｒおよびＲｕの１つ若しくはこれらの組み合わせを０．０１〜０．１ｗｔ％添加されるようにしたので、導電性・耐酸化性に優れるとともに、コンタクトプローブや接続端子用として高硬度でかつ圧延性および切削加工性に優れた合金材料を得ることができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態の合金材料の一使用態様にかかるソケットの概略構成を示す斜視図である。 図２は、本発明の実施の形態の合金材料の一使用態様にかかるソケットの要部の構成を示す部分断面図である。 図３は、本発明の実施の形態の合金材料の一使用態様にかかるソケットの半導体集積回路の検査時におけるソケットの要部の構成を示す部分断面図である。 図４は、実施例１０と比較例２のコンタクトテスト後のＥＰＭＡ分析結果である。

以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明において参照する各図は、本発明の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。すなわち、本発明は各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものではない。

本発明の実施の形態にかかる合金材料について説明する。本実施の形態にかかる合金材料は、銀（Ａｇ）−パラジウム（Ｐｄ）−銅（Ｃｕ）の３元合金を含む。本実施の形態にかかるＡｇ−Ｐｄ−Ｃｕの３元合金は、２０ｗｔ％Ａｇ−４０ｗｔ％Ｐｄ−４０ｗｔ％Ｃｕ、３０ｗｔ％Ａｇ−３５ｗｔ％Ｐｄ−３５ｗｔ％Ｃｕ、２０ｗｔ％Ａｇ−５５ｗｔ％Ｐｄ−２５ｗｔ％Ｃｕ、３０ｗｔ％Ａｇ−５０ｗｔ％Ｐｄ−２０ｗｔ％Ｃｕの領域内において形成される合金である。換言すれば、本実施の形態にかかるＡｇ−Ｐｄ−Ｃｕの３元合金は、Ａｇが２０〜３０ｗｔ％、Ｐｄが３５〜５５ｗｔ％、Ｃｕが２０〜４０ｗｔ％となる合金である。このような重量比割合の合金組成であると、銀リッチ相のα２（Ａｇ）、ＰｄＣｕのβの２相を出現させるスピノーダル分解を時効処理で起こすことになり、他の出現相を出来るだけ混在させないためにも好ましい。これらの理由からも、２相の出現相により硬さの向上を満足するためにＡｇ−Ｐｄ−Ｃｕの３元合金の組成域を限定する必要がある。

Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ合金は、高温域においてＡｇ、Ｐｄ、Ｃｕがお互いに溶け合うことによって、面心立方格子（ＦＣＣ：Ｆａｃｅ‐Ｃｅｎｔｅｒｅｄ Ｃｕｂｉｃ）の相を形成する。ここで、ＡｇとＰｄとは、高温域も低温域もお互いに溶け合う性質がある。また、ＰｄとＣｕとは、高温域では溶け合って、低温域で化合物相であるβ相を形成することで硬化に関与するが、この場合、ビッカース硬さは、せいぜい２５０程度である。ＡｇとＣｕとは、銅リッチ相α１（Ｃｕ）とα２（Ａｇ）とに分離する性質がある。この３元合金の特定な組成域では、様々な相が出現することから十分な硬さが得られないことが多い。

例えば、２５ｗｔ％Ａｇ−３０ｗｔ％Ｐｄ−４５ｗｔ％Ｃｕの組成では、時効処理すると、２相のα１（Ｃｕ）、α２（Ａｇ）が出現する。また、２５ｗｔ％Ａｇ−６０ｗｔ％Ｐｄ−１５ｗｔ％Ｃｕの組成では、α２（Ａｇ）、パラジウムリッチ相のα２（Ｐｄ）、βの３相が出現する。これら出現相は、ビッカース硬さに影響を及ぼし、特にα１（Ｃｕ）やα２（Ｐｄ）の出現量が多くなると、時効処理後におけるビッカース硬さの向上が得られにくい。

ここで、Ｐｄの重量比割合が低く、Ｃｕの重量比割合が多い一部の組成領域では、α１（Ｃｕ）の出現はあるがわずかな出現量となるため硬さに大きく影響しない。さらに最大限のビッカース硬さの向上を得るため、本実施の形態にかかる合金材料のＡｇ−Ｐｄ−Ｃｕの３元合金の組成領域内において、２２ｗｔ％Ａｇ−４３ｗｔ％Ｐｄ−３５ｗｔ％Ｃｕ、２８ｗｔ％Ａｇ−４０ｗｔ％Ｐｄ−３２ｗｔ％Ｃｕ、２２ｗｔ％Ａｇ−５０ｗｔ％Ｐｄ−２８ｗｔ％Ｃｕ、２８ｗｔ％Ａｇ−４７ｗｔ％Ｐｄ−２５ｗｔ％Ｃｕの領域内であることが好ましい。

さらに本実施の形態にかかる合金材料には、上述したＡｇ−Ｐｄ−Ｃｕの３元合金の組成域内の組成を基本として金（Ａｕ）および白金（Ｐｔ）の１つ若しくはこれらの組み合わせを５〜２５ｗｔ％の範囲で添加する。これにより、時効処理後のビッカース硬さを低下させずに、耐酸化性を向上させることができる。

また、上述した組成の合金材料に対して、スズ（Ｓｎ）を０．５〜２．５ｗｔ％の範囲で添加し、さらにコバルト（Ｃｏ）、クロム（Ｃｒ）および亜鉛（Ｚｎ）の１つ若しくはこれらの組み合わせを０．１〜１．０ｗｔ％の範囲で添加する。これにより、時効処理後のビッカース硬さを４８０〜５６０に上昇させることができる。

また、上述した組成の合金材料に対して、イリジウム（Ｉｒ）およびルテニウム（Ｒｕ）の１つ若しくはこれらの組み合わせを０．０１〜０．１ｗｔ％さらに添加することによって、ビッカース硬さが４８０〜５６０であって、圧延性が良好な合金材料を得ることができる。

上述した実施の形態によれば、Ａｇ、Ｐｄ、Ｃｕの３元合金の組成領域において、Ａｇが２０〜３０ｗｔ％、Ｐｄが３５〜５５ｗｔ％、Ｃｕが２０〜４０ｗｔ％を占める組成とし、該組成を基本として、ＡｕおよびＰｔの１つ若しくはこれらの組み合わせを５〜２５ｗｔ％の範囲で添加、Ｓｎを０．５〜２．５ｗｔ％の範囲で添加、Ｃｏ、ＣｒおよびＺｎの１つ若しくはこれらの組み合わせを０．１〜１．０ｗｔ％の範囲で添加、ＩｒおよびＲｕの１つ若しくはこれらの組み合わせを０．０１〜０．１ｗｔ％添加するようにしたので、導電性・耐酸化性に優れているとともに、コンタクトプローブ用として高硬度でかつ圧延性および切削加工性に優れた合金材料を得ることができる。

また、本実施の形態によれば、Ａｇ、Ｐｄ、Ｃｕを基本としたＡｇ−Ｐｄ−Ｃｕの３元合金において、この３元合金に対して半導体検査装置用のコンタクトプローブとしてビッカース硬さや導電性を確保するための添加金属を見出すことができた。

Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕの３元合金は、組成領域において相変態の違いにより時効硬化に差が見られるが、本実施の形態にかかる合金材料によれば、組成領域においてＡｇが２０〜３０ｗｔ％、Ｐｄが３５〜５５ｗｔ％、Ｃｕが２０〜４０ｗｔ％の領域内を占める組成で最大の硬化作用を有する組成バランスを図っている。

ここで、ＰｄとＣｕは化合物相を生成して硬化するが、最大のビッカース硬さでも２５０程度が限界である。これに対し、Ａｇを適量に含有すると時効硬化によりα2（Ａｇ）とβ相を最大限に微細分離させることが可能となる。この結果として、ビッカース硬さを増大させることができる。

また、本実施の形態によれば、重量比割合が、Ａｇが２０〜３０ｗｔ％、Ｐｄが３５〜５５ｗｔ％、Ｃｕが２０〜４０ｗｔ％からなるＡｇ−Ｐｄ−Ｃｕの３元合金を基本として、ＡｕおよびＰｔの１つ若しくはこれらの組み合わせを５〜２５ｗｔ％の範囲で添加、Ｓｎを０．５〜２．５ｗｔ％の範囲で添加、Ｃｏ、ＣｒおよびＺｎの１つ若しくはこれらの組み合わせを０．１〜１．０ｗｔ％の範囲で添加、ＩｒおよびＲｕの１つ若しくはこれらの組み合わせを０．０１〜０．１ｗｔ％添加することにより、時効処理した時効材のビッカース硬さが４８０〜５６０となるため、合金材料として耐摩耗性が向上し、半導体検査装置の材料に好適となる。

また、本実施の形態によれば、ＡｇやＣｕは比抵抗を減少させる傾向があり、Ｐｄは比抵抗を増大させる傾向がある。すなわち、本実施の形態にかかる合金材料は、高硬度の特性を確保しつつ導電性を有する組成バランスを図っている。

本実施の形態の合金材料に関わる割合は、高硬度を満足するものとして、２０ｗｔ％Ａｇ−４０ｗｔ％Ｐｄ−４０ｗｔ％Ｃｕ、３０ｗｔ％Ａｇ−３５ｗｔ％Ｐｄ−３５ｗｔ％Ｃｕ、２０ｗｔ％Ａｇ−５５ｗｔ％Ｐｄ−２５ｗｔ％Ｃｕ、３０ｗｔ％Ａｇ−５０ｗｔ％Ｐｄ−２０ｗｔ％Ｃｕの領域内のＡｇ−Ｐｄ−Ｃｕの３元合金を基本として、ＡｕおよびＰｔの１つ若しくはこれらの組み合わせを５〜２５ｗｔ％の範囲で添加、Ｓｎを０．５〜２．５ｗｔ％の範囲で添加、Ｃｏ、ＣｒおよびＺｎの１つ若しくはこれらの組み合わせを０．１〜１．０ｗｔ％の範囲で添加、ＩｒおよびＲｕの１つ若しくはこれらの組み合わせを０．０１〜０．１ｗｔ％添加することにより、時効処理したビッカース硬さが４８０〜５６０に達する。このＡｇ−Ｐｄ−Ｃｕの３元合金の領域外の組成に添加を行っても、硬さの向上は得られにくい。

本実施の形態にかかる合金材料は、ＡｕおよびＰｔの１つ若しくはこれらの組み合わせを５〜２５ｗｔ％の範囲で添加できる。これらの添加金属は、耐酸化性の向上に有用である。ＡｕおよびＰｔの１つ若しくはこれらの組み合わせの添加量は、５ｗｔ％未満の場合には、耐酸化性の向上が小さい。一方で、２５ｗｔ％を超える場合には、硬さが低下する。したがって、５〜２５ｗｔ％の範囲が適量である。

本実施の形態にかかる合金材料は、さらにＳｎを０．５〜２．５ｗｔ％の範囲で添加できる。Ｓｎ添加量が０．５ｗｔ％未満の場合には、硬さの向上が小さい。一方で、Ｓｎ添加量が２．５ｗｔ％を超える場合には、圧延性が劣化する。したがって、Ｓｎは０．５〜２．５ｗｔ％の範囲で添加されることが好適である。

本実施の形態にかかる合金材料は、さらにＣｏ、ＣｒおよびＺｎの１つ若しくはこれらの組み合わせを０．１〜１．０ｗｔ％の範囲で添加できる。これらの添加金属は、切削加工性に有用である。Ｃｏ、ＣｒおよびＺｎの１つ若しくはこれらの組み合わせの添加量は、０．１ｗｔ％未満の場合には、切削加工性の向上が小さい。一方で、１．０ｗｔ％を超える場合には、圧延性が劣化する。したがって、０．１〜１．０ｗｔ％の範囲が適量である。

本実施の形態にかかる合金材料は、さらにＩｒおよびＲｕのいずれか１つまたはそれらの組み合わせを０．０１〜０．１ｗｔ％添加できる。これらの添加金属は、加工性に有用であり、添加しないものと比べて圧延加工時に合金表面の細かな割れが減少して加工性が改善される。ＩｒおよびＲｕの１つ若しくはこれらの組み合わせの添加量は、０．１ｗｔ％超えても効果は変わらないため、０．０１〜０．１ｗｔ％が適量である。Ｉｒ、Ｒｕは、結晶粒を微細化させる作用があり、結晶粒が小さいと圧延加工時に粒界割れを起こしにくいからである。

ビッカース硬さは、鋳造したものを溶体化処理し、加熱することで時効硬化を発揮する。

次に、本実施の形態にかかる合金材料をコンタクトプローブとして使用する場合について説明する。図１は、本発明の実施の形態の合金材料の一使用態様にかかるソケット（コンタクトプローブ）の概略構成を示す斜視図である。図１に示すソケット１は、検査対象物である半導体集積回路１００の電気特性検査を行う際に使用する装置であって、半導体集積回路１００と半導体集積回路１００へ検査用信号を出力する回路基板２００との間を電気的に接続する装置である。

ソケット１は、長手方向の一方の端部側で被接触体である半導体集積回路１００の一つの電極（接触対象）と接触し、他方の端部側で回路基板２００の電極（接触対象）とそれぞれ接触する複数のコンタクトプローブ２（以下、単に「プローブ２」という）と、複数のプローブ２を所定のパターンにしたがって収容して保持するプローブホルダ３と、プローブホルダ３の周囲に設けられ、検査の際に複数のプローブ２と接触する半導体集積回路１００の位置ずれが生じるのを抑制するホルダ部材４と、を有する。

図２は、本実施の形態の合金材料の一使用態様にかかるソケット（コンタクトプローブ）の要部の構成を示す部分断面図であって、プローブホルダ３に収容されるプローブ２の詳細な構成を示す図である。図２に示すプローブ２は、半導体集積回路１００の検査を行なうときに、その半導体集積回路１００の接続用電極に接触する第１プランジャ２１と、検査回路を備えた回路基板２００の電極に接触する第２プランジャ２２と、第１プランジャ２１と第２プランジャ２２との間に設けられて第１プランジャ２１および第２プランジャ２２を伸縮自在に連結するコイルばね２３とを備える。プローブ２を構成する第１プランジャ２１および第２プランジャ２２、ならびにコイルばね２３は同一の軸線を有している。プローブ２は、半導体集積回路１００をコンタクトさせた際に、コイルばね２３が軸線方向に伸縮することによって半導体集積回路１００の接続用電極への衝撃を和らげるとともに、半導体集積回路１００および回路基板２００に荷重を加える。

第１プランジャ２１、第２プランジャ２２およびコイルばね２３の少なくとも一つは上述した合金材料を用いて形成され、全ての部材がこの合金材料を用いて形成されることが好ましい。また、コイルばね２３は、所定荷重が加わったときの粗巻き部２３ｂの縮み量が、初期荷重が加わったときに、例えば、プローブ２がプローブホルダ３に収容された状態（図１参照）における基端部（コイルばね２３に収容される側の端部）と密着巻き部２３ａとの最短距離より大きくなるようなばね特性となるように線材の径や、巻回されてなる径が設計される。このばね特性を有するコイルばね２３を用いることによって、プローブ２に所定荷重を加えた場合に基端部２２ｄを密着巻き部２３ａ内に摺接させ、基端部と密着巻き部２３ａとの間の電気的導通が可能となる。

プローブホルダ３は、樹脂、マシナブルセラミックス、シリコンなどの絶縁性材料を用いて形成され、図２の上面側に位置する第１部材３１と下面側に位置する第２部材３２とが積層されてなる。第１部材３１および第２部材３２には、複数のプローブ２を収容するためのホルダ孔３３および３４が同数ずつ形成され、プローブ２を収容するホルダ孔３３および３４は、互いの軸線が一致するように形成されている。ホルダ孔３３および３４の形成位置は、半導体集積回路１００の配線パターンに応じて定められる。

図３は、本実施の形態の合金材料の一使用態様にかかるソケット（コンタクトプローブ）の、半導体集積回路の検査時におけるソケットの要部の構成を示す部分断面図であって、プローブホルダ３を用いた半導体集積回路１００の検査時の状態を示す図である。半導体集積回路１００の検査時にコイルばね２３が圧縮されると、図３に示すように、第２プランジャ２２の基端部は、密着巻き部２３ａの内周側と摺接する。このとき回路基板２００から半導体集積回路１００に供給される検査用信号は、電極２０１から第２プランジャ２２、密着巻き部２３ａ、第１プランジャ２１を経由して半導体集積回路１００の接続用電極１０１へ到達する。このように、プローブ２では、第１プランジャ２１と第２プランジャ２２が密着巻き部２３ａを介して導通するため、電気信号の導通経路を最小にすることができる。したがって、検査時に粗巻き部２３ｂに信号が流れるのを防止し、インダクタンスの低減および安定化を図ることができる。なお、本実施例ではコイルばねが粗巻き部と密着巻き部を有するものとして説明したが、単に粗巻き部のみからなるコイルばねを用いても構わない。

また、第１プランジャの先端が先細に形成されているため、接続用電極１０１の表面に酸化皮膜が形成されている場合であっても酸化皮膜を突き破り、先端を接続用電極１０１と直接接触させることができる。

なお、ここで説明したプローブ２の構成はあくまでも一例に過ぎず、従来知られているさまざまな種類のプローブに上述した合金材料を適用することが可能である。例えば、上述したようなプランジャとコイルばねとで構成されるものに限らず、パイプ部材を備えるプローブ、ポゴピン、またはワイヤを弓状に撓ませて荷重を得るワイヤープローブや、電気接点同士を接続する接続端子（コネクタ）でもよい。

ここで、接続端子は、電気接点同士を接続するものであって、例えば、上述したプローブ２のように、各電気接点とそれぞれ接触する導電性の２つの端子と、各端子を摺動可能に保持する弾性部材（または保持部材）と、を備えるものである。このような接続端子では、少なくとも端子が上述した合金材料からなる。

以下、この発明の合金材料の実施例および比較例について詳細に説明する。まず、本実施例にかかる合金材料の測定内容について説明する。

硬度試験片は、溶体化処理および時効処理を行い作製した。その後、作製した試験片のビッカース硬さ（時効材硬度）を測定した。

電気伝導度用の試験片は、溶体化処理および時効処理を行い作製した。その後、作製した試験片の抵抗値を測定し、電気伝導度を求めた。

圧延性の評価基準は、破断せずに加工できたものを○、破断して加工ができないものを×とした。

切削加工性の評価基準は、ピン形状に加工し、加工寸法公差内であれば○、公差外は×とした。

耐久性の評価基準は、１５０℃の大気中（常圧下）において、ピン形状に加工した試験片にて１００万回のコンタクトテストを行い、テスト前後の抵抗値上昇が２００％未満であれば○（耐久性あり）、２００％以上は×（耐久性なし）とした。具体的に、テスト前の初期抵抗が５０ｍΩであった場合、１５０ｍΩ未満であれば○とした。

次に、本実施例にかかる合金材料の各金属の重量比割合について説明する。表１は、実施例１〜１３および比較例１〜１０にかかる合金材料の重量比割合（組成）と測定結果とを示すものである。

実施例１〜１３は、重量比割合が、Ａｇが２０〜３０ｗｔ％、Ｐｄが３５〜５５ｗｔ％、Ｃｕが２０〜４０ｗｔ％からなるＡｇ−Ｐｄ−Ｃｕの３元合金を基本として、ＡｕおよびＰｔの１つ若しくはこれらの組み合わせを５〜２５ｗｔ％の範囲で添加、Ｓｎを０．５〜２．５ｗｔ％の範囲で添加、Ｃｏ、ＣｒおよびＺｎの１つ若しくはこれらの組み合わせを０．１〜１．０ｗｔ％の範囲で添加、Ｉｒ、Ｒｕの１つ若しくはこれらの組み合わせを０．０１〜０．１ｗｔ％添加した組成である。なお、表１では、添加後の組成を示している。

比較例１は、重量比割合が、Ａｇが２０〜３０ｗｔ％、Ｐｄが３５〜５５ｗｔ％、Ｃｕが２０〜４０ｗｔ％からなるＡｇ−Ｐｄ−Ｃｕの３元合金である。比較例２〜５はＡｕおよびＰｔが本実施の形態にかかる組成域から外れた組成である。比較例６はＣｏ、ＣｒおよびＺｎが未添加の本実施の形態から外れた組成である。比較例７〜１０はＳｎ、Ｃｏ、ＣｒおよびＺｎが本実施の形態にかかる組成域から外れた組成である。

以下、実施例１〜１３および比較例１〜１０の測定結果について説明する。実施例１〜１３は、重量比割合が、Ａｇが２０〜３０ｗｔ％、Ｐｄが３５〜５５ｗｔ％、Ｃｕが２０〜４０ｗｔ％からなるＡｇ−Ｐｄ−Ｃｕの３元合金を基本として、ＡｕおよびＰｔの１つ若しくはこれらの組み合わせを５〜２５ｗｔ％の範囲で添加、Ｓｎを０．５〜２．５ｗｔ％の範囲で添加、Ｃｏ、ＣｒおよびＺｎの１つ若しくはこれらの組み合わせを０．１〜１．０ｗｔ％の範囲で添加、Ｉｒ、Ｒｕの１つ若しくはこれらの組み合わせを０．０１〜０．１ｗｔ％添加した組成である。実施例１〜１３は、時効処理後のビッカース硬さが４８０〜５６０の範囲内にあり、加工性・耐久性も良好であった。この結果により、Ａｕ、Ｐｔ、Ｓｎ、Ｃｏ、Ｃｒ、ＺｎやＩｒ、Ｒｕを添加しない比較例１と比べて、Ａｕ、Ｐｔ、Ｓｎ、Ｃｏ、Ｃｒ、ＺｎやＩｒ、Ｒｕの添加が、ビッカース硬さの向上に関与していることが確認された。

これに対し、比較例２〜３は、本実施の形態にかかる組成域よりＡｕおよびＰｔの添加量が少ない組成であり、硬さの向上は得られた一方で、実施例１〜１３に比べ耐久性が劣化した。図４に実施例１０と比較例２の１００万回コンタクトテスト後の電子線マイクロアナライザー（Electron Probe Micro Analyzer：ＥＰＭＡ）分析結果を示す。本実施例では、図４は、青色に近づくにつれて酸素の濃度が低く、赤色に近づくにつれて酸素の濃度が高くなるような酸素分布濃度を示している。また、図４に示すＥＰＭＡ分析結果は、実施例１０および比較例２にかかる合金材料の表層の分布図を示している。実施例１０は比較例２に比べ酸化度合いが小さく、ＡｕおよびＰｔの添加が、耐酸化性の向上に関与していることが確認された。

比較例４〜５は、本実施の形態にかかる組成域よりＡｕおよびＰｔを超過して添加した組成であり、実施例１〜１３に比べ耐久性が劣化した。硬さが小さく、磨耗量が多くなった事が原因と見られる。

比較例６は、本実施の形態にかかる組成に対しＣｏ、ＣｒおよびＺｎが添加されていない組成であり、硬さの向上は得られた一方で、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｚｎを添加した実施例１〜１３に比べ切削加工性が劣化した。Ｃｏ、Ｃｒ、Ｚｎの添加が、切削加工性の向上に関与していることが確認された。

比較例７〜１０は、本実施の形態にかかる組成域よりＳｎ、Ｃｏ、ＣｒおよびＺｎを超過して添加した組成であり、硬さの向上は得られた一方で、実施例１〜１３に比べ圧延性が劣化した。

また、電気伝導度測定では、上述した実施例１〜１３において導電性が良好であることが確認された。

以上のように、本発明にかかる合金材料、この合金材料からなるコンタクトプローブおよび接続端子は、導電性、耐酸化性、硬度および加工性の面で、コンタクトプローブ用として有用である。

１ ソケット
２ コンタクトプローブ（プローブ）
３ プローブホルダ
４ ホルダ部材
２１ 第１プランジャ
２２ 第２プランジャ
２３ コイルばね
２３ａ 密着巻き部
２３ｂ 粗巻き部
３１ 第１部材
３２ 第２部材
３３，３４ ホルダ孔
１００ 半導体集積回路
１０１ 接続用電極
２００ 回路基板
２０１ 電極

Claims (5)

1. 銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）、銅（Ｃｕ）の３元合金の組成領域において、Ａｇが２０〜３０ｗｔ％、Ｐｄが３５〜５５ｗｔ％、Ｃｕが２０〜４０ｗｔ％を占める組成とし、該組成を基本として、金（Ａｕ）および白金（Ｐｔ）の１つ若しくはこれらの組み合わせを５〜２５ｗｔ％の範囲で添加し、スズ（Ｓｎ）を０．５〜２．５ｗｔ％の範囲で添加し、コバルト（Ｃｏ）、クロム（Ｃｒ）および亜鉛（Ｚｎ）の１つ若しくはこれらの組み合わせを０．１〜１．０ｗｔ％の範囲で添加するとともに、イリジウム（Ｉｒ）およびルテニウム（Ｒｕ）の１つ若しくはこれらの組み合わせを０．０１〜０．１ｗｔ％添加してなることを特徴とする合金材料。
2. 加熱により時効処理させたビッカース硬さが、４８０〜５６０であることを特徴とする請求項１に記載の合金材料。
3. 長手方向の両端で接触対象とそれぞれ接触する導電性のコンタクトプローブであって、
   少なくとも一部が、請求項１または２に記載の合金材料を用いて形成されたことを特徴とするコンタクトプローブ。
4. 一端で一方の接触対象と接触する導電性の第１プランジャと、
   一端で他方の接触対象と接触する導電性の第２プランジャと、
   前記第１および第２プランジャの間に設けられて該第１および第２プランジャを伸縮自在に連結するコイルばねと、を有し、
   前記第１プランジャ、前記第２プランジャおよび前記コイルばねのうち、少なくとも一つが前記合金材料からなることを特徴とする請求項３に記載のコンタクトプローブ。
5. 長手方向の両端で接触対象とそれぞれ接触する導電性の接続端子であって、
   少なくとも一部が、請求項１または２に記載の合金材料を用いて形成されたことを特徴とする接続端子。

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