JP2021167760A - 筒状部材、コンタクトプローブ及び半導体検査用ソケット - Google Patents

Abstract

【課題】導電性及び強度が確保された筒状部材、コンタクトプローブ及び半導体検査用ソケットを提供する。
【解決手段】ベリリウム銅からなる板材の対向する辺５３同士が突き合わされた部分が軸線方向に沿って延在している筒状の基材４０と、基材４０の内表面および外表面にそれぞれ形成され、Ｎｉ系材料からなる、基材４０の補強材としての第１被覆層４１と、各第１被覆層４１の表面に形成され、基材４０とは異なる金属系材料からなる第２被覆層４２と、を備えるコンタクトプローブに用いられる筒状部材であって、第１被覆層４１は、基材４０よりも高硬度とされ、基材４０の厚さをＴ_Ｂ、外表面に形成された第１被覆層４１の層厚さをＴ１_ＯＵＴとしたとき、基材４０は、１３μｍ≦Ｔ_Ｂ≦２５μｍとされ、第１被覆層４１は、Ｔ１_ＯＵＴ≧Ｔ_Ｂ×４％となるように形成されている。
【選択図】図７

Description

本発明は、筒状部材、コンタクトプローブ及び半導体検査用ソケットに関する。

電子機器などに実装されるＩＣパッケージ等の電子部品は、一般に、配線基板に実装される前の段階でその潜在的欠陥を除去するための試験が検査用ソケットを用いて行われる。検査用ソケットは、電子部品の半田ボールや半田バンプ等の電極部とテストボード又は実装基板とされたプリント配線基板（基板）との間を電気的に接続する接触子（コンタクトプローブ）を備えている。

コンタクトプローブには、筒状に形成された筒状部材（バレル）内にコイルスプリングを収容し、バレルの両端に設けられたプランジャを動かす、いわゆるスプリングプローブが広く採用されている。特許文献１に記載されているように、バレルの製造方法の一例としては、Ｎｉ層を電鋳により成長させるものがある。この他、銅系材料を切削加工する方法や銅系材料を抽伸する方法もある。

このようなバレルは、スプリングプローブの組立体を保持するための強度を確保するとともに、検査信号や給電を行うための導電性を確保する役割を担っている。

特開２０１１−１１７８８２号公報

しかしながら、近年、電子部品は微細化の傾向にあり、これに伴ってコンタクトプローブの狭ピッチ化やバレルの外径の縮小が要求されている。ところが、コイルスプリング等を収容するための空間をバレルの内部に確保しなければならないので、バレルの外径の縮小と同時にバレルを薄肉化する必要がある。このような薄肉化は、バレルの強度低下や導電性悪化の要因となっている。

このとき、例えば特許文献１に開示されているように、Ｎｉを電鋳により成長させることでバレルを形成した場合、薄肉化による強度低下は抑制できるものの導電性が悪化する可能性がある。また、銅系材料を切削加工する方法では、狭ピッチ化に要求されるような薄肉のバレルを形成することが困難であるうえに、偏肉が発生しやすい。また、銅系材料を抽伸する方法でも、狭ピッチ化に要求されるような薄肉のバレルを形成することが困難であるうえに、内面に施すめっきの均一性が悪くめっきを厚くし難い。また、クラッド材を抽伸する場合であっても、切断面や溶接個所等の母材がむき出しになっている部分での腐食が問題となる可能性がある。また、銅系材料は、導電性が良好であるものの薄肉化によって強度が低下する可能性がある。

そこで、本発明は、導電性及び強度が確保された筒状部材、コンタクトプローブ及び半導体検査用ソケットを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の筒状部材、コンタクトプローブ及び半導体検査用ソケットは以下の手段を採用する。
すなわち、本発明の一態様に係る筒状部材は、ベリリウム銅からなる板材の対向する辺同士が突き合わされた部分が軸線方向に沿って延在している筒状の基材と、前記基材の内表面および外表面にそれぞれ形成され、Ｎｉ系材料からなる、前記基材の補強材としての第１被覆層と、各前記第１被覆層の表面に形成され、前記基材とは異なる金属系材料からなる第２被覆層と、を備えるコンタクトプローブに用いられる筒状部材であって、前記第１被覆層は、前記基材よりも高硬度とされ、前記基材の厚さをＴ_Ｂ、前記外表面に形成された前記第１被覆層の層厚さをＴ１_ＯＵＴとしたとき、前記基材は、１３μｍ≦Ｔ_Ｂ≦２５μｍとされ、前記第１被覆層は、Ｔ１_ＯＵＴ≧Ｔ_Ｂ×４％となるように形成されている。

本態様に係る筒状部材において、板材の対向する辺同士が突き合わされた部分が軸線方向に沿って延在している筒状の基材はベリリウム銅からなるので、導電性を確保しつつ薄肉化を実現できる。これは、コンタクトプローブの狭ピッチ化に伴う筒状部材（例えばバレル）の細径化に有用である。また、ベリリウム銅は、耐疲労性、加工性（成形性）に優れているので、突合せ辺同士を軸線方向に沿って突き合わせる加工（例えばプレス加工）に用いられる材料として好適である。すなわち、ベリリウム銅を用いることで、薄肉化した基材の導電性の確保及び加工性の向上を実現できる。
また、Ｎｉ系材料からなる第１被覆層は基材よりも高硬度とされているので、Ｎｉ系材料からなる第１被覆層をベリリウム銅からなる基材の補強材として作用させることができる。ベリリウム銅の硬度（例えば、ビッカース硬さ）は、例えば３５０Ｈｖ−４５０Ｈｖ（時効硬化処理後）とされ、Ｎｉめっきの硬度（同じく、ビッカース硬さ）は、例えば１００Ｈｖ−１０００Ｈｖとなるが、敢えて、ベリリウム銅からなる基材の硬度よりも高いＮｉ系材料からなる第１被覆層の硬度を選択することで、第１被覆層を基材の補強材として作用させることができる。
また、基材の厚さをＴ_Ｂ、外表面に形成された第１被覆層の層厚さをＴ１_ＯＵＴとしたとき、基材は、１３μｍ≦Ｔ_Ｂ≦２５μｍとされ、第１被覆層は、Ｔ１_ＯＵＴ≧Ｔ_Ｂ×４％となるように形成されているので、可能な限りベリリウム銅からなる基材の薄肉化を実現しつつ可能な限り薄い第１被覆層（Ｎｉ層）で最低限の強度を確保することができる。

また、本発明の一態様に係る筒状部材において、前記内表面側の前記第２被覆層の層厚さをＴ２_ＩＮとしたとき、前記第２被覆層は、Ｔ２_ＩＮ≧０．０５μｍとなるように形成されている。

本態様に係る筒状部材において、第２被覆層は、Ｔ２_ＩＮ≧０．０５μｍとなるように形成されているので、内表面側に形成される第２被覆層の導体抵抗を小さくすることも可能である。これによって、筒状部材を流れる電流の安定化を図ることができる。なお、第２被覆層は、例えばプランジャとの接点部の酸化による接触抵抗の増加抑制や腐食防止のために形成されるものである。

また、本発明の一態様に係る筒状部材において、前記第１被覆層及び／又は前記第２被覆層は、めっき処理によって施されている。

本態様に係る筒状部材において、第１被覆層及び／又は第２被覆層はめっき処理によって施されているので、めっき層の厚さをコントロールすることで、電気的特性と強度確保の両方を同時に実現することができる。

また、本発明の一態様に係る筒状部材において、各前記対向する辺には、突き合わせることによって前記貫通孔が形成される切欠きが設けられている。

本態様に係る筒状部材において、各対向する辺には、突き合わせることによって貫通孔が形成される切欠きが設けられているので、基材の加工と同時に、かつ、簡便に貫通孔を形成することができる。
また、第１被覆層や第２被覆層をめっき処理によって施す場合、貫通穴によってめっき液の循環を促すことができる。このため、均一なめっきを基材に対して施すことができる。

また、本発明の一態様に係るコンタクトプローブは、上述の筒状部材を備えている。

また、本発明の一態様に係る半導体検査用ソケットは、上述のコンタクトプローブを備えている。

本発明によれば、導電性及び強度が確保された筒状部材、コンタクトプローブ及び半導体検査用ソケットを提供できる。

本発明の一実施形態に係るバレルを有するコンタクトプローブが採用されたソケットにＩＣパッケージが取り付けられる前の状態を示した縦断面図である。 ＩＣパッケージが取り付けられた状態の図１に示したソケットを示した縦断面図である。 図２に示したＡ部の部分拡大図である。 本発明の一実施形態に係るコンタクトプローブを示した図である。 本発明の一実施形態に係るバレルを示した図である。 図５に示した切断線Ｉ−Ｉにおける横断面図である。 図６に示したＢ部に部分拡大図である。 バレルの押圧試験の様子を示した図である。 押圧試験の結果を示した図（比較例を含む）である。 基材の加工工程を示した平面図及びそれに対応する正面図である。 第１変形例に係る基材を示した図である。 第１変形例に係る基材の加工工程を示した平面図及びそれに対応する正面図である。 第２変形例に係る所定形状の板材を示した図である。 第３変形例に係る所定形状の板材を示した図である。 第３変形例に係る基材を示した図である。

以下に、本発明の一実施形態に係る筒状部材、コンタクトプローブ及び半導体検査用ソケットについて図面を参照して説明する。

まず、本実施形態に係る筒状部材（バレル）３２を有しているコンタクトプローブ３０が採用された半導体検査用ソケット１（以下、単に「ソケット１」という。）について説明する。

図１には、ＩＣパッケージ（被検査デバイス）５が取り付けられる前のソケット１が示されている。また、図２には、ＩＣパッケージ５が取り付けられた状態のソケット１が示されている。
ソケット１は、例えば、テストボードとしてのプリント配線基板３（以下、単に「基板３」という。）上に配置される。ソケット１と基板３とは、図示しない締結部材等によって互いに固定されている。

ソケット１は、上方のソケット本体１ａと、ソケット本体１ａに対して下方から取付けられるプローブ配列基板１ｂとを備えている。ソケット本体１ａとプローブ配列基板１ｂとは絶縁性を有する部材で構成されている。ソケット本体１ａとプローブ配列基板１ｂとは、図示しない位置決めピン等によって相対的に位置決めされたうえで、固定ボルト７で互いに固定されている。

ソケット本体１ａの上面には、ＩＣパッケージ５を収容するデバイス収容部９が形成されている。デバイス収容部９は、ソケット本体１ａの上面から下方に向かって窪むように形成された凹所とされている。

デバイス収容部９の下方には、複数のコンタクトプローブ３０が並列状態で上下方向に延在して設けられている。各コンタクトプローブ３０は、約０．３ｍｍピッチで並列されている。このコンタクトプローブ３０によって、基板３とＩＣパッケージ５との導通が行われる。

図１に示されているように、ＩＣパッケージ５の下面には、電極として複数の半田ボール５ａが設けられている。

図２に示されているように、ソケット１に取り付けられているＩＣパッケージ５は、デバイス収容部９に収容されている。

図３には、図２のＡ部における部分拡大図が示されている。デバイス収容部９に収容された状態で、ＩＣパッケージ５の各半田ボール５ａには、各コンタクトプローブ３０の上端（詳細には、上部プランジャ３４が有する接触部３４ａの上端）が接触している。これによって、ＩＣパッケージ５と各コンタクトプローブ３０とが電気的に接触するとともにＩＣパッケージ５と基板３とが導通する。

次に、本実施形態に係るバレル３２及びコンタクトプローブ３０について説明する。

図４には、コンタクトプローブ３０が示されている。なお、中心軸線Ｘ１の右側は断面として示されている。また、図中の矢印は、ＩＣパッケージ５から基板３に向かう電流を示したものであり、実際には視認できない。

コンタクトプローブ３０は、中心軸線Ｘ１を有する円筒形状とされたバレル３２と、バレル３２内の上端３２ａ側に配置された上部プランジャ３４と、バレル３２内の下端３２ｂ側に配置された下部プランジャ３６と、バレル３２内に挿入されたコイルバネ３８とを備えている。

上部プランジャ３４及び下部プランジャ３６は、金属製とされており、例えば、ベリリウム銅、リン青銅、ＳＫ材等の母材に対してニッケル金めっきを施したものや、めっきが施されていないパラジウム合金が用いられる。

上部プランジャ３４は、バレル３２と共通の中心軸線Ｘ１を有する丸棒状とされている。上部プランジャ３４は、上方の先端に位置する接触部３４ａと、接触部３４ａの下端に接続され接触部３４ａよりも大径とされた大径部３４ｂとを有している。

同様に、下部プランジャ３６は、バレル３２と共通の中心軸線Ｘ１を有する丸棒状とされている。下部プランジャ３６は、下方の先端に位置する接触部３６ａと、接触部３６ａの上端に接続され接触部３６ａよりも大径とされた大径部３６ｂとを有している。

バレル３２は、円筒形状の部材とされ、上部プランジャ３４の大径部３４ｂ及び下部プランジャ３６の大径部３６ｂを内部に収容している。

バレル３２の上端３２ａは、端部が全周にわたって縮径するように形成されている。上端３２ａの先端の内径は、上部プランジャ３４の大径部３４ｂの外径よりも小さくなるように設定されている。これによって、上部プランジャ３４がバレル３２の上端３２ａからバレル３２の外部に離脱しないようになっている。

同様に、バレル３２の下端３２ｂは、端部が全周にわたって縮径するように形成されている。下端３２ｂの先端の内径は、下部プランジャ３６の大径部３６ｂの外径よりも小さくなるように設定されている。これによって、下部プランジャ３６がバレル３２の下端３２ｂからバレル３２の外部に離脱しないようになっている。

バレル３２の内部において、上部プランジャ３４と下部プランジャ３６との間には、例えばピアノ線やステンレス線によって形成されたコイルバネ３８が収容されている。

コイルバネ３８は、中心軸線Ｘ１の方向に沿って伸縮可能とされ、バレル３２に収容されている上部プランジャ３４及び下部プランジャ３６を互いに離間する方向に付勢している。

次に、バレル３２の詳細について説明する。
図５には、本実施形態に係るバレル３２が示されている。また、図６には、図５の切断線Ｉ−Ｉにおける横断面図が示されている。更に、図７には、図６のＢ部における部分拡大図が示されている。

図５及び図６に示されているように、バレル３２は中心軸線Ｘ２の方向に延在する筒状部材とされている。

図６及び図７に示されているように、バレル３２は、筒状に形成された基材４０と、基材４０の表面に形成されている第１被覆層４１と、第１被覆層４１の周囲に形成されている第２被覆層４２とを備えている。

基材４０は、例えばプレス加工によって形成されている。基材４０は、厚さをＴ_Ｂ（以下「厚さＴ_Ｂ」ともいう。）としたとき、１５μｍ≦Ｔ_Ｂ≦２５μｍ（好ましくは１５μｍ≦Ｔ_Ｂ≦２０μｍ）とされている。また、基材４０は、外径が０．２１ｍｍ程度とされるように形成されている。これによって、基材４０の内部に直径０．１６ｍｍ程度又はそれ以上の空間が形成されることとなる。

基材４０は、銅系材料とされており、例えばベリリウム銅とされている。ベリリウム銅は、プレス加工に適して、かつ、導電性が良好なものが好ましく、例えば、ばね用低ベリリウム銅（ＪＩＳ規格における合金番号：Ｃ１７５１、米国材料試験協会における合金番号：Ｃ１７５１０）とされている。これによって、プレス加工による基材４０の製作性が向上するとともに、導電性が良好な基材４０となる。なお、基材４０を構成する銅系材料は、後述する第１被覆層４１を構成する金属系材料よりも電気抵抗率が低いものが好ましい。これによって、通電時に流れる電流を主として基材４０に流すことができる。

図７に示されているように、第１被覆層４１は、筒状の基材４０の表面（内表面及び外表面の両表面）を直接的に被覆するように形成されている。第１被覆層４１は、基材４０と異なる金属系材料（例えばＮｉ系材料）からなり、被覆時において基材４０（ベリリウム銅）よりも高硬度となるように形成される。
なお、基材４０の材料であるベリリウム銅の硬度（例えば、ビッカース硬さ）は、例えば３５０Ｈｖ−４５０Ｈｖ（時効硬化処理後）であり、Ｎｉめっきの硬度（同じく、ビッカース硬さ）は、例えば１００Ｈｖ−１０００Ｈｖなので、Ｎｉ系材料は、常にベリリウム銅よりも高硬度になるとは限らない。本実施形態では、各材料が取り得る硬度の範囲から、被覆時において基材４０を構成する銅系材料よりも高硬度となるように第１被覆層４１を形成する。これにより、第１被覆層４１を基材４０の補強材として作用させることができる。

第２被覆層４２は、第１被覆層４１を下地として、基材４０の表面（内表面及び外表面の両表面）を被覆するように形成されている。第２被覆層４２は、基材４０と異なる金属系材料とされており、例えば、Ａｕ系材料又は白金族系を主成分とする材料とされている。

Ａｕ系材料の第２被覆層４２は、例えば硬質金めっき（特に金コバルトめっき）とされる。また、白金族系の材料であれば、例えばＰｄ（パラジウム）、Ｒｈ（ロジウム）、Ｐｔ（白金）等とされる。この第２被覆層４２によって、バレル３２の腐食や摩耗を抑制できる。また、バレル３２内に収容されている上部プランジャ３４及び下部プランジャ３６とバレル３２との電気的な接触を良好なものにできる。また、上部プランジャ３４及び／又は下部プランジャ３６との接点部の酸化による接触抵抗の増加抑制も可能である。

図３に示されているように、バレル３２を備えているコンタクトプローブ３０は、ＩＣパッケージ５と基板３とを導通させるが、その際、電流はコンタクトプローブ３０を次のように流れる。
すなわち、図４に示されているように、ＩＣパッケージ５（図示せず）から上部プランジャ３４に流れた電流は、接触部３４ａを介して大径部３４ｂに流れる。このとき、大径部３４ｂは、導電性が良好な第２被覆層４２を介してバレル３２に接触しているので、大径部３４ｂに流れた電流は、コイルバネ３８ではなくバレル３２に流れる。バレル３２に流れた電流は、基材４０を流れて下部プランジャ３６の大径部３６ｂに流れる。その後、電流は、接触部３４ａを介して基板３（図示せず）に流れる。

次に、第１被覆層４１及び第２被覆層４２の層厚さについて詳細に説明する。
第１被覆層４１は、第１被覆層４１を単に第２被覆層４２の下地として用いる場合に比べて厚くなるように形成されている。特に、基材４０の外表面側に形成される第１被覆層４１の厚さＴ１_ＯＵＴ（以下「層厚さＴ１_ＯＵＴ」ともいう。）は、厚さＴ_Ｂに対して、Ｔ１_ＯＵＴ≧Ｔ_Ｂ×４.０％（条件１）とされている。例えば、Ｔ_Ｂ＝２５μｍであればＴ１_ＯＵＴ≧１μｍとなり、Ｔ_Ｂ＝２０μｍであればＴ１_ＯＵＴ≧０．８μｍとなる。層厚さＴ１_ＯＵＴに係る条件１については、発明者らが実施した試験（後述）によって得られた知見に基づいて設定されている。
なお、基材４０の内表面側に形成される第１被覆層４１の層厚さＴ１_ＩＮ（以下「層厚さＴ１_ＩＮ」ともいう。）は、Ｔ１_ＩＮ≦Ｔ１_ＯＵＴとされることが好ましい。

Ｎｉ系材料は、一般的に、高強度とされているので、下地として用いる場合と比べて厚く形成された第１被覆層４１（特に外表面側に形成される第１被覆層４１）によって基材４０を補強できる。すなわち、Ｎｉ系材料の第１被覆層４１は、単に第２被覆層４２の下地としてだけでなく、バレル３２の強度を向上させる補強材料としても作用している。

なお、ここで言う下地とは、例えば銅系の素地金属（本実施形態において基材４０）に金めっき処理をする際に、素地金属が金めっき表面に拡散することを抑制するために施す、素地金属と金めっきとの間に介在する層である。したがって、第１被覆層４１を下地としてのみ用いる場合、その厚さは金属拡散を抑制するに必要な厚さ（例えば０．５μｍ程度）で十分とされる。

第１被覆層４１に対して、基材４０の内表面側に形成される第２被覆層４２の厚さＴ２_ＩＮ（以下「層厚さＴ２_ＩＮ」ともいう。）は、Ｔ２_ＩＮ≧０．０５μｍ（条件２）とされることが好ましく、Ｔ２_ＩＮ≧０．３μｍとされることがより好ましい。Ｔ２_ＩＮ≧０．０５μｍとすることによって、内表面側に形成される第２被覆層４２の導体抵抗を小さくすることで、バレル３２に流れる電流の安定化を図ることができる。また、Ｔ２_ＩＮ≧０．３μｍとすることによって、第２被覆層４２の導体抵抗を小さくするとともに耐久性に優れた第２被覆層４２とすることができる。
なお、基材４０の外表面側に形成される第２被覆層４２の層厚さＴ２_ＯＵＴ（以下「層厚さＴ２_ＯＵＴ」ともいう。）は、層厚さＴ２_ＩＮより薄くてもよい。外表面側に形成される第２被覆層４２は電流を流すための被覆層ではないので、内表面側に形成される第２被覆層４２のように導体抵抗を小さくする必要がないからである。つまり、外表面側に形成される第２被覆層４２は、耐腐食性や耐摩耗性を確保するに必要な層厚さＴ２_ｏｕｔがあれば十分である。

第１被覆層４１の厚さを決定するに際して、発明者らは以下の試験によって第１被覆層４１の厚さに係る知見を得た。

図８に示されているように、発明者らは、中心軸線Ｘ２が水平方向に沿うように試験台６２に載置された被試験体としてのバレル３２を試験片６０によって鉛直方向下方に押圧する試験を行った。

試験片６０は、バレル３２との接触面が、中心軸線Ｘ２の方向に沿って約０．３ｍｍの幅とされている。試験片６０の接触面の形状は、作業者が使用するピンセットの形状を想定したものである。

図９に示されているように、バレル３２を構成する基材４０は、厚さＴ_Ｂが異なる５種類が用意された。５種類のうち３種類が実施例１〜３とされ、２種類が比較のための比較例１、比較例２とされている。

以下、実施例１〜３及び比較例１、比較例２について説明する。
〔実施例１〕
実施例１では、厚さＴ_Ｂ＝１５μｍ、層厚さＴ１_ＯＵＴ＝０．６μｍ（厚さＴ_Ｂの４％）、層厚さＴ２_ＩＮ＝０．２５μｍ（厚さＴ_Ｂの１．７％）とされている。なお、筒状の基材４０は、プレス加工によって形成されている。
この結果、試験片６０を３．５Ｎ程度で押圧したときに、バレル３２の外観に潰れが生じ始めた。

〔実施例２〕
実施例２では、厚さＴ_Ｂ＝１８μｍ、層厚さＴ１_ＯＵＴ＝０．８μｍ（厚さＴ_Ｂの４.４％）、層厚さＴ２_ＩＮ＝０．３μｍ（厚さＴ_Ｂの１．７％）とされている。なお、筒状の基材４０は、プレス加工によって形成されている。
この結果、試験片６０を４．０Ｎ程度で押圧したときに、バレル３２の外観に潰れが生じ始めた。

〔実施例３〕
実施例３では、厚さＴ_Ｂ＝２５μｍ、層厚さＴ１_ＯＵＴ＝１．０μｍ（厚さＴ_Ｂの４％）として、層厚さＴ２_ＩＮ＝０．５μｍ（厚さＴ_Ｂの２．０％）とされている。なお、筒状の基材４０は、プレス加工によって形成されている。
この結果、試験片６０を５．０Ｎ程度で押圧しても、バレル３２の外観に潰れが生じなかった。

〔実施例１〜３の総合評価〕
バレル３２は、作業者によって、例えばピンセット等の保持具を用いて取り扱われる。このとき、ピンセットに挟まれたバレル３２に作用する力は約３．５Ｎ以上である。このため、３．５Ｎ程度の力に耐え得る強度があれば強度が確保されていることになる。

実施例１〜３の結果より、実施例１の条件であれば最低限の強度が確保され、実施例２及び実施例３の条件であれば十分な強度が確保されているバレル３２が提供できることとなる。このとき、基材４０の加工を踏まえると、厚さＴ_Ｂ＝１３μｍとすることも可能である。この場合、厚さＴ_Ｂ＝１５μｍの実施例よりも層厚さＴ１_ＯＵＴを厚くすることで（例えばＴ１_ＯＵＴ＝０．８μｍ（厚さＴ_Ｂの６％））、バレル３２の強度を確保できる。
以上から、１３μｍ≦Ｔ_Ｂ≦２５μｍとしたとき、Ｔ１_ＯＵＴ≧Ｔ_Ｂ×４.０％（条件１）とする知見が得られた。

なお、バレル３２の強度が確保できるのであれば、厚さＴ_Ｂや層厚さＴ１_ＯＵＴが取り得る範囲を適宜調整できることは言うまでもない。この場合、コンタクトプローブ３０のピッチとバレル３２が取り得る最大外径を考慮して厚さＴ_Ｂや層厚さＴ１_ＯＵＴが取り得る範囲を調整する。同時に、バレル３２の内部に上部プランジャ３４、下部プランジャ３６及びコイルバネ３８を収容するための空間をバレル３２の内部に確保できるように厚さＴ_Ｂや層厚さＴ１_ＯＵＴが取り得る範囲を調整する。

〔比較例１〕
比較例１では、厚さＴ_Ｂ＝７．５μｍとされ、第１被覆層４１及び第２被覆層４２は形成されていない。なお、筒状の基材４０は、電気鋳造によって形成されている。
この結果、試験片６０を１．５Ｎ程度で押圧したときに、バレル３２の外観に潰れが生じた。

〔比較例２〕
比較例２では、厚さＴ_Ｂ＝３７μｍとして、条件１を満たすように層厚さＴ１_ＯＵＴ＝１２μｍとして、条件２を満たすように層厚さＴ２_ＩＮ＝０．６μｍとされている。なお、筒状の基材４０は、プレス加工によって形成されている。
この結果、試験片６０を５．０Ｎ程度で押圧しても、バレル３２の外観に潰れが生じず、条件１について確認することができた。

次に、バレル３２の製造方法について図１０を用いて説明する。
バレル３２は、基材４０を形成する工程と、第１被覆層４１を形成する工程と、第２被覆層４２を形成する工程とを含む。以下、それぞれの工程について詳細に説明する。

〔基材を形成する工程〕
基材４０は、ベリリウム銅（基材４０と同材料）とされた帯状の板材５０をプレス加工することによって形成されている。板材５０の厚さは、基材４０に要求される肉厚（厚さＴ_Ｂ）に対応している。
なお、板材５０は、耐疲労性、加工性（成形性）の観点から時効材（時効硬化処理前の材料）であることが好ましい。

以下、プレス加工の詳細について説明する。なお、加工の工程は、図１０に示す（ａ）から（ｆ）の順に進む。ここで、図中の（ａ）から（ｆ）の記載は説明のためのものである。また、図１０の上図は板材５０の加工工程を平面視した図（平面図）であり、下図はその平面図に対応している正面図である。

まず、同図の（ａ）に示されているように、同図において斜線で示されている抜き部５４を板材５０から切り落とす。これによって、同図（ｂ）に示されているように、所定形状の板材５２が形成される。

次に、同図（ｃ）から（ｅ）に示されているように、所定形状の板材５２の対応する辺（突合せ辺５３）を内側に丸め込むように加工する。そして、最終的に、同図（ｆ）に示されているように、両側の突合せ辺５３同士が突き合わされることで接触した状態となった筒状となるように加工される。その後、筒状に形成された基材４０を、板材５０から切り離す。

次に、板材５０から切り離された基材４０を、熱処理によって硬化させる。熱処理は、時効硬化曲線に基づいて、例えば３００℃以上５００℃以下の温度帯（少なくともベリリウムが析出する温度帯）で約２時間程度行われる。

〔第１被覆層を形成する工程〕
第１被覆層４１は、熱処理された基材４０に対して、めっき処理によって施されている。このとき、外表面側の第１被覆層４１の層厚さＴ１_ＯＵＴが条件１の通りＴ１_ＯＵＴ≧Ｔ_Ｂ×４.０％となるようにめっき処理される。

〔第２被覆層を形成する工程〕
第２被覆層４２は、第１被覆層４１が形成された基材４０に対して、めっき処理によって施されている。このとき、内表面側の第２被覆層４２の層厚さＴ２_ＩＮは、条件２の通りＴ２_ＩＮ≧０．０５μｍとなるようにめっき処理される。

これらの工程によって、基材４０と、第１被覆層４１と、第２被覆層４２とを備えるバレル３２が形成されることとなる。なお、基材４０の外径及び厚さＴ_Ｂ、第１被覆層４１の層厚さ、及び第２被覆層４２の層厚さを踏まえて、バレル３２の外径は０．２１ｍｍ程度又はそれ以下とされる。これによって、コンタクトプローブ３０を０．３ｍｍピッチで並列することができる。また、バレル３２の内径は０．１６ｍｍ程度又はそれ以上とされる。これによって、上部プランジャ３４、下部プランジャ３６及びコイルバネ３８を収容するための空間をバレル３２の内部に確保できる。

以上の通り、本実施形態によれば以下の効果を奏する。
筒状の基材４０はベリリウム銅からなるので、導電性を確保しつつ薄肉化を実現できる。これは、コンタクトプローブ３０の狭ピッチ化に伴うバレル３２の細径化に有用である。また、ベリリウム銅は、耐疲労性、加工性（成形性）に優れているので、突合せ辺５３同士を中心軸線Ｘ２方向に沿って突き合わせるプレス加工に用いられる材料として好適である。すなわち、ベリリウム銅を用いることで、薄肉化した基材４０の導電性の確保及び加工性の向上を実現できる。

また、Ｎｉ系材料からなる第１被覆層４１は基材４０よりも高硬度とされているので、Ｎｉ系材料からなる第１被覆層４１をベリリウム銅からなる基材４０の補強材として作用させることができる。ベリリウム銅の硬度（例えば、ビッカース硬さ）は、例えば３５０Ｈｖ−４５０Ｈｖ（時効硬化処理後）とされ、Ｎｉめっきの硬度（同じく、ビッカース硬さ）は、例えば１００Ｈｖ−１０００Ｈｖとなるが、敢えて、ベリリウム銅からなる基材４０の硬度よりも高い第１被覆層４１の硬度を選択することで、第１被覆層４１を基材４０の補強材として作用させることができる。

また、基材４０の厚さをＴ_Ｂ、外表面に形成された第１被覆層４１の層厚さをＴ１_ＯＵＴとしたとき、基材４０は、１３μｍ≦Ｔ_Ｂ≦２５μｍとされ、第１被覆層４１は、Ｔ１_ＯＵＴ≧Ｔ_Ｂ×４％となるように形成されているので、可能な限りベリリウム銅からなる基材４０の薄肉化を実現しつつ可能な限り薄い第１被覆層４１で最低限の強度を確保することができる。

なお、第１被覆層４１の材料であるＮｉ系材料は、一般的に、導電性は銅系材料に比べて劣る。しかし、Ｎｉ系材料（第１被覆層４１）を導電性が良好なベリリウム銅等の銅系材料（基材４０）と組み合わせることで、Ｎｉ系材料の導電性に係る短所をベリリウム銅の導電性で補うことができる。このため、強度を確保するために第１被覆層４１を厚く被覆したとしても、バレル３２としての導電性は保証される。

また、バレル３２の強度は、上述の試験における試験片６０を３．５Ｎ程度で押圧しても耐え得るものとされている。これによって、例えばピンセット等の保持具を用いて作業者がバレル３２を挟んだ場合でも、その作業によるバレル３２の損傷を回避できる。

また、第２被覆層４２は、Ｔ２_ＩＮ≧０．０５μｍとなるように形成されているので、内表面側に形成される第２被覆層４２の導体抵抗を小さくすることができる。これによって、バレル３２を流れる電流の安定化を図ることができる。

また、第１被覆層４１及び／又は第２被覆層４２はめっき処理によって施されているので、めっき層の厚さをコントロールすることで、電気的特性と強度確保の両方を同時に実現することができる。

〔第１変形例〕
筒状の基材４０Ｂは、単なる筒状とされた形態の他に、図１１に示されている形態としてもよい。

同図に示されているように、基材４０Ｂの表面には、基材４０の内部と外部とを連通させるめっき穴（貫通穴）４４が形成されている。同図の場合、中心軸線Ｘ２の方向に沿って、３つのめっき穴４４が形成されている。これによって、第１被覆層４１や第２被覆層４２をめっき処理によって施す際に、めっき液の循環を促すことができる。これにより、均一なめっきを基材４０Ｂに対して容易に施すことができる。
なお、めっき穴４４の数は、１又は２であってもよいし、４以上であってもよく、バレル３２の形状その他の仕様に応じて任意に変更される。このとき、少なくとも１つのめっき穴４４が、中心軸線Ｘ２の方向に沿った基材４０Ｂの中央部に形成されていることが好ましい。

めっき穴４４が形成された基材４０Ｂは、基材４０と同様、帯状の板材５０をプレス加工することによって筒状に形成されている。

図１２の（ａ）に示されているように、同図において斜線で示されている抜き部５４Ｂによって、所定形状の板材５２Ｂの各突合せ辺５３に対して、めっき穴４４を２分割した形状の切り欠き５５を形成しておく。これによって、同図（ｆ）に示されているように、両側の突合せ辺５３同士が接触したとき、２つの切り欠き５５によって１つのめっき穴４４が形成されることとなる。

〔第２変形例〕
図１３に示されているように、めっき穴４４は、第１変形例のように各突合せ辺５３に切り欠き５５を形成しておく方法の他、めっき穴４４が予め含まれた抜き部５４Ｃを板材５０から切り落として所定形状の板材５２Ｃとしてもよい。この所定形状の板材５２Ｃをプレス加工によって筒状に形成することで、めっき穴４４が形成された基材４０となる。

〔第３変形例〕
図１４に示されているように、切り欠き５５が形成されている突合せ辺５３の一部をクランク状にした所定形状の板材５２Ｄとしてもよい。同図の場合、中央にある切り欠き５５が形成されている突合せ辺５３の一部を、他の切り欠き５５が形成されている突合せ辺５３に対してずらしている。

これによって、図１５に示されているように、中心軸線Ｘ２の方向に３つのめっき穴４４が形成されているとともに、平面視したとき中央のめっき穴４４が他のめっき穴４４に対して中心軸線Ｘ２上からずれている基材４０Ｄが形成される。このとき、クランク状にずれた突合せ辺５３が中心軸線Ｘ２の方向に噛み合うので、中心軸線Ｘ２の方向における基材４０Ｄの強度が向上する。

１ ソケット（半導体検査用ソケット）
１ａ ソケット本体
１ｂ プローブ配列基板
３ 基板
５ ＩＣパッケージ（被検査デバイス）
７ 固定ボルト
９ デバイス収容部
３０ コンタクトプローブ
３２ バレル（筒状部材）
３４ 上部プランジャ
３６ 下部プランジャ
３８ コイルバネ
４０，４０Ｂ，４０Ｄ 基材
４１ 第１被覆層
４２ 第２被覆層
４４ めっき穴（貫通孔）
５０ 板材
５２，５２Ｂ，５２Ｃ，５２Ｄ 所定形状の板材
５３ 突合せ辺
５４，５４Ｂ，５４Ｃ 抜き部
５５ 切り欠き
６０ 試験片
６２ 試験台

Claims (7)

1. ベリリウム銅からなる板材の対向する辺同士が突き合わされた部分が軸線方向に沿って延在している筒状の基材と、
   前記基材の内表面および外表面にそれぞれ形成され、Ｎｉ系材料からなる、前記基材の補強材としての第１被覆層と、
   各前記第１被覆層の表面に形成され、前記基材とは異なる金属系材料からなる第２被覆層と、
   を備えるコンタクトプローブに用いられる筒状部材であって、
   前記第１被覆層は、前記基材よりも高硬度とされ、
   前記基材の厚さをＴ_Ｂ、前記外表面に形成された前記第１被覆層の層厚さをＴ１_ＯＵＴとしたとき、前記基材は、１３μｍ≦Ｔ_Ｂ≦２５μｍとされ、前記第１被覆層は、Ｔ１_ＯＵＴ≧Ｔ_Ｂ×４％となるように形成されている筒状部材。
2. 前記内表面側の前記第２被覆層の層厚さをＴ２_ＩＮとしたとき、前記第２被覆層は、Ｔ２_ＩＮ≧０．０５μｍとなるように形成されている請求項１に記載の筒状部材。
3. 前記第１被覆層および／または前記第２被覆層は、めっき処理によって施されている請求項１又は２に記載の筒状部材。
4. 前記基材には、貫通孔が設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の筒状部材。
5. 各前記対向する辺には、突き合わせることによって前記貫通孔が形成される切欠きが設けられている請求項４に記載の筒状部材。
6. 請求項１から５のいずれかに記載の筒状部材を備えているコンタクトプローブ。
7. 請求項６に記載のコンタクトプローブを備えている半導体検査用ソケット。

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