JP4044926B2 - 表面処理方法及び接点部材 - Google Patents

Description

本発明は、表面処理方法及び接点部材に関し、より詳細には、金又はロジウムを金属源の主成分とする金属めっき液中に中空シェル状カーボンブラックも含むカーボンブラックの少なくともいずれかを主成分とする平均粒径１０〜２００ｎｍの微粒子を含有するめっき液によって、導電確認（又は通電確認）をする被検体の電極に端子部を接触させる接点部材の端子部を表面処理することによって、接点部材の端子部に低接触抵抗と異物（はんだ（Ｓｎ−Ｐｂ合金）等、及びその酸化物、水酸化物等）付着防止性能とを付与することができる表面処理方法、及び低接触抵抗とはんだ等の異物付着防止性能とを兼備した接点部材に関する。なお、本発明において、異物付着防止性能とは、接点部材などの端子部に金属及び金属酸化物などの他の物質が付着しにくい性質をさす。

電気接続部品などの通電確認は、通電確認装置の接点部材（接続端子）のあらゆる接触部を含む端子部を被検体である電気接続部品の電極に接触させて行われ、例えば、半導体ウエハの製造工程における集積回路チップの通電検査（ウエハテスト）には、プローブカード用プローブピンが使用されている。このような接続端子は、耐摩耗性、弾力性、硬度等に優れ、強靱性があり、接触抵抗が小さい（低接触抵抗）ことが望ましく、このような特性を有する接点部材の開発が望まれていた。また、該端子部に異物が付着すると、電気的な接続不良を起こす場合もあるが、例えば接続端子（測定用端子）の着脱時に電気接続部品に施されたはんだめっきが、接続端子のあらゆる接触部を含む端子部に付着してしまったり、タングステン製等のプローブピンでは、通電確認時の摩擦熱や接触抵抗による発熱で端子部の温度が上昇して、酸化が進んだり、該端子部に金属酸化物等が発生、付着したりするという問題があり、接点部材の端子部の異物付着を防止する技術の開発も望まれていた。

そこで、プローブピンのような測定用端子のあらゆる接触部を含む端子部の耐摩耗性を向上させたり、異物の付着を防止したりする技術が種々提案されており、例えば、特許文献１には、測定用端子の端子部にダイヤモンド、アルミナ、ＳｉＣ、ＷＣ、ＷＮ等からなる超硬質の微粉末を含む金属層を形成することによって、測定用端子の耐摩耗性を向上させる技術が提案されている。また、特許文献２には、プローブカード用プローブ針の端子部に、ポリテトラフルオロエチレンを含有するニッケルめっきを施すことによって、酸化アルミニウム等の金属酸化物などの付着を防止する技術が提案されている。更に、特許文献３には、多数のリード端子を有する電気接続部品を着脱可能に装着して各リード端子と外部装置（試験装置）とを電気的に接続するためのソケットのはんだの酸化やフラックス等による接続不良を防止して安定した電気的接続を可能にするために、試験される電気接続部品の外部接続端子に接触する接触部に異物の付着を防止するための機能性物質（ポリフッ化エチレン樹脂、酸化チタン、Ｔｉ−Ｏ−Ｎ等）を有する付着抑制層を形成することが記載されている。
特開平１１−３０４８３８号公報 特開２００１−７４７７７号公報 特開２００３−１５１７０７号公報

しかしながら、これらの提案は、いずれも接点部材の重要な性能であるとされている低接触抵抗と異物付着防止性能とを両立するものではなかった。

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、被検体の電極に接触させる端子部を有し、該被検体の電気的特性を検査するにあたり、上記端子部を被検体の電極に接触させることにより導電確認すると共に、上記被検体から着脱可能な接点部材の接触部を表面処理することによって、被めっき物の表面に低接触抵抗と異物付着防止性能とを付与することが可能となる表面処理方法及び低接触抵抗と異物付着防止性能とを両立させた接点部材を提供することを目的とするものである。

本発明者らは、上記目的を達成するため、鋭意検討した結果、金属源の主成分として金（Ａｕ）又はロジウム（Ｒｈ）を含有する金属めっき液中にカーボンブラックを主成分とする物質の微粒子を分散させ、この金属めっき液によって、接続部分のあらゆる接触部を含む端子部に金属めっきを施すと、金属めっきの低接触抵抗を損なうことなく、接触端子の該端子部にすべり特性を付与することができ、これによって接点部材の低接触抵抗と異物付着防止性能とを両立させることが可能となることを見出し、本発明をなすに至った。

本発明は、（１）被検体の電極に接触させる端子部を有し、該被検体の電気的特性を検査するにあたり、上記端子部を被検体の電極に接触させることにより導電確認すると共に、上記被検体から着脱可能な接点部材の上記端子部の表面処理方法であって、上記接点部材を構成する基体の端子部を、金（Ａｕ）又はロジウム（Ｒｈ）を主成分とする金属源と、中空シェル状カーボンブラックを含むカーボンブラックから選ばれる少なくとも１種以上からなり、遠心式自動粒度分布測定装置により測定した平均粒径が１０〜２００ｎｍの微粒子とを含有してなるめっき液中に浸漬し、電解めっき又は無電解めっきすることを特徴とする表面処理方法を提供する。

また、本発明は、（２）被検体の電極に接触させる端子部を有し、該被検体の電気的特性を検査するにあたり、上記端子部を被検体の電極に接触させることにより導電確認すると共に、上記被検体から着脱可能な接点部材であって、該接点部材が、該部材自体を構成する基体の少なくとも上記端子部に、中空シェル状カーボンブラックを含むカーボンブラックから選ばれる少なくとも１種以上からなり、顕微鏡により可視化した微粒子の粒径計測から求めた平均粒径が１０〜２００ｎｍの微粒子を含み、金（Ａｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、金合金又はロジウム合金を金属マトリックスとする微粒子含有金属膜を備えたことを特徴とする接点部材を提供する。

ここで、上記（２）記載の接点部材において、上記微粒子含有金属膜の表面に、上記微粒子が露出していると、より好適である。更に、上記微粒子含有金属膜の下層（基体側）及び／又は上層（表面側）に金属めっき層を備えたものであったり、上記微粒子含有金属膜が傾斜機能材料であっても、より好適である。

本発明の表面処理方法によれば、被検体の電極に接触させる端子部を有し、該被検体の電気的特性を検査するにあたり、上記端子部を被検体の電極に接触させることにより導電確認すると共に、上記被検体から着脱可能な接点部材の端子部（接点部材の接触部）に低接触抵抗とはんだ等のような異物付着防止効果とを付与することが可能となる。そして、本発明の接点部材によれば、低接触抵抗とはんだ等の異物付着防止効果とが両立した接点部材を得ることが可能となる。更に、摺動性を改善することも可能となる。

以下、本発明の（１）表面処理方法に使用するめっき液についてより詳細に説明する。本発明のめっき液は、金又はロジウムを主成分とする金属源を含有し、金属膜を形成する金属めっき液中に、平均粒径が１０〜２００ｎｍの中空シェル状カーボンブラックを含むカーボンブラックの少なくともいずれかからなる微粒子（以下、炭素微粒子）が分散したものである。ここで、例えばカーボンブラック（炭素）などの炭素微粒子の平均粒径は、種々の方法で測定することができ、例えばレーザ回折／散乱式粒子径分布測定装置、遠心式自動粒度分布測定装置、動的光散乱式粒径分布測定装置などによって測定されるが、本発明において、炭素微粒子の平均粒径は、遠心式自動粒度分布測定装置によって測定する。

本発明のめっき液に含有される炭素微粒子は、平均粒径が１０ｎｍ〜０．２μｍである。平均粒径が、大きすぎると、例えば後述するように、接点部材のあらゆる接触部を含む端子部の表面処理に使用した場合、本発明が目的とする低接触抵抗と異物付着防止効果が得られない。なお、平均粒径が小さすぎると、このようなめっき液を調製することが困難となる場合がある。

本発明の炭素微粒子は、カーボンブラックの微粒子を１種単独で又は２種以上を適宜組み合わせて使用する。本発明のカーボンブラックは、いわゆる中空シェル状カーボンブラック（商品名：ケッチェンブラック（登録商標））と称されるカーボンブラックも含むものである。なお、本発明において、炭素微粒子は、カーボンブラックのみからなるものであってもよく、また、カーボンブラックを主成分とし、他成分の微粒子が少量混入したものであってもよく、このようにカーボンブラック以外の物質が混入している場合、微粒子中のカーボンブラック含量が８０重量％以上、特に９５重量％以上であることが望ましい。他成分の微粒子の量が多すぎると、接点部材の端子部の表面処理に使用した場合、本発明が目的とする低接触抵抗と異物付着防止効果が得られ難くなる場合がある。なお、ここで述べる他成分の微粒子が少量混入した炭素微粒子とは、例えば、カーボンブラックに加え、水素、酸素、フッ素、イオウ、シリコンなどが含まれているような微粒子を意味する。

本発明の微粒子として使用されるカーボンブラックは、その組成（構造）が特に制限されるものではなく、種々の組成のものを使用することができるが、電気伝導率のより高いものが望まれる。一般に、微粒子の電気伝導率を直接測定することは比較的困難であり、その代わりに、電気伝導率の高いグラファイト構造の組成をラマン分光により評価することができる。その観点から、その可視光のラマン散乱スペクトルにおいて、少なくとも１６００ｃｍ^−１近辺（好ましくは１６００ｃｍ^−１±１０ｃｍ^−１）且つ１３５０ｃｍ^−１近辺（好ましくは１３５０ｃｍ^−１±１０ｃｍ^−１）の２つのピークを示すことで特徴付けられるものを使用すると、より好適である。ここで、１６００ｃｍ^−１近辺のピークは、微粒子中のグラファイト成分を示すものであり、１３５０ｃｍ^−１近辺のピークは、それが微視的に微粒子になっていることを示すものである。

本発明のめっき液に用いる金属源（金属成分）は、ロジウム（Ｒｈ）、金（Ａｕ）を主成分とするものであり、ロジウム（Ｒｈ）、金（Ａｕ）を１種単独で又はロジウム（Ｒｈ）、金（Ａｕ）にニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、錫（Ｓｎ）、イリジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、リン（Ｐ）、ボロン（Ｂ）、クロム（Ｃｒ）等を適宜組み合わせて使用する。なお、金属源は、通常、金属塩として配合され、例えば目的とする金属膜、合金膜を構成する金属の酸化物、塩化物、硫酸塩、有機スルホン酸塩、シアン錯塩、硫化物などとして配合される。

上記めっき液における金属源と炭素微粒子の配合量は、特に制限されるものではなく、例えばめっき液中の金属源の含有濃度は、好ましくは０．１〜５０ｇ／リットル、より好ましくは０．５〜２０ｇ／リットル、更に好ましくは１〜１０ｇ／リットルとすると好適である。金属源の含有濃度が濃すぎると、未利用の金属成分が増加する場合があり、それを回収するためのコストが増大し、その結果、製品コストが増加する場合がある。また、薄すぎると、めっき速度が低下し、めっき工程時間の増大、即ち、コストが増加する場合がある。一方、炭素微粒子のめっき液中の含有濃度は、好ましくは０．１〜５０ｇ／リットル、より好ましくは０．５〜２０ｇ／リットル、更に好ましくは１〜１０ｇ／リットルとすると好適である。上記炭素微粒子の含有濃度が濃すぎると、めっき膜として形成した場合に膜中の炭素微粒子濃度が増加し、所期の膜硬度が得られ難くなる等の事態が生じる場合があったり、加えて、めっき液そのものとしても、良好な炭素微粒子の分散性が得られ難くなり、必要以上に凝集を招く場合がある。一方、薄すぎると、めっき膜への炭素微粒子の取り込まれ量が少なくなり、目的とする異物付着防止効果等が得られ難くなる場合がある。また、めっき液中の金属源と炭素微粒子との配合割合が、後述する本発明の接点部材の場合と同様になるように配合すると、より好適である。

本発明のめっき液は、上記金属源、上記炭素微粒子に加え、更に、その他の成分として、金属膜を電解めっき、無電解めっきなどにする際に用いられている公知の金属めっき液と同様の成分を配合することができ、例えば後述する実施例で示すような酸性Ａｕ電解めっき液では、錯化剤として、クエン酸、ＥＤＴＡなどの有機酸等、ｐＨ調整剤として、硫酸水素ナトリウム等、電導塩として、リン酸水素ナトリウム、リン酸二水素カリウム、リン酸水素アンモニウム、ピロリン酸ナトリウム等、緩衝剤として、硫酸カリウム、硫酸ナトリウムなどが用いられ、ｐＨ４〜５で用いられる。また、無電解Ａｕめっき液などでは、還元剤として、次亜リン酸ナトリウム、ホルムアルデヒド、硫酸ヒドラジンなどを用い、有機キレート剤として、ＥＤＴＡ、クエン酸カリ、酒石酸などを用い、安定剤として、チオ尿酸、金属シアン化物、アセチルアセトン、エチルオキサント酸などを用い、励起剤としてコハク酸など、緩衝剤としてリン酸塩、クエン酸塩、酒石酸塩など、界面活性剤として、脂肪酸スルホン酸塩、アルコール硫酸エステルなどを用いることができる。

また、無電解めっき液であれば、還元剤として、ジ亜リン酸ナトリウム、ホルマリン、ジメチルアミノボラン、水素化ホウ素ナトリウムなど、錯化剤として、クエン酸ナトリウム、ＥＤＴＡ、ロッセル塩、酒石酸、リンゴ酸、グリシンなど、安定剤としては、鉛塩、チオ尿素などのイオウ化合物、シアン化合物など、促進剤としては、コハク酸ナトリウム、酢酸塩などを用いることができる。

上記めっき液は、上述したように、上記炭素微粒子を含有することによって、被処理物の表面に被処理物の導電性を損なうことなく、滑り特性を付与することができるので、被検体の電極に接触させる端子部を有し、該被検体の電気的特性を検査するにあたり、上記端子部を被検体の電極に接触させることにより導電確認すると共に、上記被検体から着脱可能な接点部材の上記端子部を上記めっき液中に浸漬し、電解めっき又は無電解めっきする本発明の表面処理方法のめっき液として、特に有用である。上記接点部材についての詳細は後述する。なお、本発明において、端子部とは、被検体の電極に接触させるあらゆる接触部を含むものである。

上記めっき液は、その製造方法が特に制限されるものではないが、水中に中空シェル状カーボンブラックも含めたカーボンブラックの少なくともいずれかの原料微粒子を分散して微粒子分散液を調製する分散工程と、上記微粒子分散液と上記金属源を含有する金属めっき液とを混合する混合工程と、該混合工程によって得られた混合液中の炭素微粒子の２次粒子を破砕、分散する再分散工程とを含むめっき液の製造方法によって製造すると、炭素の原料微粒子が更に微細化され、非常に微細な炭素微粒子を含有するめっき液を容易に製造することができるので、より好適である。

以下、上記めっき液の製造方法をより詳細に説明する。上記めっき液の製造方法は、分散工程、混合工程、再分散工程を含むものである。ここで、上記分散工程に使用するカーボンブラックの原料微粒子は、目的とする炭素微粒子と同様のカーボンブラックからなるものが使用される。そして、（１）分散工程において、原料微粒子を水中に分散させるとは、原料微粒子をウエットな状態にできればよく、原料微粒子を分散させる分散媒は、水のみであっても良いが、例えば有機物を溶解させるために、水に加えてアルコールなどを配合した水性液などとすることもできる。なお、前記アルコールなどの配合量は、その種類によって本発明の効果を妨げない範囲で適宜量とすることができる。

上記微粒子分散液中における原料微粒子の配合量は、特に制限されるものではないが、好ましくは原料微粒子のめっき液中の含有濃度は、好ましくは０．１〜５０ｇ／リットル、より好ましくは０．５〜２０ｇ／リットル、更に好ましくは１〜１０ｇ／リットルとすると好適である。原料微粒子の配合量が多すぎると、めっき膜として形成した場合に膜中の炭素微粒子濃度が増加し、所期の膜硬度が得られ難くなる等の事態が生じる場合があり、加えてめっき液そのものとしても、微粒子の良好な分散性が得られ難くなり、必要以上に凝集を招く場合がある。一方、薄すぎると、めっき膜への炭素微粒子の取り込まれ量が少なくなり、目的とする異物付着防止効果等が得られ難くなる場合がある。

上記混合工程に使用される金属めっき液は、上記めっき液が含有する金属源が配合された公知の金属めっき液を使用することができ、使用する金属めっき液の組成、金属源の濃度は、分散工程で使用した上記溶媒（分散媒）の配合成分、配合割合と目的とするめっき液の組成等によって適宜選定することができる。

上記混合工程において、上記微粒子分散液と上記金属めっき液との配合割合は、特に制限されるものでなく、各液中の原料微粒子濃度、金属濃度などによって適宜選定することができ、最終的なめっき液の組成が上述した本発明のめっき液における好適な範囲となるようにすると、好適である。上記製造方法は、分散工程（原料微粒子の分散工程）、混合工程の後、例えば超音波を用いて、混合工程によって得られた混合液中の炭素微粒子の２次粒子を破砕、分散する（得られた混合液中の炭素微粒子を更に微細化したり、混合液中で炭素微粒子が再凝集するのを防止する）再分散工程を行う。

本発明のめっき液は、本発明の表面処理方法、即ち、被検体の電極に接触させる端子部を有し、該被検体の電気的特性を検査するにあたり、上記端子部を被検体の電極に接触させることにより導電確認すると共に、上記被検体から着脱可能な接点部材の上記端子部の表面処理方法であって、上記接点部材を構成する基体の端子部を、上記めっき液中に浸漬し、電解めっき又は無電解めっきする表面処理方法に使用することによって、金属層中に上記炭素微粒子が分散した微粒子含有金属膜が上記基体の端子部の表面に形成され、この微粒子含有金属膜により、上記接点部材の端子部において接点部材の低接触抵抗を損なうことなく、異物の付着を抑制することが可能となる。

以下、本発明の表面処理方法について、より詳細に説明する。本発明の表面処理方法は、上記接点部材を構成する基体の端子部を本発明の上記めっき液中に浸漬し、電解（電気）めっき、無電解（化学）めっきするものである。上記接点部材についての詳細は後述する。ここで、本発明の表面処理方法におけるめっき工程は、使用するめっき液に含有される金属源による金属膜を形成する公知の金属めっき方法に準じて行うことができ、めっきを行うに際しては、めっき液組成、めっき温度等、電解めっき（電気めっき）するのであれば、めっき電流密度、析出電位、めっき液ｐＨ、相手極の金属組成等のめっき条件を適宜選択することによって、目的とするめっき物を得ることができる。

また、めっき方法としては、ラックめっき、バレルめっき、網付けめっき、連続めっきなど、通常行われているめっき方法を採用することができる。

本発明の接点部材は、被検体の電極に接触させる端子部を有し、該被検体の電気的特性を検査するにあたり、上記端子部を被検体の電極に接触させることにより導電確認すると共に、上記被検体から着脱可能な接点部材であって、該接点部材が、該部材自体を構成する基体の少なくとも上記端子部に、中空シェル状カーボンブラックも含めたカーボンブラックの少なくともいずれかからなる平均粒径１０〜２００ｎｍの微粒子を含み、金、ロジウム、金合金又はロジウム合金を金属マトリックスとする微粒子含有金属膜を備えたことを特徴とするものである。以下、図面を参照して、本発明の接点部材をより詳細に説明する。図１は、本発明の接点部材の構成を説明するために、本発明の接点部材の一構成例に係る接点部材Ａの端子部の表面近傍の部分を拡大して模式的に示した概略縦断面図である。接点部材Ａは、基体１の端子部の表面が、金属層２中に炭素微粒子３が分散した微粒子含有金属膜４によって被覆されたものである。

ここで、接点部材Ａとしては、上記機能を有するものであれば、その種類は特に制限されず、本発明は、種々の半導体装置や液晶表示装置などの電気的特性を検査する装置において、電気的に接続をとるために用いられる種々の接続端子として使用される電気接続部品に利用することが可能である。例えば、基板検査であれば、ベア基板検査や、実装基板検査など、表示装置検査であれば、液晶パネル、有機ＥＬパネル、ＦＥＤパネル、プラズマパネルなど、また、ＩＣテスタ用のインターフェイスとしてそのコネクタなど、半導体検査であれば、ＩＣ基板、パッケージＩＣ、ウエハなどに用いることが可能である。これらの中でも特にコンタクトプローブピンであると、より効果的である。なお、接点部材の基体の材質などは、特に制限されるものではなく、公知のものを使用することができ、このような材質として、例えばタングステン（Ｗ）、ＳＫ４等の鉄（Ｆｅ）系、ベリリウム及び銅の合金などを挙げることができる。

また、本発明の接点部材は、端子部の異物付着を抑制することが可能なものであるので、上記被検体から脱着可能なもの、即ち、例えばコンタクトプローブピンのようにバネ作用を備えていることによって、導電確認時には、被検体の電極に接点部材の端子部が加圧されて接触され、確認後には、接点部材の端子部の接触を解除することができる接点部材として、より有用である。なお、本発明の接点部材は、少なくとも端子部に金属層２中に炭素微粒子３が分散した微粒子含有金属膜４が形成されたものであり、その端子部のみに微粒子含有金属膜４が形成されたものであっても、端子部以外にも同様の微粒子含有金属膜４が形成されたものであってもよい。また、微粒子含有金属膜は、２層以上積層されていても良い。

金属層２中に分散した炭素微粒子３の種類は、上述しためっき液の炭素微粒子と同様である。ここで、炭素微粒子３の平均粒径は、上記めっき液と同様に１０ｎｍ〜０．２μｍである。微粒子含有金属膜中の炭素微粒子が大きすぎると、めっきされた微粒子含有金属膜から炭素微粒子が離脱するおそれが生じる場合があり、所期の耐久性が得られ難くなる場合がある。なお、本発明の接点部材は、後述するように、上記微粒子含有金属膜の表面に上記炭素微粒子が突出していると、より効果的であることを考慮すれば、炭素微粒子が小さすぎると、微粒子含有金属膜の表面の炭素微粒子の露出量が少なくなり、目的とする付着防止性能が得られ難くなる場合がある。なお、金属層２中の炭素微粒子３の平均粒径は、微粒子含有金属膜４の表面から若しくは断面を研磨して、種々の高倍率な顕微鏡、例えば、電界放射銃型走査型電子顕微鏡、透過電子顕微鏡、乃至原子間力顕微鏡などによって確認することができる。

また、微粒子含有金属膜４の金属マトリックス（金属層２）としては、ロジウム（Ｒｈ）、金（Ａｕ）又はその合金が使用されるが、これらの中でも、使用面を考慮すれば、強度、耐久性及び電気伝導性などの面から、金等が最も好適に用いられる。

更に、微粒子含有金属膜４における炭素微粒子３と金属層２を形成する金属との重量比率が、炭素微粒子：金属＝０．５：９９．５〜５０：５０、好ましくは１：９９〜２５：７５、より好ましくは５：９５〜１０：９０であると、より好適である。炭素微粒子の割合が大きすぎると、所期の膜硬度が得られ難くなる等の事態が生じる場合があり、小さすぎると、目的とする異物付着防止効果等が得られ難くなる場合がある。

本発明の接点部材の微粒子含有金属膜の厚さは、特に制限されるものではないが、微粒子含有金属膜の厚みが、上記微粒子の平均粒径以上であると、より好適であり、特に微粒子含有金属膜の厚さが、上記炭素微粒子の１〜１００倍、より好ましくは２〜５０倍であると、更に好適である。上記微粒子の平均粒径の方が大きすぎると、微粒子含有金属膜に含有される炭素微粒子の量が少なくなる、あるいは含有された炭素微粒子が短時間で離脱し易くなるなどの事態が生じる場合がある。また、炭素微粒子の平均粒径に比べて微粒子含有金属膜の厚みが厚すぎると、本発明の接点部材は、後述するように、上記微粒子含有金属膜の表面に上記炭素微粒子が突出していると、より効果的であるのに対し、このような場合は、微粒子含有金属膜表面に露出する炭素微粒子の量が少なくなり、炭素微粒子の露出による付着防止効果、摺動性向上効果等が小さくなる場合がある。なお、微粒子含有金属膜の厚さは、厚ければ厚いほど、表面被覆性には優れるが、経済的な観点から製品に応じて適宜厚さを選択することが望ましく、通常、微粒子含有金属膜の厚さとしては、好ましくは０．０１〜２０μｍ、より好ましくは０．０５〜５μｍ、更に好ましくは０．１〜２μｍである。微粒子含有金属膜が薄すぎると、所期の膜強度が得られ難くなったり、摺動により膜が剥がれ易くなる等の事態が生じ易くなる場合がある。

本発明の接点部材の場合、例えば後述する実施例１の構成を説明する図２に示すように、上記炭素微粒子の少なくとも一部分が複数個集合したいわゆる２次粒子３ｂをなしていてもよい。なお、図２において、３ａは、１次粒子を示し、微粒子含有金属膜４中の炭素微粒子は、１次粒子３ａ又は２次粒子３ｂの状態で含有されている。このように炭素微粒子の一部分が２次粒子をなしている場合であっても、炭素微粒子の平均粒径としては、上記範囲が好適であり、２次粒子の平均粒径としては、１μｍ以下、より好ましくは、０．５μｍ以下であることが好ましい。加えて、その際の金属膜の厚みが、その２次粒子の平均粒径に対して、０．５〜２倍、より好ましくは１〜１．５倍の範囲であると、上記炭素微粒子の場合について述べたのと同様の理由によって、より好適である。なお、めっき液中にも上述したような２次粒子が存在する場合があるが、本発明のめっき液の場合、２次粒子も含めた炭素微粒子としての平均粒径が１０〜２００ｎｍであることが望ましく、後述する実施例のように、例えば超音波振動を与えることにより、２次粒子を破砕、分散することが望ましい。

本発明の接点部材は、例えば上記図２に示すように、微粒子含有金属膜４の表面に、炭素微粒子（図２では、１次粒子３ａ、２次粒子３ｂ）が露出していると、より効果的である。このように上記微粒子含有金属膜の表面に、上記炭素微粒子が露出しているか否かは、例えば含有されている炭素微粒子の可視光のラマン散乱スペクトルと微粒子含有金属膜の可視光のラマン散乱スペクトルとの比較によって確認することができる。即ち、上記微粒子含有金属膜の表面に上記炭素微粒子が露出している場合、微粒子含有金属膜の表面の可視光のラマン散乱スペクトルは、上記炭素微粒子のみ又は炭素の原料微粒子のみのラマン散乱スペクトルのピークの波数の近傍（±１０ｃｍ^−１）にピークを示す。例えば、本発明の炭素微粒子の好適なものとして上記に列挙した炭素微粒子の場合、上述したようにいずれも１６００ｃｍ^−１近辺、１３５０ｃｍ^−１近辺の２つのピークを示す（後述する実施例１の金／中空シェル状カーボンブラック（商品名：ケッチェンブラック）めっき液中の炭素微粒子のラマンスペクトルを示した図５参照）ことから、微粒子含有金属膜の表面にこれらの炭素微粒子が露出している場合、微粒子含有金属膜の表面の可視光のラマン散乱スペクトルは、いずれも１６００ｃｍ^−１近辺、１３５０ｃｍ^−１近辺の２つのピークを示す（後述する実施例１の微粒子含有金属膜表面のラマンスペクトルを示した図６参照）。

このように微粒子含有金属膜の表面に炭素微粒子が露出している場合、微粒子含有金属膜の表面における炭素微粒子の占める表面積の割合は、特に制限されるものではないが、例えば、上記微粒子含有金属膜の表面のラマン散乱スペクトルのピークにおけるピーク高さと、上記炭素微粒子のラマン散乱スペクトルの対応するピークにおけるピーク高さとの比率が、微粒子含有金属膜の表面における炭素微粒子の占める表面積の割合（表面積比率）を反映することを利用すれば、炭素微粒子スペクトルのピーク高さ÷微粒子含有金属膜スペクトルのピーク高さが、好ましくは２００〜２、より好ましくは１００〜５であることが望ましい。この値が大きすぎると、炭素微粒子が離脱する可能性が生じる場合があり、小さすぎると、異物付着防止機能が所望の性能を示し難くなる場合がある。なお、ラマン散乱スペクトルを測定する際には、１次光の強度の変動の影響を考慮し、測定の都度測定面上の１次光のビームサイズと強度を測定する、或いは、測定の都度微粒子含有金属膜と原料微粒子の双方を常に同時に測定する等の工夫をしておく必要がある。

また、本発明の接点部材は、上述したように、上記微粒子含有金属膜を２層以上積層したものであってもよいが、更に、微粒子含有金属膜の下層及び／又は上層に金属めっき層を備えたものとしても、好適である。即ち、例えば上記図２に示すように、微粒子含有金属膜４に加えて、更に、炭素微粒子を含有しない金属めっき液により基体１の表面に金属めっきをして金属めっき層５を形成し、その上面に微粒子含有金属膜４を積層して、微粒子含有金属膜４と基体１との間に金属めっき層５が介在するように、微粒子含有金属膜４の下層（基体１側）に金属めっき層５を備えた構成としたり、例えば図３に示すように、微粒子含有金属膜４の表面に金属めっきを施して、金属めっき層５を積層し、微粒子含有金属膜４の上層（表面側）に金属めっき層５を備えた構成としたものも好適である。このように、上記微粒子含有金属膜の下層（基体側）に金属めっき層を設けると、接点部材全体としての強度補強をすることが可能となり、上層（表面側）に金属めっき層を設けると、コーティング効果、表面強化、粒子の脱落防止などを向上させることが可能となる。なお、上記微粒子含有金属層の上層（表面）側に金属めっきを施す場合、積層された金属めっき層５の表面に、上記炭素微粒子（図３の場合、１次粒子３ａ、２次粒子３ｂ）が露出するようにすることが望ましい。

本発明の接続部材に、更に、金属めっき層を設ける場合、金属源としては、ロジウム（Ｒｈ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、錫（Ｓｎ）、イリジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、リン（Ｐ）、ボロン（Ｂ）、クロム（Ｃｒ）等を１種単独で又は２種以上を適宜組み合わせた金属源を好適に使用することができる。また、このようにして金属めっき層を積層した場合、金属めっき層の厚さは、特に制限されるものではなく、本発明の微粒子含有金属膜による作用効果を損なうことなく、その積層目的とする効果を奏する程度の厚さであればよく、例えば微粒子含有金属膜の下層に積層するのであれば、好ましくは０．１〜２０μｍ、より好ましくは０．５〜１０μｍである。厚すぎるとコストアップの要因になる場合があり、薄すぎると下地に期待する機能、例えば硬度アップや基材のめっき液からの保護等の機能が発揮され難くなる場合がある。また、微粒子含有金属膜の上層に積層するのであれば、好ましくは０．０５〜２μｍ、より好ましくは０．１〜１μｍである。厚すぎると下層のめっき膜に複合化され、表面に露出している炭素微粒子を完全に埋没させてしまい本発明で期待する機能が発揮され難くなる場合があり、薄すぎると上地に期待する機能、例えば微粒子の脱落防止や表面硬度アップ等の機能が発揮され難くなる場合がある。なお、金属めっき層は、例えば微粒子含有金属膜の下層に２層以上積層してもよく、また、微粒子含有金属膜の上層に２層以上積層してもよい。

更に、本発明の接点部材の上記微粒子含有金属膜としては、傾斜機能材料（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｇｒａｄｅｄ ｍａｔｅｒｉａｌ）を使用することもでき、このような金属膜の場合、炭素微粒子の含有量が上側（表面側）に向かって増加し、金属膜の下面（基体側の面）がほとんど金属で形成され、上面（表面）の炭素微粒子の含有割合が高くなるようにすることにより、上述した金属膜を微粒子含有金属膜の下層側に積層した場合と同様に、固さを付与して、全体的としての強度補強をすることができる。なお、微粒子含有金属膜を傾斜機能材料とする方法は、特に制限されるものではなく、公知の方法を採用することができ、例えば上記めっき液中の炭素微粒子分散量、電流密度、めっき液濃度、ｐＨ及び温度などのめっき条件を徐々に変化させて、得られるめっき膜中の炭素微粒子の共析量（含有量）を上側（表面側）に向かって徐々に増加させることによって傾斜機能材料を得ることができる。

以下、実施例及び比較例により、本発明をより具体的に説明する。なお、本発明は、下記実施例に何ら限定されるものではない。

まず、以下の実施例及び比較例における各種測定方法について説明する。
１．金属めっき液中の炭素微粒子の平均粒径の測定方法
堀場製作所製の遠心式自動粒度分布測定装置（商品名ＣＡＰＡ−３００）を使用して、測定した。
２．各金属めっき層、微粒子含有金属膜の厚さの測定方法
セイコーインスツルメント社製の蛍光Ｘ線（商品名ＳＦＴ９４５５）を使用して、各膜厚を測定した。
３．各微粒子含有金属膜中の微粒子の平均粒径の測定方法
島津社製の原子間力顕微鏡（商品名ＳＰＭ−９５００）を使用して、各微粒子含有金属膜の表面、及び研磨した断面の原子間力顕微鏡像を撮る際に、同時に抵抗率による像も撮り、抵抗率差により炭素微粒子を可視化する。可視化した像を市販の画像解析ソフトにより微粒子の粒径計測を行い、平均粒径を求めた。
４．ラマン散乱スペクトル
ラマン散乱スペクトルを測定した条件は、装置は、Ｒａｎｉｓｈａｗ Ｉｎｃ．社製 Ｓｙｓｔｅｍ ２０００を使用し、１次光は、アルゴンレーザーで波長５１４ｎｍ、レーザー光源のパワーが３０ｍＷ、測定面上でのビームサイズをφ５０μｍとした。

次に、以下の実施例及び比較例に係るめっき物の評価方法を説明する。
１．接触（コンタクト）抵抗の評価方法
図７に示す測定回路となるように、３本のタングステン製電気検査用プローブピン（コンタクトプローブピン）７，７，７をＨＰ４３２８Ａミリオーム計に接続し、各実施例及び比較例の基体１表面のめっき膜（微粒子含有金属膜４）に、上記電気検査用プローブピン接触させた。なお、図７において、図面上、右側の２本のタングステン製検査プローブ７，７は、左側のタングステン製検査プローブ７の形状を省略して表している。実施例及び比較例に係るめっき物の接触（コンタクト）抵抗は、タングステン製検査プローブとめっき膜との接触抵抗を他の要因から分離するために、図７に示すような変則的な４端針法で測定した。この回路において測定される抵抗値は、タングステン製検査プローブの抵抗、接触抵抗、めっき膜の抵抗の３つの和になるが、タングステン製検査プローブの抵抗、めっき膜の抵抗の２つの和は、接触抵抗値に比べて１桁以上小さいことを予め確認して、測定を行った。

２．耐はんだ付着性の評価方法
はんだ合金（Ｓｎ６３ ａｔ．％ Ｐｂ ３７ ａｔ．％）からなる０．６ｍｍφのボールを、２３０℃で加熱したホットプレート上に載せた実施例及び比較例に係るめっき物のめっき面上に載せて、５分間加熱した後、めっき面上のボールの状態を協和界面化学社製接触角針 ＣＡ−Ｘを用いて観察し、下記評価基準に基いて耐はんだ付着性を評価した。
＜判定基準＞
接触角＞９０° ： ○
明らかな濡れ広がりが見られた ： ×

以下に詳述する実施例及び比較例では、被めっき物（基体）は、コンタクトプローブなどの接点部材の基体ではなく、本発明の効果の検証の容易性から、真ちゅうの平板（縦２０ｍｍ×横５０ｍｍ×厚み１ｍｍ）を用いた。各真ちゅう平板は、１０重量％の水酸化ナトリウム水溶液を使用して脱脂処理した後、水洗し、更に、１０容量％の硫酸水溶液に浸漬して、活性化した後、水洗した。その後、以下のように表面処理を施した。以下、実施例１は図２、比較例１は図４を参照して説明する。

［実施例１］
まず、下地として無電解ニッケルめっき膜（金属めっき層）５を形成した。めっき液としては、奥野製薬工業製トップニコジットＦＬ−ＭとトップニコジットＦＬ−１を２５０対５５（体積比率）で容器にて混合し、該めっき液を該容器ごと９０℃に加熱昇温したヒートバス中に入れ、スターラーでめっき液を撹拌しつつ、該めっき液温度が９０℃に昇温、安定するまで待った。めっき液温が安定したら、先の前処理を終えた被めっき物（基体）１を該めっき液に浸漬し、ニッケルめっき膜厚が２μｍになるように予め測定しておいた時間継続した。めっきが終了した該被めっき物は、めっき液から取り出し、水洗した。

次に、金の電解ストライクめっき膜を形成した。めっき液としては、シアン化カリ水溶液に金イオン濃度を０．５ｇ／リットルになるように加え、種々の添加剤として高純度化学製オーロブライトＨＳＢを加え、ｐＨ４．５になるよう調整した。当該めっき液を上記と同様に撹拌しながら４０℃に昇温し、温度が安定したところで、前記無電解ニッケルめっき膜（金属めっき層）５を形成した被めっき物（基体）１を、前記と同様に硫酸水溶液浸漬にて活性した後、該めっき液に浸漬し、０．７Ａ／ｄｍ^２の電流密度の電流を流して、図２には、図示しない０．０５μｍの金の電解ストライクめっき膜（金属めっき層）を形成した。めっきが終了した該被めっき物は、前記と同様に水洗した。

そして最後に、中空シェル状カーボンブラック（以下、ケッチェンブラック）微粒子（炭素微粒子）の１次粒子３ａ、２次粒子３ｂを金めっき膜（金属層）２に複合化した金／ケッチェンブラック複合めっき膜（微粒子含有金属膜）４を形成した。前記電解ストライクめっきと同様に金めっき液を調製した。但しこの時、金イオン濃度は、最終的に該めっき液とケッチェンブラックを分散した液とを混合した後に４ｇ／リットルの濃度になるように調整した。

一方、平均粒径２０ｎｍのケッチェンブラックは、予めノニオン系界面活性剤を用い、水中に分散した。ケッチェンブラック１０ｇ／リットル、該界面活性剤０．５ｇ／リットルの割合で容器中で水と混合し、該容器に超音波振動を加え、分散を行なった。

前記金めっき液と、前記ケッチェンブラック分散液とを５０対５０（リットル／リットル）の割合で混合した。ここでケッチェンブラックの一部は凝集し、２次粒子を形成したので、分散性を再度向上するために、超音波振動を容器に加え、２次粒子を破砕、再分散して、金／ケッチェンブラックめっき液を得た。この金／ケッチェンブラックめっき液中のケッチェンブラック微粒子（炭素微粒子）の平均粒径は、５０ｎｍであった。また、金／ケッチェンブラックめっき液中のケッチェンブラック微粒子のラマン散乱スペクトルを図５に示す。その後、前記金ストライクめっきと同様にして、金／ケッチェンブラック複合めっき膜（微粒子含有金属膜）４を形成した。この微粒子含有金属膜４の厚さは、１μｍであった。また、この微粒子含有金属膜４中のケッチェンブラック微粒子（１次粒子３ａ、２次粒子３ｂ）の平均粒径は、５０ｎｍであった。めっきが終了しためっき物は、前記と同様に水洗し、その後乾燥した。得られためっき物のめっき膜の構成を模式的に示すと、図２の如くである。また、得られためっき物のめっき表面のラマン散乱スペクトルを図６に示す。

［比較例１］
実施例１と同様にして、無電解ニッケル膜（金属めっき層）５、図４では図示しない金ストライクめっき膜（金属めっき層）を形成した。その後、金ストライクめっき液の金イオン濃度を４ｇ／リットルにしためっき液を用い、金めっき膜（金属めっき層）５を形成した。各めっき膜の厚み、各めっき工程間の活性化やめっき後の洗浄、乾燥は、実施例１と同様に行った。得られためっき物のめっき膜の構成を模式的に示すと、図４の如くである。

上記実施例及び比較例のめっき物につき、それぞれ上述した方法によりコンタクト抵抗（低接触抵抗）及び耐はんだ付着性（異物付着防止性能）を評価した。結果を表１に示す。また、実施例１の耐はんだ付着性評価においてめっき物上で溶融したはんだボールの該めっき物との接触の様子の写真を図８に、比較例１の同様の写真を図９に示す。

表１の結果によれば、実施例１と比較例１との比較で考えれば、本発明により接触抵抗値は維持したまま耐はんだ付着性が改善されており、本発明の効果は明らかである。

なお、上記実施例及び比較例では、上述したように、本発明の効果の立証を容易にするために、真ちゅうの平板を被めっき物（基体）として使用したが、コンタクトプローブなどの端子部の基体に、上記実施例、比較例の表面処理を行っても同様の結果が得られる。従って、各種接点部材の端子部の基体に上記実施例１と同様の表面処理を施すことによって、低接触抵抗と異物付着防止性能とが両立した接点部材が得られることが認められる。

本発明は、種々の半導体装置や液晶表示装置などの電気的特性を検査する装置において、電気的に接続をとるために用いられる種々の接続端子として使用される電気接続部品に利用することが可能である。例えば、基板検査であれば、ベア基板検査や、実装基板検査など、表示装置検査であれば、液晶パネル、有機ＥＬパネル、ＦＥＤパネル、プラズマパネルなど、また、ＩＣテスタ用のインターフェイスとしてそのコネクタなど、半導体検査であれば、ＩＣ基板、パッケージＩＣ、ウエハなどに用いる事が可能である。

本発明の接点部材の端子部の表面構造を模式的に示した説明図である。 本発明の実施例１に係るめっき物のめっき膜の構成を模式的に示した部分拡大縦断面図である。 本発明の構成例に係るめっき物のめっき膜の構成を模式的に示した部分拡大縦断面図である。 本発明の比較例１に係るめっき物のめっき膜の構成を模式的に示した部分拡大縦断面図である。 上記実施例１に係るめっき液中の炭素微粒子のラマンスペクトルである。 上記実施例１に係るめっき物のめっき表面のラマンスペクトルである。 本発明の実施例において低接触抵抗の評価に使用した装置の測定回路を示す説明図である。 上記実施例１の耐はんだ付着性評価におけるはんだボールのめっき物との接触の様子を示す写真である。 上記比較例１の耐はんだ付着性評価におけるはんだボールのめっき物との接触の様子を示す写真である。

符号の説明

Ａ 接点部材
１ 基体
２ 金属層
３ 炭素微粒子
４ 微粒子含有金属膜
５ 金属めっき層

Claims (5)

1. 被検体の電極に接触させる端子部を有し、該被検体の電気的特性を検査するにあたり、上記端子部を被検体の電極に接触させることにより導電確認すると共に、上記被検体から着脱可能な接点部材の上記端子部の表面処理方法であって、上記接点部材を構成する基体の端子部を、金（Ａｕ）又はロジウム（Ｒｈ）を主成分とする金属源と、中空シェル状カーボンブラックを含むカーボンブラックから選ばれる少なくとも１種以上からなり、遠心式自動粒度分布測定装置により測定した平均粒径が１０〜２００ｎｍの微粒子とを含有してなるめっき液中に浸漬し、電解めっき又は無電解めっきすることを特徴とする表面処理方法。
2. 被検体の電極に接触させる端子部を有し、該被検体の電気的特性を検査するにあたり、上記端子部を被検体の電極に接触させることにより導電確認すると共に、上記被検体から着脱可能な接点部材であって、該接点部材が、該部材自体を構成する基体の少なくとも上記端子部に、中空シェル状カーボンブラックを含むカーボンブラックから選ばれる少なくとも１種以上からなり、顕微鏡により可視化した微粒子の粒径計測から求めた平均粒径が１０〜２００ｎｍの微粒子を含み、金（Ａｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、金合金又はロジウム合金を金属マトリックスとする微粒子含有金属膜を備えたことを特徴とする接点部材。
3. 上記微粒子含有金属膜の表面に、上記微粒子が露出している請求項２に記載の接点部材。
4. 更に、上記微粒子含有金属膜の下層及び／又は上層に金属めっき層を備えた請求項２又は３に記載の接点部材。
5. 上記微粒子含有金属膜が傾斜機能材料である請求項２、３又は４に記載の接点部材。

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