JP5328042B2 - Contact probe - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a contact probe capable of suppressing heightening a resistance value without depending on its diameter even when being used at a high temperature. <P>SOLUTION: In this contact probe including a cylindrical barrel, a plunger provided on the end of the barrel, and an elastic body stored in the barrel and energizing the plunger outward, the plunger includes: a substrate; a Ni-plated film formed on the surface of the substrate; an Au-plated film formed on the Ni-plated film; and an alloy middle film formed by being heated in a vacuum atmosphere, which is an alloy film interposed between the Ni-plated film and the Au-plated film and containing Au, Pd and Co, and the barrel includes an Au layer forming the inner circumference thereof, and a Ni layer forming the outer circumference of the barrel, and the barrel is formed by an electroforming method on the outer circumferential surface of a core wire having a prescribed diameter. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、IC等の電子部品の電気特性を測定し、検査する際に用いられるコンタクトプローブに関し、特に、円筒状のバレルと、バレルの端部に設けられるプランジャーと、バレル内に収納されてバレルを外方に向かって付勢する弾性体とを含むコンタクトプローブに関する。 The present invention relates to a contact probe used for measuring and inspecting electrical characteristics of an electronic component such as an IC, and more particularly to a cylindrical barrel, a plunger provided at an end of the barrel, and a barrel. And an elastic body that urges the barrel outward.

従来、コンタクトプローブのプランジャーは、例えばBeCuからなる基材に、Niメッキ膜を下地膜として形成し、その上にAuメッキ膜を表面膜として形成されたものが知られている。また、バレルは、例えばりん青銅からなる素管にNiメッキ膜を下地膜として形成し、その上にAuメッキ膜を表面膜として形成されたものが知られている。 Conventionally, a plunger of a contact probe is known in which a Ni plating film is formed as a base film on a base material made of, for example, BeCu, and an Au plating film is formed thereon as a surface film. Further, a barrel is known in which a Ni plating film is formed as a base film on a raw tube made of phosphor bronze, for example, and an Au plating film is formed thereon as a surface film.

一方、IC等の電子部品の検査には、ウェハー状態(前工程)での動作テストや、ワイヤボンディング及びパッケージング等の工程(後工程)を経たパッケージ状態での検査等がある。上述したコンタクトプローブは、ウェハー段階での動作テストにおいて、例えばプローブカードに複数配設されて用いられる。一方、パッケージ状態での検査では、例えばソケットに複数配設されて用いられる。そして、コンタクトプローブは、一端側のプランジャーがICの電極と接触し、他端側のプランジャーが検査装置の回路基板と接触した状態で用いられ、コンタクトプローブに電流が流れたり、電気信号が伝播されたりする。 On the other hand, the inspection of electronic components such as IC includes an operation test in a wafer state (pre-process) and an inspection in a package state after processes (post-process) such as wire bonding and packaging. In the operation test at the wafer stage, a plurality of the contact probes described above are used, for example, arranged on a probe card. On the other hand, in the inspection in the package state, for example, a plurality of sockets are used. The contact probe is used in a state where the plunger on one end is in contact with the electrode of the IC and the plunger on the other end is in contact with the circuit board of the inspection device. It is propagated.

このように検査されるICに対して、昨今、例えばエンジン制御機能や、ブレーキ制御機能などの自動車用途のニーズが増大している。
ところが、自動車用途のICは、例えば自動車のエンジンルーム等の高温環境下で用いられることが多い。そのため、これらの自動車用途のICの検査を高温環境下で実施する重要性が極めて高まっている。
In recent years, there is an increasing need for automotive applications such as an engine control function and a brake control function for ICs to be inspected in this way.
However, ICs for automobiles are often used in a high-temperature environment such as an automobile engine room. For this reason, the importance of performing inspection of ICs for these automobile applications in a high temperature environment is extremely increased.

このような、高温環境下における試験として例えばパッケージ状態のICをソケットに装着した状態で電圧や電流等の負荷を掛けつつ高温炉の中で数日間保管し、その前後でのICの電気特性の変化の有無を検査するバーンイン試験や、ウェハー状態のICに高温中で電圧や電流等の負荷を掛けつつ動作テストを行うウェハーバーンインと呼ばれる試験等が知られている。 As a test in such a high temperature environment, for example, a packaged IC is mounted in a socket and stored for several days in a high temperature furnace while applying a load such as voltage or current, and the electrical characteristics of the IC before and after that are stored. There are known a burn-in test for inspecting the presence or absence of a change, a test called wafer burn-in for performing an operation test while applying a load such as voltage and current to a wafer-state IC at a high temperature.

ところが、上述のようなコンタクトプローブが高温中に保管されると、例えば下地膜のNi成分が表面に拡散してきて酸化され、コンタクトプローブの電気抵抗値が上昇するという問題があった。また、例えば高温中で、回路基板等と繰返し接触することによって、プランジャーの先端が磨耗して電気抵抗値が上昇しやすくなるという問題があった。
このため、上述したようなコンタクトプローブでは、高温環境下で抵抗値が上昇して検査に必要な電圧や電流等の負荷を掛け続けることができない等により、ICの検査が不十分になるという問題があった。
However, when the contact probe as described above is stored at a high temperature, for example, the Ni component of the base film diffuses to the surface and is oxidized, resulting in an increase in the electrical resistance value of the contact probe. In addition, there is a problem that, for example, repeated contact with a circuit board or the like at high temperatures causes the tip of the plunger to be worn and the electrical resistance value to easily increase.
For this reason, in the contact probe as described above, the resistance value increases in a high temperature environment, and the load such as voltage and current necessary for the inspection cannot be continuously applied. was there.

また、ICの高機能化に伴いICの電極数は増加する一方、ICパッケージの小型化に伴いICパッケージサイズが小さくなる傾向が続いている。そのため、一つのソケットにできるだけ多くのコンタクトプローブを配列する必要があることから、コンタクトプローブの配列間隔の狭ピッチ化がすすみ、コンタクトプローブの直径、すなわちバレルの直径をできるだけ細くすることが求められる。
ところが、素管をメッキ浴に浸漬してバレルを形成する従来の方法では、素管の内径が細くなるにつれ表面張力等のためメッキ液が素管内面に浸透しづらくなる。そのため、例えば素管の端近傍の内面におけるAuメッキ膜の厚さに比べて素管の中央部内面のAuメッキ膜の厚さが薄い等、素管の内径が細くなるにつれて素管内面に一様な厚さでAuメッキ膜を形成することが困難になる。
Further, while the number of electrodes of an IC increases as the IC functions become higher, the IC package size tends to decrease as the IC package becomes smaller. For this reason, since it is necessary to arrange as many contact probes as possible in one socket, it is necessary to narrow the pitch of contact probe arrangements, and it is required to make the diameter of the contact probes, that is, the diameter of the barrel as small as possible.
However, in the conventional method of forming the barrel by immersing the raw tube in a plating bath, the plating solution is less likely to penetrate into the inner surface of the raw tube due to surface tension or the like as the inner diameter of the raw tube becomes smaller. Therefore, for example, the thickness of the Au plating film on the inner surface of the central portion of the element tube is thinner than the thickness of the Au plating film on the inner surface near the end of the element tube. It becomes difficult to form an Au plating film with such a thickness.

このような、Auメッキ膜厚が一部薄いバレルで形成したコンタクトプローブを高温中で用いると、例えば下地のNiが拡散してAuメッキ膜厚の薄い箇所のバレル表面に現れ、この表面に現れたNiが酸化されてコンタクトプローブの抵抗値が上昇する虞があるという問題があった。
すなわち、従来の素管にAuメッキを施すバレル形成方法では、コンタクトプローブの直径が細くなるに従って、高温中で抵抗値が上昇する虞があるという問題があった。
When such a contact probe formed with a barrel having a thin Au plating film thickness is used at high temperatures, for example, the underlying Ni diffuses and appears on the barrel surface where the Au plating film thickness is thin, and appears on this surface. There is a problem that the resistance value of the contact probe may increase due to oxidation of Ni.
That is, the conventional barrel forming method in which Au plating is applied to the raw tube has a problem that the resistance value may increase at a high temperature as the diameter of the contact probe becomes thinner.

上記問題に対して、耐久性に優れたコンタクトプローブ(以下「コンタクトピン」ともいう。)に関し、いくつかの提案がされている(例えば特許文献1及び特許文献2参照)。   With respect to the above problems, several proposals have been made regarding contact probes having excellent durability (hereinafter also referred to as “contact pins”) (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

特開2005−268090号公報JP 2005-268090 A 特開2009−53124号公報JP 2009-53124 A

特許文献1によれば、電気部品用ソケットに配設されて、電気部品の端子に接触されるコンタクトピンであって、第1プランジャー(22)と、第2プランジャー(24)と、筒体(25)及びコイルスプリングを有するコンタクトピンが開示されている。そして、このコンタクトピンは、少なくとも前記端子に接触される接触部の表面に、金ニッケル合金メッキが施され、コンタクトピンに半田が転移することを抑制し、150℃の高温中で繰り返し使用されても抵抗値が安定しているものである。 According to Patent Document 1, a contact pin that is disposed in an electrical component socket and contacts a terminal of the electrical component, the first plunger (22), the second plunger (24), and a cylinder A contact pin having a body (25) and a coil spring is disclosed. The contact pin is subjected to gold-nickel alloy plating at least on the surface of the contact portion that is in contact with the terminal, prevents solder from transferring to the contact pin, and is repeatedly used at a high temperature of 150 ° C. Also, the resistance value is stable.

しかし、上述した自動車用途のICは、150℃より更に高温環境下で使用されるため、例えば175℃程度の高温環境下でこれらの自動車用途のICを検査する必要がある。そのため、コンタクトピンには少なくとも175℃の高温中で使用されてもその抵抗値が上昇しない高品質が求められる。
ところが、特許文献1によれば、コンタクトピンは金ニッケル合金メッキが施されているため、150℃を超える高温中でニッケル成分が酸化されてコンタクトピンの抵抗値が上昇する虞があるという問題があった。
また、特許文献1によれば、筒体(25)の径を細くした場合、高温保管によるプローブピンの抵抗値変動については不詳である。
However, since the above-mentioned ICs for automobiles are used under a higher temperature environment than 150 ° C., it is necessary to inspect these ICs for automobile use under a high temperature environment of about 175 ° C., for example. Therefore, the contact pin is required to have a high quality that does not increase its resistance even when used at a high temperature of at least 175 ° C.
However, according to Patent Document 1, since the contact pin is plated with gold-nickel alloy, there is a problem in that the nickel component is oxidized at a high temperature exceeding 150 ° C. to increase the resistance value of the contact pin. there were.
Further, according to Patent Document 1, when the diameter of the cylindrical body (25) is reduced, it is unknown about fluctuations in the resistance value of the probe pin due to high-temperature storage.

また、特許文献2には、基材の表面に貴金属薄膜を形成してなる接点部材において、上記貴金属薄膜層の結晶中に粒径が2〜200nmの超分散ダイヤモンド粒子を0.01〜2.0重量%の割合で分散させ、耐久性等を改善した接点部材が開示されている。
しかし、特許文献2によれば、例えば150℃を超える高温中で使用された場合の抵抗値の変動について定かではない。
Further, in Patent Document 2, in a contact member formed by forming a noble metal thin film on the surface of a base material, 0.01-2. A contact member dispersed at a rate of 0% by weight and improved in durability and the like is disclosed.
However, according to Patent Document 2, for example, it is not certain about the fluctuation of the resistance value when used in a high temperature exceeding 150 ° C.

そこで、本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、高温中で使用されてもその抵抗値の上昇を抑制可能であるとともに、配列間隔の狭ピッチ化に対応可能なコンタクトプローブを提供することにある。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and its purpose is to suppress an increase in resistance value even when used at high temperatures and to cope with a narrow pitch of the arrangement interval. It is to provide a possible contact probe.

請求項1の発明は、円筒状のバレルと、前記バレルの端部に設けられるプランジャーと、前記バレル内に収納されて前記プランジャーを外方に向かって付勢する弾性体とを含むコンタクトプローブにおいて、前記プランジャーは、基材と、前記基材の表面に形成されたNiメッキ膜と、前記Niメッキ膜上に形成されたAuメッキ膜と、前記Niメッキ膜と前記Auメッキ膜との間に介在し、Au、Pd及びCoを含有する合金膜であって、真空雰囲気中で加熱されてなる合金中間膜と、を備え、前記バレルは、その内周を形成するAu層と、前記バレルの外周を形成するNi層と、を含み、前記バレルは、所定の直径を有する芯線の外周面に電鋳法により形成される、コンタクトプローブである。   The invention according to claim 1 includes a contact including a cylindrical barrel, a plunger provided at an end of the barrel, and an elastic body housed in the barrel and biasing the plunger outward. In the probe, the plunger includes a base material, a Ni plating film formed on a surface of the base material, an Au plating film formed on the Ni plating film, the Ni plating film, and the Au plating film. An alloy intermediate film containing Au, Pd, and Co, and heated in a vacuum atmosphere, and the barrel includes an Au layer that forms an inner periphery thereof, And a Ni layer that forms an outer periphery of the barrel, the barrel being a contact probe formed by electroforming on an outer peripheral surface of a core wire having a predetermined diameter.

請求項2の発明は、請求項1記載のコンタクトプローブにおいて、前記Auメッキ膜は、99.9重量%以上の純Auメッキ膜からなることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the contact probe according to the first aspect, the Au plating film is made of a pure Au plating film of 99.9% by weight or more.

請求項3の発明は、請求項1に記載のコンタクトプローブにおいて、前記Auメッキ膜は、AuCoメッキ膜からなることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the contact probe according to the first aspect, the Au plating film is made of an AuCo plating film.

請求項4の発明は、請求項3に記載のコンタクトプローブにおいて、前記プランジャーは、前記AuCoメッキ膜上に、99.9重量%以上のAuからなる純Auメッキ膜を備えることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the contact probe according to the third aspect, the plunger includes a pure Au plating film made of 99.9% by weight or more of Au on the AuCo plating film. .

請求項5の発明は、請求項1〜4のいずれかに記載のコンタクトプローブにおいて、前記バレルは、前記Au層と前記Ni層との間に、Pd層を介在させることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the contact probe according to any one of the first to fourth aspects, the barrel has a Pd layer interposed between the Au layer and the Ni layer.

請求項6の発明は、請求項1〜5のいずれかに記載のコンタクトプローブにおいて、前記Au層は、厚さが略1.0〜5μmで99.9重量%以上の純Au層よりなることを特徴とする。 The invention according to claim 6 is the contact probe according to any one of claims 1 to 5, wherein the Au layer comprises a pure Au layer having a thickness of approximately 1.0 to 5 μm and not less than 99.9% by weight. It is characterized by.

請求項7の発明は、円筒状のバレルと、前記バレルの端部に設けられるプランジャーと、前記バレル内に収納されて前記プランジャーを外方に向かって付勢する弾性体とを含むコンタクトプローブにおいて、前記プランジャーは、基材と、前記基材の表面に形成されたNiメッキ膜と、前記Niメッキ膜上に形成されたAuメッキ膜と、前記Niメッキ膜と前記Auメッキ膜との間に介在し、Au、Pd及びCoを含有する合金膜であって、真空雰囲気中で加熱されてなる合金中間膜と、を備え、前記バレルは、平板状の母材と、前記母材の上面に圧着させた第1のNi板と、前記母材の下面に圧着させた第2のNi板と、前記第1のNi板の上面に圧着させた板であって、Au又は貴金属合金で形成される第3の金属板と、前記第2のNi板の下面に圧着させた板であって、Au又は貴金属合金で形成される第4の金属板と、からなるクラッド板を、ディープドローイングして円筒状に形成した、コンタクトプローブである。 The invention according to claim 7 is a contact including a cylindrical barrel, a plunger provided at an end of the barrel, and an elastic body housed in the barrel and biasing the plunger outward. In the probe, the plunger includes a base material, a Ni plating film formed on a surface of the base material, an Au plating film formed on the Ni plating film, the Ni plating film, and the Au plating film. And an alloy intermediate film containing Au, Pd and Co, which is heated in a vacuum atmosphere, and the barrel includes a flat base material and the base material A first Ni plate pressure-bonded to the upper surface of the first metal plate, a second Ni plate pressure-bonded to the lower surface of the base material, and a plate pressure-bonded to the upper surface of the first Ni plate, Au or a noble metal alloy A third metal plate formed of the second Ni A plate which is pressed against the lower surface of the fourth metal plate formed of Au or noble metal alloy, a clad plate consisting of, was formed into a cylindrical shape by deep-drawing, a contact probe.

請求項8の発明は、円筒状のバレルと、前記バレルの端部に設けられるプランジャーと、前記バレル内に収納されて前記プランジャーを外方に向かって付勢する弾性体とを含むコンタクトプローブにおいて、前記プランジャーは、基材と、前記基材の表面に形成されたNiメッキ膜と、前記Niメッキ膜上に形成されたAuメッキ膜と、前記Niメッキ膜と前記Auメッキ膜との間に介在し、Au、Pd及びCoを含有する合金膜であって、真空雰囲気中で加熱されてなる合金中間膜と、を備え、前記バレルは、Au又はAuを含有する貴金属合金で形成される円筒体からなる、コンタクトプローブである。 The invention according to claim 8 is a contact including a cylindrical barrel, a plunger provided at an end of the barrel, and an elastic body housed in the barrel and biasing the plunger outward. In the probe, the plunger includes a base material, a Ni plating film formed on a surface of the base material, an Au plating film formed on the Ni plating film, the Ni plating film, and the Au plating film. And an alloy intermediate film containing Au, Pd and Co, which is heated in a vacuum atmosphere, and the barrel is made of Au or a noble metal alloy containing Au It is a contact probe which consists of a cylindrical body.

請求項1の発明によれば、円筒状のバレルと、前記バレルの端部に設けられるプランジャーと、前記バレル内に収納されて前記プランジャーを外方に向かって付勢する弾性体とを含むコンタクトプローブにおいて、前記プランジャーは、基材と、前記基材の表面に形成されたNiメッキ膜と、前記Niメッキ膜上に形成されたAuメッキ膜と、前記Niメッキ膜と前記Auメッキ膜との間に介在し、Au、Pd及びCoを含有する合金膜であって、真空雰囲気中で加熱されてなる合金中間膜と、を備え、前記バレルは、その内周を形成するAu層と、前記バレルの外周を形成するNi層と、を含み、前記バレルは、所定の直径を有する芯線の外周面に電鋳法により形成される構成であるから、高温中におけるNiの拡散が、合金中間膜により抑制されてプランジャーの表面まで現れ難くなる。したがって高温中で使用してもプランジャー表面の酸化を抑制できるので、プランジャーの抵抗値の上昇を抑制できる。また、バレルはその直径が細く形成されても、一様な厚さのAu層を確実に備えることが可能となる。したがって、Au層の厚さを所定の厚さに設定することにより、高温中においてNiがAu層中を拡散してもバレル内周表面に現れ難くなる。そのため、高温中で使用してもバレルの内周面の酸化を抑制でき、バレルの抵抗値の上昇を抑制できる。このように、本発明によれば、高温中で使用されてもその抵抗値の上昇を抑制可能であるとともに、配列間隔の狭ピッチ化に対応可能なコンタクトプローブを提供できる。 According to the invention of claim 1, a cylindrical barrel, a plunger provided at an end of the barrel, and an elastic body housed in the barrel and biasing the plunger outward. In the contact probe including the plunger, the plunger includes a base material, a Ni plating film formed on the surface of the base material, an Au plating film formed on the Ni plating film, the Ni plating film, and the Au plating. An alloy intermediate film interposed between the film and containing Au, Pd, and Co and heated in a vacuum atmosphere, and the barrel has an Au layer forming an inner periphery thereof And the Ni layer that forms the outer periphery of the barrel, and the barrel is configured by electroforming on the outer peripheral surface of the core wire having a predetermined diameter, so that the diffusion of Ni in a high temperature, With alloy interlayer It is control becomes difficult to appear to the surface of the plunger. Accordingly, since the oxidation of the plunger surface can be suppressed even when used at a high temperature, an increase in the resistance value of the plunger can be suppressed. Further, even if the barrel is formed with a small diameter, it is possible to reliably provide an Au layer having a uniform thickness. Therefore, by setting the thickness of the Au layer to a predetermined thickness, even if Ni diffuses in the Au layer at a high temperature, it becomes difficult to appear on the inner peripheral surface of the barrel. Therefore, even when used at a high temperature, oxidation of the inner peripheral surface of the barrel can be suppressed, and an increase in the resistance value of the barrel can be suppressed. As described above, according to the present invention, it is possible to provide a contact probe that can suppress an increase in resistance value even when used at a high temperature and can cope with a narrow pitch of the arrangement interval.

また、請求項2の発明によれば、前記Auメッキ膜は、99.9重量%以上の純Auメッキ膜からなる構成であるから、高温中における純Auメッキ膜の酸化を排除できるので、高温中で使用しても、さらにその抵抗値の上昇を抑制可能なコンタクトプローブを提供できる。 According to the invention of claim 2, since the Au plating film is composed of 99.9% by weight or more of pure Au plating film, oxidation of the pure Au plating film at high temperature can be eliminated. Even when used in the present invention, a contact probe that can further suppress the increase in resistance value can be provided.

また、請求項3の発明によれば、前記Auメッキ膜は、AuCoメッキ膜からなる構成であるから、プランジャー表面の硬度を向上させることで、コンタクトプローブの耐摩耗性や耐久性を向上できる。 According to the invention of claim 3, since the Au plating film is composed of an AuCo plating film, the wear resistance and durability of the contact probe can be improved by improving the hardness of the plunger surface. .

また、請求項4の発明によれば、前記プランジャーは、前記AuCoメッキ膜上に、99.9重量%以上のAuからなる純Auメッキ膜を備える構成であるから、高温中においてもAuCoメッキ膜中のCoの拡散を表面の純Auメッキ膜でさらに抑制することにより、前記Coがプランジャー表面で酸化されて抵抗値が上昇することを抑制できる。 According to the invention of claim 4, since the plunger is configured to have a pure Au plating film made of 99.9% by weight or more of Au on the AuCo plating film, the AuCo plating is performed even at a high temperature. By further suppressing the diffusion of Co in the film with the pure Au plating film on the surface, it is possible to prevent the Co from being oxidized on the plunger surface and increasing the resistance value.

また、請求項5の発明によれば、前記バレルは、前記Au層と前記Ni層との間に、Pd層を介在させる構成であるから、Pd層によってNiの拡散を抑制することにより、抵抗値の上昇をさらに抑制可能となる。 Further, according to the invention of claim 5, since the barrel has a configuration in which a Pd layer is interposed between the Au layer and the Ni layer, resistance is suppressed by suppressing diffusion of Ni by the Pd layer. The increase in value can be further suppressed.

また、請求項6の発明によれば、前記Au層は、厚さが略1.0〜5μmで99.9重量%以上の純Au層よりなる構成であるから、純Au層によりバレル表面の酸化を防止できるとともに、バレル内周面にNiが拡散してくることを防止できることにより、抵抗値の上昇をさらに抑制可能となる。 According to the invention of claim 6, the Au layer is composed of a pure Au layer having a thickness of approximately 1.0 to 5 μm and 99.9% by weight or more. Oxidation can be prevented, and Ni can be prevented from diffusing to the inner peripheral surface of the barrel, so that an increase in resistance value can be further suppressed.

また、請求項7の発明によれば、円筒状のバレルと、前記バレルの端部に設けられるプランジャーと、前記バレル内に収納されて前記プランジャーを外方に向かって付勢する弾性体とを含むコンタクトプローブにおいて、前記プランジャーは、基材と、前記基材の表面に形成されたNiメッキ膜と、前記Niメッキ膜上に形成されたAuメッキ膜と、前記Niメッキ膜と前記Auメッキ膜との間に介在し、Au、Pd及びCoを含有する合金膜であって、真空雰囲気中で加熱されてなる合金中間膜と、を備え、前記バレルは、平板状の母材と、前記母材の上面に圧着させた第1のNi板と、前記母材の下面に圧着させた第2のNi板と、前記第1のNi板の上面に圧着させた板であって、Au又は貴金属合金で形成される第3の金属板と、前記第2のNi板の下面に圧着させた板であって、Au又は貴金属合金で形成される第4の金属板と、からなるクラッド板を、ディープドローイングして円筒状に形成した構成であるから、高温中におけるNiの拡散が、合金中間膜により抑制されてプランジャーの表面まで現れ難くなる。したがって高温中で使用してもプランジャー表面の酸化を抑制できるので、プランジャーの抵抗値の上昇を抑制できる。また、バレルは、その直径が細く形成されても、クラッド材の第1のNi板と第3の金属板との界面及び第2のNi板と第4の金属板との界面が、高温中におけるNi拡散のバリアとなりNiがバレル表面に析出し難くなる。そのため、高温中で使用してもバレルの表面の酸化を抑制でき、バレルの抵抗値の上昇を抑制できる。このように、本発明によれば高温中で使用されてもその抵抗値の上昇を抑制可能であるとともに、配列間隔の狭ピッチ化に対応可能なコンタクトプローブを提供できる。 According to the invention of claim 7, a cylindrical barrel, a plunger provided at an end of the barrel, and an elastic body housed in the barrel and biasing the plunger outward. The plunger includes a base material, a Ni plating film formed on the surface of the base material, an Au plating film formed on the Ni plating film, the Ni plating film, and the An alloy intermediate film interposed between the Au plating film and containing Au, Pd, and Co, and heated in a vacuum atmosphere, and the barrel includes a flat base material and A first Ni plate crimped to the upper surface of the base material, a second Ni plate crimped to the lower surface of the base material, and a plate crimped to the upper surface of the first Ni plate, A third metal plate formed of Au or a noble metal alloy; Since the clad plate made of Au or a fourth metal plate made of a noble metal alloy is pressed onto the lower surface of the second Ni plate, it is formed into a cylindrical shape by deep drawing. The diffusion of Ni at a high temperature is suppressed by the alloy intermediate film and hardly appears up to the surface of the plunger. Accordingly, since the oxidation of the plunger surface can be suppressed even when used at a high temperature, an increase in the resistance value of the plunger can be suppressed. Further, even if the barrel is formed with a small diameter, the interface between the first Ni plate and the third metal plate of the clad material and the interface between the second Ni plate and the fourth metal plate are still at a high temperature. Ni becomes a barrier against Ni diffusion, and Ni is difficult to precipitate on the barrel surface. Therefore, even if it uses in high temperature, the oxidation of the surface of a barrel can be suppressed and the raise of the resistance value of a barrel can be suppressed. As described above, according to the present invention, it is possible to provide a contact probe that can suppress an increase in the resistance value even when used at a high temperature and can cope with a narrow pitch of the arrangement interval.

また、請求項8の発明によれば、円筒状のバレルと、前記バレルの端部に設けられるプランジャーと、前記バレル内に収納されて前記プランジャーを外方に向かって付勢する弾性体とを含むコンタクトプローブにおいて、前記プランジャーは、基材と、前記基材の表面に形成されたNiメッキ膜と、前記Niメッキ膜上に形成されたAuメッキ膜と、前記Niメッキ膜と前記Auメッキ膜との間に介在し、Au、Pd及びCoを含有する合金膜であって、真空雰囲気中で加熱されてなる合金中間膜と、を備え、前記バレルは、Au又はAuを含有する貴金属合金で形成される円筒体からなる構成であるから、高温中におけるNiの拡散が、合金中間膜により抑制されてプランジャーの表面まで現れ難くなる。したがって高温中で使用してもプランジャー表面の酸化を抑制できるので、プランジャーの抵抗値の上昇を抑制できる。また、バレルは、その直径が細く形成されても貴金属よりなるためバレルの表面の酸化が抑制され、バレルの抵抗値の上昇を抑制できる。このように、本発明によれば高温中で使用されてもその抵抗値の上昇を抑制可能であるとともに、配列間隔の狭ピッチ化に対応可能なコンタクトプローブを提供できる。 According to the invention of claim 8, a cylindrical barrel, a plunger provided at an end of the barrel, and an elastic body housed in the barrel and biasing the plunger outward. The plunger includes a base material, a Ni plating film formed on the surface of the base material, an Au plating film formed on the Ni plating film, the Ni plating film, and the An alloy intermediate film interposed between the Au plating film and containing Au, Pd, and Co, and heated in a vacuum atmosphere, and the barrel contains Au or Au Since it is the structure which consists of a cylindrical body formed with a noble metal alloy, the diffusion of Ni at a high temperature is suppressed by the alloy intermediate film and hardly appears up to the surface of the plunger. Accordingly, since the oxidation of the plunger surface can be suppressed even when used at a high temperature, an increase in the resistance value of the plunger can be suppressed. Moreover, since the barrel is made of a noble metal even if it is formed with a small diameter, oxidation of the surface of the barrel is suppressed, and an increase in the resistance value of the barrel can be suppressed. As described above, according to the present invention, it is possible to provide a contact probe that can suppress an increase in the resistance value even when used at a high temperature and can cope with a narrow pitch of the arrangement interval.

本発明の第1実施形態に係るコンタクトプローブの断面説明図である。It is a section explanatory view of the contact probe concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係るプランジャーの成分分析を説明するグラフである。It is a graph explaining the component analysis of the plunger which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明のコンタクトプローブの評価装置を説明する概略図である。It is the schematic explaining the evaluation apparatus of the contact probe of this invention. 図3の評価装置を用いた評価例を説明するグラフである。It is a graph explaining the example of evaluation using the evaluation apparatus of FIG. 本発明の第2実施形態に係るコンタクトプローブの断面説明図である。It is a section explanatory view of a contact probe concerning a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第3実施形態に係るコンタクトプローブの断面説明図である。It is a section explanatory view of a contact probe concerning a 3rd embodiment of the present invention. 本発明の実施例の評価結果を示すグラフである。It is a graph which shows the evaluation result of the Example of this invention. 本発明の実施例の評価結果を示すグラフである。It is a graph which shows the evaluation result of the Example of this invention.

以下、本発明の好適な実施形態について図を用いて説明する。
先ず、本発明の第1実施形態に係るコンタクトプローブ10について主に図1を用いて説明する。
図1(a)は、本発明の第1実施形態に係るコンタクトプローブ10の断面説明図である。図1(b)は、図1(a)におけるb部分の拡大図である。図1(c)は、図1(a)におけるc部分の拡大図である。
本実施形態のコンタクトプローブ10は、図1に示すように、バレル20と、プランジャー30,32と、スプリング40とを備える。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the contact probe 10 according to the first embodiment of the present invention will be described mainly with reference to FIG.
FIG. 1A is an explanatory cross-sectional view of a contact probe 10 according to a first embodiment of the present invention. FIG.1 (b) is an enlarged view of b part in Fig.1 (a). FIG.1 (c) is an enlarged view of c part in Fig.1 (a).
As shown in FIG. 1, the contact probe 10 of this embodiment includes a barrel 20, plungers 30 and 32, and a spring 40.

本実施形態のバレル20は、図1(a)に示すように、円筒状の管体22と、管体22の両端がそれぞれ縮径した縮径部21とを備える。管体22は、例えば長さが略4mm、内径が略0.3mm、肉厚が略35μmの円筒状の細管で形成される。この縮径部21は、図1(a)に示すように、後述するスプリング40をバレル20内に収納し、プランジャー30,32をバレル20の両端にそれぞれ配置させた後にカシメ加工等により形成される。図1に示すように、後述するプランジャー30,32の鍔部34が縮径部21に係止されて、バレル20外に飛び出さない、すなわち縮径部21は、プランジャー30,32がバレル20外に飛び出さないための係止手段となっている。なお、係止手段は本実施形態の縮径部21に限るものではなく、例えばバレルの側面の一部をカシメ加工により縮径して形成する等、プランジャーの形状に応じた任意の構成とすることができる。 As shown in FIG. 1A, the barrel 20 of the present embodiment includes a cylindrical tube body 22 and a reduced diameter portion 21 in which both ends of the tube body 22 are reduced in diameter. The tubular body 22 is formed of, for example, a cylindrical thin tube having a length of about 4 mm, an inner diameter of about 0.3 mm, and a wall thickness of about 35 μm. As shown in FIG. 1A, the reduced diameter portion 21 is formed by caulking or the like after a spring 40 to be described later is accommodated in the barrel 20 and the plungers 30 and 32 are respectively disposed at both ends of the barrel 20. Is done. As shown in FIG. 1, flange portions 34 of plungers 30 and 32 to be described later are locked to the reduced diameter portion 21 so as not to jump out of the barrel 20, that is, the reduced diameter portion 21 has the plungers 30 and 32. This is a locking means for preventing the barrel 20 from jumping out. The locking means is not limited to the reduced diameter portion 21 of the present embodiment. For example, a part of the side surface of the barrel is formed by reducing the diameter by caulking, and an arbitrary configuration according to the shape of the plunger is used. can do.

次に、本実施形態のバレル20の断面構造並び製造方法について説明する。
本実施形態のバレル20は、図1(c)に示すように、内周を形成するAu層24と、バレル20の外周を形成するNi層26とを含み、電鋳法により形成される。ここで、電鋳法とは、細い芯線の外周面に一層又は多層のメッキ層を形成し、その後芯線を引抜くことによりメッキ層のみからなる円筒体を形成する製造方法をいう。
Next, a method for manufacturing the sectional structure of the barrel 20 according to this embodiment will be described.
As shown in FIG. 1C, the barrel 20 of the present embodiment includes an Au layer 24 that forms the inner periphery and a Ni layer 26 that forms the outer periphery of the barrel 20, and is formed by electroforming. Here, the electroforming method refers to a manufacturing method in which a single-layer or multi-layer plating layer is formed on the outer peripheral surface of a thin core wire, and then the core wire is drawn to form a cylindrical body composed of only the plating layer.

具体的には、バレル20は、所定の直径を有する例えばステンレス製芯線の外周面上に、Au層24としてのAuCoメッキ層を形成し、更にAuCoメッキ層の上にNiメッキ層を形成し、その後前記芯線を引抜くことで形成される。したがって、バレル20は、図1(c)に示すように、Au層24(AuCoメッキ層)が内周を形成し、Ni層26としてのNiメッキ層がバレル20の外周を形成する構成となっている。
内周側をAu層24で形成するのは、後述するプランジャーとの接触抵抗を下げるためである。また、Ni層26で外周側を形成するのは、コンタクトプローブとして必要な強度をバレル20に持たせるためである。
Specifically, the barrel 20 forms an AuCo plating layer as the Au layer 24 on the outer peripheral surface of, for example, a stainless steel core wire having a predetermined diameter, and further forms a Ni plating layer on the AuCo plating layer. Thereafter, the core wire is drawn out. Therefore, as shown in FIG. 1C, the barrel 20 has a configuration in which the Au layer 24 (AuCo plating layer) forms the inner periphery, and the Ni plating layer as the Ni layer 26 forms the outer periphery of the barrel 20. ing.
The reason why the inner peripheral side is formed of the Au layer 24 is to reduce the contact resistance with the plunger described later. The reason why the outer peripheral side is formed by the Ni layer 26 is to give the barrel 20 the strength necessary for a contact probe.

このように、バレル20は電鋳法によって形成されるので、内径が細い場合であってもAu層24の厚さがバレル20の筒長方向に沿って略均一に形成可能となる。その際、Au層の厚さは、少なくとも1μm以上で形成することが望ましい。高温中でNi層26のNiが拡散してAu層24の表面に析出することを抑制するためである。 Thus, since the barrel 20 is formed by electroforming, the thickness of the Au layer 24 can be formed substantially uniformly along the cylinder length direction of the barrel 20 even when the inner diameter is small. At this time, it is desirable that the Au layer be formed with a thickness of at least 1 μm. This is to prevent Ni in the Ni layer 26 from diffusing and precipitating on the surface of the Au layer 24 at a high temperature.

なお、本実施形態のバレル20は、上述したように内側のAu層24がAuCoメッキ膜により形成されるが、これに限るものではなく、99.9重量%以上の純AuメッキからなるAu層であってもよい。前記純Auメッキの場合、AuCoメッキに含有されるCoのような酸化されやすい金属を殆ど含有しないので、高温保管中のCoの酸化に起因したバレル抵抗値の上昇を排除できるからである。純AuメッキによるAu層の場合、厚さを1μm〜5μmで形成することが望ましい。1μmより薄い場合、高温中でNi層26のNiが拡散してAu層の表面に析出する虞があるからである。また、5μmより厚い場合は、コンタクトプローブのコスト押上げの要因となるからである。 In the barrel 20 of this embodiment, as described above, the inner Au layer 24 is formed of an AuCo plated film, but the present invention is not limited to this, and an Au layer made of pure Au plating of 99.9% by weight or more. It may be. This is because the pure Au plating contains almost no easily oxidized metal such as Co contained in the AuCo plating, so that an increase in barrel resistance due to oxidation of Co during high temperature storage can be eliminated. In the case of an Au layer formed by pure Au plating, it is desirable that the thickness is 1 μm to 5 μm. This is because if it is thinner than 1 μm, Ni in the Ni layer 26 may diffuse and precipitate on the surface of the Au layer at a high temperature. Further, if it is thicker than 5 μm, it will increase the cost of the contact probe.

また、本実施形態のバレル20は、図1(c)に示すように、内側がAu層24で、外側がNi層26の2層からなるが、バレルの構造は2層に限るものではなく、Au層24とNi層26との間にPd層を介在させた構成であってもよい。高温中のNiの拡散をPd層で抑制できるからである。上述した芯線の外周面上に、AuメッキによりAu層24を形成し、Au層24の上にPdメッキによりPd層を形成し、前記Pd層の上にNiメッキによりNi層26を形成し、その後例えば前記芯線を引抜くことで形成される。 Further, as shown in FIG. 1C, the barrel 20 of the present embodiment is composed of two layers of an Au layer 24 on the inside and a Ni layer 26 on the outside, but the structure of the barrel is not limited to two layers. Alternatively, a Pd layer may be interposed between the Au layer 24 and the Ni layer 26. This is because Ni diffusion at high temperatures can be suppressed by the Pd layer. An Au layer 24 is formed on the outer peripheral surface of the core wire by Au plating, a Pd layer is formed on the Au layer 24 by Pd plating, and a Ni layer 26 is formed on the Pd layer by Ni plating. Thereafter, for example, the core wire is drawn out.

次に、プランジャー30,32について説明する。本実施形態のコンタクトプローブ10は、図1(a)及び図3に示すように、バレル20の一端にプランジャー30を備え、他端にプランジャー32を備える。
プランジャー30は、図1(a)に示すように、縮径部21の内径と略同じ直径を有する円柱状の軸体部33と、軸体部33の先端に設けられたクラウン状の突起31と、管体22の内径程度に下端部が拡径した鍔部34とを備える。また、プランジャー32は、軸体部33の先端中央に突起35を備え、下端部に鍔部34を備える。プランジャー30,32は、上述したようにバレル20の両端にそれぞれ配置され、管体22の筒長方向に沿って摺動自在な構成となっている。
なお、プランジャーの形状は、本実施形態の形状に限るものではなく、バレルの端部に設けることが可能な公知の形状とすることができる。また、本実施形態のコンタクトプローブ10は、プランジャー30,32が双方とも摺動自在な構成となっているが、いずれか一方のプランジャーは、例えばバレルのカシメ加工等のよりその摺動を規制された公知の構成であってもよい。
Next, the plungers 30 and 32 will be described. As shown in FIGS. 1A and 3, the contact probe 10 of the present embodiment includes a plunger 30 at one end of the barrel 20 and a plunger 32 at the other end.
As shown in FIG. 1A, the plunger 30 includes a columnar shaft body portion 33 having substantially the same diameter as the inner diameter of the reduced diameter portion 21, and a crown-shaped protrusion provided at the tip of the shaft body portion 33. 31 and a flange 34 whose lower end is expanded to the inner diameter of the tubular body 22. In addition, the plunger 32 includes a protrusion 35 at the center of the tip of the shaft body 33 and a flange 34 at the lower end. The plungers 30 and 32 are arranged at both ends of the barrel 20 as described above, and are slidable along the tube length direction of the tube body 22.
In addition, the shape of a plunger is not restricted to the shape of this embodiment, It can be set as the well-known shape which can be provided in the edge part of a barrel. Further, in the contact probe 10 of this embodiment, both the plungers 30 and 32 are slidable. However, any one of the plungers can slide by, for example, barrel caulking. It may be a regulated known configuration.

以下、プランジャー30を例にとり、断面構造や製造方法について説明する。
本実施形態のプランジャー30は、図1(b)に示すように、基材36と、基材36の表面を覆う下地膜37と、プランジャー30の表面を形成する表面膜39と、下地膜37と表面膜39との間に形成される合金中間膜38とを備える。
Hereinafter, taking the plunger 30 as an example, the cross-sectional structure and the manufacturing method will be described.
As shown in FIG. 1B, the plunger 30 of the present embodiment includes a base material 36, a base film 37 that covers the surface of the base material 36, a surface film 39 that forms the surface of the plunger 30, An alloy intermediate film 38 formed between the base film 37 and the surface film 39 is provided.

次に、プランジャー30の製造方法について説明する。まず、例えばBeCuからなる基材36の表面にNiメッキ膜を形成する。次に、Niメッキ膜の表面にPdCoメッキ膜を形成する。次に、PdCoメッキ膜の表面にAuメッキ膜としてのAuCoメッキ膜を形成する。その後、例えば真空熱処理炉等を用いて、真空雰囲気中で加熱(以下「熱処理」ともいう。)することによって製作できる。
このように、加熱するのは、PdCoメッキ膜中及びAuCoメッキ膜中のそれぞれの金属の相互拡散を促進することにより、Au、Pd及びCoからなる3元系合金の合金化促進のためである。
また、真空雰囲気中で加熱する目的の一つは、熱処理雰囲気中にO等の反応性ガスが含まれていると、AuCoメッキ膜中のCoがAuCoメッキ膜の表面、すなわちプランジャー30の表面に偏析することが多いため、これを抑制することにある。したがって、熱処理中のプランジャー30表面の酸化を抑制できる。
また、他の目的は、熱処理雰囲気中に反応性ガスが含まれていると、反応性ガスと材料との反応が熱拡散を支配することが多いため、反応性ガスを極力排除することで上記合金化を促進するためである。
なお、前記Niメッキ膜と前記PdCoメッキ膜との密着性向上のため、前記Niメッキ膜の表面にAuストライクメッキ膜を形成後に前記PdCoメッキ膜を形成してもよい。また、前記PdCoメッキ膜と前記AuCoメッキ膜との密着性向上のため、前記PdCoメッキ膜の表面にAuストライクメッキ膜を形成後に前記AuCoメッキ膜を形成してもよい。
Next, a method for manufacturing the plunger 30 will be described. First, a Ni plating film is formed on the surface of a base material 36 made of, for example, BeCu. Next, a PdCo plating film is formed on the surface of the Ni plating film. Next, an AuCo plating film as an Au plating film is formed on the surface of the PdCo plating film. Thereafter, it can be manufactured by heating in a vacuum atmosphere (hereinafter also referred to as “heat treatment”) using, for example, a vacuum heat treatment furnace.
In this way, the reason for heating is to promote the alloying of the ternary alloy composed of Au, Pd and Co by promoting the mutual diffusion of the respective metals in the PdCo plating film and the AuCo plating film. .
Also, one of the purposes of heating in a vacuum atmosphere is that if a reactive gas such as O 2 is contained in the heat treatment atmosphere, the Co in the AuCo plating film becomes the surface of the AuCo plating film, that is, the plunger 30 This is to suppress segregation on the surface in many cases. Therefore, the oxidation of the plunger 30 surface during the heat treatment can be suppressed.
Another object is to eliminate the reactive gas as much as possible because the reaction between the reactive gas and the material often dominates the thermal diffusion when the reactive gas is contained in the heat treatment atmosphere. This is to promote alloying.
In order to improve the adhesion between the Ni plating film and the PdCo plating film, the PdCo plating film may be formed after an Au strike plating film is formed on the surface of the Ni plating film. Further, in order to improve the adhesion between the PdCo plating film and the AuCo plating film, the AuCo plating film may be formed after the Au strike plating film is formed on the surface of the PdCo plating film.

このように、基材36の表面に形成された下地膜37は上記熱処理が施されたNiメッキ膜からなり、表面膜39は上記熱処理が施されたAuメッキ膜(AuCoメッキ膜)からなる。そして、上記熱処理が施されることにより、下地膜37と表面膜39との間にAu、Pd及びCoを含有する合金中間膜38が介在するがこの点については、後で再述する。
また、上述した加熱温度は、略295℃から335℃が望ましい。295℃より低いと、上記合金化が促進されない虞があるからである。また、335℃より高いと、上述した相互拡散が顕著に進み、AuCoメッキ膜中のAuの含有量が低下することによって、プランジャー30の接触抵抗が増加する虞があるからである。
また、加熱時間は、2時間から3時間が望ましい。2時間より短いと、上記合金化が促進されない虞があるからである。また、3時間より長い場合、上述した相互拡散が顕著に進み、AuCoメッキ膜中のAuの含有量が低下することによって、プランジャー30の接触抵抗が増加する虞があるからである。
Thus, the base film 37 formed on the surface of the substrate 36 is made of the Ni-plated film subjected to the heat treatment, and the surface film 39 is made of the Au-plated film (AuCo plated film) subjected to the heat treatment. By performing the heat treatment, an alloy intermediate film 38 containing Au, Pd, and Co is interposed between the base film 37 and the surface film 39. This will be described later.
The heating temperature described above is preferably about 295 ° C to 335 ° C. This is because if the temperature is lower than 295 ° C., the alloying may not be promoted. On the other hand, when the temperature is higher than 335 ° C., the above-described interdiffusion significantly progresses, and the contact resistance of the plunger 30 may increase due to a decrease in the Au content in the AuCo plating film.
The heating time is preferably 2 to 3 hours. This is because if the time is shorter than 2 hours, the alloying may not be promoted. In addition, when the time is longer than 3 hours, the above-described interdiffusion proceeds remarkably, and the contact resistance of the plunger 30 may increase due to a decrease in the Au content in the AuCo plating film.

ここで、以下の評価用のプランジャーPを製作し、熱処理の有無とプランジャーPの深さ方向の成分との関係、及び加熱温度とプランジャーPの深さ方向の成分との関係について評価を行った。なお、プランジャーPの形状やサイズは上述したプランジャー30の形状やサイズと同じとした。
BeCuからなる基材の表面に、NiPメッキ浴を用いた無電解メッキにより、略0.5μmの厚さのNiメッキ膜を形成し、その上に、略0.1μm厚さのAuストライクメッキ膜を形成し、その上に、PdCoメッキ浴を用いた電解メッキにより略1.8μmの厚さのPdCoメッキ膜を形成し、その上に、略0.1μm厚さのAuストライクメッキ膜を形成し、その上に、前記AuCoメッキ浴を用いた電解メッキにより略2.6μmのAuCoメッキ膜を形成することによりプランジャーPを製作した。
Here, the following plunger P for evaluation was manufactured, and the relationship between the presence or absence of heat treatment and the component in the depth direction of the plunger P, and the relationship between the heating temperature and the component in the depth direction of the plunger P were evaluated. Went. The shape and size of the plunger P are the same as the shape and size of the plunger 30 described above.
A Ni plating film having a thickness of about 0.5 μm is formed on the surface of a base material made of BeCu by electroless plating using a NiP plating bath, and an Au strike plating film having a thickness of about 0.1 μm is formed thereon. A PdCo plating film having a thickness of approximately 1.8 μm is formed thereon by electrolytic plating using a PdCo plating bath, and an Au strike plating film having a thickness of approximately 0.1 μm is formed thereon. On top of this, a plunger P was manufactured by forming an approximately 2.6 μm thick AuCo plating film by electrolytic plating using the AuCo plating bath.

図2は、プランジャーPの深さ方向の成分を測定したグラフである。より詳しくは、プランジャーPのクラウン状の突起の一つを縦方向にカットして断面を露出させ、その断面(図1(b)参照)をEDX(エネルギー分散型X線分光装置)で測定した。図2において、縦軸は検出量(At%)を示す。横軸は、深さ(μm)、すなわち図1(b)に示すように、突起31の先端を基点とした矢印D方向の距離を示す。また、図2において、太い実線がAuのプロファイルJを示し、細い実線がCoのプロファイルLを示し、一点鎖線はPdのプロファイルKを示し、太い鎖線はNiのプロファイルMを示し、細い鎖線はCuのプロファイルHを示す。 FIG. 2 is a graph in which components in the depth direction of the plunger P are measured. More specifically, one of the crown-shaped protrusions of the plunger P is cut in the longitudinal direction to expose the cross section, and the cross section (see FIG. 1B) is measured with an EDX (energy dispersive X-ray spectrometer). did. In FIG. 2, the vertical axis indicates the detection amount (At%). The horizontal axis indicates the depth (μm), that is, the distance in the direction of arrow D with the tip of the protrusion 31 as a base point, as shown in FIG. In FIG. 2, the thick solid line indicates the Au profile J, the thin solid line indicates the Co profile L, the alternate long and short dash line indicates the Pd profile K, the thick chain line indicates the Ni profile M, and the thin chain line indicates Cu. Profile H is shown.

図2(a)は、熱処理を施す前のプランジャーP断面の測定結果を示すグラフである。
図2(a)のプロファイルHによれば、5μm近傍から深い方向に向かってCu成分の検出量が上昇しているが、これはBeCu材(基材36)のCu成分が検出されていることを示している。
また、図2(a)のプロファイルMによれば、基材36の上にNiメッキ膜が形成されたことがわかる。
また、図2(a)のプロファイルJによれば、プロファイルMのピークよりわずかに浅い領域にピークBを有するが、これはAuストライクメッキ膜のAu成分が検出されたことを示す。また、プランジャーの表面から2〜3μm程度の深さまでAuCoメッキ膜が形成されていることがわかる。
また、図2(a)のプロファイルKによれば、AuCoメッキ膜とNiメッキ膜との間に、PdCoメッキ膜のPd成分が検出されている様子がわかる。またプロファイルLによれば、AuCoメッキ膜とNiメッキ膜との間に、PdCoメッキ膜のCo成分が検出されている様子がわかる。
Fig.2 (a) is a graph which shows the measurement result of the plunger P cross section before performing heat processing.
According to the profile H in FIG. 2A, the detected amount of the Cu component increases in the deep direction from the vicinity of 5 μm. This is because the Cu component of the BeCu material (base material 36) is detected. Is shown.
Further, according to the profile M in FIG. 2A, it can be seen that the Ni plating film is formed on the base material 36.
2A has a peak B in a region slightly shallower than the peak of the profile M, which indicates that the Au component of the Au strike plating film has been detected. It can also be seen that the AuCo plating film is formed from the surface of the plunger to a depth of about 2 to 3 μm.
2A shows that the Pd component of the PdCo plating film is detected between the AuCo plating film and the Ni plating film. The profile L shows that the Co component of the PdCo plating film is detected between the AuCo plating film and the Ni plating film.

次に、図2(b)は、真空度10−6Torr、略250℃で略1.5時間の熱処理を施した後のプランジャーP断面のEDX測定結果を示すグラフである。
図2(b)のプロファイルJによれば、Au成分が略4μm近傍で略ボトムまで低下しており、PdCoメッキ膜の中へAu成分があまり拡散していないことがわかる。また、図2(a)と図2(b)とのプロファイルKのピーク値が殆ど変化してないことから、PdCoメッキ膜のPd成分がAuCoメッキ膜の中にあまり拡散していないことがわかる。いいかえると、前記熱処理の効果が小さいために、熱処理前と後とでプロファイルにほとんど変化がなく、合金化が進んでいないことがわかる。
Next, FIG.2 (b) is a graph which shows the EDX measurement result of the plunger P cross section after heat processing for about 1.5 hours at a vacuum degree of 10 <-6 > Torr and about 250 degreeC.
According to the profile J in FIG. 2B, it can be seen that the Au component has dropped to the bottom in the vicinity of about 4 μm, and the Au component has not diffused much into the PdCo plating film. Further, since the peak value of the profile K in FIGS. 2A and 2B hardly changes, it can be seen that the Pd component of the PdCo plating film is not diffused so much in the AuCo plating film. . In other words, since the effect of the heat treatment is small, there is almost no change in the profile before and after the heat treatment, and it can be seen that alloying has not progressed.

次に、図2(c)は、真空度10−6Torr、略315℃で略2時間の熱処理を施した後のプランジャーP断面のEDX測定結果を示すグラフである。
図2(c)で明らかなように、表面AuCoメッキ膜のAu成分がPdCoメッキ膜の中へ拡散し、また、PdCoメッキ膜のPd成分がAuメッキ膜の中に拡散している様子がわかる。このように、前記熱処理を施すことで、下地膜37から表面膜39の間に介在し、Au、Co及びPdを含有する合金からなる合金中間膜38が形成されたことがわかる。
本実施形態の例において合金中間膜38は、例えば表面からの深さが略4μm近傍において、Auの含有量が略25At%、Coの含有量が略12At%、Pdの含有量が略55At%からなっている。また、合金中間膜38は、上記含有量の合計値に対して、Au比率(25/(25+12+55))は略27%であり、Co比率(12/(25+12+55))は略13%であり、Pd比率(55/(25+12+55))は略60%となっている。
Next, FIG.2 (c) is a graph which shows the EDX measurement result of the plunger P cross section after heat-processing for about 2 hours at a vacuum degree of 10 <-6 > Torr and about 315 degreeC.
As apparent from FIG. 2C, it can be seen that the Au component of the surface AuCo plating film diffuses into the PdCo plating film, and the Pd component of the PdCo plating film diffuses into the Au plating film. . Thus, it can be seen that by performing the heat treatment, an alloy intermediate film 38 made of an alloy containing Au, Co, and Pd is formed between the base film 37 and the surface film 39.
In the example of the present embodiment, the alloy intermediate film 38 has an Au content of about 25 At%, a Co content of about 12 At%, and a Pd content of about 55 At%, for example, when the depth from the surface is about 4 μm. It is made up of. The alloy intermediate film 38 has an Au ratio (25 / (25 + 12 + 55)) of approximately 27% and a Co ratio (12 / (25 + 12 + 55)) of approximately 13% with respect to the total content. The Pd ratio (55 / (25 + 12 + 55)) is approximately 60%.

本実施形態のプランジャー30の下地膜37は、前記熱処理を施したNiメッキ膜からなり、合金中間膜38は、Au、Co及びPdを含有する合金からなり、表面膜39は、前記熱処理を施したAuCoメッキ膜からなる。
次に、このように形成されたプランジャー30の下地膜37、合金中間膜38及び表面膜39の硬度を測定した。より詳しくは、プランジャー30表面を数度の傾斜角で鏡面研磨し、その研磨面のビッカース硬度(Hv)をナノインデンテーションにより測定した。
まず、Niメッキ膜(下地膜37)は、その硬度が真空熱処理前に略550Hvであったものが、前記熱処理後に略680Hvまで向上した。
また、合金中間膜38は、熱処理前のPdCoメッキ膜の硬度が略500Hvであったものが、合金化により略600Hvまで向上した。
また、AuCoメッキ膜(表面膜39)は、その硬度が熱処理前は膜の厚さに依存することなく略150Hvであったものが、前記熱処理後に表面が略150Hvで合金中間膜38近傍で略350Hvと、表面側から中間膜側に向かって硬度が上昇する傾向を有する。これは、前記熱処理によって、AuCoとPdCoの相互拡散が起こり、AuCoメッキ膜の深い所ほど、Pd及びCoの量が増加している為と考えられる。
The base film 37 of the plunger 30 of this embodiment is made of the Ni-plated film subjected to the heat treatment, the alloy intermediate film 38 is made of an alloy containing Au, Co, and Pd, and the surface film 39 is made of the heat treatment. It consists of an applied AuCo plating film.
Next, the hardness of the base film 37, the alloy intermediate film 38, and the surface film 39 of the plunger 30 thus formed was measured. More specifically, the surface of the plunger 30 was mirror-polished with an inclination angle of several degrees, and the Vickers hardness (Hv) of the polished surface was measured by nanoindentation.
First, the Ni plating film (undercoat film 37) whose hardness was approximately 550 Hv before the vacuum heat treatment improved to approximately 680 Hv after the heat treatment.
In addition, the alloy intermediate film 38, which had a PdCo plating film hardness before the heat treatment of about 500 Hv, was improved to about 600 Hv by alloying.
In addition, the AuCo plating film (surface film 39) had a hardness of about 150 Hv before the heat treatment without depending on the thickness of the film, but after the heat treatment, the surface was about 150 Hv and was almost in the vicinity of the alloy intermediate film 38. At 350 Hv, the hardness tends to increase from the surface side toward the intermediate film side. This is considered to be because AuCo and PdCo interdiffusion due to the heat treatment, and the amount of Pd and Co increases as the AuCo plating film is deeper.

ここで、上述した基材36の表面に形成されるNiメッキ膜厚は、0.5μm〜5μmで形成することが望ましい。0.5μmより薄い場合は、プランジャーの耐久性が低下する虞があるからである。また、5μmより厚い場合は、コスト増、及び抵抗増につながりかねないからである。
次に、PdCoメッキ膜厚は、0.5μm〜5μmで形成することが望ましい。0.5μmより薄い場合は、例えば合金中間膜38の厚さが不十分となり高温中におけるNiの拡散を抑制する効果が低下するからである。また、5μmより厚い場合は、コスト増、及び抵抗増につながりかねないからである。
次に、AuCoメッキ膜厚は、0.5μm〜5μmで形成することが望ましい。0.5μmより薄い場合は、プランジャー30のバルク抵抗が上昇するからである。また、プランジャー30を高温保管した場合、AuCoまたはPdCoメッキ膜中のCoがプランジャー30の表面に析出して、酸化されやすい傾向にあるためである。また、5μmより厚い場合は、コスト増につながりかねないからである。
Here, it is desirable that the Ni plating film thickness formed on the surface of the substrate 36 is 0.5 μm to 5 μm. This is because if the thickness is less than 0.5 μm, the durability of the plunger may be reduced. In addition, when the thickness is larger than 5 μm, it may lead to an increase in cost and resistance.
Next, the PdCo plating film thickness is desirably 0.5 μm to 5 μm. If it is thinner than 0.5 μm, for example, the thickness of the alloy intermediate film 38 becomes insufficient, and the effect of suppressing the diffusion of Ni at a high temperature decreases. In addition, when the thickness is larger than 5 μm, it may lead to an increase in cost and resistance.
Next, the AuCo plating film thickness is desirably 0.5 μm to 5 μm. This is because when the thickness is less than 0.5 μm, the bulk resistance of the plunger 30 increases. Further, when the plunger 30 is stored at a high temperature, Co in the AuCo or PdCo plating film tends to be deposited on the surface of the plunger 30 and easily oxidized. Moreover, it is because it may lead to a cost increase when thicker than 5 micrometers.

なお、本実施形態のプランジャー30は、最表面がAuメッキ膜としてのAuCoメッキ膜からなるが、AuCoメッキ膜上に99.9重量%以上のAuからなる純Auメッキ膜を備える構成であってもよい。このような構成とすることで、AuCoメッキ膜中のCoの酸化を抑制できるからである。
また、Auメッキ膜としてのAuCoメッキ膜に替えて、99.9重量%以上のAuからなる純Auメッキ膜によって構成されていてもよい。このような構成とすることで、Au中のCoを排除でき、酸化をさらに抑制できるからである。
The plunger 30 of the present embodiment has a structure in which the outermost surface is made of an AuCo plated film as an Au plated film, and a pure Au plated film made of 99.9% by weight or more of Au is formed on the AuCo plated film. May be. This is because with such a configuration, oxidation of Co in the AuCo plating film can be suppressed.
Moreover, it may replace with the AuCo plating film as Au plating film, and may be comprised by the pure Au plating film which consists of 99.9 weight% or more Au. This is because with such a configuration, Co in Au can be eliminated and oxidation can be further suppressed.

次に、本実施形態のスプリング40は、ステンレス製の線材をコイル状に形成した公知のコイルスプリングよりなる。そして、スプリング40は、図1(a)に示すように、バレル20内に収納される。その際、スプリング40は、プランジャー30とプランジャー32との間に介在してプランジャー30とプランジャー32とを外方に向かって付勢する構成となっている。 Next, the spring 40 of the present embodiment is a known coil spring in which a stainless steel wire is formed in a coil shape. The spring 40 is accommodated in the barrel 20 as shown in FIG. At that time, the spring 40 is interposed between the plunger 30 and the plunger 32 and biases the plunger 30 and the plunger 32 outward.

次に、コンタクトプローブ10の評価装置70及び評価方法について図3を用いて説明する。
図3は、コンタクトプローブ10の評価装置70の概略構成説明図である。評価装置70は、図3に示すように、第1基板57、ソケット体62、第2基板55、荷重検知センサー52、昇降手段51、抵抗測定器53、電源(図示しない)、制御部54等を備える。
第1基板57は、公知のプリント基板で形成され、その上面に例えばAuメッキ等により形成された薄い電極パッド59を複数備える。そして、第1基板57は、図3に示すように、テーブル61上に設置される。このテーブル61は、ヒータ等の公知の加熱機構(図示せず)を備えており、加熱しながらでもコンタクトプローブ10を評価可能な構成となっている。
Next, an evaluation device 70 and an evaluation method for the contact probe 10 will be described with reference to FIG.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a schematic configuration of the evaluation device 70 of the contact probe 10. As shown in FIG. 3, the evaluation apparatus 70 includes a first board 57, a socket body 62, a second board 55, a load detection sensor 52, an elevating means 51, a resistance measuring device 53, a power source (not shown), a control unit 54, and the like. Is provided.
The first substrate 57 is formed of a known printed circuit board, and includes a plurality of thin electrode pads 59 formed on its upper surface by, for example, Au plating. And the 1st board | substrate 57 is installed on the table 61, as shown in FIG. The table 61 includes a known heating mechanism (not shown) such as a heater, and is configured to be able to evaluate the contact probe 10 while being heated.

次に、ソケット体62は、公知のICソケット等に用いられる絶縁ブロックで形成され、コンタクトプローブ10を収納する複数の貫通孔63を備える。そして、ソケット体62は、図3に示すように、第1基板57上に配置され、コンタクトプローブ10は、例えばプランジャー32が電極パッド59に接触する態様で貫通孔63に保持される。 Next, the socket body 62 is formed of an insulating block used for a known IC socket or the like, and includes a plurality of through holes 63 for accommodating the contact probes 10. As shown in FIG. 3, the socket body 62 is disposed on the first substrate 57, and the contact probe 10 is held in the through hole 63 such that the plunger 32 contacts the electrode pad 59, for example.

次に、第2基板55は、公知のプリント基板で形成され、その底面の略全体を皮膜する金属プレート56を備える。そして、第2基板55は、図3に示すように、ソケット体62の上方位置に配置される。本実施形態において金属プレート56はAuプレートよりなる。 Next, the 2nd board | substrate 55 is formed with a well-known printed circuit board, and is provided with the metal plate 56 which coat | covers the substantially whole bottom face. And the 2nd board | substrate 55 is arrange | positioned in the upper position of the socket body 62, as shown in FIG. In the present embodiment, the metal plate 56 is made of an Au plate.

次に、荷重検知センサー52は、例えば公知のロードセル等で形成され、図3に示すように、例えば第2基板55の上面に設置される。 Next, the load detection sensor 52 is formed of a known load cell, for example, and is installed on the upper surface of the second substrate 55, for example, as shown in FIG.

次に、昇降手段51は、例えば公知のサーボモータで形成され、第2基板55及び荷重検知センサー52と連結されこれらを上下方向に移動させる。 Next, the raising / lowering means 51 is formed by a known servo motor, for example, and is connected to the second substrate 55 and the load detection sensor 52 to move them in the vertical direction.

次に、制御部54は、CPU、メモリ、タイマー、カウンター等を備えており、昇降手段51や荷重検知センサー52と接続される。そして、例えば荷重検知センサー52からの信号や、昇降手段51による第2基板55の昇降速度等を基に、第2基板55の下降量を制御し、また上下往復回数を制御する等、昇降手段51の稼動を制御する。 Next, the control unit 54 includes a CPU, a memory, a timer, a counter, and the like, and is connected to the lifting means 51 and the load detection sensor 52. Then, for example, on the basis of the signal from the load detection sensor 52, the raising / lowering speed of the second substrate 55 by the raising / lowering means 51, etc. The operation of 51 is controlled.

次に、抵抗測定器53は、公知の4端子抵抗測定器等で構成され、図3に示すように、第1基板57及び第2基板55に接続される。そして、これらの基板間の抵抗を測定可能な構成となっている。 Next, the resistance measuring device 53 includes a known four-terminal resistance measuring device and the like, and is connected to the first substrate 57 and the second substrate 55 as shown in FIG. And it is the structure which can measure the resistance between these board | substrates.

次に、評価装置70の動作例について説明する。
まず、昇降手段51が第2基板55を下降させて金属プレート56がプランジャー30に接触すると、荷重検知センサー52が荷重を検知し制御部54に検出信号を送る。次に、前記検出信号を受けた制御部54は、更に第2基板55を下降させることによりプランジャー30,32がバレル20内に押し込まれる。そして、所定の下降量になったところで、昇降手段51が第2基板55を上昇させる。この下降時と上昇時に荷重検知センサー52が荷重を検知するとともに、抵抗測定器53がコンタクトプローブ10の抵抗値を測定する構成となっている。以下、第2基板55がプランジャー30に接触した高さからの下降量をストローク量(mm)という。
Next, an operation example of the evaluation apparatus 70 will be described.
First, when the lifting means 51 lowers the second substrate 55 and the metal plate 56 contacts the plunger 30, the load detection sensor 52 detects the load and sends a detection signal to the control unit 54. Next, the control unit 54 that has received the detection signal further lowers the second substrate 55 to push the plungers 30 and 32 into the barrel 20. When the predetermined lowering amount is reached, the lifting / lowering means 51 raises the second substrate 55. The load detection sensor 52 detects the load at the time of lowering and rising, and the resistance measuring device 53 measures the resistance value of the contact probe 10. Hereinafter, the descending amount from the height at which the second substrate 55 contacts the plunger 30 is referred to as a stroke amount (mm).

次に、上述した評価装置70を用いたコンタクトプローブ10のデータ例について図4を用いて説明する。図4は、評価装置70によるストローク量と荷重との関係及びストローク量と抵抗値との関係を示すグラフである。図4において、横軸はストローク量(mm)、左の縦軸は荷重(g)、右の縦軸は抵抗値(mΩ)にそれぞれ対応する。
図4において、曲線チがストローク量と荷重との関係を示す曲線であり、曲線リがストローク量とコンタクトプローブ10の抵抗値との関係を示す曲線である。
Next, a data example of the contact probe 10 using the above-described evaluation apparatus 70 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the stroke amount and the load and the relationship between the stroke amount and the resistance value by the evaluation device 70. In FIG. 4, the horizontal axis corresponds to the stroke amount (mm), the left vertical axis corresponds to the load (g), and the right vertical axis corresponds to the resistance value (mΩ).
In FIG. 4, the curve H is a curve indicating the relationship between the stroke amount and the load, and the curve R is a curve indicating the relationship between the stroke amount and the resistance value of the contact probe 10.

まず、曲線チは、図4に示すようにヒステリシス曲線となっているが、曲線チにおける曲線ヌが、第2基板55の下降時に検出される荷重を示し、曲線ルが、第2基板55の上昇時に検出される荷重を示す。なお、本実施形態のコンタクトプローブ10の使用時の推奨ストローク量が0.65mmとされている関係で、折返し点トのストローク量は0.65mmに設定されている。 First, the curve H is a hysteresis curve as shown in FIG. 4. The curve N in the curve H indicates the load detected when the second substrate 55 is lowered, and the curve L indicates the second substrate 55. Indicates the load detected when ascending. In addition, the stroke amount of the turning point is set to 0.65 mm because the recommended stroke amount when using the contact probe 10 of the present embodiment is 0.65 mm.

次に、曲線リは、図4に示すようにヒステリシス曲線となっているが、下降時に検出される抵抗値と、上昇時に検出される抵抗値とが略重なっている。また、符合ヲで指す点が折返し点となっている。このように、曲線リによれば、コンタクトプローブ10の抵抗値を評価することができる。 Next, the curve R is a hysteresis curve as shown in FIG. 4, and the resistance value detected at the time of descending and the resistance value detected at the time of ascent substantially overlap. In addition, the point indicated by the sign is a turning point. Thus, according to the curve, the resistance value of the contact probe 10 can be evaluated.

次に、本発明の第2実施形態に係るコンタクトプローブ80について図5を用いて説明する。第1実施形態と同じ部材には、同じ符号を付し、その説明は省略する。第1実施形態と第2実施形態との相違は、バレル28がクラッド材をディープドローイング(Deep Drawing)加工して形成される点である。 Next, a contact probe 80 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. The difference between the first embodiment and the second embodiment is that the barrel 28 is formed by deep drawing a clad material.

本実施形態のクラッド材は、具体的には例えばNS鋼からなる平板状の母材と、前記母材の上面に圧着させた第1のNi板と、前記母材の下面に圧着させた第2のNi板と、前記第1のNi板の上面に圧着させた第3の金属板と、前記第2のNi板の下面に圧着させた第4の金属板と、からなる。本実施形態において前記第3の金属板及び第4の金属板は、99.9重量%以上の純Auよりなる。
また、ディープドローイング加工とは、金型を用いた多段階工程を経ることで、板形態の材料から筒形態に加工する公知の加工方法のことである。
ディープドローイング加工によれば、例えば0.3mm程度の細い内径の筒体であっても、最内周の層の厚さが管の筒長方向にわたって一様に形成できる。また、その直径が細く形成されても、クラッド材の第1のNi板と第3の金属板との界面及び第2のNi板と第4の金属板との界面が、高温中におけるNi拡散のバリアとなりNiがバレル表面に析出し難くなる。また、クラッド材を用いるため、上述した電鋳法によるメッキ膜よりも膜質が緻密に形成されることから、上述したPd層等のバリア層を設けなくてもNi等の拡散抑制効果が高い。
Specifically, the clad material of this embodiment includes, for example, a flat base material made of NS steel, a first Ni plate press-bonded to the upper surface of the base material, and a first press-bonded to the lower surface of the base material. 2 Ni plate, the 3rd metal plate crimped | bonded to the upper surface of the said 1st Ni plate, and the 4th metal plate crimped | bonded to the lower surface of the said 2nd Ni plate. In the present embodiment, the third metal plate and the fourth metal plate are made of 99.9% by weight or more of pure Au.
Further, the deep drawing process is a known processing method for processing a plate form material into a cylinder form through a multi-step process using a mold.
According to the deep drawing process, the innermost layer thickness can be uniformly formed in the tube length direction of the tube even if the tube has a small inner diameter of, for example, about 0.3 mm. Even if the diameter is narrow, the interface between the first Ni plate and the third metal plate of the clad material and the interface between the second Ni plate and the fourth metal plate are diffused at high temperatures. Ni becomes difficult to precipitate on the barrel surface. In addition, since the clad material is used, the film quality is more densely formed than the plating film formed by the electroforming method described above, so that the effect of suppressing the diffusion of Ni or the like is high without providing the barrier layer such as the Pd layer described above.

図5において符号81は、上述した母材をディープローイング加工してなる層であり例えば略80μmの厚さで形成される。また、符号82は、第1のNi板を加工してなる層であり、符号83は第2のNi板を加工してなる層であり、それぞれが例えば略1μmの厚さで形成される。また、符号84は、上述した第3の金属板を加工してなる層であり、符号85は、上述した第4の金属板を加工してなる層であり、それぞれが例えば略1μmの厚さで形成される。
なお、前記第3の金属板及び第4の金属板は、99.9重量%以上の純Auよりなるものに限らず、例えばAu(略69重量%)、Ag(略25重量%)及びPt(略6重量%)で構成される貴金属合金板からなっていてもよい。
In FIG. 5, reference numeral 81 denotes a layer formed by deep row processing of the above-described base material, and is formed with a thickness of, for example, about 80 μm. Reference numeral 82 denotes a layer formed by processing the first Ni plate, and reference numeral 83 denotes a layer formed by processing the second Ni plate, and each is formed with a thickness of, for example, approximately 1 μm. Reference numeral 84 denotes a layer formed by processing the above-described third metal plate, and reference numeral 85 denotes a layer formed by processing the above-described fourth metal plate, each having a thickness of, for example, approximately 1 μm. Formed with.
The third metal plate and the fourth metal plate are not limited to those composed of 99.9% by weight or more of pure Au. For example, Au (approximately 69% by weight), Ag (approximately 25% by weight), and Pt You may consist of the noble metal alloy board comprised by (about 6 weight%).

次に、本発明の第3実施形態に係るコンタクトプローブ90について図6を用いて説明する。第1実施形態と同じ部材には、同じ符号を付し、その説明は省略する。第1実施形態と第3実施形態との相違は、バレル29が、Auで形成される円筒体91からなる点である。 Next, a contact probe 90 according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. The difference between the first embodiment and the third embodiment is that the barrel 29 is made of a cylindrical body 91 formed of Au.

本実施形態のバレル29は、99.9重量%以上の純Auからなる円筒状の素材を、公知のシームレス加工により細管化した。前記純Auは、イオン化傾向が小さいため高温中であっても酸化されにくいことにより、高温中でバレル29が酸化されて抵抗値が上昇するという問題を排除できるからである。なお加工方法は、シームレス加工に限らず、例えば熱間押出加工、鍛接管加工、電縫管加工、スパイラル加工等によるものでもよい。
また、前記素材は99.9重量%以上の純Auからなる素材に限らず、例えばAu(略69重量%)、Ag(略25重量%)及びPt(略6重量%)で構成される貴金属合金からなる素材であってもよい。
In the barrel 29 of the present embodiment, a cylindrical material made of pure Au of 99.9% by weight or more is thinned by a known seamless process. This is because the pure Au has a low ionization tendency and is not easily oxidized even at high temperatures, thereby eliminating the problem that the barrel 29 is oxidized at high temperatures and the resistance value increases. The processing method is not limited to seamless processing, and may be, for example, hot extrusion processing, forged welding tube processing, electric sewing tube processing, spiral processing, or the like.
The material is not limited to a material composed of 99.9% by weight or more of pure Au. For example, a noble metal composed of Au (approximately 69% by weight), Ag (approximately 25% by weight), and Pt (approximately 6% by weight). It may be a material made of an alloy.

[抵抗値変動の評価]
以下の比較例のコンタクトプローブ、及び実施例のコンタクトプローブを製作した。
[比較例1]
比較例1のコンタクトプローブのプランジャー及びバレルを以下のように製作した。
先ず、プランジャーは、BeCuからなる基材の表面に、NiPメッキ浴を用いた無電解メッキにより、略2μm厚のNiメッキ膜を形成した。次にその上に、Coを略0.3重量%含有するAuCo合金メッキ浴を用いた電解メッキにより、略2.5μm厚のAuCoメッキ膜を形成した。
次に、バレルの素管は、内径が略0.3mmで肉厚が略30μmのりん青銅の管を用いた。そして、前記素管の表面に、Niメッキ浴を用いた電解メッキにより、前記素管の外周側において略2μm厚のNiメッキ膜を形成した。次にその上に、上述と同じAuCo合金メッキ浴を用いた電解メッキにより、前記素管の外周側において略1.5μm厚のAuCoメッキ膜を形成することにより製作した。
なお、バレルの内側に形成されるNiメッキ膜の厚さは、筒長方向の中央近傍で概略1μmであり、AuCoメッキ膜の厚さは筒長方向の中央近傍で概略0.8μmであった。
[Evaluation of resistance fluctuation]
The contact probes of the following comparative examples and the contact probes of the examples were manufactured.
[Comparative Example 1]
The plunger and barrel of the contact probe of Comparative Example 1 were manufactured as follows.
First, the plunger formed a Ni plating film having a thickness of about 2 μm on the surface of a base material made of BeCu by electroless plating using a NiP plating bath. Next, an AuCo plating film having a thickness of about 2.5 μm was formed thereon by electrolytic plating using an AuCo alloy plating bath containing about 0.3% by weight of Co.
Next, as the barrel tube, a phosphor bronze tube having an inner diameter of about 0.3 mm and a thickness of about 30 μm was used. Then, a Ni plating film having a thickness of about 2 μm was formed on the outer peripheral side of the element tube by electrolytic plating using a Ni plating bath on the surface of the element tube. Next, an AuCo plating film having a thickness of about 1.5 μm was formed on the outer periphery of the base tube by electrolytic plating using the same AuCo alloy plating bath as described above.
The thickness of the Ni plating film formed on the inner side of the barrel was approximately 1 μm near the center in the cylinder length direction, and the thickness of the AuCo plating film was approximately 0.8 μm near the center in the cylinder length direction. .

[比較例2]
比較例2において、コンタクトプローブのプランジャーは比較例1と同様に製作した。
次に、バレルは、以下の電鋳法により製作した。すなわち、略0.3mmの直径を有するステンレス製の芯線の外周面上に、前記AuCo合金メッキ浴を用いた電解メッキにより、略1.5μm厚のAuCoメッキ膜(Au層24)を形成した。次に、その上にNiメッキ浴を用いた電解メッキにより略33.5μm厚のNiメッキ膜(Ni層26)を形成し、その後前記芯線を引抜くことで製作した。
[Comparative Example 2]
In Comparative Example 2, the plunger of the contact probe was manufactured in the same manner as in Comparative Example 1.
Next, the barrel was manufactured by the following electroforming method. That is, an AuCo plating film (Au layer 24) having a thickness of about 1.5 μm was formed on the outer peripheral surface of a stainless steel core wire having a diameter of about 0.3 mm by electrolytic plating using the AuCo alloy plating bath. Next, a Ni plating film (Ni layer 26) having a thickness of about 33.5 μm was formed thereon by electrolytic plating using a Ni plating bath, and then the core wire was drawn out.

[実施例1]
実施例1のコンタクトプローブ10のバレル20とプランジャー30,32とを以下のように製作した。
まずプランジャー30,32は、比較例1と同じBeCuの基材の表面に、NiPメッキ浴を用いた無電解メッキにより、略0.5μmの厚さのNiメッキ膜を形成した。次にその上に、略0.1μm厚さのAuストライクメッキ膜を形成した。次にその上に、PdCoメッキ浴を用いた電解メッキにより略1.8μmの厚さのPdCoメッキ膜を形成した。次にその上に、略0.1μm厚さのAuストライクメッキ膜を形成した。次にその上に、前記AuCoメッキ浴を用いた電解メッキにより略2.5μmのAuCoメッキ膜を形成した。その後、真空熱処理炉の中で真空度略10−6Torrにおいて、略315℃で略2時間の熱処理を施すことで製作した。
次に、バレル20は、比較例2と同様に製作した。
[Example 1]
The barrel 20 and the plungers 30 and 32 of the contact probe 10 of Example 1 were manufactured as follows.
First, the plungers 30 and 32 formed a Ni plating film having a thickness of about 0.5 μm on the surface of the same BeCu substrate as in Comparative Example 1 by electroless plating using a NiP plating bath. Next, an Au strike plating film having a thickness of about 0.1 μm was formed thereon. Next, a PdCo plating film having a thickness of about 1.8 μm was formed thereon by electrolytic plating using a PdCo plating bath. Next, an Au strike plating film having a thickness of about 0.1 μm was formed thereon. Next, an approximately 2.5 μm thick AuCo plating film was formed thereon by electrolytic plating using the AuCo plating bath. Then, it manufactured by performing the heat processing for about 2 hours at about 315 degreeC in the degree of vacuum about 10 <-6 > Torr in a vacuum heat processing furnace.
Next, the barrel 20 was manufactured in the same manner as in Comparative Example 2.

[実施例2]
実施例2のコンタクトプローブのプランジャーとバレルを以下のように製作した。
実施例1のプランジャー30,32と実施例2のプランジャーとの相違点は、実施例1のようにAuCoメッキ膜を略2.3μmの厚さで形成し、その後真空熱処理炉の中で真空度略10−6Torrにおいて、略315℃で略2時間の熱処理を施し、次に99.9重量%の純Auメッキ浴を用いた電解メッキにより略0.5μm厚の純Auメッキ膜を形成した点である。
次に、バレル20は、比較例2と同様に製作した。
[Example 2]
The plunger and barrel of the contact probe of Example 2 were manufactured as follows.
The difference between the plungers 30 and 32 of Example 1 and the plunger of Example 2 is that an AuCo plating film is formed with a thickness of approximately 2.3 μm as in Example 1, and then in a vacuum heat treatment furnace. A pure Au plating film having a thickness of about 0.5 μm was formed by electrolytic plating using a 99.9% by weight pure Au plating bath after heat treatment at about 315 ° C. for about 2 hours at a degree of vacuum of about 10 −6 Torr. It is a point formed.
Next, the barrel 20 was manufactured in the same manner as in Comparative Example 2.

これらの比較例及び実施例について評価装置70を用いて以下の評価1及び評価2を行った。
[評価1]
評価1における評価方法は以下の通りである。
図4で説明したように、ストローク量と抵抗値との関係(曲線り)を初期状態と高温保管(高温大気炉内で略200℃の大気雰囲気中において略10時間保管)後とでそれぞれ求めた。そして、初期状態における曲線リの折返し点ヲにおける抵抗値R(図4参照)と前記高温保管後における曲線リの折返し点ヲにおける抵抗値Rとの比(黒丸印)を求めた。
前記評価方法による比較例1,2及び実施例1,2の評価結果を図7に示す。
図7において、縦軸は抵抗値比を示すが、初期状態(白丸印)では1(R/R)となっている。
図7に示すように、比較例1では前記高温保管後にRがRの略2.8倍に上昇し、比較例2では前記高温保管後にRがRの略2倍に上昇している。一方、実施例1及び実施例2については初期状態と前記高温保管後とでの抵抗値の変動はほとんど見られなかった。
With respect to these comparative examples and examples, the following evaluation 1 and evaluation 2 were performed using the evaluation apparatus 70.
[Evaluation 1]
The evaluation method in Evaluation 1 is as follows.
As described in FIG. 4, the relationship (curve) between the stroke amount and the resistance value is obtained in the initial state and after high-temperature storage (stored in a high-temperature atmospheric furnace at approximately 200 ° C. in an atmospheric atmosphere for approximately 10 hours). It was. Then, the ratio (black circle) of the resistance value R 0 (see FIG. 4) at the turning point of the curved line in the initial state and the resistance value R 1 at the turning point of the curved line after the high-temperature storage was obtained.
The evaluation results of Comparative Examples 1 and 2 and Examples 1 and 2 by the evaluation method are shown in FIG.
In FIG. 7, the vertical axis indicates the resistance value ratio, but is 1 (R 0 / R 0 ) in the initial state (white circles).
As shown in FIG. 7, in Comparative Example 1, R 1 rises to about 2.8 times R 0 after the high temperature storage, and in Comparative Example 2, R 1 rises to about 2 times R 0 after the high temperature storage. ing. On the other hand, about Example 1 and Example 2, the fluctuation | variation of the resistance value in an initial state and the said high temperature storage was hardly seen.

[評価2]
評価2における評価方法は以下の通りである。
まず、高温大気炉内で略200℃の大気雰囲気中において略20時間保管する。次に、上述した評価装置70により略175℃に加熱するとともに略100mAの電流を印加しながら、昇降手段51により、第2基板55をプランジャー30先端に接触させ、さらに0・65mm下降させたところで第2基板55を上昇させてプランジャー30先端からやや離隔させるという往復運動を繰返した。そして、1000回の往復運動毎に、コンタクトプローブの曲線リの折返し点ヲにおける抵抗値Rを求めた。
前記評価方法により、比較例2、実施例1及び実施例2について往復運動を10万回繰返した測定結果を図8に示す。図8(a)は、比較例2の評価結果、図8(b)は、実施例1の評価結果、図8(c)は、実施例2の評価結果をしめすグラフである。なお、図8において、縦軸は、比較例2、実施例1、実施例2の10万回までの全ての前記抵抗値Rから求めた平均値に対する前記抵抗値Rとの比を示す。また、横軸は摺動回数、すなわち前記往復運動の回数を示す。
[Evaluation 2]
The evaluation method in Evaluation 2 is as follows.
First, it is stored for about 20 hours in an air atmosphere at about 200 ° C. in a high-temperature atmospheric furnace. Next, while heating to about 175 ° C. by the above-described evaluation apparatus 70 and applying a current of about 100 mA, the second substrate 55 is brought into contact with the tip of the plunger 30 by the lifting means 51 and further lowered by 0 · 65 mm. By the way, the reciprocating motion of raising the second substrate 55 and separating it slightly from the tip of the plunger 30 was repeated. Then, for each 1000 times reciprocating to obtain the resistance value R n at the curve Li the folded Teno contact probe.
FIG. 8 shows the measurement results obtained by repeating the reciprocating motion 100,000 times in Comparative Example 2, Example 1 and Example 2 by the evaluation method. 8A is a graph showing the evaluation result of Comparative Example 2, FIG. 8B is a graph showing the evaluation result of Example 1, and FIG. 8C is a graph showing the evaluation result of Example 2. In FIG. 8, the vertical axis represents the ratio of the resistance value R n for Comparative Example 2, Example 1, the average value obtained from all of the resistance value R n of up to 100,000 times Example 2 . The horizontal axis represents the number of sliding times, that is, the number of reciprocating motions.

図8(a)のグラフにおいて、摺動回数0のところで抵抗比が略3.5となっているのは、高温大気炉内で略200℃の大気雰囲気中において略20時間保管したことでプランジャー表面が酸化されたこと等によりコンタクトプローブの接触抵抗が上昇したためである。また、図8(a)のグラフにおいて、摺動回数0から略2000回にかけて抵抗比が下降しているのは、往復運動によりプランジャー30先端が第2基板55に接触することでプランジャー表面の酸化膜が剥がれて接触抵抗が回復したためである。
比較例2の場合、図8(a)から明らかなように、往復運動により抵抗が一端下降するものの、略50000回程度から再び抵抗が上昇していることがわかる。
これに対し、実施例1及び実施例2の場合、図8(b)及び図8(c)から明らかなように、略10万回往復運動を繰返してもその抵抗値の上昇はほとんど見られない、すなわち耐久性に優れることがわかる。
In the graph of FIG. 8A, the resistance ratio is approximately 3.5 when the number of sliding times is 0. The reason is that the resistance ratio is approximately 20 hours in an air atmosphere at approximately 200 ° C. in a high-temperature atmospheric furnace. This is because the contact resistance of the contact probe has increased due to oxidation of the jar surface. Further, in the graph of FIG. 8A, the resistance ratio decreases from the number of sliding times of 0 to approximately 2000 times because the tip of the plunger 30 comes into contact with the second substrate 55 by the reciprocating motion. This is because the oxide film is peeled off and the contact resistance is recovered.
In the case of the comparative example 2, as is clear from FIG. 8A, it can be seen that although the resistance once decreases due to the reciprocating motion, the resistance increases again from about 50,000 times.
On the other hand, in the case of Example 1 and Example 2, as is apparent from FIGS. 8B and 8C, even when the reciprocating motion is repeated approximately 100,000 times, the resistance value is hardly increased. It can be seen that there is no durability, that is, excellent durability.

このように、実施例1及び実施例2のコンタクトプローブ10が前記高温保管後であっても耐久性において優れているのは、プランジャー30の表面に固体潤滑膜が形成されているためと考えられる。
具体的には、上述したようにプランジャー30の下地膜37の硬度が略680Hvで、下地膜37上に形成された合金中間膜38の硬度が略600Hvで、合金中間膜38上に形成された表面膜39の硬度が合金中間膜38近傍で略350Hvで、最表面で略150Hvとなっていた。このように、硬度が高い金属膜の表面を硬度が低い金属膜で覆った構造とすることにより、表面の硬度が低い金属膜が磨耗し難くなるためと考えられる。
As described above, the reason why the contact probes 10 of Example 1 and Example 2 are excellent in durability even after the high temperature storage is considered to be that a solid lubricating film is formed on the surface of the plunger 30. It is done.
Specifically, as described above, the hardness of the base film 37 of the plunger 30 is approximately 680 Hv, and the hardness of the alloy intermediate film 38 formed on the base film 37 is approximately 600 Hv, and is formed on the alloy intermediate film 38. The hardness of the surface film 39 was about 350 Hv in the vicinity of the alloy intermediate film 38 and about 150 Hv on the outermost surface. Thus, it is considered that the metal film having a low surface hardness is less likely to be worn by adopting a structure in which the surface of the metal film having a high hardness is covered with a metal film having a low hardness.

これまで述べてきたように、本実施形態のコンタクトプローブ10,80,90によれば、高温中で使用されてもその抵抗値の上昇を抑制可能であるとともに、配列間隔の狭ピッチ化に対応可能なコンタクトプローブを提供できる。 As described above, according to the contact probes 10, 80, 90 of the present embodiment, it is possible to suppress an increase in resistance value even when used at a high temperature, and to cope with a narrow pitch of the arrangement interval. Possible contact probes can be provided.

以上、本発明の実施形態のうちのいくつかを図面に基づいて詳細に説明したが、これらはあくまでも例示であり、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することが可能である。 As described above, some of the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. However, these are merely examples, and the present invention is variously modified and improved based on the knowledge of those skilled in the art. It is possible to carry out the invention.

10,80,90 コンタクトプローブ
20,28,29 バレル
30,32 プランジャー
40 スプリング(弾性体)
36 基材
37 下地膜(Niメッキ膜)
38 合金中間膜
39 表面膜(Auメッキ膜)
24 Au層
26 Ni層
81 母材
82 第1のNi板
83 第2のNi板
84 第3の金属板
85 第4の金属板
91 円筒体
10, 80, 90 Contact probe 20, 28, 29 Barrel 30, 32 Plunger 40 Spring (elastic body)
36 Substrate 37 Base film (Ni plating film)
38 Alloy intermediate film 39 Surface film (Au plating film)
24 Au layer 26 Ni layer 81 Base material 82 First Ni plate 83 Second Ni plate 84 Third metal plate 85 Fourth metal plate 91 Cylindrical body

Claims (8)

円筒状のバレルと、前記バレルの端部に設けられるプランジャーと、前記バレル内に収納されて前記プランジャーを外方に向かって付勢する弾性体とを含むコンタクトプローブにおいて、
前記プランジャーは、
基材と、
前記基材の表面に形成されたNiメッキ膜と、
前記Niメッキ膜上に形成されたAuメッキ膜と、
前記Niメッキ膜と前記Auメッキ膜との間に介在し、Au、Pd及びCoを含有する合金膜であって、真空雰囲気中で加熱されてなる合金中間膜と、を備え、
前記バレルは、
その内周を形成するAu層と、
前記バレルの外周を形成するNi層と、を含み、
前記バレルは、所定の直径を有する芯線の外周面に電鋳法により形成されることを特徴とするコンタクトプローブ。
In a contact probe including a cylindrical barrel, a plunger provided at an end of the barrel, and an elastic body that is housed in the barrel and biases the plunger outward.
The plunger is
A substrate;
Ni plating film formed on the surface of the substrate;
An Au plating film formed on the Ni plating film;
An alloy film which is interposed between the Ni plating film and the Au plating film and contains Au, Pd and Co, and which is heated in a vacuum atmosphere,
The barrel is
An Au layer forming its inner periphery,
Ni layer forming the outer periphery of the barrel,
The contact probe according to claim 1, wherein the barrel is formed on an outer peripheral surface of a core wire having a predetermined diameter by electroforming.
前記Auメッキ膜は、99.9重量%以上の純Auメッキ膜からなることを特徴とする請求項1に記載のコンタクトプローブ。 The contact probe according to claim 1, wherein the Au plating film is made of a pure Au plating film of 99.9% by weight or more. 前記Auメッキ膜は、AuCoメッキ膜からなることを特徴とする請求項1に記載のコンタクトプローブ。 The contact probe according to claim 1, wherein the Au plating film is made of an AuCo plating film. 前記プランジャーは、前記AuCoメッキ膜上に、99.9重量%以上のAuからなる純Auメッキ膜を備え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。 The contact probe according to claim 3, wherein the plunger includes a pure Au plating film made of 99.9% by weight or more of Au on the AuCo plating film. 前記バレルは、前記Au層と前記Ni層との間に、Pd層を介在させることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のコンタクトプローブ。 The contact probe according to claim 1, wherein the barrel has a Pd layer interposed between the Au layer and the Ni layer. 前記Au層は、厚さが略1.0〜5μmで99.9重量%以上の純Au層よりなることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のコンタクトプローブ。 The contact probe according to claim 1, wherein the Au layer is a pure Au layer having a thickness of approximately 1.0 to 5 μm and 99.9% by weight or more. 円筒状のバレルと、前記バレルの端部に設けられるプランジャーと、前記バレル内に収納されて前記プランジャーを外方に向かって付勢する弾性体とを含むコンタクトプローブにおいて、
前記プランジャーは、
基材と、
前記基材の表面に形成されたNiメッキ膜と、
前記Niメッキ膜上に形成されたAuメッキ膜と、
前記Niメッキ膜と前記Auメッキ膜との間に介在し、Au、Pd及びCoを含有する合金膜であって、真空雰囲気中で加熱されてなる合金中間膜と、を備え、
前記バレルは、
平板状の母材と、
前記母材の上面に圧着させた第1のNi板と、
前記母材の下面に圧着させた第2のNi板と、
前記第1のNi板の上面に圧着させた板であって、Au又は貴金属合金で形成される第3の金属板と、
前記第2のNi板の下面に圧着させた板であって、Au又は貴金属合金で形成される第4の金属板と、からなるクラッド板を、ディープドローイングして円筒状に形成したことを特徴とするコンタクトプローブ。
In a contact probe including a cylindrical barrel, a plunger provided at an end of the barrel, and an elastic body that is housed in the barrel and biases the plunger outward.
The plunger is
A substrate;
Ni plating film formed on the surface of the substrate;
An Au plating film formed on the Ni plating film;
An alloy film which is interposed between the Ni plating film and the Au plating film and contains Au, Pd and Co, and which is heated in a vacuum atmosphere,
The barrel is
A flat base material;
A first Ni plate bonded to the upper surface of the base material;
A second Ni plate pressure-bonded to the lower surface of the base material;
A plate press-bonded to the upper surface of the first Ni plate, a third metal plate formed of Au or a noble metal alloy;
A clad plate made of Au or a noble metal alloy, which is press-bonded to the lower surface of the second Ni plate, and is formed into a cylindrical shape by deep drawing. Contact probe.
円筒状のバレルと、前記バレルの端部に設けられるプランジャーと、前記バレル内に収納されて前記プランジャーを外方に向かって付勢する弾性体とを含むコンタクトプローブにおいて、
前記プランジャーは、
基材と、
前記基材の表面に形成されたNiメッキ膜と、
前記Niメッキ膜上に形成されたAuメッキ膜と、
前記Niメッキ膜と前記Auメッキ膜との間に介在し、Au、Pd及びCoを含有する合金膜であって、真空雰囲気中で加熱されてなる合金中間膜と、を備え、
前記バレルは、
Au又はAuを含有する貴金属合金で形成される円筒体からなることを特徴とするコンタクトプローブ。
In a contact probe including a cylindrical barrel, a plunger provided at an end of the barrel, and an elastic body that is housed in the barrel and biases the plunger outward.
The plunger is
A substrate;
Ni plating film formed on the surface of the substrate;
An Au plating film formed on the Ni plating film;
An alloy film which is interposed between the Ni plating film and the Au plating film and contains Au, Pd and Co, and which is heated in a vacuum atmosphere,
The barrel is
A contact probe comprising a cylindrical body formed of Au or a noble metal alloy containing Au.
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