KR20190093520A - 번인 테스트 소켓용 표면 처리 금속재료, 그것을 이용한 번인 테스트 소켓용 커넥터 및 번인 테스트 소켓 - Google Patents

번인 테스트 소켓용 표면 처리 금속재료, 그것을 이용한 번인 테스트 소켓용 커넥터 및 번인 테스트 소켓 Download PDF

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Abstract

번인 테스트 소켓용의 콘택트에 이용했을 때, 상기 소켓의 콘택트와, 삽입되는 다른 금속재료와의 접촉 저항이 양호하게 억제되는 번인 테스트 소켓용 표면 처리 금속재료를 제공한다. 기재와, 기재 위에 형성된 Ni, Cr, Mn, Fe, Co 및 Cu로 이루어지는 군인 A구성원소군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상으로 구성된 하층과, 하층 위에 형성된 A구성원소군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상과 Sn 및 In로 이루어지는 군인 B구성원소군으로부터 선택된 1종 또는 2종으로 구성된 중간층과 중간층 위에 형성된 B구성원소군으로부터 선택된 1종 또는 2종으로 Ag, Au, Pt, Pd, Ru, Rh, Os 및 Ir로 이루어지는 군인 C구성원소군으로부터 선택된 1종 또는 2 종류 이상과의 합금으로 구성된 상층을 구비하고, 하층의 두께가 0.05㎛ 이상 5.00㎛ 미만이며, 중간층의 두께가 0.01㎛ 이상 0.40㎛ 미만이고, 상층의 두께가 0.02㎛ 이상 1.00㎛ 미만인 번인 테스트 소켓용 표면 처리 금속재료.

Description

번인 테스트 소켓용 표면 처리 금속재료, 그것을 이용한 번인 테스트 소켓용 커넥터 및 번인 테스트 소켓{SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL FOR BURN IN TEST SOCKET, CONNECTOR FOR BURN IN TEST SOCKET USING SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL, AND BURN IN TEST SOCKET}
본 발명은 번인 테스트 소켓용 표면 처리 금속재료, 그것을 이용한 번인 테스트 소켓용 커넥터 및 번인 테스트 소켓에 관한 것이다.
반도체 디바이스 등의 초기 불량을 사전에 제거하기 위해서 실시되는 품질 시험에서, 검체의 열화를 온도와 전압으로 가열함으로써 가속시켜서 검사의 시간 단축을 꾀할 목적으로, 번인 테스트가 실시되고 있다.
번인 테스트에는 번인 테스트 소켓이 이용되고(특허문헌 1), 번인 테스트 소켓의 검체와의 전기적 접촉 부분에는 번인 테스트 소켓용 커넥터를 갖추고 있다.
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2010-109386호
여기서, 번인 테스트 소켓에 이용되는 콘택트는 검체가 되는 금속재료와 접촉해서 소정의 온도에서 소정 시간의 가열 유지 시험을 실시했을 때, 그 접촉 저항값이 증가하는 경우가 있다. 접촉 저항값가 증가해 버리면, 테스트 하는 IC 저항값이 상승했다고 잘못 판단해버릴 우려가 있기 때문에, 정확한 번인 테스트 실시가 곤란해진다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 번인 테스트 소켓용 콘택트에 이용했을 때, 상기 소켓의 콘택트와, 삽입되는 다른 금속재료와의 접촉 저항이 양호하게 억제되는 번인 테스트 소켓용 표면 처리 금속재료를 제공한다.
본 발명자들은 예의 검토한 결과, 기재 위에 하층과 중간층과 상층을 순서대로 마련하고, 하층과 중간층과 상층에 소정의 금속을 이용하며 또한, 소정의 두께 및 조성으로 함으로써, 상기 과제를 해결할 수 있는 번인 테스트 소켓용 표면 처리 금속재료를 얻을 수 있다는 것을 발견했다.
이상의 지견을 기초로 하여 완성한 본 발명은 일 측면에서, 기재와, 상기 기재 위에 형성된 Ni, Cr, Mn, Fe, Co 및 Cu로 이루어지는 군인 A구성원소군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상으로 구성된 하층과, 상기 하층 위에 형성된 상기 A구성원소군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상과, Sn 및 In로 이루어지는 군인 B구성원소군으로부터 선택된 1종 또는 2종으로 구성된 중간층과, 상기 중간층 위에 형성된, 상기 B구성원소군으로부터 선택된 1종 또는 2종과, Ag, Au, Pt, Pd, Ru, Rh, Os 및 Ir로 이루어지는 군인 C구성원소군으로부터 선택된 1종 또는 2종류 이상의 합금으로 구성된 상층을 구비하고, 상기 하층의 두께가 0.05㎛ 이상 5.00㎛ 미만이며, 상기 중간층의 두께가 0.01㎛ 이상 0.40㎛ 미만이고, 상기 상층의 두께가 0.02㎛ 이상 1.00㎛ 미만인 번인 테스트 소켓용 표면 처리 금속재료이다.
본 발명의 번인 테스트 소켓용 표면 처리 금속재료는 일 실시형태에 있어서, 상기 표면 처리 금속재료를 상기 상층측으로부터 다른 금속재료와 접촉시켜서 180℃에서 200시간 유지했을 때, 접촉 저항값이 2.0mΩ 이하이다.
본 발명의 번인 테스트 소켓용 표면 처리 금속재료는 다른 일 실시형태에 있어서, 상기 표면 처리 금속재료를 상기 상층측으로부터 다른 금속재료와 접촉 하중을 2.4N으로 해서 접촉시키고, 180℃에서 200시간 유지했을 때, 상기 다른 금속재료의 표면의 피복 금속 원소의 상기 표면 처리 금속재료로의 확산이 상기 표면 처리 금속재료의 표면으로부터 0.5㎛ 이하의 깊이까지이다.
본 발명의 번인 테스트 소켓용 표면 처리 금속재료는 또 다른 일 실시형태에 있어서, 상기 상층이 상기 B구성원소군의 금속을 10∼50at% 함유한다.
본 발명의 번인 테스트 소켓용 표면 처리 금속재료는 또 다른 일 실시형태에 있어서, 상기 중간층이 상기 B구성원소군의 금속을 35at% 이상 함유한다.
본 발명의 번인 테스트 소켓용 표면 처리 금속재료는 또 다른 일 실시형태에 있어서, 상기 A구성원소군의 금속은 Ni, Cr, Mn, Fe, Co, Cu의 합계로 50mass% 이상이고, 또한 B, P, Sn 및 Zn로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상을 포함한다.
본 발명의 번인 테스트 소켓용 표면 처리 금속재료는 또 다른 일 실시형태에 있어서, 상기 B구성원소군의 금속은 Sn와 In의 합계로 50mass% 이상이고, 또한 Ag, As, Au, Bi, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Mo, Ni, Pb, Sb, W 및 Zn로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 금속을 포함한다.
본 발명의 번인 테스트 소켓용 표면 처리 금속재료는 또 다른 일 실시형태에 있어서, 상기 C구성원소군의 금속은 Ag와 Au와 Pt와 Pd와 Ru와 Rh와 Os와 Ir의 합계로 50mass% 이상이고, 또한 Bi, Cd, Co, Cu, Fe, In, Mn, Mo, Ni, Pb, Sb, Se, Sn, W, Tl 및 Zn로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 금속을 포함한다.
본 발명의 번인 테스트 소켓용 표면 처리 금속재료는 또 다른 일 실시형태에 있어서, 상기 하층과 중간층의 사이에, 추가로 A구성원소군의 금속과 C구성원소군의 금속과의 합금으로 구성된 층을 구비한다.
본 발명은 다른 일 측면에 있어서, 본 발명의 표면 처리 금속재료를 구비한 번인 테스트 소켓용 커넥터이다.
본 발명은 또 다른 일 측면에 있어서, 본 발명의 커넥터를 구비한 번인 테스트 소켓이다.
본 발명에 의하면, 반 테스트 소켓용 콘택트에 이용했을 때에, 상기 소켓의 콘택트와, 삽입되는 다른 금속재료와의 접촉 저항이 양호하게 억제되는 번인 테스트 소켓용 표면 처리 금속재료를 제공할 수 있다.
도 1은 실시형태와 관련된 전자 부품용 금속재료의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 2는 접촉 저항 평가의 모습을 나타내는 샘플의 관찰 사진이다.
이하, 본 발명의 실시형태와 관련된 번인 테스트 소켓용 표면 처리 금속재료에 대해서 설명한다. 도 1에 나타내듯이, 실시형태와 관련된 번인 테스트 소켓용 표면 처리 금속재료(10)는 기재(11) 위에 하층(12)이 형성되고, 하층(12) 위에 중간층(13)이 형성되며, 중간층(13) 위에 상층(14)이 형성되어 있다.
＜번인 테스트 소켓용 표면 처리 금속재료의 구성＞
(기재)
기재(11)로서는, 특히 한정되지 않지만, 예를 들면, 구리 및 구리합금, Fe계재, 스테인리스, 티탄 및 티탄 합금, 알루미늄 및 알루미늄 합금 등의 금속기재를 이용할 수 있다.
(상층)
상층(14)은 Sn 및 In로 이루어지는 군인 B구성원소군으로부터 선택된 1종 또는 2종과, Ag, Au, Pt, Pd, Ru, Rh, Os 및 Ir로 이루어지는 군인 C구성원소군으로부터 선택된 1종 또는 2종류 이상의 합금으로 구성되어 있다.
Sn 및 In은 산화성을 가지는 금속이지만, 금속 중에서는 비교적 부드럽다는 특징이 있다. 따라서, Sn 및 In 표면에 산화막이 형성되어 있어도, 예를 들면 전자 부품용 금속재료를 접점 재료로서 맞물릴 때에, 쉽게 산화막이 깎이고 금속끼리 접점이 되기 때문에, 저접촉 저항을 얻을 수 있다.
또한, Sn 및 In은 염소 가스, 아황산 가스, 황화수소 가스 등 가스에 대한 내(耐)가스 부식성이 뛰어나고, 예를 들면, 상층(14)에 내가스 부식성이 떨어지는 Ag, 하층(12)에 내가스 부식성이 떨어지는 Ni, 기재(11)에 내가스 부식성이 떨어지는 구리 및 구리합금을 이용한 경우에는, 전자 부품용 금속재료의 내가스 부식성을 향상시키는 기능이 있다. 또한, Sn 및 In에서는 후생노동성의 건강 장해 방지에 관한 기술 지침에 의거하여, In은 규제가 어렵기 때문에 Sn이 바람직하다.
Ag, Au, Pt, Pd, Ru, Rh, Os, Ir는 금속 중에서는 비교적 내열성을 가진다는 특징이 있다. 따라서 기재(11), 하층(12) 및 중간층(13)의 조성이 상층(14) 측으로 확산하는 것을 억제하여 내열성을 향상시킨다. 또, 이들 금속은 상층(14)의 Sn나 In와 화합물을 형성하고, Sn나 In의 산화막 형성을 억제하여, 땜납 습윤성을 향상시킨다. 또한, Ag, Au, Pt, Pd, Ru, Rh, Os, Ir 중에서는 도전율의 관점에서 Ag가 보다 바람직하다. Ag는 도전율이 높다. 예를 들면, 고주파 신호 용도에 Ag를 이용한 경우, 표면 효과에 의해서 임피던스 저항이 낮아진다.
상층(14)의 두께는 0.02㎛ 이상 1.00㎛ 미만일 필요가 있다. 상층(14)의 두께가 0.02㎛ 미만이면, 기재(11)나 하층(12)의 조성이 상층(14) 측으로 확산되기 쉬워져서 내열성이나 땜납 습윤성이 나빠진다. 또, 미접동(微摺動)에 의해 상층이 마모되고, 접촉 저항이 높은 하층(12)이 노출하기 쉬워지기 때문에 내(耐)미접동 마모성이 나쁘고, 미접동에 의해서 접촉 저항이 상승하기 쉬워진다. 또한, 내가스 부식성이 나쁜 하층(12)이 노출하기 쉬워지기 때문에 내가스 부식성도 나쁘고, 가스 부식 시험을 실시하면 외관이 변색되어 버린다. 한편, 상층(14)의 두께가 1.00㎛ 이상이면, 단단한 기재(11) 또는 하층(12)에 의한 박막 윤활 효과가 저하되어 응착 마모가 커진다. 또, 기계적 내구성이 저하되어, 도금이 깎이는 경우가 발생하기 쉬워진다.
상층(14)은 B구성원소군의 금속을 10∼50at% 함유하는 것이 바람직하다. B구성원소군의 금속이 10at% 미만이면, 예를 들면 C구성원소군의 금속이 Ag인 경우, 내가스 부식성이 나쁘고, 가스 부식 시험을 실시하면 외관이 변색하는 경우가 있다. 한편, B구성원소군의 금속이 50at%를 넘으면, 상층(14)에서의 B구성원소군의 금속 비율이 커져서 응착 마모가 커지는 경우도 있다.
(중간층)
하층(12)과 상층(14)의 사이에 Ni, Cr, Mn, Fe, Co 및 Cu로 이루어지는 군인 A구성원소군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상과, Sn 및 In로 이루어지는 군인 B구성원소군으로부터 선택된 1종 또는 2종으로 구성된 중간층(13)이 0.01㎛ 이상 0.40㎛ 미만의 두께로 형성되어 있을 필요가 있다. Sn 및 In은 염소 가스, 아황산 가스, 황화수소 가스 등의 가스에 대한 내가스 부식성이 뛰어나고, 예를 들면, 하층(12)에 내가스 부식성이 떨어지는 Ni, 기재(11)에 내가스 부식성이 떨어지는 구리 및 구리합금을 이용한 경우에는, 전자 부품용 금속재료의 내가스 부식성을 향상시키는 기능이 있다. Ni, Cr, Mn, Fe, Co 및 Cu는, Sn나 In와 비교해서 피막이 딱딱하기 때문에 응착 마모가 잘 생기지 않고, 기재(11)의 구성 금속이 상층(14)에 확산하는 것을 방지하며, 내열성 시험이나 땜납 습윤성 열화를 억제하는 등 내구성을 향상시킨다.
중간층(13)의 두께가 0.01㎛ 미만이면 피막이 부드러워져서 응착 마모가 증가한다. 한편, 중간층(13) 두께가 0.40㎛ 이상이면 굽힘 가공성이 저하하고, 또 기계적 내구성이 저하되어, 도금 절삭이 발생하는 경우도 있다.
Sn 및 In 중에는 후생노동성의 건강 장해 방지에 관한 기술 지침에 의거하여 In 규제가 어렵기 때문에, Sn가 바람직하다. 또 Ni, Cr, Mn, Fe, Co 및 Cu 중에는 Ni가 바람직하다. 이것은 Ni가 딱딱하고 응착 마모가 잘 생기지 않으며, 또 충분한 굽힘 가공성을 얻을 수 있기 때문이다.
중간층(13)에서 B구성원소군의 금속이 35at% 이상인 것이 바람직하다. Sn이 35at% 이상이 됨으로써 피막이 딱딱해지고 응착 마모가 감소하는 경우가 있다.
(하층)
기재(11)와 중간층(13)의 사이에는 Ni, Cr, Mn, Fe, Co 및 Cu로 이루어지는 군인 A구성원소군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상으로 구성된 하층(12)을 형성할 필요가 있다. Ni, Cr, Mn, Fe, Co 및 Cu로 이루어지는 군인 A구성원소군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 금속을 이용해서 하층(12)을 형성함으로써, 딱딱한 하층(12) 형성에 의해 박막 윤활 효과가 향상하여 응착 마모가 감소하고, 하층(12)은 기재(11)의 구성 금속이 상층(14)에 확산하는 것을 방지하여 내열성이나 땜납 습윤성 등을 향상시킨다.
하층(12)의 두께는 0.05㎛ 이상일 필요가 있다. 하층(12)의 두께가 0.05㎛ 미만이면, 딱딱한 하층에 의한 박막 윤활 효과가 저하되어 응착 마모가 커진다. 기재(11)의 구성 금속은 상층(14)에 확산되기 쉽고, 내열성이나 땜납 습윤성이 열화한다. 한편, 하층(12)의 두께는 5.00㎛ 미만일 필요가 있다. 두께가 5.00㎛ 이상이면 굽힘 가공성이 나쁘다.
하층(12)과 중간층(13)의 사이에, 추가로 A구성원소군의 금속과 C구성원소군의 금속의 합금으로 구성된 층을 구비해도 좋다. 이 층으로는, 예를 들면 Ni-Ag 합금층이 바람직하다. 이러한 층이 하층(12)과 중간층(13) 사이에 형성되어 있으면, 기재(11)의 구성 금속이 상층(14)에 확산하는 것을 더 양호하게 방지하여 내열성이나 땜납 습윤성 등을 향상시킨다.
(A구성원소군)
A구성원소군의 금속은 Ni, Cr, Mn, Fe, Co, Cu의 합계로 50mass% 이상이고, 추가로 B, P, Sn 및 쿠으로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상을 포함해도 좋다. 하층(12)의 합금 조성이 이러한 구성이 됨으로써, 하층(12)이 보다 경화하여 더욱 박막 윤활 효과가 향상하고, 더욱 응착 마모가 감소하며, 하층(12)의 합금화는 기재(11)의 구성 금속이 상층으로 확산하는 것을 더욱 방지하여, 내열성이나 땜납 습윤성 등의 내구성을 향상시키는 경우가 있다.
(B구성원소군)
B구성원소군의 금속은 Sn와 In의 합계로 50mass% 이상이고, 추가로 Ag, As, Au, Bi, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Mo, Ni, Pb, Sb, W 및 Zn로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 금속을 포함해도 좋다. 이들 금속에 의해서 더욱 응착 마모를 적게 하고, 또 위스커(Whisker)의 발생을 억제하여, 내열성이나 땜납 습윤성 등의 내구성을 더욱 향상시키는 경우가 있다.
(C구성원소군)
C구성원소군의 금속은 Ag와 Au와 Pt와 Pd와 Ru와 Rh와 Os와 Ir의 합계로 50mass% 이상이고, 추가로 Bi, Cd, Co, Cu, Fe, In, Mn, Mo, Ni, Pb, Sb, Se, Sn, W, Tl 및 Zn로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 금속을 포함해도 좋다. 이들 금속에 의해 더욱 응착 마모를 줄이고, 또 위스커의 발생을 억제하여, 더욱 내열성이나 땜납 습윤성 등의 내구성을 향상시키는 경우가 있다.
＜번인 테스트 소켓용 표면 처리 금속재료의 특성＞
본 발명의 번인 테스트 소켓용 표면 처리 금속재료를 상층측으로부터 다른 금속재료와 접촉하여 180℃에서 200시간 유지했을 때, 접촉 저항값이 2.0mΩ 이하이다. 이 때문에, 본 발명의 번인 테스트 소켓용 표면 처리 금속재료는 번인 테스트 소켓의 커넥터로서 이용했을 때, 다른 금속재료와 접촉시킨 상태에서 소정의 조건으로 가열 유지해도 접촉 저항의 증대를 양호하게 억제할 수 있다. 또, 상기 접촉 저항값은 바람직하게는 1.8mΩ 이하이고, 보다 바람직하게는 1.6mΩ 이하이다.
또, 본 발명의 번인 테스트 소켓용 표면 처리 금속재료를 상층측으로부터 다른 금속재료와 접촉 하중을 2.4N으로 하여 접촉시키고, 180℃에서 200시간 유지했을 때, 다른 금속재료 표면의 피복 금속 원소의 표면 처리 금속재료로의 확산이, 표면 처리 금속재료의 표면으로부터 0.5㎛ 이하의 깊이까지이다. 이 때문에, 본 발명의 번인 테스트 소켓용 표면 처리 금속재료는 번인 테스트 소켓의 커넥터로서 이용했을 때, 다른 금속재료와 접촉시킨 상태에서, 소정의 조건으로 하중을 걸쳐서 가열 유지해도 접촉 저항의 증대를 양호하게 억제할 수 있다. 또, 상기 다른 금속재료 표면의 피복 금속 원소의 표면 처리 금속재료로의 확산은 표면 처리 금속재료의 표면으로부터, 바람직하게는 0.4㎛ 이하의 깊이까지고, 보다 바람직하게는 0.3㎛ 이하의 깊이까지이다.
＜번인 테스트 소켓용 표면 처리 금속재료의 용도＞
본 발명의 번인 테스트 소켓용 표면 처리 금속재료는 번인 테스트 소켓용 커넥터로서 이용할 수 있다. 또, 본 발명의 번인 테스트 소켓용 표면 처리 금속재료로 제작된 커넥터를 이용하여 번인 테스트 소켓을 제작할 수 있다. 본 발명의 번인 테스트 소켓용 표면 처리 금속재료로 제작된 커넥터를 구비한 번인 테스트 소켓에 있어서는, 번인 테스트 소켓의 콘택트와, 삽입되는 다른 금속재료와의 접촉 저항이 양호하게 억제된다.
＜번인 테스트 소켓용 표면 처리 금속재료의 제조 방법＞
본 발명의 번인 테스트 소켓용 표면 처리 금속재료의 제조 방법으로써는, 습식(전기, 무전해) 도금, 건식(스퍼터, 이온 도금 등) 도금 등을 이용할 수 있다.
[실시예]
이하, 본 발명의 실시예와 비교예를 모두 제시하지만, 이것들은 본 발명을 보다 잘 이해하기 위해서 제공하는 것으로, 본 발명이 한정되는 것을 의도하는 것은 아니다.
우선, 소재로서 이하의 판재와 돔재를 준비했다.
실시예 1∼16, 비교예 1∼5, 8, 9, 참고예 6, 7로서 이하의 조건으로, 기재(돔재)의 표면에 제1 도금, 제2 도금, 및/또는 제3 도금, 추가로 인산 에스테르계 액처리 및 열처리의 순서로 표면 처리를 실시했다. 표 1에는 각 실시예, 비교예, 참고예의 도금 종류, 제조시의 도금 두께, 인산 에스테르계 액처리 조건, 및 열처리 조건을 나타낸다.
(기재)
(1) 판재：두께 0.25mm, 폭 8mm, 성분：황동, Sn 도금 1.0㎛ 두께
(2) 돔재：두께 0.2mm, 폭 12mm, 성분：황동
(제1 도금 조건)
·Ni 도금
표면 처리 방법：전기 도금
도금액：술파민산 Ni(150g/l)＋붕산(30g/l)
도금 온도：55℃
전류 밀도：0.5∼4A/d㎡
·Ni-Co 도금
표면 처리 방법：전기 도금
도금액：술파민산 Ni(60g/l)＋황산 코발트(60g/l)＋붕산(30g/l)
도금 온도：55℃
전류 밀도：0.5∼4A/d㎡
(제2 도금 조건)
·Ag 도금
표면 처리 방법：전기 도금
도금액：시안화 Ag(10g/l)＋시안화 칼륨(30g/l)
도금 온도：40℃
전류 밀도：0.2∼4A/d㎡
·Ag-Sn 도금
표면 처리 방법：전기 도금
도금액：메탄 술폰산 Ag(1g/l)＋메탄 술폰산 Sn(50g/l)＋메탄 술폰산(180g/l)
도금 온도：25℃
전류 밀도：3∼5A/d㎡
·Sn 도금
표면 처리 방법：전기 도금
도금액：메탄 술폰산 Sn(50g/l)＋메탄 술폰산(200g/l)
도금 온도：30℃
전류 밀도：5∼7A/d㎡
·In 도금 조건
표면 처리 방법：전기 도금
도금액：메탄 술폰산 In(50g/l)＋메탄 술폰산(200g/l)
도금 온도：40℃
전류 밀도：5∼7A/d㎡
(제3 도금 조건)
·Sn 도금
표면 처리 방법：전기 도금
도금액：메탄 술폰산 Sn(50g/l)＋메탄 술폰산(200g/l)
도금 온도：30℃
전류 밀도：5∼7A/d㎡
·Sn-Ag 도금
표면 처리 방법：전기 도금
도금액：메탄 술폰산 Ag(1g/l)＋메탄 술폰산 Sn(50g/l)＋메탄 술폰산(180g/l)
도금 온도：25℃
전류 밀도：3∼5A/d㎡
(인산 에스테르계 액처리)
제1∼제3 도금 후, 표 1에 나타내듯이, 도금 표면에 이하의 인산 에스테르종(A1, A2) 및 환상 유기 화합물종(B1, B2)을 이용해서 이하의 조건으로 인산 에스테르계 액처리를 실시했다. 인산 에스테르계 액처리 후의 도금 표면의 P 부착량 및 N 부착량을 표 1에 나타낸다.
·인산 에스테르종：A1
라우릴 산성 인산 모노 에스테르(인산 모노 라우릴 에스테르)
·인산 에스테르종：A2
라우릴 산성 인산 디에스테르(인산 디라우릴 에스테르)
·환상 유기 화합물종：B1
벤조트리아졸
·환상 유기 화합물종：B2
메르캅토 벤조티아졸의 Na염
표면 처리는 상층(14) 형성 후의 상층(14)의 표면에 인산 에스테르계 액을 도포해서 실시해도 좋다. 도포하는 방법으로는, 스프레이 코팅, 플로우 코팅, 딥 코팅, 롤 코팅 등의 방법을 들 수 있고, 생산성의 관점에서 딥 코팅 혹은 스프레이 코팅이 바람직하다. 한편, 다른 처리 방법으로써 상층(14) 형성 후의 금속재료를 인산 에스테르계 액 중에 침지시켜서 금속재료를 양극으로 하여 전해시켜서 실시해도 좋다. 이 방법으로 처리한 금속재료에서는, 고온 환경하에서의 접촉 저항이 더 상승하기 어렵다고 하는 이점이 있다.
지금까지 설명한 인산 에스테르계 액에 의한 표면 처리는 상층(14) 형성 후, 혹은 상층(14) 형성 후의 리플로우 처리 후의 어느 단계에서 실시해도 상관없다. 또, 표면 처리에 시간적 제약은 특히 없지만, 공업적 관점에서는 일련의 공정으로 실시하는 것이 바람직하다.
(열처리)
마지막으로, 핫 플레이트에 샘플을 두고, 핫 플레이트의 표면이 표 1에 나타내는 온도가 된 것을 확인하고 표 1에 나타내는 분위기 하에서, 및 열처리 시간에서 열처리를 실시했다.
(하층의 두께 측정)
하층의 두께는, 형광 X선 막후계(Seiko　Instruments제　SEA5100, 콜리메이터 0.1mmΦ로 측정했다.
하층의 두께 측정은, 임의의 10점에 대해서 평가하여 평균화했다.
(표층 및 상층 및 중간층의 구조［조성］의 결정 및 두께 측정)
얻어진 시료의 상층 및 중간층 구조의 결정 및 두께 측정은 STEM(주사형 전자현미경) 분석에 의한 선분석으로 실시했다. 두께는 선분석(또는 면분석)으로부터 구한 거리에 대응한다. STEM 장치는 일본 전자 주식회사제 JEM-2100F를 이용했다. 본 장치의 가속 전압은 200kV이다.
얻어진 시료의 상층 및 중간층 구조의 결정 및 두께 측정은 임의의 10점에 대해서 평가하여 평균화했다. 표층의 두께는 상층 및 중간층의 두께와 동일하게 측정했다.
(평가)
각 샘플에 대해서 이하의 조건으로 접촉 저항 평가를 실시했다. 또, 도 2에 접촉 저항 평가의 모습을 나타내는 샘플의 관찰 사진을 나타낸다. 도 2의 좌측 도면은 돔재의 전체 평면 관찰 사진을 나타내고, 중앙 도면은 돔재의 확대 평면 관찰 사진을 나타내며, 우측 도면은 돔재의 측면 관찰 사진을 나타낸다.
도 2에 나타내듯이, 제작한 판재를 돔재에 삽입해서 접촉시켰다. 계속해서, 판재와 돔재를 이대로 접촉시킨 상태에서, 180℃에서 200시간 유지했다. 이때, 야마자키 세이키 연구소제 접점 시뮬레이터 CRS-113-Au형을 사용하여, 접점 하중 1N, 2N, 3N 및 5N의 조건으로 4단자법으로 접촉 저항을 측정했다.
또, 제작한 판재를 돔재에 삽입해서 접촉 하중을 2.4N으로 하여 접촉시키고, 180℃에서 200시간 유지했을 때, 판재 표면의 피복 금속 원소의 돔재로의 확산이, 돔재의 표면으로부터 어느 정도 깊이까지 도달하고 있는지를 측정했다.
각 시료의 조성 및 평가 조건 및 결과를 표 1 및 2에 나타낸다. 또한, 표 1의 「두께」는 형성하는 제1∼제3 도금의 두께이고, 표 2의 「두께」는 합금화한 도금의 두께를 나타낸다.
[표 1]
Figure pat00001
[표 2]
Figure pat00002
실시예 1∼16은 모두 돔재를 판재와 접촉시켜서 180℃에서 200시간 유지했을 때, 접촉 저항값이 2.0mΩ 이하가 되어 접촉 저항이 양호하게 억제되고 있었다.
또한, 실시예 1∼16은 접촉 저항이 경시 변화도 포함해서 두께가 2㎛의 Ag로 상층이 구성되어 있는 참고예 6, 두께가 0.4㎛의 Au로 상층이 구성되어 있는 참고예 7과 각각 동등하게 되어 있다.
비교예 1∼5, 8, 9는 모두 돔재를 판재와 접촉시켜서 180℃에서 200시간 유지했을 때, 접촉 저항값이 2.0mΩ를 넘어버려서, 접촉 저항이 불량이었다.
비교예 1∼3, 5는 표층 또는 상층에 순 Sn이 잔존하고, Sn 도금한 판재는 같은 Sn가 표면에 존재하고 있기 때문에 확산 깊이는 불분명하다.
10　번인 테스트 소켓용 표면 처리 금속재료
11　기재
12　하층
13　중간층
14　상층

Claims (11)

  1. 기재와,
    상기 기재 위에 형성된 Ni, Cr, Mn, Fe, Co 및 Cu로 이루어지는 군인 A구성원소군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상으로 구성된 하층과,
    상기 하층 위에 형성된 상기 A구성원소군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상과, Sn 및 In로 이루어지는 군인 B구성원소군으로부터 선택된 1종 또는 2종으로 구성된 중간층과,
    상기 중간층 위에 형성된, 상기 B구성원소군으로부터 선택된 1종 또는 2종과, Ag, Au, Pt, Pd, Ru, Rh, Os 및 Ir로 이루어지는 군인 C구성원소군으로부터 선택된 1종 또는 2종류 이상의 합금으로 구성된 상층을 구비하고,
    상기 하층의 두께가 0.05㎛ 이상 5.00㎛ 미만이며,
    상기 중간층의 두께가 0.01㎛ 이상 0.40㎛ 미만이고,
    상기 상층의 두께가 0.02㎛ 이상 1.00㎛ 미만인 번인 테스트 소켓용 표면 처리 금속재료.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 표면 처리 금속재료를 상기 상층측으로부터 다른 금속재료와 접촉시켜서 180℃에서 200시간 유지했을 때, 접촉 저항값이 2.0mΩ 이하인 번인 테스트 소켓용 표면 처리 금속재료.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 표면 처리 금속재료를 상기 상층측으로부터 다른 금속재료와 접촉 하중을 2.4N으로 해서 접촉시키고, 180℃에서 200시간 유지했을 때, 상기 다른 금속재료 표면의 피복 금속 원소의 상기 표면 처리 금속재료로의 확산이 상기 표면 처리 금속재료의 표면으로부터 0.5㎛ 이하의 깊이까지인 번인 테스트 소켓용 표면 처리 금속재료.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 상층이 상기 B구성원소군의 금속을 10∼50at% 함유하는 번인 테스트 소켓용 표면 처리 금속재료.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 중간층이 상기 B구성원소군의 금속을 35at% 이상 함유하는 번인 테스트 소켓용 표면 처리 금속재료.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 A구성원소군의 금속은 Ni, Cr, Mn, Fe, Co, Cu의 합계로 50mass% 이상이고, 또한 B, P, Sn 및 Zn로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상을 포함하는 번인 테스트 소켓용 표면 처리 금속재료.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 B구성원소군의 금속은 Sn와 In의 합계로 50mass% 이상이고, 또한 Ag, As, Au, Bi, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Mo, Ni, Pb, Sb, W 및 Zn로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 금속을 포함하는 번인 테스트 소켓용 표면 처리 금속재료.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 C구성원소군의 금속은 Ag와 Au와 Pt와 Pd와 Ru와 Rh와 Os와 Ir의 합계로 50mass% 이상이고, 또한 Bi, Cd, Co, Cu, Fe, In, Mn, Mo, Ni, Pb, Sb, Se, Sn, W, Tl 및 Zn로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 금속을 포함하는 번인 테스트 소켓용 표면 처리 금속재료.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 하층과 중간층의 사이에, 추가로 A구성원소군의 금속과 C구성원소군의 금속과의 합금으로 구성된 층을 구비하는 번인 테스트 소켓용 표면 처리 금속재료.
  10. 제1항 또는 제2항에 기재한 표면 처리 금속재료를 구비한 번인 테스트 소켓용 커넥터.
  11. 제10항에 기재한 커넥터를 구비한 번인 테스트 소켓.
KR1020190012796A 2018-02-01 2019-01-31 번인 테스트 소켓용 표면 처리 금속재료, 그것을 이용한 번인 테스트 소켓용 커넥터 및 번인 테스트 소켓 KR20190093520A (ko)

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