KR20210055099A - 전기·전자 기기용 Pd 합금, Pd 합금재, 프로브 핀 및 제조 방법 - Google Patents

전기·전자 기기용 Pd 합금, Pd 합금재, 프로브 핀 및 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20210055099A
KR20210055099A KR1020217013195A KR20217013195A KR20210055099A KR 20210055099 A KR20210055099 A KR 20210055099A KR 1020217013195 A KR1020217013195 A KR 1020217013195A KR 20217013195 A KR20217013195 A KR 20217013195A KR 20210055099 A KR20210055099 A KR 20210055099A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mass
less
alloy
electronic devices
electric
Prior art date
Application number
KR1020217013195A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102349939B1 (ko
Inventor
마코토 다카하시
가즈야 소우미야
류 시시노
Original Assignee
가부시키가이샤 토쿠리키 혼텐
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 토쿠리키 혼텐 filed Critical 가부시키가이샤 토쿠리키 혼텐
Publication of KR20210055099A publication Critical patent/KR20210055099A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102349939B1 publication Critical patent/KR102349939B1/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02—General constructional details
    • G01R1/06—Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067—Measuring probes
    • G01R1/06711—Probe needles; Cantilever beams; "Bump" contacts; Replaceable probe pins
    • G01R1/06755—Material aspects
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C5/00—Alloys based on noble metals
    • C22C5/04—Alloys based on a platinum group metal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/14—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of noble metals or alloys based thereon
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02—General constructional details
    • G01R1/06—Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067—Measuring probes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02—General constructional details
    • G01R1/06—Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067—Measuring probes
    • G01R1/073—Multiple probes
    • G01R1/07307—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card
    • G01R1/07342—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card the body of the probe being at an angle other than perpendicular to test object, e.g. probe card
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Measuring Leads Or Probes (AREA)

Abstract

종래보다 높은 레벨로, 비저항, 경도, 가공성의 밸런스를 맞춘 전기·전자 기기용 Pd 합금, Pd 합금재, 프로브 핀 및 제조 방법의 제공을 목적으로 한다. 이 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 전기·전자 기기용 Pd 합금은, Pd가 50.1질량％ 이상 55.5질량％ 이하, Ag가 6.3질량％ 이상 16.1질량％ 이하, Cu가 30.0질량％ 이상 38.0질량％ 이하, In이 0.5질량％ 이상 2.0질량％ 이하인 조성을 구비하는 것을 특징으로 하는 것을 채용한다.

Description

전기·전자 기기용 Pd 합금, Pd 합금재, 프로브 핀 및 제조 방법
본 발명은, 주로 반도체 집적 회로 등의 검사용 프로브 핀으로 대표되는 전기·전자 기기에 사용되는 Pd 합금에 관한 것이다.
종래부터, 반도체 집적 회로 등의 전기 기기의 전기적 특성의 검사를 행할 때, 복수의 프로브 핀이 배열된 프로브 카드가 사용되고 있다. 통상, 프로브 카드에 장착된 프로브 핀의 선단부를 전기 기기의 검사 대상 개소에 접촉시켜, 전기적 특성의 검사를 행한다. 그 때문에 당해 프로브 핀은, 비저항이 낮고 양호한 도전 재료일 것이 요구된다. 또한 프로브 핀은, 수천 회, 수만 회, 반복 접촉하여 사용되므로, 마모되는 일이 없도록 충분한 경도를 구비하고 있을 것이 요구된다. 단, 프로브 핀은 지나치게 단단하면, 검사 대상에 금 도금이 실시된 전극이나 구리 배선 등인 경우에, 검사 대상을 손상시켜 버린다. 그 때문에, 프로브 핀은 마모를 억제하면서, 검사 대상을 손상시키기 어려울 것이 요구된다. 이들 이외에도, 프로브 핀은 다양한 형상으로 가공하여 사용되는 경우도 있어, 가공성이 우수할 것도 요구된다.
일반적으로, 프로브 핀의 재료로서 Ag-Pd-Cu 합금이 널리 사용되고 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에는 소성 가공성이 우수하며, 또한 석출 경화에 의한 경도 향상의 효과가 충분한 프로브 핀용 합금재를 제공하는 것을 목적으로 하여, Pd 33 내지 42질량％, Cu 18 내지 32질량％, In 0.5 내지 2질량％ 및 Re 0.05 내지 2질량％, 잔부에 Ag와 불가피 불순물을 포함하고, 스웨이징 가공을 실시하여 결정을 미세화하고, 또한 용체화 처리, 소성 가공과 석출 경화 처리를 실시하여 경도가 400HV 이상인 프로브 핀용 합금재가 개시되어 있다.
또한, 특허문헌 2에는, 장기간 안정적으로 사용 가능한 프로브 핀을 제공하는 것을 목적으로 하여, 50.2 내지 85mass％의 Ag 기합금이며, In 또는/및 Sn이 0.2 내지 3.0mass％, 8 내지 35mass％의 Pd, 6 내지 40mass％의 Cu가, 불가피 불순물과 합쳐서 합계 100mass％로 이루어지는 합금으로 이루어지고, 압연율 또는 단면 감소율이 40％ 이상인 압연 또는/및 신선 가공 후, 250 내지 500℃에서 시효 처리를 행함으로써 비커스 경도가 200 내지 400이고, 시효 처리 전후의 비커스 경도의 차가 10 이상이며, 또한 비저항이 15μΩ·㎝ 이하인 재료로 이루어지는 프로브 핀이 개시되어 있다.
일본 특허 공개 제2017-25354호 공보 일본 특허 공개 제2014-114465호 공보
그러나 근년의 반도체 집적 회로 등의 전기 기기의 소형화나 고성능화에 수반하여, 검사 대상이 되는 반도체 집적 회로의 검사 대상 개소의 협피치화나 다핀화가 진행되고 있어, 당해 검사 대상 개소와 접촉하는 프로브 핀에는, 종래보다도 더욱 피치를 좁게 할 것, 및 선 직경을 미세화할 것이 요구되고 있다. 이 동향에 대해, 특허문헌 1, 2에 개시된 재료를 사용하였다고 해도 프로브 핀의 재료로서 비저항, 경도, 가공성의 모든 요구를 충분히 구비시키는 것이 곤란하였다. 그 때문에, 종래부터 프로브 핀으로서 사용한 경우에, 이들 요구를 모두 구비하여, 검사의 신뢰성 및 내구성이 충분히 우수한 것으로 될 재료가 요구되고 있었다.
본 발명은, 이상의 사정을 배경으로 하여 이루어진 것이며, 종래보다도 더 높은 레벨로, 비저항, 경도, 가공성의 밸런스를 맞춘 전기·전자 기기용 Pd 합금, Pd 합금재, 프로브 핀 및 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 하고 있다.
그래서 본 발명자들은 예의 연구한 결과, 이하의 전기·전자 기기용 Pd 합금, Pd 합금재, 프로브 핀 및 제조 방법을 제공하기에 이르렀다.
본 발명에 관한 전기·전자 기기용 Pd 합금: 본 발명에 관한 전기·전자 기기용 Pd 합금은, Pd를 주요 성분으로서 포함하는 것이며, 이하의 조성을 구비하는 것을 특징으로 한다.
[Pd 합금 조성]
Pd가 50.1질량％ 이상 55.5질량％ 이하
Ag가 6.3질량％ 이상 16.1질량％ 이하
Cu가 30.0질량％ 이상 38.0질량％ 이하
In이 0.5질량％ 이상 2.0질량％ 이하
본 발명에 관한 전기·전자 기기용 Pd 합금재: 본 발명에 관한 전기·전자 기기용 Pd 합금재는, 상술한 전기·전자 기기용 Pd 합금을, 단면 감소율이 50％ 이상 95％ 이하로 되는 소성 가공을 실시하여 판상 또는 선상으로 형상 가공하여 얻어진 것인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관한 프로브 핀: 본 발명에 관한 프로브 핀은, 상술한 전기·전자 기기용 Pd 합금재를 사용하여 얻어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관한 프로브 핀에 있어서, 350℃ 이상 550℃ 이하의 온도에서 열처리를 행한 후의 비커스 경도가 300HV 이상 480HV 이하인 것이 바람직하다.
본 발명에 관한 프로브 핀은, 비저항이 6.0μΩ·㎝ 이상 8.0μΩ·㎝ 이하인 것이 바람직하다.
본 발명에 관한 전기·전자 기기용 Pd 합금재의 제조 방법: 본 발명에 관한 전기·전자 기기용 Pd 합금재의 제조 방법은, 상술한 Pd 합금 조성을 구비하는 전기·전자 기기용 Pd 합금을 소성 가공할 때, 최종 소성 가공에 있어서 단면 감소율이 50％ 이상 95％ 이하로 되도록 가공하여 판상 또는 선상으로 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관한 프로브 핀의 제조 방법: 본 발명에 관한 프로브 핀의 제조 방법은, 상술한 Pd 합금 조성을 구비하는 전기·전자 기기용 Pd 합금을 소성 가공할 때, 최종 소성 가공에 있어서 단면 감소율이 50％ 이상 95％ 이하로 되도록 가공하여 선상으로 한 전기·전자 기기용 Pd 합금재를 사용하여 프로브 핀 형상체로 하고, 당해 프로브 핀 형상체를, 350℃ 이상 550℃ 이하의 온도에서 열처리를 행하여, 비커스 경도를 300HV 이상 480HV 이하로 조정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관한 전기·전자 기기용 Pd 합금은, 양호한 가공성을 구비하며, 또한 소성 가공에 의해 결정립의 미세화가 용이하고 강인화가 용이하다. 따라서, 이 전기·전자 기기용 Pd 합금에 일정한 강가공을 가하고, 소성 변형시킴으로써 판재·선재 등으로 하면 양호한 강도를 구비하는 전기·전자 기기용 Pd 합금재가 된다. 특히, 이 전기·전자 기기용 Pd 합금재는, 프로브 핀으로서 사용하기에 충분한 경도를 구비하고 있다. 또한, 이 전기·전자 기기용 Pd 합금재는, 본 발명에 관한 전기·전자 기기용 Pd 합금이 원래 갖는 성질로서, 비저항을 낮게 억제할 수 있다. 그 때문에, 프로브 핀으로서 사용하였을 때, 검사 대상에 대한 열부하를 경감시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 관한 전기·전자 기기용 Pd 합금재를 사용한 프로브 핀을 미소화한 경우라도 검사의 신뢰성을 향상시킬 수 있음과 함께, 당해 프로브 핀 자체의 장수명화를 도모할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 최량의 형태에 관하여 설명한다.
<본 발명에 관한 전기·전자 기기용 Pd 합금의 형태>
본 발명에 관한 전기·전자 기기용 Pd 합금은, 이하의 조성을 구비하는 것을 특징으로 한다.
[Pd 합금 조성]
Pd가 50.1질량％ 이상 55.5질량％ 이하
Ag가 6.3질량％ 이상 16.1질량％ 이하
Cu가 30.0질량％ 이상 38.0질량％ 이하
In이 0.5질량％ 이상 2.0질량％ 이하
구체적으로, 본 발명은 Pd 합금에 있어서의 이들 합금 성분량을 제어함으로써, 경도가 높고, 비저항이 낮으며, 가공성이 우수한 반도체 집적 회로 등의 전기 기기의 검사용 프로브 핀에 적합한 전기·전자 기기용 Pd 합금이다. 이하, 본 발명에 관한 Pd 합금에 포함되는 이들 합금 성분에 대해 원소별로 나누어 설명한다.
본 발명에 관한 전기·전자 기기용 Pd 합금은, Pd 기합금이다. 따라서, Pd는 필수적인 성분이며, 합금의 경도가 상승해도 비저항을 저하시키는 작용을 갖는다. 본 발명에 관한 전기·전자 기기용 Pd 합금에 있어서의 Pd의 함유량은, 50.1질량％(40.0원자％) 이상 55.5질량％(45.0원자％) 이하인 것이 바람직하다. 이 Pd의 함유량이 50.1질량％(40.0원자％) 미만인 경우에는, 비저항이 상승하여, 프로브 핀에 사용하였을 때의 검사의 신뢰성의 저하를 초래하므로 바람직하지 않다. 한편, Pd의 함유량이 55.5질량％(45.0원자％)를 상회하는 경우에는, 비저항이 저하되지만 경도도 저하되어 버리기 때문에, 프로브 핀 용도로서 사용한 경우, 사용 개소의 마모가 심해져 버리므로 바람직하지 않다.
합금 원소로서의 Ag는, 내식성을 향상시켜, 합금의 경도의 상승과 함께 비저항을 저하시키는 작용을 갖는다. 합금 원소로서의 Ag의 함유량은, 6.3질량％(5.0원자％) 이상 16.1질량％(13.0원자％) 이하인 것이 바람직하다. 이 합금 원소로서의 Ag의 함유량이 6.3질량％(5.0원자％) 미만인 경우에는, 내식성의 저하와, 경도의 저하를 초래해 버리므로 바람직하지 않다. 이 경우, 첨가 원소의 양을 조정하였다고 해도, 얻어지는 Pd 합금에 대해, 최종 단면 감소율 50％ 정도까지 가공해도 비커스 경도가 300HV를 하회하게 된다. 그 때문에, 프로브 핀 용도로서 경도가 부족하여, 내마모성이 저하되는 문제가 있다. 한편, 합금 원소로서의 Ag의 함유량이 16.1질량％(13.0원자％)를 상회하는 경우에는, 오히려 비저항의 상승을 초래해 버리므로 바람직하지 않다. 또한, 이 합금 원소로서의 Ag의 함유량이 16.1질량％(13.0원자％) 이하로 되면, Pd 합금에 대해, 비저항을 8.0μΩ·㎝ 이하로 억제하는 것이 가능해져 바람직하다.
합금 원소로서의 Cu는, 석출 경화에 필요한 성분이며, 합금의 경도의 상승과 함께 비저항을 저하시키는 작용을 갖는다. 합금 원소로서의 Cu의 함유량은, 30.0질량％(45.0원자％) 이상 38.0질량％(50.0원자％) 이하인 것이 바람직하다. 이 합금 원소로서의 Cu의 함유량이 30.0질량％(45.0원자％) 미만인 경우에는, 비저항이 상승하여, 프로브 핀 용도로서 검사의 신뢰성의 저하를 초래하므로 바람직하지 않다. 한편, 합금 원소로서의 Cu의 함유량이 38.0질량％(50.0원자％)를 상회하는 경우에는, 비저항이 저하되지만 경도도 저하되어 버리기 때문에, 프로브 핀 용도로서 사용한 경우, 사용 개소의 마모가 심해짐과 함께, 산화되기 쉬워져 내식성의 저하를 초래해 버리므로 바람직하지 않다.
합금 원소로서의 In은, Pd의 모상 중에 고용되어, 소성 가공 후의 경도를 향상시켜, 합금의 내마모성을 향상시키는 효과가 있다. 합금 원소로서의 In의 함유량은, 0.5질량％(0.35 원자％) 이상 2.0질량％(1.55 원자％) 이하인 것이 바람직하다. 이 합금 원소로서의 In의 함유량이 0.5질량％(0.35 원자％) 미만인 경우에는, 경도의 저하를 초래해 버리므로 바람직하지 않다. 이 경우, 첨가 원소의 양을 조정하였다고 해도, 얻어지는 Pd 합금에 대해, 최종 단면 감소율 50％ 정도까지 가공해도 비커스 경도가 300HV 이상 얻어지기 어려워진다. 한편, 합금 원소로서의 In 함유량이 2.0질량％(1.55 원자％)를 상회하는 경우에는, 경도 및 비저항이 상승함과 함께 가공성이 저하되어, 원하는 가공을 행하는 과정에서 균열이 발생해 버릴 우려가 있으므로 바람직하지 않다.
이상에 설명한 전기·전자 기기용 Pd 합금을 조제하는 방법으로서는, 용해법을 채용하는 것이 바람직하다. 이 용해법으로서는, 적어도 합금 잉곳의 상태로 할 수 있는 한, 특별히 한정은 없다. 따라서, 진공 용해법, 가스 용해법, 전기로 용해법, 고주파 용해법, 연속 주조법, 존 멜팅법 등, 현재 및 앞으로 확립될 임의의 용해 방법을 채용할 수 있다.
또한, 본 발명에 관한 전기·전자 기기용 Pd 합금은, 첨가 원소로서, Ir, Rh, Co, Ni, Zn, Sn, Au, Pt의 군에서 선택된 적어도 1종 및 불가피 불순물을 합계로 0.1질량％ 이상 2.0질량％ 이하 포함해도 된다. 여기서, 불가피 불순물이란, 제조 공정상에서 불가피적으로 혼입되는 불순물 원소를 말하며, 0.01질량％ 이하의 것을 가리킨다.
<본 발명에 관한 전기·전자 기기용 Pd 합금재 및 제조 방법의 형태>
이상에 설명한 조성의 본 발명에 관한 전기·전자 기기용 Pd 합금은, 소정 조성에서 용해 후, 소성 가공을 실시하여, 판상 또는 선상의 전기·전자 기기용 Pd 합금재로 하는 것이 바람직하다. 이러한 형상으로 함으로써, 전기·전자 기기의 종류에 따른 강도로 조정하여 사용할 수 있다. 그 때문에, 가공재로서 비저항, 경도, 가공성의 토탈 밸런스가 우수한 상태로 할 수 있어, 전기·전자 기기 용도로서 적합한 것이 된다.
전기·전자 기기용 Pd 합금재의 제조 방법에 관하여 설명한다. 이 제조 방법은, 상술한 조성을 구비하는 전기·전자 기기용 Pd 합금을 소성 가공할 때, 최종 소성 가공에 있어서 단면 감소율이 50％ 이상 95％ 이하로 되도록 가공하여 판상 또는 선상으로 하는 것을 특징으로 하고 있다. 이때 단면 감소율은, 복수 회의 소성 가공 단계가 존재하는 경우에는, 가공의 최종 단계에 있어서의 단면 감소율이다. 이 단면 감소율이 클수록 경도의 향상을 도모할 수 있지만, 소성 가공 가능한 범위에서 경도를 향상시킴으로써, 비저항이 낮고, 경도, 가공성을 겸비한 토탈 밸런스가 우수한 전기·전자 기기용 Pd 합금재를 얻을 수 있다. 이 소성 가공에 의한 단면 감소율이 50％ 미만인 경우에는, 충분한 가공 경화, 결정립 미세화 효과가 얻어지지 않으므로 바람직하지 않다. 한편, 소성 가공에 의한 단면 감소율이 95％를 초과하는 강가공을 실시하면, 가공 전에 충분한 변형 제거를 행하였어도 가공 변형에 의한 균열이 발생할 확률이 높아, 수율의 저하를 야기시키므로 바람직하지 않다. 또한, 전기·전자 기기용 Pd 합금을 판상 또는 선상으로 소성 가공하는 방법으로서는 특별히 한정되는 것은 아니며, 압연 가공, 신선 가공, 단조 가공 등을 채용할 수 있다.
<본 발명에 관한 프로브 핀 및 제조 방법의 형태>
본 발명에 관한 프로브 핀은, 상술한 전기·전자 기기용 Pd 합금재를 사용하여 얻어지는 것이다. 즉, 전기·전자 기기용 Pd 합금에 대해, 단면 감소율이 50％ 이상 95％ 이하로 되도록 소성 가공을 실시하여 얻어지는 전기·전자 기기용 Pd 합금재를 사용하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 관한 프로브 핀의 제조에, 이 전기·전자 기기용 Pd 합금재를 사용함으로써, 비저항이 낮고, 양호한 경도를 구비하는 프로브 핀을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 관한 프로브 핀은, 비커스 경도가 300HV 이상 480HV 이하인 것이 바람직하다. 이러한 프로브 핀의 제조 방법은, 상술한 바와 같이 전기·전자 기기용 Pd 합금을, 소성 가공을 실시하여 얻어지는 전기·전자 기기용 Pd 합금재를 사용하여 프로브 핀 형상체로 하고, 이 프로브 핀 형상체를, 350℃ 이상 550℃ 이하의 온도에서 열처리를 행하여, 비커스 경도를 300HV 이상 480HV 이하로 조정하는 것을 특징으로 하는 것이다.
여기서, 「비커스 경도를 300HV 이상 480HV」로 하고 있는 것은, 시장에서 프로브 핀에 요구되는 경도이기 때문이다. 프로브 핀이 이 범위의 경도가 되면, 마모에 의한 저항값의 변화가 경감되어, 검사 정밀도의 향상 및 검사 수율의 향상을 도모하는 것이 가능해진다. 그리고 350℃ 이상 550℃ 이하의 온도에서 열처리를 행하는 것은, 석출 강화에 의해 경도의 향상을 도모하기 위해서이다. 여기서, 석출 열처리 온도에 대해서는, 350℃ 미만이면 경도의 향상을 충분히 도모할 수 없고, 550℃를 초과하면 연화되는 경향이 나타난다. 또한, 석출 열처리 시간은, 재료에 석출 경화가 충분히 발생하는 시간을 적절하게 설정할 수 있다.
그리고 본 발명에 관한 프로브 핀은, 상술한 전기·전자 기기용 Pd 합금을 채용함으로써, 비저항이 6.0μΩ·㎝ 이상 8.0μΩ·㎝ 이하라고 하는 성능을 발휘할 수 있다. 비저항이 6.0μΩ·㎝ 이상 8.0μΩ·㎝ 이하임으로써, 반도체 집적 회로 등의 전기 기기의 검사에 사용하는 프로브 핀의 재료로서 적합하게 사용할 수 있다.
다음으로, 실시예 및 비교예를 나타내면서, 본 발명에 관한 전기·전자 기기용 Pd 합금을 설명한다. 이하에 나타내는 실시예 및 비교예에서는, 각종 조성의 합금을 제조하고, 선상 또는 판상으로 가공한 후, 그 경도 및 비저항을 소성 가공 후와 석출 열처리 후에 대해 측정하였다. 또한, 가공성에 관해서도 확인을 행하였다.
실시예 1
전기·전자 기기용 Pd 합금의 조제: 본 실시예 1에서는, 진공 용해에 의해 Ag, Pd, Cu, In의 4원소로 이루어지는 Ag-Pd-Cu-In계 합금의 잉곳(φ20㎜)을 제작하였다.
전기·전자 기기용 Pd 합금재의 조제: 당해 잉곳으로부터, 수축 등의 용해 결함부를 제거하고, 용체화 처리(800℃)를 행한 후, 소성 가공(스웨이징 가공, 홈 압연 가공, 신선 가공)과 용체화 처리(800℃)를 반복하여 최종 단면 감소율(최종 용체화 처리 직후를 기준으로 한, 그 후의 신선 가공 종료 시의 단면 감소율)을 50％ 이상 95％ 이하로 하고, Pd 합금 선재를 얻었다. 표 1에는, 본 실시예 1의 시료(실시 1-1 내지 1-4)의 각 조성을 나타낸다.
본 실시예 1에서는, 얻어진 Pd 합금 선재에 대해, 석출 경화 후에 비커스 경도 측정을 행하였다. 또한, 석출 경화의 조건은, H2+N2 혼합 분위기 중에서 350℃ 이상 550℃ 이하에서 행하였다. 비커스 경도 측정은, 당해 Pd 합금 선재를 길이 10㎜로 절단하여 시료로 하였다. 그리고 이 시료의 단면을 연마하여 평활하게 한 후, 비커스 경도 시험기를 사용하여 HV0.2에서 측정하였다. 측정 결과를 표 1에 나타낸다. 표 1에는, 각 시료에 대해 비커스 경도를 5개소 측정한 결과의 평균값을 나타낸다.
또한, 본 실시예 1에서는, 얻어진 Pd 합금 선재에 대해, 석출 경화 후에 비저항 측정을 행하였다. 또한, 석출 경화의 조건은, H2+N2 혼합 분위기 중에서 350℃ 이상 550℃ 이하에서 행하였다. 비저항 측정은, 당해 Pd 합금 선재를 길이 1000㎜로 절단하여 시료로 하였다. 그리고 이 시료에 대해, 저항계(히오키 덴키사 제조 RM3544)를 사용하여 4단자법에 의해 비저항을 측정하였다. 표 1에는, 각 시료에 대해 비저항을 3개소 측정한 결과의 평균값을 나타낸다.
또한, 본 실시예 1에서는, 얻어진 Pd 합금 선재에 대해, 가공성의 확인을 행하였다. 가공성의 확인은, 당해 Pd 합금 선재를 길이 1000㎜로 절단하여 시료로 하였다. 그리고 이 시료에 대해, 50％ 이상 95％ 이하에서 소성 가공을 실시한 경우에 있어서의 균열의 유무를 확인하였다. 표 1에는, 균열이 확인되지 않는 경우를 합격 「○」, 균열이 확인되는 경우를 불합격 「×」로서 나타낸다.
실시예 2
전기·전자 기기용 Pd 합금의 조제: 본 실시예 2에서는, 진공 용해에 의해 Ag, Pd, Cu, In의 4원소로 이루어지는 Ag-Pd-Cu-In계 합금의 잉곳(두께 10㎜×길이 50㎜×폭 20㎜)을 제작하였다.
전기·전자 기기용 Pd 합금재의 조제: 당해 잉곳으로부터, 수축 등의 용해 결함부를 제거하고, 용체화 처리(800℃)를 행한 후, 당해 잉곳에 대해 단면 감소율이 50％ 이상 95％ 이하로 될 때까지 압연 가공을 행하여, Pd 합금 판재를 얻었다. 표 2에는, 본 실시예 2의 시료(실시 2-1 내지 2-4)의 각 조성을 나타낸다.
본 실시예 2에서는, 얻어진 Pd 합금 판재에 대해, 실시예 1과 마찬가지로 비커스 경도 측정, 비저항 측정, 가공성의 확인을 행하였다. 이들을 실시할 때의 조건은 실시예 1과 동일한 조건으로 하였으므로, 여기서의 설명은 생략한다. 표 2에는, 본 실시예 2의 시료(실시 2-1 내지 2-4)의 측정 결과를 나타낸다.
비교예
[비교예 1]
본 비교예 1은, 상술한 실시예 1과의 대비용으로서 나타낸다. 본 비교예 1에서는, 본 발명에서 규정하는 조건을 충족하고 있지 않은 조성인 Pd 합금에 대해, 실시예 1과 동일한 확인을 행하였다. 본 비교예 1의 확인을 행할 때의 조건에 관해서도 실시예 1과 동일한 조건으로 하였으므로, 여기서의 설명은 생략한다. 표 1에는, 본 비교예 1의 시료(비교 1-1 내지 1-4)의 측정 결과를 실시예와 함께 나타낸다(표 1 중 본 발명에서 규정하는 조성 조건을 충족하지 않는 개소를 굵은 선으로 둘러싸서 나타냄).
[비교예 2]
본 비교예 2는, 상술한 실시예 2와의 대비용으로서 나타낸다. 본 비교예 2에서는, 본 발명에서 규정하는 조건을 충족하고 있지 않은 조성인 Pd 합금에 대해, 실시예 2와 동일한 확인을 행하였다. 본 비교예 2의 확인을 행할 때의 조건에 관해서도 실시예 2와 동일한 조건으로 하였으므로, 여기서의 설명은 생략한다. 표 2에는, 본 비교예 2의 시료(비교 2-1 내지 2-4)의 측정 결과를 실시예와 함께 나타낸다(표 2 중 본 발명에서 규정하는 조성 조건을 충족하지 않는 개소를 굵은 선으로 둘러싸서 나타냄).
[실시예 1과 비교예 1의 대비]
이하, 표 1을 참조하면서 실시예 1과 비교예 1의 대비를 행한다.
Figure pct00001
표 1에 나타내는 결과로부터, 비커스 경도에 있어서, 실시 1-1 내지 1-4의 시료는, 모두 소성 가공 후에 300HV 이상을 나타내는 동시에, 석출 열처리에 의해 400HV를 상회하여, 프로브 핀으로서 요구되는 조건(300HV 이상 480HV 이하)을 충족하는 것이었다. 또한, 비저항에 있어서, 실시 1-1 내지 1-4의 시료는, 모두 석출 열처리에 의해 8.0μΩ·㎝ 이하가 되어, 프로브 핀으로서 요구되는 조건(6.0μΩ·㎝ 이상 8.0μΩ·㎝ 이하)을 충족하는 것이었다. 그리고 가공성에 있어서, 실시 1-1 내지 1-4의 시료에 관하여 균열을 확인하지는 못하였다.
또한, 표 1에 나타내는 결과로부터, 비커스 경도에 있어서, 비교 1-1, 1-2의 시료는, 소성 가공 후의 비커스 경도가 300HV를 하회하는 것이 되고, 비교 1-1에 관해서는 석출 열처리에 의해서도 300HV를 하회하는 것이 되었다. 비교 1-3, 1-4의 시료는, 석출 열처리에 의해 500HV를 상회하는 것이 되었다. 또한, 비저항에 있어서, 비교 1-1의 시료는 석출 열처리에 의해 6.0μΩ·㎝를 하회하는 것이 되고, 비교 1-2 내지 1-4의 시료에 관해서는 석출 열처리에 의해 8.0μΩ·㎝를 상회하는 것이 되었다. 그리고 가공성에 있어서 비교 1-3의 시료에 관하여 균열이 확인되었다.
이상의 결과로부터, 본 발명에 관한 전기·전자 기기용 Pd 합금의 합금 원소로서의 Pd의 함유량이 55.5질량％를 초과하면, 석출 열처리 후에 있어서의 비저항 및 경도의 저하가 현저해지는 것을 알 수 있다. 또한, 당해 Pd의 함유량이 50.1질량％ 미만이 되면, 석출 열처리 후에 있어서의 비저항 및 경도의 값이 높아져, 높은 레벨로 비저항과 경도의 밸런스를 맞출 수 없음을 알 수 있다. 그리고 본 발명에 관한 전기·전자 기기용 Pd 합금의 합금 원소로서의 In의 함유량이 2.0질량％를 초과하면, 석출 열처리 후에 있어서의 경도 및 비저항의 상승이 현저해져, 가공성도 저하되는 것을 알 수 있다. 또한, 당해 In의 함유량이 0.5질량％ 미만이 되면, 소성 가공 후의 경도의 저하가 현저해지는 것을 알 수 있다.
[실시예 2와 비교예 2의 대비]
이하, 표 2를 참조하면서 실시예 2와 비교예 2의 대비를 행한다.
Figure pct00002
표 2에 나타내는 결과로부터, 비커스 경도에 있어서, 실시 2-2의 시료는, 소성 가공 후의 비커스 경도가 300HV를 하회하지만, 실시 2-1 내지 2-4의 시료는, 모두 석출 열처리에 의해 380HV를 상회하여, 프로브 핀으로서 요구되는 조건(300HV 이상 480HV 이하)을 충족하는 것이었다. 또한, 비저항에 있어서, 실시 2-1 내지 2-4의 시료는, 모두 석출 열처리에 의해 8.0μΩ·㎝ 이하가 되어, 프로브 핀으로서 요구되는 조건(6.0μΩ·㎝ 이상 8.0μΩ·㎝ 이하)을 충족하는 것이었다. 그리고 가공성에 있어서, 실시 2-1 내지 2-4의 시료에 관하여 균열을 확인하지는 못하였다.
또한, 표 2에 나타내는 결과로부터, 비커스 경도에 있어서, 비교 2-1, 2-2의 시료는, 소성 가공 후의 비커스 경도가 300HV를 하회하는 것이 되고, 비교 2-1에 관해서는 석출 열처리에 의해서도 300HV를 하회하는 것이 되었다. 또한, 비교 2-3, 2-4의 시료는, 석출 열처리에 의해 500HV를 상회하는 것이 되었다. 또한, 비저항에 있어서, 비교 2-1의 시료는, 석출 열처리에 의해 6.0μΩ·㎝를 하회하는 것이 되고, 비교 2-2, 2-3의 시료에 관해서는 석출 열처리에 의해 8.0μΩ·㎝를 상회하는 것이 되었다. 그리고 가공성에 있어서, 비교 2-3의 시료에 관하여 균열이 확인되었다.
이상의 결과로부터, 본 발명에 관한 전기·전자 기기용 Pd 합금의 합금 원소로서의 Pd의 함유량이 55.5질량％를 초과하면, 석출 열처리 후에 있어서의 비저항 및 경도의 저하가 현저해지는 것을 알 수 있다. 또한, 당해 Pd의 함유량이 50.1질량％ 미만이 되면, 석출 열처리 후에 있어서의 비커스 경도의 값이 높아져, 높은 레벨로 비저항과 경도의 밸런스를 맞출 수 없음을 알 수 있다. 그리고 본 발명에 관한 전기·전자 기기용 Pd 합금의 합금 원소로서의 In의 함유량이 2.0질량％를 초과하면, 석출 열처리 후에 있어서의 경도 및 비저항의 상승이 현저해져, 가공성도 저하되는 것을 알 수 있다. 또한, 당해 In의 함유량이 0.5질량％ 미만이 되면, 소성 가공 후의 경도의 저하가 현저해지는 것을 알 수 있다.
[정리]
표 1, 표 2에 나타내는 결과로부터, 비교 시료에 비해 실시 시료의 쪽이 대체로 우수한 결과가 얻어졌다. 이들 결과로부터, 본 발명에서 규정하는 조건의 조성을 구비한 Pd 합금에 의하면, 높은 레벨로 비저항, 경도, 가공성의 밸런스를 맞춘 Pd 합금을 얻을 수 있음을 알 수 있었다.
본 발명에 관한 전기·전자 기기용 Pd 합금은, 경도가 높고 비저항이 낮으며 가공성도 우수하여, 토탈 밸런스가 우수한 것이므로, 반도체 집적 회로 등의 검사용 프로브 핀으로서 사용하는 경우에 특히 유용하다.

Claims (7)

  1. Pd를 주요 성분으로서 포함하는 전기·전자 기기용 Pd 합금이며,
    Pd가 50.1질량％ 이상 55.5질량％ 이하,
    Ag가 6.3질량％ 이상 16.1질량％ 이하,
    Cu가 30.0질량％ 이상 38.0질량％ 이하,
    In이 0.5질량％ 이상 2.0질량％ 이하인 조성을 구비하는 것을 특징으로 하는, 전기·전자 기기용 Pd 합금.
  2. 제1항에 기재된 전기·전자 기기용 Pd 합금을, 단면 감소율이 50％ 이상 95％ 이하인 소성 가공에 의해 판상 또는 선상으로 한 것을 특징으로 하는, 전기·전자 기기용 Pd 합금재.
  3. 제2항에 기재된 전기·전자 기기용 Pd 합금재를 사용하여 얻어지는 것을 특징으로 하는, 프로브 핀.
  4. 제3항에 있어서,
    350℃ 이상 550℃ 이하의 온도에서 열처리를 행한 후의 비커스 경도가 300HV 이상 480HV 이하인, 프로브 핀.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    비저항이 6.0μΩ·㎝ 이상 8.0μΩ·㎝ 이하인, 프로브 핀.
  6. 전기·전자 기기용 Pd 합금재의 제조 방법이며,
    Pd가 50.1질량％ 이상 55.5질량％ 이하,
    Ag가 6.3질량％ 이상 16.1질량％ 이하,
    Cu가 30.0질량％ 이상 38.0질량％ 이하,
    In이 0.5질량％ 이상 2.0질량％ 이하인 조성을 구비하는 전기·전자 기기용 Pd 합금을 소성 가공할 때, 최종 소성 가공에 있어서 단면 감소율이 50％ 이상 95％ 이하로 되도록 가공하여 판상 또는 선상으로 하는 것을 특징으로 하는, 전기·전자 기기용 Pd 합금재의 제조 방법.
  7. 전기·전자 기기용 Pd 합금을 사용한 프로브 핀의 제조 방법이며,
    Pd가 50.1질량％ 이상 55.5질량％ 이하,
    Ag가 6.3질량％ 이상 16.1질량％ 이하,
    Cu가 30.0질량％ 이상 38.0질량％ 이하,
    In이 0.5질량％ 이상 2.0질량％ 이하인 조성을 구비하는 전기·전자 기기용 Pd 합금을 소성 가공할 때, 최종 소성 가공에 있어서 단면 감소율이 50％ 이상 95％ 이하로 되도록 가공하여 선상으로 한 전기·전자 기기용 Pd 합금재를 사용하여 프로브 핀 형상체로 하고,
    당해 프로브 핀 형상체를, 350℃ 이상 550℃ 이하의 온도에서 열처리를 행하여, 비커스 경도를 300HV 이상 480HV 이하로 조정하는 것을 특징으로 하는, 프로브 핀의 제조 방법.
KR1020217013195A 2018-11-06 2019-05-09 전기·전자 기기용 Pd 합금, Pd 합금재, 프로브 핀 및 제조 방법 KR102349939B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018208822 2018-11-06
JPJP-P-2018-208822 2018-11-06
PCT/JP2019/018587 WO2019194322A1 (ja) 2018-11-06 2019-05-09 電気・電子機器用のＰｄ合金、Ｐｄ合金材、プローブピン及び製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210055099A true KR20210055099A (ko) 2021-05-14
KR102349939B1 KR102349939B1 (ko) 2022-01-11

Family

ID=68100749

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020217013195A KR102349939B1 (ko) 2018-11-06 2019-05-09 전기·전자 기기용 Pd 합금, Pd 합금재, 프로브 핀 및 제조 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11920227B2 (ko)
JP (1) JP6734486B2 (ko)
KR (1) KR102349939B1 (ko)
CN (1) CN112739836A (ko)
TW (1) TWI722435B (ko)
WO (1) WO2019194322A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102536235B1 (ko) * 2022-02-10 2023-05-26 다나카 기킨조쿠 고교 가부시키가이샤 Ag-Pd-Cu계 합금으로 이루어지는 프로브 핀용 재료

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3960890A1 (de) * 2020-09-01 2022-03-02 Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG Palladium-kupfer-silber-ruthenium-legierung
EP4234733A1 (de) * 2022-02-28 2023-08-30 Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG Palladium-kupfer-silber-legeriung
TWI797023B (zh) * 2022-06-14 2023-03-21 大亞電線電纜股份有限公司 鈀銀銅合金線材及其製法
CN117026055B (zh) * 2023-10-09 2024-01-12 浙江金连接科技股份有限公司 一种半导体芯片测试探针用钯合金及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4878401B1 (ja) * 2011-05-17 2012-02-15 石福金属興業株式会社 プローブピン用材料、プローブピン及びその製造方法
WO2013099682A1 (ja) * 2011-12-27 2013-07-04 株式会社徳力本店 電気・電子機器用のＰｄ合金
JP2014114465A (ja) 2012-12-06 2014-06-26 Ishifuku Metal Ind Co Ltd Ａｇ基合金からなるプローブピン
JP2017025354A (ja) 2015-07-16 2017-02-02 株式会社徳力本店 プローブピン用合金材およびその製造方法
US20170218481A1 (en) * 2016-01-29 2017-08-03 Deringer-Ney, Inc. Palladium-Based Alloys

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1168130A (en) * 1965-10-26 1969-10-22 Int Nickel Ltd Metallic Articles Formed from Cores and Coatings Separated by Alloy Barrier Layers
US7558519B2 (en) * 2006-03-22 2009-07-07 Canon Kabushiki Kaisha Endless metallic belt and fixing belt and heat fixing assembly making use of the same
JP5657881B2 (ja) * 2009-12-09 2015-01-21 株式会社徳力本店 プローブピン用材料
US9804198B2 (en) * 2012-08-03 2017-10-31 Yamamoto Precious Metal Co., Ltd. Alloy material, contact probe, and connection terminal
JP6647075B2 (ja) * 2016-02-19 2020-02-14 日本発條株式会社 合金材料、コンタクトプローブおよび接続端子

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4878401B1 (ja) * 2011-05-17 2012-02-15 石福金属興業株式会社 プローブピン用材料、プローブピン及びその製造方法
WO2013099682A1 (ja) * 2011-12-27 2013-07-04 株式会社徳力本店 電気・電子機器用のＰｄ合金
JP2014114465A (ja) 2012-12-06 2014-06-26 Ishifuku Metal Ind Co Ltd Ａｇ基合金からなるプローブピン
JP2017025354A (ja) 2015-07-16 2017-02-02 株式会社徳力本店 プローブピン用合金材およびその製造方法
US20170218481A1 (en) * 2016-01-29 2017-08-03 Deringer-Ney, Inc. Palladium-Based Alloys

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102536235B1 (ko) * 2022-02-10 2023-05-26 다나카 기킨조쿠 고교 가부시키가이샤 Ag-Pd-Cu계 합금으로 이루어지는 프로브 핀용 재료

Also Published As

Publication number Publication date
US20210310103A1 (en) 2021-10-07
JPWO2019194322A1 (ja) 2020-04-30
TW201940708A (zh) 2019-10-16
TWI722435B (zh) 2021-03-21
KR102349939B1 (ko) 2022-01-11
JP6734486B2 (ja) 2020-08-05
US11920227B2 (en) 2024-03-05
WO2019194322A1 (ja) 2019-10-10
CN112739836A (zh) 2021-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6734486B2 (ja) 電気・電子機器用のＰｄ合金、Ｐｄ合金材、プローブピン及び製造方法
EP2159581B1 (en) Method of manufacturing probe pins
JP4213761B1 (ja) 硬度、加工性、並びに、防汚特性に優れたイリジウム合金
KR101573163B1 (ko) Cu-Zn-Sn-Ni-P 계 합금
JP2017025354A (ja) プローブピン用合金材およびその製造方法
KR20110022698A (ko) 도전성과 굽힘성을 개선한 Ｃｕ-Ｎｉ-Ｓｉ-Ｍｇ계 합금
WO2014049874A1 (ja) 電気・電子機器用途のＡｇ‐Ｐｄ‐Ｃｕ‐Ｃｏ合金
JP6074244B2 (ja) Ａｇ基合金からなるプローブピン用材料、プローブピン、プローブピンの製造方法
JP7141098B2 (ja) プローブピン用材料およびプローブピン
JP7260910B2 (ja) プローブピン用材料およびプローブピン
JP6654608B2 (ja) 電気・電子機器用Ｃｕ合金及びそれを用いたプローブピン
KR102533596B1 (ko) 석출경화형 Ag-Pd-Cu-In-B계 합금
JP7429011B2 (ja) プローブピン用材料およびプローブピン
JP2020002404A (ja) プローブピン用材料およびプローブピン
JP2004269962A (ja) 高力銅合金
JP6372952B2 (ja) Ｐｔ基合金で構成されるプローブピン用材料、プローブピンの製造方法
US11807925B2 (en) Probe pin material including Ag—Pd—Cu-based alloy
JP2021092450A (ja) Ｒｈ基合金からなるプローブピン用材料およびプローブピン
JP2023145888A (ja) プローブピン用合金材料

Legal Events

Date Code Title Description
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant