コンタクトプローブ
【課題】高温中で使用されてもその直径によることなく抵抗値の上昇を抑制可能なコンタクトプローブを提供する。
【解決手段】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。
【解決手段】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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−２６８０９０号公報
【特許文献２】特開２００９−５３１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【発明の効果】
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】本発明の実施例の評価結果を示すグラフである。
【図８】本発明の実施例の評価結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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Ｏ２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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
[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。
【００６９】
[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。
【００７０】
[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。
【００７１】
[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。
【００７２】
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Ｒ０（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Ｒ１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（Ｒ０／Ｒ０）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Ｒ１がＲ０の略２．８倍に上昇し、比較例２では前記高温保管後にＲ１がＲ０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。
【００７３】
[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Ｒｎ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Ｒｎから求めた平均値に対する前記抵抗値Ｒｎ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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【符号の説明】
【００７８】
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
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−２６８０９０号公報
【特許文献２】特開２００９−５３１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【発明の効果】
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】本発明の実施例の評価結果を示すグラフである。
【図８】本発明の実施例の評価結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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Ｏ２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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
[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。
【００６９】
[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。
【００７０】
[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。
【００７１】
[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。
【００７２】
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Ｒ０（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Ｒ１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（Ｒ０／Ｒ０）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Ｒ１がＲ０の略２．８倍に上昇し、比較例２では前記高温保管後にＲ１がＲ０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。
【００７３】
[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Ｒｎ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Ｒｎから求めた平均値に対する前記抵抗値Ｒｎ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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【符号の説明】
【００７８】
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
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項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、
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請求項１に記載のコンタクトプローブ。
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項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、
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請求項１に記載のコンタクトプローブ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１１７８８２（Ｐ２０１１−１１７８８２Ａ）
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７７１５９（Ｐ２００９−２７７１５９）
【出願日】平成２１年１２月７日（２００９．１２．７）
【出願人】（３９００２６８５９）理化電子株式会社 (8)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月７日（２００９．１２．７）
【出願人】（３９００２６８５９）理化電子株式会社 (8)
【Ｆターム（参考）】
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