(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気部品に接触して電気的に接続される電気接触子において、
前記電気部品に一端部側が接触される導電性の接触部材と、
該接触部材の他端部側が摺動可能に挿入されて電気的に接続される、筒状の導電性の導通部材とを有し、
前記接触部材は、表面全体に渡って、白金族金属メッキ、若しくは、この白金族金属との合金メッキからなる表面メッキが設けられ、
前記接触部材における前記導通部材と摺動して接続される部分は、前記表面に設けられた前記表面メッキで接続されるようになっており、
前記接触部材における前記電気部品が接触する部分には、前記表面メッキの表面側に導電性炭素膜が設けられており、該導電性炭素膜で接触するようになっていることを特徴とする電気接触子。
【請求項２】
前記接触部材は母材の表面側にＮｉメッキが設けられ、該Ｎｉメッキの表面側に、前記表面メッキが少なくとも一層設けられたことを特徴とする請求項１に記載の電気接触子。
【請求項３】
前記一端部側の前記表面メッキと前記導電性炭素膜との間に中間層が設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載の電気接触子。
【請求項４】
前記中間層が、Ｗ，ＣｒやＴｉの少なくとも一層からなることを特徴とする請求項３に記載の電気接触子。
【請求項５】
前記一端部側は、王冠形状を呈していることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一つに記載の電気接触子。
【請求項６】
配線基板上に配設されて、端子を備えた前記電気部品が収容されるソケット本体と、該ソケット本体に配設されて前記端子及び前記配線基板に接触されて両者を電気的に接続する請求項１乃至５の何れか一つに記載の電気接触子とを有することを特徴とする電気部品用ソケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体装置（以下「ＩＣパッケージ」という）等の電気部品に電気的に接続される電気接触子及び、この電気接触子が配設された電気部品用ソケットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来からこの種の電気接触子としては、電気部品用ソケットとしてのＩＣソケットに設けられたプローブピンが知られている。このＩＣソケットは、配線基板上に配置されると共に、検査対象であるＩＣパッケージが収容されるようになっており、このＩＣパッケージの端子と、配線基板の電極とが、そのプローブピンを介して電気的に接続されるようになっている。
【０００３】
そのプローブピンは、例えば、ＩＣパッケージの端子に接触される導電性を有する上側接触部材と、配線基板に接触される導電性を有する下側接触部材とがそれぞれ、導電性を有する筒体の上側と下側とに上下動自在に設けられ、この筒体内に収容されたコイルスプリングにより、上側接触部材と下側接触部材とが互いに離間する方向に付勢されている。
【０００４】
そして、ソケット本体を配線基板に配設し、ＩＣパッケージをＩＣソケットに収容した状態では、上側接触部材の一端部側がＩＣパッケージ端子に接触して電気的に接続され、他端部側が筒体内に接触して電気的に接続され、更に、この筒体が下側接触部材の一端部側に接触されて電気的に接続され、他端部側が配線基板の電極に接触されて電気的に接続されることにより、ＩＣパッケージ端子と配線基板電極とが、上側接触部材、筒体、下側接触部材を介して電気的に接続されるようになっている。
【０００５】
この上側接触部材は、ＩＣパッケージ端子に繰り返して接触されるようになっているため、この端子に接触される部分には、耐久性があると同時に導電性を有する導電性炭素膜が設けられたものがある。
【０００６】
なお、この種のものとしては、特許文献１に記載されたようなものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−９５２５４号公報。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、このような従来のものにあっては、プローブピンが、母材の全面にニッケル（Ｎｉ）メッキが設けられ、このＮｉメッキの全面に金（Ａｕ）メッキが設けられ、更に、このＡｕメッキの、ＩＣパッケージ端子と当接する部分に導電性炭素膜が設けられているが、Ａｕメッキと導電性炭素膜との密着性が悪く、導電性炭素膜が剥離する虞がある。
【０００９】
そのため、導電性炭素膜を設ける部分の、Ａｕメッキを剥離して、Ｎｉメッキを露出させるようにすると、導電性炭素膜とＮｉメッキとの密着性が良いため、導電性炭素膜の剥離は抑制できるが、Ａｕメッキを部分的に剥離する手間がコスト高の要因となっていた。また、この対策として、Ａｕメッキを設けることなく、導電性炭素膜以外の部分を全面に渡ってＮｉメッキとすると、このＮｉメッキと筒体内部との導通性が悪くなる、という問題がある。
【００１０】
そこで、この発明は、導電性炭素膜との密着性を確保すると共に、筒体内部（導通部材）との導通性を確保することができる電気接触子及び、電気部品用ソケットを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
かかる課題を達成するために、この発明は、電気部品に接触して電気的に接続される電気接触子において、前記電気部品に一端部側が接触される導電性の接触部材と、該接触部材の他端部側が摺動可能に挿入されて電気的に接続される、筒状の導電性の導通部材とを有し、前記接触部材は、表面全体に渡って、白金族金属メッキ、若しくは、この白金族金属との合金メッキからなる表面メッキが設けられ、前記接触部材における前記導通部材と摺動して接続される部分は、前記表面に設けられた前記表面メッキで接続されるようになっており、前記接触部材における前記電気部品が接触する部分には、前記表面メッキの表面側に導電性炭素膜が設けられており、該導電性炭素膜で接触するようになっている電気接触子としたことを特徴とする。
【００１２】
他の特徴は、前記接触部材は母材の表面側にＮｉメッキが設けられ、該Ｎｉメッキの表面側に、前記表面メッキが少なくとも一層設けられたことにある。
【００１３】
他の特徴は、前記表面メッキと前記導電性炭素膜との間に中間層が設けられたことを特徴とする。
【００１４】
他の特徴は、前記中間層がＷやＣｒ，Ｔｉの少なくとも一層からなることを特徴とする。
【００１５】
他の特徴は、前記一端部側は、王冠形状を呈していることにある。
【００１６】
他の特徴は、配線基板上に配設されて、端子を備えた前記電気部品が収容されるソケット本体と、該ソケット本体に配設されて前記端子及び前記配線基板に接触されて両者を電気的に接続する上記の何れか一つに記載の電気接触子とを有する電気部品用ソケットとしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、電気接触子の、接触部材は、表面全体に渡って、白金族金属メッキ、若しくは、これら白金族金属との合金メッキの表面メッキが設けられ、その一端部側の表面メッキの上側には、導電性炭素膜が設けられているため、接触部材の導電性炭素膜と表面メッキとの密着性を確保すると共に、接触部材と導通部材との導通性を確保することができる。
【００１８】
他の発明によれば、表面メッキと導電性炭素膜との間に中間層が設けられたことにより、導電性炭素膜と表面メッキとの密着性をより向上させることができる。
【００１９】
他の発明によれば、上記電気接触子を有する電気部品用ソケットとすることにより、この電気部品用ソケットの耐久性を向上させることができると共に、導通試験等を良好に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の実施の形態に係るＩＣソケットの一部を示す、ＩＣパッケージの収容前の断面図である。
【図２】同実施の形態に係るＩＣソケットの一部を示す、ＩＣパッケージの収容状態の断面図である。
【図３】同実施の形態に係るプローブピンの上側接触部材の上端部の拡大図である。
【図４】実施例にかかるプローブピンの上側接触部材の上端部の拡大平面図である。
【図５】同実施例にかかる図４のＡ部の拡大図である。
【図６】比較例にかかる図５に相当する部位の拡大図である。
【図７】同実施例にかかるプローブピンの上側接触部材の側面部と筒体との接触部分における耐久回数と抵抗値との関係を示すグラフ図である。
【図８】比較例にかかるプローブピンの上側接触部材の側面部と筒体との接触部分における耐久回数と抵抗値との関係を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、この発明の実施の形態について説明する。
【００２２】
図１乃至図８には、この発明の実施の形態を示す。
【００２３】
この実施の形態の「電気部品用ソケット」としてのＩＣソケット１０は、図１及び図２に示すように、配線基板１上に固定され、上部に「電気部品」としてのＩＣパッケージ２が収容されるようになっており、配線基板１の電極１ａとＩＣパッケージ２の「端子」としての半田ボール２ａとが電気的に接続されるように構成されており、例えばＩＣパッケージ２の導通試験などに用いられるものである。
【００２４】
この実施の形態のＩＣパッケージ２は、略方形状のパッケージ本体２の下面に多数の半田ボール２ａが設けられており、この半田ボール２ａは、主成分がＳｎで鉛を含まない、いわゆる鉛フリー半田により形成されている。
【００２５】
また、ＩＣソケット１０は、上側プレート１１及び下側プレート１２からなるソケット本体１３と、このソケット本体１３にマトリック状に配置されて、ソケット本体１３を上下方向に貫通して配設された「電気接触子」としてのプローブピン１４とを備えている。
【００２６】
そのソケット本体１３は、上側プレート１１と下側プレート１２とが固定螺子（図示省略）により固定された状態で、位置決めピン（図示省略）により配線基板１上に位置決めされている。また、その上側プレート１１上には、ＩＣパッケージ２を収容して上下動可能な収容部としてのフローティングプレート１５が設けられている。
【００２７】
また、そのプローブピン１４は、図１及び図２に示すように、長手方向の軸線Ｌに沿って、先端に配線基板１の電極１ａと電気的に接触する接触部２０ａを有する第１プランジャ２０と、先端にＩＣパッケージ２の半田ボール２ａと電気的に接触する接触部３０ａを有する「接触部材」としての第２プランジャ３０と、この第１プランジャ２０と第２プランジャ３０との間に連続する「導通部材」としての筒状部材４０とを有しており、この筒状部材４０の内部に第１プランジャ２０と第２プランジャ３０とを軸線Ｌに沿って互いに離間する方向に付勢するコイルスプリング５０が収容されている。
【００２８】
この第１プランジャ２０は、導電性を有する材料で形成されている。例えば、Ｂｅ−ＣｕやＳＫ材などの基材の上に、Ｎｉメッキ、この上にＡｕメッキが施されたものがある。その第１プランジャ２０の先端に配線基板１の電極１ａと接触する略円錐形状の接触部２０ａが設けられた突出部２０ｂと、この突出部２０ｂより太い挿入部２０ｃとを備えている。このうち、挿入部２０ｃは、筒状部材４０内に摺動可能に接触した状態で収容されており、筒状部材４０の下端部に形成された係止部４０ａにより、第１プランジャ２０の突出方向（下方向）の移動が規制されている。また、挿入部２０ｃの端部には、コイルスプリング５０を係止する受け部２０ｄが軸線Ｌを中心とした円錐形状に一体成形されている。また、下側プレート１２の貫通孔１２ａに挿通されている。
【００２９】
また、第２プランジャ３０は、先端にＩＣパッケージ２の半田ボール２ａと接触する略王冠形状の接触部３０ａが設けられた突出部３０ｂと、突出部３０ｂより太い挿入部３０ｃとを備えている。このうち、挿入部３０ｃは、筒状部材４０内に摺動可能に接触した状態で収容されており、筒状部材４０の上端部に形成された係止部４０ｂにより第２プランジャ３０の突出方向（上方向）の移動が規制されている。また、挿入部３０ｃの端部には、コイルスプリング５０を係止する受け部３０ｄが軸線Ｌを中心とした円錐形状に一体成形されている。さらに、突出部３０ｂは、下側プレート１２から突出し、接触部３０ａが、ＩＣパッケージ２の半田ボール２ａを収容可能なフローティングプレート１５の貫通孔１５ａに挿通されている。
【００３０】
その第２プランジャ３０は、図３に示すように、導電性を有するベリリウム（Ｂｅ）−銅（Ｃｕ）合金の母材３０ｄの表面全体に渡って、Ｎｉメッキ３０ｅが設けられ、このＮｉメッキ３０ｅの表面全体に渡って、白金族金属メッキである、ロジウム（Ｒｈ）メッキ、パラジウム（Ｐｄ）メッキ、ルテニウム（Ｒｕ）メッキ、プラチナ（Ｐｔ）メッキ、イリジウム（Ｉｒ）メッキ、若しくは、これら白金族金属との合金メッキからなる表面メッキ３０ｆが設けられている。
【００３１】
そして、更に、この第２プランジャ３０の、半田ボール２ａに接触する接触部（一端部）３０ａ側の表面メッキ３０ｆの表面には、導電性炭素膜３０ｇが設けられている。この第２プランジャ３０の接触部３０ａ以外の部分は、表面メッキ３０ｆが露出している。この王冠形状の接触部３０ａの尖った計４箇所（図３においては２箇所表示）の先端部３０ｈが半田ボール２ａに食い込むように接触されて、電気的に接続されるようになっている。
【００３２】
また、筒状部材４０は、導電性を有する材料で形成されている。例えば、Ｂｅ−Ｃｕやリン青銅などの基材の上に、Ｎｉメッキ、この上にＡｕメッキが施されたものがある。そして、この第１プランジャ２０及び第２プランジャ３０に電気的に接続されるようになっている。
【００３３】
このようなＩＣソケット１０を使用する場合には、配線基板１上にソケット本体１３が配設されることにより、プローブピン１４の第１プランジャ２０の接触部２０ａが、配線基板１の電極１ａに接触され、電気的に接続される。
【００３４】
そして、このソケット本体１３上にＩＣパッケージ２を収容すると、フローティングプレート１５が図示省略のスプリングの付勢力に抗して下降され、プローブピン１４の第２プランジャ３０の王冠形状の尖った４箇所の先端部３０ｈが、半田ボール２ａに食い込むようにして接触されて、コイルスプリング５０の付勢力に抗して第２プランジャ３０が下降され、第２プランジャ３０と半田ボール２ａとが電気的に接続されることとなる。
【００３５】
この第２プランジャ３０と筒状部材４０とが電気的に接続され、この筒状部材４０と第１プランジャ２０とが電気的に接続されることにより、半田ボール２ａと配線基板１とがプローブピン１４を介して、電気的に接続されることとなる。
【００３６】
この状態で、導通試験が行われる。この際には、例えば１５０℃程度まで高温とされる。
【００３７】
そして、この導通試験が繰り返して行われるが、この場合には、第２プランジャ３０の、半田ボール２ａとの間の接触部位に、導電性炭素膜３０ｇが設けられているため、耐久性及び導電性を確保できる。
【００３８】
また、この導電性炭素膜３０ｇの下側に、白金族金属メッキである、Ｒｈメッキ、Ｐｄメッキ、Ｒｕメッキ、Ｐｔメッキ、Ｉｒメッキ、若しくは、これら白金族金属との合金メッキ（例えば、Ｐｄ−コバルト（Ｃｏ）メッキ、Ｐｄ−Ｎｉメッキ、Ｐｄ−Ｆｅメッキ、Ｐｄ−Ｃｕメッキ、Ｐｄ−Ａｓメッキ、Ｐｄ−インジウム（Ｉｎ）メッキ、Ｒｈ−Ｒｕメッキ、Ｒｈ−Ｎｉメッキ、Ｒｈ−イリジウム（Ｉｒ）メッキ、Ｐｔ−Ｉｒメッキ、Ｐｔ−Ｒｈメッキなど）からなる表面メッキ３０ｆが設けられているため、この表面メッキ３０ｆと導電性炭素膜３０ｇとの間は、Ｎｉメッキと同等の密着性が得られる。従って、この導通試験が繰り返して行われても、導電性炭素膜３０ｇの表面メッキ３０ｆからの剥離を抑制できる。
【００３９】
さらに、その表面メッキ３０ｆは、導電性が良好であるため、その第２プランジャ３０の表面メッキ３０ｆと、筒状部材４０との間の導電性を確保できる。
［実施例］
【００４０】
この実施例は、第２プランジャ３０の表面メッキ３０ｆとして、Ｒｈメッキが用いられている。この第２プランジャ３０の接触部３０ａ（図４参照）に、錫（Ｓｎ）−銀（Ａｇ）−銅（Ｃｕ）の半田ボール２ａを、接触させた場合においては、図５に示すように、先端部３０ｈにおいて殆ど中間層なしでも、導電性炭素膜３０ｇが表面メッキ３０ｆから剥がれていないことが分かる。
【００４１】
これに対して、比較例として、導電性炭素膜の下側にＣｒ等の中間層を設け、更に、この下側に、Ａｕメッキ、Ｎｉメッキを設けたもの（特開２０１１−６４４９７号公報）に、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕの半田ボール２ａを、接触させた場合においては、図６に示すように、先端部Ｐにおいて、上記実施例と比較すると剥がれが生じているのが分かる。
【００４２】
また、この実施例は、第２プランジャ３０の側面部のＲｈメッキ（表面メッキ３０ｆ）を筒状部材４０内部に接触させた場合においては、耐久回数と抵抗値との関係のグラフ図７に示すように、抵抗値が安定していることが分かる。
【００４３】
これに対して、比較例として、第２プランジャの側面部のＮｉメッキ（表面メッキ３０ｆ）を筒体内部に接触させた場合においては、耐久回数と抵抗値との関係のグラフ図８に示すように、抵抗値が上記実施例と比較してバラ付いていることが分かる。
【００４４】
他の実施の形態として、上記実施の形態のＮｉメッキ３０ｅを設けることなく、母材としてＰｄ合金の表面全面に渡って、白金族金属メッキである、Ｒｈメッキ、Ｐｄメッキ、Ｒｕメッキ、Ｐｔメッキ、Ｉｒメッキ、若しくは、これら白金族金属との合金メッキからなる表面メッキ３０ｆを設けることもできる。
【００４５】
また、他の実施の形態として、表面メッキ３０ｆと導電性炭素膜３０ｇとの間に、ＷやＣｒ，Ｔｉの少なくとも一層からなる中間層を設けることもできる。このように中間層を設けることにより、表面メッキ３０ｆと導電性炭素膜３０ｇとの密着性をより向上させることができる。
【００４６】
なお、上記実施の形態では、「電気接触子」としてプローブピン１４にこの発明を適用したが、これに限らず、他のものにも適用できる。また、このプローブピン１４の形状等もこの実施の形態のものに限定されるものでなく、例えば、筒状部材４０が設けられておらず、「導通部材」として第１プランジャを適用して、この第１プランジャと「接触部材」としての第２プランジャとを直接接触させることもできる。さらに、この電気接触子を「電気部品用ソケット」としてＩＣソケット１１に、この発明を適用したが、これに限らず、他の装置にも適用できることは勿論である。
【符号の説明】
【００４７】
１  配線基板
２  ＩＣパッケージ（電気部品）
2a  半田ボール（端子）
10  ＩＣソケット（電気部品用ソケット）
13  ソケット本体
14  プローブピン（電気接触子）
30  第２プランジャ（接触部材）
30a 接触部（一端部）
30d 母材
30e Ｎｉメッキ
30f 表面メッキ
30g 導電性炭素膜
40  筒状部材（導通部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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