(57)【要約】【課題】接触抵抗を下げることができ、かつ耐久性にも優れたコンタクトプローブを提供する。【解決手段】平均粒径が１７ｎｍ以上２５ｎｍ以下の範囲である結晶子から構成され、ビッカース硬度が１６０Ｈｖ以上である金の単一金属元素から成る金めっき膜１１ｃを、少なくとも検査時に他の対象物に接触させる部位に形成したコンタクトプローブとする。【選択図】図３
2007187580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均粒径が１７ｎｍ以上２５ｎｍ以下の範囲である結晶子から構成され、ビッカース硬度が１６０Ｈｖ以上である金の単一金属元素から成る金めっき膜が、少なくとも検査時に、他の対象物に接触させる部位に形成されていることを特徴とするコンタクトプローブ。
【請求項２】
コンタクトプローブの被めっき面と金めっき膜との間に、Ｎｉを含む層を形成してい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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンタクトプローブに関する。
【背景技術】
【０００２】
コンタクトプローブは、ＩＣチップあるいはＬＣＤの電極部に接触させ、その部品の電気的な接触状態を評価し不良品の検査を行うために用いられている。
【０００３】
コンタクトプローブには、その機能として、安定した低接触を保つことと、確実な機械的開閉を保つことが必要とされる。安定した低接触を保つには、接触抵抗を下げる必要がある。一般的に、接触抵抗（Ｒｃ）は、Ｒｃ＝１．４×１０２  ×（ρ１＋ρ２）×（ＨＢ／Ｐ）１／２という式で表される。この式において、ρ１とρ２は、接触する各接触子の固有抵抗を、ＨＢは、軟らかい方の接触子のブリネル硬度を、Ｐは、接触荷重を、それぞれ示す。接触抵抗を下げる一つの有力な手段は、各接触子の固有抵抗を小さくすることである。このため、コンタクトプローブ自体の固有抵抗を下げるべく、コンタクトプローブに金めっきを施す手法が採られている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００４】
一方、確実な機械的開閉を保つコンタクトプローブとするには、ある程度高い硬度を持たせて耐久性に優れたものにする必要がある。金は、金属の中でも軟らかい金属である。このため、硬度を上げるために、金と他の金属（例えば、コバルト）との合金をコンタクトプローブの表面にめっきする手法が採られることもある。
【特許文献１】特開平１１−２０１９８９（請求項２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記従来のコンタクトプローブには、次のような問題がある。金めっきを施したコンタクトプローブの場合、接触抵抗を低くでき、安定した低接触を保つことができるという長所がある反面、検査時に他の対象物と接触する部分が軟らかすぎて、耐久性に欠けるという短所がある。一方、金と他の金属との合金をめっきしたコンタクトプローブの場合、金よりも硬度を高くできるため耐久性に優れ、これによって確実な機械的開閉を保つことができるという長所がある反面、接触抵抗が高くなり、安定した低接触を保つことが難しいという短所がある。
【０００６】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、接触抵抗を下げることができ、かつ耐久性にも優れたコンタクトプローブを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、平均粒径が１７ｎｍ以上２５ｎｍ以下の範囲である結晶子から構成され、ビッカース硬度が１６０Ｈｖ以上である金の単一金属元素から成る金めっき膜が、少なくとも検査時に、他の対象物に接触させる部位に形成されるコンタクトプローブとしている。このため、接触抵抗が低く、かつ耐久性に優れたコンタクトプローブが得られる。すなわち、金属元素としては金のみから構成されるめっき膜を形成しているため、金以外の金属を含む合金めっき膜を形成しているコンタクトプローブに比べて、接触抵抗が低くなる。また、金めっき膜は、平均粒径が１７ｎｍ以上２５ｎｍ以下の範囲の結晶子からなる組織で、ビッカース硬度が１６０Ｈｖ以上の金めっき膜であるため、耐久性に優れたコンタクトプローブが得られる。平均粒径が１７ｎｍ以上２５ｎｍ以下の範囲である結晶子から構成され、ビッカース硬度が１６０Ｈｖ以上である金の単一金属元素から成る金めっき膜は、コンタクトプローブを構成する構成部材すべてに形成されるようにしたり、一部の構成部材に形成されるようにしても良い。一部の構成部材に形成する場合には、他の構成部材に、結晶子の平均粒径が本発明の範囲外の金めっき膜を形成するようにしても良い。ただし、最低限、検査時に他の対象物（検査対象物を含む）に接触する部位に形成される必要がある。
【０００８】
また、別の本発明は、先の発明におけるコンタクトプローブの被めっき面と金めっき膜との間に、Ｎｉを含む層を形成したコンタクトプローブとしている。Ｎｉを含む層を介在させることにより、金めっき膜とコンタクトプローブの表面との密着性が高まり、経時劣化を起こしにくいコンタクトプローブが得られる。
【０００９】
本発明に係るコンタクトプローブは、例えば、陰極となるめっき前のコンタクトプローブと、陽極とを非シアンの金めっき浴の中に配置する電極配置工程と、陽極と陰極との間にパルス電流を流して電析を行う電析工程とを有し、電析工程中に、５ｍｓｅｃ以上３００ｍｓｅｃ以内の範囲のパルス周期で、かつパルス周期に対するパルスオン時間の比が０．００１以上０．５以下の範囲のパルス電流を供給する方法にて製造可能である。
【００１０】
このような製造方法を採用することにより、耐久性に優れ、かつ接触抵抗の低いコンタクトプローブを容易に製造できる。コンタクトプローブを金めっき浴に配置した後、パルス電流を流すことによって、金めっき浴中における核の発生が促進され、結晶子の微細化を実現できる。このため、直流電流を用いるめっき方法に比べて、より小さい粒径を有する結晶子が析出され、高硬度の金めっき膜を製造できる。加えて、めっき膜の厚さにバラツキが発生しにくくなる。また、パルス周期に対するパルスオン時間の比を０．００１以上０．５以下の範囲としているので、陰極となる被めっき体の界面近傍における金イオンの欠乏を低減でき、結晶性を高めることができる。
【００１１】
さらに、非シアンの金めっき浴を採用しているので、取扱が容易であり、従来のシアンが存在する金めっきと異なり、公害を引き起こす危険性がない。また、上記製造方法は、パルス電流を採用することによって、金めっき膜の厚さおよび電析工程の時間を容易にコントロールできる。したがって、製造工程を簡単化でき、かつ、効率よく低コストでコンタクトプローブを製造できる。
【００１２】
また、上記製造方法において、非シアンの金めっき浴にカチオン系添加剤を添加して、電析工程を行うようにすることもできる。このような製造方法を採用すると、カチオン系添加剤がコンタクトプローブの表面に吸着して、そこで析出する結晶の場のエネルギーあるいは析出する個所を変化させるため、金の結晶子サイズを小さくすることができる。
【００１３】
さらに、上記カチオン系添加剤を、トリメチルステアリルアンモニウムクロリドとすることができる。トリメチルステアリルアンモニウムクロリドを用いると、析出する結晶子の平均粒径をさらに制御しやすくなり、より均一な平均粒径を有する結晶子から成り、高硬度の金めっき膜を、コンタクトプローブ表面に形成できる。
【００１４】
本発明に係るコンタクトプローブの製造工程において、非シアンの金めっき浴に用いられる金の供給源には、非シアン化の金化合物である塩化金錯体、亜硫酸金錯体、システイン金錯体、アセチルシステイン金錯体等並びにそれらのアルカリ金属塩および／またはアンモニウム金属塩等を用いることができる。特に、低コストおよび易取扱性の観点から、塩化金酸塩ナトリウムを用いることが好ましい。ただし、上述の金の供給源は一例に過ぎず、他の非シアン化金塩または金錯体を採用しても良い。なお、金の供給源は、一種類の金化合物でも、二種類以上の金化合物でも良い。
【００１５】
本発明に係るコンタクトプローブの製造工程において、非シアンの金めっき浴に用いられる電導塩としては、公知の電導塩、例えば、硫酸、亜硫酸や塩酸等のアルカリ金属塩またはアンモニウム塩等を用いることができる。特に、好ましいのは、亜硫酸ナトリウムである。これらの電導塩は、単独で使用しても、二種以上併用しても良い。Ｎｉを含む層は、Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｂ、Ｎｉのみ等の各種の層を含むように広義に解釈される。
【００１６】
本発明に係るコンタクトプローブの製造工程において用いられるカチオン系添加剤としては、例えば、トリメチルステアリルアンモニウムクロリド、ラウリルトリメチルアンモニウム塩、ステアリルトリメチルアンモニウム塩、ステアリルジメチルアンモニウムベタイン、トリメチルベンジルアンモニウム、トリエチルベンジルアンモニウム塩、オレイルイミダゾリニウム塩、ポリアクリル酸−分子量５０００、ポリエチレングリコール−分子量２０００等が挙げられる。特に、好ましくは、トリメチルステアリルアンモニウムクロリドである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、接触抵抗が小さく、かつ耐久性にも優れたコンタクトプローブを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、本発明に係るコンタクトプローブの好適な実施の形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。ただし、本発明は、以下に説明する実施の形態に何ら限定されるものではない。
【００１９】
図１は、実施の形態に係るコンタクトプローブ１とＩＣ２との接触部分を示す図である。
【００２０】
ＩＣ２の片面には、半田ボール３が間隔Ｌおきに配置されている。この実施の形態では、間隔Ｌは０．５ｍｍとしているが、将来、当該間隔Ｌは、だんだん狭くなる傾向がある。コンタクトプローブ１の一端側の先端は、凹部１０ａとなっている。この凹部１０ａは、半田ボール３と接触しやすくするために形成されている。
【００２１】
図２は、ＩＣ２とロードボード４との間を繋ぐように配置されるコンタクトプローブ１を示す図である。図２では、コンタクトプローブ１の内部構造がわかるように、透過的に示している。
【００２２】
コンタクトプローブ１は、その内部に、バレル１０と、スプリング２０と、プランジャ３０とを順番に接触させるように配置し、その外側を筒４０で覆った形態を有している。バレル１０は、半田ボール３に接触する側からスプリング２０に接触する側に向かって、凹部１０ａを含む第一円柱部１１、段差１２に続いて当該第一円柱部１１よりも細い第二円柱部１３および段差１４に続いて第二円柱部１３よりも太い第三円柱部１５の順に構成されている。プランジャ３０は、ロードボード４に接触する側からスプリング２０に接触する側に向かって、尖った先端３０ａを有する第四円柱部３１および段差３２に続いて当該第四円柱部３１よりも太い第五円柱部３３の順に構成されている。
【００２３】
第一円柱部１１の外径、第三円柱部１５の外径、スプリング２０の巻径および第五円柱部３３の外径は、ほぼ同じ大きさであり、これらを挿入する筒４０の内部に納まるようになっている。筒４０の長さ方向中央よりやや上方には、内側にくびれるくびれ部４１が形成されている。くびれ部４１は、段差１２の斜面および段差１４の斜面とそれぞれほぼ同じ２つの斜面を上下に繋げた形状を有している。第一円柱部１１の長さは、段差１２がくびれ部４１に到達した状態でも筒４０から突出するように設計されている。また、プランジャ３０側にある筒４０の端部は、段差３２の斜面に合わせて小径に狭められている。
【００２４】
このため、プランジャ３０は、段差３２より内方を筒４０の先端から突出させない範囲で上下動可能である。また、バレル１０は、段差１２がくびれ部４１に接触する状態から、段差１４がくびれ部４１に接触する状態に至る範囲で上下動可能である。コンタクトプローブ１は、スプリング２０が自然長の状態において、段差１４がくびれ部４１に接触し、かつ段差３２が筒４０の狭まった先端に接触するように設計されている。したがって、バレル１０およびプランジャ３０が図２の状態よりも筒４０の内方に動く場合、その動作はスプリング２０を押し縮めるようにして行われる。
【００２５】
バレル１０は、銅合金製である。バレル１０の表面には、Ｎｉ−Ｐめっき層が形成され、さらにＮｉ−Ｐめっき層の表面に金めっき膜が形成されている。スプリング２０は、ピアノ線を巻いて形成されている。スプリング２０の表面にも、Ｎｉ−Ｐめっき層が形成され、さらにＮｉ−Ｐめっき層の表面に金めっき膜が形成されている。プランジャ３０は、ベリリウム銅製である。プランジャ３０の表面にも、Ｎｉ−Ｐめっき層が形成され、さらにＮｉ−Ｐめっき層の表面に金めっき膜が形成されている。ただし、バレル１０、スプリング２０およびプランジャ３０を構成する材料は、上述の材料に限定されず、堅牢で、加工性に優れる材料であれば、他の材料であっても良い。また、Ｎｉ−Ｐめっき層に代えて、Ｎｉ−Ｂ層、Ｎｉのみの層を形成しても良い。
【００２６】
図３は、バレル１０の第一円柱部１１の表面を一部剥がした状態を示す図である。図中、金めっき膜の一部（Ａで示す部分）を右側に拡大して示す。
【００２７】
バレル１０の表面１１ａには、Ｎｉ−Ｐめっき層１１ｂが存在する。実際には、金属であるＮｉの膜がバレル１０の表面を覆っている。Ｎｉ−Ｐめっき層１１ｂの厚さは、２．５〜４．０μｍである。Ｎｉ−Ｐめっき層１１ｂの表面には、金めっき膜１１ｃが存在する。金めっき膜１１ｃの厚さは、０．７６μｍ以上である。金の結晶子の平均粒径ｄが２５ｎｍを超えると、空孔が増加し、金めっき膜１１ｃの硬度が低下する。一方、金の結晶子の平均粒径ｄが小さくなると、ホールペッチ（Ｈａｌｌ−Ｐｅｔｃｈ）の関係に従って、理論的に硬度が高くなるはずであるにもかかわらず、金の結晶子の平均粒径ｄが１７ｎｍ未満になると、金めっき膜１１ｃの硬度は低くなる。金めっき膜１１ｃを構成する金の結晶子の平均粒径ｄとして適切な範囲は、１７ｎｍ以上２５ｎｍ以下である。金の結晶子をこのような範囲に制御することにより、金めっき膜１１ｃのビッカース硬度を１６０Ｈｖ以上にすることが可能となる。金めっき膜１１ｃは、合金ではなく、金以外の金属元素を含んでいない。このため、金の有する優れた電気伝導性を維持することができる。
【００２８】
この実施の形態では、金めっき膜１１ｃは、バレル１０、スプリング２０およびプランジャ３０の表面に形成されているが、バレル１０およびプランジャ３０のみに形成しても良い。また、金めっき膜１１ｃを、バレル１０またはプランジャ３０のいずれか一方に形成しても良い。さらに、金めっき膜１１ｃを、バレル１０の一部のみまたはプランジャ３０の一部のみに形成するようにしても良い。
【００２９】
次に、本発明の実施の形態に係るコンタクトプローブにおける金めっき膜の製造方法について説明する。
【００３０】
図４は、本発明の実施の形態に係る金めっき膜の製造工程を示すフローチャートである。
【００３１】
ここでは、コンタクトプローブ１を構成するバレル１０、スプリング２０およびプランジャ３０を総称して、「被めっき体」と称する。まず、被めっき体に金めっき膜１１ｃを形成する前に、被めっき体に予めＮｉ−Ｐめっき層１１ｂを形成する工程を行う（ステップＳ１０１）。このように被めっき体にＮｉ−Ｐをめっきすることによって、金めっき膜１１ｃの密着性の向上および金めっき浴への被めっき体の溶解の防止を図ることができる。このＮｉ−Ｐめっきの工程において、めっき浴の組成および条件は、任意に選択でき、特に限定されない。また、Ｎｉ−Ｐめっき層１１ｂを、電解めっきのみならず、無電解めっきにより製造しても良い。さらに、Ｎｉ−Ｐめっき層１１ｂの内側に、別のめっき膜を形成しても良い。
【００３２】
次に、非シアンの金化合物、電導塩およびカチオン系添加剤等を含有する金めっき浴を所定のｐＨおよび温度に調製する（ステップＳ１０２）。この実施の形態では、非シアンの金化合物として塩化金酸(ＩＩＩ)ナトリウムを、電導塩として亜硫酸ナトリウムを、カチオン系添加剤としてトリメチルステアリルアンモニウムクロリド（ＴＭＳＡＣ）を、好適に用いる。電導塩として亜硫酸ナトリウムを採用するのは、めっき浴の導電性を向上させるためである。また、めっき浴を安定化させるため、安定剤として、２，２’−ビピリジルを添加することもできる。
【００３３】
続いて、被めっき体を陰極として、当該陰極と陽極とを上記のめっき浴内に配置する（ステップＳ１０３）。その後、攪拌しながら、パルス電流をかけて電析を行う（ステップＳ１０４）。めっき浴中において、対向配置する両極間に所定のパルス電流を流すと、オンタイム状態の際に、めっき浴中に存在する金イオンが被めっき体の表面に金として析出する。また、オフタイム状態の際には、金の析出が停止し、被めっき体の界面近傍の金イオンが拡散してその濃度が一定となる。この工程を繰り返すことにより、金めっき膜を構成する金結晶子を成長させつつ、金めっき膜１１ｃの析出が進行する。
【００３４】
ここで、オンタイムおよびオフタイムとは、それぞれ、パルス電流の通電時間および中断時間である。パルス電流によるめっき処理の際のパルス周期は、１０ｍｓｅｃ以上２７５ｍｓｅｃ以下の範囲である。１０ｍｓｅｃ以上２７５ｍｓｅｃ以下の範囲とすると、金結晶子の平均粒径ｄを１７ｎｍ以上２５ｎｍ以下の範囲とし、ビッカース硬度を１６０Ｈｖ以上の金めっき膜１１ｃを製造することができる。特に好ましいパルス周期は、５０ｍｓｅｃ以上１００ｍｓｅｃ以下の範囲である。
【００３５】
また、パルス電流のデューティー比は、０．００１以上０．５以内の範囲に調製するのが好ましい。特に好ましくは、０．００８以上０．２５以下の範囲である。ここで、デューティー比とは、パルス電流のパルス周期に対するオンタイム状態の時間の比である。デューティー比を０．５以下とすると、直流電気を用いためっき方法と大きく異なり、析出した金結晶子の粒径が小さくなる。このため、得られた金めっき膜１１ｃの硬度が高まり、かつ膜の厚さも均一となる。加えて、ピンホールが生じる可能性も低くなる。一方、デューティー比を０．００１以上とすると、被めっき体の界面近傍の金イオンの欠乏を十分に回復させることができ、金めっき膜１１ｃの結晶性を高めることができる。
【００３６】
電析中のパルス電流の平均電流密度は、２〜１１ｍＡ／ｃｍ２・ｓｅｃが好ましい。上述のめっき浴のｐＨ値および温度等の条件を考慮し、かかる範囲の平均電流密度で析出する金めっき膜１１ｃの特性が比較的、良好な状態となる。また、被めっき体とめっき組成物との接触方法については、その種類を問わない。めっき浴中に被めっき体を浸漬し、電析中、攪拌によって乱流を作ることが好ましい。攪拌方法は、公知の方法を用いることができ、特に限定されない。
【００３７】
また、この実施の形態におけるめっき処理時間は、所望の金めっき膜１１ｃの厚さ、使用される被めっき体の種類等により適切な時間に設定可能である。
【００３８】
以上、本発明に係る金めっき膜およびその製造方法の実施の形態について説明したが、本発明に係る金めっき膜およびその製造方法は、上述の実施の形態に限定されず、種々変形した形態にて実施可能である。
【００３９】
例えば、本発明に係るコンタクトプローブは、上述のようなＩＣ２を検査するコンタクトプローブ１以外に、シリコンウェハ（以後、「ウェハ」という。）を検査するタイプのコンタクトプローブも含む。
【００４０】
図５は、ウェハ検査装置の一部を示す図である。
【００４１】
ウェハ５１を検査する際には、ウェハチャック５２の上にウェハ５１を載置して固定する。次に、ウェハ５１のＩＣチップの電極にプローブカード５３の針を接触させる。当該接触を確実に行わせるためには、プローブカード５３のカンチレバー５４が用いられる。プローブカード５３とテストヘッド５５との間には、ポゴリング５６を嵌めたパフォーマンスボード５７が配置される。パフォーマンスボード５７の上下両側には、多くのコンタクトプローブ５８が配置されている。コンタクトプローブ５８は、テストヘッド５５とプローブカード５３との電気的な接続を行うためのものであり、間接的に、ウェハ５１と接続される。このように、本発明に係るコンタクトプローブは、ＩＣ２の検査に用いられるコンタクトプローブ１のみならず、ＩＣ２を完成する前の段階で、ウェハ５１検査用のコンタクトプローブ５８にも用いられる。
【００４２】
本発明に係るコンタクトプローブの表面に形成される金めっき膜は、金以外の金属を含まない限り、他の物質（有機物、金属以外の無機物等）を含む膜であっても良い。また、めっき浴に、カチオン系添加剤以外に、ノニオン系添加剤を添加して電析を行っても良い。Ｎｉを含む層を介在させずに金めっき膜のみを形成するようにしても良い。
【実施例】
【００４３】
次に、本発明の各実施例および各比較例について説明する。ただし、本発明は、以下の各実施例に限定されるものではない。
【００４４】
Ａ．金めっき膜の製造方法
表１に、各実施例および各比較例の製造条件を示す。
【００４５】
【表１】
2007187580.tif 000003
【００４６】
（実施例１）
表２にめっき処理に用いたベース浴の基本組成を示す。
【００４７】
【表２】
2007187580.tif 000004
【００４８】
ベース浴を構成する金化合物、電導塩および安定剤には、それぞれ、０．００５Ｍの塩化金（ＩＩＩ）ナトリウム、０．０５Ｍの亜硫酸ナトリウムおよび０．１ｇ／Ｌの２，２’−ビピリジルを用いた。このベース浴に、さらに、０．１ｇ／Ｌのカチオン系添加剤の一種であるトリメチルステアリルアンモニウムクロリドを添加して、金めっき浴とした。
【００４９】
上記金めっき浴内に、陽極と、予めＮｉ−Ｐをめっきした被めっき体からなる陰極とを配置し、ｐＨを８に、温度を６０℃に維持しながら攪拌した。被めっき体は、コンタクトプローブを構成するバレル、スプリングおよびプランジャとした。金めっき浴を攪拌しながら、陽極と陰極にパルス電源をつなぎ、平均電流密度５ｍＡ／ｃｍ２・ｓｅｃ、パルス周期１０ｍｓｅｃ、デューティー比０．２８の条件でパルス電流を流した。
【００５０】
（実施例２）
平均電流密度２ｍＡ／ｃｍ２・ｓｅｃ、パルス周期５０ｍｓｅｃ、デューティー比０．００８の条件でパルス電流を流した以外は、実施例１と同じ条件でめっき処理を行った。
【００５１】
（実施例３）
平均電流密度５ｍＡ／ｃｍ２・ｓｅｃ、パルス周期５０ｍｓｅｃ、デューティー比０．０１の条件でパルス電流を流した以外は、実施例１と同じ条件でめっき処理を行った。
【００５２】
（実施例４）
平均電流密度１１ｍＡ／ｃｍ２・ｓｅｃ、パルス周期５０ｍｓｅｃ、デューティー比０．５の条件でパルス電流を流した以外は、実施例１と同じ条件でめっき処理を行った。
【００５３】
（実施例５）
平均電流密度５ｍＡ／ｃｍ２・ｓｅｃ、パルス周期１００ｍｓｅｃ、デューティー比０．００１の条件でパルス電流を流した以外は、実施例１と同じ条件でめっき処理を行った。
【００５４】
（実施例６）
平均電流密度５ｍＡ／ｃｍ２・ｓｅｃ、パルス周期１００ｍｓｅｃ、デューティー比０．０１の条件でパルス電流を流した以外は、実施例１と同じ条件でめっき処理を行った。
【００５５】
（実施例７）
平均電流密度２．５ｍＡ／ｃｍ２・ｓｅｃ、パルス周期１００ｍｓｅｃ、デューティー比０．０２の条件でパルス電流を流した以外は、実施例１と同じ条件でめっき処理を行った。
【００５６】
（実施例８）
平均電流密度２．５ｍＡ／ｃｍ２・ｓｅｃ、パルス周期１００ｍｓｅｃ、デューティー比０．０５の条件でパルス電流を流した以外は、実施例１と同じ条件でめっき処理を行った。
【００５７】
（実施例９）
平均電流密度５ｍＡ／ｃｍ２・ｓｅｃ、パルス周期１００ｍｓｅｃ、デューティー比０．０５の条件でパルス電流を流した以外は、実施例１と同じ条件でめっき処理を行った。
【００５８】
（実施例１０）
平均電流密度１１ｍＡ／ｃｍ２・ｓｅｃ、パルス周期２７５ｍｓｅｃ、デューティー比０．２５４の条件でパルス電流を流した以外は、実施例１と同じ条件でめっき処理を行った。
【００５９】
（実施例１１）
実施例１と同じベース浴に、さらに、０．１ｇ／Ｌのカチオン系添加剤の一種であるジアリルジメチルアンモニウムクロリドを添加して、金めっき浴とした。上記金めっき浴を攪拌しながら、陽極と陰極にパルス電源をつなぎ、平均電流密度５ｍＡ／ｃｍ２・ｓｅｃ、パルス周期１０ｍｓｅｃ、デューティー比０．０１の条件でパルス電流を流した。これら以外は、実施例１と同じ条件でめっき処理を行った。
【００６０】
（実施例１２）
実施例１と同じベース浴に、さらに、０．１ｇ／Ｌのノニオン系添加剤の一種であるポリオキシエチレン（２３）ラウリルエーテルを添加して、金めっき浴とした。上記金めっき浴を攪拌しながら、陽極と陰極にパルス電源をつなぎ、平均電流密度５ｍＡ／ｃｍ２・ｓｅｃ、パルス周期１０ｍｓｅｃ、デューティー比０．０１の条件でパルス電流を流した。これら以外は、実施例１と同じ条件でめっき処理を行った。
【００６１】
（比較例１）
平均電流密度５ｍＡ／ｃｍ２・ｓｅｃの直流電流を流した以外は、実施例１と同じ条件でめっき処理を行った。
【００６２】
（比較例２）
平均電流密度５ｍＡ／ｃｍ２・ｓｅｃ、パルス周期１０００ｍｓｅｃ、デューティー比０．０１の条件でパルス電流を流した以外は、実施例１と同じ条件でめっき処理を行った。
【００６３】
（比較例３）
平均電流密度５ｍＡ／ｃｍ２・ｓｅｃ、パルス周期１００ｍｓｅｃ、デューティー比０．９の条件でパルス電流を流した以外は、実施例１と同じ条件でめっき処理を行った。
【００６４】
Ｂ．金めっき膜を形成したコンタクトプローブの特性評価方法
Ｂ−１  組織観察、結晶子サイズの評価および硬度の測定
各コンタクトプローブ表面の組織観察には、走査型電子顕微鏡（Scanning Electron Microscope: SEM）を用いた。また、金めっき膜の組成および結晶子サイズの同定には、Ｘ線回折装置を用いた。さらに、金めっき膜の硬度測定には、ビッカース硬度測定機を用いた。
Ｂ−２  耐久性評価
耐久性の評価には、繰り返し接触抵抗測定機を用いた。実施例７の条件で金めっき膜を形成したコンタクトプローブの耐久性を、金とＣｏの合金をめっきしたコンタクトプローブの耐久性と比較した。具体的には、１０万回連続して、コンタクトプローブを、金めっきされたプレート上下に挟むように接触させて接触抵抗を測定する試験を１バッチとし、１６バッチの試験を行い、バッチ毎に接触抵抗の最大値、最小値、平均値および偏差を求め、１６バッチ全体で、両コンタクトプローブの接触抵抗値の平均値およびσ偏差を比較した。
【００６５】
Ｃ．金めっき膜の特性評価結果および考察
表３に、各実施例および各比較例から得られた金めっき膜の特性を示す。
【００６６】
【表３】
2007187580.tif 000005
【００６７】
実施例１の条件で得られた金めっき膜の平均結晶子サイズは２３ｎｍであり、ビッカース硬度は１７４Ｈｖであった。また、実施例２の条件で得られた金めっき膜の平均結晶子サイズは２４ｎｍであり、ビッカース硬度は１７５Ｈｖであった。実施例３の条件で得られた金めっき膜の平均結晶子サイズは２２ｎｍであり、ビッカース硬度は１７７Ｈｖであった。また、実施例４の条件で得られた金めっき膜の平均結晶子サイズは２４ｎｍであり、ビッカース硬度は１８７Ｈｖであった。実施例５の条件で得られた金めっき膜の平均結晶子サイズは２０ｎｍであり、ビッカース硬度は１８３Ｈｖであった。また、実施例６の条件で得られた金めっき膜の平均結晶子サイズは２１ｎｍであり、ビッカース硬度は１７１Ｈｖであった。
【００６８】
実施例７の条件で得られた金めっき膜の平均結晶子サイズは２１ｎｍであり、ビッカース硬度は１８９Ｈｖであった。また、実施例８の条件で得られた金めっき膜の平均結晶子サイズは２３ｎｍであり、ビッカース硬度は１７６Ｈｖであった。実施例９の条件で得られた金めっき膜の平均結晶子サイズは１８ｎｍであり、ビッカース硬度は１９３Ｈｖであった。実施例１０の条件で得られた金めっき膜の平均結晶子サイズは２４ｎｍであり、ビッカース硬度は１８５Ｈｖであった。また、実施例１１の条件で得られた金めっき膜の平均結晶子サイズは２５ｎｍであり、ビッカース硬度は１７４Ｈｖであった。実施例１２の条件で得られた金めっき膜の平均結晶子サイズは２４ｎｍであり、ビッカース硬度は１６２Ｈｖであった。
【００６９】
これらに対して、比較例１の条件で得られた金めっき膜の平均結晶子サイズは３３ｎｍであり、ビッカース硬度は９７Ｈｖであった。また、比較例２の条件で得られた金めっき膜の平均結晶子サイズは２７ｎｍであり、ビッカース硬度は１２８Ｈｖであった。さらに、比較例３の条件で得られた金めっき膜の平均結晶子サイズは３３ｎｍであり、ビッカース硬度は８０Ｈｖであった。
【００７０】
図６に、直流電流を用いた電析により得られた金めっき膜（比較例１の条件で得られた金めっき膜）およびパルス電流を用いた電析により得られた金めっき膜（実施例９の条件で得られた金めっき膜）の表面の走査型電子顕微鏡の写真を示す。また、図７に、図６に示す各金めっき膜のＸ線回折チャートを示す。
【００７１】
図６に示すように、直流電流を用いた電析により得られた金めっき膜は、不均一な金の結晶子から構成されているのに対し、パルス電流を用いた電析により得られた金めっき膜は、均一で、かつ微細な結晶子から構成されていた。また、Ｘ線回折を用いた分析の結果、両金めっき膜ともに、金の結晶ピークを有していた。Ｓｃｈｅｒｒｅｒの式を用いてＸ線回折法により半値幅から求めた平均結晶子サイズを同定したところ、直流電流を用いた電析により得られた金めっき膜の金結晶子の平均粒径は、３３ｎｍであった。一方、パルス電流を用いた電析により得られた金めっき膜の金結晶子の平均粒径は、１８ｎｍであった。これらの結果から、パルス電流を用いた電析により得られた金めっき膜の方が、金結晶子の平均粒径が小さく、かつ均一であることがわかる。このような組織がビッカース硬度に優れる特性の要因となっていると考えられる。
【００７２】
表３において、比較例２の条件で得られた金めっき膜の特性と、実施例６の条件で得られた金めっき膜の特性とを比較すると、パルス周期が１０００ｍｓｅｃとなると、金結晶子の平均粒径が大きく、硬度が低下していることがわかる。また、比較例３の条件で得られた金めっき膜の特性と、実施例６の条件で得られた金めっき膜の特性とを比較すると、デューティー比が０．９になると、金結晶子の平均粒径が大きく、硬度が低下していることがわかる。
【００７３】
上記の結果と、実施例１〜１２の各条件で得られた金めっき膜の特性とから、パルス電流を用いた場合であって、パルス周期が１０ｍｓｅｃ以上２７５ｍｓｅｃ以下の範囲で、かつデューティー比が０．００１以上０．５以下の範囲の条件にて電析を行うと、ビッカース硬度が１６０Ｈｖ以上となることがわかった。この要因として、金結晶子の平均粒径が１７ｎｍ以上２５ｎｍの範囲という硬度を高めるに適した大きさの組織が形成されたことが挙げられる。
【００７４】
Ｄ．コンタクトプローブの耐久性評価および考察
図８および図９に、実施例７の条件で金めっき膜を形成したコンタクトプローブおよび金とＣｏの合金をめっきしたコンタクトプローブの接触抵抗の測定結果を示す。また、図１０に、両コンタクトプローブにおける有効バッチの結果に基づく接触抵抗値の平均値およびσ偏差を示す。有効バッチとは、測定値が異常を示すバッチを除いたバッチをいう。図１０において、Ａの曲線およびＢ曲線は、それぞれ、金めっき膜を形成したコンタクトプローブの曲線および金とＣｏの合金をめっきしたコンタクトプローブの曲線である。図１０のグラフにおいて、縦軸は、１０００回毎の接触抵抗の平均値の度数である。
【００７５】
図８における最上段の左から３番目のバッチ（第３バッチ）、図９における２段目右端のバッチ（第８バッチ）、同図の３段目の左端のバッチ（第９バッチ）および同図の３段目の右端のバッチ（第１２バッチ）を除き、その他のバッチを有効バッチとして、各コンタクトプローブの接触抵抗を平均し、σ偏差を求めた。すると、図１０に示すように、実施例７の条件で金めっき膜を形成したコンタクトプローブおよび金とＣｏの合金をめっきしたコンタクトプローブの各接触抵抗の平均値は、それぞれ、２２．９２ｍΩおよび３２．１２ｍΩであった。すなわち、実施例７の条件で金めっき膜を形成したコンタクトプローブは、金とＣｏの合金をめっきしたコンタクトプローブの接触抵抗の約７１％という低い接触抵抗を示した。
【００７６】
また、実施例７の条件で金めっき膜を形成したコンタクトプローブおよび金とＣｏの合金をめっきしたコンタクトプローブの各σ偏差は、それぞれ、０．９３および２．５１であった。すなわち、実施例７の条件で金めっき膜を形成したコンタクトプローブは、金とＣｏの合金をめっきしたコンタクトプローブの接触抵抗のσ偏差の約３７％もばらつきが小さい結果が得られた。上記結果から、実施例７の条件で金めっき膜を形成したコンタクトプローブは、接触抵抗および耐久性にも優れることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明は、金めっき膜を製造あるいは使用する産業において利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の実施の形態に係るコンタクトプローブとＩＣの接触部分を示す図である。
【図２】ＩＣとロードボードとの間を繋ぐように配置される本発明の実施の形態に係るコンタクトプローブを示す図である。
【図３】図２に示すコンタクトプローブにおいて、バレルの第一円柱部の表面を一部剥がした状態を示す図である。図２中、金めっき膜の一部（Ａで示す部分）を右側に拡大して示す。
【図４】本発明の実施の形態に係るコンタクトプローブにおける金めっき膜の製造工程を示すフローチャートである。
【図５】ウェハ検査装置の一部を示す図である。
【図６】直流電流を用いた電析により得られた金めっき膜（比較例１の条件で得られた金めっき膜）およびパルス電流を用いた電析により得られた金めっき膜（実施例９の条件で得られた金めっき膜）の表面の走査型電子顕微鏡の写真である。（Ａ）は、比較例１の条件で得られた金めっき膜の表面のＳＥＭ写真である。（Ｂ）は、実施例９の条件で得られた金めっき膜の表面のＳＥＭ写真である。
【図７】図６に示す各金めっき膜のＸ線回折チャートを示す。（Ａ）は、比較例１の条件で得られた金めっき膜のＸ線回折チャートである。（Ｂ）は、実施例９の条件で得られた金めっき膜のＸ線回折チャートである。
【図８】実施例７の条件で金めっき膜を形成したコンタクトプローブの接触抵抗の測定結果を示す図である。
【図９】金とＣｏの合金をめっきしたコンタクトプローブの接触抵抗の測定結果を示す図である。
【図１０】図８および図９に示す各コンタクトプローブにおける有効バッチの結果に基づく接触抵抗値の平均値およびσ偏差を示す図である。図１０において、Ａの曲線およびＢ曲線は、それぞれ、金めっき膜を形成したコンタクトプローブの曲線および金とＣｏの合金をめっきしたコンタクトプローブの曲線である。
【符号の説明】
【００７９】
１      コンタクトプローブ
１０    バレル（他の対象物に接触させる部位）
１１ｂ  Ｎｉ−Ｐめっき層（Ｎｉを含む層）
１１ｃ  金めっき膜
３０    プランジャ（他の対象物に接触させる部位）
【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７】
2007187580.tif 000011
【図８】
2007187580.tif 000012
【図９】
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【図１０】
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【図６】
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