(57)【要約】【課題】高温で使用しても、摩耗が少なく、寿命を延ばす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。【解決手段】電気部品の球状端子１１に接触して電気的に接続される電気接触子としてのプローブピン１０において、Ｐｄ系合金に、鉄族の金属を加えた。【選択図】図１
2013171638.tif 000002
【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、
Ｐｄ系合金に、鉄族の金属を加えたことを特徴とする電気接触子。
【請求項２】
前記鉄族の金属は、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅである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】
前記電気部品のＳｎに接触して電気的に接続されるものである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】
重量比が、前記Ｐｄは３０％〜５０％、前記鉄族の金属は５％〜３０％であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つに記載の電気接触子。
【請求項５】
Ｓｎを含む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に接触される請求項１乃至４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、パラジウム（Ｐｄ）系合金材（パラジウム（Ｐｄ）−銀（Ａｇ）−銅（Ｃｕ）合金等）から形成されており、一方のＩＣパッケージ端子は鉛が設けられていない、主成分が錫（Ｓｎ）からなる、いわゆる鉛フリー半田（Ｓｎ）により形成されたものがあり、これらが接触されることにより、互いに電気的に接続されて、導通試験等が行われるようになっている。
【０００４】
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】
【０００５】
【特許文献１】特表２００５−５０４９６２号公報。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような従来のものにあっては、Ｐｄ系合金材（Ｐｄ−Ａｇ−Ｃｕ合金等）は、Ｓｎと合金化し易く、特に、高温での摩耗が著しく、これは、ＰｄとＳｎとの拡散係数が大きく、ＡｇやＡｕ、Ｃｕなどを混ぜても、その拡散係数はあまり小さくならないためであるということを本発明者は見出した。
【０００７】
特に、高温で、Ｐｄ系合金材がＳｎとの接触を繰り返すと、Ｓｎとの合金化が進み、強度が低下し、著しく摩耗して、寿命が短くなる、という問題がある。
【０００８】
そこで、この発明は、高温で使用しても、摩耗が少なく、寿命を延ばす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】
【０００９】
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、Ｐｄ系合金に、鉄族の金属を加えた電気接触子としたことを特徴とする。
【００１０】
他の特徴は、前記鉄族の金属は、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅであることにある。
【００１１】
他の特徴は、前記電気部品のＳｎに接触して電気的に接続されるものであることにある。
【００１２】
他の特徴は、重量比が、前記Ｐｄは３０％〜５０％、前記鉄族の金属は５％〜３０％であることにある。
【００１３】
他の発明は、Ｓｎを含む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に接触される上記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】
【００１４】
この発明によれば、パラジウム系合金に、鉄族の金属を加えた電気接触子としたため、高温で使用しても、電気部品側のＳｎが電気接触子側に拡散することを抑制できることから、摩耗が少なく、寿命を延ばすことができる。
【００１５】
他の発明によれば、Ｓｎを含む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に接触される上記電気接触子とを有する電気部品用ソケットとしたため、電気接触子の寿命を延ばすことができる結果、電気部品用ソケットの寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の実施の形態に係るプローブピンと球状端子を示す概略図である。
【図２】同実施の形態に係るＳｎとの合金化のしやすさを示す図である。
【図３】従来例のＳｎ転移痕等を示す図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図５】この発明のＳｎ転移痕等を示す図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図７】従来例の２つの上側接触部材の先端部が潰れた状態の平面図である。
【図８】図７の上側接触部材の斜視図である。
【図９】同実施の形態に係る２つの上側接触部材の先端部があまり潰れていない状態の平面図である。
【図１０】図９の上側接触部材の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、この発明の実施の形態について説明する。
【００１８】
図１乃至図１０には、この発明の実施の形態を示す。
【００１９】
この実施の形態の電気接触子は、ここでは、図１に示すように、導通試験用のＩＣソケット（電気部品用ソケット）に配設されるプローブピン１０で、このプローブピン１０を介して、導通試験時に、「電気部品」であるＩＣパッケージと配線基板とを電気的に接続するようにしている。
【００２０】
このＩＣパッケージは、方形状のパッケージ本体の下面に多数の球状端子１１が設けられ、この球状端子１１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。
【００２１】
そのＩＣソケットは、配線基板上に取り付けられる図示省略のソケット本体を有し、このソケット本体に、複数のプローブピン１０が配設されている。
【００２２】
そのプローブピン１０は、図１に示すように、球状端子１１に接触される上側接触部材１２と、配線基板に接触される図示省略の下側接触部材と、これらを互いに離間させる方向に付勢する図示省略のコイルスプリングとを有している。
【００２３】
その上側接触部材１２は、Ｐｄ系合金材に、鉄族の金属が加えられて形成され、球状端子１１に接触される上端部１２ａがいわゆる王冠形状に形成されている。
【００２４】
この王冠形状の尖った４箇所（図１においては２箇所表示）の先端部１２ｂが、球状端子１１に食い込むようにして接触されて、電気的に接続されるようになっている。
【００２５】
そして、この上側接触部材１２は、重量比が、Ｐｄが３０％〜５０％、鉄族の金属が５％〜３０％含んで形成されていることが好ましく、より好ましくは、鉄族の金属は１０％〜３０％含んで形成されているものがよい。鉄族の金属としては、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）がある。
【００２６】
この実施の形態では、上側接触部材１２は、Ｐｄ−Ａｇ−Ｎｉ合金から形成され、上側接触部材１２の重量比は、ここでは例えば、Ｐｄが５０％、Ａｇが３０％、Ｎｉが２０％となっている。
【００２７】
Ｓｎとの合金化のし易さ（拡散し易さ）を図２に示す。ここでは、合金化をし難いものを「×」、合金化をし易いものを「○」、合金化をよりし易いものを「◎」で表している。
【００２８】
この図から、Ｐｄ系合金材で、Ｐｄ−ＣｏやＰｄ−Ｎｉは、Ｓｎと合金化し難いことが分かり、Ｐｄ−ＣｕやＰｄ−Ａｇは、Ｓｎと合金化し易いことが分かり、Ｐｄ−ＡｕやＰｄ−Ｐｄは、Ｓｎと更に合金化し易いことが分かる。    このようなＩＣソケットを使用する場合には、ソケット本体上にＩＣパッケージを収容する。すると、プローブピンの上側接触部材１２の王冠形状の尖った４箇所の先端部１２ｂが、球状端子１１に食い込むようにして接触されて、電気的に接続されるようになっている。
【００２９】
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。
【００３０】
そして、この導通試験が繰り返して行われることにより、従来のように、Ｐｄ系合金材に、鉄族の金属が加えられていないものにあっては、球状端子１１のＳｎが、上側接触部材１２の先端部１２ｂに拡散して合金化することで、強度が落ち、著しく摩耗して、接触性が低下し、導通試験が良好に行われない虞があった。
【００３１】
これに対して、この実施の形態の上側接触部材１２は、Ｐｄ系合金材に、鉄族の金属が加えられて形成されているため、導通試験を繰り返して行った場合でも、Ｓｎと合金化し難いことから、球状端子１１のＳｎが、上側接触部材１２の先端部１２ｎに拡散し難く、合金化し難いため、強度を確保でき、摩耗し難く、寿命を延ばすことができ、接触性の低下を防止でき、導通試験を良好に行うことができる。
【００３２】
ここで、図３乃至図６に示す試験結果に基づいて、Ｓｎとの合金化のし易さ等を、従来と発明とを比較して、より具体的に説明する。
【００３３】
従来例として、Ｐｄ−Ａｇ−Ｃｕ合金１３に、Ｓｎを、１５０℃の温度条件下で４０時間、５００ｇｆの力で、押圧した場合には、Ｐｄ−Ａｇ−Ｃｕ合金１３に、図３に示すように、Ｓｎ転移痕１４が付いた。このＳｎ転移痕１４は、図４を参照すれば、Ｓｎ転移が多く、深くまで合金化していることが分かる。
【００３４】
これに対して、この発明では、Ｐｄ−Ａｇ−Ｎｉ合金１６に、Ｓｎを、１５０℃の温度条件下で４０時間、５００ｇｆの力で、押圧した場合には、Ｐｄ−Ａｇ−Ｎｉ合金１６に、図５に示すように、Ｓｎ転移痕１７が付いた。このＳｎ転移痕１７は、図６に示すように、Ｓｎ転移が上記従来例と比して少なく、合金化が浅いことが分かる。
【００３５】
次に、これをプローブピン１０で、評価した場合を、図７乃至図１０に示す。これらの図は上側接触部材１２の王冠形状の上端部１２ａの状態を示している。
【００３６】
従来例として、Ｐｄ−Ａｇ−Ｃｕ合金の上側接触部材１９に、Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕの球状端子１１を、１５０℃の温度条件下で、接触荷重３５ｇｆの力で、５，０００回接触させた場合には、王冠形状の先端部１９ｂに、Ｓｎ移転が多く、深くまで合金化することにより、図７及び図８に示すように、形状が潰れていることが分かる。このように潰れることにより、球状端子１１との接触が良好に行われなくなり、耐久性が低下する。
【００３７】
これに対して、この発明では、Ｐｄ（重量比５０％）−Ａｇ（重量比３０％）−Ｎｉ（重量比２０％）合金の上側接触部材１２に、Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕの球状端子１１を、１５０℃の温度条件下で、接触荷重３５ｇｆの力で、５，０００回接触させた場合でも、王冠形状の先端部１２ｂが、半田転移が少なく、合金化が浅いため、図９及び図１０に示すように、形状が従来と異なり潰れていないことが分かる。このようにあまり潰れないことから、球状端子１１との接触を良好に行なうことができ、耐久性を向上させることができる。
【００３８】
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１０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と共に、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】
【００３９】
10  プローブピン（電気接触子）
11  球状端子（端子）
12  上側接触部材
12a 上端部
12b 先端部
【図１】
2013171638.tif 000003
【図２】
2013171638.tif 000004
【図３】
2013171638.tif 000005
【図４】
2013171638.tif 000006
【図５】
2013171638.tif 000007
【図６】
2013171638.tif 000008
【図７】
2013171638.tif 000009
【図８】
2013171638.tif 000010
【図９】
2013171638.tif 000011
【図１０】
2013171638.tif 000012