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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024027024
(43)【公開日】2024-02-29
(54)【発明の名称】ばね用のステンレス鋼極細線
(51)【国際特許分類】
C22C 38/00 20060101AFI20240221BHJP
C22C 38/44 20060101ALI20240221BHJP
C22C 38/40 20060101ALI20240221BHJP
C21D 8/06 20060101ALN20240221BHJP
【ＦＩ】
C22C38/00 302Z
C22C38/44
C22C38/40
C21D8/06 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022129711
(22)【出願日】2022-08-16
(71)【出願人】
【識別番号】000231556
【氏名又は名称】日本精線株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100104134
【弁理士】
【氏名又は名称】住友 慎太郎
(74)【代理人】
【識別番号】100156225
【弁理士】
【氏名又は名称】浦 重剛
(74)【代理人】
【識別番号】100168549
【弁理士】
【氏名又は名称】苗村 潤
(74)【代理人】
【識別番号】100200403
【弁理士】
【氏名又は名称】石原 幸信
(72)【発明者】
【氏名】駒田 雅俊
(72)【発明者】
【氏名】柳本 豊
(72)【発明者】
【氏名】瀬尾 尚之
【テーマコード（参考）】
4K032
【Ｆターム（参考）】
4K032AA04
4K032AA05
4K032AA13
4K032AA14
4K032AA16
4K032AA19
4K032AA20
4K032AA21
4K032AA24
4K032AA25
4K032AA31
4K032AA32
4K032BA02
4K032CG02
4K032CH04
4K032CH05
4K032CH06
4K032CL03
4K032CM01
(57)【要約】
【課題】 安定して適度なばねの復元力を発揮しつつ、耐熱性をも備えるコンタクトプローブに用いられるばね用のステンレス鋼極細線を提供する。
【解決手段】 コンタクトプローブで使用されるばね用のステンレス鋼極細線であって、等価線径が４０μｍ以下であり、質量％で０．０５≦Ｃ≦０．１５、０．３０≦Ｓｉ≦２．００、０．１０≦Ｍｎ≦１．３０、６．００≦Ｎｉ≦１２．０、１６．０≦Ｃｒ≦２４．０、０．１０≦Ｎ≦０．４０及び残部がＦｅ及び不可避不純物を含み、Ｎｉ＋１０Ｎ≧９．００であり、引張強さが２８００ＭＰａ以上であり、横弾性係数が１００００ＭＰａ以上かつ７３０００ＭＰａ以下であり、加工誘起マルテンサイト量が４５体積％以上かつ８５体積％以下であり、下式で計算される特性値Ｘが２００００以上かつ５９０００以下である、ばね用のステンレス鋼極細線。
Ｘ＝横弾性係数（ＭＰａ）×加工誘起マルテンサイト量（体積％）÷１００
【選択図】 図１
【解決手段】 コンタクトプローブで使用されるばね用のステンレス鋼極細線であって、等価線径が４０μｍ以下であり、質量％で０．０５≦Ｃ≦０．１５、０．３０≦Ｓｉ≦２．００、０．１０≦Ｍｎ≦１．３０、６．００≦Ｎｉ≦１２．０、１６．０≦Ｃｒ≦２４．０、０．１０≦Ｎ≦０．４０及び残部がＦｅ及び不可避不純物を含み、Ｎｉ＋１０Ｎ≧９．００であり、引張強さが２８００ＭＰａ以上であり、横弾性係数が１００００ＭＰａ以上かつ７３０００ＭＰａ以下であり、加工誘起マルテンサイト量が４５体積％以上かつ８５体積％以下であり、下式で計算される特性値Ｘが２００００以上かつ５９０００以下である、ばね用のステンレス鋼極細線。
Ｘ＝横弾性係数（ＭＰａ）×加工誘起マルテンサイト量（体積％）÷１００
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
コンタクトプローブで使用されるばね用のステンレス鋼極細線であって、
等価線径が４０μｍ以下であり、
質量％で、０．０５≦Ｃ≦０．１５、０．３０≦Ｓｉ≦２．００、０．１０≦Ｍｎ≦１．３０、６．００≦Ｎｉ≦１２．０、１６．０≦Ｃｒ≦２４．０、０．１０≦Ｎ≦０．４０及び残部がＦｅ及び不可避不純物であり、
Ｎｉ＋１０Ｎ≧９．００であり、
引張強さが２８００ＭＰａ以上であり、
横弾性係数が１００００ＭＰａ以上かつ７３０００ＭＰａ以下であり、
加工誘起マルテンサイト量が４５体積％以上かつ８５体積％以下であり、
式（１）で計算される特性値Ｘが２００００以上かつ５９０００以下である、
ばね用のステンレス鋼極細線。
Ｘ＝横弾性係数（ＭＰａ）×加工誘起マルテンサイト量（体積％）÷１００ …式（１）
等価線径が４０μｍ以下であり、
質量％で、０．０５≦Ｃ≦０．１５、０．３０≦Ｓｉ≦２．００、０．１０≦Ｍｎ≦１．３０、６．００≦Ｎｉ≦１２．０、１６．０≦Ｃｒ≦２４．０、０．１０≦Ｎ≦０．４０及び残部がＦｅ及び不可避不純物であり、
Ｎｉ＋１０Ｎ≧９．００であり、
引張強さが２８００ＭＰａ以上であり、
横弾性係数が１００００ＭＰａ以上かつ７３０００ＭＰａ以下であり、
加工誘起マルテンサイト量が４５体積％以上かつ８５体積％以下であり、
式（１）で計算される特性値Ｘが２００００以上かつ５９０００以下である、
ばね用のステンレス鋼極細線。
Ｘ＝横弾性係数（ＭＰａ）×加工誘起マルテンサイト量（体積％）÷１００ …式（１）
【請求項2】
さらに、質量％で、０．１０≦Ｍｏ≦１．００及び／又は０．０１５≦Ｃｕ≦０．６０を含む、請求項１に記載のばね用のステンレス鋼極細線。
【請求項3】
Ｃ及びＮの含有量は、質量％で、２Ｃ＋Ｎ≧０．２０を満たす、請求項１又は２に記載のばね用のステンレス鋼極細線。
【請求項4】
式（２）で計算されるＭｄ３０が－２００℃以上かつ－２０℃以下である、請求項１又は２に記載のばね用のステンレス鋼極細線。
Ｍｄ３０（℃）＝４１３－４６２（Ｃ＋Ｎ）－９．２Ｓｉ－８．１Ｍｎ－１３．７Ｃｒ－９．５Ｎｉ－１８．５Ｍｏ …式（２）
Ｍｄ３０（℃）＝４１３－４６２（Ｃ＋Ｎ）－９．２Ｓｉ－８．１Ｍｎ－１３．７Ｃｒ－９．５Ｎｉ－１８．５Ｍｏ …式（２）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ばね用のステンレス鋼極細線に関し、より詳しくは、シリコンウエハや各種モジュール等の導電試験で使用されるコンタクトプローブに用いられるばね用のステンレス鋼極細線に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、シリコンウエハ等の導電試験には、コンタクトプローブが用いられる。この種のコンタクトプローブは、例えば、下記特許文献１に示されるように、筒状のスリーブと、前記スリーブにスライド自在に配された中心導体と、前記中心導体を突出方向に付勢するばねとを含む。そして、導電試験では、中心導体の先端部をプリント基板等の測定面に接触させて導電性がチエックされる。また、被測定面に押し当てられた中心導体は、接触面での面圧が過度に高くならないように、ばねを押し縮めてスリーブ内に引き込まれるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００１－３１１７４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
近年、コンタクトプローブを用いたシリコンウエハ等の導電試験のスピードの向上が求められている。このため、コンタクトプローブは、検査面との接触、離隔を高速で繰り返すことから、コンタクトプローブに用いられるばねには、高速の繰り返し変形時でも安定したばね特性（とりわけ安定した復元力）を発揮できることが求められる。
【0005】
また、自動車や特殊用途のシリコンウエハやデバイスモジュールについては、例えば２００℃以上の温度環境下で熱的及び電気的な負荷をかけるバーンイン試験が行われる。したがって、コンタクトプローブ用のばねには、高温環境下においても、へたり等が生じない耐熱性が求められる。
【0006】
本発明は、以上のような実情に鑑み案出なされたもので、繰り返し変形時において安定したばねの復元力を発揮しつつ、高温環境下においてもへたり等が生じない耐熱性を備え得るばね用のステンレス鋼極細線を提供することを主たる課題としている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、コンタクトプローブで使用されるばね用のステンレス鋼極細線であって、
等価線径が４０μｍ以下であり、
質量％で、０．０５≦Ｃ≦０．１５、０．３０≦Ｓｉ≦２．００、０．１０≦Ｍｎ≦１．３０、６．００≦Ｎｉ≦１２．０、１６．０≦Ｃｒ≦２４．０、０．１０≦Ｎ≦０．４０及び残部がＦｅ及び不可避不純物であり、
Ｎｉ＋１０Ｎ≧９．００であり、
引張強さが２８００ＭＰａ以上であり、
横弾性係数が１００００ＭＰａ以上かつ７３０００ＭＰａ以下であり、
加工誘起マルテンサイト量が４５体積％以上かつ８５体積％以下であり、
式（１）で計算される特性値Ｘが２００００以上かつ５９０００以下である、
ばね用のステンレス鋼極細線である。
Ｘ＝横弾性係数（ＭＰａ）×加工誘起マルテンサイト量（体積％）÷１００ …式（１）
等価線径が４０μｍ以下であり、
質量％で、０．０５≦Ｃ≦０．１５、０．３０≦Ｓｉ≦２．００、０．１０≦Ｍｎ≦１．３０、６．００≦Ｎｉ≦１２．０、１６．０≦Ｃｒ≦２４．０、０．１０≦Ｎ≦０．４０及び残部がＦｅ及び不可避不純物であり、
Ｎｉ＋１０Ｎ≧９．００であり、
引張強さが２８００ＭＰａ以上であり、
横弾性係数が１００００ＭＰａ以上かつ７３０００ＭＰａ以下であり、
加工誘起マルテンサイト量が４５体積％以上かつ８５体積％以下であり、
式（１）で計算される特性値Ｘが２００００以上かつ５９０００以下である、
ばね用のステンレス鋼極細線である。
Ｘ＝横弾性係数（ＭＰａ）×加工誘起マルテンサイト量（体積％）÷１００ …式（１）
【0008】
本発明のばね用のステンレス鋼極細線は、さらに、質量％で、０．１０≦Ｍｏ≦１．００及び／又は０．０１５≦Ｃｕ≦０．６０を含むことができる。
【0009】
本発明のばね用のステンレス鋼極細線において、Ｃ及びＮの含有量は、質量％で、２Ｃ＋Ｎ≧０．２０とされても良い。
【0010】
本発明のばね用のステンレス鋼極細線は、式（２）で計算されるＭｄ３０が－２００℃以上かつ－２０℃以下とされても良い。
Ｍｄ３０（℃）＝４１３－４６２（Ｃ＋Ｎ）－９．２Ｓｉ－８．１Ｍｎ－１３．７Ｃｒ－９．５Ｎｉ－１８．５Ｍｏ …式（２）
Ｍｄ３０（℃）＝４１３－４６２（Ｃ＋Ｎ）－９．２Ｓｉ－８．１Ｍｎ－１３．７Ｃｒ－９．５Ｎｉ－１８．５Ｍｏ …式（２）
【発明の効果】
【0011】
本発明のばね用のステンレス鋼極細線は、上記の構成を採用したことにより、繰り返し変形時において安定したばねの復元力を発揮しつつ、高温環境下においてもへたり等が生じない耐熱性を備えることができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本実施形態のステンレス鋼極細線をばねとして用いたコンタクトプローブの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明の実施の一形態が説明される。
実施形態で説明された具体的な構成は、本発明の内容理解のためのものであって、本発明は、これらの具体的な実施形態に限定して解釈されるものではない。
実施形態で説明された具体的な構成は、本発明の内容理解のためのものであって、本発明は、これらの具体的な実施形態に限定して解釈されるものではない。
【0014】
本発明は、ステンレス鋼極細線であって、コンタクトプローブのばねに使用される。図１は、このようなコンタクトプローブ１の一例の断面図である。図１に示されるように、コンタクトプローブ１は、典型的には、筒状のスリーブ２と、スリーブ２にスライド自在に配された導体からなるプランジャ３と、プランジャ３をスリーブ２から突出する方向に付勢するためのばね４とを含む。そして、プランジャ３とばね４とは電気的に接続されている。
【0015】
コンタクトプローブ１は、ＩＣ、ウエハ、ソケット、ピン等の電気特性の検査に用いられる。導電試験では、プランジャ３の先端部を検査対象面に接触させて、そこでの電気特性が検査される。また、コンタクトプローブ１において、検査面に押し付けられたプランジャ３は、ばね４を押し縮めてスリーブ２内へと引き込まれる。これにより、検査面には、過度の面圧が作用することが防止され、被検査面での傷付きが防止される。また、バーンイン試験では、上記検査が、例えば２００℃以上の高温環境下で行われる。
【0016】
本実施形態のステンレス鋼極細線は、コンタクトプローブ１のプランジャ３を検査面側へと付勢するばね４へと加工されて利用される。とりわけ、本発明のステンレス鋼極細線は、バーンイン試験で用いられるコンタクトプローブ用のばね材に適する。
【0017】
［ステンレス鋼極細線の線径］
本実施形態のステンレス鋼極細線は、４０μｍ以下の等価線径を有する。本明細書において、ステンレス鋼極細線の「等価線径」とは、線材の断面形状が真円の場合にはその直径とされるが、断面形状が非真円の場合、その横断面の面積に等しい真円が持つ直径とされる。また、ステンレス鋼極細線は、必ずしも真円である必要はなく、長円、楕円等の非円形断面であっても良い。
本実施形態のステンレス鋼極細線は、４０μｍ以下の等価線径を有する。本明細書において、ステンレス鋼極細線の「等価線径」とは、線材の断面形状が真円の場合にはその直径とされるが、断面形状が非真円の場合、その横断面の面積に等しい真円が持つ直径とされる。また、ステンレス鋼極細線は、必ずしも真円である必要はなく、長円、楕円等の非円形断面であっても良い。
【0018】
４０μｍ以下の等価線径を有するステンレス鋼極細線は、小型素子や精密パターン等を検査する小型化されたコンタクトプローブ用のばねとして好適に利用され得る。ステンレス鋼極細線の等価線径の下限値は、加工が可能な範囲で定められれば良く、特に制限されないが、加工性や加工後のばね定数等を考慮すると、例えば、５μｍ以上が望ましい。
【0019】
［ステンレス鋼極細線の化学成分］
本実施形態のステンレス鋼極細線は、オーステナイト系のステンレス鋼であって、質量％で０．０５≦Ｃ≦０．１５、０．３０≦Ｓｉ≦２．００、０．１０≦Ｍｎ≦１．３０、６．００≦Ｎｉ≦１２．０、１６．０≦Ｃｒ≦２４．０、０．１０≦Ｎ≦０．４０及び残部がＦｅ及び不可避不純物で構成される。これらの化学成分の選定理由は次のとおりである。
本実施形態のステンレス鋼極細線は、オーステナイト系のステンレス鋼であって、質量％で０．０５≦Ｃ≦０．１５、０．３０≦Ｓｉ≦２．００、０．１０≦Ｍｎ≦１．３０、６．００≦Ｎｉ≦１２．０、１６．０≦Ｃｒ≦２４．０、０．１０≦Ｎ≦０．４０及び残部がＦｅ及び不可避不純物で構成される。これらの化学成分の選定理由は次のとおりである。
【0020】
［Ｃ：炭素］
Ｃは、質量％で、０．０５≦Ｃ≦０．１５とされる。Ｃは、強力なオーステナイト生成元素であり、鋼の強度を増加させるために、０．０５％以上とされる。一方、Ｃの多量の添加は、延性や靭性を低下させる。また、Ｃの多量の添加は、炭化物などを生成して縦割れ感受性を高める他、耐食性を低下させるおそれがある。このような観点で、Ｃは０．１５％以下とされる。より好ましくは、０．０６％≦Ｃ≦０．１３％とされる。
Ｃは、質量％で、０．０５≦Ｃ≦０．１５とされる。Ｃは、強力なオーステナイト生成元素であり、鋼の強度を増加させるために、０．０５％以上とされる。一方、Ｃの多量の添加は、延性や靭性を低下させる。また、Ｃの多量の添加は、炭化物などを生成して縦割れ感受性を高める他、耐食性を低下させるおそれがある。このような観点で、Ｃは０．１５％以下とされる。より好ましくは、０．０６％≦Ｃ≦０．１３％とされる。
【0021】
［Ｓｉ：ケイ素］
Ｓｉは、質量％で、０．３０≦Ｓｉ≦２．００とされる。Ｓｉは、引張強さの向上や、耐酸化性、耐食性及び耐孔食性の改善に寄与するので、０．３０％以上とされる。一方、Ｓｉの多量の添加は、鋼の靭性や伸線加工後の強度を低下させるおそれがある。また、Ｓｉの多量の添加は、焼鈍による線細りや偏径差にも影響を及ぼすおそれがある。このような観点より、Ｓｉは、２．００％以下とされる。特に好ましくは、０．４０％≦Ｓｉ≦１．７０％とされる。
Ｓｉは、質量％で、０．３０≦Ｓｉ≦２．００とされる。Ｓｉは、引張強さの向上や、耐酸化性、耐食性及び耐孔食性の改善に寄与するので、０．３０％以上とされる。一方、Ｓｉの多量の添加は、鋼の靭性や伸線加工後の強度を低下させるおそれがある。また、Ｓｉの多量の添加は、焼鈍による線細りや偏径差にも影響を及ぼすおそれがある。このような観点より、Ｓｉは、２．００％以下とされる。特に好ましくは、０．４０％≦Ｓｉ≦１．７０％とされる。
【0022】
［Ｍｎ：マンガン］
Ｍｎは、質量％で、０．１０≦Ｍｎ≦１．３０とされる。Ｍｎは、オーステナイト生成元素であり、極細線の引張強さを高めるために、０．１０％以上とされる。一方、Ｍｎの多量の添加は、耐食性や耐酸化性を劣化させるおそれがあるため、１．３０％以下とされる。特に好ましくは、０．２０％≦Ｍｎ≦１．２０％とされる。
Ｍｎは、質量％で、０．１０≦Ｍｎ≦１．３０とされる。Ｍｎは、オーステナイト生成元素であり、極細線の引張強さを高めるために、０．１０％以上とされる。一方、Ｍｎの多量の添加は、耐食性や耐酸化性を劣化させるおそれがあるため、１．３０％以下とされる。特に好ましくは、０．２０％≦Ｍｎ≦１．２０％とされる。
【0023】
［Ｎｉ：ニッケル］
Ｎｉは、質量％で、６．００≦Ｎｉ≦１２．００とされる。Ｎｉは、オーステナイトステンレス鋼の基本成分であり、靭性を向上させるために、６．００％以上とされる。一方、Ｎｉの多量の添加は、引張強さを低下させるおそれがあるため、１２．００％以下とされる。特に好ましくは、７．００％≦Ｎｉ≦１１．０％とされる。
Ｎｉは、質量％で、６．００≦Ｎｉ≦１２．００とされる。Ｎｉは、オーステナイトステンレス鋼の基本成分であり、靭性を向上させるために、６．００％以上とされる。一方、Ｎｉの多量の添加は、引張強さを低下させるおそれがあるため、１２．００％以下とされる。特に好ましくは、７．００％≦Ｎｉ≦１１．０％とされる。
【0024】
［Ｃｒ：クロム］
Ｃｒは、質量％で、１６．００≦Ｃｒ≦２４．００とされる。Ｃｒは、ステンレス鋼の基本成分であり、耐食性を確保するために、１６．００％以上とされる。一方、Ｃｒの多量の添加は、引張強さや硬さを低下させるおそれがあるため、２４．００％以下とされる。特に好ましくは、１７．００％≦Ｃｒ≦２２．００％とされる。
Ｃｒは、質量％で、１６．００≦Ｃｒ≦２４．００とされる。Ｃｒは、ステンレス鋼の基本成分であり、耐食性を確保するために、１６．００％以上とされる。一方、Ｃｒの多量の添加は、引張強さや硬さを低下させるおそれがあるため、２４．００％以下とされる。特に好ましくは、１７．００％≦Ｃｒ≦２２．００％とされる。
【0025】
［Ｎ：窒素］
Ｎは、質量％で、０．１０％≦Ｎ≦０．４０％とされる。Ｎは、オーステナイト生成元素であり、オーステナイトの結晶粒を微細化して材料の強度、靭性及び耐食性をさらに向上させる一方、材料の横弾性係数の低下に寄与する。また、オーステナイトが安定し、マルテンサイトの発生を抑制するので、磁性の発生の抑制にも寄与する。このような観点より、Ｎは、０．１０％以上とされる。一方、Ｎの多量の添加は、材料の加工性を低下させるおそれがあるため、０．４０％以下とされる。特に好ましくは、０．１２％≦Ｎ≦０．３０％とされる。
Ｎは、質量％で、０．１０％≦Ｎ≦０．４０％とされる。Ｎは、オーステナイト生成元素であり、オーステナイトの結晶粒を微細化して材料の強度、靭性及び耐食性をさらに向上させる一方、材料の横弾性係数の低下に寄与する。また、オーステナイトが安定し、マルテンサイトの発生を抑制するので、磁性の発生の抑制にも寄与する。このような観点より、Ｎは、０．１０％以上とされる。一方、Ｎの多量の添加は、材料の加工性を低下させるおそれがあるため、０．４０％以下とされる。特に好ましくは、０．１２％≦Ｎ≦０．３０％とされる。
【0026】
［Ｎｉ＋１０Ｎ］
また、本実施形態のステンレス鋼極細線は、質量％で、Ｎｉ＋１０Ｎ≧９．００とされ、より好ましくはＮｉ＋１０Ｎ≧９．５０とされる。このようなステンレス鋼極細線は、Ｎｉ及びＮを相対的に高く含有し、安定したオーステナイトを得ることができる他、ステンレス鋼極細線の耐熱性をより一層高めることができる。
また、本実施形態のステンレス鋼極細線は、質量％で、Ｎｉ＋１０Ｎ≧９．００とされ、より好ましくはＮｉ＋１０Ｎ≧９．５０とされる。このようなステンレス鋼極細線は、Ｎｉ及びＮを相対的に高く含有し、安定したオーステナイトを得ることができる他、ステンレス鋼極細線の耐熱性をより一層高めることができる。
【0027】
本実施形態のステンレス鋼極細線は、さらに、任意元素として、質量％で、０．１０≦Ｍｏ≦１．００及び／又は０．０１５≦Ｃｕ≦０．６０を含むことができる。
【0028】
［Ｍｏ：モリブデン］
Ｍｏは、炭化物を形成して高温強さやクリープ破断強さをさらに高め、かつ、靭性をさらに改善させる観点より、０．１０％以上とされるのが望ましい。一方、Ｍｏの多量の添加は、耐食性を低下させるおそれがあるため、１．００％以下とされる。特に好ましくは、０．１３％≦Ｍｏ≦０．９０％とされるのが望ましい。
Ｍｏは、炭化物を形成して高温強さやクリープ破断強さをさらに高め、かつ、靭性をさらに改善させる観点より、０．１０％以上とされるのが望ましい。一方、Ｍｏの多量の添加は、耐食性を低下させるおそれがあるため、１．００％以下とされる。特に好ましくは、０．１３％≦Ｍｏ≦０．９０％とされるのが望ましい。
【0029】
［Ｃｕ：銅］
Ｃｕは、上述のＭｏとともに用いられてもよく、又は、Ｃｕ単独で用いられても良い。Ｃｕは、オーステナイト生成元素であり、加工硬化の抑制に対して有効な元素である。このような観点より、Ｃｕは、０．０１５％以上とされるのが望ましい。一方、Ｃｕの多量の添加は、高温で粒界脆性を促進し、高温割れに敏感になる（材料強度を低下させる）おそれがある。このような観点では、Ｃｕは０．６０％以下が望ましい。特に好ましくは、０．０１５％≦Ｃｕ≦０．４０％とされるのが望ましい。
Ｃｕは、上述のＭｏとともに用いられてもよく、又は、Ｃｕ単独で用いられても良い。Ｃｕは、オーステナイト生成元素であり、加工硬化の抑制に対して有効な元素である。このような観点より、Ｃｕは、０．０１５％以上とされるのが望ましい。一方、Ｃｕの多量の添加は、高温で粒界脆性を促進し、高温割れに敏感になる（材料強度を低下させる）おそれがある。このような観点では、Ｃｕは０．６０％以下が望ましい。特に好ましくは、０．０１５％≦Ｃｕ≦０．４０％とされるのが望ましい。
【0030】
本実施形態のステンレス鋼極細線は、その機械的特性として、引張強さが２８００ＭＰａ以上であり、かつ、横弾性係数が１００００ＭＰａ以上かつ７３０００ＭＰａ以下とされる。
【0031】
［ステンレス鋼極細線の引張強さ］
本実施形態のステンレス鋼極細線は、コンタクトプローブ１のばね４用の材料として、等価線径４０μm以下のものを対象とし、かつ、引張強さが２８００ＭＰａ以上とされる。このようなステンレス鋼極細線は、コンタクトプローブ１のばね４用の材料として要求される強度を備えることができる。ステンレス鋼極細線の引張強さは、より好ましくは２９００ＭＰａ以上とされ、さらに好ましくは３０００ＭＰａ以上とされる。なお、本実施形態のステンレス鋼極細線の引張強さは、大きいほど好ましいことから、その上限値は特に制限されるものではない。
本実施形態のステンレス鋼極細線は、コンタクトプローブ１のばね４用の材料として、等価線径４０μm以下のものを対象とし、かつ、引張強さが２８００ＭＰａ以上とされる。このようなステンレス鋼極細線は、コンタクトプローブ１のばね４用の材料として要求される強度を備えることができる。ステンレス鋼極細線の引張強さは、より好ましくは２９００ＭＰａ以上とされ、さらに好ましくは３０００ＭＰａ以上とされる。なお、本実施形態のステンレス鋼極細線の引張強さは、大きいほど好ましいことから、その上限値は特に制限されるものではない。
【0032】
本明細書において、ステンレス鋼極細線の「引張強さ」は、一様断面を持つ鋼線材の長手方向に引張荷重を加える引張試験において、鋼線材を破断させたときに、破断に至るまでに到達した最大荷重を、荷重を加える前の鋼線材の断面積で除した値として定義される。上記引張試験は、ＪＩＳ－Ｚ２２４１に準拠して測定される。より正確に測定するために、例えば歪計及び伸び計を用いて行うことが推奨される。
【0033】
［ステンレス鋼極細線の横弾性係数］
本実施形態のステンレス鋼極細線において、横弾性係数は１００００ＭＰａ以上かつ７３０００ＭＰａ以下とされる。本実施形態のステンレス鋼極細線は、ばね４に加工されるが、ばね４の復元力を決めるばね定数は、加工前の極細線の横弾性係数に比例する。本実施形態では、ばね４の復元力が過度に高まって被検査面や素子の傷付きを防止する観点から、ステンレス鋼極細線の横弾性係数が７３０００ＭＰａ以下とされる。
本実施形態のステンレス鋼極細線において、横弾性係数は１００００ＭＰａ以上かつ７３０００ＭＰａ以下とされる。本実施形態のステンレス鋼極細線は、ばね４に加工されるが、ばね４の復元力を決めるばね定数は、加工前の極細線の横弾性係数に比例する。本実施形態では、ばね４の復元力が過度に高まって被検査面や素子の傷付きを防止する観点から、ステンレス鋼極細線の横弾性係数が７３０００ＭＰａ以下とされる。
【0034】
ステンレス鋼極細の横弾性係数が７３０００ＭＰａを超えると、等価線径４０μm以下のステンレス鋼極細線では、ばね定数（ひいては、ばねの復元力）が過大となる傾向がある。このようなばねは、コンタクトプローブ１のプランジャ３が検査面と接触したときの面圧を高め、被検査面や素子を傷つける虞がある。一方、ステンレス鋼極細線の横弾性係数が７３０００ＭＰａ以下の場合、上述のような面圧の上昇を防止でき、素子等の傷付きを抑制することができる。このような観点では、ステンレス鋼極細線の横弾性係数は、好ましくは７００００ＭＰａ以下、さらに好ましくは６９０００ＭＰａ以下とされる。
【0035】
一方、ステンレス鋼極細線の横弾性係数が過度に小さくなると、ばね４に加工されたときにばね定数が小さくなりやすく、プランジャ３への付勢力が低下する虞がある。この結果、導電検査時、ばねの復元力が不足してスリーブ２内に押し込まれたプランジャ３が戻りきらず、プランジャ３が検査面と十分に接触しないいわゆる「試験漏れ（空打ち等）」が生じる虞がある。このような観点では、ステンレス鋼極細線の横弾性係数は１００００ＭＰａ以上とされ、好ましくは３５０００ＭＰａ以上とされ、さらに好ましくは４００００ＭＰａ以上とされる。
【0036】
本明細書において、ステンレス鋼極細線の横弾性係数は、周知のねじれ振り子を用い、線材の復元力によって生じるねじれ振動の周期を測定することによって測定することができる。
【0037】
［ステンレス鋼極細線の加工誘起マルテンサイト量］
本実施形態のステンレス鋼極細線は、例えば、ロッド材を引き抜き伸線加工することにより製造されるが、加工時の塑性変形や衝撃によってオーステナイトの一部は加工誘起マルテンサイトに変態する。発明者らの実験の結果、ステンレス鋼極細線中の加工誘起マルテンサイト量が多くなると、ばね加工後にへたりやすく、ばね性能の低下を招く虞があることが判明している。一方、ステンレス鋼極細線中の加工誘起マルテンサイト量が少ないと、十分な強度が得られない。そこで、本実施形態のステンレス鋼極細線では、この加工誘起マルテンサイト量が４５体積％以上かつ８５体積％以下とされる。このようなステンレス鋼極細線は、十分な強度を維持しながら、加工後のばねとして、へたりや性能の低下を長期に亘って抑制することができる他、強い磁性を帯びるのが抑制される。
本実施形態のステンレス鋼極細線は、例えば、ロッド材を引き抜き伸線加工することにより製造されるが、加工時の塑性変形や衝撃によってオーステナイトの一部は加工誘起マルテンサイトに変態する。発明者らの実験の結果、ステンレス鋼極細線中の加工誘起マルテンサイト量が多くなると、ばね加工後にへたりやすく、ばね性能の低下を招く虞があることが判明している。一方、ステンレス鋼極細線中の加工誘起マルテンサイト量が少ないと、十分な強度が得られない。そこで、本実施形態のステンレス鋼極細線では、この加工誘起マルテンサイト量が４５体積％以上かつ８５体積％以下とされる。このようなステンレス鋼極細線は、十分な強度を維持しながら、加工後のばねとして、へたりや性能の低下を長期に亘って抑制することができる他、強い磁性を帯びるのが抑制される。
【0038】
上述のような作用をさらに高めるために、ステンレス鋼極細線の加工誘起マルテンサイト量は、好ましくは７８体積％以下、より好ましくは７０体積％以下とされる。ステンレス鋼極細線において、加工誘起マルテンサイト量を８５体積％以下とするためには、オーステナイト生成元素であるＣやＭｎ、Ｎｉ、Ｎの割合を高めれば良い。一方、加工誘起マルテンサイト量が４５体積％未満の場合は、十分な強度を得ることができない。このような観点では、加工誘起マルテンサイト量の下限値は、好ましくは５０体積％以上とされる。ステンレス鋼極細線において、加工誘起マルテンサイト量を４５体積％以上とするためには、オーステナイト生成元素の割合の総和であるＣ＋Ｍｎ＋Ｎｉ＋Ｎの範囲を、質量％で、６．５以上かつ１３．５以下とし、より好ましくは７．０以上かつ１３．０以下とするのが望ましい。
【0039】
本明細書において、ステンレス鋼極細線の加工誘起マルテンサイト量の特定に際し、直流式のＢ－Ｈトレーサー（磁化特性測定装置）にて測定される飽和磁束密度を用いて飽和磁化量が算出される。具体的には、加工誘起マルテンサイト量は、理論上の飽和磁化量に対する実測した飽和磁化量の割合を示し、次の式（３）により算出される。
加工誘起マルテンサイト量（体積％）＝σ／σｓ×１００ …式（３）
加工誘起マルテンサイト量（体積％）＝σ／σｓ×１００ …式（３）
【0040】
ここでσｓは、ステンレス鋼極細線の理論上の飽和磁化量であり、σはステンレス鋼極細線から実測された飽和磁化量である。σｓはステンレス鋼極細線の化学成分により次の式（４）により算出される。また、σは次の式（５）により、上記直流式のＢ－Ｈトレーサーにて測定されたステンレス鋼極細線（測定試料）の飽和磁束密度Ｂを当該測定試料の重量Ｗで除すことにより算出される。
σｓ＝２１４．５－３．１２（Ｃｒ＋０．５Ｎｉ） …式（４）
σ＝Ｂ（Ｔ）／Ｗ（ｇ） …式（５）
σｓ＝２１４．５－３．１２（Ｃｒ＋０．５Ｎｉ） …式（４）
σ＝Ｂ（Ｔ）／Ｗ（ｇ） …式（５）
【0041】
［特性値Ｘ］
さらに、本実施形態のステンレス鋼極細線は、式（１）で計算される特性値Ｘが２００００以上かつ５９０００以下とされる。
Ｘ＝横弾性係数（ＭＰａ）×加工誘起マルテンサイト量（体積％）÷１００ …（１）
さらに、本実施形態のステンレス鋼極細線は、式（１）で計算される特性値Ｘが２００００以上かつ５９０００以下とされる。
Ｘ＝横弾性係数（ＭＰａ）×加工誘起マルテンサイト量（体積％）÷１００ …（１）
【0042】
本実施形態のばね用のステンレス鋼極細線は、その機械的特性等として、前記のとおり４０μm以下の等価線径、２８００ＭＰａ以上の引張強さ、１００００～７３０００ＭＰａの横弾性係数、及び、４５体積％以上かつ８５体積％以下の加工誘起マルテンサイト量を備えるが、さらに、加工後のばねとして、へたりやの性能低下を長期に亘って抑制するために、特性値Ｘが規定される。
【0043】
発明者らは、種々の実験の結果、ステンレス鋼極細線の横弾性係数（ＭＰａ）と加工誘起マルテンサイト量（体積％）との積（特性値Ｘ）に着目したところ、この特性値Ｘを一定の範囲にコントロールすると、加工後のばねのへたりやの性能低下の抑制に一定の効果が見られることがわかった。例えば、ステンレス鋼極細線の特性値Ｘが２００００未満になると、加工後のばねのばね定数（すなわち、復元力）が、本来期待される値よりも過度に小さくなる傾向があることがわかった。このような観点より、ステンレス鋼極細線の特性値Ｘは、より好ましくは３００００以上、さらに好ましくは３３０００以上とされる。
【0044】
一方、ステンレス鋼極細線の特性値Ｘが５９０００を超えると、加工後のばねのへたりや性能低下が早期に見られる傾向がある。このような観点より、ステンレス鋼極細線の特性値Ｘは、より好ましくは５７０００以下、さらに好ましくは５６０００以下とされる。
【0045】
［２Ｃ＋Ｎ］
本実施形態のステンレス鋼極細線の好ましい態様では、質量％において、２Ｃ＋Ｎ≧０．２０とされ、より好ましくは２Ｃ＋Ｎ≧０．２２とされる。このようなステンレス鋼極細線は、加工硬化性に優れる。
本実施形態のステンレス鋼極細線の好ましい態様では、質量％において、２Ｃ＋Ｎ≧０．２０とされ、より好ましくは２Ｃ＋Ｎ≧０．２２とされる。このようなステンレス鋼極細線は、加工硬化性に優れる。
【0046】
［Ｍｄ３０］
本実施形態のステンレス鋼極細線の好ましい態様では、式（２）で計算されるＭｄ３０が－２００℃以上かつ－２０℃以下とされる。
Ｍｄ３０(℃)＝４１３－４６２（Ｃ＋Ｎ）－９．２Ｓｉ－８．１Ｍｎ－１３．７Ｃｒ－９．５Ｎｉ－１８．５Ｍｏ
但し、上記式中の各元素記号は、鋼中に含まれる各元素の含有量（質量％）を表し、含有されていない場合はゼロとする。
本実施形態のステンレス鋼極細線の好ましい態様では、式（２）で計算されるＭｄ３０が－２００℃以上かつ－２０℃以下とされる。
Ｍｄ３０(℃)＝４１３－４６２（Ｃ＋Ｎ）－９．２Ｓｉ－８．１Ｍｎ－１３．７Ｃｒ－９．５Ｎｉ－１８．５Ｍｏ
但し、上記式中の各元素記号は、鋼中に含まれる各元素の含有量（質量％）を表し、含有されていない場合はゼロとする。
【0047】
Ｍｄ30の値は、オーステナイト相単相のオーステナイト系ステンレス鋼に対し３０％の引張り歪みを与えた時に、オーステナイト系ステンレス鋼の組織の５０％がマルテンサイト相に変態する温度（℃）を示す。そして、Ｍｄ30の値は、オーステナイト相の安定度の指標であり、高温であるほどオーステナイト相が不安定であることを示す。
【0048】
本実施形態では、ステンレス鋼極細線のＭｄ30の値を－２００℃以上とすることにより、オーステナイト相を安定化し、ひいては、ステンレス鋼極細線の引張強さや伸びが劣化するのを抑制できる。また、Ｍｄ30の値を－２０℃以下とすることにより、材料から発する磁性の影響を低減することができる。これは、コンタクトプローブ１の検査対象物（実装された素子等）の品質への悪影響を防止することができる。以上のような観点より、ステンレス鋼極細線のＭｄ30は、より好ましくは－１８０℃以上とされ、より好ましくは－４０℃以下とされる。
【0049】
以上、本発明の実施形態が詳細に説明されたが、本発明は、上記の具体的な開示に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内において、種々変更して実施することができる。
【実施例0050】
次に、本発明のより具体的な実施例が、表１及び表２を用いて説明される。ただし、本発明は、これらの実施例に限定して解釈されるものではない。なお、表２の比較例１については、マルテンサイト相が発生しないため、加工誘起マルテンサイト量を０としている。これに伴い、比較例１の特性値Ｘはゼロである。
【0051】
［実施例１～８、比較例１～３］
表１に示されるような化学成分を有するそれぞれのステンレス鋼素線に、冷間伸線加工と７００～１３００℃での熱処理とを繰り返し、９０％以上の加工率で、断面円形のオーステナイト系ステンレス鋼極細線を得た。
表１に示されるような化学成分を有するそれぞれのステンレス鋼素線に、冷間伸線加工と７００～１３００℃での熱処理とを繰り返し、９０％以上の加工率で、断面円形のオーステナイト系ステンレス鋼極細線を得た。
【0052】
【表1】
【0053】
次に、各極細線のばねに加工する前の機械特性等が測定された。その後、ばねコイリング機を用い、各極細線から、ばねコイル平均径：０．２mm、有効巻数：１８、自由長（ばねの高さ）：２mmの形状のばねが製造された。なお、密着巻きの箇所については、ばねとしての機能を果たさないことから、巻数に含めていない。
【0054】
また、各ばねを用いてコンタクトプローブが試作された。そして、これらのコンタクトプローブを使用して、温度２５０℃の雰囲気下で連続導電試験（バーンイン試験）が行われた。連続導電試験では、シリコンウエハ又は素子等の検査面にコンタクトプローブのプランジャを連続的に１００００回高速で接触させた。その後、次の２つの評価が行われた。
【0055】
＜評価１＞
連続導電試験中の試験漏れ（空打ち等）の発生の有無が調べられた。また、被検査面（シリコンウエハや実装された素子）の傷の有無、程度等が調べられた。これの傷は、主に、ばねの過大な復元力が原因の１つと考えられる。
連続導電試験中の試験漏れ（空打ち等）の発生の有無が調べられた。また、被検査面（シリコンウエハや実装された素子）の傷の有無、程度等が調べられた。これの傷は、主に、ばねの過大な復元力が原因の１つと考えられる。
【0056】
＜評価２＞
連続導電試験後、ばねについて、試験前後の耐熱性、すなわち温度２５０℃の雰囲気下で連続導電試験の前後を比較した連続導電試験後の熱劣化度合いが評価された。
評価の結果などが表２に示される。
連続導電試験後、ばねについて、試験前後の耐熱性、すなわち温度２５０℃の雰囲気下で連続導電試験の前後を比較した連続導電試験後の熱劣化度合いが評価された。
評価の結果などが表２に示される。
【0057】
【表2】
【0058】
実施例１～８について：
いずれも連続導電試験中にシリコンウエハやシリコンウエハに実装した素子に性能の劣化に繋がる顕著なキズは発生しなかった。また、導電試験漏れも発生せず、２５０℃という高温環境下で長時間導電試験を行ってもばね材の性能劣化は見られなかった。
いずれも連続導電試験中にシリコンウエハやシリコンウエハに実装した素子に性能の劣化に繋がる顕著なキズは発生しなかった。また、導電試験漏れも発生せず、２５０℃という高温環境下で長時間導電試験を行ってもばね材の性能劣化は見られなかった。
【0059】
比較例１について：
導電試験後にばね材が熱によって塑性変形しており、引き続き試験を実施することが困難であることが確認された。
導電試験後にばね材が熱によって塑性変形しており、引き続き試験を実施することが困難であることが確認された。
【0060】
比較例２及び３について：
導電試験回数が増えるにつれ、プランジャによる空打ちによる導電試験漏れが散見された。また、高温環境下において、ばね特性の性能劣化が見られた。また、比較例３については、ばねが劣化していない導電試験初期の時点で、被検査素子に小さな傷が確認された。
導電試験回数が増えるにつれ、プランジャによる空打ちによる導電試験漏れが散見された。また、高温環境下において、ばね特性の性能劣化が見られた。また、比較例３については、ばねが劣化していない導電試験初期の時点で、被検査素子に小さな傷が確認された。
【符号の説明】
【0061】
１ コンタクトプローブ
２ スリーブ
３ プランジャ
４ ばね
２ スリーブ
３ プランジャ
４ ばね
【図1】