特開 2024-71740 プランジャーおよびコンタクトプローブ

(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】P2024071740

(43)【公開日】2024-05-24

(54)【発明の名称】プランジャーおよびコンタクトプローブ

(51)【国際特許分類】

   G01R 1/067 20060101AFI20240517BHJP

【ＦＩ】

G01R1/067 C

【審査請求】有

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024059258

(22)【出願日】2024-04-01

(62)【分割の表示】P 2020569566の分割

【原出願日】2020-01-23

(31)【優先権主張番号】P 2019012725

(32)【優先日】2019-01-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000006758

【氏名又は名称】株式会社ヨコオ

(74)【代理人】

【識別番号】100136375

【弁理士】

【氏名又は名称】村井 弘実

(74)【代理人】

【識別番号】100079290

【弁理士】

【氏名又は名称】村井 隆

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 賢一

(57)【要約】

【課題】通電検査において摩耗や損耗を発生しにくくするプランジャーを提供する。
【解決手段】プランジャーは、導電性の母材と、前記母材の外側に設けられた金（Ａｕ）又はパラジウム（Ｐｄ）を主成分とする被覆層と、前記被覆層を下地めっき層としてその外側に設けられた白金族元素を主成分とする白金族層と、を有し、前記下地めっき層はストライクめっきであって、前記被覆層は、前記母材の外側全体に設けられ、前記白金族層は、前記被覆層の外側全体に設けられる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

導電性の母材と、
前記母材の外側に設けられた金（Ａｕ）又はパラジウム（Ｐｄ）を主成分とする被覆層と、
前記被覆層を下地めっき層としてその外側に設けられた白金族元素を主成分とする白金族層と、を有し、
前記下地めっき層はストライクめっきであって、
前記被覆層は、前記母材の外側全体に設けられ、前記白金族層は、前記被覆層の外側全体に設けられる、
プランジャー。

【請求項2】

検査対象物に接触する先端部を含んで、前記被覆層と前記白金族層を有する、請求項１に記載のプランジャー。

【請求項3】

導電性の基材層と、前記基材層の外側に設けられた金（Ａｕ）又はパラジウム（Ｐｄ）を主成分とする被覆層と、
前記被覆層を下地めっき層としてその外側に設けられた白金族元素を主成分とする白金族層と、を有し、
前記下地めっき層はストライクめっきであって、
前記被覆層は、前記基材層の外側全体に設けられ、前記白金族層は、前記被覆層の外側全体に設けられる、
プランジャー。

【請求項4】

母材が前記基材層であり、検査対象物に接触する先端部を含んで、前記基材層の外側に前記白金族層を有する、請求項３に記載のプランジャー。

【請求項5】

前記先端部の形状は、円錐形状、角錐形状、球面形状、クラウン形状の何れかである、請求項２又は４に記載のプランジャー。

【請求項6】

前記白金族層は表面層である、請求項１～５の何れか一項に記載のプランジャー。

【請求項7】

前記白金族層は、厚みが０．０２μｍ以上である、請求項１～６の何れか一項に記載のプランジャー。

【請求項8】

前記白金族層は、イリジウム（Ｉｒ）を主成分とする、請求項１～７の何れか一項に記載のプランジャー。

【請求項9】

前記白金族層は、ルテニウム（Ｒｕ）を主成分とする、請求項１～７の何れか一項に記載のプランジャー。

【請求項10】

前記白金族層は、ロジウム（Ｒｈ）を主成分とする、請求項１～７の何れか一項に記載のプランジャー。

【請求項11】

前記白金族層は、オスミウム（Ｏｓ）を主成分とする、請求項１～７の何れか一項に記載のプランジャー

【請求項12】

請求項１～１１の何れか一項に記載のプランジャーと、端部が前記プランジャーに当接するスプリングと、を備えた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、プランジャーおよびプランジャーを備えるコンタクトプローブに関する。

【背景技術】

【0002】

半導体素子を用いた集積回路や大規模集積回路といった電子部品の電気的特性の検査では、検査対象物と検査用基板とを電気的に接続するためにコンタクトプローブが用いられている。コンタクトプローブは、長手方向に沿って移動可能なプランジャーを有しており、このプランジャーの先端部を、検査対象物である電子部品の電極に弾性的に接触させて通電検査を行う（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

特許文献1 : 特開２０１５－２１５２２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

通電検査において、検査対象物に接触させるプランジャーの先端部で摩耗や損耗が発生するという問題が発生している。プランジャーの先端部が摩耗や損耗すると、プランジャーの先端部と検査対象物との間の接触抵抗値が不安定となり、通電検査を正確に行うことが困難となる。近年では、半導体部品の高電流化に伴う検査電流の高電流化によって、この問題がより顕著になっている。

【0005】

本発明の目的の一例は、通電検査において摩耗や損耗を発生しにくくすること、である。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の１つの態様は、
導電性の母材と、
前記母材の外側に設けられた金（Ａｕ）又はパラジウム（Ｐｄ）を主成分とする被覆層と、
前記被覆層を下地めっき層としてその外側に設けられた白金族元素を主成分とする白金族層と、を有し、
前記下地めっき層はストライクめっきであって、
前記被覆層は、前記母材の外側全体に設けられ、前記白金族層は、前記被覆層の外側全体に設けられる、プランジャーである。

【0007】

本発明の別の態様は、上述のプランジャーと、端部が前記プランジャーに当接するスプリングと、を備えたコンタクトプローブである。

【発明の効果】

【0008】

本態様によれば、導電性の基材層の外側に、白金族元素を主成分とする白金族層を有するプランジャーを実現することができる。ルテニウム（Ｒｕ）やイリジウム（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒｈ）、オスミウム（Ｏｓ）といった白金族元素は、融点が凡そ２０００度超と比較的高く、通電による溶融が発生しにくい。そのため、通電検査において摩耗や損耗を発生しにくくできる。さらに、プランジャーの先端を半田材料に接触させた状態で行う通電検査において、先端部に半田成分が付着しにくく摩耗や損耗も生じにくいプランジャーとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】コンタクトプローブの概略構成を示す図。

【図2】第１試験の試験対象のサンプルの構成を示す図。

【図3】第１試験の試験条件を示す図。

【図4】第１試験のサンプルの拡大写真。

【図5】第１試験のサンプルの損耗量の測定結果を示す図。

【図6】損耗量の定義の一例を示す図。

【図7】第１試験のサンプルの電子顕微鏡写真。

【図8】第１試験のサンプルの電子顕微鏡写真。

【図9】第１試験のサンプルの電子顕微鏡写真。

【図10】第１試験のサンプルの電子顕微鏡写真。

【図11】第１試験のサンプルのＦＩＢによる断面解析写真。

【図12A】第１試験のサンプルのＳＥＭによる断面画像。

【図12B】第１試験のサンプルのＥＤＸによる銅（Ｃｕ）の成分画像。

【図12C】第１試験のサンプルのＥＤＸによるルテニウム（Ｒｕ）の成分画像。

【図12D】第１試験のサンプルのＥＤＸによるパラジウム（Ｐｄ）の成分画像。

【図12E】第１試験のサンプルのＥＤＸによる銀（Ａｇ）の成分画像。

【図12F】第１試験のサンプルのＥＤＸによる金（Ａｕ）の成分画像。

【図13】第２試験の試験対象のサンプルの構成を示す図。

【図14】第２試験の試験条件を示す図。

【図15】第２試験のサンプルの電子顕微鏡写真。

【図16】第２試験のサンプルの溶融サイズを示す図。

【図17】第２試験のサンプルのＥＤＸによる定性分析結果を示す図。

【図18】第２試験のサンプルのＥＤＸによる定性分析結果を示す図。

【図19】第２試験のサンプルのＥＤＸによる定性分析結果を示す図。

【図20】第２試験のサンプルのＥＤＸによる定性分析結果を示す図。

【図21】第２試験のサンプルのＥＤＸによる定性分析結果を示す図。

【図22】第２試験のサンプルのＥＤＸによる定性分析結果を示す図。

【図23】第３試験の試験対象のサンプルの構成を示す図。

【図24】第３試験の試験条件を示す図。

【図25】第３試験のサンプルの拡大写真。

【図26】第３試験のサンプルの損耗量の測定結果を示す図。

【図27A】第３試験のサンプルの接触抵抗値の測定結果を示す図。

【図27B】第３試験のサンプルの接触抵抗値の測定結果を示す図。

【図27C】第３試験のサンプルの接触抵抗値の測定結果を示す図。

【図28】第４試験の試験対象のサンプルの構成を示す図。

【図29】第４試験の試験条件を示す図。

【図30】第４試験のサンプルの拡大写真。

【図31A】第４試験における比較用サンプルの接触抵抗値の測定結果を示す図。

【図31B】第４試験のサンプルＪの接触抵抗値の測定結果を示す図。

【図31C】第４試験のサンプルＫの接触抵抗値の測定結果を示す図。

【図32】第５試験の試験対象のサンプルの構成を示す図。

【図33】第５試験の試験条件を示す図。

【図34A】第５試験のサンプルの拡大上面写真。

【図34B】第５試験のサンプルの拡大側面写真。

【図35A】第５試験のサンプルの拡大上面写真。

【図35B】第５試験のサンプルの拡大側面写真。

【図36】第５試験のサンプルの電子顕微鏡写真。

【図37A】第５試験におけるＳＥＭによる画像。

【図37B】第５試験におけるＥＤＸによる金（Ａｕ）の成分画像。

【図37C】第５試験におけるＥＤＸによるパラジウム（Ｐｄ）の成分画像。

【図37D】第５試験におけるＥＤＸによるルテニウム（Ｒｕ）の成分画像。

【図37E】第５試験におけるＥＤＸによるニッケル（Ｎｉ）の成分画像。

【図37F】第５試験におけるＥＤＸによる銅（Ｃｕ）の成分画像。

【図38】第５試験におけるＥＤＸによる定性分析結果を示す図。

【図39】第５試験における接触抵抗値の測定結果を示す図。

【図40】第６試験の試験対象のサンプルの構成を示す図。

【図41】第６試験の試験条件を示す図。

【図42A】第６試験のサンプルＰの電子顕微鏡写真。

【図42B】第６試験のサンプルＱの電子顕微鏡写真。

【図42C】第６試験のサンプルＲの電子顕微鏡写真。

【図42D】第６試験のサンプルＳの電子顕微鏡写真。

【図42E】第６試験のサンプルＴの電子顕微鏡写真。

【図42F】第６試験のサンプルＵの電子顕微鏡写真。

【発明を実施するための形態】

【0010】

実施形態の一例について説明する。なお、以下に説明する実施形態によって本発明が限定されるものではなく、本発明を適用可能な形態が以下の実施形態に限定されるものでもない。

【0011】

［構成］
図１は、本実施形態のコンタクトプローブ１の概略構成を示す図であり、長手方向に沿った概略断面図を示している。図１によれば、コンタクトプローブ１は、第１プランジャー１０と、第２プランジャー２０と、スプリング３０と、バレル４０とを有する。第１プランジャー１０は、検査対象物に接触するものであり、第２プランジャー２０は、検査用基板に接触するものである。スプリング３０は、第１プランジャー１０と第２プランジャー２０とを互いに離れる方向へ付勢する。バレル４０は、スプリング３０と、第１プランジャー１０の根元および第２プランジャー２０の根元と、を内部に保持して全体を一体として支持する。

【0012】

ここで、コンタクトプローブ１に対する方向を次のように定める。コンタクトプローブ１の長手方向（図１中における上下方向）を“上下方向”とする。上下の向きは、第１プランジャー１０の側（第２プランジャー２０から第１プランジャー１０に向かう方向）を“上”、第２プランジャー２０の側（第１プランジャー１０から第２プランジャーに向かう方向）を“下”とする。また、上下方向に直交する面と水平な方向を“横方向”とする。

【0013】

第１プランジャー１０は、導電性の材料で形成される。図１では、検査対象物に接触する先端部の形状を円錐形状として示しているが、例えば、角錐形状や球面形状、フラット形状、クラウン形状といった検査対象物に応じた他の形状としてもよい。

【0014】

図１の右側の部分拡大図に示すように、第１プランジャー１０は、プランジャー母材１１の外側に被覆層１２が形成され、この被覆層１２の外側に白金族層１３が形成されている。プランジャー母材１１は、例えば、パラジウム，銀，銅等の合金（パラジウム合金）や、ベリリウム銅といった導電性の材料から形成されている。被覆層１２は金（Ａｕ）又はパラジウム（Ｐｄ）を主成分とし、プランジャー母材１１と白金族層１３との密着性を高めるために形成される下地めっき層である。白金族層１３はルテニウム（Ｒｕ）やイリジウム（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒｈ）、オスミウム（Ｏｓ）等の白金族元素を主成分とし、本実施形態では表面層である。白金族層１３の厚みは、後述する試験結果が示すように、例えば０．０２μｍ以上であると好適である。被覆層１２および白金族層１３の形成には、例えば、電気めっきや溶融めっき等の表面処理で実現できる。

【0015】

本実施形態では、被覆層１２は、プランジャー母材１１の外側全体に形成されている。白金族層１３は、被覆層１２の外側全体に形成されていてもよいが、検査対象物に接触する先端部である図１の錐状部分のみ、或いは、錐状のさらに突端部分にのみ形成されていてもよい。

【0016】

第２プランジャー２０は、第１プランジャー１０と同じ材料による同じ層状構成を有する。第２プランジャー２０は、第１プランジャー１０と異なる材料で構成されていても良いし、第１プランジャー１０と異なる層状構成であっても良い。

【0017】

スプリング３０は、ピアノ線やステンレス線により形成されたコイルスプリングである。コイルスプリングの表面では、密着性を高めるために、ニッケル（Ｎｉ）による下地めっきの外側に金（Ａｕ）によるめっき処理が施されていることが多い。しかし、スプリング３０の表面では、ニッケル（Ｎｉ）による下地めっきを省略して、金（Ａｕ）によるめっき処理が施されている。この金（Ａｕ）によるめっき処理は、ニッケル（Ｎｉ）による下地めっきを省略した分、めっき層を厚く形成している。スプリング３０は、上端が第１プランジャー１０の後端部（図１では下端）に当接し、下端が第２プランジャー２０の後端部（図１では上端）に当接するように、バレル４０の内部に保持されている。スプリング３０は、第１プランジャー１０および第２プランジャー２０を互いに離れる方向に付勢する。これにより、第１プランジャー１０が検査対象物に接触し、且つ、第２プランジャー２０が検査用基板に接触する際に、両方の接触に所定の接触力を与えながら弾性接触させることができる。

【0018】

バレル４０は、銅や銅合金などの導電性の材料により、上方および下方に開口した中空の筒形状に形成されている。バレル４０は、ニッケル（Ｎｉ）を主成分とする電鋳（電気鋳造）により形成しても良い。バレル４０の上端および下端の開口径は、バレル４０の中央部の内径よりも若干小さく形成されており、第１プランジャー１０および第２プランジャー２０がバレル４０から離れて飛び出てしまうことを規制している。第１プランジャー１０の根元側（後端部側、図１では下端部）にはくびれ部が形成されており、バレル４０の上端内側に設けられた環状のくさび部が第１プランジャー１０のくびれ部に嵌合されている。これにより、バレル４０に対して、第１プランジャー１０は突出できないように制限されている。第２プランジャー２０は、先端側に比較して根元側（後端部側、図１では上端部）が太くなるように段差部を設けて形成されている。これにより、バレル４０に対して、第２プランジャー２０は所定の突出制限まで突出が可能に構成されている。

【0019】

コンタクトプローブ１は、例えば樹脂製のソケットに装着されて使用される。ソケットは、複数の貫通孔を備えており、各貫通孔にコンタクトプローブ１が挿入される。ソケットの両面のうち、一方の面には各コンタクトプローブ１の第１プランジャー１０の先端側が突出し、他方の面には各コンタクトプローブ１の第２プランジャー２０の先端側が突出する。このソケットは、各コンタクトプローブ１の第２プランジャー２０の先端部が検査用基板の電極に接触するように、検査用基板の上に位置決めして載置される。各コンタクトプローブ１の第１プランジャー１０の先端部に対して、検査対象物である電子部品の電極が接触するように、ソケットを検査対象物に向けて移動させる、或いは、検査対象物をソケットに向けて移動させる。これにより、検査用基板と検査対象物との間が、コンタクトプローブ１の第２プランジャー２０、バレル４０、第１プランジャー１０を介して電気的に接続される。その後、検査対象物の電気的な検査が実施される。

【0020】

［試験］
本実施形態のプランジャー（第１プランジャー１０および第２プランジャー２０）の白金族層１３について、作用効果を確認するための様々な比較試験を行った。以下では、これらの試験結果の説明を通じて、白金族層１３の構成や、本実施形態のプランジャーの作用効果について説明する。

【0021】

第１プランジャー１０が検査対象物と接触する際の摩耗や損耗を評価するため、第１プランジャー１０のサンプルを作成し、作成したサンプルに対する６種類の試験（第１～第６試験）を行った。サンプルは、パラジウム合金およびベリリウム銅を材料としたプランジャー母材の外側に、めっき層を形成したものである。めっき層は、電気めっきによって形成した。電気めっきでは、めっき液に浸漬させるめっき時間を調整することで、めっき層の厚みを調整することができる。白金族元素を主成分とするめっき層が、本実施形態の白金族層１３に該当することとなる。プランジャー母材は、全長３．５ｍｍ、外径０．５８ｍｍの細い円柱形状であって、検査対象物と接触する先端部を、先端角度６０°の丸みを帯びた円錐形状に形成したものである。プランジャー母材の先端部の円錐形状の長さは０．４５２ｍｍである。以下、各試験について説明する。

【0022】

（Ａ）第１試験
第１試験では通電耐久評価を行った。通電耐久評価とは、サンプルの先端部を検査対象物に接触させながら、検査対象物とサンプルの先端部との間の通電のオン・オフを断続的に繰り返し、サンプルを評価することである。第１試験では、３種類のサンプル（サンプルＡ，Ｂ，Ｃ）を用意し、これらに対する通電耐久評価を行った。図２に試験対象のサンプルの構成を示し、図３に第１試験の試験条件を示す。

【0023】

図２に示すように、第１試験で用いた３種類のサンプルＡ，Ｂ，Ｃのうち、サンプルＡは、比較用であり、プランジャー母材に金（Ａｕ）のめっき層を形成し、白金族層１３のめっきは施していないものである。サンプルＡのＡｕめっき層の厚みは１μｍである。サンプルＢは、プランジャー母材に金の下地めっき（ストライクめっき）を施した後に、イリジウム（Ｉｒ）のめっき層を形成したものである。サンプルＢは、本実施形態の白金族層１３をイリジウム（Ｉｒ）の層としたものである。サンプルＢのＩｒめっき層の厚みは０．５μｍである。サンプルＣは、プランジャー母材に金の下地めっき（ストライクめっき）を施した後に、ルテニウム（Ｒｕ）のめっき層を形成したものである。サンプルＣは、本実施形態の白金族層１３をルテニウム（Ｒｕ）の層としたものである。サンプルＣのＲｕめっき層の厚みは１μｍである。

【0024】

図３に示すように、第１試験では、２種類の通電条件（通電条件α，β）による試験を行った。通電条件αは、印加電流を１５アンペア（Ａ）、印加時間を２０ミリ秒（ｍｓ）として、１万２千５百回の繰り返しの通電を行う、条件である。通電条件βは、印加電流を１５アンペア（Ａ）、印加時間を２０ミリ秒（ｍｓ）として、２万５千回の繰り返しの通電を行う、条件である。通電条件α，βは、印加電流および印加時間は同じであるが通電回数が異なる条件であるので、試験の手順としては、先ず、通電条件αの試験を行い、印加電流（１５Ａ）および印加時間（２０ｍｓ）を同じとしたまま、続けて１万２千５百回の繰り返しの通電を行うことで、通電条件βの試験を行った。サンプルの先端部に接触させる検査対象物は、半導体パッケージの内部配線として用いられるＰＰＦ（Ｐｒｅ Ｐｌａｔｅｄ Ｆｒａｍｅ）リードフレームとした。

【0025】

図４～図１２Ｆは、第１試験の結果である。図４は、サンプルの先端部を横方向から見た拡大写真である。図４においては９枚の写真を、（１）～（９）として示している。（１）～（３）は、サンプルＡ（Ａｕめっき）についての写真である。（４）～（６）は、サンプルＢ（Ｉｒめっき）についての写真である。（７）～（９）は、サンプルＣ（Ｒｕめっき）についての写真である。また、（１），（４），（７）は、試験を行う前の初期状態の写真である。（２），（５），（８）は、通電条件α（通電回数１万２千５百回）の試験後の状態の写真である。（３），（６），（９）は、通電条件β（通電回数２万５千回）の試験後の状態の写真である。

【0026】

図４によれば、通電条件α，βの試験後の状態を初期状態と比較すると、サンプルＡ（Ａｕめっき）は先端部の損耗が見られるが、サンプルＢ（Ｉｒめっき）およびサンプルＣ（Ｒｕめっき）は、先端部の顕著な損耗は見られない。

【0027】

図５は、通電条件βの試験後の状態における各サンプルの先端部の損耗量の測定結果である。図６に示すように、サンプルの初期状態における先端部の円錐形状の長さＬ、および、通電条件β（通電回数２万５千回）の試験後の状態における先端部の円錐形状の長さＬ´を測定し、両者の長さの差（＝Ｌ－Ｌ´）を損耗量とした。

【0028】

通電条件βの試験後の状態におけるサンプルの損耗量は、図５に示すように、サンプルＡ（Ａｕめっき）の損耗量は６μｍであった。これに対して、サンプルＢ（Ｉｒめっき）およびサンプルＣ（Ｒｕめっき）の損耗は寸法測定上は確認できず、損耗量は０μｍ、或いはほぼ０μｍと言える結果であった。そこで、サンプルＢ，Ｃについて、先端部の損耗が実際に生じていないのかどうかを更に確認した。先端部に形成されためっき層の様子を詳細に観察するために、先端部の電子顕微鏡写真を撮影した。

【0029】

図７～図１０は、倍率を２０００倍としたサンプルの先端部の電子顕微鏡写真である。図７は、サンプルＢ（Ｉｒめっき）について、通電条件β（通電回数２万５千回）の試験後の状態の電子顕微鏡写真であり、先端部を上方から見下ろした上面写真である。図８は、サンプルＢ（Ｉｒめっき）について、通電条件β（通電回数２万５千回）の試験後の状態の電子顕微鏡写真であり、先端部を斜め上方から見下ろした写真である。図９は、サンプルＣ（Ｒｕめっき）について、通電条件β（通電回数２万５千回）の試験後の状態の電子顕微鏡写真であり、先端部を上方から見下ろした上面写真である。図１０は、サンプルＣ（Ｒｕめっき）について、通電条件β（通電回数２万５千回）の試験後の状態の電子顕微鏡写真であり、先端部を斜め上方から見下ろした写真である。

【0030】

図７，図８によれば、サンプルＢ（Ｉｒめっき）は、先端部のＩｒめっき層において、接触部分を中心にひび割れが生じているが、Ｉｒめっき層の厚みが減少していないことがわかる。図９，図１０によれば、サンプルＣ（Ｒｕめっき）は、先端部のＲｕめっき層においてひび割れが生じておらず、Ｒｕめっき層の厚みが減少していないことが分かる。接触部分を中心に何らかの付着物（図９，図１０の画像中の白っぽい部分）が存在していることがわかる。この付着物は、接触部分において厚みが最も厚くなっているように見える。

【0031】

続いて、この付着物の分析を行った。付着物の分析として、ＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ：集束イオンビーム）による断面解析を行った。

【0032】

図１１は、サンプルＣ（Ｒｕめっき）の先端部の断面写真であり、Ｒｕめっき層の表面に生じた付着物を含む、上下方向に沿った断面の電子顕微鏡写真である。この断面写真は、ＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ：集束イオンビーム）による断面解析を行って得られた写真である。先端部の断面を左右に３分割して撮影したため、図１１における写真は３枚となっている。３枚の写真を、図１１において左画像～右画像として示している。付着物の厚みが最も厚い断面部分を含む写真を中央画像として、３枚の写真を並べている。

【0033】

図１１によれば、異なる材料からなる複数の層が積層していることがわかる。一番上の層として写っている最も外側の層が、付着物に相当する層であると推察される。

【0034】

また、付着物の分析として、ＥＤＸ（Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ－ｒａｙ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：エネルギー分散型Ｘ線分光法）による成分分析を行った。図１２Ｂ～図１２Ｆは、サンプルＣ（Ｒｕめっき）の先端部の成分分析結果であり、図１１の中央画像に相当する、付着物の厚みが最も厚い断面部分についての成分画像である。この成分画像は、ＥＤＸによる成分分析を行うことで得られた画像である。６枚の画像を、図１２Ａ～図１２Ｆとして示している。図１２Ａは、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）による断面部分の画像である。図１２Ｂは、銅（Ｃｕ）の成分画像である。図１２Ｃは、ルテニウム（Ｒｕ）の成分画像である。図１２Ｄは、パラジウム（Ｐｄ）の成分画像である。図１２Ｅは、銀（Ａｇ）の成分画像である。図１２Ｆは、金（Ａｕ）の成分画像である。成分画像において、白色或いは灰色の部分が該当する成分を含む部分であり、明度が高いほど含まれる成分の濃度が高いことを示している。

【0035】

図１１，図１２Ａ～図１２Ｆによれば、図１１の断面写真におけるサンプルＣ（Ａｕめっき）の構成要素として、下から順に、Ｐｄ合金で構成されたプランジャー母材、下地めっき層であるＡｕめっき層、白金族層１３であるＲｕめっき層、が順に積層されていることがわかる。そして、Ｒｕめっき層の上に付着物が堆積していることがわかる。Ｒｕめっき層にボイド（空洞）が見られるが、顕著なひび割れや溶融は見られない。

【0036】

図１２Ａ～図１２Ｆによれば、付着物は、金（Ａｕ）が主な成分であり、パラジウム（Ｐｄ）および銀（Ａｇ）を含んでいることがわかる。金（Ａｕ）は下地めっき層（Ａｕめっき層）に含まれる成分であるが、付着物と下地めっき層（Ａｕめっき層）との間のＲｕめっき層に相当する部分に金（Ａｕ）は分布していないことから、付着物に含まれる金（Ａｕ）は、下地めっき層（Ａｕめっき層）から露出したものでないと判断できる。パラジウム（Ｐｄ）および銀（Ａｇ）はプランジャー母材に含まれる成分であるが、付着物とプランジャー母材との間の下地めっき層およびＲｕめっき層に相当する部分には分布していないことから、付着物に含まれるパラジウム（Ｐｄ）および銀（Ａｇ）は、プランジャー母材から露出したものではないと判断できる。銅（Ｃｕ）は、プランジャー母材の部分のみに分布しており、他の層に分布していない。ルテニウム（Ｒｕ）は、Ｒｕめっき層の部分にのみ分布しており、他の層には分布していない。

【0037】

これらのことから、付着物は、Ｒｕめっき層である白金族層１３が溶融することなく付着したものであると考えられる。検査対象物としてサンプルの先端部に接触させたＰＰＦリードフレームの成分が、通電により溶融などしてサンプルの先端部に転移・堆積したものと推察される。

【0038】

（Ｂ）第２試験
第２試験ではスパーク評価を行った。スパーク評価は、サンプルの先端部を検査対象物に接触させた状態で通電を開始し、通電状態のままサンプルの先端部を検査対象物から離すことで、サンプルの先端部にスパークを発生させ、当該箇所の溶融状態を評価することである。第２試験では、３種類のサンプル（サンプルＤ，Ｅ，Ｆ）を用意し、これらのサンプルに対するスパーク評価を行った。図１３に試験対象のサンプルの構成を示し、図１４に第２試験の試験条件を示す。

【0039】

図１３に示すように、第２試験で用いた３種類のサンプルＤ，Ｅ，Ｆのうち、サンプルＤは、比較用であり、プランジャー母材に金（Ａｕ）や白金族層１３のめっき層を形成していないものである。サンプルＥは、プランジャー母材に金（Ａｕ）の下地めっき（ストライクめっき）を施した後に、イリジウム（Ｉｒ）のめっき層を形成したものである。サンプルＥのＩｒめっき層の厚みは０．５μｍである。このサンプルＥは、第１試験で用いたサンプルＢと同じ構成であり、本実施形態の白金族層１３をイリジウム（Ｉｒ）の層としたものである。サンプルＦは、プランジャー母材に金（Ａｕ）の下地めっき（ストライクめっき）を施した後に、ルテニウム（Ｒｕ）のめっき層を形成したものである。サンプルＦのＲｕめっき層の厚みは１μｍである。このサンプルＦは、第１試験で用いたサンプルＣと同じ構成であり、本実施形態の白金族層１３をルテニウム（Ｒｕ）の層としたものである。

【0040】

図１４に示すように、第２試験では、３種類の通電条件（通電条件γ，δ，ε）による試験を行った。通電条件γは、印加電流を２アンペア（Ａ）としてスパークを発生させる、条件である。通電条件δは、印加電流を５アンペア（Ａ）としてスパークを発生させる、条件である。通電条件εは、印加電流を１５アンペア（Ａ）としてスパークを発生させる、条件である。サンプルの先端部に接触させる検査対象物は、金（Ａｕ）を主成分とする金合金とした。

【0041】

図１５～図２２は、第２試験の結果である。図１５は、サンプルの先端部の電子顕微鏡写真であり、何れも、先端部を上方から見下ろした上面写真である。図１５においては１０枚の写真を、図１５において、（１）～（１０）として示している。図１５において、（１）と（２）は、サンプルＤ（めっき無し）の写真である。（３）～（６）は、サンプルＥ（Ｉｒめっき）の写真である。（７）～（１０）は、サンプルＦ（Ｒｕめっき）の写真である。また、（３）と（７）は、試験を行う前の初期状態の写真である。（１），（４），（８）は、通電条件γ（印加電流２Ａ）の試験後の状態の写真である。（２），（５），（９）は、通電条件δ（印加電流５Ａ）の試験後の状態の写真である。（６）と（１０）は、通電条件ε（印加電流１５Ａ）の試験後の状態の写真である。サンプルＤについては、通電条件δ（印加電流５Ａ）でスパークによる溶融が非常に広い範囲にわたって生じたため、通電条件ε（印加電流１５Ａ）の試験を行っていない。

【0042】

図１５によれば、試験後の何れのサンプルについても、接触部分の溶融が生じていることがわかる。試験後の各サンプルについて、接触部分に生じた溶融痕の直径を溶融サイズとして測定した。図１６は、サンプルの先端部の溶融サイズの測定結果である。図１６に示すように、通電条件γ（印加電流２Ａ）の試験後の状態については、サンプルＤ（めっき無し）の溶融サイズは約１００μｍであり、サンプルＥ（Ｉｒめっき）の溶融サイズは約１５μｍであり、サンプルＦ（Ｒｕめっき）の溶融サイズは約１２μｍであった。通電条件δ（印加電流５Ａ）については、サンプルＤ（めっき無し）の溶融サイズは約１１０μｍであり、サンプルＥ（Ｉｒめっき）の溶融サイズは約２３μｍであり、サンプルＦ（Ｒｕめっき）の溶融サイズは約１８μｍであった。

【0043】

通電条件γ，δの試験後の状態に着目すると、サンプルＤ（めっき無し）では、広い範囲にわたる溶融が生じているが、サンプルＥ，Ｆでは、サンプルＤに比較して１／４以下の小さな範囲の溶融となっている。このことから、先端部にＲｕめっき層或いはＩｒめっき層である白金族層１３を形成することで、スパークによる溶融が生じにくくなることがわかる。通電条件ε（印加電流１５Ａ）では、サンプルＥ，Ｆともに、通電条件γ，δの試験後の状態に比較して広い範囲での溶融が生じている。サンプルＥ（Ｉｒめっき）については、溶融に加えてひび割れが生じていることがわかる。しかし、通電条件εは、通電条件γやδに比べて極めて厳しい条件であり、白金族層１３の無いサンプルＤでは試験不可能と判断して試験さえも実施しなかった条件である。この通電条件εの試験後のサンプルＥ，Ｆの状態が、通電条件γやδの試験後のサンプルＤの状態よりも溶融範囲が少ないことは図１５から分かる。白金族層１３の有無による作用効果が顕著に表れている。

【0044】

試験後のサンプルの先端部に生じた溶融物に対する成分分析として、ＥＤＸによる定性分析を行った。図１７～図２２は、各サンプルの先端部に生じた溶融物の成分分析結果である。何れも、横軸を特性Ｘ線のエネルギー値 ［ｋｅＶ］、縦軸をカウント数、としており、グラフ中において、固有エネルギー値に相当する元素を併せて表記している。カウント数が多い元素ほど、溶融物に多く含まれていることを示している。図１７は、サンプルＥ（Ｉｒめっき）について、通電条件γ（印加電流２Ａ）の試験後の成分分析結果である。図１８は、サンプルＥ（Ｉｒめっき）について、通電条件δ（印加電流５Ａ）の試験後の成分分析結果である。図１９は、サンプルＥ（Ｉｒめっき）について、通電条件ε（印加電流１５Ａ）の試験後の成分分析結果である。図２０は、サンプルＦ（Ｒｕめっき）について、通電条件γ（印加電流２Ａ）の試験後の定性分析結果である。図２１は、サンプルＦ（Ｒｕめっき）について、通電条件δ（印加電流５Ａ）の試験後の定性分析結果である。図２２は、サンプルＦ（Ｒｕめっき）について、通電条件ε（印加電流１５Ａ）の試験後の定性分析結果である。

【0045】

図１７～図２２によれば、サンプルＥ，Ｆの何れについても、通電条件γ（印加電流２Ａ）および通電条件δ（印加電流５Ａ）の試験後に先端部分に生じた溶融物に、パラジウムＰｄは含まれていない。一方、通電条件ε（印加電流１５Ａ）の試験後に先端部に生じた溶融物には、パラジウムＰｄが含まれている。パラジウムＰｄは、サンプルのプランジャー母材の材料である。

【0046】

図１５の写真に示したように、通電条件γ，δの試験後にサンプルＥ，Ｆの先端部に生じた溶融物は、白金族層１３（Ｒｕめっき層或いはＩｒめっき層）が溶融したものである。スパークにより、サンプルの先端部に形成した白金族層１３は溶融しているが、プランジャー母材が露出するほどの溶融ではないことがわかる。一方、通電条件ε（印加電流１５Ａ）の試験後のサンプルＥ，Ｆには、先端部に広い範囲にわたって溶融が生じており、白金族層１３（Ｒｕめっき層、Ｉｒめっき層）の溶融に加えて、プランジャー母材が溶融していることがわかる。

【0047】

（Ｃ）第３試験
第３試験では通電耐久評価を行った。第３試験が第１試験と異なる点は、サンプルの先端部に接触させる検査対象物を半田バーとしたことである。第３試験では、３種類のサンプル（サンプルＧ，Ｈ，Ｉ）を用意し、第１試験と同様に、これらに対する通電耐久評価を行った。図２３に、試験対象のサンプルの構成を示し、図２４に、第３試験の試験条件を示す。

【0048】

図２３に示すように、第３試験で用いた３種類のサンプルＧ，Ｈ，Ｉのうち、サンプルＧは、比較用であり、プランジャー母材に金（Ａｕ）や白金族層１３のめっき層を形成していないものである。サンプルＨは、プランジャー母材に金（Ａｕ）の下地めっき（ストライクめっき）を施した後に、イリジウム（Ｉｒ）のめっき層を形成したものである。Ｉｒめっき層の厚みは０．５μｍである。このサンプルＨは、第１試験で用いたサンプルＢと同じ構成であり、本実施形態の白金族層１３をイリジウム（Ｉｒ）の層としたものである。サンプルＩは、プランジャー母材に金（Ａｕ）の下地めっき（ストライクめっき）を施した後に、ルテニウム（Ｒｕ）のめっき層を形成したものである。Ｒｕめっき層の厚みは１μｍである。このサンプルＩは、第１試験で用いたサンプルＣと同じ構成であり、本実施形態の白金族層１３をルテニウム（Ｒｕ）の層としたものである。

【0049】

図２４に示すように、第３試験では、３種類の通電条件（通電条件η，θ，λ）による試験を行った。通電条件η，θ，λは、印加時間および通電回数は同じであるが、印加電流が異なる条件である。通電条件ηは、印加電流を５アンペア（Ａ）、印加時間を２０ミリ秒（ｍｓ）として１万２千５百回の繰り返しの通電を行う、条件である。通電条件θは、印加電流を８アンペア（Ａ）、印加時間を２０ミリ秒（ｍｓ）として１万２千５百回の繰り返しの通電を行う、条件である。通電条件λは、印加電流を１２アンペア（Ａ）、印加時間を２０ミリ秒（ｍｓ）として１万２千５百回の繰り返しの通電を行う、条件である。

【0050】

図２５～図２７は、第３試験の結果である。図２５は、サンプルの先端部を横方向から見た拡大写真である。図２５においては１２枚の写真を、（１）～（１２）として示している。（１）～（４）は、サンプルＧ（めっき無し）の写真である。（５）～（８）は、サンプルＨ（Ｉｒめっき）の写真である。（９）～（１２）は、サンプルＩ（Ｒｕめっき）の写真である。また、（１），（５），（９）は、試験を行う前の初期状態の写真である。（２），（６），（１０）は、通電条件η（印加電流５Ａ）の試験後の状態の写真である。（３），（７），（１１）は、通電条件θ（印加電流８Ａ）の試験後の状態の写真である。（４），（８），（１２）は、通電条件λ（印加電流１２Ａ）の試験後の状態の写真である。

【0051】

図２５によれば、サンプルＧ，Ｈ，Ｉの何れについても、通電条件η，θ，λの試験後の状態を初期状態と比較すると、先端部が損耗していることがわかる。第１試験におけるサンプルの先端部（図４参照）と比較してみても、損耗の程度が大きいことがわかる。サンプルＨ，Ｉは、それぞれ第１試験のサンプルＢ，Ｃと同じ構成である。通電条件η，θ，λは、何れも、第１試験の通電条件α，βと比較して印加電流が低い条件である。従って、検査対象物が半田バーである場合には、第１試験で検査対象物としたＰＰＦリードフレームの場合と比較して、サンプルの先端部が損耗し易い。

【0052】

図２６は、各サンプルの先端部の損耗量の測定結果である。図２６では、横軸を通電条件に相当する印加電流、縦軸を損耗量としたグラフである。サンプルＧ，Ｈ，Ｉそれぞれについて、初期状態（印加電流が０アンペア（Ａ）に相当）、および、通電条件η，θ，λの各試験後の状態、において測定した先端部の損耗量をプロットして示している。また、各プロットに対するフィッティング曲線を暫定的に示した。

【0053】

図２６によれば、サンプルＧ，Ｈ，Ｉの何れについても、印加電流が大きいほど、先端部の損耗量が大きくなることがわかる。また、サンプルＨ，Ｉの損耗量をサンプルＧの損耗量と比較すると、その差は数～十数ｎｍ程度であるが、サンプルＩの損耗量のほうが、サンプルＨの損耗量よりも小さい。

【0054】

第３試験では、１回の通電毎にサンプルの先端部と検査対象物との間の接触抵抗値を測定した。図２７Ａ～図２７Ｃは、各サンプルの先端部の接触抵抗値の測定結果である。３つのグラフを１組として３つのグラフ組を、図２７Ａ～図２７Ｃに示している。図２７Ａは、通電条件ηの試験についてのグラフ組である。図２７Ｂは、通電条件θの試験についてのグラフ組である。図２７Ｃは、通電条件λの試験についてのグラフ組である。また、各グラフ組の３つのグラフは、左から順に、サンプルＧ，Ｈ，Ｉのそれぞれについてのグラフである。各グラフは、横軸を通電回数、縦軸を接触抵抗値として、１回の通電毎に測定した接触抵抗値を１つのプロットとして示したグラフである。

【0055】

図２７Ａ～図２７Ｃによれば、何れのグラフについても、通電回数の増加によって接触抵抗値は殆ど変化していない。通電の繰り返しによって接触抵抗値が増加する（悪化する）ことはない。通電条件η，θ，λの何れについても、サンプルＨ，Ｉの接触抵抗値を、サンプルＧ（めっき無し）の接触抵抗値と比較すると、ほぼ同じか僅かに小さい程度である。従って、検査対象物と接触する先端部にＲｕめっき層或いはＩｒめっき層である白金族層１３を形成することで、接触抵抗値が増加する（悪化する）ことはなく、プランジャーとしての基本的な性能に問題はない。図２６に示したように、通電の繰り返しによってサンプルの先端部が損耗するが、この損耗によって接触抵抗値が増加する（悪化する）ことはない。

【0056】

（Ｄ）第４試験
第４試験では通電耐久評価を行った。第４試験が第１試験と異なる点は、Ｒｕめっき層の厚みを更に薄くしたサンプルを用いたことである。第４試験では、２種類のサンプル（サンプルＪ，Ｋ）を用意し、第１試験と同様に、これらに対する通電耐久評価を行った。図２８に、試験対象のサンプルの構成を示し、図２９に、第４試験の試験条件を示す。

【0057】

図２８に示すように、サンプルＪは、プランジャー母材の先端部に金（Ａｕ）の下地めっき（ストライクめっき）を施した後に、ルテニウム（Ｒｕ）のめっき層を形成したものである。Ｒｕめっき層の厚みは２０．８ｎｍ（０．０２０８μｍ）である。サンプルＫは、プランジャー母材の先端部に金（Ａｕ）の下地めっき（ストライクめっき）を施した後に、ルテニウム（Ｒｕ）のめっき層を形成したものである。Ｒｕめっき層の厚みは１８５ｎｍ（０．１８５μｍ）である。何れのサンプルも、本実施形態の白金族層１３をルテニウム（Ｒｕ）の層としたものと言える。

【0058】

図２９に示すように、第４試験では、１種類の通電条件μによる試験を行った。通電条件μは、印加電流を１５アンペア（Ａ）、印加時間を２０ミリ秒（ｍｓ）として２万５千回繰り返しの通電を行う、条件である。この通電条件μは、第１試験の通電条件βと同じである。また、検査対象物は、第１試験と同じくＰＰＦリードフレームである。

【0059】

図３０，図３１Ａ～図３１Ｃは、第４試験の結果である。図３０は、サンプルの先端部を横方向から見た拡大写真である。図３０においては４枚の写真を、（１）～（４）として示している。（１）と（２）は、サンプルＪについての写真である。（３）と（４）は、サンプルＫについての写真である。また、（１）と（３）は、試験を行う前の初期状態の写真である。（２）と（４）は、通電条件μ（通電回数２万５千回）の試験後の状態の写真である。通電条件μの試験後の状態を初期状態と比較すると、サンプルＪ，Ｋの何れについても、先端部に特段の損耗は見られない。

【0060】

図３１Ａ～図３１Ｃは、各サンプルの接触抵抗値の測定結果である。図３１Ａは、第１試験で用いたサンプルＣの接触抵抗値のグラフである。図３１Ｂは、第４試験のサンプルＪの接触抵抗値のグラフである。図３１Ｃは、サンプルＫの接触抵抗値のグラフである。図３１ＡのサンプルＣのグラフは比較用であり、Ｒｕめっき層の厚みが１μｍに形成されたサンプルである。何れのグラフも、横軸を通電回数、縦軸を接触抵抗値として、１回の通電毎に測定した接触抵抗値を１つのプロットとして示したグラフである。

【0061】

図３１Ａ～図３１Ｃによれば、サンプルＣ，Ｊ，Ｋの何れについても、通電回数の増加によって接触抵抗値が殆ど変化していない。つまり、通電の繰り返しによって接触抵抗値が増加する（悪化する）ことは殆どない。サンプルＪ，Ｋの接触抵抗値を、サンプルＣの接触抵抗値と比較すると、その差は数ｍΩ程度であり、ほぼ同じである。従って、Ｒｕめっき層の厚みを２０ｎｍにまで薄くしても、接触抵抗値が増加する（悪化する）ことはない。Ｉｒめっき層やＲｈめっき層、Ｏｓめっき層といった白金族元素によるめっき層であっても、Ｒｕめっき層と同様である。

【0062】

（Ｅ）第５試験
第５試験では通電耐久評価を行った。第５試験は、上述の第１～第４試験と異なり、プランジャー母材をベリリウム銅（ＢｅＣｕ）合金としたサンプルを用いた試験である。第５試験では、１種類のサンプル（サンプルＬ）を用意し、第１試験と同様に、これらに対する通電耐久評価を行った。図３２に、試験対象のサンプルの構成を示し、図３３に、第５試験の試験条件を示す。

【0063】

図３２に示すように、サンプルＬは、ベリリウム銅（ＢｅＣｕ）合金を材料としたプランジャー母材の先端部にパラジウム（Ｐｄ）の下地めっき（ めっき）を施した後に、ルテニウム（Ｒｕ）のめっき層を形成したものである。Ｒｕめっき層の厚みは１．０μｍである。

【0064】

図３３に示すように、第５試験では通電条件νによる試験を行った。通電条件νは、印加電流を１５アンペア（Ａ）、印加時間を２０ミリ秒（ｍｓ）として２万５千回の繰り返しの通電を行う、条件である。この通電条件νは、第１試験の通電条件βと同じである。検査対象物は、第１試験と同じくＰＰＦリードフレームである。

【0065】

図３４Ａ～図３９は、第５試験の結果である。図３４Ａ～図３４Ｂは、初期状態におけるサンプルＬの先端部の拡大写真である。図３４Ａは、先端部を上方向から見下ろした上面写真である。図３４Ｂは、先端部を横方向から見た側面写真である。図３５Ａ～図３５Ｂは、通電条件νの試験後の状態におけるサンプルＬの先端部の拡大写真である。図３５Ａは、先端部を上方向から見下ろした上面写真である。図３５Ｂは、先端部を横方向から見た側面写真である。図３４Ａ～図３４Ｂ，図３５Ａ～図３５Ｂによれば、通電条件νの試験後の状態を初期状態と比較すると、サンプルＬの先端部に損耗は見られないが、何らかの付着物が存在していることがわかる。

【0066】

図３６は、通電条件νの試験後の状態におけるサンプルＬの先端部の更なる電子顕微鏡写真であり、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）による撮影画像である。図３６によれば、サンプルＬの先端部に形成したＲｕめっき層にひび割れや溶融は生じておらず、このＲｕめっき層の表面に何らかの付着物が堆積していることがわかる。

【0067】

続いて、この付着物に対してＥＤＸによる成分分析を行った。図３７Ａ～図３７Ｆは、付着物のＥＤＸによる成分画像である。６枚の画像を、図３７Ａ～図３７Ｆとして示している。図３７Ａは、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）による画像である。図３７Ｂは、金（Ａｕ）の成分画像である。図３７Ｃは、パラジウム（Ｐｄ）の成分画像である。図３７Ｄは、ルテニウム（Ｒｕ）の成分画像である。図３７Ｅは、ニッケル（Ｎｉ）の成分画像である。図３７Ｆは、銅（Ｃｕ）の成分画像である。成分画像において、白色或いは灰色の部分が該当する成分を含む部分であり、明度が高いほど含まれる成分の濃度が高いことを示している。

【0068】

図３８は、付着物のＥＤＸによる定性分析結果のグラフである。図３８では、横軸を特性Ｘ線のエネルギー値［ｋｅＶ］、縦軸をカウント数、としており、グラフ中において、固有エネルギー値に相当する元素を併せて表記している。

【0069】

図３７Ａ～図３７Ｆ，図３８によれば、付着物は、パラジウム（Ｐｄ）および金（Ａｕ）が主な成分であり、ルテニウム（Ｒｕ）は含まれていない。従って、付着物は、Ｒｕめっき層が溶融したものではなく、検査対象物としてサンプルの先端部に接触させたＰＰＦリードフレームの成分が転移して堆積したものと推察される。

【0070】

図３９は、サンプルＬの先端部の接触抵抗値の測定結果である。図３９では、横軸を通電回数、縦軸を接触抵抗値として、１回の通電毎に測定した接触抵抗値を１つのプロットとして示したグラフである。図３９によれば、通電の開始直後（２千回程度まで）は接触抵抗値が若干増加したが、それ以降は、通電回数が増加しても接触抵抗値は殆ど変化していない。つまり、通電の繰り返しによって接触抵抗値が増加する（悪化する）ことはなく、プランジャーとしての基本的な性能に問題はない。

【0071】

（Ｆ）第６試験
第６試験では通電耐久評価を行った。第６試験が第３試験と異なる点は、サンプルの先端部を半田材料にコンタクトした状態で長時間通電させたことである。第６試験では、６種類のサンプル（サンプルＰ，Ｑ，Ｒ，Ｓ，Ｔ，Ｕ）を用意し、これらに対する通電耐久評価を行った。図４０に、試験対象のサンプルの構成を示し、図４１に、第６試験の試験条件を示す。

【0072】

図４０に示すように、サンプルＰ，Ｑ，Ｒ，Ｓ，ＴとサンプルＵとは、プランジャー母材の材料が異なる。サンプルＰ，Ｑ，Ｒ，Ｓ，Ｔのプランジャー母材はパラジウム（Ｐｄ）合金である。サンプルＵのプランジャー母材はベリリウム銅（ＢｅＣｕ）合金である。６種類のサンプルＰ，Ｑ，Ｒ，Ｓ，Ｔ，Ｕのうち、サンプルＰは、先端部に表面処理を施さず、めっきをしていない比較用である。

【0073】

サンプルＱは、プランジャー母材の先端部にＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ－Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）コーティング（或いはＤＬＣ膜コーティングとも呼ばれる）を施したものである。サンプルＲは、プランジャー母材の先端部にロジウム（Ｒｈ）のめっき層を形成したものである。Ｒｈめっき層の厚みは１．０μｍである。サンプルＳは、プランジャー母材の先端部にルテニウム（Ｒｕ）のめっき層を形成したものである。Ｒｕめっき層の厚みは１．０μｍである。サンプルＴは、プランジャー母材の先端部に金（Ａｕ）のめっき層を形成したものである。Ａｕめっき層の厚みは１．０μｍである。

【0074】

サンプルＵは、プランジャー母材の先端部にニッケル／パラジウム／ルテニウム（Ｎｉ／Ｐｄ／Ｒｕ）の三つのめっき層を形成したものである。Ｎｉ／Ｐｄ／Ｒｕめっき層の厚みは１．０μｍである。

【0075】

図４１に示すように、第６試験では、１種類の通電条件ξによる試験を行った。通電条件ξは、印加電流を１アンペア（Ａ）、印加時間を７２時間（ｈ）、雰囲気温度を摂氏１２０度として、サンプルの先端部を検査対象物に継続的に接触させて通電を行う、条件である。デバイスの検査が高温で長時間にわたる試験となった場合の過酷な条件を想定した。検査対象物は、半田材料（半田ブロック）であり、いわゆる低融点半田である。

【0076】

図４２Ａ～図４２Ｆは、第６試験の結果である。各サンプルの試験後の状態の電子顕微鏡写真であり、先端部を斜め上方から見下ろした写真である。図４２ＡはサンプルＰの写真であり、図４２ＢはサンプルＱの写真であり、図４２ＣはサンプルＲの写真である。図４２ＤはサンプルＳの写真であり、図４２ＥはサンプルＴの写真であり、図４２ＦはサンプルＵの写真である。

【0077】

図４２Ａによれば、Ｐｄ合金のプランジャー母材にめっきを施さなかったサンプルＰは、Ｐｄ合金内成分と半田成分のＳｎ（すず）とが反応し、ＰｄとＳｎとの合金が先端部に生成されていることが分かる。サンプルＰの先端部は、損耗している。

【0078】

図４２Ｂ～図４２Ｆによれば、サンプルＱ，Ｒ，Ｓ，Ｔ，Ｕには先端部に損耗が生じていないことが分かる。図４２Ｅによれば、サンプルＴの先端部にＳｎ（すず）が付着しているが、半田による喰われが生じておらず、先端部に損耗は生じていない。

【0079】

［考察］
コンタクトプローブ１が有する第１プランジャー１０および第２プランジャー２０の先端部を評価するため、第１プランジャー１０を模擬したサンプルに対する６種類の試験（第１～第６試験）を行った。これらの試験結果から、プランジャーの先端部に、ルテニウム（Ｒｕ）やイリジウム（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒｈ）などの白金族元素を主成分とする白金族層１３を、厚みが０．０２μｍ以上のめっき層として形成することで、高電流の通電検査においても、検査対象物と接触させる先端部が摩耗や損耗しにくい、ことが確認された。

【0080】

第１試験では、サンプルＢおよびサンプルＣの何れについても、１５Ａの高電流による２万５千回の繰り返しの通流を行った後に、その先端部に顕著な損耗は見られなかった。サンプルＢは、厚みが０．５μｍのイリジウム（Ｉｒ）によるめっき層（Ｉｒめっき層）を形成したプランジャーである。サンプルＣは、厚みが１．０μｍのルテニウム（Ｒｕ）によるめっき層（Ｒｕめっき層）を形成したプランジャーである。

【0081】

従って、第１プランジャー１０の白金族層１３として、厚みが０．５μｍのイリジウム（Ｉｒ）によるめっき層（Ｉｒめっき層）、或いは、厚みが１．０μｍのＲｕルテニウム（Ｒｕ）によるめっき層（Ｒｕめっき層）、を形成することで、高電流の繰り返しの通電に対する耐性を有する。特に、厚みが１．０μｍのＲｕめっき層を形成したサンプルＣについては、先端部に溶融もひび割れも生じていないことから、より良好な繰り返しの通電に対する耐性を有する。

【0082】

第２試験では、第１試験のサンプルＢ，Ｃそれぞれと同じサンプルであるサンプルＥ，Ｆの何れについても、２Ａおよび５Ａの印加電流によるスパークを発生させた後に、その先端部に若干の溶融が生じているが、ひび割れや破壊などは生じていない。高電流である１５Ａの印加電流によるスパークを発生させた後は、その先端部のＲｕめっき層或いはＩｒめっき層の溶融が生じたが、内側のプランジャー母体は溶融していない。

【0083】

従って、第１プランジャー１０の白金族層１３として、厚みが０．５μｍのイリジウム（Ｉｒ）によるめっき層（Ｉｒめっき層）、或いは、厚みが１．０μｍのルテニウム（Ｒｕ）によるめっき層（Ｒｕめっき層）、を形成することで、十分なスパーク耐性を有する。特に、Ｒｕめっき層を形成したサンプルＦのほうが、Ｉｒめっき層を形成したサンプルＥよりも溶融サイズが小さいことから、より良好なスパークに対する耐性を有する。

【0084】

第３試験では、検査対象物を半田バーとした場合に、第１試験のサンプルＢ，Ｃそれぞれと同じサンプルであるサンプルＨ，Ｉの何れについても、１２Ａの高電流による１万２千５百回の繰り返しの通流を行った後の先端部の損耗量は、めっき層を形成しないサンプルＧに比較して同じ程度或いは減少した。

【0085】

従って、第１プランジャー１０の白金族層１３として、厚みが０．５μｍのイリジウム（Ｉｒ）によるめっき層（Ｉｒめっき層）、或いは、厚みが１．０μｍのルテニウム（Ｒｕ）によるめっき層（Ｒｕめっき層）、を形成することで、第１プランジャー１０の先端部が接触する検査対象物の電極が半田バンプ或いは半田ボールである場合に生じる摩耗や損耗を軽減することができる。特に、Ｒｕめっき層を形成したサンプルＩのほうが、Ｉｒめっき層を形成したサンプルＨよりも損耗量が小さいことから、摩耗や損耗の軽減にはより好適である。

【0086】

第４試験では、厚みが２０．８ｎｍのＲｕめっき層を形成したサンプルＪ、および、厚みが１８５ｎｍのＲｕめっき層を形成したサンプルＫ、の何れについても、１５Ａの高電流による２万５千回の繰り返しの通流を行った後に、その先端部に特段の損耗は見られなかった。繰り返しの通電によって、サンプルの先端と検査対象物との間の接触抵抗値が増加する（悪化する）ことはない、ことも確認された。

【0087】

従って、第１～第３試験で特に良好な耐性が得られたＲｕめっき層については、更に厚みを薄くした２０．８ｎｍ（≒０．０２μｍ）であっても、同様に高電流の繰り返しの通電に対する耐性を有する。第１プランジャー１０の白金族層１３の厚みは０．０２μｍ以上あればよい。

【0088】

第５試験では、プランジャー母材を、第１～第４試験で用いたパラジウム（Ｐｄ）合金とは別の材料であるベリリウム銅（ＢｅＣｕ）を用いたサンプルＬについて、１５Ａの高電流による２万５千回の繰り返しの通流を行った。しかし、その先端部に特段の損耗は見られなかった。このサンプルＬについて、繰り返しの通電による接触抵抗値の増加は見られなかった。

【0089】

従って、高電流の通電検査において摩耗や損耗が生じにくい良好な耐性を有するには、先端部に、Ｒｕめっき層やＩｒめっき層による白金族層１３を形成すればよく、プランジャー母材１１の材料は限定されない、ことが確認された。

【0090】

第６試験では、様々なサンプルについて、雰囲気温度摂氏１２０度の中、先端部を半田材料に接触させた状態で、１Ａ電流を７２時間の間通電し続ける通電耐久評価を行った。使用したサンプルは、プランジャー母材をパラジウム（Ｐｄ）合金とし、めっき層の材料を異ならせたサンプルＰ，Ｑ，Ｒ，Ｓ，Ｔと、プランジャー母材をベリリウム銅（ＢｅＣｕ）合金とし、めっき層をニッケル／パラジウム／ルテニウム（Ｎｉ／Ｐｄ／Ｒｕ）の三層としたサンプルＵと、である。

【0091】

この結果、先端部にロジウム（Ｒｈ）のめっき層を形成したサンプルＲや、先端部にルテニウム（Ｒｕ）のめっき層を形成したサンプルＳ、先端部にニッケル／パラジウム／ルテニウム（Ｎｉ／Ｐｄ／Ｒｕ）の三つのめっき層を形成したサンプルＵ、を含むサンプルＱ，Ｒ，Ｓ，Ｔ，Ｕには、先端部に損耗が生じないことが確認された。サンプルＱ，Ｒ，Ｓ，Ｕには、先端部に半田成分であるすず（Ｓｎ）が付着していないことが確認された。白金族元素を主成分とする白金族層１３をめっき層として形成することで、半田材料に対する高温且つ長時間の通電検査においても、半田材料と接触する先端部はすず（Ｓｎ）が付着せず摩耗や損耗しにくいことが確認された。

【0092】

［作用効果］
以上の試験結果から、本実施形態のコンタクトプローブ１のプランジャー（第１プランジャー１０および第２プランジャー２０）は、通電検査において摩耗や損耗が生じにくい構成であることが確認された。白金族層１３は、白金族元素を主成分として形成すると好適であるが、特に、ルテニウム（Ｒｕ）を主成分として形成するとより好適である。通電検査において摩耗や損耗が生じにくいコンタクトプローブ１であるため、通電検査に用いた場合に、交換作業の手間やコストが削減できる。さらに、第６試験の試験結果から、本実施形態のコンタクトプローブ１のプランジャーは、プランジャーの先端部を半田材料に接触させた状態では、通電検査において先端部にすず（Ｓｎ）が付着せず摩耗や損耗が生じにくい構成であることが確認された。白金族層１３は、白金族元素を主成分として形成すると好適であるが、特に、ルテニウム（Ｒｕ）やロジウム（Ｒｈ）を主成分として形成するとより好適である。プランジャーの先端部を半田材料に接触させた状態で行う通電検査において、先端部にすず（Ｓｎ）が付着せず摩耗や損耗が生じにくいコンタクトプローブ１であるため、通電検査に用いた場合に、交換作業の手間やコストが削減できる。

【0093】

［変形例］
なお、本発明の適用可能な実施形態は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能なのは勿論である。

【0094】

上記実施形態では、白金族層１３を構成する白金族元素の例として、ルテニウム（Ｒｕ）、イリジウム（Ｉｒ）或いはロジウム（Ｒｈ）の例を詳細に説明した。しかし、これらに代えて、オスミウム（Ｏｓ）で白金族層１３を構成するとしてもよい。

【0095】

第１プランジャー１０や第２プランジャー２０の先端部において、白金族層１３の外側に、更に、金（Ａｕ）や金（Ａｕ）合金、パラジウム（Ｐｄ）、パラジウム（Ｐｄ）合金によるめっき層を形成しても良い。

【0096】

被覆層１２を形成することなくプランジャー母材１１の外側に、白金族層１３を形成することとしても良い。

【0097】

［概括（ｇｅｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎ）］
幾つかの実施形態およびその変形例について説明した。これらの開示は、次のように概括することができる。

【0098】

本開示の一態様は、導電性の基材層と、前記基材層の外側に設けられた白金族元素を主成分とする白金族層と、を有したプランジャーである。

【0099】

本態様によれば、導電性の基材層の外側に、白金族元素を主成分とする白金族層を有するプランジャーを実現することができる。ルテニウム（Ｒｕ）やイリジウム（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒｈ）、オスミウム（Ｏｓ）といった白金族元素は、融点が２０００度超と比較的高く、通電による溶融が発生しにくい。そのため、通電検査において摩耗や損耗を発生しにくくできる。さらに、プランジャーの先端を半田材料に接触させた状態で行う通電検査において、先端部に半田成分が付着しにくく摩耗や損耗も生じにくいプランジャーとすることができる。

【0100】

母材が前記基材層であり、検査対象物に接触する先端部において、前記基材層の外側に前記白金族層を有する、としても良い。

【0101】

これにより、検査対象物に接触する先端部が摩耗しにくいプランジャーを実現できる。

【0102】

前記基材層の外側に金（Ａｕ）又はパラジウム（Ｐｄ）を主成分とする被覆層を有し、前記先端部において、前記被覆層の外側に前記白金族層を有する、としてもよい。

【0103】

これにより、基材層と白金族層の間に有する、金又はパラジウムを主成分とする被膜層によって、基材層と白金族層との密着性を高めることができる。

【0104】

前記白金族層は表面層である、としてもよい。

【0105】

これにより、白金族層の形成を、プランジャーを製造する最後の工程とすることができるため、例えば従来のプランジャーの製造工程の最後に１つの工程を追加するだけで済む。また、白金族層を表面層とすることで、白金族層を表面層としない場合に比較して、摩耗や損耗が発生しにくいプランジャーとすることができる。

【0106】

前記白金族層は、厚みが０．０２μｍ以上である、としてもよい。

【0107】

これにより、白金族層の厚みを０．０２μｍ以上とすることで、通電検査に用いても摩耗や損耗が発生しにくいプランジャーを実現できる。

【0108】

前記白金族層は、イリジウム（Ｉｒ）を主成分とする、としてもよい。

【0109】

これにより、白金族層を、イリジウム（Ｉｒ）を主成分として形成することができる。

【0110】

前記白金族層は、ルテニウム（Ｒｕ）を主成分とする、としてもよい。

【0111】

これにより、白金族層を、ルテニウム（Ｒｕ）を主成分として形成することができる。ルテニウム（Ｒｕ）を主成分として白金族層を形成した場合には、イリジウム（Ｉｒ）を主成分として白金族層を形成した場合に比較して、摩耗や損耗が生じにくいプランジャーとすることができる。さらに、プランジャーの先端を半田材料に接触させた状態で行う通電検査において、先端部に半田成分が付着しにくく摩耗や損耗も生じにくいプランジャーとすることができる。

【0112】

前記白金族層は、ロジウム（Ｒｈ）を主成分とする、としてもよい。

【0113】

これにより、白金族層を、ロジウム（Ｒｈ）を主成分として形成することができる。さらに、プランジャーの先端を半田材料に接触させた状態で行う通電検査において、先端部に半田成分が付着しにくく摩耗や損耗も生じにくいプランジャーとすることができる。

【0114】

前記白金族層は、オスミウム（Ｏｓ）を主成分とする、としてもよい。

【0115】

これにより、白金族層を、オスミウム（Ｏｓ）を主成分として形成することができる。

【0116】

上述の何れかのプランジャーと、端部が前記プランジャーに当接するスプリングと、を備えたコンタクトプローブ、を構成してもよい。

【0117】

これにより、通電検査に用いても、検査対象物に接触するプランジャーの摩耗や損耗が生じにくいコンタクトプローブを実現することができる。

【符号の説明】

【0118】

１…コンタクトプローブ
１０…第１プランジャー
１１…プランジャー母材、
１２…被覆層、
１３…白金族層
２０…第２プランジャー
３０…スプリング
４０…バレル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12A】

【図12B】

【図12C】

【図12D】

【図12E】

【図12F】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27A】

【図27B】

【図27C】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31A】

【図31B】

【図31C】

【図32】

【図33】

【図34A】

【図34B】

【図35A】

【図35B】

【図36】

【図37A】

【図37B】

【図37C】

【図37D】

【図37E】

【図37F】

【図38】

【図39】

【図40】

【図41】

【図42A】

【図42B】

【図42C】

【図42D】

【図42E】

【図42F】