JP2001027649A - 極細金属パイプとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 測定用プローブのソケットの素材としての極
細金属パイプを安定した工程の基に、均一な品質で多量
に、且つ迅速に製造する方法とソケットに好適な極細金
属パイプの形態を提供する。 【解決手段】 製造方法としては、外周部の金属と異な
る金属からなる芯材３有する２重構造のワイヤーを引抜
き法により細径化し、所定の太さの外径に形成した後、
複数の前記ワイヤーを集合して接着剤にて固定した後、
所定の寸法の前記ワイヤーに切断して、前記ワイヤーの
芯材のみを溶解する溶液中に浸漬して金属パイプを作製
し、前記接着剤を除去する薬品中１１に浸漬して単独の
前記金属パイプ１０を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体チップ、半
導体用パッケージ及び液晶表示装置等の回路の検査に用
いられる超微細測定用プローブの一部を構成する極細金
属パイプとその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より半導体チップ内に形成してある
コンデンサー、トランジスタ、ダイオード及び抵抗等の
回路要素の検査は、リード線に測定用プローブ（探針）
を当接し、電気信号を印加して機能を測定していた。と
ころが半導体チップの高密度、高集積化によって、一平
面上に放射状に配置されるリード線に留まらず、多層に
配置されるピングリットアレイ（略称ＰＧＡ）において
は、ピングリットピッチが０．６ｍｍとか、ボールグリ
ットアレイ（略称ＢＧＡ）に至ってはボールグリットピ
ッチが０．４ｍｍにまで集積化されている。

【０００３】図６に、この様なＢＧＡにてＩＣ基板１０
０に搭載されている半導体チップの全体図を示す。搭載
されている半導体チップ１０１の周辺には、多層のリー
ド回路に接続しているボールグリット１０２が配置され
ている。そのボールグリットピッチは、０．４ｍｍのも
のも存在する。

【０００４】図７に、この半導体チップ１０１を検査す
るマイクロチェッカー１５０の測定用プローブの収納ブ
ロックの全体図を示す。収納ブロック１５１は、電気絶
縁性を有するフェノール樹脂等から成り、ボールグリッ
ト１０２の配列に整合した測定用プローブの挿入穴１５
２が設けられている。挿入穴１５２の底部１５２ｂに
は、拡大断面図Ｘに示すように測定用プローブ２００の
リード線２０４が通過するだけの小径の穴１５２ａが形
成され、底部１５２ｂで測定用プローブ２００が係止さ
れるようになっている。

【０００５】図８に、測定用プローブ２００の拡大した
全体図を示す。２０１は、導電体から成るプランジャー
であり、首下部２０１ａは極細金属パイプであるソケッ
ト２０２内に挿入されている。プランジャー２０１の先
端は、ボールグリット１０２に当接するのに適した形状
であれば良く、円錐状、半球状または平坦であっても良
い。又、プランジャー２０１の首下部２０１ａの中間部
分に小径部２０１ｂが形成されている。ソケット２０２
の終端は、リード線２０４が図８のようにカシメ又は半
田付けによって固定され、プランジャー２０１の首下部
２０１ａとの間に、導電体の極細のコイルスプリング２
０３が収納されている。そしてプランジャー２０１は、
コイルスプリング２０３によって付勢され、探針誤差を
吸収するためストロークＬだけ縮むことができる。スト
ロークＬの寸法は、首下部２０１ａに設ける小径部２０
１ｂに対し、ソケット２０２の一部を塑性加工する絞り
部２０２ａの位置によって定まる。この測定用プローブ
２００自体には、スイッチング機能はなく全体が導電体
となっている。

【０００６】測定用プローブ２００は、図７の挿入穴１
５２に生け花の剣山のように係止され、プランジャー２
０１の先端が各ボールグリット１０２に接触することで
通電し、予め定められたプログラムに従って半導体チッ
プ１０１の機能が測定される。

【０００７】図６のＢＧＡにて搭載されている半導体チ
ップ１０１を検査する測定用プローブ２００の実体寸法
が、図８に示すプランジャー２０１の先端部外径Ｄ１＝
０．２８ｍｍ、首下部２０１ａの外径ｄ＝０．１５ｍｍ
であれば、ソケット２０２の外径Ｄ２を０．２６ｍｍと
すれば、図７の収納ブロック１５１の絶縁壁の厚さは、
０．１４ｍｍ、隣接するプランジャー２０１の隙間は
０．１２ｍｍ確保され、測定用プローブ２００同志が短
絡することはない。

【０００８】次に、ソケット２０２の素材となる外径
０．２６ｍｍ、肉厚０．０５５ｍｍの極細金属パイプを
得る手段について説明する。古来から継目なし鋼管の製
造方法としては、せん孔圧延機によるマンネスマン法や
スティフェル法が知られている。この技術を応用して薄
肉細管を得るのに、プラグミル法が一般的な手段として
知られている。

【０００９】図９に、プラグミル法による延伸圧延機２
５０の概念図を示す。せん孔圧延機によって製造された
大径の金属パイプ２５１の内径にフローティングプラグ
２５２を挿入して、適切な絞り円錐角を有するダイス２
５３によって延伸する。この工程を繰り返すことによ
り、所望の細径金属パイプが得られる。しかし、この方
法では、金属パイプが細径化され肉厚が薄くなるにつ
れ、延伸の際の引抜き力によって細径金属パイプが裂断
されるため、細径金属パイプとしては内径０．５ｍｍ、
肉厚０．０６ｍｍが限界である。そこで、プラグミル法
である程度細径にした後に、単なる絞り圧延によって外
径を縮径化する方法もあるが、この方法では肉厚の変化
が微量で内径が不均一になる欠点がある。

【００１０】測定用プローブ２００のソケット２０２の
素材となる極細金属パイプを得るのには、プラグミル法
によって得られた細径金属パイプに更に縮径のための追
加々工が必要である。次に、幾つかの手段の内、代表的
なものについて説明する。

【００１１】図１０は、水圧法を用いて極細金属パイプ
を得るための概念図である。プラグミル法によって細径
化された金属パイプ３０１内に、オイル又はパウダー状
の離形剤を塗布した所定の太さの心棒３０２を挿入し、
キャビティ３０３を有する水圧ケース３０４に収納して
両端をシール部材３０５にて液封する。そして、別途設
ける高圧ポンプから水又は油の高圧液体を導入孔３０６
から注入し、細径金属パイプ３０１の内径を心棒３０２
の太さに減縮すると共に、高圧液体の圧力を調整するこ
とで所望の肉厚を得る。この方法では、両端のシール部
材３０５周辺には圧力が作用しないので、この周辺の細
径金属パイプ３０１の外径に変化はなく軸方向に延伸さ
れるだけだから、シール部材３０５の液封位置を予めず
らせて設ければ、高圧液体が漏れる心配はない。最終的
には高圧液体を除圧後、細径金属パイプ３０１を水圧ケ
ースより外して、心棒３０２を抜き、任意の長さのソケ
ット２０２の素材としての極細金属パイプにカットす
る。

【００１２】図１１は、延展法を用いて極細金属パイプ
を得るための概念図である。剛性の高い静止した円筒３
５１の内側に、硬質ゴムのドラム３５２を、円筒３５１
の内側とドラム３５２の外周とに隙間Ｓを持たせて平行
に設置し、ドラム３５２を矢印の方向に強制回転させ、
回入側からプラグミル法によって得られた細径金属パイ
プ３０１を噛み込ませる。なお、細径金属パイプ３０１
内には、オイル又はパウダー状の離形剤を塗布した所定
の太さの心棒３０２が挿入されている。極細金属パイプ
３０１が所定の外径に縮径されるまで、円筒３５１の中
心Ａとドラム３５２の中心Ｂの距離を変えて間隙Ｓを調
整しながら、前記動作を繰り返す。最終的には、極細金
属パイプ３０１から心棒３０２を抜き取り、この後、極
細金属パイプ３０１を所定の長さにカットして任意の長
さのソケット２０２を得る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】水圧法や延展法のよう
な従来技術では、ソケットの素材としての極細金属パイ
プを得るのに多数の工程を必要とし、しかも、均一な極
細金属パイプを多量に迅速に得ることが困難である。さ
らに、半導体チップの高密度化がますます進みチップサ
イズパッケージ（略称ＣＳＰ）と称される半導体チップ
の搭載方法では、チップサイズピッチが０．２５ｍｍに
集積化されたものも出現している。このＣＳＰにて搭載
されている半導体チップを検査するソケットの外径は、
０．１５ｍｍ以下で肉厚も０．０１５ｍｍ以下のものが
要求される。本発明は、このようなソケット用の極細金
属パイプを安定した工程の基に、均一な品質で多量に、
且つ迅速に製造する方法とソケット素材として好適な極
細金属パイプを提供する。

【００１４】

【課題を解決するための手段】製造方法としては、外周
部の金属と異なる金属からなる芯材を有する２重構造の
外径が０．３ｍｍ以下のワイヤーを引抜き法により細径
化し、所定の太さの外径に形成した後、複数の前記ワイ
ヤーを集合して接着剤にて固定した後、所定の寸法の前
記ワイヤーに切断して、前記ワイヤーの芯材のみを溶解
する溶液中に浸漬して金属パイプを作製し、前記接着剤
を除去する薬品中に浸漬して単独の前記金属パイプを得
る。

【００１５】極細金属パイプとしては、測定用プローブ
に用いられ外径Ｄが、０．３ｍｍ以下であるものが好ま
しい。さらには、内径ｄとの比が、ｄ／Ｄ≧０．７５で
あるものが好ましく、極細金属パイプの金属が、Ｃｕ、
Ａｇ、Ａｕ、Ｆｅ、Ｎｉのいずれか１種、またはそれを
主成分とすることがより好ましい。

【００１６】

【発明の実施の形態】先ず、本発明による極細金属パイ
プの製造方法について説明する。本発明の着想は、外周
部の金属と異なる金属からなる２重構造のワイヤー（通
称クラッド線）を用いることである。先ず、図１に示す
ようにプラグミル法によって比較的大径の金属パイプ２
を形成し、内部に芯材３を挿入して任意の長さのクラッ
ド線１を得る。

【００１７】次に、図２に示すように、クラッド線１
は、順次細径化させるダイス４を通過させて所定の外径
に伸線する。仮にクラッド線１の外径が０．１５ｍｍと
なっても、プラグミル法により形成される金属パイプの
ように、中空ではないのでクラッド線１は、伸線張力に
耐えることができる。又、当初にクラッド線１を構成す
る金属パイプ２の外径Ｄと芯材３の外径ｄをｄ／Ｄ≧
０．７５に設定すれば、本発明の金属の組合わせであれ
ば、最終ダイスを通過後もその比率は殆ど変化しないこ
とが確かめられている。

【００１８】その後、図３に示すように所定の外径に細
径化された多数のクラッド線１を集合して、その端面を
揃えウレタン、シアノアクリル等の樹脂から成る接着剤
５にて仮止めした第１の集合ロット６を造る。外径が
０．３ｍｍ以下で肉厚が極薄の短い金属パイプは、製造
工程中の僅かの外力によって変形し易く、散逸する恐れ
があるので纏めて一括処理できるよう、先ず、第１の集
合ロット６を造る。

【００１９】続いて、第１の集合ロット６は、所定のソ
ケットの長さに砥石を用いてカットし、第２の集合ロッ
ト９を造る。芯材３が存在し周辺が樹脂で固められた第
１の集合ロット６の姿でカットすれば、砥石の切断面の
内外に出るバリの発生を抑えると共に、極細金属パイプ
に損傷をあたえる機会が飛躍的に減少する。

【００２０】次に、図４に示すように、芯材３のみを溶
かす溶解液７を満たした開放容器８中に、第２の集合ロ
ット９を投入して所定の時間浸漬し、ソケット２０２に
相当する金属パイプ２のみを残す。溶解液７は、アンモ
ニア錯体や酸でも良いがアルカリ溶液が望ましく、Ｎａ
ＯＨ、ＫＯＨ等の溶液を用いることができる。このため
金属パイプ２には、導電性のあるＣｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｆ
ｅ、Ｎｉのいずれか１種、またはそれを主成分とする例
えば、ＳＵＳ３０４（１８Ｎｉ−８Ｃｒ−Ｆｅ）、コバ
ール（２９Ｎｉ−１７Ｃｏ−Ｆｅ）、４２Ｎｉ−Ｆｅ、
５０Ｎｉ−Ｆｅ等の合金々属が好ましく、芯材３の金属
にはＡｌが好適である。その後、第２の集合ロット９を
開放容器７から取出し水洗後乾燥する。

【００２１】続いて、図５に示すように、第２の集合ロ
ット９を単体の極細金属パイプ１０に分離するため、第
２の集合ロット９の接着剤のみを溶かす有機溶剤１１を
満たした開放容器１２に、第２の集合ロット９を投入し
て所定の時間浸漬する。有機溶剤１１としては、アセト
ン、セロソルグ、ジメチルホルムアシド等を用いること
ができる。そして、開放容器１２から取出した極細金属
パイプ１０は、水洗後乾燥すれば使用可能となるが、全
工程終了後に金メッキ処理を施せば酸化の心配がなくな
る。

【００２２】次に、以上の製造方法によって極細金属パ
イプ１０を形成した実施例について説明する。 (実施例１)ＢＧＡに搭載されている半導体チップの測定
用プローブのソケット外径Ｄは、０．３ｍｍ以下で、且
つ、内径ｄはプランジャーやコイルスプリングを収納す
るため、可能な限り太くしたい。従って、ｄ／Ｄ≧０．
７５であることが好ましく、肉厚は０．０３７５ｍｍ以
下となる。

【００２３】外径５ｍｍ、肉厚０．５ｍｍのＳＵＳ３０
４（１８Ｎｉ−８Ｃｒ−Ｆｅ）から成る金属パイプ２と
外径４ｍｍのＡｌから成る芯材３を用意し、２重構造の
ワイヤーであるクラッド線１を準備した。図２のダイス
４による延伸引抜き作業にて、外径を０．２８ｍｍに細
径化し、長さ３０ｃｍにカットしたものをウレタン樹脂
から成る接着剤５にて、１００本毎の第１の集合ロット
６を造った。

【００２４】次に、ソケットの長さに相当する３０ｍｍ
幅に砥石によってクラッド線１をカットして、第２の集
合ロット９を造った。図４の芯材３のＡｌを溶かす２５
％濃度のＮａＯＨ水溶液である溶解液７を満たした開放
容器８中に、第２の集合ロット９を２０時間浸漬して芯
材３を溶解した。第２の集合ロット９を開放容器７から
取出し水洗後乾燥した。次いで、第２の集合ロット９の
接着剤５のみを溶かすアセトンから成る有機溶剤１１を
満たした開放容器１２に、第２の集合ロット９を投入し
て１時間浸漬した。開放容器１２から取出した極細金属
パイプ１０は、ｄ／Ｄ≧０．７５の条件を満たす、外径
０．２８ｍｍ、内径０．２２４ｍｍのソケット素材とし
て好適な肉厚０．０２８ｍｍの薄肉パイプが得られた。

【００２５】(実施例２)ＣＳＰにて搭載されている半導
体チップの測定用プローブのソケット外径Ｄは、０．１
５ｍｍ以下で、且つ、内径ｄはプランジャーやコイルス
プリングを収納するため、可能な限り太くしたい。従っ
て、ｄ／Ｄ≧０．７５であることが好ましく、肉厚は
０．０１８７ｍｍ以下となる。

【００２６】外径５ｍｍ、肉厚０．５ｍｍのＣｕから成
る金属パイプ２と外径４ｍｍのＡｌから成る芯材３を用
意し、２重構造のワイヤーであるクラッド線１を準備し
た。図２のダイス４による延伸引抜き作業にて、外径を
０．１５ｍｍに細径化し、長さ３０ｃｍにカットしたも
のをウレタン樹脂から成る接着剤５にて、１００本毎の
第１の集合ロット６を造った。

【００２７】次に、ソケットの長さに相当する１０ｍｍ
幅に砥石によってクラッド線１をカットして、第２の集
合ロット９を造った。図４の芯材３のＡｌを溶かす２５
％濃度のＮａＯＨ水溶液である溶解液７を満たした開放
容器８中に、第２の集合ロット９を１０時間浸漬して芯
材３を溶解した。第２の集合ロット９を開放容器７から
取出し水洗後乾燥した。次いで、第２の集合ロット９の
接着剤５のみを溶かすアセトンから成る有機溶剤１１を
満たした開放容器１２に、第２の集合ロット９を投入し
て１時間浸漬した。開放容器１２から取出した極細金属
パイプ１０は、ｄ／Ｄ≧０．７５の条件を満たす、外径
０．２８ｍｍ、内径０．２２４ｍｍのソケット素材とし
て好適な肉厚０．０２８ｍｍの薄肉パイプが得られた。

【００２８】

【発明の効果】外周部の金属と異なる金属からなる芯材
を有する２重構造のワイヤーを、延伸引抜き作業によっ
て所定の外径に順次細径化し、芯材に相当する金属のみ
を溶かす溶解液中に浸漬して、外筒に相当する薄肉のパ
イプを形成した。特に、外径が０．３ｍｍ以下に好適で
あり、さらには、内径ｄと外径Ｄとの比が、ｄ／Ｄ≧
０．７５であるような測定用プローブのソケットに用い
ることが好適であり、このような極細金属パイプが、均
一な品質で多量に、且つ迅速に製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のクラッド線の複合工程の概念図であ
る。

【図２】本発明のクラッド線の延伸引抜き工程の概念図
である。

【図３】本発明のクラッド線の第１の集合ロットの全体
図である。

【図４】本発明のクラッド線の芯材を溶かす工程の説明
図である。

【図５】本発明の金属パイプを極細金属パイプに分離す
る工程の説明図である。

【図６】ＩＣ基板に搭載されている半導体チップの全体
図である。

【図７】半導体チップを検査するプローブの収納ブロッ
クの全体図である。

【図８】測定用プローブの拡大した全体図である。

【図９】プラグミル法による延伸圧延機の概念図であ
る。

【図１０】水圧法を用いて極細金属パイプを得るための
概念図である。

【図１１】延展法を用いて極細金属パイプを得るための
概念図である。

【符号の説明】

１ クラッド線 ２ 金属パイプ ３ 芯材 ４ ダイス ５ 接着材 ６ 第１の集合ロット ７ 溶解液 ８、１２ 開放容器 ９ 第２の集合ロット １０ 極細金属パイプ １１ 有機溶剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G003 AA07 AG03 AH00 2G011 AA07 AA16 AB01 AB03 AB04 AF07 4M106 AA02 AA04 AA20 BA01 BA14 DD04

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周部の金属と異なる金属からなる芯材
   を有する２重構造のワイヤーを引抜き法により細径化
   し、所定の太さの外径に形成した後、複数の前記ワイヤ
   ーを集合して接着剤にて固定した後、所定の寸法の前記
   ワイヤーに切断して、前記ワイヤーの芯材のみを溶解す
   る溶解液中に浸漬して金属パイプを作製し、前記接着剤
   を除去する薬品中に浸漬して単独の前記金属パイプを得
   ることを特徴とする測定用プローブのソケットに用いる
   極細金属パイプの製造方法。
2. 【請求項２】 前記ワイヤーの引抜き法で細径化される
   外径が、０．３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項
   １に記載の測定用プローブのソケットに用いる極細金属
   パイプの製造方法。
3. 【請求項３】 前記金属パイプの外径Ｄが、０．３ｍｍ
   以下であり、その内径ｄとの比が、ｄ／Ｄ≧０．７５で
   あることを特徴とする測定用プローブのソケットに用い
   る極細金属パイプ。
4. 【請求項４】 前記金属パイプの金属が、Ｃｕ、Ａｇ、
   Ａｕ、Ｆｅ、Ｎｉのいずれか１種、またはそれを主成分
   とすることを特徴とする請求項３に記載の測定用プロー
   ブのソケットに用いる極細金属パイプ。