JP2014182976A - 電気接触子及び電気部品用ソケット - Google Patents

Abstract

【課題】電気接触子とＩＣパッケージの接続端子との間において、電気抵抗値の急激な上昇が発生するまでの試験回数の減少を緩和する。
【解決手段】ＩＣパッケージが収容されるソケット本体にはコンタクトピン３２が設けられ、収容されたＩＣパッケージの接続端子と電気的に接触する。コンタクトピン３２は、導電性を有する基材６２に対して、基材６２から順に、Ｎｉを含む下地層６４と、表層６６と、が積層された複数層を形成してなる。また、表層６６は、下地層６４側の第１層６８と、ＩＣパッケージの接続端子と接触する第２層７０とで構成されている。第１層６８は、熱を加えることによりＳｎが溶け込んで拡散する材料のうち、Ｓｎの拡散速度がＰｄよりも遅い材料であるＰｄ−Ｎｉ合金を主成分とするメッキ層で形成される。第２層７０は、Ｓｎの拡散速度が第１層６８よりも遅い材料であるＡｇを主成分とするメッキ層で形成される。
【選択図】図７

Description

本発明は、半導体装置（以下、「ＩＣパッケージ」という）など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。

従来から、ＩＣパッケージなどの電気部品に電気的に接続される電気接触子には、外部の導通試験回路上に配置される電気部品用ソケットとしてのＩＣソケットに設けられたコンタクトピンがある。ＩＣパッケージはＩＣソケットに収容されることにより、ＩＣパッケージの接続端子と導通試験回路の電極とがコンタクトピンを介して電気的に接続され、この状態で熱を加えてバーンイン試験が行われる。

ここで、ＩＣパッケージの接続端子として、主成分がスズ（Ｓｎ）で、鉛（Ｐｂ）を含有しない、いわゆる鉛フリー半田により形成されるものがあるが、このようなＩＣパッケージの接続端子と電気的に接続されるコンタクトピンが、金（Ａｕ）メッキ（極微量のＣｏが添加されている）層を最表層とし、ニッケル（Ｎｉ）を下地層として形成されている場合には、次のような問題が生じる。

すなわち、バーンイン試験を行うと、ＩＣパッケージの接続端子に含まれるＳｎがコンタクトピンのＡｕに溶け込み拡散することでＡｕ-Ｓｎ合金を形成して、コンタクトピンにＩＣパッケージの接続端子が貼り付いてしまう。そして、バーンイン試験完了後、コンタクトピンからＩＣパッケージの接続端子を引き剥がすと、Ａｕ-Ｓｎ合金の脆い性質によりＡｕ-Ｓｎの層間で破断が起き、コンタクトピンのＡｕの一部がＩＣパッケージの接続端子側に奪われてしまうため、バーンイン試験を繰り返すことにより、コンタクトピンのＡｕが殆ど奪われて下地層のＮｉが露出してしまう。このため、ＩＣパッケージの接続端子に含まれるＳｎがコンタクトピンの材料中に拡散しなくなり、コンタクトピンへ付着したＳｎは酸化して絶縁体を構成し易くなる。したがって、試験回数が多くなるにつれて、コンタクトピンとＩＣパッケージの接続端子との間で電気抵抗値が急激に上昇して電気的に接続ができなくなり、バーンイン試験において良品パッケージを誤って不良と判断するおそれがある。

このため、従来のコンタクトピンには、下地層のＮｉの外側に、パラジウム（Ｐｄ）メッキ層を重ねて形成するとともに、さらにその外側に、Ｐｄメッキ層よりもＳｎの拡散速度が遅い銀（Ａｇ）メッキ層を最表層として形成して、コンタクトピンとＩＣパッケージの接続端子とが貼り付いた場合にも、この界面に形成されたごく薄いＡｇ−Ｓｎ合金層間で破断させて、コンタクトピンのＡｇが奪われる量を最小にしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

国際公開第２００７／０３４９２１号公報

ところで、ＩＣパッケージに要求される使用温度環境は、例えば、ＩＣパッケージが、自動車のエンジンルーム内に配設されたコントロールユニットに使用される場合などのように、高温化する傾向にあり、これに伴い、バーンイン試験における試験温度も高く（例えば、１５０℃以上に）する必要がある。

しかしながら、前記従来のコンタクトピンでは、バーンイン試験の試験温度を高くすると、合金形成の促進等の理由により、コンタクトピンにおけるＡｇメッキ層及びＰｄメッキ層の減少速度が上昇して、下地層の露出が早期化していた。このため、コンタクトピンとＩＣパッケージの接続端子との間における電気抵抗値が急激に上昇するまでの試験回数が減少し、ＩＣソケットの寿命が低下するおそれがあった。

そこで、このような問題点に対処し、本発明が解決しようとする課題は、バーンイン試験の試験温度を高くした場合に、電気抵抗値の急激な上昇が発生するまでの試験回数の減少を緩和できる電気接触子、及び、この電気接触子を配設した電気部品用ソケットを提供することにある。

前記課題を解決するために、本発明による電気接触子は、基材に表層が積層された複数層から構成され、熱を加えることによりスズが溶け込んで拡散する材料のうち、スズの拡散速度がパラジウムよりも遅い材料で形成される第１層と、第１層のうち基材と反対側において、スズの拡散速度が第１層よりも遅い材料で形成される第２層と、を備えたものである。

このような電気接触子において、第１層は、パラジウムと、ニッケル又はコバルトのいずれか一方と、を主成分とするパラジウム合金で形成されてもよい。
また、第２層は、銀、又は銀を主成分とする銀合金で形成されてもよい。

さらに、第２層は、第１層に対するメッキにより形成されてもよい。
さらにまた、基材と第１層との間に形成され、ニッケルを含んでなる下地層を更に含んで構成され、第１層は、下地層に対するメッキにより形成されてもよい。

一方、本発明による電気部品用ソケットは、スズを含んでなる接続端子を備えた電気部品が収容されるソケット本体と、ソケット本体に設けられ、収容された電気部品の接続端子に接触される前記電気接触子と、を備えたものである。

本発明の電気接触子及び電気部品用ソケットによれば、バーンイン試験の試験温度を高くした場合、電気抵抗値の急激な上昇が発生するまでの試験回数の減少を緩和することができる。したがって、従来の電気接触子が設けられた電気部品用ソケットに比べると、電気部品用ソケットの寿命を延ばすことができる。

本発明の実施形態に係る電気部品用ソケット（ＩＣソケット）を正面から見た場合の部分断面図である。 同ＩＣソケットの平面図である。 同ＩＣソケットに配設されたコンタクトピンの部分拡大図である。 同ＩＣソケットを側面から見た場合の部分断面図である。 本発明の実施形態に係るコンタクトピンの第１の作動状態を示す説明図である。 本発明の実施形態に係るコンタクトピンの第２の作動状態を示す説明図である。 コンタクトピンの接触部を示す説明図である。 バーンイン試験後のコンタクトピンにおける第１の接触部を示し、（Ａ）は第１の接触部を示す側面図であり、（Ｂ）は従来のコンタクトピンについての断面図であり、（Ｃ）は本発明の実施形態に係るコンタクトピンについての断面図である。 バーンイン試験におけるコンタクトピンの第１の接触部に相当する部分における電気抵抗値の変化を示すグラフであり、（Ａ）は従来コンタクトピンについて示し、（Ｂ）は本発明の実施形態に係るコンタクトピンについて示す。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１〜図８は、本発明による電気接触子及び電気部品用ソケットの実施形態を示す図である。

図１において、電気部品であるＩＣパッケージ１０が装着される電気部品用ソケットとしてのＩＣソケット１２は、ソケット本体１４と、カバー１６と、を備えてなる。
ソケット本体１４には、カバー１６が上下動できるように組み付けられている。詳しくは、ソケット本体１４にカバーガイド１８が形成され、このカバーガイド１８にスライド可能に係合するガイド溝２０がカバー１６に形成されており、カバー１６がソケット本体１４のカバーガイド１８に案内されて上下動するようになっている。なお、ソケット本体１４とカバー１６は、絶縁性の樹脂材料で形成されている。

カバー１６は、ソケット本体１４とカバー１６との間に配設されたコイルスプリング２２を所定量圧縮するようにソケット本体１４に組み付けられ、コイルスプリング２２でソケット本体１４の上方へ向けて常時付勢されるようになっており、ストッパ手段２４でその上方位置が位置決めされるようになっている。なお、コイルスプリング２２は、図４における左右方向に少なくとも一対配置されている。

ストッパ手段２４は、カバー１６の四隅に形成された爪２６と、これらの爪２６に係合するソケット本体１４の爪２８とで構成されている。ここで、カバー１６側の爪２６は、ソケット本体１４に形成された溝２９内にスライドできるように係合され、カバー１６が図４における下方に押し下げられると、ソケット本体１４の爪２８の斜面２８ａに沿って弾性的に押し広げられてソケット本体１４の爪２８を乗り越え、その後ソケット本体１４の爪２８に係合する。これにより、カバー１６がソケット本体１４に組み付けられることになる。

ソケット本体１４には、主成分がスズ（Ｓｎ）で、鉛（Ｐｂ）を含有しない、いわゆる鉛フリー半田を含んで形成されるＩＣパッケージ１０の接続端子３０と外部の導通試験回路（図示省略）とを接続する電気接触子として、コンタクトピン３２が複数取り付けられている。

コンタクトピン３２は、その基部３４において圧入等によりソケット本体１４へ固定され、隣接する他のコンタクトピン３２に接触しないように、ソケット本体１４に形成されたリブ３６により仕切られる。また、コンタクトピン３２は、図１及び図５に示すように、基部３４からソケット本体１４の下方へ突出する接続アーム３８を有し、この接続アーム３８が図示省略の導通試験回路に接続される。

コンタクトピン３２は、図１及び図５に示すように、第１のバネ部４０を介して基部３４に接続された第１の接触部４２と、第２のバネ部４４を介して基部３４に接続された第２の接触部４６とを有している。

第１のバネ部４０は、図５に示す２点鎖線位置から実線位置まで弾性変形させられた状態でソケット本体１４のピン支持ブロック４８の係合溝５０に装着される。そして、第１の接触部４２には位置決め段部５２が形成されている。この位置決め段部５２は、図３に示すように、ソケット本体１４のピン支持ブロック４８に形成された位置決め係合部５４に第１のバネ部４０の弾性力で押圧されており、第１の接触部４２が上下方向に位置決めされるようになっている。なお、この際、第１のバネ部４０には引っ張り応力が生じており、この第１のバネ部４０に生じる引っ張り力によって位置決め段部５２が位置決め係合部５４に押圧される。また、第１の接触部４２の下端部側面４２ａがピン支持ブロック４８の側端面４８ａに第１のバネ部４０の弾性力で押圧されており、第１の接触部４２が左右方向に位置決めされる。

第２のバネ部４４は、その上端部において、図１及び図５に示すように、図中上方へ向けて突出形成されたアーム５６を有している。このアーム５６は、カバー１６がコイルスプリング２２のバネ力に抗して押し下げられると、カバー１６に形成された円弧状の押圧部斜面５８で押され、図１及び図５の２点鎖線位置まで変位する。この際、第２のバネ部４４が、図５における反時計方向へ曲げ変形する。その結果、第２の接触部４６が、第１の接触部４２の上面から退避し、第１の接触部４２の上面が解放される。

カバー１６がコイルスプリング２２のバネ力に抗して押し下げられた状態において、ＩＣパッケージ１０は、カバー１６に形成されたＩＣパッケージ挿入口６０からカバー１６の内部に挿入されて、ソケット本体１４に収容され、ＩＣパッケージ１０の接続端子３０は、夫々、第１の接触部４２の上面に１対１で接触する。その後、カバー１６に作用させていた押し下げ力を解除すると、カバー１６がコイルスプリング２２のバネ力で元の位置に復帰する。その結果、第２のバネ部４４が図５の２点鎖線位置から時計方向へ変位し、図６に示すように、第２の接触部４６が第２のバネ部４４の弾性力でＩＣパッケージ１０の接続端子３０を第１の接触部４２の上面に向けて押圧する。したがって、ＩＣパッケージ１０の接続端子３０は第１の接触部４２と第２の接触部４６とによって所定の接触圧で確実に挟持され、図示省略の導通試験回路とＩＣパッケージ１０とがコンタクトピン３２を介して電気的に接続される。これにより、ＩＣパッケージ１０がＩＣソケット１２に装着され、この装着状態において、ＩＣパッケージ１０に対するバーンイン試験などの導通試験が行われる。

導通試験が終了すると、カバー１６をコイルスプリング２２のバネ力に抗して押し下げ、カバー１６の押圧部斜面５８でアーム５６を押圧して、第２のバネ部４４を曲げ変形させ、図１及び図５の２点鎖線位置まで第２の接触部４６を接続端子３０上面から退避させた後、ＩＣパッケージ１０をＩＣパッケージ挿入口６０からカバー１６の外部に取り出し、次のＩＣパッケージ１０の導通試験に移行する。

次に、コンタクトピン３２の材料について説明する。
コンタクトピン３２は、図７に示すように、基材６２と、基材６２のうちＩＣパッケージ１０の接続端子３０と接触する側（以下、「接触側」という）に形成される下地層６４と、下地層６４のうち接触側に形成される表層６６と、が積層された複数層から構成されてなる。すなわち、表層６６はコンタクトピン３２の接触側に位置する。

基材６２は、導電性を有する材料で形成され、本実施形態では、コンタクトピン３２に弾性が必要とされることを考慮して、例えば、ベリリウム銅（Ｂｅ−Ｃｕ）合金が用いられる。また、下地層６４は、例えば、２〜３μｍのニッケル（Ｎｉ）メッキにより形成されている。なお、基材６２及び下地層６４は、このようなものに限定されず、他の材料から適宜選択されて形成されてもよい。

表層６６は、少なくとも２つの層で構成され、本実施形態では、下地層６４の接触側に形成される第１層６８と、第１層６８の接触側に形成される第２層７０と、が積層された２層で構成される。なお、第２層７０の接触側、及び第１層６８の基材６２側の少なくとも一方に１つ以上の層が形成されてもよい。例えば、バーンイン試験によるコンタクトピン３２とＩＣパッケージ１０の接続端子３０との貼り付きを抑制するため、第２層７０の接触側に、最表層として、Ｓｎ、金（Ａｕ）、パラジウム（Ｐｄ）又は亜鉛（Ｚｎ）のいずれか１つを含んでなる層を設けてもよい。また、第１層６８と第２層７０との間に、１つ以上の層が形成されてもよい。

第１層６８は、熱を加えることによりＳｎが溶け込んで拡散する材料のうち、Ｓｎの拡散速度がＰｄよりも遅い材料で形成される。本実施形態では、第１層６８は、ＰｄとＮｉとを主成分とするパラジウム合金で形成されている。このパラジウム合金におけるＰｄとＮｉとの重量比は、ＮｉよりもＰｄの方が大きく、例えば、Ｐｄが６０〜９０重量％であるのに対し、Ｎｉが４０〜１０重量％である。

第１層６８の厚さは、Ｓｎが溶け込んで拡散する機能を得るために、０．１μｍ以上である必要があるが、Ｓｎが拡散する時間を長くするために、０．２μｍ以上としてもよい。一方、第１層６８の厚さは、クラックの発生を抑制するため、５μｍ以下としてもよい。

なお、第１層６８は、熱を加えることによりＳｎが溶け込んで拡散する材料のうち、Ｓｎの拡散速度がＰｄよりも遅い材料で形成されていれば、Ｐｄ−Ｎｉ合金に限定されず、例えば、Ｐｄとコバルト（Ｃｏ）とを含んでなるパラジウム合金であってもよい。このパラジウム合金においても、ＰｄとＣｏとの重量比は、Ｐｄの方が大きく、例えば、Ｐｄが９０重量％であるのに対し、Ｃｏが１０重量％である。

この第１層６８は、例えば、メッキによる製法、又はイオンプレーティングによる製法により形成される。メッキによる製法は、下地層６４としてＮｉメッキを施し、その上に密着層としてストライクＡｕメッキをした上で、第１層６８としてＰｄ−Ｎｉ合金メッキを重ねたものである。また、イオンプレーティングによる製法は、下地層６４としてＮｉメッキを施し、その上に第１層６８としてＰｄ−Ｎｉ合金をイオンプレーティングにより付着させたものである。

第２層７０は、熱を加えることによりＳｎが溶け込んで拡散するが、Ｓｎの拡散速度が第１層６８よりも遅い材料で形成される。本実施形態では、第２層７０は、銀（Ａｇ）で形成されている。第２層７０の厚さは、第１層６８へのＳｎの拡散を遅延させるために、０．１μｍ以上である必要がある。第１層６８へ拡散するＳｎの拡散速度はコンタクトピン３２周囲の雰囲気温度によって異なるため、１５０℃以上では、第１層６８へのＳｎの拡散を遅延させるべく０．３μｍ以上としてもよく、１８０℃以上では、同様の目的で１μｍ以上としてもよい。

この第２層７０は、第１層６８の上から、前述の第１層６８の製法と同様に、例えば、メッキによる製法、又はイオンプレーティングによる製法により形成される。
なお、第２層７０は、熱を加えることによりＳｎが溶け込んで拡散するが、Ｓｎの拡散速度が第１層６８よりも遅い材料で形成されていれば、Ａｇに限定されず、例えば、Ａｇと、Ｎｉ、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、及びアンチモン（Ｓｂ）の４元素のいずれか１つと、を主成分とする銀合金であってもよい。これらの元素は、銀合金中のＡｇとＩＣパッケージ１０の接続端子３０のＳｎとの合金化を阻害すると考えられる。また、第２層７０は、Ａｇに対し、前述の４元素以外に、Ｓｎ又はＡｕなどを添加した銀合金であってもよい。

このようなコンタクトピン３２及びＩＣソケット１２によれば、バーンイン試験の試験温度を高くした場合、コンタクトピン３２とＩＣパッケージ１０の接続端子３０との間における電気抵抗値の急激な上昇を生じるまでの試験回数が減少することを緩和できる。したがって、従来のコンタクトピンが設けられたＩＣソケットに比べると、ＩＣソケット１２の寿命を延ばすことができる。その理由について説明する。

従来のコンタクトピンでは、熱を加えることにより、Ｓｎが溶け込んで拡散する材料のうち、Ｓｎの拡散速度、及びＳｎの吸収量がＡｕと並んできわめて高いが、Ｓｎとの合金の機械的強度がＡｕよりもはるかに高いＰｄのメッキ層で形成された第１層の接触側に、熱を加えることによりＳｎが溶け込んで拡散するが、その拡散の速度が第１層よりも遅い材料であるＡｇのメッキ層で形成された第２層をさらに設けていた。このため、ＩＣパッケージ１０の接続端子３０に含まれるＳｎがコンタクトピン側に溶け込む速度が遅くなり、その結果、Ａｇ−Ｓｎ合金やＳｎ−Ｐｄ合金が急激に形成されずに徐々に形成される。これにより、バーンイン試験の後、形成されたＡｇ−Ｓｎ合金やＳｎ−Ｐｄ合金を介したＩＣパッケージ１０の接続端子３０とコンタクトピンとを貼り付きにくくして、第１層及び第２層の減少速度を抑えていた。

しかしながら、バーンイン試験の試験温度を高くする（例えば、１５０℃以上にする）と、ＩＣパッケージ１０の接続端子３０に含まれるＳｎが、第２層のＡｇとの間で、Ａｇ−Ｓｎ合金を形成する速度が上昇し、コンタクトピンの第２層とＩＣパッケージ１０の接続端子３０とが貼り付き易くなる。Ａｇ−Ｓｎ合金の厚みも増すため、コンタクトピンからＩＣパッケージ１０の接続端子３０を引き剥がすと、試験温度を高くしていない場合と比べて、第２層のＡｇは減少し易くなる。また、第２層のＡｇメッキ層が欠乏してくると、ＩＣパッケージ１０の接続端子３０に含まれるＳｎは、第１層のＰｄとの間で、第２層のＡｇよりもさらに速い速度でＳｎ−Ｐｂ合金を形成し、コンタクトピンの第１層とＩＣパッケージ１０の接続端子３０とが貼り付き易くなる。このため、試験温度を高くしていない場合と比べると、第１層のＰｄも減少しやすくなる。したがって、試験温度を高くしていない場合と比較すると、下地層であるＮｉの露出は早期化する。そして、ＩＣパッケージ１０の接続端子３０に含まれるＳｎはコンタクトピンの材料中に拡散せず下地層の界面に蓄積するため、コンタクトピンに付着したＳｎは酸化して絶縁体を構成しやすくなる。このため、コンタクトピンとＩＣパッケージ１０の接続端子３０との間における電気抵抗値が急激に上昇するまでの試験回数が減少し、ＩＣソケットの寿命が低下するおそれがあった。

これに対し、本実施形態におけるコンタクトピン３２では、熱を加えることによりＳｎが溶け込んで拡散する材料のうち、Ｓｎの拡散速度がＰｄよりも遅いＰｄ−Ｎｉ合金のメッキ層を第１層６８として形成している。

このため、ＳｎとＰｄ−Ｎｉ合金との合金化の速度は、ＳｎとＰｄとの合金化の速度よりも遅くなるので、第２層７０のＡｇメッキ層が欠乏してきた場合でも、従来のコンタクトピンに比べると、本実施形態のコンタクトピン３２の第１層６８はＩＣパッケージ１０の接続端子３０と貼り付きにくくなり、第１層６８は減少しにくくなる。

また、Ｐｄ−Ｎｉ合金のメッキ層は、Ｐｄ単体のメッキ層と同様にＳｎを大量に吸収することができるが、Ｐｄ単体のメッキ層よりも機械的強度に優れているため、第１層６８のＰｄ−Ｎｉ合金がＩＣパッケージ１０の接続端子３０のＳｎとの間で合金化した場合に、コンタクトピン３２からＩＣパッケージ１０を引き剥がしても、第１層６８のＰｄ−Ｎｉ合金は剥離しにくく減少しにくい。

したがって、従来のコンタクトピンに比べると、下地層６４であるＮｉの露出は遅くなり、コンタクトピン３２とＩＣパッケージ１０の接続端子３０との間における電気抵抗値の急激な上昇を生じるまでの試験回数は増大する。ゆえに、従来のコンタクトピンが設けられたＩＣソケットに比べると、ＩＣソケット１２の寿命を延ばすことができる。

次に、本発明の効果を裏付ける評価試験について説明する。
この試験では、第１層にＰｄメッキ層を有し、第２層にＡｇメッキ層を有する従来のコンタクトピン（以下、「従来コンタクトピン」という）と、第１層にＰｄ−Ｎｉ合金メッキ層を有し、第２層にＡｇメッキ層を有する本実施形態に係るコンタクトピン（以下、「改良コンタクトピン」という）との間で、図３等に示す第１の接触部４２に相当する部分における合金形成の状態及び電気抵抗値変化を比較した。
（１）供試されたＩＣソケットの仕様
従来コンタクトピンが取り付けられているＩＣソケット（以下、「従来ＩＣソケット」という）と、改良コンタクトピンが取り付けられているＩＣソケット（以下、「改良ＩＣソケット」という）とを、夫々、４台ずつ用意した。ＩＣソケットの構成は共通であった。

従来コンタクトピン及び改良コンタクトピンのいずれも、基材にＢｅ−Ｃｕ合金を使用した。
従来コンタクトピンは、基材の上に下地層としてＮｉメッキを２〜３μｍ施し、下地層の上に第１層としてＰｄメッキ層を０．５μｍ施し、第１層の上に第２層としてＡｇメッキ層を２μｍ施して形成した。

また、改良コンタクトピンは、基材の上に下地層としてＮｉメッキを２〜３μｍ施し、下地層の上に第１層としてＰｄ−Ｎｉ合金メッキ層を０．５μｍ施し、第１層の上に第２層としてＡｇメッキ層を１μｍ施して形成した。
（２）供試されたＩＣパッケージの端子仕様
接続端子がＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ合金で形成されているＩＣパッケージを用いた。
（３）試験方法
試験手順としては、従来ＩＣソケット４台及び改良ＩＣソケット４台の計８台のＩＣソケットに、夫々、未使用のＩＣパッケージを装着した状態で、ＩＣソケットの周囲温度を２００℃まで昇温させ、この温度を維持して２４時間経過した後、室温まで降温させて、ＩＣソケットからＩＣパッケージを取り外した。これを１サイクルとして、順次、１５サイクルを実施した。

コンタクトピンのうちＩＣパッケージの接続端子と接触する接触部の電気抵抗値については、１サイクル、５サイクル、１０サイクル、及び１５サイクルが終了した各段階で、各ＩＣソケットのコンタクトピンに対して測定を行った。

また、合金形成の状態については、１５サイクルが終了した段階で、第１の接触部４２に相当する部分の断面を、顕微鏡を用いて観察した。
（４）結果
バーンイン試験終了後の従来コンタクトピンにおける合金形成の状態については、図８（Ｂ）に示すように、第２層のＡｇメッキ層が失われ、また、第１層のＰｄメッキ層にＳｎが拡散して合金化したＰｄ−Ｓｎ合金層も局所的には殆ど失われ、下地層のＮｉが露出している状態である、という結果が得られた。なお、従来コンタクトピンの中には、バーンイン試験が１０サイクル終了した段階で下地層のＮｉが露出したものもあった。

一方、バーンイン試験終了後の改良コンタクトピンにおける合金形成の状態については、図８（Ｃ）に示すように、第２層のＡｇメッキ層が失われているが、第１層のＰｄ−Ｎｉ合金メッキ層にＳｎが拡散して合金化したＰｄ−Ｎｉ−Ｓｎ合金層が第１の接触部４２に相当する部分の全域で残存し、下地層のＮｉが露出していない状態である、という結果が得られた。また、改良コンタクトピンにおける第２層のＡｇメッキ層の厚さは、従来コンタクトピンにおける第２層のＡｇメッキ層の２分の１であるにもかかわらず、第１層の残存量は改良コンタクトピンの方が多いことから、第２層のＡｇメッキ層を従来コンタクトピンと同等の厚さにすれば、改良コンタクトピンにおける第１層の残存量は更に増加する、という予測が得られた。

バーンイン試験の所定サイクル数終了後における従来コンタクトピンの電気抵抗値変化については、図９（Ａ）に示すように、１０サイクル終了した段階で電気抵抗値の顕著な上昇が観察され、１５サイクル終了した段階ではさらに上昇する傾向にある、という結果が得られた。

一方、バーンイン試験の所定サイクル数終了後における改良コンタクトピンの電気抵抗値変化については、図９（Ｂ）に示すように、電気抵抗値が顕著に上昇しているとはいえない、という結果が得られた。

以上の結果から、バーンイン試験の試験温度を高くした場合、コンタクトピンとＩＣパッケージの接続端子との間において電気抵抗値の急激な上昇を生じるまでの試験回数の減少を緩和できることが明らかになった。これにより、従来のコンタクトピンが設けられたＩＣソケットと比較すると、改良コンタクトピンが設けられたＩＣソケット１２の寿命を延ばせることが明らかになった。

なお、ＩＣパッケージ１０が装着される電気部品用ソケットとして、オープントップ型のＩＣソケット１２を一例として説明したが、これに限定するものではなく、ＩＣパッケージ１０が収容されるソケット本体と、ソケット本体に設けられ、収容されたＩＣパッケージ１０の接続端子３０と接触する、前述の実施形態に係るコンタクトピン３２と同様の層構造を有している電気接触子と、を備えているＩＣソケットであれば、他の型のソケットでもよい。

また、電気接触子としてのコンタクトピン３２をＩＣソケット１２に適用したが、ＩＣソケット以外の用途に適用してもよい。

１０ ＩＣパッケージ
１２ ＩＣソケット
１４ ソケット本体
３０ 接続端子
４２ 第１の接触部
４６ 第２の接触部
６２ 基材
６４ 下地層
６６ 表層
６８ 第１層
７０ 第２層

Claims (6)

1. 基材に表層が積層された複数層から構成される電気接触子であって、
   熱を加えることによりスズが溶け込んで拡散する材料のうち、スズの拡散速度がパラジウムよりも遅い材料で形成される第１層と、
   前記第１層のうち前記基材と反対側において、前記拡散速度が前記第１層よりも遅い材料で形成される第２層と、
   を含んで構成される電気接触子。
2. 前記第１層は、パラジウムと、ニッケル又はコバルトのいずれか一方と、を主成分とするパラジウム合金で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電気接触子。
3. 前記第２層は、銀、又は銀を主成分とする銀合金で形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電気接触子。
4. 前記第２層は、前記第１層に対するメッキにより形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の電気接触子。
5. 前記基材と前記第１層との間に形成され、ニッケルを含んでなる下地層を更に含んで構成され、
   前記第１層は、前記下地層に対するメッキにより形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の電気接触子。
6. スズを含んでなる接続端子を備えた電気部品が収容されるソケット本体と、
   前記ソケット本体に設けられ、収容された前記電気部品の前記接続端子に接触する請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の電気接触子と、
   を含んで構成される電気部品用ソケット。