ミクロン単位で加工されたカスタム半導体プローブピン
当社では、ポゴピンプランジャー、バレル、カンチレバープローブニードル、テストソケットコンタクトピンを、お客様の図面に基づいて完全に製造いたします。スイス型CNC工作機械を使用し、直径0.5mmからの棒材に対応し、±0.005mmの公差とRa≦0.2µmの穴面仕上げを実現します。
プローブピン：半導体テストの接触インターフェース
半導体プローブピンは、精密加工された接点部品であり、試験装置と被試験デバイス（DUT）（ベアウェハ、パッケージ化されたIC、PCB、または電子サブアセンブリなど）との間に、一時的かつ再現性のある電気的接続を確立する。
ピンはテストチェーンにおいて最も重要な消耗品です。その寸法精度は、接触抵抗、信号品質、サイクル寿命、およびテスト歩留まりに直接影響します。バレルボアの真円度が5µmずれると、プランジャーが固着します。プランジャーの外径が8µm大きいと、数百サイクル後に焼き付きが発生します。先端半径が公称値から10µmずれると、接触力が変化し、電気的結果にばらつきが生じます。
当社ではカタログ掲載のピンは販売しておりません。お客様の設計（形状、材質、メッキ仕様）に基づき、小径・高精度旋削部品専用に設計されたシチズン社製およびツガミ社製のスイス型CNC加工機で加工いたします。
当社が製造するピンの種類
ポゴピンプランジャー
バネ式アセンブリの動的接触要素。外径は±0.005mmの精度で、バレルボア内部の半径方向クリアランスを制御します。先端形状（クラウン、ドーム、フラット、チゼル、尖頭）は、お客様の図面に基づいて加工いたします。
ポゴピンバレル
プランジャーをガイドし、圧縮スプリングを内蔵するハウジング。内径の表面粗さと真円度が重要な仕様であり、摩擦と接触抵抗のばらつきを最小限に抑えるため、Ra ≤ 0.2 µm、真円度 ≤ 0.002 mm が求められる。
カンチレバープローブニードル
ウェハプローブカードやプリント基板テスト治具に使用されます。スイス型スライドヘッドストックで加工された、長くて細いニードル形状。チャタリングやテーパーを生じることなく、L/D比が5:1を超える場合でもたわみを解消できる唯一のプラットフォームです。
テストソケットコンタクトピン
ICテストソケットおよびバーンインソケット用の精密旋削加工コンタクト。ソケット設計者の部品表（BOM）に基づいた加工済みサブコンポーネント、または図面に基づいた完成品アセンブリをご提供いたします。ロットごとのトレーサビリティを徹底しています。
ポゴピンの構造 — 断面図
ピンのすべての部品を、お客様の仕様に合わせて
ポゴピンは、精密加工された3つの部品で構成されています。当社では、これら3つの部品すべてを製造しており、個別の部品供給はもちろん、お客様の部品表（BOM）に合わせた完全なキットとしてもご提供可能です。各部品にはそれぞれ独自の加工上の課題がありますが、当社のスイス型精密加工機は、それらの課題を解決するために設計されています。
コンポーネント01
プランジャー
プランジャーは動的なインターフェースであり、被測定デバイス（DUT）のパッドに接触して電気信号を伝達します。プランジャーの外径は、バレルボアに対して厳密な公差で維持する必要があり、これにより、引っかかりや過剰な遊びのない、制御された半径方向のクリアランスを実現できます。
チップの形状によって用途が決まります。クラウンチップは酸化膜層を貫通し、チゼルチップは汚染物質を除去し、フラットチップはファインピッチウェハテストにおけるパッドの損傷を最小限に抑え、尖ったチップはPCBビア上で自己位置合わせを行います。
コンポーネント02
バレルは構造的なハウジングです。その内径はプランジャーをガイドし、スプリングを収容します。内径、真円度、表面仕上げは、当社が加工する上で最も要求される要素です。内径の仕上げが劣化すると、接触抵抗の増加と変動が直接的に現れます。
当社では、CITIZEN製の工作機械に精密ボーリング工具を使用し、直径Ø0.8mmまでの穴径においてRa≦0.2µmの仕上がりを実現しています。この結果は、すべての生産ロットにおいてミツトヨ製表面粗さ計で検証されています。
コンポーネント03
カンチレバープローブニードル
カンチレバーニードルは、ウェハプローブカードに使用されます。これらは長くて細く、全長にわたって極めて厳密な直径制御が求められます。まさにスイス型スライドヘッドストック加工機が設計されている通りの形状です。
シチズン製旋盤に搭載されているガイドブッシュは、切削ゾーンから0.5～2mm以内の範囲で棒材をしっかりと支えます。従来のCNC旋盤では加工不可能なL/D比でも、たわみ、テーパー、ビビリは一切発生しません。
プローブピンにはスイス型が最適な理由
プローブピン部品は、スイス型製造の典型例と言えるでしょう。小径、厳しい公差、高いL/D比、そして大量生産。当社の機器ラインナップのあらゆる側面は、このカテゴリーを念頭に置いて設計されています。
ガイドブッシングによりたわみが解消されます
ガイドブッシュは、棒材を切削ゾーンから0.5～2mmの範囲内に保持します。直径1.0mmのプランジャーシャフトは、ビビリ振動やテーパーをゼロに抑えます。これは、この直径の従来型旋盤では不可能なことです。
ライブツーリングにより、複雑な形状を1回のセットアップで完成させることができます。
クロスホール、平面、溝、および保持部は、旋削加工と同じ工程でフライス加工されます。二次的な治具が不要なため、工程間の寸法誤差の蓄積がありません。
サブスピンドルは再チャックせずに後端を仕上げます
シチズンの機械は、サブスピンドルで部品をピックアップし、同じプログラム内でハンダ付け端部または圧入端部を仕上げます。2つ目のチャックセットアップによって部品精度が損なわれることは決してありません。
直径0.5mmの棒材から、あらゆるポゴピンのデザインに対応
当社のCITIZEN A16加工機は、直径0.5mmの棒材に対応しています。これは、現在のICテストソケット設計における最も細いプローブピンプランジャーに対応できるだけでなく、次世代で仕様が定められるであろうほとんどのものにも対応可能です。
プローブピン製造に使用可能な設備
主要なプラットフォームを強調表示しています。すべてライブツーリングとサブスピンドルを備えています。
| エスプレッソマシン | タイプ | バー範囲 | Tol。 | 我が軍の部隊数 |
|---|---|---|---|---|
| シチズンA16 | スイス式スライド式ヘッドストック | Ø0.5～15mm | ±0.005 | 4 |
| シチズンA20 | スイス式スライド式ヘッドストック | Ø0.5～25mm | ±0.005 | 15 |
| シチズンBNC40 | 旋削ミル固定ヘッド | Ø5～120mm | ±0.005 | 4 |
| 津上B206 | スイス型CNC旋盤 | Ø1～20mm | ±0.005 | 20 |
| マザックターンミル | 多軸旋削フライス加工機 | Ø5～60mm | ±0.005 | 18 |
| 野村1085 | スイス式スライド式ヘッドストック | Ø1～6mm | ±0.005 | 4 |
強調表示されている行は、プローブピン作業のための主要なプラットフォームです。
検査報告書に記載されている数字
これらは、カタログ上の数値ではなく、当社のCMM（三次元測定機）レポートが生産ロットで確認した値です。プローブピンのご注文にはすべて、ISO 10012認証取得済みの測定機器による寸法検査レポートが同梱されます。
プローブピンの性能を考慮した材料選定
プローブピンの材質選択を誤ると、接触抵抗の変動、プランジャーの固着、先端部の早期摩耗など、すぐに問題が生じます。当社では、標準的なプローブピン材質をすべて加工しており、お客様の使用サイクル、動作温度、電流要件に基づいて最適な材質をご提案いたします。
ベリリウム銅 おすすめ
長寿命、低接触抵抗、耐疲労性が求められるプランジャーやバレルに最適な選択肢です。C17510は、電力試験用途において、適度な硬度と高い導電率を提供します。
快削黄銅 C360 / C385
コストが最大サイクル寿命よりも重視される大量生産向けバレルストック。PCBテスト治具、低デューティサイクル生産テスター、および100万サイクル未満のアプリケーション向け。
ステンレス鋼 303/316L
耐腐食性や非磁性が導電性よりも優先される用途におけるバネ部品やバレル。クリーンルームや湿式化学薬品環境でも使用されます。
リン青銅 C510 / C544
高周波用途において、バレル材質が信号の完全性に影響を与える場合に好ましいバレル材質です。真鍮よりも弾性安定性に優れ、組み立てチームにとってベリリウムの取り扱いに関する懸念がありません。
メッキオプション
めっきは、アクティブな接触インターフェースです。当社は、認定パートナーネットワークを通じてすべてのめっき工程を調整し、XRFによる完全な検証とトレーサビリティのあるロット文書を提供します。
硬質金（ニッケル＋金）
最も一般的なプローブピンのめっき方法です。ニッケル下地（2～5 µm）は拡散を防ぎ、硬質金（0.3～3 µm）は低い接触抵抗と耐酸化性を提供します。厚さによって50万～1万回以上のサイクル寿命があります。
パラジウム＋金（Pd/Au）
純金よりも高い硬度を持ち、高温下でも優れた耐摩耗性と耐酸化性を発揮します。バーンインソケット用途や高サイクル半導体ATEプログラムの標準仕様です。
無電解ニッケル（EN）
形状に関わらず均一な被覆を実現します。バレル外面の耐腐食性と半田付け性向上に使用されます。EN単独では接触面には適さないため、金メッキが必要です。
ロジウム（Rh）
極めて高い硬度（800～900 HV）。標準的な金では早期に摩耗してしまう、1万回以上の挿入回数を要する高サイクルウェハプローブカード用途に使用されます。コストは高くなりますが、長寿命化によってその価値が正当化されます。
シルバー（Ag）
一般的な接点めっきの中で最高の導電率を誇ります。電流容量が最重要要件となる電力試験用途に使用されます。管理された雰囲気下での保管が必要です。
カスタムメッキスタック
お客様の仕様に合わせて製作いたします。バリア層、硬度層、接触層の組み合わせは自由自在です。厚さはセイコーSII SEA1000A蛍光X線分析装置で検証済みです。断面分析はご要望に応じて承ります。
プローブピンが活躍する場所
プローブピンは、半導体テストのあらゆる段階（ウェハーレベル、パッケージレベル、基板レベル）で使用されます。各段階には、形状、材料、めっきに関してそれぞれ異なる要件があります。
ウェハプローブカード
パラメータテストおよび機能テストのために、ダイシングされていないウェハ上のボンドパッドに接触するカンチレバーニードル。微細なピッチ（パッドピッチ120µm以上）、力の均一性（±20%以下）、および極めて高い真直度が必須要件です。
ICテストソケット（ATE）
パッケージ化されたIC（BGA、LGA、QFP、CSP）の最終テスト用自動ハンドラーに搭載される、バネ式ポゴピン。低接触抵抗、微細ピッチ、1万～100万サイクル以上の耐久性が重要なパラメータです。
バーンインソケット
125～150℃での高温ストレス試験。BeCu材料、Pd/Auめっき、および全温度範囲にわたる一定の接触力が求められる。サイクル寿命目標：500万回以上。
プリント基板インサーキットテスト（ICT）
ベッド・オブ・ネイルズ治具は、実装済み基板のテストに使用されます。バネ仕掛けのコンタクトピンがテストビアやパッドに押し付けられます。バネの力、ピンのピッチ、移動範囲、および先端形状は、治具設計者によって指定されます。
電源デバイステスト
IGBT、SiC MOSFET、およびパワーモジュールのテスト用高電流プローブ接点。プランジャー径を大きく（Ø2～6 mm）、銀または厚金メッキを施し、バネ力を高めることで、電流容量を最適化しています。
生産および機能テスト
大量生産ラインにおける充電接点、プログラミングインターフェース、および製品固有のテスト接続。お客様の製品のパッドレイアウトや充電インターフェースに完全に適合する正確な形状を加工いたします。
プローブピン製造の検査手順
プローブピンは測定限界で故障します。プランジャーとバレル間のクリアランスにおける数ミクロンの寸法誤差が、接触抵抗に直接影響を与えるのです。検査は当社にとって最終チェックではなく、各加工ステーションにおける継続的なフィードバックループなのです。
すべての生産ロットには寸法検査報告書が添付されます。自動車または航空宇宙プログラムの場合、生産承認前に初回製品検査（PPAPレベル3またはAS9100D FAI）を実施します。
IATF 16949：2016
FMEA、PPAP、管理計画、SPC。EV充電接点やセンサーコネクタピンを含む自動車用プローブピンプログラムに適用されます。
AS9100D — 航空宇宙品質マネジメントシステム
航空宇宙用試験ソケットおよび構造プローブ部品の初回品検査、構成管理、およびロットトレーサビリティ。
ISO 10012:2003 — 計測管理
プローブピン検査で使用されるすべてのゲージは、文書化され、追跡可能な校正システムに基づいて動作します。検証されていない測定値は検査報告書に記載されません。
プローブピン検証用検査装置
すべての注文に書類が同梱されます
当社が最適な製造業者である理由
私たちは直径0.5mmまで対応します ― ほとんどの人は対応しません
当社のCITIZEN A16は、直径0.5mmからの棒材加工に対応しています。この直径では、スイス式スライドヘッドストックが唯一有効な加工方法です。専用機を4台保有しており、さらに直径25mmまで対応できるA20型機を15台保有しています。
ボア仕上げは全ロットで検証済み
バレル内径の品質はプランジャーの摩擦を決定し、それが試験対象集団全体の接触抵抗のばらつきに影響します。当社では、最初の製品だけでなく、すべての生産ロットでミツトヨ製表面粗さ計を使用してRa値を測定しています。
当社はカタログ掲載品ではなく、機械加工部品を製造しています。
お客様の図面に基づいて加工いたします。つまり、先端半径、保持溝、ねじ山、圧入径など、設計どおりに正確に加工いたします。当社が在庫している標準形状に無理やり合わせるような妥協は一切いたしません。
配送リスクのない大容量
54台以上のスイス型旋盤と複合旋盤を保有し、複数のプログラムを同時に稼働させています。あるお客様のご注文の納期がタイトでも、お客様のご注文に影響はありません。納期は見積もり時に確定し、厳守いたします。
ネットワークにおけるめっき処理 ― 1つの文書セット
当社は、認定パートナーネットワークを通じて、金、EN、Pd/Au、ロジウムめっきを包括的に管理します。発注書、ロット番号、書類一式はすべて1つで済みます。別途めっき業者を管理したり、トレーサビリティチェーンを二重に管理したりする必要はありません。
半導体業界における実績
当社は既に、米国、韓国、日本の顧客向けに半導体バルブ本体、VCR継手、EPプロセス部品、ICアセンブリ用ハードウェアの機械加工を行っています。プローブピンは、これらの業務の自然な延長線上にあるものであり、全く馴染みのない分野ではありません。
図面から認定プローブピンまで
プローブピンには曖昧さが一切許されません。当社のプロセスは、加工前に仕様のギャップを早期に明らかにし、納品時にずれが生じないよう、すべての決定事項を文書化するように設計されています。
図面レビューおよびDFM評価
お見積もりを作成する前に、お客様の2D図面と3D STEPファイルを精査し、当社の加工能力と照らし合わせて公差を検証し、加工限界に近づいている箇所（肉厚、内径と外径の同心度、最小先端半径など）を特定してお知らせいたします。
一般的なDFM（設計製造性）検査結果：バレル壁厚が0.15mm未満、内径と外径の同心度が±0.003mm未満、先端半径がR0.05mm未満。当社では、見積もり前にすべての検査結果を文書化していますので、初回納品時に予期せぬ問題が発生することはありません。
見積もり – 24～48時間
材料、加工サイクル、めっき、検査、梱包を含む詳細な見積もり。ご希望の数量に応じた単価をご提示し、納期やコストに大きな影響を与える場合は、代替数量の選択肢も併せてご提示いたします。
プロセス計画とツール
機械の選定、ボーリング工具の仕様、治具の設計、および品質管理計画は、最初の部品を切削する前に文書化されます。プローブピンについては、この段階でボーリングバーの種類、切削パラメータ、およびRa検証間隔を指定します。
完全な寸法レポートを掲載した最初の記事
当社では、初回試作品（通常5～20個）を加工し、お客様の図面に基づいて寸法検査を徹底的に行い、検査報告書を発行いたします。部品はお客様の承認が得られるまで保管されます。承認されていない初回試作品については、生産を開始いたしません。
FAIレポートには、図面上のすべての寸法（実測値）、表面仕上げ測定値、材料証明書参照番号、および作業者の承認が記載されています。FAI（AS9100D）またはPPAPレベル3（IATF 16949）形式でご利用いただけます。
工程内品質管理による生産
規定の間隔でIPQC検査を実施しながら、全生産工程を一貫して行います。CCD自動選別機により、プランジャー径の100%外径検証を行います。内径の仕上げは、セットアップ時および生産工程全体を通して定期的に検査されます。
最終検査、メッキ、出荷
めっき処理後の引き渡し前にOQC検査を実施。ご要望に応じてめっき後のXRFめっき厚検証も行います。すべての注文に、必要な書類一式を同梱して発送いたします。
テストエンジニアからよく寄せられる質問
プローブピンの見積もりには、どのようなファイル形式が必要ですか？
最低限必要なのは、すべての重要寸法とGD&T（幾何公差）が記載されたPDFまたはDXF形式の2D図面です。複雑な先端形状の場合は、先端半径、面取り角度、形状遷移における解釈ミスを排除するため、3D STEPファイルが強く推奨されます。リバースエンジニアリングを希望するサンプルピンのみをお持ちの場合は、それをお送りください。弊社で実物を測定し、図面を作成いたします。
競合他社のカタログに掲載されているピンの寸法と完全に一致させることはできますか？
はい。図面または測定可能なサンプルをご提供いただければ、ご指定の材質でその寸法に合わせて加工いたします。当社では、標準カタログピンの交換用ピンを定期的に製造しており、多くの場合、元のサプライヤーが提供していない材質のアップグレードや先端形状を採用しています。ただし、正当な設計根拠（図面または測定サンプル）が必要です。それがなければ、独自設計のリバースエンジニアリングは行いません。
内径1mmの銃身において、どの程度の公差精度を維持できるのか？
直径1mmの穴の場合、当社の標準公差は+0.005/0.000mm、穴の真円度は≤0.002mmです。特定の穴径では、専用のセットアップにより、より厳しい公差（±0.002mm）も達成可能です。これは、DFMレビューで確認され、管理計画に文書化されています。穴の表面粗さ（Ra ≤0.2µm）は、穴のサイズに関係なく維持され、各ロットでミツトヨ製粗さ計によって検証されています。
ご最小注文量とは何ですか？
最低発注数量は特に定められていません。開発中の新しいソケット設計では、試作品や初回生産品として5～50個の発注が一般的です。量産は通常、1回の注文につき5,000個から500,000個以上となります。単価は数量に応じて変動します。お見積もりには複数の数量段階の価格が記載されているため、在庫計画や発注戦略を立てることができます。
ポゴピンの組み立て済み部品（プランジャー＋バレル＋スプリング）一式は供給していますか？
当社はプランジャーとバレルの機械加工を専門としています。スプリングの調達と最終組み立ては調整可能です。DFMレビューの際にご相談いただければ、作業範囲を確定いたします。多くのお客様は機械加工済みの部品を受け取り、社内で組み立てることを希望されますが、完成品をご希望されるお客様もいらっしゃいます。お客様のご希望に合わせて作業を進め、作業範囲を注文書に明記いたします。
ベリリウム銅を安全に加工することは可能ですか？特別な取り扱いが必要ですか？
はい、BeCu（C17200、C17510）は当社で最も一般的なプローブピン材料の一つであり、当社の機械はBeCuを安全に加工できるように設計されています。BeCuの加工ではベリリウムを含む粉塵が発生しますが、密閉された加工環境と適切なろ過によって粉塵は管理されます。これは当社の標準プロセスの一部として確立されています。加工済みのBeCu部品は特別な注意を払うことなく安全に取り扱うことができます。危険性は加工粉塵に特有のものであり、合金自体にはありません。
初回試作品の製作から量産までの一般的なリードタイムはどれくらいですか？
初回試作品：標準形状の場合は通常10～15営業日、複雑な先端形状や特殊な素材の場合は15～25営業日。初回試作品承認後の生産：数量とスケジュールに応じて15～35営業日。お見積もり段階で確定した納期をご提示いたします。これは単なる数字ではなく、当社が遵守すべき重要な業績評価指標（KPI）です。
完成したピンのメッキ厚さを確認できますか？
はい。弊社のセイコーSII SEA1000A蛍光X線分析装置（XRF）は、金めっき層、パラジウムめっき層、その他の積層めっきなど、非破壊的なめっき層の厚さと組成の測定が可能です。ご要望に応じて、XRF分析レポートを出荷書類に添付いたします。断面検証が必要な用途については、外部ラボで破壊分析を実施し、その結果をロット記録に記載いたします。
プローブピンの要件についてご相談いただけますか？
図面をご提出いただければ、弊社にて許容誤差の確認、実現可能性の検証を行い、24～48時間以内にお見積もりをご提示いたします。お見積もり段階では一切の義務は発生しません。
- 24～48時間以内にお見積もりいたします。
- DFMフィードバックは無料で含まれています
- 最小棒径0.5mm
- ±0.005 mmの標準公差
- 金、パラジウム/金、ロジウムメッキが可能です
- IATF 16949およびAS9100D認証取得済み