JP2010118256A - スパイラルコンタクタ、及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 優れた電気接続性を有するスパイラルコンタクタおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】 根元２ｄから先端２ａ中心に向かって渦巻状に形成され、渦巻の中心に先端を有するスパイラル状接触子２において、スパイラル状接触子２の幅方向のセンターにスパイラル状接触子２の長手方向に沿って溝２ｄを備え、スパイラル状接触子２は、平坦状や凸形に形成されており、先端２ａの上面には突起２ａａを備え、優れた電気接続性を有するスパイラルコンタクタ。
【選択図】図１

Description

本発明は、渦巻状の中心に先端を有する凸形のスパイラル状接触子の幅方向のセンターにスパイラル状接触子の長手方向に沿って溝を備えるスパイラルコンタクタ、及びその製造方法に関する。

図５は、従来のスパイラル状接触子を示し、（ａ）は先端及びその近傍に突起を備えたスパイラル状接触子を示す概略図、（ｂ）は（ａ）に示すＢ―Ｂ線の断面を示して自然体では凸形状の断面図、（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）（ｇ）（ｈ）（ｉ）（ｊ）は、突起の種類を示す斜視図である。
図５（ａ）（ｂ）に示すように、スパイラル状接触子１０２は、自然体では凸形状のスパイラル（渦巻き）であるが、渦巻きの中心において先端が一体となった２本の渦巻きが併行に設けられている。その中心に位置する先端には、半球形状の突起が設けられている。渦巻きの幅は、先端１０２ａから根元１０２ｂに近づけば近づく程に広くなっており、根元１０２ｂから先端１０２ａに向かって渦巻き部１０２ｃを備えている。

この渦巻きの中心に先端１０２ａを有する凸形のスパイラル状接触子１０２において、スパイラル状接触子１０２の根元１０２ｂ、１０２ｂを互いに対向した位置に配置して、根元１０２ｂ、１０２ｂから渦巻きの中心に向けて立ち上がり、渦巻きの中心で互いに合流する先端１０２ａを備える。すなわち、先端１０２ａは、左右から支持された２重の渦巻きによって中心に維持されながら、さらに先端１０２ａがねじり回動する。そして、スパイラル状接触子１０２が接続端子（図略）と接触して、スパイラル状接触子１０２を先端１０２ａから順に押し下げるときに、スパイラル状接触子１０２の先端１０２ａに設けられた少なくとも１つの鋭い突起１０２ｄが、接続端子に対してねじり動作を伴いながら接触し、微小円を描くことになり、接続端子の表面の酸化膜を切り裂くとともに優れた電気接続性を得ることができる。

図５の（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）に示すように、突起（凸部１０２ｄ）の形態を示す斜視図には、先端１０２ａ近傍に１個の突起を備えている。その形状は半円形状、四角錐台形状、三角錐台形状、及び円錐台形状を示している。
この突起１０２ｄが接続端子（図略）と接触して、スパイラル状接触子１０２を先端１０２ａから順に押し下げるときに、渦巻きの中心が維持されながら、さらに先端１０２ａがねじり回動することによって、スパイラル状接触子１０２の先端１０２ａに設けられた少なくとも１つの鋭い突起１０２ｄが接続端子と接触しながら微小円を描くことになり、接続端子の表面の酸化膜を切り裂くとともに優れた電気接続性を得ることができる。

図６は、従来のスパイラル状接触子の製造方法の工程図である。図６に示すように、渦巻きの中心に先端を有するスパイラル状接触子を備えたスパイラルコンタクタの製造方法において、第１工程は、金属板１０４を用意し、この金属板１０４の表面に少なくとも１つの凹部１０４ａをスパイラル状接触子の先端の位置に形成する。

第２工程は、Ｃｕ箔１０４の表面にフォトレジスト１０５を塗布、もしくはドライフィルムを貼付する。その上方からスパイラル状接触子１０２のパターンを有するフォトマスク１０６を被せ、このフォトマスク１０６の上方から光を照射して露光する。
このフォトマスク１０６の形状は、スパイラル形状接触子１０２の部分を黒塗りにした模様になっている。また、白黒逆のパターンを用いた方法でも構わない。
第３工程は、フォトマスク１０６のパターンを形成するようにフォトレジスト１０５を現像する。
第４工程は、さらに上方からＣｕ箔１０４の露出面１０４ｂにＡｕメッキ１０７ｂ、Ｎｉメッキ１０７ａから構成される金属メッキ１０７を施し、スパイラル状接触子１０２を成形する。ここでの金属メッキ１０７は、ニッケル合金メッキが好適である。

第５工程は、フォトレジスト１０５を除去する。
第６工程は、Ｃｕ箔１０４の裏面にフォトレジスト１０５を貼付もしくは塗布し、穴を開けるためのフォトマスク１１６を被せ、このフォトマスク１１６に光を照射して露光・現像する。
第７工程は、Ｃｕ箔１０４の裏面からＣｕ箔１０４にエッチングで穴１０４ｃを開ける。
第８工程は、Ｃｕ箔１０４の裏面のフォトレジスト１０５を除去する。

図７は、従来のスパイラル状接触子の製造方法の工程図である。図７に示すように、第９工程は、上下反転させたスパイラル状接触子の渦巻きの中心を一方から凸形工具で押し上げて凸形に変形させた状態でアニールフォーミングする。
詳細には、スパイラル状接触子１０２の下方に凸形工具１１２を配置し、スパイラル状接触子１０２を下方から凸形工具１１２で押し上げて凸形に変形させた状態でアニールフォーミングして成形を安定させ、すなわち、凸状に変形したスパイラル状接触子１０２が加熱及び焼鈍されて凸形状に成形される。このアニールフォーミングは、例えば、２５０℃で加熱し、焼きなまし処理を行い、内部応力を除去する。
第１０工程は、表面に導電性のランド１０８ａを有する実装基板１０８を設け、ランド１０８ａの上面に導電性のペースト（半田ペースト）１０９を塗布し、ランド１０８ａの上面に、スパイラル状接触子１０２を位置決めする。

第１１工程は、Ｃｕ箔１０４をエッチングで除去する。
第１２工程は、複数のスパイラル状接触子１０２、１０２…からなるスパイラルコンタクタ１０１に接続端子１１１を接触させる。これによって、スパイラル状接触子１０２の突起１０２ｄと接続端子１１１が接続されるとともに、突起１０２ｄは接続端子１１１の接触面で微小円を描きながら電気的導通が図られる（特許文献１参照）。
特願２００８−７９９４０号

しかしながら、従来、スパイラル状接触子は、半球形状や平坦なランド形状などさまざまな接続端子の形状にも対応可能で、電気的接続特性をさらに向上させなければならないという課題があった。

本発明は、前記課題を解決するために創案されたものであり、さまざまな形状の接続端子にも接続可能であるとともに、スパイラル状接触子が接続端子と接触して、スパイラル状接触子を先端から順に押し下げるときにスパイラル状接触子の先端部に設けられた１つの鋭い突起が接続端子とねじり動作を伴いながら接触し、微小円を描くことによって、優れた電気接続性を有するスパイラルコンタクタおよびその製造方法を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明のスパイラルコンタクタは、根元から先端中心に向かって渦巻状に形成され、前記渦巻の中心に先端を有するスパイラル状接触子において、前記スパイラル状接触子の幅方向のセンターに前記スパイラル状接触子の長手方向に沿って溝を備えることを特徴とする。

請求項２に係る発明のスパイラルコンタクタは、根元を同一として前記根元から先端中心に向かって渦巻状に形成され、前記渦巻の中心に先端を有する２つのスパイラル状接触子であって、前記２つのスパイラル状接触子が互いに間隔を有して並行に形成され、前記２つのスパイラル状接触子が前記先端で合体したことを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載のスパイラルコンタクタであって、前記スパイラル状接触子は、凸形に形成されていることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１または請求項２に記載のスパイラルコンタクタであって、前記先端の上面には突起を備えることを特徴とする。

請求項５に係る発明のスパイラルコンタクタの製造方法は、根元から先端中心に向かって渦巻状に形成され、前記渦巻状の中心に先端を有するスパイラル状接触子において、前記スパイラル状接触子の幅方向のセンターに前記スパイラル状接触子の長手方向に沿って溝を備えるスパイラルコンタクタの製造方法であって、
Ｃｕ箔を用意し、前記Ｃｕ箔の表面にフォトレジストを貼付もしくは塗布し、その上方から前記スパイラル状接触子のパターンを有するフォトマスクを被せ、このフォトマスクの上方から光を照射して露光する第２工程と、
前記フォトマスクのパターンを形成するように前記フォトレジストを現像する第３工程と、
さらに上方から前記Ｃｕ箔の露出面に金属メッキを施し、前記スパイラル状接触子を成形する第４工程と、
前記フォトレジストを除去する第５工程と、
前記Ｃｕ箔の裏面にフォトレジストを貼付もしくは塗布し、穴を開けるためのフォトマスクを被せ、このフォトマスクに光を照射して露光・現像する第６工程と、
を含むことを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項５に記載のスパイラルコンタクタの製造方法であって、上下反転させた前記スパイラル状接触子の渦巻きの中心を一方から凸形工具で押し上げて凸形に変形させた状態で、アニールフォーミングする第９工程を含むことを特徴とする。

請求項７に係る発明は、請求項５に記載のスパイラルコンタクタの製造方法であって、前記スパイラル状接触子の製造方法において、前記第２工程の前に、前記Ｃｕ箔の表面に少なくとも１つの凹部を、前記スパイラル状接触子の先端の位置に形成する第１工程を含むことを特徴とする。

請求項１または請求項２に係る発明によれば、さまざまな形状の接続端子にも接続可能であるとともに、スパイラル状接触子が接続端子と接触して、スパイラル状接触子を先端から順に押し下げるときにスパイラル状接触子の先端部に設けられた少なくとも１つの鋭い突起が接続端子とねじり動作を伴いながら接触し、微小円を描くことによって、接続端子の表面の酸化膜を切り裂くとともに優れた電気接続性を有することができる。

請求項３に係る発明によれば、凸形に形成されたスパイラル状接触子は、さまざまな形状の接続端子にも接続可能であるとともに、スパイラル状接触子が接続端子と接触して、スパイラル状接触子が先端から順に押し下げられるときにスパイラル状接触子が接続端子とねじり動作を伴いながら接触し、微小円を描くことによって、接続端子の表面の酸化膜を切り裂くとともに優れた電気接続性を有することができる。

請求項４に係る発明によれば、さまざまな形状の接続端子にも接続可能であるとともに、スパイラル状接触子が接続端子と接触して、スパイラル状接触子を先端から順に押し下げるときにスパイラル状接触子の先端部に設けられた少なくとも１つの鋭い突起が接続端子とねじり動作を伴いながら接触し、微小円を描くことによって、接続端子の表面の酸化膜を切り裂くとともに優れた電気接続性を有することができる。

請求項５に係る発明によれば、スパイラル状接触子の幅方向のセンターの長手方向に沿っていろんな長さの溝を備え、先端で合体した２つのスパイラル状接触子が互いに間隔を有して並行に形成されたスパイラル状接触子を容易に形成することができる。

請求項６に係る発明によれば、スパイラル状接触子の渦巻きの中心を凸形工具で押し上げて凸形に変形させた状態で、アニールフォーミングすることによって、ばね特性に優れた凸形のスパイラル状接触子を形成することができる。

請求項７に係る発明によれば、凸形のスパイラル状接触子の先端及びその近傍に突起を形成することができ、接続端子と接触した凸形のスパイラル状接触子を先端から順に押し下げるときに、凸形のスパイラル状接触子の先端部に設けられた少なくとも１つの鋭い突起が、接続端子と接触しながらねじり回動して微小円を描くことになり、接続端子の表面の酸化膜を切り裂くとともに優れた電気接続性を得ることができる。

以下、本発明に係るスパイラルコンタクタおよびその製造方法の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態を説明するためのスパイラル状接触子を示し、（ａ）は先端及びその近傍に突起を備えたスパイラル状接触子を示す概略図、（ｂ）は（ａ）に示すＡ―Ａ線の断面図であり、自然体では凸形状の断面図である。
図１（ａ）（ｂ）に示すように、スパイラル状接触子２は、自然体では凸形状のスパイラル（渦巻き）であるが、根元２ｂから先端２ａ中心に向かって渦巻状に形成され、渦巻の中心に先端２ａを有するスパイラル状接触子２において、スパイラル状接触子２の幅方向のセンターにスパイラル状接触子２の長手方向に沿って溝２ｄを備えている。
その中心に位置する先端２ａには、四角錐形状の突起２ａａが設けられている。渦巻きの幅は、先端２ａから根元２ｂに近づけば近づく程に広くなっており、根元２ｂから先端２ａに向かって渦巻き部２ｃを備えている。なお、幅は、先端２ａから根元２ｂに行くにしたがって、一定でも構わない。厚さも一定としているが、先端から根元に行くにしたがって、次第に厚く変化していても構わない。また、スパイラル状接触子２を形成するコア材はニッケル（Ｎｉ）基材であり、表面にはＡｕメッキが施されている。

また、この溝２ｄの長さはスパイラル状接触子２の根元２ｂから先端２ａまでの間の所定の区間に設けられている。区間は適宜、設定可能で有る。

また、前記スパイラル状接触子２の溝２ｄの長さを固定したものとして、次のように定義できる。すなわち、２つのスパイラル状接触子２、２の根元２ｂ、２ｂを同一としてその根元２ｂから先端２ａ中心に向かって渦巻状に形成され、渦巻の中心に先端２ａを有し、２つのスパイラル状接触子２、２が互いに間隔を有して並行に形成され、その間隔を溝２ｄと称し、２つのスパイラル状接触子２、２が先端２ａで合体している。

また、スパイラル状接触子２は、凸形に形成されており、先端２ａの上面には突起２ａａを備えている。

これによって、さまざまな形状の接続端子１１、１１´にも接続可能であるとともに、スパイラル状接触子２が接続端子１１、１１´と接触して、スパイラル状接触子２を先端２ａから順に押し下げるときにスパイラル状接触子２の先端２ａに設けられた少なくとも１つの鋭い突起２ｄが接続端子１１、１１´とねじり動作を伴いながら接触し、微小円を描くことによって、接続端子１１、１１´の表面の酸化膜を切り裂くとともに優れた電気接続性を有することができる。

また、渦巻きを２本並行にして２重渦巻きとして説明したが、３重渦巻きでも、４重渦巻きでも、さらに複数の渦巻きとしても良い。

また、図１の（ａ）（ｂ）に示すように、先端２ａ近傍に１個の突起２ａａを備えている。その形状は四角錐形状を示しているが、突起２ａａの形状は、これらに限るものではなく、三角錐形状、その他の角錐及び円錐形状や、その他類似の形状であっても構わない。
この突起２ａａが接続端子（図略）と接触して、スパイラル状接触子２を先端２ａから順に押し下げるときに、渦巻きの中心が維持されながら、さらに先端２ａがねじり回動することによって、スパイラル状接触子２の先端２ａに設けられた少なくとも１つの鋭い突起２ａａが接続端子１１、１１´（図３、図４参照）と接触しながら微小円を描くことになり、接続端子１１、１１´の表面の酸化膜を切り裂くとともに優れた電気接続性を得ることができる。
なお、突起２ａａを先端の回転中心から偏心させなくともねじり動作を伴うことによって回転するが、先端の回転中心からわずかに偏心させた１個の突起２ａａを設けても良い。

図２は、本発明に係る製造方法の工程図である。図２に示すように、渦巻きの中心に先端を有するスパイラル状接触子を備えたスパイラルコンタクタの製造方法において、第１工程は、金属板４を用意し、この金属板４の表面に少なくとも１つの凹部４ａをスパイラル状接触子の先端の位置に形成する。なお、金属板４はＣｕ箔が好適であるので、以下、金属板４はＣｕ箔４と記載する。Ｃｕ箔４の厚みは、箔状であり、例えば、０．０８ｍｍとしたが、これに限定されるものではない。

第２工程は、Ｃｕ箔４の表面にフォトレジスト５を塗布、もしくはドライフィルムを貼付する。その上方からスパイラル状接触子２のパターンを有するフォトマスク６を被せ、このフォトマスク６の上方から光を照射して露光する。
このフォトマスク６の形状は、スパイラル形状接触子２の部分を黒塗りにした模様になっている。また、白黒逆のパターンを用いた方法でも構わない。
第３工程は、フォトマスク６のパターンを形成するようにフォトレジスト５を現像する。
第４工程は、さらに上方からＣｕ箔４の露出面４ｂにＡｕメッキ７ｂ、Ｎｉメッキ７ａから構成される金属メッキ７を施し、スパイラル状接触子２を成形する。ここでの金属メッキ７は、ニッケル合金メッキが好適である。なお、金属メッキは、例えば、ニッケルＮｉ合金メッキを用いたが、これに限定されるものではない。

第５工程は、フォトレジスト５を除去する。
第６工程は、Ｃｕ箔４の裏面にフォトレジスト５を貼付もしくは塗布し、穴を開けるためのフォトマスク１６を被せ、このフォトマスク１６に光を照射して露光・現像する。
第７工程は、Ｃｕ箔４の裏面からＣｕ箔４にエッチングで穴４ｃを開ける。
第８工程は、Ｃｕ箔４の裏面のフォトレジスト５を除去する。

図３は、本発明に係る製造方法の工程図である。図３に示すように、第９工程は、上下反転させたスパイラル状接触子の渦巻きの中心を一方から凸形工具で押し上げて凸形に変形させた状態でアニールフォーミングする。
詳細には、スパイラル状接触子２の下方に凸形工具１２を配置し、スパイラル状接触子２を下方から凸形工具１２で押し上げて凸形に変形させた状態でアニールフォーミングして成形を安定させ、すなわち、凸状に変形したスパイラル状接触子２が加熱及び焼鈍されて凸形状に成形される。このアニールフォーミングは、例えば、２５０℃で加熱し、焼きなまし処理を行い、内部応力を除去する。ここで加熱温度は２５０℃としたが、２５０℃前後を含むものとし、さらにこれに限定されるものではない。
第１０工程は、表面に導電性のランド８ａを有する実装基板８を設け、ランド８ａの上面に導電性のペースト（半田ペースト）９を塗布し、ランド８ａの上面に、スパイラル状接触子２を位置決めする。

第１１工程は、Ｃｕ箔４をエッチングで除去する。
第１２工程は、複数のスパイラル状接触子２、２…からなるスパイラルコンタクタ１に接続端子１１を接触させる。これによって、スパイラル状接触子２の突起２ａａと接続端子１１が接続されるとともに、突起２ａａは接続端子１１の接触面で微小円を描きながら電気的導通が図られる。

図４は、本発明に係る製造方法の工程図である。図４は図３に示すように、前記第９工程〜第１１工程と同様である。
第１２´工程は、複数のスパイラル状接触子２、２…からなるスパイラルコンタクタ１に接続端子１１´を接触させる。これによって、スパイラル状接触子２の突起２ａａと接続端子１１´が接続されるとともに、突起２ａａは接続端子１１´の接触面で微小円を描きながら電気的導通が図られる。
このように、さまざまな形状の接続端子に対しても良好な接続が得られる。

以上、好ましい実施の形態を説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱することの無い範囲内において適宜変更が可能なものである。例えば、スパイラル状接触子の溝は、スパイラル状接触子の長手方向全てにあっても、一部分にあっても構わない。スパイラル状接触子２の先端２ａの位置に少なくとも１つの凸部２ｄを備えたが、先端の突起２ａａは２個、３個、４個以上なども可能である。また、渦巻きを２本並行にして２重渦巻きとして説明したが、３重渦巻きでも４重渦巻きでも、さらに複数の渦巻きも製作可能である。また、スパイラル状接触子は、自然体で凸形状としたが、自然体で平坦状であっても構わない。また、第１工程の金属板４は銅板（Ｃｕ箔）の他に、例えばＳＵＳ板としてもよい。

本発明の実施形態を説明するためのスパイラル状接触子を示し、（ａ）は先端近傍に突起を備えたスパイラル状接触子を示す概略図、（ｂ）は（ａ）に示すＡ―Ａ線の断面図であり、自然体では凸形状の断面図である。 本発明に係る製造方法の工程図である。 本発明に係る製造方法の工程図である。 本発明に係る製造方法の工程図である。 従来の実施形態を説明するためのスパイラル状接触子を示し、（ａ）は先端近傍に突起を備えたスパイラル状接触子を示す概略図、（ｂ）は（ａ）に示すＢ―Ｂ線の断面図であり、自然体で凸形状の断面図である。 従来の実施形態を説明するためのスパイラル状接触子の製造方法を示す工程図である。 従来の実施形態を説明するためのスパイラル状接触子の製造方法を示す工程図である。

符号の説明

１ スパイラルコンタクタ
２ スパイラル状接触子
２ａ 先端
２ａａ 突起
２ｂ 根元
２ｃ 渦巻き部
２ｄ 溝
４ Ｃｕ箔
５ フォトレジスト
６、１６ フォトマスク
７ 金属メッキ
８ 実装基板
９ ペースト
１１、１１´ 接続端子
１２ 凸形工具

Claims (7)

1. 根元から先端中心に向かって渦巻状に形成され、前記渦巻の中心に先端を有するスパイラル状接触子において、前記スパイラル状接触子の幅方向のセンターに前記スパイラル状接触子の長手方向に沿って溝を備えることを特徴とするスパイラルコンタクタ。
2. 根元を同一として前記根元から先端中心に向かって渦巻状に形成され、前記渦巻の中心に先端を有する２つのスパイラル状接触子であって、前記２つのスパイラル状接触子が互いに間隔を有して並行に形成され、前記２つのスパイラル状接触子が前記先端で合体したことを特徴とするスパイラルコンタクタ。
3. 前記スパイラル状接触子は、凸形に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスパイラルコンタクタ。
4. 前記先端の上面には突起を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスパイラルコンタクタ。
5. 根元から先端中心に向かって渦巻状に形成され、前記渦巻状の中心に先端を有するスパイラル状接触子において、前記スパイラル状接触子の幅方向のセンターに前記スパイラル状接触子の長手方向に沿って溝を備えるスパイラルコンタクタの製造方法であって、
   Ｃｕ箔を用意し、前記Ｃｕ箔の表面にフォトレジストを貼付もしくは塗布し、その上方から前記スパイラル状接触子のパターンを有するフォトマスクを被せ、このフォトマスクの上方から光を照射して露光する第２工程と、
   前記フォトマスクのパターンを形成するように前記フォトレジストを現像する第３工程と、
   さらに上方から前記Ｃｕ箔の露出面に金属メッキを施し、前記スパイラル状接触子を成形する第４工程と、
   前記フォトレジストを除去する第５工程と、
   前記Ｃｕ箔の裏面にフォトレジストを貼付もしくは塗布し、穴を開けるためのフォトマスクを被せ、このフォトマスクに光を照射して露光・現像する第６工程と、
   を含むことを特徴とするスパイラルコンタクタの製造方法。
6. 上下反転させた前記スパイラル状接触子の渦巻きの中心を一方から凸形工具で押し上げて凸形に変形させた状態で、アニールフォーミングする第９工程を含むことを特徴とする請求項５に記載のスパイラルコンタクタの製造方法。
7. 前記スパイラル状接触子の製造方法において、前記第２工程の前に、前記Ｃｕ箔の表面に少なくとも１つの凹部を、前記スパイラル状接触子の先端の位置に形成する第１工程を含むことを特徴とする請求項５に記載のスパイラルコンタクタの製造方法。

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