JP2006013332A - コネクタ、その製造方法および接続方法ならびに接続した電子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 スペース効率が良く、高密度実装可能なコネクタを提供する。また、ＳＩＰに適したマザーボードレス実装技術を提供する。
【解決手段】 本発明のコネクタは、基板と、基板を厚さ方向に貫通する微細な貫通電極を備え、貫通電極が、電子機器の電極と接続するコンタクタを有し、基板の貫通孔内に受動部品を内蔵することを特徴とする。貫通電極は、両端にコンタクタを備え、コンタクタは渦巻バネ構造を有する柱状体であり、コンタクタ間にコンタクタがストロークする空間を有する。
【選択図】 図６

Description

本発明は、ＩＣまたはＬＳＩからなる電子機器の電極にコンタクタを接続し、コンタクタを介して電子機器との電気的導通を維持する目的で使用されるコネクタに関する。

エレクトロニクスの発達に伴い、情報通信機器の多機能化および高性能化が進展している。たとえば、携帯電話には、高精細液晶ディスプレイおよび高画素ＣＣＤカメラを搭載し、赤外線通信が可能な機種が出現し、デジタルＴＶ受信、ビデオ再生、指紋照合、音声認識、クレジット、無線ＬＡＮおよびＧＰＳなどの諸機能を有する新機種が検討されている。

こうした中、ＩＣなどからなる電子機器については、抵抗、コイルおよびコンデンサなどの受動部品と電子機器をモジュール化し、システム化すること（以下、「ＳＩＰ（ system in package ）」ともいう。）により、小型化・薄型化し、高密度実装に対応する試みが進行している。

ＳＩＰと並行して、電子機器を実装するマザーボードについても、受動部品およびコネクタなどを内蔵し、システム化する試みがなされている。しかし、コネクタの電極密度が現状０．３極／ｍｍ²程度であるのに対して、将来的には１桁高い高密度化が求められており、コネクタを内蔵可能なダウンサイジングは難しく、製造コストも高いため、マザーボードのシステム化は進展していない。

コネクタにおける高密度化への対応としては、たとえば、ＢＧＡ（ ball grid array ）用のコンタクタであって、ボール状電極に接触する前は、平面状の渦巻形状を呈し、ボール状電極との接触によりボール状電極の形状に応じて渦巻形状が変化するコンタクタが知られている（特許文献１参照）。このコンタクタによれば、電極の高密度化に対応することができ、ボール状電極を変形させることなく導通を確保することが可能であり、信頼性が高いとある。

渦巻状コンタクタを使用する場合、ボール状電極の先端部では、コンタクタの撓み量が少なく、先端部から離れるにつれて撓み量が大きくなる。このため、コンタクタの最も撓みにくい根元付近の曲げ応力が最も大きくなり、電極との接触面積が小さくなり、信頼性が低下する傾向がある。これに対して、電子機器側の電極形状を円錐、三角錐または四角錐などの錐体状とすることにより、コンタクタの根元付近の曲げ応力を軽減し、電極の高密度化に対応する方法が知られている（特許文献２参照）。
特開２００２−１７５８５９号公報 特開２００３−７８０７８号公報

受動電極またはコネクタをマザーボード上に実装する構造は、スペース効率が悪く、小型化が難しい。また、配線長が長くなり、漏れ電磁波が多く、高周波への対応が困難である。さらに、実装する部品点数が多く、実装コストが高いという問題、または鉛ハンダによる接続では、環境負荷が大きく、リペアが困難であるという問題がある。

本発明の課題は、スペース効率が良く、高密度実装可能なコネクションを提供することにある。また、ＳＩＰに適したマザーボードレス実装技術を提供することにある。

本発明のコネクタは、基板と、基板を厚さ方向に貫通する微細な貫通電極を備え、貫通電極が、電子機器の電極と接続するコンタクタを有し、基板の貫通孔内に受動部品を内蔵することを特徴とする。貫通電極は、両端にコンタクタを備え、コンタクタは渦巻バネ構造を有する柱状体であり、コンタクタ間にコンタクタがストロークする空間を有する。

本発明のコネクタの製造方法は、かかるコネクタの製造方法であって、第１の局面によれば、コンタクタが、
金型により樹脂型を形成する工程と、
樹脂型に金属材料からなる層を電鋳により形成する工程と
を含む方法により製造されることを特徴とする。

また、本発明のコネクタの製造方法は、第２の局面によれば、コンタクタが、
Ｘ線リソグラフィにより樹脂型を形成する工程と、
樹脂型に金属材料からなる層を電鋳により形成する工程と
を含む方法により製造されることを特徴とする。

かかるコネクタは、絶縁性基板に受動部品を内蔵する工程と、
配線を形成した絶縁性シートを基板には貼り付ける工程と
を含む方法により製造する態様が好ましい。

また、受動部品を実装した絶縁性シートを、絶縁性基板に貼り付けることにより受動部品を基板に内蔵する工程と、
絶縁性シートに配線を形成する工程と
を含む方法により製造する態様が好ましい。

一方、焼成によりセラミックスとなる基板に、焼成により受動部品となる部品を内蔵する工程と、
焼成工程と
を含む方法により、セラミックス基板に受動電極を内蔵するコネクタを製造することができる。

本発明のコネクタの接続方法は、かかる方法により製造したコネクタの両面に電子機器を接続することを特徴とする。また、コネクタが磁石を備え、磁石により電子機器と接続する態様が好ましい。本発明の電子装置は、かかるコネクタの両面に電子機器を接続した装置である。

本発明によれば、マザーボードレス化を可能とし、抵抗、コイルおよびコンデンサなどの受動部品を内蔵し、システム化したコネクタを提供することができる。

（コネクタ）
本発明のコネクタの典型的な例を図６に示す。このコネクタは、図６に示すように、基板６１と、基板を厚さ方向に貫通する微細な貫通電極６３を備え、貫通電極６３が、電子機器の電極と接続するコンタクタ６３ａ，６３ｃを有し、基板６１の貫通孔６２内に、コイル６４、コンデンサ６５または抵抗６６などの受動部品を内蔵することを特徴とする。貫通電極６３は、両端にコンタクタ６３ａ，６３ｃを備え、コンタクタ６３ａ，６３ｃは渦巻バネ構造を有する柱状体であり、コンタクタ６３ａ，６３ｃとの間にコンタクタがストロークする空間を有する。図６の例では、リング６３ｂを、２つのコンタクタ６３ａ，６３ｃの間に挿入することにより、コンタクタがストロークする空間を確保している。このコネクタは、磁石６７を備えているため、ＳＩＰなどの電子機器と容易に接続することができる。

電子機器との接続は、図７（ａ）に示すように、本発明のコネクタ７１の両面をＳＩＰ７５で矢印の方向に挟むことにより行なわれる。他のＳＩＰモジュールとの接続は、ＦＰＣ（ flexible print circuit )７４の電極と、コネクタ７１の貫通電極７３とを連結することにより行なうことができる。コネクタ７１をＳＩＰ７５で挟むことにより、ＳＩＰの凸状電極７６と、コネクタ７１の貫通電極７３を介して、ＳＩＰ７５同士を電気的に接続することができる。また、コネクタ７１には受動部品７２が内蔵されているから、ＳＩＰ７５を接続することにより、ＳＩＰ７５と受動部品７２とを接続することができる（図７（ｂ））。接続に際しては、コネクタ７１側の永久磁石７７を利用することができ、ＳＩＰ７５側に設けた磁性体との磁気的な吸引力により固定される。

このように本発明のコネクタによれば、マザーボードレス化を可能とし、抵抗、コイルおよびコンデンサなどの受動部品をコネクタに内蔵し、システム化することができる。したがって、マザーボード上にＳＩＰを表面実装する構造と比較して、貫通孔内に受動部品をコンパクトに整理できるため、スペース効率が良好で、高密度実装が可能である。また、コネクタをＳＩＰで挟むことにより電気的導通を得ることができるから、マザーボード上に配線する場合より配線長を短縮でき、漏れ電磁波が少なく、高周波対応が容易である。さらに、ハンダ接続によらないため、環境負荷が小さく、容易にリペアすることができる。本発明の電子装置は、かかるコネクタの両面に電子機器を接続した装置である。

本発明のコネクタに使用するコンタクタの典型的な例を図１に示す。図１に示すように、このコンタクタは、渦巻バネ構造を有する柱状体である。電子機器と接続するときは、図２に示すように、矢印の方向にコネクタ２０をＳＩＰ２５，２８などの電子機器の間に挟んで接続する。図２に示す例では、コネクタ２０は、電気的に絶縁性の基板２２内に、２個のコンタクタ２１ａ、２１ｃと、リング２１ｂとを有し、リング２１ｂは２個のコンタクタ２１ａ、２１ｃの間に挿入される。ＳＩＰ２８などの電子機器上にある凸状電極２７を、コンタクタ２１ｃに押し当てると、コンタクタ２１ｃは、凸状電極２７の形状に応じて変形する。

コンタクタは、渦巻バネ構造を有するため、コンタクタ２１ｃと凸状電極２７との間には接触荷重が生じている。また、リング２１ｂは、隣り合うコンタクタ２１ａ、２１ｃがストロークすることができるための空間を確保し、コンタクタが変形しても、コンタクタ同士が接触しないようにする目的で設ける。基板２２の上下には、上蓋シート２４と下蓋シート２３が設けられ、コンタクタ２１ａ、２１ｃと、リング２１ｂが基板２２から脱落しないようにするために、各シートに形成される孔は、コンタクタの外径よりも小さくしている。また、上蓋シート２４と下蓋シート２３には、必要に応じて配線（図示していない。）を付すことができる。

ＳＩＰ２５上の凸状電極２６を、コンタクタ２１ａに押し当てたときも同様に、コンタクタ２１ａは、凸状電極２６の形状に応じて変形する。これにより、ＳＩＰ２５からの電気信号は、凸状電極２６から、絶縁性基板２２内を、順次、コンタクタ２１ａ、リング２１ｂ、コンタクタ２１ｃ、凸状電極２７、ＳＩＰ２８へ伝達し、電気的な導通が得られる。

図２には、コンタクタの厚さが均一である例を示した。コンタクタは、そのほか、図８に示すように、渦巻バネの厚さが、外周部から中心部に近づくにつれて薄くなるものも有効に使用することができる。渦巻バネは、中心に行くほど曲率半径が小さくなるため、渦巻バネの厚さおよび幅が同一であるときは、中心部ほど剛性が大きくなる。そこで、コンタクタの渦巻バネの厚さを中心部ほど薄くすることにより、どの位置でも剛性を均一にすることができ、凸状電極の形状に応じてバネ全体を効率よく動作させることができるようになる。

コンタクタの渦巻バネの厚さが、外周部から中心部に近づくにつれて薄くなるコンタクタを使用するときは、図８（ａ）に示すように、コネクタは、電気絶縁性基板８２内に、２個のコンタクタ８１ａ，８１ｃを備え、基板８２の上下に、上蓋シート８４と下蓋シート８３を設ける。図２の例と異なり、２個のコンタクタ８１ａ，８１ｃの間にリングが設けられていない。渦巻バネの厚さが外周部から中心部に近づくにつれて薄いため、図８（ｂ）に示すように、電子装置８５，８８上の凸状電極８６，８７で挟むときに、隣り合うコンタクタがストロークする空間を確保することができる。したがって、かかるコンタクタを使用すると、リングが不要となり、部品点数が少なく、組み立ても容易となる。

コンタクタと電極との確実な接触が得られる点で、電子装置の電極は、凸状のものを用いる。凸状電極には、たとえば、ＢＧＡのボール電極またはメッキにより形成したバンプ電極がある。また、コンタクタを長手方向に垂直な平面で切断したときの形状は、円形とすることができるが、凸状電極の形状などに合わせて、楕円形もしくは円周の一部が歪んだような形状、三角形、四角形などの多角形とすることができる。

（コネクタの製造方法）
本発明のコネクタに使用するコンタクタの製造方法は、Ｘ線リソグラフィにより樹脂型を形成する工程と、樹脂型に金属材料からなる層を電鋳により形成する工程とを含むことを特徴とする。かかる方法により、大電流を導通させることができ、微細で信頼性の高いコンタクタを低コストで提供することができる。本発明の製造方法においては、高いアスペクト比を有するコンタクタが得られるため、ＵＶ（波長２００ｎｍ）より短波長であるＸ線（波長０．４ｎｍ）を使用するが、Ｘ線の中でも指向性が高いため、シンクロトロン放射のＸ線（以下、「ＳＲ」という。）を使用する態様が好ましい。ＳＲを用いるＬＩＧＡ（Lithographie Galvanoformung Abformung)プロセスは、ディープなリソグラフィが可能であり、数１００μｍの高さのコンタクタをミクロンオーダの高精度で大量に製造することができる。

Ｘ線と電鋳を組み合せた方法で製造することにより、図１に示すような、アスペクト比（ｂ／ａ）が２以上のコンタクタを容易に製造することができ、アスペクト比が３０以上のコンタクタの製造も可能である。高いアスペクト比が得られるため、バネの幅ａを薄くしても厚さｂを厚くでき、接触荷重が大きく、接触信頼性の高いコンタクタの製造が可能であり、また、０．５Ａ以上の大きな電流を導通することができる。さらに、バネの幅ａを薄くできるため、バネの渦巻数を多くすることができ、バネのストロークが大きい渦巻バネを製造でき、ストロークを大きくしても接触荷重は低下しない。具体的には、渦巻数が２以上のコンタクタを容易に製造することができ、ストロークを高めるために、渦巻数が４以上のコンタクタを製造することも可能である。また、ストロークが１００μｍ以上で、接触荷重が０．０３Ｎ以上のコンタクタも容易に製造することができ、接触荷重を０．１Ｎ以上とすることもできる。

板状体を巻き上げるなどの機械加工により渦巻バネを製造しようとしても、コンタクタの微細化には限界があり、小さいものでも、厚さｂが１０００μｍ、外径Ｄが５００μｍ〜１０００μｍ程度の大きさとなり、このサイズでは、高密度実装への対応が難しい。また、精密なコンタクタを正確に、再現性よく、大量に製造することが困難である。本発明によれば、厚さｂが５０μｍ〜５００μｍ、外径Ｄが１００μｍ〜５００μｍのコンタクタを、精密かつ正確に、再現性よく、容易に製造することができるため、電子機器の高密度実装に対応することができる。さらに、リソグラフィと電鋳を組み合せた製造方法によるため、微細構造体を一体形成することができ、部品点数を減らし、部品コストおよび組立てコストを低減することができる。

本発明の製造方法は、図４（ａ）に示すように、導電性基板４１上に樹脂層４２を形成する。導電性基板として、たとえば、銅、ニッケル、ステンレス鋼などからなる金属製基板、チタン、クロムなどの金属材料をスパッタリングしたシリコン基板などを用いる。樹脂層には、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）などのポリメタクリル酸エステルを主成分とする樹脂材料、またはＸ線に感受性を有する化学増幅型樹脂材料などを用いる。樹脂層の厚さは、形成しようとするコンタクタの厚さに合せて任意に設定することができ、たとえば５０μｍ〜５００μｍとすることができる。

つぎに、樹脂層４２上にマスク４３を配置し、マスク４３を介してＸ線４４を照射する。マスク４３は、コンタクタのパターンに応じて形成したＸ線吸収層４３ａと、透光性基材４３ｂとからなり、透光性基材４３ｂには、窒化シリコン、シリコン、ダイヤモンド、チタンなどを用いる。また、Ｘ線吸収層４３ａには、金、タングステン、タンタルなどの重金属またはその化合物などを用いる。Ｘ線４４の照射により、樹脂層４２のうち、樹脂層４２ａは露光され変質するが、樹脂層４２ｂはＸ線吸収層４３ａにより露光されない。このため、現像により、Ｘ線４４により変質した部分のみが除去され、図４（ｂ）に示すような樹脂層４２ｂからなる樹脂型が得られる。

つぎに、電鋳を行ない、図４（ｃ）に示すように、樹脂型に金属材料４５を堆積する。電鋳とは、金属イオン溶液を用いて導電性基板上に金属材料からなる層を形成することをいう。導電性基板４１をめっき電極として電鋳を行なうことにより、樹脂型に金属材料４５を堆積することができる。樹脂型の空孔部が埋まる程度に金属材料を堆積する場合、堆積した金属材料層から、コンタクタを得ることができる。また、樹脂型の高さを超え、樹脂型上にも金属材料を堆積すると、樹脂型および基板を除去することにより、空孔部を有する金属微細構造体が得られ、得られた構造体を金型として、後述のとおり、本発明のコネクタに使用するコンタクタを製造することができる。金属材料には、ニッケル、銅、またはそれらの合金などを用いるが、コンタクタの耐摩耗を高める点で、ニッケルまたはニッケルマンガンなどのニッケル合金が好ましい。

電鋳後、研磨または研削により所定の厚さに揃えた後（図４（ｄ））、図４（ｅ）に示すように、ウエットエッチングまたはプラズマエッチングにより樹脂型を除去する。つづいて、酸もしくはアルカリによりウエットエッチングし、または機械的に加工して導電性基板４１を除去すると、図４（ｆ）に示すような金属微細構造体が得られる。つぎに、１５０℃〜３５０℃で、２時間〜４８時間の加熱処理を施すことにより、スプリング特性を付与し、図１に示すようなコンタクタを得ることができる。得られたコンタクタは、電子装置の電極との電気的な導通性を高めるために、必要に応じて、厚さ０．０５μｍ〜１μｍの金コートを施す。

金属微細構造体の両面または片面を切削加工することにより、外周部から中心部に近づくにつれて薄くなるように成形することができる。たとえば、片面または両面が、球面または回転放物面に接するように加工することができる。このようなすり鉢状の凹部は、放電加工、機械加工またはエッチングなどにより形成することができるが、正確な加工が可能である点で、放電加工が好ましい。放電加工は、たとえば、放電加工に使用する電極の先端を、半球状または回転放物面状に加工し、上述の方法でコンタクタを製造するときは、電鋳後、エッチングにより樹脂型を除去する前（図４（ｄ））、または除去した後に（図４（ｅ））、基板上の金属層を、先端加工をした電極により削る態様が好ましい。電極型を用いて、多数本を一括して加工することもできる。両面加工する場合には、基板から金属層を切り離してから、同様に加工することができる。

つぎに、得られたコンタクタから本発明のコネクタを製造する方法を図３に示す。コネクタの製造方法は、図３に示す方法に限定されるものではないが、図３に示す製造方法は、製造が容易である点で好ましい態様である。まず、図３（ａ）に示すように、実装する電子機器の電極に対応した位置に、収容するコンタクタまたは受動部品の外径に合わせて、基板３２に貫通孔を形成する。つづいて、同様に、電極の配置に対応した位置に、収容するコンタクタなどの外径より小さい孔を形成した下蓋シート３３を、基板３２に張り合せる。下蓋シート３３に、予め配線３６を形成しておくと、コネクタの製造が容易になり、製造コストを低減することができる。

その後、図３（ｂ）に示すように、所定の貫通孔には、コンタクタ３１ｃと、リング３１ｂと、コンタクタ３１ａを、この順序で嵌合する。また、所定の別の貫通孔には、抵抗、コイルまたはコンデンサなどの受動部品３５を内蔵する。リング３１ｂは、コンタクタ３１ａ、３１ｃと同様の金属微細構造体であるため、コンタクタと同様の方法で製造する態様が好ましい。その後、下蓋シート３３と同様の上蓋シート３４を基板３２に張り付けると、図３（ｃ）に示すような本発明のコネクタが得られる。基板３２、下蓋シート３３および上蓋シート３４は、電気絶縁性を有する材料、たとえば、ポリイミド樹脂、または、一般の繊維強化樹脂（ＦＲＰ）、セラミックスなどにより形成する。また、上蓋シート３４には、下蓋シート３３と同様に、予め配線３７を形成しておくと、製造が容易となり、製造コストを下げることができる点で好ましい。

本発明のコネクタに使用するコンタクタの製造方法の他の態様は、金型により樹脂型を形成する工程と、樹脂型に金属材料からなる層を電鋳により形成する工程とを含むことを特徴とする。かかる方法によっても、Ｘ線リソグラフィにより樹脂型を形成する前述の製造方法と同様に、大電流を導通させることができ、微細で信頼性の高いコネクタを低コストで製造することができる。また、金型により製造する本発明の方法によれば、同一の金型を用いて、コンタクタの大量生産が可能である点で有利である。

かかる製造方法は、図５（ａ）に示すように、凸部を有する金型５２を用いて、エンボス成形、反応性成形または射出成型などのモールドにより、図５（ｂ）に示すような凹状の樹脂型５３を形成する。樹脂材料としては、ポリメタクリル酸メチルなどのアクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリオキシメチレンなどのポリアセタール樹脂などを用いる。金型５２は、コンタクタと同様の金属微小構造体であるため、Ｘ線リソグラフィ法と電鋳を組み合せた上述の方法により製造する態様が好ましい。

つぎに、樹脂型５３の上下を反転した後、図５（ｃ）に示すように、導電性基板５１に貼り付ける。続いて、図５（ｄ）に示すように、樹脂型５３を研磨し、樹脂型５３ａを形成する。その後の工程は、前述と同様であり、電鋳により樹脂型５３ａに金属材料５５を堆積し（図５（ｅ））、厚さを調整し（図５（ｆ））、樹脂型５３ａを除去し（図５（ｇ））、導電性基板５１を除去すると、図５（ｈ）に示すような金属微細構造体が得られ、その後、スプリング特性を付与すると、図１に示すようなのコンタクタを得ることができる。得られたコンタクタから前述と同様の方法により、本発明のコネクタが得られる。リングは、コンタクタと同様に、金型により樹脂型を形成する工程と、樹脂型に金属材料からなる層を電鋳により形成する工程を経て製造することができ、電気的な導通性を高めるために、厚さ０．０５μｍ〜１μｍの金コートを施す態様が好ましい。

本発明のコネクタは、受動部品を実装した絶縁性シートを、絶縁性基板に貼り付けることにより受動部品を基板に内蔵する工程と、絶縁性シートに配線を形成する工程とを含む方法により製造すると、製造が容易であり、製造コストが安い点で好ましい。また、セラミックス基板に受動電極を内蔵する本発明のコネクタは、焼成によりセラミックスとなる基板に、焼成により受動部品となる部品を内蔵する工程と、焼成工程とを含む方法により製造すると、製造が容易であり、製造コストを低減できる点で好ましい。

このようなセラミックスとしては、アルミナまたはＬＴＣＣ(Low Temperature Co-fired Ceramics)がある。また、受動部品であるコンデンサ（キャパシタ）または抵抗は、セラミックス基板の積層時に印刷または充填によって内蔵され、コイルは、配線印刷時に一緒に形成することができる。配線は、アルミナセラミックスにはＷ系導体を使用し、ＬＴＣＣにはＡｇ系またはＣｕ系導体を使用するのが好ましい。セラミックス材料は、焼成温度が９００℃以下と低い点で、ＬＴＣＣが好ましい。

また、印刷もしくは充填により受動部品を内蔵する以外にも、アルミナまたはＬＴＣＣで製作したＶＩＡ孔付き基板のＶＩＡ部に、京セラ製ＣＭ０３（０６０３）などの積層セラミックスコンデンサ、コーア株式会社製ＫＬ７３１ＨＴＢ（０２０１）などの薄膜チップインダクタまたはコーア株式会社製ＴＦ１０ＡＢ１．２５などの薄膜ヒューズなどを組み込み、エポキシ樹脂などで固定した後、ＦＰＣ電極へ結線することにより、受動部品内蔵基板を製造することができる。

基板は、セラミックスからなるもの以外に、ＦＲ４またはＦＲ５などのカラエポ基板を使用することができる。たとえばカラエポ基板上に、配線、抵抗またはコイルなどを印刷またはエッチングにより形成し、積層して基板を形成することができる。また、コンデンサ、コイルまたはヒューズなどは、チップサイズにパッケージされたものを積層基板に埋め込み、部品内蔵基板としてもよい。また、上述のように、ＶＩＡ孔付き基板を形成した後、ＶＩＡ部に、積層セラミックスコンデンサ、薄膜チップインダクタまたは薄膜ヒューズなどを埋め込み、固定して、受動部品内蔵基板とすることもできる。

永久磁石を組み込む場合は、たとえばＦＲ４積層基板またはＦＲ５積層基板の中央に孔を設け、ネオジウム系、サマリウムコバルト系またはアルニコ系の永久磁石を孔の中に組み込み、接着剤で固定する。また、永久磁石を受動部品と同様に基板内に内蔵してもよい。さらに、接続するＳＩＰにおいて、磁石に対応する位置に、ニッケルまたはパーマロイなどの磁性金属体を形成すると、本発明のコネクタとＳＩＰとの強固な接続を維持しやすくなる点で好ましい。磁性金属体は、メッキにより形成することができる。また、磁性金属からなる板状体を形成してもよい。さらに、ヨークなど磁気回路を形成すると、永久磁石部の磁力を確保しやすい点で好ましい。

実施例１
まず、図４（ａ）に示すように、導電性基板４１上に樹脂層４２を形成した。導電性基板としては、チタンをスパッタリングしたシリコン基板を用いた。樹脂層を形成する材料は、メタクリル酸メチルとメタクリル酸との共重合体を用い、樹脂層の厚さは１８０μｍとした。

つぎに、樹脂層４２上にマスク４３を配置し、マスク４３を介してＸ線４４を照射した。Ｘ線としては、ＳＲを照射した。マスク４３は、コンタクタと受動部品のパターンを有し、マスク４３を構成する透光性基材４３ｂは窒化シリコンからなり、Ｘ線吸収層４３ａは窒化タングステンからなるものを用いた。

Ｘ線４４の照射後、メチルイソブチルケトンにより現像し、Ｘ線４４により変質した部分を除去し、図４（ｂ）に示すような樹脂層４２ｂからなる樹脂型を得た。つぎに、電鋳を行ない、図４（ｃ）に示すように、樹脂型の空孔部に金属材料４５を堆積した。金属材料はニッケルを用いた。電鋳後、図４（ｄ）に示すように、研磨して表面の凹凸を除去してから、図４（ｅ）に示すように、酸素プラズマにより樹脂型を除去し、続いてＫＯＨ水溶液によりウエットエッチングをし、導電性基板４１を除去すると、図４（ｆ）に示すような、貫通状態の金属微細構造体が得られた。

つぎに、金属微細構造体を、熱処理した後、厚さ０．１μｍの金コートをすると、図１に示すような、渦巻バネ構造の柱状体であるコンタクタが得られた。このコンタクタは、外径Ｄが４５０μｍ、厚さｂが１５０μｍ、バネの幅ａが１５μｍであり、アスペクト比（ｂ／ａ）は１０であった。また、スパイラルの渦巻数が７回転、バネのストロークが６５μｍであった。一方、コンタクタと同様の方法で、外径が４５０μｍ、厚さが１５０μｍのリングを製造した。

つづいて、図３（ａ）に示すように、ＳＩＰの電極の位置に対応して貫通孔を形成した基板３２と下蓋シート３３を張り合わせた。基板３２は、材質がポリイミド樹脂であり、厚さが４５０μｍのものを用い、直径が４５０μｍの貫通孔をピッチ５００μｍで設けた。また、下蓋シート３３は、材質がポリイミド樹脂であり、厚さが４０μｍのものを用い、基板３２の貫通孔の位置に合せて、直径４００μｍの孔を形成した後、Ａｕからなる所定の配線３６を形成した。

つぎに、図３（ｂ）に示すように、基板３２の所定の貫通孔に、順次、コンタクタ３１ｃと、リング３１ｂと、コンタクタ３１ａを嵌合し、貫通電極３１を形成した。また、所定の貫通孔には、受動部品３５として、京セラ製ＣＭ０３（０６０３）、コーア株式会社製ＫＬ７３１ＨＴＢ（０２０１）およびコーア株式会社製ＴＦ１０ＡＢ１．２５を組み込み、内蔵した。下蓋シート３３と同様の上蓋シート３４に、Ａｕからなる所定の配線３７を施した後、基板３２に張り合せると、図３（ｃ）に示すような本発明のコネクタが得られた。

つぎに、図７（ａ）に示すように、コネクタ７１の貫通電極７３にＦＰＣの凸状電極をセットし、２つのＳＩＰ７５でコネクタ７１を挟み、矢印の方向に７０ｍＮの力で加圧しながら、筐体（図示していない。）により固定した（図７（ｂ））。このとき、図２に示すように、ボール状の凸状電極２６，２７の形状に応じて、コンタクタ２１ａ，２１ｃは変形し、渦巻バネの付勢力により、２つのＳＩＰ２５，２８との間で電気的導通が得られた。また、コネクタに内蔵した受動部品も適正に機能した。本実施例では、コンタクタの外径Ｄは４５０μｍと小径であり、電子機器の高密度実装に対応できることがわかった。

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明によれば、マザーボードレス化が可能であり、高密度実装が可能であるため、携帯電話などの電子装置に有用である。

本発明のコネクタに使用するコンタクタの斜視図である。 本発明のコネクタと電子機器との接続方法を示す断面図である。 本発明のコネクタの製造方法を示す工程図である。 本発明のコネクタに使用するコンタクタの製造方法を示す工程図である。 本発明のコネクタに使用するコンタクタの製造方法を示す工程図である。 本発明のコネクタの構造を示す斜視図である。 本発明のコネクタと電子機器との接続方法を示す断面図である。 本発明のコネクタと電子機器との接続方法を示す断面図である。

符号の説明

２０ コネクタ、２１ａ，２１ｃ コンタクタ、２１ｂ リング、２２ 基板、２５，２８ ＳＩＰ、２６，２７ 凸状電極、４１，５１ 導電性基板、４２ 樹脂層、４３ マスク、４４ Ｘ線、４５，５５ 金属材料、５２ 金型、５３ 樹脂型。

Claims (10)

1. 基板と、該基板を厚さ方向に貫通する微細な貫通電極を備えるコネクタであって、前記貫通電極が、電子機器の電極と接続するコンタクタを有し、基板の貫通孔内に受動部品を内蔵することを特徴とするコネクタ。
2. 前記貫通電極は、両端にコンタクタを備え、該コンタクタは渦巻バネ構造を有する柱状体であり、コンタクタ間にコンタクタがストロークする空間を有することを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。
3. 請求項１または２に記載のコネクタの製造方法であって、コンタクタが、
   金型により樹脂型を形成する工程と、
   前記樹脂型に金属材料からなる層を電鋳により形成する工程と
   を含む方法により製造されることを特徴とするコネクタの製造方法。
4. 請求項１または２に記載のコネクタの製造方法であって、コンタクタが、
   Ｘ線リソグラフィにより樹脂型を形成する工程と、
   前記樹脂型に金属材料からなる層を電鋳により形成する工程と
   を含む方法により製造されることを特徴とするコネクタの製造方法。
5. 絶縁性基板に受動部品を内蔵する工程と、
   配線を形成した絶縁性シートを前記基板には貼り付ける工程と
   を含むことを特徴とする請求項３または４に記載のコネクタの製造方法。
6. 受動部品を実装した絶縁性シートを、絶縁性基板に貼り付けることにより受動部品を基板に内蔵する工程と、
   前記絶縁性シートに配線を形成する工程と
   を含むことを特徴とする請求項３または４に記載のコネクタの製造方法。
7. セラミックス基板に受動電極を内蔵するコネクタの製造方法であって、
   焼成によりセラミックスとなる基板に、焼成により受動部品となる部品を内蔵する工程と、
   焼成工程と
   を含むことを特徴とする請求項３〜６のいずれかに記載のコネクタの製造方法。
8. 請求項１または２に記載のコネクタの両面に電子機器を接続することを特徴とするコネクタの接続方法。
9. 前記コネクタが磁石を備え、該磁石により電子機器と接続することを特徴とする請求項８に記載のコネクタの接続方法。
10. 請求項１または２に記載のコネクタの両面に電子機器を接続した電子装置。

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