JP2006040737A - マイクロコネクタのソケットとプラグ、及びそのマイクロコネクタ用ソケットの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 弾接力の向上を図った精度の良い実用的なマイクロコネクタを得る。
【解決手段】 単結晶シリコンからなるソケット基板３に形成された先端が自由端１２である片持ち梁状の端子台８を設け、端子台８の自由端１２の近傍上面に、突起の形状がプラグの進入方向に対し徐々に高くなり突起部頂上に達する斜面部を有する受圧部１０を形成したソケット本体１と、ソケット基板３と協同してプラグを受け入れ可能で、且つ受圧部１０を覆うソケット基板３上に搭載されたソケットハウジング２と、を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電気コネクタに関するものであり、特にその隣接する接触端子間のピッチが、わずか数百μｍ（マイクロメータ）から数十μｍのオーダーと言う微細なサイズのコネクタ、即ちマイクロコネクタのソケットとプラグとそのソケットの製造方法に関するものである。

従来から、普通サイズの電気コネクタを相似形状に微細化し、隣接する接触端子間のピッチを数百μｍのオーダーにしたマイクロコネクタが知られている。即ち、ソケットの基板には複数の音叉型接触端子が用意されおり、一方、プラグの基板には複数の棒状接触端子が設けてあり、音叉型接触端子の間に棒状接触端子が進入し、音叉型接触子のバネ力・弾接力で棒状接触子を挟持することによって両者の電気的接続を達成しているもの（例えば特許文献１参照）がある。
特開２００２−２４６１１７号公報（段落「００１６」乃至段落「００２５」図１、図２）

しかしながら、隣り合う接触端子間のピッチが数百から数十μｍと微細になると、当然、接触端子そのものも細く、そして薄くなり、一般に広く用いられているリン青銅などの金属から成る接触端子では、ソケットおよびプラグ両接触端子間の弾接力が不足してその電気的接続が危ういものとなってくる。

また、微細になることで、僅かなソケットとプラグの位置のズレで通電しなくなる場合が出てくる。

本発明はこの点に鑑みてなされたものであって、その解決しようとする課題は、弾接力の向上を図った精度の良い実用的なマイクロコネクタのソケットとプラグ、及びそのマイクロコネクタ用ソケットの製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１の発明では、ソケットとプラグを有するマイクロコネクタにおいて、単結晶シリコンからなるソケット基板に形成された先端が自由端である片持ち梁状の端子台を設け、該端子台の前記自由端の近傍上面に、プラグの進入方向に対し徐々に高くなり頂上に達する斜面部を有する受圧部を形成したソケット本体と、前記ソケット本体と協同してプラグを受け入れ可能で、且つ前記受圧部を覆う如く前記基板上に搭載されたソケットハウジングと、を有するマイクロコネクタのソケットとする。このように片持ち梁状の端子台を設けたことによって単結晶シリコンの弾接力を利用し、ソケット、プラグ両接触端子の電気的接続が確実なコネクタとできるとともに、受圧部にプラグ導線をなめらかに連結し得るよう、受圧部に斜面部を設計したので、プラグ挿入時の引っかかり等の余分なストレスが軽減され、信頼性の向上を図ることができる。

請求項２の発明では、前記受圧部の前記斜面部が、異方性エッチングで形成されているマイクロコネクタのソケットとする。これによって、受圧部にプラグ導線をなめらかに連結し得るように、受圧部を製作する際に前記シリコン基板のオリフラに対して適切な角度に加工面をセットして異方性エッチングを施こしたので、斜面部が正確に形成できる。その為挿入時にプラグ導線が受圧部になめらかに乗り上げ、引っかかり等の余分なストレスが軽減され、信頼性の向上につながる。

請求項３の発明では、ソケットとプラグを有するマイクロコネクタにおいて、単結晶シリコンからなるソケット基板に形成された先端が自由端である片持ち梁状の端子台の前記自由端の近傍上面に受圧部を設け下面に逃げ部分を設けたソケット本体と、前記ソケット本体と協同してプラグを受け入れ可能で、且つ前記前記受圧部を覆う如く前記基板上に搭載されたソケットハウジングと、を有するマイクロコネクタのソケットとする。これによって、端子台のたわみを該逃げ部分で吸収できるので、ソケットからはみ出すことがなく、ソケットの実装処理がきわめて容易となる。

請求項４の発明では、前記端子台の少なくとも前記受圧部から、ソケットの接続端子までの間に、ソケット導線を配設するマイクロコネクタのソケットとする。これによって、導電体を受圧部から接続端子まで配設し、ソケットの裏面に接続端子を設けることを可能とし、ソケットが接続されるマザー基板への実装の利便性のためソケット裏面にソケット導線を引き回しできる。

請求項５の発明では、前記ソケット本体のプラグを受け入れる部分にプラグを案内するガイドを設けたマイクロコネクタのソケットとする。これによって、ソケット導線とプラグ導線の精度良い結合が達成できる。また、受圧台製造工程と同一のフォトリソグラフィーによりまたはそれに加え同一時期にエッチングを施すことによって該ガイドをソケット基板に形成することを可能とできる。

請求項６の発明では、複数の前記端子台が千鳥状に配列されているマイクロコネクタのソケットとする。これによって、千鳥状に受圧部を設けたので、更に端子密度を高めることができる。

請求項７の発明では、ソケットとプラグを有するマイクロコネクタにおいて、単結晶シリコンからなるソケット基板に形成された先端が自由端である片持ち梁状の端子台を設けたソケット本体と該ソケット本体と協同してプラグを受け入れ可能な基板上に搭載されたソケットハウジングとを備える前記ソケットに対し挿入される、プラグ基板上に先端が斜め直線状の斜面であるプラグ導線を前記端子台に対応して設けたことを特徴とするマイクロコネクタのプラグとする。これによって、プラグ導線を前記端子台になめらかに挿入接合でき、この場合、前述の端子台の受圧台に傾斜部を設けるのを省略することもできる。

請求項８の発明では、ソケットの前記ガイドに対応してプラグ基板にガイドピンを設けたマイクロコネクタのプラグとする。これによって、ソケット導線とプラグ導線の精度良い結合が達成できる。

請求項９の発明では、単結晶シリコンのソケット基板上に受圧部を備える端子台を形成するマイクロコネクタ用ソケットの製造方法であって、前記ソケット基板を熱酸化する工程と、前記ソケット基板に対しレジストを塗布する工程と、前記ソケット基板の一方の面に前記受圧部作成用の受圧部頂点のパターンと、受圧部頂点および斜面部の側面に沿いかつ斜面部より長い斜面部のパターンをパターニングするフォトリソグラフィー工程と、前記受圧部として斜め直線に徐々に高くなる斜面部を形成する異方性エッチング工程と、前記シリコン基板を再び熱酸化する工程と、前記ソケット基板に対しレジストを塗布する工程と、前記ソケット基板の他方の面に前記複数の端子台のパターニングを行うフォトリソグラフィー工程と、前記端子台を形成する異方性エッチング工程と、を有するマイクロコネクタ用ソケットの製造方法とする。

これによって、単結晶シリコンの弾接力を利用しソケット、プラグ両接触端子の電気的接続が確実なコネクタとできるとともに、受圧部とソケット導線をなめらかに連結するように受圧部を製作する際にオリフラに対して適切な角度に加工面をセットして異方性エッチングを使用するので、斜面部が正確に形成できる。その為挿入時にプラグ導線が受圧部になめらかに乗り上げられ引っかかり等余分なストレスが軽減される。このため挿入時の故障が少なくなり信頼性の向上につながる。

請求項１０の発明では、前記一方の面に受圧部作成用の受圧部と受圧部・斜面部の側面に沿い、かつ斜面部より長いパターンをパターニングする工程において更にガイドをパターニングし、前記受圧部として斜め直線に徐々に高くなる斜面部を有する突起部を形成する異方性エッチング工程と同時期にガイドを形成する異方性エッチング工程を、備えるマイクロコネクタ用ソケットの製造方法とする。

これによって、片持ち梁状の端子台の受圧部を作る工程とプラグ挿入のガイドを作る工程を同じフォトリソグラフィー工程とし、同一時期にエッチングを施すことによってソケット導線とプラグ導線を正確に結合するためのガイドを精度良くソケット基板に形成することができる。また、プラグの挿入ガイドは穴をあけるなど基板の強度を下げる構造を取らなかったので、全体の強度を保持できる。

請求項１１の発明では、単結晶シリコンのソケット基板上に受圧部分を有する端子台を形成するマイクロコネクタ用ソケットの製造方法であって、前記ソケット基板を熱酸化する工程と、前記ソケット基板に対しレジストを塗布する工程と、前記ソケット基板の他方の面に前記複数の端子台のパターニングを行うフォトリソグラフィー工程と、前記端子台を形成する異方性エッチング工程と、前記ソケット基板を熱酸化する工程と、前記ソケット基板の他方の面に対しレジストを塗布する工程と、前記ソケット基板の前記他方の面に端子台の受圧部の裏面の逃げ部分のパターニングを行うフォトリソグラフィー工程と、前記逃げ部分と前記ソケット基板の他方の面と前記逃げ部分との間に傾斜面を形成する異方性エッチング工程を、有するマイクロコネクタ用ソケットの製造方法とする。

これによって、片持ち梁状の端子台の受圧部の裏面に逃げ部分を作る際に同じ異方性エッチングを使用しシリコン基板の裏面と受圧部の裏面の逃げ部分との間が斜めに形成できる。このため、シリコン基板の裏面から片持ち梁状の端子台へ導体をメタライゼーションする際に好適である。また、端子台のたわみを逃げ部分で吸収することでき、ソケットの裏面の接続端子に接続できるので、回路基板など他の基板への実装が容易となる。

以下本発明の実施の形態例につき図を参照しつつ説明する。まず、図１乃至図６において本発明による第１の実施例の構成を説明する。ここでのマイクロコネクタは、ソケットとプラグを基本構成としている。

ソケット１は、ここではソケット本体３とハウジング２とで構成され、そのソケット基板は結晶がオリエンテーションフラット（以下オリフラ）およびウエハ面が１１０面の単結晶シリコンからなり、図１ではピン数（端子台の数）を省略して示している（以下も同様）が、例えば６０ピンのコネクタで、その全長Ｌ×全幅Ｗ×全高Ｈは各々、例えば９．０ｍｍ×４．８ｍｍ×０．５５ｍｍ（ソケット基板の高さｈｓは０．２５ｍｍ）と極めて小さいものである。因みに、隣接する端子台８間のピッチは４０μｍと言った微細なものである。ソケット基板３には、１）ソケット基板３の中央部分に片持ち梁状に形成された複数の端子台８が自由端１２をソケット基板３の内方向に、固定端１１をソケット基板３の外方向に連なり形成されている。２）プラグ挿入部分２３の左右にガイド６が形成されている。３）プラグ１６が挿入される反対側のソケット基板３の外壁に沿って、後述の空隙部４を形成するための段部５が成形される。受圧部１０、ガイド６、段部５は、ソケット基板３の基板高ｈｓの高さであり、プラグ挿入のための空隙部４は、高さＵである。端子台８は、基板をくりぬいて形成されている。また、ここでのハウジング２はシリコン製であって、図３にて示す、プラグ１６をソケット基板３の段部５と協同して受け入れ、且つプラグ１６の挿入を許容する空隙部４を形成すると共に、前記端子台８の受圧部１０を覆うことができる様な大きさで、ソケット基板３の上に搭載される。なお、図１中の矢印Ｑは、プラグ１６の挿入方向を示しており、また、図１から明らかな様に、この実施例では、プラグ１６の挿入側のソケット基板３に固定端１１を連ねた端子台８と、その反対側ソケット基板３に固定端１１を連ねた端子台８とを備え、それらの自由端１２の近傍に設けられた受圧部１０を千鳥状に配置して端子のピッチを倍加している。勿論、必要な接続端子数に応じて、プラグ１６の挿入側のソケット基板３に固定端１１を連ねた端子台８のみ、または、反対側ソケット基板３に固定端１１を連ねた端子台８のみとして千鳥状としない実施も可能である。また、挿入側もしくは反対側の片側に梁の長さの異なる端子台８を連ね、千鳥状としても構わない。

次に図２に基づいて端子台８を詳細に説明する。その先端の自由端１２はソケット基板３の内方向にあり、固定端１１はソケット基板３に連なっている。この端子台８の自由端１２の近傍上面には受圧部１０、その裏面は、逃げ部分１３が形成されている。この受圧部１０はプラグ１６の進入方向に対し徐々に高くなる斜面部１０ａを有する。この実施例では斜面部１０ａと対称に斜面部１０ｂを設けた台形状としているが、少なくとも片側の斜面部１０ａのみを備えれば、受圧部１０は斜面部１０ａと反対側は、垂直面であってもよいし、受圧部１０が自由端１２まで伸びていてもよい。すなわち、後述のプラグ導線１７がソケット導線７上を滑って行ってこの受圧部１０に乗り上げる動作が円滑に出来ることが重要である。ソケット導線７は、この端子台８の表面に、端子台８の受圧部１０の近辺上面及び端子台８の先端を回って裏面に至り、端子台８の下面の逃げ部１３、裏面配線部２７を通り、固定端１１側に延びて、半田用のバンプである接続端子１４まで配設されている。すなわち、ソケット導線７は、プラグ導線１７と接続端子１４までの間を電気的に接続するためのものである。従ってソケット導線７は、端子台８の全体に配し接続端子１４に至らせたり、端子台８上面から側面を通り接続端子１４に至る部分に配したり、又は端子台８上面から固定端１１を通り端子台８を形成するにあたり基板をくりぬいた部分を通り接続端子１４に至らせるなど、少なくとも端子台８の上面から接続端子１４までの間に配設すればよい。

次に図３によりプラグについて説明する。前記ソケット導線７、或いは受圧部１０に対応する複数のプラグ導線１７と、ソケットのガイド６に対応するガイドピン１５が、プラグ基板１８に形成されている。この実施例では、前記受圧部１０が千鳥状に配置形成されていることに対応させて該プラグ導線１７のピッチｐは、プラグ１６の挿入側のソケット基板３に固定端１１を連ねた端子台８上の前記ソケット導線７のピッチＰのほぼ２分の１とされる。そしてこのプラグ基板１８の厚さとガイドピン１５の高さを加えた厚さｈｐは、前記空隙部４の高さＵに適合させてある。

図４は、ガイドピン１５の詳細な形状を示している。ガイドピン１５の先端の両側は、切欠先端１９としてありソケット１とプラグ１６の嵌合時にガイド６と段部５の間にガイドピン１５がスムーズに嵌合できる。ガイドピン１５はプラグ基板１８の嵌合精度出し部分２０の内側面（プラグ導線が配設されている側の側面）とプラグ導線１７の関係位置が正確に形成され、同じくソケット基板３のガイド６の外側面（ソケット基板の外側方向の側面）とソケット導線７の位置が正確に形成され、ガイドピン１５の嵌合精度出し部分２０の内側面とソケット基板３のガイド６の外側が嵌合することで、プラグ導線１７とソケット導線７が精度良く接触する。

なお、プラグ基板１８は、ソケット基板３と同様に単結晶シリコン製であっても良いが、この実施例ではプラグ基板１８にエッチングを施す必要のない構造としたので、ガラス、ガラスエポキシなどを採用することが出来る。

また、両基板３，１８の表面は、酸化シリコン（ＳｉＯ２）などで絶縁してあり、その上に両導線７，１７が配され、不測のショートなどに備えてある。

次に、コネクタとしてソケット１とプラグ１６とを連結する状況を説明する。先ずはじめに図３に示すプラグ１６の上下面を裏返して図５のように、ガイドピン１５の先端を図１に示すソケット１のガイド６と段差５の間に遊嵌させて大まかな位置合わせを行い、続いて図１の矢印Ｑで示す方向にプラグ１６を押し進めてガイド６とガイドピン１５の嵌合精度出し部分２０とが嵌合しプラグ１６の大半がソケットの空隙部４に入り込み、微細な位置決めを伴ったソケット１・プラグ１６の結合が達成される。これに伴い、プラグ導線１７が対応する所定の受圧部１０に乗り上げ、両導線７，１７の電気的接続が完結することになる。

この時、図６に示す様に、プラグ導線１７が受圧部１０に乗り上げて押圧するので、受圧部１０はプラグ導線１７の厚み分、図６の下方に変位させられ、端子台８の自由端１２が歪むことになるが、該端子台８が片持ち梁状で、しかもソケット基板３がシリコンで出来ていて優れたバネ力を端子台８が発揮するため、プラグ導線１７と受圧部１０の弾接を確かなものにすることができる。また、プラグ導線１７が受圧部１０に乗り上げる際、受圧部１０は、プラグ１６の進入方向に徐々に高くなる斜面部１０ａを有する台形状になっているため、プラグ１６の先端形状に関係なく、引っかかりなどのない円滑な挿入ができる。また前記端子台８には逃げ部分１３が作製されているので、ソケット１にプラグ１６が挿入されている時にも端子台の裏面が、ソケット１の裏面にはみ出すことがなく、これによって、ソケット１を平らな基板に実装することが可能となる。

プラグ基板１８にプラグ導線１７やガイドピン１５を形成する手段としては、公知の電気メッキ或いは無電解メッキによる金属の堆積、即ち電鋳技術が適しているが、それ以外の技術の採用を妨げるものではない。

次に上記の実施例に適用される本発明に基づくマイクロコネクタの製造方法の一例を説明する。

まず異方性エッチングの原理について図７乃至図９に基づき説明する。図７は、シリコンウエハ３３における異方性エッチングのエッチング方向の説明図である。マスク３７は斜め直線状の斜面を形成するためのパターンの例である。Ｈ状のパターンの横線４０の部分が受圧部１０の頂上のパターン、縦線４１の２本と横線４０で囲まれた部分が斜面部１０ａ，１０ｂのパターンになる。縦線４１の端の部分は、エッチングにより削られていくため縦線４１のパターンは斜面部の長さ以上にしておく必要がある。図８は、異方性エッチングを施した場合の図７のＸ−Ｘ線断面図、図９は、異方性エッチングを施した場合の図７のＺ−Ｚ線断面図を示す。この例では、オリフラ３４が１１０面の単結晶シリコンウエハ３３であって、オリフラ３４に対して３５．３度（符号３６で示す）の方向が１１１面３５の方向であるウエハを用いる。この場合、ＫＯＨ（水酸化カリウム水溶液等）の湿式アルカリ異方性エッチングを施すと、第１に、１１１面３５に平行方向３９であるマスク３７の場合、マスク３７に対して図８に示すように垂直にエッチングがおこるので、前記端子台８や段部５、ガイド６の形成に利用できる。第２に、同オリフラ３４に垂直方向３８であるマスク３７であれば、直角のマスク部分は図９に示すように斜めにエッチングされるので、前記受圧部１０の斜面部１０ａ，１０ｂあるいは裏面配線部が傾いている斜面部２６の形成に利用できる。

図１０乃至図２０は、ソケット本体の製造方法における工程を説明する説明斜視図で、各図の左側に上面側から観た斜視図を、右側に下面側から観た斜視図を説明の便宜上配置して示す。

図１０に示すように、単結晶シリコン製のソケット基板３に、熱酸化によってシリコン酸化膜２１を上下面と側面に生成する（熱酸化工程）。

次に、その一方の酸化膜２１上（上面）にレジストを塗布し、更にマスク３７を介し、そこに紫外線露光し、以って端子台８の受圧部１０、斜面部１０ａ，１０ｂ、ガイド６、段部５のパターニングを行い（公知のフォトリソグラフィー工程）、更に、このパターンに倣い、レジストによるマスキング以外の部分のシリコン酸化膜２１をエッチングして除去し、図１１に示す如き酸化膜２１でパターニングのマスクを形成する（酸化膜エッチング工程）。

図１２に示すように、続いてこれにＫＯＨ等の湿式アルカリ異方性エッチングを施し（異方性エッチング工程）、段部５、受圧部１０、ガイド６の高さまで、言い換えると基板３の高さｈｓから前記厚さＴを引いた分（ｈｓ−Ｔ）の深さまでエッチングして図１２の如きものを得る。勿論、前述の如く基板のオリフラに対する前記酸化膜２１のマスクの方向を正確に調整しているので、受圧部１０には斜面部１０ａ，１０ｂが、また、垂直に立脚する段部５、ガイド６が同時に作られる。

次に図１３に示すように、続いてシリコン基板の全面に、再び熱酸化によってシリコン酸化膜２１を生成する（熱酸化工程）。

次に基板３を反転させて未加工の面（ここでは、下側面）を出し、シリコン酸化膜２１の上にレジストを塗布し、マスクを介してそこに紫外線露光し、以って端子台８のパターニングを行い（公知のフォトリソグラフィー工程）、更にパターンに倣い、レジストによるマスキング以外の部分のシリコン酸化膜２１をエッチングして除去し、図１４のように、シリコン酸化膜２１でパターニングのマスクを形成する（酸化膜エッチング工程）。

続いてここで上記マスクを形成した基板３に、ＤｅｅｐＲＩＥなどの乾式異方性エッチング、或いはＫＯＨ等の湿式アルカリ異方性エッチングを施し（異方性エッチング工程）、図１５に示すように、ソケット基板３を貫通させる。

図１６に示すように、続いてシリコン基板の全面に、再び熱酸化によってシリコン酸化膜２１を生成する（熱酸化工程）。

図１７に示すように、次に前記下側面を出し、シリコン酸化膜の上にドライフィルムレジスト（または電着レジストやレジストスプレーコート等でも良い）を塗布し、端子台８のパターニングを行う（フォトリソグラフィー工程）。図１７の引き出し丸内の拡大図に示すように、固定端１１から自由端１２に向かって前記Ｈ状のパターンの縦線４１の部分を形成する。横線４０のパターンは、固定端１１の酸化膜２１と兼用する。ここでは、斜面が片側のみなので、コ字を縦にした形状になる。このパターンに倣い、レジストによるマスキング以外の部分のシリコン酸化膜２１をエッチングして除去し、酸化膜でパターニングのマスクを形成する（酸化膜エッチング工程）。

図１８に示すように、ここでＫＯＨ等の湿式アルカリ異方性エッチングを施し（異方性エッチング工程）、端子台８の逃げ部分１３の高さまでエッチングする。これにより、固定端１１は斜めにエッチングされる。

図１９に示すように、続いてシリコン基板の全面に再び熱酸化によってシリコン酸化膜２１を生成し、絶縁する（熱酸化工程）。

図２０に示すように、次に、ソケット導線７を各端子台８の上面、裏面に形成する。この形成工程について図２１、図２２を用いて説明する。

端子台８並びに受圧部１０の上面、自由端１２の先端、端子台８の裏面配線部２７、基板裏面のハンダバンプ接続端子部１４にソケット導線７を配設する。まず、該導線７を端子台８並びに受圧部１０の上面、自由端１２の先端部に配設するために、図２１に示す如くソケット基板３の一方の面（上側面）に該導線のパターンを切り抜いたシャドーマスク２４を基板に搭載・密着させ、スパッタリングを施して導線パターンの金属膜を生成させる（スパッタリング工程）。シャドーマスク２４の窓２４Ａは、端子台８の先端より僅かに長く形成し、隙間３２を設けることで、端子台８並びに受圧部１０の上面のみならず、自由端１２の先端部（縦壁）までスパッタリングされる。次に端子台８の裏面、基板裏面の半田バンプ接続端子部１４にソケット導線７を配設すべく、ソケット基板３の他方の面に該導線のパターンを切り抜いたシャドーマスク２５を基板に搭載・密着させ、スパッタリングを施して導線パターンの金属膜を生成させる（スパッタリング工程）。シャドーマスク２５の窓２５Ａは、前記同様、端子の先端より僅かに長く形成し、隙間３２をもうけることで、自由端１２の先端部までスパッタリングされる。即ち、自由端の先端部は、２度のスパッタリングによって的確な厚さの金属膜を生成される。更にその上にメッキを施す（メッキ工程）。一例として、スパッタリングはＣｒ，Ｃｕの２層、メッキはＣｕ，Ｎｉ，Ａｕを３層に施す。以上の工程で、図２０のように表面から裏面までソケット導線７が形成される。図２２は、スパッタリング工程後の端子台８のソケット導線７の配設を示す膜型的断面である。３０と３１は、前記金属膜が、ここでは、別途に形成されたことを示す。２７は裏面配線部、２６は裏面配線部が傾いている斜め部を示す。なお、自由端を経ずに端子台８の側面にショートカットでソケット導線７を配せんとする場合は、その部位に前記隙間３２と同等な隙間をシャドーマスク２４，２５の間に設け、前記同様の工程を施すことにより、これを得ることができる。

次に、図２３乃至図２５は、ハウジングの製造方法の工程を説明する説明斜視図で、左側に下面側から観た斜視図を、右側に上面側から観た斜視図を説明の便宜上配置して示す。

図２３に示すように、まずはじめに、単結晶シリコン製のハウジング２の基板に対し、前記と同様、その表面に熱酸化によって酸化膜２１を生成する（熱酸化工程）。

図２４に示すように、その上にレジストを塗布し、更にそこにマスクを介して紫外光を照射し、段部５に相当する部位にパターニングを行う（フォトリソグラフィー工程）。

このパターンに倣い、レジストによるマスキング以外の部分のシリコン酸化膜２１をエッチングして除去し、酸化膜で段部５に相当するマスクを成形する（酸化膜エッチング工程）。

図２５に示すように、ここでＤｅｅｐＲＩＥなどの乾式異方性エッチング、或いはＫＯＨ等の湿式アルカリ異方性エッチングを施し、基板を垂直方向に浸食し、段部５に相当する部位を成形し、ハウジング２を完成させる（異方性エッチング工程）。

上記例では基板として単結晶シリコンのケースを説明したが、その他、ハウジング２はガラス（パイレックス（登録商標））材でも製作可能である。その場合、加工には等方性エッチングやサンドブラストが適している。

次に、図２６乃至図２８は、ハウジング２とソケット基板３の一体化および半田ボール２９の製造工程を説明する説明斜視図であり、左側に上面側から観た斜視図を、右側に下面側から観た斜視図を説明の便宜上配置して示す。

図２６に示すように、ハウジング２の下側面を下にしてこれを前記ソケット基板３に搭載、両者を接着或いは他の手段、例えば、シリコン基板同士の場合は接着剤、シリコン基板−ガラス基板の場合には陽極接合などを用いて両者を結合し、ソケット１が完成する（結合工程）。

図２７に示すように、次に、前記ソケット基板３の裏面に、半田ボール接続端子部１４以外の部分にソルダレジスト２８を塗布する（スクリーン印刷工程）。

図２８に示すように、最後に、半田ボール接続端子１４に半田ボール２９を形成する（半田ボール形成工程）。残ったレジストを除去する。

第２の実施例
次に第２の実施例について、図２９に基づき説明する。これは、第１の実施例におけるソケットのガイド６とプラグのガイドピン１５の関係を変えた例である。図２９は、ソケット１にプラグ１６を挿入し終えて接合した場合の断面図で、第１の実施例の図６に相当する。

段部５の側面をそのままプラグ挿入時のガイド６の役割に兼用した場合の例である。段部５は該ハウジング側の段部５Ａより、ソケット基板の内側にはみ出して形成されている。本実施例では、図４に示すプラグ１６のガイドピン１５はプラグ基板１８の嵌合精度出し部分２０の外側面（プラグ導線が配設されていない側の側面）とプラグ導線１７の位置が正確に形成され、同じくソケット基板のはみ出し部分６Ａとソケット導線７の位置が正確に形成され、ガイドピン１５の嵌合精度出し部分２０の外側面とソケット基板３のはみ出し部分６Ａが嵌合することで、プラグ導線１７とソケット導線７が精度良く接触するようになっている。プラグ１６のガイドピン１５の先端の外側は切欠先端１９してあり嵌合時にスムーズに遊嵌できるようになっていること、コネクタとしてソケット１とプラグ１６を連結する動作は、嵌合精度出しの部位と遊嵌する際の部位が違う以外は図５の場合と同様である。こうすることによってソケット基板３に前記ガイド６を形成しなくて済み、コネクタの更なる小型化に寄与することができる。

第３の実施例
次に第１の実施例におけるプラグのプラグ導線１７の形状を変えた第３の実施例について、図３０と図３１に基づき説明する。プラグ基板１８のプラグ導線１７の挿入方向先端に研磨などの方法で斜め部２２を形成した点が特徴で、これは受圧部１０の斜面部１０ａと協同して、または、該斜面部１０ａがなくてもプラグを円滑に挿入できる。この斜め部までの研磨は、特開２００２−２２４９３８に示される装置又はムサシノ電子（株）、ＢＵＥＨＬＥＲ（登録商標）等の研磨装置を用いて容易に作製できる。さらに、プラグ１６を単結晶シリコンで作製すれば前記受圧台を作成する方法（異方性エッチングの技術）でプラグ導線の先端を斜めに加工できる。

第４の実施例
次に第４の実施例について、図３２と図３３とに基づき説明する。これは、第１の実施例におけるソケットの端子台８の千鳥状配置をなくし、プラグの挿入進行奥側のソケット基板３から、端子台８が挿入方向と対抗して伸びている。また、端子台８は、第１の実施例における受圧部１０の突起をなくしたものであり、ソケット基板３に形成された端子台８は、下面に逃げ部分１３を持ち、少なくとも該端子台８の上面及び自由端１２の先端、自由端１２の下面の逃げ部分１３、裏面配線部２７を通り、接続端子１４まで配設されたソケット導線を形成している。この様なソケットに図３０、３１に示した如き斜め部２２を形成したプラグ導線１７を有するプラグを用いれば、他の実施例と同様、ソケットへのプラグの挿入接続は円滑に行える。

他の一実施例
上記のとおり、第１乃至４の実施例で説明したように、ここでは１１０面のシリコンウエハの例について説明したが、１００面等のシリコンウエハを用いて異方性エッチング、ドライエッチングの技術を施しても良い。

また、上記の第１乃至４の実施例では、プラグ１６の挿入の空隙部４を設けるためにソケット１およびハウジング２の双方に段部５を設けたが、ソケット１又はハウジング２のいずれか一方のみに段部５を設けても構わない。図３４は、ハウジング２のみに段部５を形成した例で、段落００３４の工程でソケット１の段部５の部分のパターニングは行わない（製作しない）。後の工程は同じである。また図３５は逆に、ソケット１のみに段部５を設けた例で、最初の工程で、段部５の部分を残し、他部をエッチングで窪ませておく。図３４の場合、接着の工程は、シリコンの鏡面が出ていないため、接着剤を用いることになる。

以上のように、本発明にかかるマイクロコネクタ、そのソケットとプラグ及びそのマイクロコネクタ用ソケットの製造方法は、ますます高密度小型化薄型化を要求される電子機器におけるコネクタ、ソケットとプラグとしてまたその製造方法として有用である。特に、実装の制約がある携帯電話などの携帯機器に好適である。また、温度変動にも強いので、温度条件の厳しい車載機器や屋外で使用されるＣＡＴＶの架空設置の装置内などでの使用にも好適である。

本発明による第１の実施例のマイクロコネクタのソケットを上面側から見た概観斜視図である。 第１の実施例の端子台８の１つを単体で切出した拡大斜視図である。 第１の実施例のプラグ１６を下面側から見た概観斜視図である。 第１の実施例のプラグ１６を下面側から見た平面図である。 第１の実施例のソケット１にプラグ１６を挿入する状況を示す上面側からの斜視図である。 第１の実施例のソケット１にプラグ１６を挿入し終えて接合した場合の断面図である。 図７は、シリコン基板３３における異方性エッチングのエッチング方向の説明図である。 異方性エッチングを施した場合の図７のＸ−Ｘ線断面図である。 異方性エッチングを施した場合の図７のＺ−Ｚ線断面図である。 第１の実施例のソケット本体の製造方法における工程を説明する説明斜視図である。 第１の実施例のソケット本体の製造方法における工程を説明する説明斜視図である。 第１の実施例のソケット本体の製造方法における工程を説明する説明斜視図である。 第１の実施例のソケット本体の製造方法における工程を説明する説明斜視図である。 第１の実施例のソケット本体の製造方法における工程を説明する説明斜視図である。 第１の実施例のソケット本体の製造方法における工程を説明する説明斜視図である。 第１の実施例のソケット本体の製造方法における工程を説明する説明斜視図である。 第１の実施例のソケット本体の製造方法における工程を説明する説明斜視図である。 第１の実施例のソケット本体の製造方法における工程を説明する説明斜視図である。 第１の実施例のソケット本体の製造方法における工程を説明する説明斜視図である。 第１の実施例のソケット本体の製造方法における工程を説明する説明斜視図である。 第１の実施例のソケット導線７の形成に用いるシャドーマスクの詳細説明図である。 第１の実施例のスパッタ工程後の端子台８の断面を示す 第１の実施例のソケットにおけるハウジングの製造方法の工程を説明する説明斜視図である。 第１の実施例のソケットにおけるハウジングの製造方法の工程を説明する説明斜視図である。 第１の実施例のソケットにおけるハウジングの製造方法の工程を説明する説明斜視図である。 第１の実施例のハウジング２とソケット基板の一体化および半田ボール２９の製造方法を説明する説明斜視図である。 第１の実施例のハウジング２とソケット基板の一体化および半田ボール２９の製造方法を説明する説明斜視図である。 第１の実施例のハウジング２とソケット基板の一体化および半田ボール２９の製造方法を説明する説明斜視図である。 第２の実施例のソケット１にプラグ１６を挿入し終えて接合した場合の断面図で、第１の実施例の図６に相当する。 第３の実施例のプラグ１６を下面側から見た概観斜視図である。 図３０のプラグ１６を左側面から見た左側面図である。 第４の実施例における、第１の実施例の図１に相当するソケットの概観斜視図である。 図３２の端子台８の１つを単体で切出した拡大斜視図である ハウジング２のみくぼませた場合のソケット１にプラグ１６を挿入し終えて接合した断面図である。 ソケット１のみをくぼませた場合のソケット１にプラグ１６を挿入し終えて接合した断面図である。

符号の説明

１ ソケット、２ ハウジング、３ ソケット本体（基板）、４ 空隙部、５ 段部、６ ガイド、７ ソケット導線、８ 端子台、１０ 受圧部、１０ａ，１０ｂ 斜面部、１１ 固定端、１２ 自由端、１３ 逃げ部、１４ 接続端子、１５ ガイドピン、１６ プラグ、１７ プラグ導線、１８ プラグ基板、１９ 切欠先端、２０ 嵌合精度出し部分、２１ シリコン酸化膜、２２ 斜め部、２３ プラグ挿入部分、２４，２５ シャドーマスク、２４Ａ，２５Ａ 窓、２６ 裏面配線部が傾いている斜め部、２７ 裏面配線部、２８ ソルダレジスト、２９ 半田ボール、３０，３１ メタライズ、３２ 隙間、３３ シリコンウエハ、３４ オリフラ、３５ １１１面、３６ ３５．３度、３７ マスク、３８ オリフラに垂直方向、３９ １１１面に平行方向、４０ 横線、４１ 縦線。

Claims (11)

1. ソケットとプラグを有するマイクロコネクタにおいて、単結晶シリコンからなるソケット基板に形成された先端が自由端である片持ち梁状の端子台を設け、該端子台の前記自由端の近傍上面に、プラグの進入方向に対し徐々に高くなり頂上に達する斜面部を有する受圧部を形成したソケット本体と、
   前記ソケット本体と協同してプラグを受け入れ可能で、且つ前記受圧部を覆う如く前記基板上に搭載されたソケットハウジングと、
   を有することを特徴とするマイクロコネクタのソケット。
2. 前記受圧部の前記斜面部が、異方性エッチングで形成されていることを特徴とする請求項１記載のマイクロコネクタのソケット。
3. ソケットとプラグを有するマイクロコネクタにおいて、単結晶シリコンからなるソケット基板に形成された先端が自由端である片持ち梁状の端子台の前記自由端の近傍上面に受圧部を設け下面に逃げ部分を設けたソケット本体と、
   前記ソケット本体と協同してプラグを受け入れ可能で、且つ前記受圧部を覆う如く前記基板上に搭載されたソケットハウジングと、
   を有することを特徴とするマイクロコネクタのソケット。
4. 前記端子台の少なくとも前記受圧部から、ソケットの接続端子までの間に、ソケット導線を配設することを特徴とする請求項３に記載のマイクロコネクタのソケット。
5. 前記ソケット本体のプラグを受け入れる部分にプラグを案内するガイドを設けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のマイクロコネクタのソケット。
6. 複数の前記端子台が千鳥状に配列されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のマイクロコネクタのソケット。
7. ソケットとプラグを有するマイクロコネクタにおいて、単結晶シリコンからなるソケット基板に形成された先端が自由端である片持ち梁状の端子台を設けたソケット本体と該ソケット本体と協同してプラグを受け入れ可能な基板上に搭載されたソケットハウジングとを備える前記ソケットに対し挿入される、プラグ基板上に先端が斜め直線状の斜面であるプラグ導線を前記端子台に対応して設けたことを特徴とするマイクロコネクタのプラグ。
8. 請求項５記載のソケットの前記ガイドに対応してプラグ基板にガイドピンを設けたことを特徴とする請求項７記載のマイクロコネクタのプラグ。
9. 単結晶シリコンのソケット基板上に受圧部を備える端子台を形成するマイクロコネクタ用ソケットの製造方法であって、
   前記ソケット基板を熱酸化する工程と、
   前記ソケット基板に対しレジストを塗布する工程と、
   前記ソケット基板の一方の面に前記受圧部作成用の受圧部頂上のパターンと、受圧部頂上および斜面部の側面に沿いかつ斜面部より長い斜面部のパターンをパターニングするフォトリソグラフィー工程と、
   前記受圧部として斜め直線に徐々に高くなる斜面部を形成する異方性エッチング工程と、
   前記シリコン基板を再び熱酸化する工程と、
   前記ソケット基板に対しレジストを塗布する工程と、
   前記ソケット基板の他方の面に前記複数の端子台のパターニングを行うフォトリソグラフィー工程と、
   前記端子台を形成する異方性エッチング工程と、
   を有するマイクロコネクタ用ソケットの製造方法。
10. 前記一方の面に受圧部作成用の受圧部と受圧部・斜面部の側面に沿い、かつ斜面部より長いパターンをパターニングする工程において更にガイドをパターニングし、前記受圧部として斜め直線に徐々に高くなる斜面部を有する突起部を形成する異方性エッチング工程と同時期にガイドを形成する異方性エッチング工程を、
    備えることを特徴とする請求項９に記載のマイクロコネクタ用ソケットの製造方法。
11. 単結晶シリコンのソケット基板上に受圧部を有する端子台を形成するマイクロコネクタ用ソケットの製造方法であって、
    前記ソケット基板を熱酸化する工程と、
    前記ソケット基板に対しレジストを塗布する工程と、
    前記ソケット基板の他方の面に前記複数の端子台のパターニングを行うフォトリソグラフィー工程と、
    前記端子台を形成する異方性エッチング工程と、
    前記ソケット基板を熱酸化する工程と、
    前記ソケット基板の他方の面に対しレジストを塗布する工程と、
    前記ソケット基板の前記他方の面に端子台の受圧部の裏面の逃げ部分のパターニングを行うフォトリソグラフィー工程と、
    前記逃げ部分と前記ソケット基板の他方の面と前記逃げ部分との間に傾斜面を形成する異方性エッチング工程を、
    有するマイクロコネクタ用ソケットの製造方法。
    

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