JP2011009142A - スパイラルコンタクタおよびその製造方法 - Google Patents

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幸廣 平井
Kenji Nakamura
賢治 中村
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Abstract

【課題】 優れた電気接続性と耐久性、及びコンパクトな外形と優れた深い降伏点を兼ね備え、接続端子側に対応したスパイラル状接触子の長手方向の上面のエッジを鋭利に突起させた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】 スパイラルコンタクタ1は、凸形のスパイラル状接触子11の長手方向の上面6のエッジ2、2の少なくとも一部に上方に突起状エッジ2を備え、突起状エッジ2は、Cu箔の露出面にCuメッキを施したときに生じるコーナRによって形成され、ロジュームなどの硬質性の材料で形成された両エッジを上方向へ鋭利に突起させたことによって、スパイラル状接触子11が接続端子に対し強く加圧され、スパイラル状接触子11のエッジ2を摺動させることによって、接続端子の表面に形成された酸化膜を切り裂いて電気的接続性を向上させることができる。
【選択図】図1

Description

本発明は、優れた電気接続性を特徴としたスパイラルコンタクタに関し、特に接続端子側に対応したスパイラル状接触子の長手方向の上面のエッジを上方向へ鋭利に突起させたスパイラルコンタクタおよびその製造方法に関する。
図11は、従来のスパイラル状接触子の概略を示し、(a)は接合前の断面図であり、(b)は接合後の断面図である。
図11の(a)(b)に示すように、電子部品である絶縁基板106の上面には、凸型スパイラル状接触子102が形成され、スパイラル状接触子102は碁盤の目状に複数個が配置されている。スパイラル状接触子102の形状は、凸型の螺旋体(スパイラル)で形成され、根元から先端に進むにしたがって、幅が狭くなるように形成されている。スパイラル(螺旋体)は、たとえば、釣り竿の場合、先端に行けば行くほど細くすることで、曲げ応力を分散させ、破壊を防止しているのと同じように、凸型スパイラル状接触子102も先端に行けば行くほど幅を狭くすることで、曲げ応力の集中を防止し、曲げ応力の分散を図っている。螺旋状に形成された電子部品のスパイラル状接触子102と、このスパイラル状接触子102に金属から形成された電子部品の接続端子とを金属間接合により融着させる金属間接合方法において、スパイラル状接触子102は金属メッキにより形成されており、金属メッキの特徴である両端の角(コーナー)102a,102aが鋭角になっていることによって、スパイラル状接触子102が押圧されることにより、このスパイラル状接触子102の角102aが接触しながら摺動し、接続端子の表面酸化皮膜を除去して新生面と接触することも加わり、押圧する力が0.05〜1N、温度が20〜250℃、押圧時間が1〜3分により融着させ、金属間接合を行なう金属間接合方法である。(特許文献1参照)。
特開2006−147890号
しかしながら、スパイラル状接触子が接続端子に対し強く加圧され、スパイラル状接触子の先端の角を摺動させることによって、接続端子の表面に形成された酸化膜を切り裂いて電気的接続性を向上させ、また、接触子の耐久性を向上させるために、接触子の表面にロジュームを設けてロジュームの硬質性によって摩耗を防止することが求められていた。ロジュームは他に硬質金メッキ、金コバルトでも構わない。
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、優れた電気接続性と耐久性、及びコンパクトな外形と優れた深い降伏点を兼ね備え、接続端子側に対応したスパイラル状接触子の長手方向の上面のエッジを鋭利に突起させた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に記載の発明のスパイラルコンタクタ(1)は、根元(11b)から先端(11a)中心に向かって渦巻状(11c)に形成され、前記渦巻状(11c)の中心に先端(11a)を有する凸形のスパイラル状接触子(11)において、前記スパイラル状接触子の長手方向の上面エッジの少なくとも一部に上方に突起を備えていることを特徴とする。
請求項2に記載の発明のスパイラルコンタクタ(1)は、根元(11b)から先端(11a)中心に向かって渦巻状(11c)に形成され、前記渦巻状(11c)の中心に先端(11a)を有する凸形のスパイラル状接触子(11)を上下二段に構成されたスパイラルコンタクタ(1)において、前記上段のスパイラル状接触子(11)の長手方向の上面エッジの少なくとも一部に上方に突起を備えていることを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2の何れか一項に記載のスパイラルコンタクタ(1)であって、前記突起はロジューム、ニッケルおよび金を備えていることを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、請求項1または請求項2の何れか一項に記載のスパイラルコンタクタであって、前記スパイラルコンタクタは、前記スパイラル状接触子(31、32)の根元を互いに180°位相をずらした位置に配置して、前記根元から渦巻きの中心に向けて立ち上がり、前記中心を同一として互いに併行して渦巻状に配設された2個の前記スパイラル状接触子(31、32)が先端で合流して一体とした二重渦巻きスパイラルコンタクタ(3)であることを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、請求項1または請求項2の何れか一項に記載のスパイラルコンタクタであって、前記スパイラルコンタクタは、前記上下二段のスパイラル状接触子(41、42)の根元を互いに120°位相をずらした位置に配置して、前記根元から渦巻きの中心に向けて立ち上がり、前記中心を同一として互いに併行して渦巻状に配設された3個の前記スパイラル状接触子(41、42)が先端で合流して一体とした三重渦巻きスパイラルコンタクタ(4)であることを特徴とする。
請求項6に記載の発明は、請求項1または請求項2の何れか一項に記載のスパイラルコンタクタであって、前記スパイラルコンタクタは、前記上下二段の前記スパイラル状接触子(51、52)の前記渦巻きの根元を同一として互いに併行して渦巻状に配設された2個の前記スパイラル状接触子(51、52)が先端で合流して一体としたスパイラルコンタクタ(5)であることを特徴とする。
請求項7に記載の発明のスパイラルコンタクタの製造方法は、金属板を用意する第1工程(a)と、Cu箔とした金属板の表面に第1のフォトレジストを塗布、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のパターンを有する第1の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(b)と、第1のフォトマスクのパターンを形成するように第1のフォトレジストを現像する第3工程(c)と、前記第3工程で露出したCu箔の露出面にCuメッキを施し、スパイラル状接触子を成形する第4工程(d)と、さらに上方からCuメッキの表面にロジュームRh、Niメッキを含む金属メッキを施し、スパイラル状接触子を成形する第5工程(e)と、前記スパイラル状接触子の表面に第2のフォトレジストを塗布、もしくはドライフィルムを貼付する第6工程(f)と、上下反転させ、金属板の裏面に第3のフォトレジストを塗布、もしくはドライフィルムを貼付する。その上方からエッチング用の穴のパターンを有する第2の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7工程(g)と、フォトマスクに光を照射して露光・現像して第3のフォトレジストを除去する第8工程(h)と、Cu箔の裏面からCu箔にエッチングで穴を開ける第9工程(i)と、前記第2のフォトレジストと、Cu箔の裏面の第3のフォトレジストを除去する第10工程(j)と、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11工程(k)と、粘着テープを貼り付ける第12工程(l)と、Cu箔をエッチングで除去する第13工程(m)と、を含むことを特徴とする。
請求項8に記載の発明のスパイラルコンタクタの製造方法は、金属板を用意する第A工程(a)と、Cu箔とした金属板の表面に第1のフォトレジストを塗布、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のパターンを有する第1の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B工程(b)と、第1のフォトマスクのパターンを形成するように第1のフォトレジストを現像する第C工程(c)と、前記第3工程で露出したCu箔の露出面にCuメッキを施し、スパイラル状接触子を成形する第D工程(d)と、さらに上方からCu箔の露出面にロジュームRh、Niメッキを含む金属メッキを施し、スパイラル状接触子を成形する第E工程(e)と、形成したスパイラル状接触子の表面に第2のフォトレジストを塗布、もしくはドライフィルムを貼付する。その上方から一体構造部のパターンを有する第2の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F工程(f)と、このフォトマスクに光を照射して露光・現像して第2のフォトレジストを除去する第G工程(g)と、金属メッキの表面にCuメッキを施す第H工程(h)と、第2のフォトレジストを除去する第I工程(i)と、Cuメッキの表面にNiメッキを含む金属メッキを施す第J工程(j)と、上下反転させ、金属板の裏面に第3のフォトレジストを塗布、もしくはドライフィルムを貼付する。その上方からエッチング用の穴のパターンを有する第3の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K工程(k)と、フォトマスクに光を照射して露光・現像して第3のフォトレジストを除去する第L工程(l)と、Cu箔の裏面からCu箔にエッチングで穴を開ける第M工程(m)と、Cu箔の裏面の第3のフォトレジストを除去する第N工程(n)と、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第O工程(o)と、粘着テープを貼り付ける第P工程(p)と、Cu箔をエッチングで除去する第Q工程(q)と、上下に重ねられた形態のスパイラル状接触子が互いの底面と上面で密着している第R工程(r)と、を含むことを特徴とする。
請求項1に係る発明によれば、接続端子側に対応した凸形のスパイラル状接触子の長手方向の上面に沿ってエッジを上方へ鋭利に突起させたことによって、スパイラル状接触子が接続端子に対し強く加圧され、スパイラル状接触子の先端の角を摺動させることによって、接続端子の表面に形成された酸化膜を切り裂いて電気的接続性を向上させることができる。
請求項2に係る発明によれば、上下二段に形成されたスパイラル状接触子のうち、接続端子側に対応した上方のスパイラル状接触子の長手方向の上面に沿って、ロジュームなどの硬質性の材料で形成されたエッジを上方向へ鋭利に突起させ、スパイラル状接触子が接続端子に対し強く加圧され、スパイラル状接触子の先端の角を摺動させることによって、接続端子の表面に形成された酸化膜を切り裂いて電気的接続性を向上させるとともに、上下二段に折り畳んだようなコンパクトな外形と優れた深い降伏点を備えることができる。
請求項3に係る発明によれば、硬質性の材料で形成されたエッジを上方向へ鋭利に突起させ、スパイラル状接触子が接続端子に対し強く加圧され、このスパイラル状接触子の先端の角を摺動させることによって、接続端子の表面に形成された酸化膜を切り裂いて電気的接続性を向上させ、また、接触子の耐久性を向上させるために、接触子の表面にロジュームを設けてロジュームの硬質性によって摩耗を防止することができる。
請求項4に係る発明によれば、スパイラル状接触子の根元を互いに180°位相をずらした位置に配置した2個のスパイラル状接触子が先端で合流して一体とした、先端部の平行性に優れた二重渦巻きスパイラルコンタクタにおいて、接続端子側に対応したスパイラル状接触子の長手方向の上面に沿って、ロジュームなどの硬質性の材料で形成されたエッジを上方向へ鋭利に突起させ、スパイラル状接触子が接続端子に対し強く加圧され、スパイラル状接触子の先端の角を摺動させることによって、接続端子の表面に形成された酸化膜を切り裂いて電気的接続性を向上させるとともに、さらに上下二段に折り畳んだようなコンパクトな外形に優れた深い降伏点を備えることができる。
請求項5に係る発明によれば、スパイラル状接触子の根元を互いに120°位相をずらした位置に配置した3個のスパイラル状接触子が先端で合流して一体とした、先端部の平行性に優れた三重渦巻きスパイラルコンタクタにおいて、接続端子側に対応したスパイラル状接触子の長手方向の上面に沿って、ロジュームなどの硬質性の材料で形成されたエッジを上方向へ鋭利に突起させ、スパイラル状接触子が接続端子に対し強く加圧され、スパイラル状接触子の先端の角を摺動させることによって、接続端子の表面に形成された酸化膜を切り裂いて電気的接続性を向上させるとともに、さらに上下二段に折り畳んだようなコンパクトな外形に優れた深い降伏点を備えることができる。
請求項6に係る発明によれば、渦巻きの根元を同一として互いに併行して渦巻状に配設された2個のスパイラル状接触子が先端で合流して一体とした、先端部の平行性に優れたスパイラルコンタクタにおいて、接続端子側に対応したスパイラル状接触子の長手方向の上面に沿って、ロジュームなどの硬質性の材料で形成されたエッジを上方向へ鋭利に突起させ、スパイラル状接触子が接続端子に対し強く加圧され、スパイラル状接触子の先端の角を摺動させることによって、接続端子の表面に形成された酸化膜を切り裂いて電気的接続性を向上させるとともに、さらに上下二段に折り畳んだようなコンパクトな外形に優れた深い降伏点を備えることができる。
請求項7に係る発明によれば、優れた電気接続性と耐久性、及びコンパクトな外形に優れた深い降伏点を備え、接続端子側に対応したスパイラル状接触子の長手方向の上面に沿って、ロジュームなどの硬質性の材料で形成されたエッジを上方向へ鋭利に突起させたスパイラルコンタクタの製造方法を提供することができる。
請求項8に係る発明によれば、上段のスパイラル状接触子と下段のスパイラル状接触子の根元から基部の少なくとも1箇所が一体構造になっていることによって、上下二段のスパイラル状接触子を接合するためのレーザスポット溶接などを不要とするため、製造工程の短縮および製造コストの低減をすることができ、優れた電気接続性と耐久性、及びコンパクトな外形に優れた深い降伏点を備え、接続端子側に対応したスパイラル状接触子の長手方向の上面に沿って、ロジューム、ニッケル、金などの硬質性合金で形成されたエッジを上方向へ鋭利に突起させた上下二段式のスパイラルコンタクタの製造方法を提供することができる。
このように、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状接触子において、優れた電気的特性と優れたバネ特性の両方を併せ持ったスパイラル状接触子を実現することができる。
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。
<第1の実施形態>
図1は、本発明の第1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)はスパイラル状接触子を示す平面図、(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スパイラル状接触子の断面図、(c)は(b)に示すB部の拡大断面図である。
図1(a)(b)に示すように、スパイラルコンタクタ1は、根元11bから先端11a中心に向かって渦巻状部11cに形成され、渦巻状部11cの中心に先端11aを有する凸形のスパイラル状接触子11において、スパイラル状接触子11の長手方向の上面6の両エッジ2、2に沿って、または上面6のエッジの一部に上方に突起状エッジ2を備えている。
図1(c)に示すように、突起状エッジ2は、Cu箔14(図2参照)の露出面にCuメッキ19(図2参照)を施したときに生じるコーナR(図2参照)によって形成される。この数字は実測値であるが、条件によっては変化する値であり、これに限ったものではない。この窪み状の形状は裏を返せばCuメッキ19の形状である。このように、接続端子側(図略)に対応した凸形のスパイラル状接触子11の長手方向の上面に沿って両エッジ2、2を上方へ鋭利に突起させたことによって、スパイラル状接触子11が接続端子に対し強く加圧され、スパイラル状接触子11のエッジ2を摺動させることによって、接続端子の表面に形成された酸化膜を切り裂いて電気的接続性を向上させることができる。
突起状エッジ2はロジュームRh26、ニッケルNi13および金Au17を主な成分としている。
このように、硬質性の材料で形成された両エッジ2、2を上方向へ鋭利に突起させ、スパイラル状接触子11が接続端子に対し強く加圧される。このようなスパイラル状接触子11の耐久性を向上させるために、スパイラル状接触子11の表面にロジューム26を設けてロジュームの硬質性によって摩耗を防止することができる。
次に本発明のスパイラルコンタクタの製造工程を説明する。
図2、図3は、本発明の第1の実施形態を説明するためのスパイラルコンタクタの製造工程を示す工程断面図である。図2、図3に示すように、スパイラルコンタクタの製造方法は、金属板14を用意する第1工程(a)と、Cu箔14とした金属板14の表面に第1のフォトレジスト15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11のパターンを有する第1のフォトマスク16を被せ、このフォトマスク16の上方から光を照射して露光する第2工程(b)と、第1のフォトマスク16のパターンを形成するように第1のフォトレジスト15を現像する第3工程(c)と、第3工程で露出したCu箔14の露出面にCuメッキ19を施し、スパイラル状接触子11を成形する第4工程(d)と、さらに上方からCuメッキ19の表面にロジュームRh26、Niメッキ13、Auメッキ17を含む金属のメッキを施し、スパイラル状接触子11を成形する第5工程(e)と、スパイラル状接触子11の表面に第2のフォトレジスト21を塗布、もしくはドライフィルムを貼付する第6工程(f)と、上下反転させ、Cu箔14の裏面に第3のフォトレジスト22を塗布、もしくはドライフィルムを貼付する。その上方からエッチング用の穴14cのパターンを有する第2のフォトマスク18を被せ、このフォトマスク18の上方から光を照射して露光する第7工程(g)と、フォトマスク18に光を照射して露光・現像して第3のフォトレジスト22を除去する第8工程(h)と、Cu箔14の裏面からCu箔14にエッチングで穴を開ける第9工程(i)と、第2のフォトレジスト21と、Cu箔14の裏面の第3のフォトレジスト22を除去する第10工程(j)と、スパイラル状接触子11の渦巻きの中心を一方から凸形工具27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11工程(k)と、粘着テープ24を貼り付ける第12工程(l)と、Cu箔14をエッチングで除去する第13工程(m)と、を含んでいる。
これによって、優れた電気接続性と耐久性、及びコンパクトな外形と優れた深い降伏点を備え、接続端子側に対応したスパイラル状接触子の長手方向の上面に沿って、ロジュームなどの硬質性の材料で形成された両エッジを上方向へ鋭利に突起させたスパイラルコンタクタの製造方法を提供することができる。
<第2の実施形態>
次に、本発明の第2の実施形態を説明する。図4は、本発明の第2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)はスパイラル状接触子を示す平面図、(b)は(a)に示すC―C線の断面図であり、自然体では凸形状のスパイラル状接触子の断面図、(c)は(b)に示すスパイラル状接触子の上下が密着した状態を示す断面図である。
図4に示すように、スパイラルコンタクタ1´は、根元11bから先端11a中心に向かって渦巻状(渦巻状部)11cに形成され、渦巻状部11cの中心に先端11aを有する凸形のスパイラル状接触子11、12を上下二段に構成されたスパイラルコンタクタ1´において、上段のスパイラル状接触子11の長手方向の上面6´の両エッジ2´、2´に沿って、またはエッジ6´の一部に上方に突起状エッジ2´を備えている。
これによれば、上下二段に形成されたスパイラル状接触子11、12のうち、接続端子側に対応した上方のスパイラル状接触子11の長手方向の上面6´に沿って、ロジューム26などの硬質性の材料で形成された両エッジ2´、2´を上方向へ鋭利に突起させ、スパイラル状接触子11が接続端子に対し強く加圧され、スパイラル状接触子11の先端11aの角(エッジ2´)を摺動させることによって、接続端子の表面に形成された酸化膜を切り裂いて電気的接続性を向上させるとともに、上下二段に折り畳んだようなコンパクトな外形と優れた深い降伏点を備えることができる。
次に本発明のスパイラルコンタクタの製造工程を説明する。図5、図6、図7は、本発明の第2の実施形態を説明するための二段式のスパイラルコンタクタの製造工程を示す工程断面図である。図5、図6、図7に示すように、スパイラルコンタクタ1´の製造方法は、金属板14を用意する第A工程(a)と、Cu箔14とした金属板14の表面に第1のフォトレジスト15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11のパターンを有する第1のフォトマスク16を被せ、このフォトマスク16の上方から光を照射して露光する第B工程(b)と、第1のフォトマスク16のパターンを形成するように第1のフォトレジスト15を現像する第C工程(c)と、第3工程で露出したCu箔14の露出面にCuメッキ19を施し、スパイラル状接触子を成形する第D工程(d)と、さらに上方からCu箔14の露出面にロジュームRh26、Niメッキ13、Auメッキ17から構成される金属のメッキを施し、スパイラル状接触子11´を成形する第E工程(e)と、形成したスパイラル状接触子11´の表面に第2のフォトレジスト21を塗布、もしくはドライフィルムを貼付する。その上方から一体構造部25のパターンを有する第2のフォトマスク18´を被せ、このフォトマスク18´の上方から光を照射して露光する第F工程(f)と、このフォトマスク18´に光を照射して露光・現像して第2のフォトレジスト21を除去する第G工程(g)と、金属メッキの表面にCuメッキ11eを施す第H工程(h)と、第2のフォトレジスト21を除去する第I工程(i)と、Cuメッキ11eの表面にNiメッキ13から構成される金属メッキを施す第J工程(j)と、上下反転させ、金属板14の裏面に第3のフォトレジスト22を塗布、もしくはドライフィルムを貼付する。その上方からエッチング用の穴のパターンを有する第3のフォトマスク23を被せ、このフォトマスク23の上方から光を照射して露光する第K工程(k)と、フォトマスク23に光を照射して露光・現像して第3のフォトレジスト22を除去する第L工程(l)と、Cu箔14の裏面からCu箔14にエッチングで穴14cを開ける第M工程(m)と、Cu箔14の裏面の第3のフォトレジスト22を除去する第N工程(n)と、上下反転させたスパイラル状接触子11、12(スパイラルコンタクタ1´)の渦巻きの中心を一方から凸形工具27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O工程(o)と、粘着テープ24を貼り付ける第P工程(p)と、Cu箔14をエッチングで除去する第Q工程(q)と、上下に重ねられた形態のスパイラル状接触子11、12(スパイラルコンタクタ1´)が互いの底面と上面で密着している第R工程(r)と、を含む。
このように、上段のスパイラル状接触子11と下段のスパイラル状接触子12の根元11b、12bから基部11d、12dの少なくとも1箇所が一体構造になっていることによって、上下二段のスパイラル状接触子を接合するためのレーザスポット溶接などを不要とするため、製造工程の短縮および製造コストの低減をすることができ、優れた電気接続性と耐久性、及びコンパクトな外形と優れた深い降伏点を備え、接続端子側に対応したスパイラル状接触子11の長手方向の上面6´に沿って、ロジュームRh26、ニッケルNi13、金Au17などからなる硬質性合金で形成された両エッジ2´、2´を上方向へ鋭利に突起させた上下二段式のスパイラルコンタクタ1´の製造方法を提供することができる。
<第3の実施形態>
次に、本発明の第3の実施形態を説明する。図8は、本発明の第3の実施形態を説明するための二重渦巻き二段式のスパイラル状接触子を示し、(a)は二重渦巻き二段式のスパイラル状接触子を示す平面図、(b)は(a)に示すD―D線の断面図であり、自然体では凸形状の二重渦巻き二段式のスパイラル状接触子の断面図、(c)は(b)に示す二重渦巻き二段式のスパイラル状接触子の上下が密着した状態を示す断面図である。
図8に示すように、二重渦巻きスパイラルコンタクタ3は、スパイラル状接触子31の根元31b、31bを互いに180°位相をずらした位置に配置して、また、スパイラル状接触子32の根元32b、32bを互いに180°位相をずらした位置に配置して、根元31b、31b、32b、32bから渦巻きの中心に向けて立ち上がり、この先端31a、32aの中心を同一として互いに併行して渦巻状に配設された2個のスパイラル状接触子31、32が先端31a、32aで合流して一体とし、上段のスパイラル状接触子32の長手方向の上面6´´の両エッジ2´´、2´´に沿って上方に突起状エッジ2´´、2´´を備えている。
そして上下二段に配設されたスパイラル状接触子32、31は、自然体では凸形状のスパイラル(渦巻き)であるが、根元32b、32b、31b、31bから先端中心に向かって渦巻状に形成され、先端32a、31aを同一として互いに併行して渦巻状に配設され、先端32a、31aを一体とした二重渦巻きスパイラル状接触子32、31が根元32b、31bから基部32d、31dの少なくとも1箇所を一体構造としている。
このスパイラル状接触子32、31は、根元32b、31bから先端中心に向かって渦巻状に形成され、渦巻状の中心に先端32a、31aを有する凸形のスパイラル状接触子32、31を上下二段に重ね合わせたスパイラルコンタクタ3であって、スパイラルコンタクタ3は、電気電導性に富んだ材料、バネ性に富んだ材料を用いている。スパイラル状接触子32、31を形成するコア材は低電気抵抗材料のニッケル(Ni)基材であり、上下表面にはAuメッキを施している。またはスパイラル状接触子32、31を形成するコア材はバネ特性に優れたタングステンを配合したニッケル合金(Ni合金)であり、少なくとも上面表面にはAuメッキを施している。
このように、スパイラル状接触子31、32の根元を互いに180°位相をずらした位置に配置した2個のスパイラル状接触子31、32が先端31a、32aで合流して一体とした、先端部の平行性に優れた二重渦巻きスパイラルコンタクタ3において、接続端子側に対応したスパイラル状接触子31、32の長手方向の上面6´´に沿って、ロジューム26などの硬質性の材料で形成された両エッジ2´´を上方向へ鋭利に突起させ、スパイラル状接触子31、32が接続端子に対し強く加圧され、スパイラル状接触子31、32の先端31a、32aの角(エッジ2´´)を摺動させることによって、接続端子の表面に形成された酸化膜を切り裂いて電気的接続性を向上させるとともに、さらに上下二段に折り畳んだようなコンパクトな外形と優れた深い降伏点を備えることができる。
また、スパイラル状接触子を上下二段に二枚重ねたことで、降伏点を深くすることができ、さらに接触押圧力を上げることなく電気抵抗を小さくすることができ、必要な降伏点の深さを維持して設置面積の小さいスパイラル状接触子とすることができる。
<第4の実施の形態>
次に、本発明の第4の実施形態を説明する。図9は本発明の第4の実施形態を説明するための三重渦巻き二段式のスパイラル状接触子を示し、(a)は三重渦巻き二段式のスパイラル状接触子を示す平面図、(b)は(a)に示すE―E線の断面図であり、自然体では凸形状の三重渦巻き二段式のスパイラル状接触子の断面図、(c)は(b)に示す三重渦巻き二段式のスパイラル状接触子の上下が密着した状態を示す断面図である。
図9に示すように、三重渦巻きスパイラルコンタクタ4は、上下二段のスパイラル状接触子41、42のそれぞれ3つの根元A、B、Cを互いに120°位相をずらした位置に配置して、また、スパイラル状接触子41の根元42b、42b、42bから渦巻きの中心に向けて立ち上がり、この先端41a、42aの中心を同一として互いに併行して渦巻状に配設された3個の前記スパイラル状接触子41、42が先端で合流して一体とし、上段のスパイラル状接触子42の長手方向の上面6´´´の両エッジ2´´´、2´´´に沿って上方に突起状エッジ2´´´、2´´´を備えている。
そして上下二段に配設されたスパイラル状接触子42、41は、自然体では凸形状のスパイラル(渦巻き)であるが、それぞれの3つの根元42b、42b、42b、41b、41b、41bから先端中心に向かって渦巻状に形成され、先端42a、41aを同一として互いに併行して渦巻状に配設され、先端42a、41aを一体とした三重渦巻きスパイラル状接触子42、41が根元42b、42b、42b、41b、41b、41bから基部42d、41dの少なくとも1箇所を一体構造としている。
このスパイラル状接触子42、41は、それぞれの3つの根元42b、42b、42b、41b、41b、41bから先端中心に向かって渦巻状に形成され、渦巻状の中心に先端42a、41aを有する凸形のスパイラル状接触子42、41を上下二段に重ね合わせたスパイラルコンタクタ4であって、スパイラルコンタクタ4は、電気電導性に富んだ材料、バネ性に富んだ材料を用いている。スパイラル状接触子42、41を形成するコア材は低電気抵抗材料のニッケル(Ni)基材であり、上下表面にはAuメッキを施している。またはスパイラル状接触子42、41を形成するコア材はバネ特性に優れたタングステンを配合したニッケル合金(Ni合金)であり、少なくとも上面表面にはAuメッキを施している。
このように、スパイラル状接触子41、42のそれぞれの3つの根元を互いに180°位相をずらした位置に配置した2個のスパイラル状接触子31、32が先端31a、32aで合流して一体とした、先端部の平行性に優れた二重渦巻きスパイラルコンタクタ3において、接続端子側に対応したスパイラル状接触子31、32の長手方向の上面6´´´に沿って、ロジューム26などの硬質性の材料で形成された両エッジ2´´´を上方向へ鋭利に突起させ、スパイラル状接触子31、32が接続端子に対し強く加圧され、スパイラル状接触子31、32の先端31a、32aの角(エッジ2´´´)を摺動させることによって、接続端子の表面に形成された酸化膜を切り裂いて電気的接続性を向上させるとともに、さらに上下二段に折り畳んだようなコンパクトな外形と優れた深い降伏点を備えることができる。
また、スパイラル状接触子を上下二段に二枚重ねたことで、降伏点を深くすることができ、さらに接触押圧力を上げることなく電気抵抗を小さくすることができ、必要な降伏点の深さを維持して設置面積の小さいスパイラル状接触子とすることができる。
このように、スパイラル状接触子の根元を互いに120°位相をずらした位置に配置した3個のスパイラル状接触子が先端で合流して一体とした、先端部の平行性に優れた三重渦巻きスパイラルコンタクタにおいて、接続端子側に対応したスパイラル状接触子の長手方向の上面に沿って、ロジュームなどの硬質性の材料で形成された両エッジを上方向へ鋭利に突起させ、スパイラル状接触子が接続端子に対し強く加圧され、スパイラル状接触子の先端の角を摺動させることによって、接続端子の表面に形成された酸化膜を切り裂いて電気的接続性を向上させるとともに、さらに上下二段に折り畳んだようなコンパクトな外形に優れた深い降伏点を備えることができる。
<第5の実施の形態>
次に、本発明の第5の実施形態を説明する。図10は、本発明の第5の実施形態を説明するための渦巻きの根元を同一として互いに併行して渦巻状に配設された二段式のスパイラル状接触子を示し、(a)はスパイラル状接触子を示す平面図、(b)は(a)に示すF―F線の断面図であり、自然体では凸形状のスパイラル状接触子の断面図である。
図10に示すように、スパイラルコンタクタ5は、上下二段のスパイラル状接触子51、52の渦巻きの根元52b、51bを同一として互いに併行して渦巻状に配設された2個のスパイラル状接触子52、51が先端52a、51aで合流して一体とした。
このように、渦巻きの根元を同一として互いに併行して渦巻状に配設された2個のスパイラル状接触子が先端で合流して一体とした、先端部の平行性に優れたスパイラルコンタクタにおいて、接続端子側に対応したスパイラル状接触子の長手方向の上面に沿って、ロジュームなどの硬質性の材料で形成された両エッジを上方向へ鋭利に突起させ、スパイラル状接触子が接続端子に対し強く加圧され、スパイラル状接触子の先端の角を摺動させることによって、接続端子の表面に形成された酸化膜を切り裂いて電気的接続性を向上させるとともに、さらに上下二段に折り畳んだようなコンパクトな外形に優れた深い降伏点を備えることができる。
このように、上段のスパイラル状接触子と下段のスパイラル状接触子の根元から基部の少なくとも1箇所が一体構造になっていることによって、スパイラル状接触子単体では実現することが難しいが、スパイラル状接触子を上下二段に二枚重ねたことで、降伏点を深くすることができ、さらに接触押圧力を上げることなく電気抵抗を小さくすることができ、必要な降伏点の深さを維持して設置面積の小さいスパイラル状接触子とすることができる。
なお、前記スパイラルコンタクタの製造方法に関して以下に共通の特徴を説明する。金属板14はCu箔が好適であるので、金属板14はCu箔14と記載した。Cu箔14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。ここでの金属メッキは、電気電導性に優れた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。
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。
フォトマスクの形状は、スパイラル形状接触子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。
また、スパイラル状接触子は、根元から基部の少なくとも一部を一体構造としているが、先端部も同一工法によって一体構造としても構わない。この場合、根元から基部の少なくとも一部と先端部との間の渦巻状部は密着、乃至やや離れた状態で重なっていることになる。
基板間、デバイスと基板間などを電気的に接続するインターコネクタとして用いられ、優れた電気的接続特性やバネ特性に富むスパイラルコンタクタに適用可能である。
本発明の第1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)はスパイラル状接触子を示す平面図、(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スパイラル状接触子の断面図、(c)は(b)に示すB部の拡大断面図である。 本発明の第1の実施形態を説明するためのスパイラルコンタクタの製造工程を示す工程断面図である。 本発明の第1の実施形態を説明するためのスパイラルコンタクタの製造工程を示す工程断面図である。 本発明の第2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)はスパイラル状接触子を示す平面図、(b)は(a)に示すC―C線の断面図であり、自然体では凸形状のスパイラル状接触子の断面図、(c)は(b)に示すスパイラル状接触子の上下が密着した状態を示す断面図である。 本発明の第2の実施形態を説明するための二段式のスパイラルコンタクタの製造工程を示す工程断面図である。 本発明の第2の実施形態を説明するための二段式のスパイラルコンタクタの製造工程を示す工程断面図である。 本発明の第2の実施形態を説明するための二段式のスパイラルコンタクタの製造工程を示す工程断面図である。 本発明の第3の実施形態を説明するための二重渦巻き二段式のスパイラル状接触子を示し、(a)は二重渦巻き二段式のスパイラル状接触子を示す平面図、(b)は(a)に示すD―D線の断面図であり、自然体では凸形状の二重渦巻き二段式のスパイラル状接触子の断面図、(c)は(b)に示す二重渦巻き二段式のスパイラル状接触子の上下が密着した状態を示す断面図である。 本発明の第4の実施形態を説明するための三重渦巻き二段式のスパイラル状接触子を示し、(a)は三重渦巻き二段式のスパイラル状接触子を示す平面図、(b)は(a)に示すE―E線の断面図であり、自然体では凸形状の三重渦巻き二段式のスパイラル状接触子の断面図、(c)は(b)に示す三重渦巻き二段式のスパイラル状接触子の上下が密着した状態を示す断面図である。 本発明の第5の実施形態を説明するための渦巻きの根元を同一として互いに併行して渦巻状に配設された二段式のスパイラル状接触子を示し、(a)はスパイラル状接触子を示す平面図、(b)は(a)に示すF―F線の断面図であり、自然体では凸形状のスパイラル状接触子の断面図である。 従来のスパイラル状接触子の概略を示し、(a)は接合前の断面図であり、(b)は接合後の断面図である。
1、1´、3、4、5 スパイラルコンタクタ
2、2´、2´´、2´´´、2´´´´ 突起状エッジ、エッジ
6、6´、6´´、6´´´、6´´´´ 上面
11、12、31、32、41、42、51、52 スパイラル状接触子
11a 先端
11b 根元
11c 渦巻状部
11d 基部
11e、19 Cuメッキ
12a 先端
12b 根元
12c 渦巻状部
12d 基部
13 Niメッキ
14 Cu箔
14c 穴
15、21、22 フォトレジスト
16、18 第1のフォトマスク
17 Auメッキ
24 粘着テープ
25 一体構造部
26 ロジュームRh
27 凸形工具
31a 先端
31b 根元
31c 渦巻状部
31d 基部
32a 先端
32b 根元
32c 渦巻状部
32d 基部
41a 先端
41b 根元
41c 渦巻状部
41d 基部
42a 先端
42b 根元
42c 渦巻状部
42d 基部
51a 先端
51b 根元
51c 渦巻状部
51d 基部
52a 先端
52b 根元
52c 渦巻状部
52d 基部

Claims (8)

  1. 根元(11b)から先端(11a)中心に向かって渦巻状(11c)に形成され、前記渦巻状(11c)の中心に先端(11a)を有する凸形のスパイラル状接触子(11)において、前記スパイラル状接触子の長手方向の上面エッジの少なくとも一部に上方に突起を備えていることを特徴とするスパイラルコンタクタ(1)。
  2. 根元(11b)から先端(11a)中心に向かって渦巻状(11c)に形成され、前記渦巻状(11c)の中心に先端(11a)を有する凸形のスパイラル状接触子(11)を上下二段に構成されたスパイラルコンタクタ(1)において、
    前記上段のスパイラル状接触子(11)の長手方向の上面エッジの少なくとも一部に上方に突起を備えていることを特徴とするスパイラルコンタクタ(1)。
  3. 前記突起はロジューム、ニッケルおよび金を備えていることを特徴とする請求項1または請求項2の何れか一項に記載のスパイラルコンタクタ(1)。
  4. 前記スパイラルコンタクタは、前記スパイラル状接触子(31、32)の根元を互いに180°位相をずらした位置に配置して、前記根元から渦巻きの中心に向けて立ち上がり、前記中心を同一として互いに併行して渦巻状に配設された2個の前記スパイラル状接触子(31、32)が先端で合流して一体とした二重渦巻きスパイラルコンタクタ(3)であることを特徴とする請求項1または請求項2の何れか一項に記載のスパイラルコンタクタ。
  5. 前記スパイラルコンタクタは、前記上下二段のスパイラル状接触子(41、42)の根元を互いに120°位相をずらした位置に配置して、前記根元から渦巻きの中心に向けて立ち上がり、前記中心を同一として互いに併行して渦巻状に配設された3個の前記スパイラル状接触子(41、42)が先端で合流して一体とした三重渦巻きスパイラルコンタクタ(4)であることを特徴とする請求項1または請求項2の何れか一項に記載のスパイラルコンタクタ。
  6. 前記スパイラルコンタクタは、前記上下二段の前記スパイラル状接触子(51、52)の前記渦巻きの根元を同一として互いに併行して渦巻状に配設された2個の前記スパイラル状接触子(51、52)が先端で合流して一体としたスパイラルコンタクタ(5)であることを特徴とする請求項1または請求項2の何れか一項に記載のスパイラルコンタクタ。
  7. 金属板を用意する第1工程(a)と、
    Cu箔とした金属板の表面に第1のフォトレジストを塗布、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のパターンを有する第1の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(b)と、
    第1のフォトマスクのパターンを形成するように第1のフォトレジストを現像する第3工程(c)と、
    前記第3工程で露出したCu箔の露出面にCuメッキを施し、スパイラル状接触子を成形する第4工程(d)と、
    さらに上方からCuメッキの表面にロジュームRh、Niメッキを備えた金属メッキを施し、スパイラル状接触子を成形する第5工程(e)と、
    前記スパイラル状接触子の表面に第2のフォトレジストを塗布、もしくはドライフィルムを貼付する第6工程(f)と、
    上下反転させ、金属板の裏面に第3のフォトレジストを塗布、もしくはドライフィルムを貼付する。その上方からエッチング用の穴のパターンを有する第2の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7工程(g)と、
    フォトマスクに光を照射して露光・現像して第3のフォトレジストを除去する第8工程(h)と、
    Cu箔の裏面からCu箔にエッチングで穴を開ける第9工程(i)と、
    前記第2のフォトレジストと、Cu箔の裏面の第3のフォトレジストを除去する第10工程(j)と、
    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11工程(k)と、
    粘着テープを貼り付ける第12工程(l)と、
    Cu箔をエッチングで除去する第13工程(m)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。
  8. 金属板を用意する第A工程(a)と、
    Cu箔とした金属板の表面に第1のフォトレジストを塗布、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のパターンを有する第1の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B工程(b)と、
    第1のフォトマスクのパターンを形成するように第1のフォトレジストを現像する第C工程(c)と、
    前記第3工程で露出したCu箔の露出面にCuメッキを施し、スパイラル状接触子を成形する第D工程(d)と、
    さらに上方からCu箔の露出面にロジュームRh、Niメッキを備えた金属メッキを施し、スパイラル状接触子を成形する第E工程(e)と、
    形成したスパイラル状接触子の表面に第2のフォトレジストを塗布、もしくはドライフィルムを貼付する。その上方から一体構造部のパターンを有する第2の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F工程(f)と、
    このフォトマスクに光を照射して露光・現像して第2のフォトレジストを除去する第G工程(g)と、
    金属メッキの表面にCuメッキを施す第H工程(h)と、
    第2のフォトレジストを除去する第I工程(i)と、
    Cuメッキの表面にNiメッキを備えた金属メッキを施す第J工程(j)と、
    上下反転させ、金属板の裏面に第3のフォトレジストを塗布、もしくはドライフィルムを貼付する。その上方からエッチング用の穴のパターンを有する第3の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K工程(k)と、
    フォトマスクに光を照射して露光・現像して第3のフォトレジストを除去する第L工程(l)と、
    Cu箔の裏面からCu箔にエッチングで穴を開ける第M工程(m)と、
    Cu箔の裏面の第3のフォトレジストを除去する第N工程(n)と、
    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第O工程(o)と、
    粘着テープを貼り付ける第P工程(p)と、
    Cu箔をエッチングで除去する第Q工程(q)と、
    上下に重ねられた形態のスパイラル状接触子が互いの底面と上面で密着している第R工程(r)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。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8895234B2 (en) 2005-08-05 2014-11-25 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Immersion lithography watermark reduction
WO2018131321A1 (ja) * 2017-01-13 2018-07-19 アルプス電気株式会社 圧接コネクタ
EP3416245A1 (en) * 2014-05-23 2018-12-19 Alps Electric Co., Ltd. Pressure contact type connector and manufacturing method of the same

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