JP6830442B2 - 少なくとも一つのスプリング式コンタクトピン又はスプリング式コンタクトピン構造の製造方法及び対応する装置 - Google Patents

Description

本発明は、電気的な接触に用いられる少なくとも一つのスプリング式コンタクトピン又は少なくとも一つのそのようなスプリング式コンタクトピンを備えたスプリング式コンタクトピン構造の製造方法に関する。

スプリング式コンタクトピンのこれまでの既知の製造では、例えばピストン、スプリング、ヘッド、外被などのような個々の部品の製造は、旋盤加工、フライス加工、深絞り加工、鍛造加工などのような切削するか又は変形させる製造方法によって行われている。個々の部品が完成すると、それらの部品の組立てが行われる。このような既知のスプリング式コンタクトピンの直径は、いわゆるグリッド寸法（隣接するピンに対する中心間距離）を決定し、このグリッド寸法は、被検体によって、つまり被検体の機能性を判断し得る検査回路を製造するためにスプリング式コンタクトピンで電気的に接触される電気部品によって予め定められている。目下のところ、上で挙げた古典的な形成での約０．１ｍｍのごく小さな直径をもつスプリング式コンタクトピンが知られており、これほどに小さな直径は、古典的な製造方法では、高い品質で経済的に製造することはできない。その本質的な理由は、個々の部品を製造する際の公差に対する要求が高いこと、及びその後に個々の部品を完全なスプリング式コンタクトピンに組み立てるのが手作業でしかできないことである。

本発明の基礎を成す課題は、非常に小さなグリッド寸法を許容し、安価に作製することができ、高い品質を有し、且つ安全に機能する冒頭に挙げた種類の少なくとも一つのスプリング式コンタクトピンを製造できることである。この課題は、少なくとも一つのスプリング式コンタクトピンを備えたスプリング式コンタクトピン構造にも当てはまる。

この課題は本発明によれば、冒頭に挙げた方法を考慮に入れたうえで、以下の方法ステップ、すなわちスプリング式コンタクトピンの少なくとも一つのベース部を製造し、その際、ベース部の少なくとも一部分がプラスチックから製造されるステップ、及び続いて行われるベース部の少なくともプラスチックから成る部分を金属被覆するステップによって解決される。金属被覆により、電気伝導性をもつ、好ましくは優れた電気伝導性をもつ金属コーティング／金属シェルがもたらされる。ベース部の少なくとも一部分を本発明に基づいて金属被覆することにより、個々の部分の組立てステップが少ししか又はまったく必要ない小型化されたスプリング式コンタクトピンを提供することができる。ベース部は、スプリング式コンタクトピンの基本構造を成すことが好ましく、このベース部は、少なくとも部分的にはプラスチックから製造される。電気被検体を電気検査するために、スプリング式コンタクトピンによって実施すべき接触が実施できるためには、スプリング式コンタクトピンの電気伝導性が必要である。この電気伝導性は、ベース部の少なくともプラスチックから成る部分を金属被覆することによってもたらされる。プラスチックを使用することにより、複雑な構造も簡単で安価に作製することができる。プラスチックを金属被覆することにより、複雑で電気伝導性の構造がもたらされ、このような構造は、従来の製造方法によってはまったく又は極めて高い費用でしか、さらに本発明によって可能な小型化においては製造することができない。スプリング式コンタクトピンの優れた電気的及び機械的な特性は、金属被覆によって達成される。プラスチック部、とりわけプラスチックベース部は、非常に繊細な構造の実現を可能にするが、ただしこの構造は十分な電気的及び機械的な特性をもたず、しかしながら金属被覆により、これらの特性が十分な、それどころか優れた品質で得られる。

本発明の一変形形態によれば、ベース部の少なくとも一つのプラスチックから成る部分の製造は付加製造方法によって行われる。「生成的製造方法」とも言う「付加製造方法」とは、コンピュータ内でのデータモデルをベースとして直接的に、定形をもたない材料（例えば液体、粉末、若しくはその類似物）又は形状がニュートラルな材料（例えば帯状、ワイヤ状など）から、化学的及び／又は物理的なプロセスによって行われるとりわけ速くて安価な製造のことである。それは無定形物から成形する方法であるにもかかわらず、具体的な成果のために、被加工材のそれぞれの幾何形状を記憶した特殊な工具（例えば鋳型）を必要としない。

付加製造方法としては、二光子レーザリソグラフィ（ｔｗｏ−ｐｈｏｔｏｎ ｌａｓｅｒ ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）、とりわけディップインレーザリソグラフィ（Ｄｉｐ−Ｉｎ−Ｌａｓｅｒ−Ｌｉｔｈｏｇｒａｆｉｅ）方法（ＤＩＬＬ技術）を用いるのが好ましい。液状、とりわけペースト状の材料を使用して、レーザによって硬化することが好ましい。材料を一層また一層と形成することが好ましく、こうすることで、プラスチックから成る部分が製造される。この付加製造方法により、非常に様々な幾何形状のための非常に高い造形自由度が与えられており、したがって非常に複雑なプラスチック構造も実現可能である。ＤＩＬＬ技術により、サブマイクロメートル範囲の構造を製造することができ、これにより０．３ｍｍ以下のグリッド寸法のための本発明によるスプリング式コンタクトピンを製造することができる。本発明に基づく技術によれば、８０μｍ未満のグリッドの検査カードを製造することもできる。この技術に関しては、部品を形成するための如何なる個別の工具も必要ない。

金属被覆は、少なくとも一つの電気めっきプロセス及び／又は化学的プロセスにおいて行われるのが好ましい。電気めっきプロセスは電流を用いることを特色とし、化学的堆積のプロセスは「外部から電流をかけない金属堆積（無電解めっき）」とも言う。いずれにしても、言及したプラスチック幾何形状上での金属形成が行われる。金属層は、電気めっきプロセス及び／又は化学的プロセスによって堆積されるのが好ましい。これには、とりわけ銅、銀、金、及びニッケルのような金属が適している。

本発明の一変形形態によれば、ベース部全体が、プラスチックから好ましくは付加製造方法によって製造され、とりわけ一体的なベース部として製造される。このような部品は、たとえ一体化された部品として作製されていても、非常に様々な機能を併せ持つことができる。したがってスプリング式コンタクトピンに関しては、コンタクトに用いられるヘッドが弾性領域に直接的に取り付けられることが好ましい。スプリングは、付加製造方法による高い造形自由度により、支持を必要としないように、つまり追加的な外被又はその類似物を必要としないように設計することができる。これにより個々の部分の組立ても省略される。スプリング式コンタクトピンのすべての機能を併せ持つ一体的なベース部品は、付加製造方法においてプラスチックから作製され、その後、金属被覆され、これにより簡単に、好ましくはグリッド寸法０．１ｍｍ未満のための小型化されたスプリング式コンタクトピンが作製される。ベース部全体が金属被覆されるのが好ましく、したがってマスキング又はそれに類することのようなカバーステップは必要ない。

本発明の一変形形態によれば、電気めっきによる金属被覆の前に、電気伝導性を有する開始層が、ベース部の少なくともプラスチックから成る部分上に施されるか、又はこの部分の表面で生成される。まったく又は十分には電気伝導性でないプラスチックを用いる場合には、電気めっきによる堆積のために、電気めっきプロセスの際の電流フローを保証するため、電気伝導性を有する開始層が必要である。ただしその代わりに、最初から電気伝導性プラスチック又は電気伝導性に加工されたプラスチック複合体をベース部の生成に用いてもよい。

とりわけ化学的な金属被覆の前には、シード層が、ベース部の少なくともプラスチックから成る部分上に施され、とりわけ浸漬方法若しくはプラズマ方法において施されるか、又はこの部分の表面で生成されるのが好ましい。こうして、対応するプラスチック幾何形状の表面に「シード」及び／又は「定着部位」がもたらされ、これにより金属被覆を行うことができる。

好ましいのは、金属被覆の後に、プラスチックから成る部分を除去しないか又は少なくとも部分的に、とりわけ熱分解方法、湿式化学的方法、及び／若しくは乾式化学的方法によって除去することである。もちろん、金属被覆の後にプラスチックコアを、つまりベース部の一部分又はベース部全体を、金属シェル内に残しておくことができる。その代わりに、上述のようにこのプラスチックコアを適切で選択的な方法により金属シェルから除去することができる。このためには、言及した熱分解方法、湿式化学的方法、及び／又は乾式化学的方法が提案されている。

とりわけ、金属被覆によって形成された金属シェルでは、少なくとも一つの開口部が生成されるか又はそのままにしておかれ、この開口部は、熱分解生成物を漏出させるのに用いられ、且つ／又は湿式化学的及び／若しくは乾式化学的な方法を実施する際に少なくとも一つの湿式化学的及び／若しくは乾式化学的なプロセスの介入をもたらす。これにより、対応する残留生成物を漏出させることができ、且つ／又は除去すべきプラスチック材料へのアクセスが可能である。

本発明の一変形形態によれば、スプリング式コンタクトピンのスプリング機能のため、スプリング式コンタクトピンの少なくとも一領域が、その領域の材料の固有の弾性及び／又は形状により、弾性変形することができるように形成される。したがって本発明によるスプリング式コンタクトピンは、スプリング機能をもたらす別個のスプリング部品を備えているのではなく、スプリング式コンタクトピンの一領域が、この領域の材料の固有の弾性及び／又は形状がスプリング特性をもたらすことにより、この機能を担うことが好ましい。

とりわけ、弾性領域はスプリング式コンタクトピンの残りの区間と一体的に形成されており、つまり一体的なスプリング式コンタクトピンが存在しており、このスプリング式コンタクトピンの一領域が弾性的に作用する。「一体的なスプリング式コンタクトピン」とは、プラスチックコアがまだ金属シェル内に存在しているか又はプラスチックコアが除去されたか若しくは少なくとも部分的に除去されたかどうかに関わらず、金属被覆によって形成された部品から成るスプリング式コンタクトピンのことでもある。

弾性領域は、少なくとも一つの圧縮スプリング、引張スプリング、曲げスプリング、及び／若しくはねじりスプリングに成形することにより、及び／又は屈曲ワイヤの原理に基づくたわみ性を有した領域として、製造できることが好ましい。この言及したスプリングは、スプリング式コンタクトピンの残りの区間と一体的に形成されているのが好ましい。「屈曲ワイヤの原理」では、被検体が接触するとその長手方向に沿って圧力がかかるスプリング式コンタクトピンが、横にたわむ。

本発明の一変形形態は、スプリング式コンタクトピンの端部側に、接触のための少なくとも一つのヘッドが形成されており、このヘッドは、接触のための少なくとも一つの尖った先端及び／又は尖ったエッジを得ることが好ましい。スプリング式コンタクトピンの各々の端部にこのようなヘッドが形成されることが好ましい。言及した尖った先端及び／又はエッジは、プラスチックのベース部によって生成され、その後の金属被覆により、電気伝導性になり、且つ十分に安定することが好ましい。

一つ以上のスプリング式コンタクトピンを含むだけでなく、追加的な部分も含む本特許出願で述べる構成を、それぞれ「少なくとも一つのスプリング式コンタクトピンを備えたスプリング式コンタクトピン構造」と言う。

本発明の一変形形態によれば、スプリング式コンタクトピンは、少なくとも一つの除去可能な、とりわけ切断可能な結合部を備えている。この結合部は、組立ての際にスプリング式コンタクトピンをより扱いやすくできるように、例えば検査アダプター内に取り付けられるように、とりわけスプリング式コンタクトピンの取扱い／操作のために用いられる。取扱いが終わったら、結合部を除去、例えば切断することが好ましく、これは、例えば規定破断箇所によって補助されるか、又はさらなるプロセスステップによって行うことができる。そのようなプロセスステップには、例えばレーザ分離方法又は集束イオンビームに基づく分離方法が提案されている。

本発明の一変形形態によれば、複数のスプリング式コンタクトピンを、少なくとも一つの結合部を介して、とりわけ二次元又は三次元のグリッドにおいてまとまるように製造することができる。つまりこれらのスプリング式コンタクトピンは、例えば所望のグリッド寸法で既に配置されており、とりわけ共通のユニットとして取り扱うこともでき、その取扱いは、手作業によるだけでなく、機械によって、又は手作業と機械を組み合わせた取扱いとして行うこともできる。

本発明の一変形形態は、結合部が、結合バー又は結合プレート、とりわけ案内プレートとして形成されている。スプリング式コンタクトピンが結合バーを備えていれば、例えば金属被覆プロセスにおいて、及び／又は組み立てやすくするために、及び／又は例えば検査アダプター内に据え付ける際に、この結合バーを介して取扱いを行うことができる。結合バーが複数のスプリング式コンタクトピンを結合している場合、これにより、スプリング式コンタクトピンのグループを非常に取り扱いやすくすることができる。結合プレートの場合は、複数のスプリング式コンタクトピンを三次元に配置することができ、つまり複数のスプリング式コンタクトピンを、プレートにより三次元のグリッドにおいて保持し、これによりグループとしてまとまった状態で非常に取り扱いやすくすることができる。結合部が案内プレートである場合、この案内プレートは、スプリング式コンタクトピンが突き込まれる案内穴を有することができる。取り扱う際は、スプリング式コンタクトピンと穴壁は少なくとも部分的に結合している。このそれぞれの結合は後で取り除くことができ、よって案内穴は、接触の際にはスプリング式コンタクトピンの軸方向の案内に用いられる。とりわけ複数のこのような案内プレート、特に二つの案内プレートを設けることができ、これらの案内プレートは互いに離隔して存在し、これによりスプリング式コンタクトピンを最適に保持、位置決め、及び案内する。

とりわけ、結合部を製造する、または、結合部を付加製造方法に合わせて製造する。ただしその代わりに結合部を予め製造した供給部として用いることもでき、つまり結合部を予め製造して、少なくとも一つのスプリング式コンタクトピンを製造するための付加製造方法に供給する。

本発明の一変形形態では、結合部が電気回路基板、とりわけプリント基板である。回路基板、とりわけプリント基板は、電気／電子機構を有することができ、したがって少なくとも一つのスプリング式コンタクトピンは電気／電子回路構成において配置されている。

本発明の一変形形態によれば、少なくとも一つのスプリング式コンタクトピンが、結合部の電気的コントタクト面上で生成される。この結合部及び電気的接触面は、接触の際に利用され、つまり、後に被検体の電気検査を実施するためにスプリング式コンタクトピンを使用する際にさらに利用される部品上で、スプリング式コンタクトピンが生成される。

とりわけ、電気的接触面をも金属被覆することができる。つまり金属被覆を、ベース部だけでなく、結合部の電気的接触面でも実施し、とりわけ同じ工程で実施する。

さらに、結合部の接触面上で、電気伝導性材料、好ましくは金属から成る台座部品を製造／固定し、且つこの台座部品上でスプリング式コンタクトピンを製造し、その際、金属被覆を、台座部品のうちベース部に隣接する領域まで広げて行い、接触面まで広げては行わない場合が有利である。台座部品により、金属被覆の際に金属コーティングが結合部、例えば結合プレート、とりわけ案内プレートにまで広がって、これにより隣接するスプリング式コンタクトピンの間で電気的短絡が生じることが阻止される。金属被覆が台座部品にまで、ただし接触面にあまり近くならない範囲で広がることにより、このような電気的短絡は阻止される。

台座部品が、付加製造方法において、とりわけ粉末素材の焼結、好ましくはレーザ焼結によって製造される場合が有利である。台座部品の製造を、接触面上で、とりわけ接触面と電気的に結合するように行えることが好ましい。焼結プロセスにおける台座部品の作製は、台座部品を製造する際に接触面との電気的結合をもたらすことが好ましく、これにより同時に、被検体を検査するための電気的接触のために、帰属の検査電流路の対応する区間が一緒に作製される。

さらに台座部品が、とりわけ一体的な台座部品の少なくとも一つの弾性構造、とりわけ弾性領域により、スプリング作用が接触方向に働くように製造される場合が有利である。これにより台座部品は、接触の際に弾性的に作用し、且つスプリング式コンタクトピンのスプリング作用によって補われ得る。とりわけ、台座部品及びスプリング式コンタクトピンのスプリング構造が異なるスプリング定数を有することができる。台座部品の弾性領域に基づき、スプリング式コンタクトピンを軸方向の短い構造としてのみ、実質的には弾性性コンタクトヘッドの形態でのみ形成することも考えられる。

最後に、本発明は、それぞれ上で様々な実施形態において説明したような方法に基づいて製造されたスプリング式コンタクトピン又は少なくとも一つのスプリング式コンタクトピンを備えたスプリング式コンタクトピン構造に関する。

本発明のさらなる形態及び／又は利点は、請求項、とりわけ従属請求項から明らかである。

図面は、本発明を例示的実施形態に基づいて具体的に説明している。

スプリング式コンタクトピン又はスプリング式コンタクトピン構造の少なくとも一部分を製造するための３Ｄレーザリソグラフィ設備の概略的な構造を示す図である。 スプリング式コンタクトピン又はスプリング式コンタクトピン構造の少なくとも一部分を金属被覆するための電気めっき設備の概略的な構造を示す図である。 スプリング式コンタクトピンのためのプラスチックから成るベース部を示す図である。 金属被覆された図３のベース部を有するスプリング式コンタクトピンを示す図である。 スプリング式コンタクトピンのさらなる一実施形態をコンタクトしていない状態で示す図である。 図５のスプリング式コンタクトピンをコンタクトした状態で示す図である。 取扱いのために、好ましくは除去可能な結合部を備えているスプリング式コンタクトピンの一つの例示的実施形態を示す図である。 案内プレートとして形成された結合部と結合している複数のスプリング式コンタクトピンを示す図である。 結合部の電気伝導性の接触面（コンタクトパッド）と電気伝導性に結合している複数のスプリング式コンタクトピンを示す図であり、この場合、結合部が電気回路基板として、とりわけプリント基板として形成されている。 接触面を有する結合部を備えたスプリング式コンタクトピンのさらなる一つの例示的実施形態をまだ金属被覆されていない状態で示す図である。 図１０の構成を示す図であり、ただしここでは金属被覆されている。 図１１の構成の下部領域の長手断面図である。 接触面を有する結合部を備えたスプリング式コンタクトピンのさらなる一つの例示的実施形態を、全体的にまだ金属被覆されていない状態で示す図であり、この場合、接触面とスプリング式コンタクトピンの間に台座部品が配置されている。 図１３の構成を金属被覆された状態で示す図である。 接触面及び結合部を備えたスプリング式コンタクトピンのさらなる一つの例示的実施形態を示す図である。 スプリング式コンタクトピンのさらなる一つの例示的実施形態を示す図である。 スプリング式コンタクトピンのさらなる一つの例示的実施形態を示す図である。 スプリング式コンタクトピンのさらなる一つの例示的実施形態を示す図である。 スプリング式コンタクトピンのさらなる一つの例示的実施形態を示す図である。 スプリング式コンタクトピンのヘッドの様々な例示的実施形態を示す図である。 スプリング式コンタクトピンのヘッドの一つの例示的実施形態を示す図である。 スプリング式コンタクトピンのヘッドのさらなる一つの例示的実施形態を示す図である。 接続コンタクト部を備えたスプリング式コンタクトピン又はスプリング式コンタクトピンの一区間を接続されていない状態で示す図である。 図２３の構成を接続された状態で示す図である。 図２３及び図２４の構成に関するグラフである。 複数のスプリング式コンタクトピン及び一つの結合部を備えた図９とは違う例示的実施形態を示す図である。

図１に基づき、電気的な接触に用いられる少なくとも一つのスプリング式コンタクトピン又は少なくとも一つのそのようなスプリング式コンタクトピンを備えたスプリング式コンタクトピン構造を製造するために、付加製造方法が用いられる。付加製造方法は、図１に基づき被加工材保持構成１と、コンピュータ２と、レーザ制御機器３と、レーザ４と、レーザビーム偏向／集束／及び干渉機構５と、対物レンズ６とを含む、ディップインレーザリソグラフィ（ＤＩＬＬ）技術を使用することが好ましい。被加工材保持構成１に配された、とりわけ液体又はペーストの形態の素材を、コンピュータ２及び言及したレーザ構成によって制御して架橋し、これにより被加工材を生じさせる。架橋は一層また一層と行われ、つまり被加工材が次第に形成され、これに関しては、非常に様々な幾何形状のための極めて高い造形自由度がある。この場合には、プラスチックから成るベース部８の製造を可能にする素材を使用する。ベース部８（図３）が、スプリング式コンタクトピン９の基本構造を成すことが好ましい。詳細には、以下で図３及び図４のスプリング式コンタクトピン９をさらに詳しく取り上げる。

図３に基づくベース部８が図１の構成によって作製されると、その後のステップでベース部８の金属被覆が実施され、つまりベース部８のプラスチックに金属コーティング１０を備えさせる。これは、例えば電気めっきプロセスにおいて行われる。図２の例示的実施形態では、電気めっき設備１１を概略的に示しており、この電気めっき設備１１では、液体浴中の陽極Ａから銅が陰極Ｋ上に堆積され、つまり陰極Ｋは銅から成る被覆を得る。ベース部８を陰極として使用すると、ベース部８が銅から成る金属コーティング１０によって覆われる。もちろんほかの金属も、とりわけ銀、金、及びニッケルも、並びにもちろんさらなる有利な電気伝導性金属も使用することができる。電気めっき設備１１において、プラスチックから成るベース部８の電気めっきによる金属被覆を実施し得るには、プラスチックの電気伝導性が必要であり、この電気伝導性は、電気伝導性を有する開始層によってもたらされる。この開始層はベース部８上に施され、開始層の電気伝導性により金属コーティング１０の堆積を可能にする。このような開始層は基本的に知られている。

図３及び図４は、スプリング式コンタクトピン９の製造方法を明確にしている。スプリング式コンタクトピン９の具体的な成形に関係なく、とりわけ言及した付加製造方法により図３のベース部８が製造される。ベース部８は、端部側にそれぞれ一つのヘッド１２、１３を、好ましくはそれぞれ尖った先端１４を備えて有しており、且つとりわけその成形に関して弾性領域１５として形成された領域１５を有している。ベース部８は一体的に形成されており、つまり両方のヘッド１２及び１３並びに弾性領域１５は、一体的にまとまっているプラスチックから成っている。弾性領域１５は、個々の皿バネ状のスプリング要素１６から構成されており、このスプリング要素１６は、互いに一体的に密着しており、且つそれぞれ複数のアーチ状のアーム１７を有している。全体としては、弾性領域１５が、軸方向に作用する圧縮スプリング１８を成している。

図３及び図４の比較は、ベース部８上に金属コーティング１０が施されている場合に、図３のプラスチック部の基本構造が基本的に維持され続けていることを示している。使用する電気伝導性金属に応じて、その後に出来上がった図４から分かるスプリング式コンタクトピン９の相応の電気的及び機械的な特性が生じる。とりわけ、プラスチックから成るベース部８の表面に金属コーティング１０を形成させる。なぜならここで、機械的負荷の際の最高応力も予測されるからである。図４のスプリング式コンタクトピン９は、非常に小さな体積しかない図３のプラスチックから成るベース部８を有することができる（例えば高さ２ｍｍ及び最大直径０．３ｍｍの場合５．１９Ｅ−０４ｍｍ³）。図４の完全に金属コーティングされたスプリング式コンタクトピン９は、層厚０．０１ｍｍの金属コーティング１０を備えていることが好ましい。

金属被覆の後には二つの可能性がある。プラスチックコア（ベース部８）を金属シェル（金属コーティング１０）内に残しておくか、又はプラスチックコアを適切な方法により、例えば熱分解、湿式化学的方法、若しくは乾式化学的方法により金属シェルから除去する。特に好ましいのは、金属コーティング１０がこのために少なくとも一つの開口部を有する場合であり、これにより熱分解生成物を漏出させることができ、且つ／又は湿式化学的若しくは乾式化学的な手段がプラスチックコアを攻撃することができる。

図５は、本発明による方法に基づいて製造されたスプリング式コンタクトピン９のさらなる一つの例示的実施形態を示している。ヘッド１２と１３の間には、弾性領域１５として予め少し湾曲して延びている二つの屈曲バー１９があり、この屈曲バー１９は、接触の際に、つまり電気被検体が機能性を検査され、且つこのために少なくとも一つのスプリング式コンタクトピン９により電気的にコンタクトされる検査方法の際に、横に湾曲する（屈曲ワイヤの原理）。この横への湾曲を制限するために、図６に基づくヘッド１２及び１３からストッパー２０、２１が出ており、スプリング式コンタクトピン９に相応の大きさの軸方向の負荷がかかると、このストッパー２０、２１に屈曲バー１９がぶつかる。

図７は、同様に本発明による方法に基づいて製造されており、つまり金属コーティング１０を備えたプラスチックから成るベース部８を有するスプリング式コンタクトピン９のさらなる一つの例示的実施形態を示している。このスプリング式コンタクトピン９の両方のヘッド１２と１３の間には、この場合にはコイルスプリングとして形成されている弾性領域１５がある。前出の例示的実施形態の場合と同様に、スプリング式コンタクトピン９は一体的に形成されており、この定義は、スプリング式コンタクトピン９がまだプラスチックコアを有しているか否かに関係なく当てはまる。軸方向のスプリングストロークを制限するために、リング状に造形されたストッパー２２、２３をそれぞれ弾性領域１５の端部に設けることができる。スプリング式コンタクトピン９が検査アダプター又はその類似物内に取り付けられた状態では、このストッパー２２及び２３が、検査アダプターの対応する案内プレートと協働する。スプリング式コンタクトピン９は、案内プレートの穴を貫通しており、その際、ストッパー２２及び２３はこれらの案内プレートの間にある。この配置は、スプリング式コンタクトピン９が、取り付けられた状態では並びに案内プレートでストッパー２２及び２３を突っ張り支持することにより、少しプリロードされ、つまり軸方向に圧縮されるようになっている。図７の例示的実施形態では、スプリング式コンタクトピン９が、除去可能な結合部２４を備えているという特殊性がある。結合部２４は、そこでは結合バーとして形成されている。好ましいのは、結合部２４が、言及した付加製造方法の過程で、つまりベース部８を製造する際に合わせて作製されるか、又は出来上がった供給部としてこのプロセスに供給されてベース部８と結合されるか、又は別個のさらなる付加製造方法において製造され、とりわけベース部８に固定されることであり、このさらなる付加製造方法は、焼結方法、とりわけレーザ焼結方法であることが好ましく、この方法では粉末素材が用いられ、且つ焼結、とりわけレーザ焼結によって架橋し、その結果これにより結合部２４が生じる。金属被覆の際は、結合部２４をこれに合わせて金属被覆しないか又は結合部２４も金属被覆することができる。結合部２４は、金属被覆プロセスのために、及び／又は出来上がったスプリング式コンタクトピン９のその後の使用の際に、例えばスプリング式コンタクトピン９を検査アダプター内に簡単に取り付けられるように、とりわけスプリング式コンタクトピン９の比較的簡単な取扱いに役立ち、とりわけベース部８の比較的簡単な取扱いに役立つ。とりわけ、図７の例示的実施形態では結合部２４は、対応する取扱いが終わった後に、例えば、好ましくは規定破断箇所で折ることによって、又はレーザ切断などによって除去される。図７の例示的実施形態では、全体としてスプリング式コンタクトピン構造２５が、詳しくは一つのスプリング式コンタクトピン９及びそれに配置された結合部２４が存在している。

図８は、さらなる一つのスプリング式コンタクトピン構造２５、詳しくは複数のスプリング式コンタクトピン９が配置されている結合部２４を示している。これらのスプリング式コンタクトピン９は本発明に基づいて製造されている。結合部２４は、結合プレート２６として、とりわけ案内プレート２７として形成されている。案内プレート２７は、スプリング式コンタクトピン９のベース部８と同様の付加製造方法において、又は出来上がった供給部として、又はさらなる付加製造方法において製造される部分として製造することができる。図８に基づき案内プレート２７は、グリッド、とりわけ二次元グリッドにおいて配置された案内口２８を有しており、案内口２８の少なくとも幾つかには、スプリング式コンタクトピン９が、とりわけそのヘッド１２、１３のうち一方の領域内で貫通している。案内プレート２７は、個々のスプリング式コンタクトピン９を収容する機能、並びにとりわけ検査アダプターの、目標とするグリッド及びデザインに位置合わせする機能を有している。スプリング式コンタクトピン９は、案内口２８内で軸方向に案内され、つまり定位置で保持されており、且つ軸方向のスプリング圧縮の、とりわけ一方又は両方のヘッド１２、１３の軸方向のスプリング圧縮の移動だけが自由になっている。結合部２４、つまりとりわけ案内プレート２７は、言及したように、スプリング式コンタクトピン９を製造する際の付加プロセスにおいて合わせて製造することができる。しかしながら結合部２４は比較的大きな構造であり、それに対応して体積が大きいので、この部品を、装填部として付加プロセスに供給することを提案するのが好ましい。この場合はスプリング式コンタクトピン９を、結合部２４の表面で、とりわけ案内口２８内で直接的に形成する。その際、スプリング式コンタクトピン９と結合部２４の間に電気的及び／又は機械的な結合が生じたとしても、この結合は後で再び解消することができる。案内プレート２７により、スプリング式コンタクトピン９を直接的に、後の検査適用のための正しい配置で製造することができる。さらに、結合部２４、とりわけ案内プレート２７内へのスプリング式コンタクトピン９の組立てさえ省略されるという利点がある。製造の際に、スプリング式コンタクトピン９のプラスチックから成るベース部８が結合部２４に接して製造されると、その後の金属被覆では、電気的短絡を回避するため、個々のベース部８だけは金属コーティング１０を得るが、結合部２４は金属コーティング１０を得ないことが保証されなければならない。このためには例えば、ベース部８のプラスチックとは違って電気めっきにより又は化学的に金属コーティングされ得ない材料から成る結合部２４を形成又は供給することができる。結合部２４のための材料として例えばセラミックスを用いることができる。結合部２４の場合によっては起こり得る金属コーティング１０を後続のプロセスにおいて再び除去することも考えられる。これはとりわけ、その後のレーザ加工によって行うことができ、このレーザ加工が、結合部２４の領域内の金属コーティング１０を再び除去する。マスキングプロセスを用いることも考えられ、このマスキングプロセスは、とりわけ電気めっきプロセスにおいて開始層を施すプロセスの前又は化学的プロセスの際のシーディングの前に実施される。この場合、金属コーティング１０が場合によってはマスキング上でも行われるであろう。この場合は金属コーティング１０をマスキングと一緒に、いわゆるリフトオフプロセスにおいて除去することになるであろう。

図９は、本発明による方法に基づいて製造された複数のスプリング式コンタクトピン９を備えたスプリング式コンタクトピン構造２５のさらなる一つの例示的実施形態を示している。さらにこのスプリング式コンタクトピン構造２５は、電気回路基板２９、とりわけプリント基板３０として形成された結合部２４を有している。図８の例示的実施形態とは違い、図９の結合部２４は、機械的な機能だけでなく電気的な機能も有している（図８の例示的実施形態では純粋に機械的な機能、詳しくは位置合わせ機能、保持機能、及び案内機能である）。図９の例示的実施形態では、スプリング式コンタクトピン９の各々で電気的インターフェイス３１が実現されている。インターフェイス３１はそれぞれ追加的な部品であり、この部品は、それぞれのスプリング式コンタクトピン９の結合部２４での機械的固定も、それぞれのスプリング式コンタクトピン９と結合部２４の個々の電気的コンタクトも担っている。スプリング式コンタクトピン９は、本発明による方法により、電気回路基板２９上にある電気的接触面３２上に直接的に、付加的に形成されるのが好ましい。スプリング式コンタクトピン９のベース部８を金属被覆すると、金属コーティング１０と電気的接触面３２の間の電気的結合がもたらされ、したがって、それぞれのスプリング式コンタクトピン９と電気回路基板２９の間では解消不可の電気的結合が存在している。この電気的結合は、もちろん個々の電気的接触面３２の間では存在しておらず、なぜならこれは短絡を引き起こすことになるからである。このシステム形成も、現況技術に基づく個々のスプリング式コンタクトピンの回路基板での組立て及びアライメントが省略されることを示している。本発明により、高度に統合された簡単な解決策が提供されている。被検体のコンタクトは、とりわけ、スプリング式コンタクトピン９のうち電気回路基板２９とは結合していない端部が、検査すべき電気被検体の対応するコンタクト部と通じることによって行われる。既に図８の例示的実施形態で言及したように図９の結合部２４も、三つの異なるやり方で実現することができ、付加製造プロセスにおいてスプリング式コンタクトピン９を製造する際にこれに合わせて作製されるか、又は供給部として供給されるか、又は別の付加製造方法、とりわけ粉末素材の焼結において生成される。その際、伝導性材料、とりわけ金属から成る電気的接触面３２は、出来上がった部分として供給されるか、又は結合部２４の表面での相応の金属コーティングによって実現することができる。

上記の説明を図１０〜図１２によってもう一度明確にする。図１０では、スプリング式コンタクトピン９のプラスチックから成るベース部８が、結合部２４の電気的接触面３２上で、本発明による方法において製造されることが認識できる。続いて図１１に基づき金属被覆が行われ、その際、金属コーティング１０はベース部８上に及び電気的接触面３２にも施されており、しかしながら結合部２４の表面には施されない。続いて任意選択で、プラスチックから成るベース部８を説明したように除去することができる。その代わりに、ベース部８をスプリング式コンタクトピン９の内部で維持し続ける。図１２は、スプリング式コンタクトピン９の断面図において、金属コーティング１０がベース部８上だけでなく接触面３２でも製造されることを明確にしている。金属コーティング１０は一体的に実現されている。

図１３は、図１０の例示的実施形態に対応しており、ただし電気的接触面３２とベース部８の間に、とりわけ電気伝導性材料から成る台座部品３３が配置／生成された本発明の一つの例示的実施形態を示している。図１３及び図１４の例示的実施形態では、図９〜図１２についての説明を参照されたく、以下では図１３及び図１４の例示的実施形態での違いだけを説明する。接触面３２上にある台座部品３３は、供給部として本発明によるプロセスに供給することができ、又はベース部８も作製される付加製造方法において合わせて作製され、ただしその場合は、ベース部８はとりわけ電気を伝導しないプラスチックから成り、且つ台座部品３３は電気伝導性材料から成るのが好ましいので、異なる材料を用いる。さらに台座部品３３は、既に言及したさらなる付加製造方法において、とりわけ少なくとも一種の粉末素材の焼結によって作製することができる。この付加製造ステップは、電気回路基板２９の、とりわけその電気的接触面３２のすぐ上で直接的に行われるのが好ましい。台座部品３３をとりわけ付加製造方法において製造した後で、スプリング式コンタクトピン９のベース部８の製造を台座部品３３上で行う。続いて金属コーティング１０を施し、この場合はベース部８をコーティングし、且つ金属コーティング１０を台座部品３３のうちベース部８に隣接する領域３４上でも作製するが、結合部２４に向かってはほとんど作製せず、とりわけ接触面３２では作製しない。これにより、個々のスプリング式コンタクトピン９の間の短絡が阻止される。台座部品３３は電気伝導性材料から成るので、スプリング式コンタクトピン９の金属コーティング１０から台座部品３３への、及びそこから電気的接触面３２への電気路は保証されている。台座部品３３の言及した部分的にのみ行われる金属コーティングは、とりわけ、この構造ユニットを部分的にのみコーティング用電解液に浸漬することで実現することができる。金属コーティング１０と台座部品３３の間の良好な付着を保証するために、相応の構造、例えば陥凹状の構造をもつ台座部品３３を使用又は製造することができ、これにより、コーティング１０と台座部品３３の噛み合わせが生じる。

既に言及したように、台座部品３３が付加製造方法、とりわけ金属粉末素材のマイクロレーザ焼結により、電気的接触面３２上で製造される場合が有利である。これにより、その際、台座部品３３と接触面３２の間の良好な結合が生じ、この結合は、機械的に作用するだけでなく電気的接合でもある。特に、言及したマイクロレーザ焼結の技術は、二種の異なる部品材料の物質的な混成（溶接）が実現されるので、ここでは前途有望である。

図１５は、スプリング式コンタクトピン構造２５のさらなる一つの例示的実施形態を示している。この形態は、図１４の形態に対応しており、ただし台座部品３３は少なくとも一つの弾性構造３５を備えて／備えて製造されており、この弾性構造３５は、スプリング式コンタクトピン９に加えて、追加的な軸方向の弾性変形を可能にし、これは良好な接触を保証する。図１５の台座部品３３に関しては、図１３及び図１４の台座部品３３についての前出の説明を相応に参照されたい。図１５のスプリング式コンタクトピン９は、実質的には、本発明による方法において作製されるヘッド状のスプリング構造の域を出ず、つまり最初にとりわけ台座部品３３上でプラスチックから成るベース部８が製造され、そして次にとりわけベース部８が及び好ましくは台座部品３３上がいくらか金属コーティングされる。

図１６は、本発明による方法に基づいて製造されたスプリング式コンタクトピン９のさらなる一つの例示的実施形態を示している。スプリング式コンタクトピン９のスプリング作用を獲得するため、皿バネのように作用する複数のスプリング要素１６を一列に接続させており、これに関してはヘッド側のスプリング要素１６が同時に先端１４を形成している。

図１７は、本発明による方法に基づいて製造されたスプリング式コンタクトピン９のさらなる一つの例示的実施形態を示している。図１７のスプリング式コンタクトピン９は、とりわけ二つの互いに巻きついた螺旋から成っている。接触を行うヘッドは、アーチ状の面３６によって形成されている。

図１８及び図１９は、本発明による方法に基づいて製造されたさらなるスプリング式コンタクトピン９を示しており、この場合、弾性領域１５が多重螺旋によって形成されている。安定化のため多重螺旋は、互いに離隔して存在する支持リング３７を備えている。ヘッド１２はそれぞれ歯付きロゼット（Ｚａｈｎｒｏｓｅｔｔｅ）によって実現されている。この多重螺旋により、この構造がスプリング圧縮されるとトルクが発生し、このトルクがコンタクト相手を故意に僅かに「損傷」させ、これにより最適なコンタクト結果をもたらす。

図２０は、異なるヘッド構造をもつスプリング式コンタクトピン９のさらなる例示的実施形態を示している。ここでも、これらのスプリング式コンタクトピン９の製造は本発明による方法を用いて行われる。ヘッド１２はそれぞれ皿３８を有しており、皿３８上に、単一先端３９、複数先端４０、スリーフィンガー輪郭部４１、又はマルチフィンガー輪郭部４２（三本より多いフィンガー）が形成されている。

図２１及び図２２は二つのヘッド１２を示しており、これらのヘッド１２は任意選択でそれぞれ皿３８を有しており、皿３８上に、尖ったエッジを備えた円錐構造４３（図２１）又は凹面の半球構造４４が形成されている。図２１及び図２２のスプリング式コンタクトピン９はそれぞれ、示されていない端部領域内でさらなる張出部、とりわけ皿又はその類似物を有することができる。この場合、既に図７の例示的実施形態で説明したように、スプリング式コンタクトピンを二つの案内プレートの間に配置することができ、その際、両方の皿又はその類似物は、両方の案内プレートの内側で突っ張り支持される。

図２３〜図２５は、それぞれ本発明による方法に基づいて製造されたスプリング式コンタクトピン９又はスプリング式コンタクトピン９の一区間を示している。この構成は、軸方向の負荷（図２４での力Ｆ）がかかると接続コンタクト部４５（途切れた心柱）が閉じるようになっている（図２３と図２４の比較）。スプリング式コンタクトピン９により被検体又はその類似物の電気的な接触が行われると、接続コンタクト部４５が閉じる。図２３及び図２４から分かるスプリング構造（アーム１７）は金属被覆されているので、このスプリング構造は電気を伝導する。心柱の互いに向かい合っている二つのコンタクト構造４６と４７の衝突により接続コンタクト部４５が閉じると、この構成の電気抵抗が下がり、つまり、図２５から分かるように特性線に段が生じる。図２５では、押し込み深さＥに対する、つまりスプリング式コンタクトピン９を軸方向に圧縮する過程に対する電気抵抗Ｒを示している。スプリング式コンタクトピン９が、複数の図２３に基づくこのような構造から成っており、これらの構造が互いに一列に接続されている場合、及び一列に接続された個々の要素のコンタクト構造４６と４７が（コンタクトされていない状態では）異なる大きさの間隔をあけている場合に、図２５のグラフが生じ、つまり押し込み深さＥがより大きくなると、より多くの接続コンタクト部４５が閉じ、その結果、明白な特性線にそれぞれ段が生じる。

図２６は、図９について説明した例示的実施形態と同等のさらなる一つの例示的実施形態を示しており、したがって以下では、図２６の例示的実施形態の図９の例示的実施形態に対する違いのみを取り上げる。基本的に、最初に述べるべきは図２６のスプリング式コンタクトピン９が、その中心軸に沿って軸方向に弾性的に形成されているのではなく、いわゆるカンチレバーの原理に基づいて働き、つまりこれらのスプリング式コンタクトピン９は、横に張り出している領域５０を有しており、これらの領域５０に基づいて弾性をもっているということである。とりわけ、これらのスプリング式コンタクトピン９はその長さに沿ってＳ字形の軌道を有している。この場合、それぞれのスプリング式コンタクトピン９の直径を先端１４に向かって次第に小さくすることができる。ここでも、各々のコンタクトピン９は、金属コーティング１０を備えたベース部８を有している。このために付加製造方法が用いられるのが好ましい。

すべての例示的実施形態の本発明によるスプリング式コンタクトピン９は、被検体コンタクト部の接触のために、単独で使用することができ、又は複数のこのようなスプリング式コンタクトピン９を互いに並列に接続して、一つの同じ被検体コンタクト部のために使用することもでき、したがってこの場合はコンタクト力が増大され、これは電気的コンタクトに好影響を及ぼすことができ、さらに並列接続された電流路に基づき、結果として非常に低抵抗のコンタクトになる。

Claims (18)

1. 電気的な接触に用いられる少なくとも一つのスプリング式コンタクトピン又は少なくとも一つの前記スプリング式コンタクトピンを備えたスプリング式コンタクトピン構成の製造方法であって、以下のステップ、すなわち
   − 前記スプリング式コンタクトピン（９）の少なくとも一つのベース部（８）を製造し、その際、前記ベース部（８）の少なくとも一部分がプラスチックから製造されるステップ、及び
   − その後に行われる前記ベース部（８）の少なくとも前記プラスチックから成る部分を金属被覆するステップを含み、
   − その際、前記ベース部（８）の前記少なくとも一つのプラスチックから成る部分の前記製造が付加製造方法によって行われる製造方法において、
   − 前記少なくとも一つのスプリング式コンタクトピン（９）が、回路基板（２９）として形成された結合部（２４）の電気的接触面（３２）上で前記付加製造方法を用いて製造され、
   − 前記付加製造方法としては、ディップインレーザリソグラフィ方法が用いられ、
   − 前記結合部（２４）の前記電気的接触面（３２）上で、電気伝導性材料から成る台座部品（３３）が設けられること、及び、前記台座部品（３３）上で前記スプリング式コンタクトピン（９）が製造され、その際、前記金属被覆が、前記台座部品（３３）のうち前記ベース部（８）に隣接する領域まで広げて行われ、前記電気的接触面（３２）まで広げては行われないことを特徴とする製造方法。
2. 前記回路基板（２９）は、プリント基板（３０）であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記金属被覆が、少なくとも一つの電気めっきプロセス又は化学的プロセスにおいて行われることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記ベース部（８）全体が、プラスチックから前記付加製造方法によって製造されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記ベース部（８）全体が金属被覆されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記電気めっきによる金属被覆の前に、電気伝導性を有する開始層が、前記ベース部（８）の少なくとも前記プラスチックから成る部分上に施されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
7. 前記金属被覆の前に、シード層が、前記ベース部の少なくとも前記プラスチックから成る部分上に施されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記金属被覆の後に、前記プラスチックから成る部分が除去されないか又は少なくとも部分的に除去されることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記金属被覆によって形成された金属シェルには、開口部が設けられており、
   前記開口部は、
   前記プラスチックから成る部分が熱分解されることにより生成された熱分解生成物を漏出させるのに用いられる、
   又は、
   前記プラスチックから成る部分を湿式化学的若しくは乾式化学的方法で除去する際に用いられることを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 前記スプリング式コンタクトピン（９）のスプリング機能のため、前記スプリング式コンタクトピン（９）の少なくとも一領域（１５）が、前記領域（１５）の材料の固有の弾性又は形状により、弾性変形することができるように形成されることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記領域（１５）が、前記スプリング式コンタクトピン（９）の残りの区間と一体的に形成されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
12. 前記領域（１５）が、
    圧縮スプリング、引張スプリング、曲げスプリング若しくはねじりスプリングに成形することにより、
    又は、
    屈曲ワイヤの原理に基づくたわみ性を有した領域として、
    製造されることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の方法。
13. 前記スプリング式コンタクトピン（９）の端部側に、前記接触のための少なくとも一つのヘッド（１２、１３）が形成され、前記ヘッド（１２、１３）が、前記接触のための少なくとも一つの尖った先端又は尖ったエッジを有することを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 複数のスプリング式コンタクトピン（９）が、前記結合部（２４）を介して製造されることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 前記結合部（２４）を前記付加製造方法において製造することを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載の方法。
16. 前記台座部品（３３）が、前記付加製造方法において、粉末素材のレーザ焼結によって製造されることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
17. 前記台座部品（３３）の前記製造が、前記電気的接触面上で行われることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法。
18. 前記台座部品（３３）が、少なくとも一つの弾性構造により、スプリング作用が接触方向に働くように製造されることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか一項に記載の方法。