(57)【要約】【課題】  スパイラル状接触子の占有面積を増加させることなく、バネ定数が大きく、降伏点が深いスパイラル状接触子を提供する。【解決手段】  スパイラル状接触子１２の根元１２ｂから渦巻きの中心に向けて立ち上がり、渦巻きの中心先端１２ａを備えたスパイラル状接触子１２を上段と下段に配設して２段式とし、これを先端をフリーにしてレーザスポット溶接で根元１２ｂ、２２ｂを固定し、上下２段に重ね合わせた２段式のスパイラル状接触子２から構成されるスパイラルコンタクタ。【選択図】図１
2010040368.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
根元から先端中心に向かって渦巻状に形成され、前記渦巻状の中心に先端を有する凸形のスパイラル状接触子を、前記根元を接合して上下２段に重ね合わせたことを特徴とするスパイラルコンタクタ。
【請求項２】
前記下段のスパイラル状接触子の幅は、前記上段のスパイラル状接触子の幅より狭いことを特徴とする請求項１に記載のスパイラルコンタクタ。
【請求項３】
前記下段のスパイラル状接触子の厚さは、前記上段のスパイラル状接触子の厚さより薄いことを特徴とする請求項１に記載のスパイラルコンタクタ。
【請求項４】
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凸形のスパイラル状接触子を、前記根元を接合して上下２段に重ね合わせた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、
アニールフォーミングする第１０工程と、
前記スパイラル状接触子を上下２段に重ね合わせ、前記根元を接合する第１３工程と、
実装基板上のランドに前記スパイラル状接触子を固着する第１４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。
【請求項５】
前記第１３工程において、前記根元をスポット溶接で接合することを特徴とする請求項４に記載のスパイラルコンタクタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、優れた電気特性とバネ特性の良好な組み合わせを併せ持ったスパイラルコンタクタに関し、特に、スパイラル状接触子は根元から先端中心に向かって渦巻状に形成されその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を、根元をレーザビームでスポット溶接をして接合し、上下２段に重ね合わせたスパイラルコンタクタ、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５は、従来のスパイラル状接触子の概略を示す概略図である。図５の（ａ）は平面図、図５の（ｂ）は（ａ）に示すＢ―Ｂ線の断面図である。図５の（ａ）（ｂ）に示すように、凸形のスパイラル状接触子３２は、渦巻きの中心に先端３２ａを有し、根元３２ｂから渦巻きの中心の先端３２ａに向けて立ち上がり形成されている。
【０００３】
図６は、従来のスパイラル状接触子３２の製造工程を示す工程図である。図６に示すように、渦巻きの中心に先端を有する凸形のスパイラル状接触子３２を備えたスパイラルコンタクタの製造方法は、Ｃｕ箔３４を用意する第１工程と、Ｃｕ箔３４の表面にフォトレジスト３５を貼付もしくは塗布し、その上方からスパイラル状接触子３２のパターンを有するフォトマスク３６を被せ、このフォトマスク３６の上方から光を照射して露光する第２工程と、フォトマスク３６のパターンを形成するようにフォトレジスト３５を現像する第３工程と、さらに上方からＣｕ箔３４の露出面に金属メッキ３７を施し、スパイラル状接触子３２を成形する第４工程と、フォトレジスト３５を除去する第５工程と、スパイラル状接触子３２の外周縁の基部３２ｄを覆うように上方から粘着テープ３８を付ける第６工程と、Ｃｕ基板３４をエッチングで除去する第７工程とを含むことによってスパイラル状接触子３２が形成されている。
さらに、この後、スパイラル状接触子３２の渦巻きの中心を下方から凸形工具（図３の第１０工程と同様）で押し上げてスパイラル状接触子３２を凸状に成形するとともに加熱及び焼鈍して所望の形状が維持されている。
また、スパイラル状接触子３２の渦巻き部３２ｃは、根元３２ｂから先端３２ａに進むにしたがって、幅が狭くなっており、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るものである（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２―１７５８５９号（段落番号００１４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、スパイラル状接触子が接続端子に対し、強く加圧されることによって、さらに電気的接続特性を向上させるために、電気的特性とバネ特性の両方を兼ね備えたスパイラル状接触子が求められていた。
このため、スパイラル状接触子のバネ定数を大きくするとともに、降伏点を深くすることが必要である。また、そのための方法として、スパイラル状接触子のメッキ厚を厚くしたり、板厚自体を厚くするなどの方法があるが、板厚を厚くすることによってバネ定数は大きくなるが、素材としての降伏点が浅くなってしまう。このため、スパイラル状接触子の長さを長くして降伏点を深くする必要がある。
【０００５】
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、スパイラル状接触子の占有面積を増加させることなく、バネ定数が大きく、降伏点が深いスパイラル状接触子を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、前記渦巻状の中心に先端を有する凸形のスパイラル状接触子を、前記根元を接合して上下２段に重ね合わせたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のスパイラルコンタクタであって、前記下段のスパイラル状接触子の幅は、前記上段のスパイラル状接触子の幅より狭いことを特徴とする。
【０００８】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載のスパイラルコンタクタであって、前記下段のスパイラル状接触子の厚さは、前記上段のスパイラル状接触子の厚さより薄いことを特徴とする。
【０００９】
請求項４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凸形のスパイラル状接触子を、前記根元を接合して上下２段に重ね合わせた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、アニールフォーミングする第１０工程と、前記スパイラル状接触子を上下２段に重ね合わせ、前記根元を接合する第１３工程と、実装基板上のランドに前記スパイラル状接触子を固着する第１４工程と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
請求項５に係る発明は、請求項４に記載のスパイラルコンタクタの製造方法であって、前記第１３工程において、前記根元をスポット溶接で接合することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明によれば、スパイラル状接触子を２段重ねにして２段とし、これを先端をフリーにしてレーザスポット溶接で根元を固定することによって、スパイラル状接触子の長さを長くするのと同様の効果が生まれた。これによって、２段重ねのスパイラル状接触子のバネ定数が大きくなり、降伏点が深くなるという効果が得られた。したがって、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し、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。
【００１２】
請求項２に係る発明によれば、上下２段に配設されたスパイラル状接触子の下側のスパイラル状接触子の幅を上段のスパイラル状接触子の幅より狭くすることによって、上下２段のスパイラル状接触子が圧縮されるときにも下段のスパイラル状接触子の上面全体が上段のスパイラル状接触子の下面から外れることがなく安定した電気的接続特性が得られ、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。
【００１３】
請求項３に係る発明によれば、上下２段に配設されたスパイラル状接触子の下側のスパイラル状接触子の厚さを上段のスパイラル状接触子の厚さより薄くすることによって、上下２段のスパイラル状接触子が圧縮されるときにも下段のスパイラル状接触子の上面全体が上段のスパイラル状接触子の下面の動作に追随し、安定した電気的接続特性が得られ、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。
【００１４】
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から渦巻きの中心に向けて立ち上がり、先端を形成したスパイラル状接触子を２段重ねにして２段とし、この先端をフリーにしてレーザスポット溶接で根元を固定することによって、スパイラル状接触子の長さを長くするのと同様の効果が生まれた。これによって、２段重ねのスパイラル状接触子のバネ定数が大きくなり、降伏点が深くなるという効果が得られた。したがって、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し、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。
【００１５】
請求項５に係る発明によれば、先端をフリーにしてレーザスポット溶接で根元を接合し、実装基板上のランドにスパイラル状接触子を固着することによって、２段式のスパイラル状接触子を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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２段式のスパイラル状接触子を示し、（ａ）は２段式のスパイラル状接触子を示す概略図、（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、（ａ）に示すＡ―Ａ線の断面図であり、自然体では凸形状の２段式のスパイラル状接触子の断面図であり、代表的な３種類の形態を示している。
図１（ａ）（ｂ）に示すように、上下２段に配設されたスパイラル状接触子１２、２２は、自然体では凸形状のスパイラル（渦巻き）であるが、根元１２ｂ、２２ｂから先端中心に向かって渦巻状に形成されたスパイラル状接触子１２、２２を、根元１２ｂ、２２ｂを接合して上下２段に重ね合わせている。
【００１７】
上下２段のスパイラル状接触子１２、２２とも、その渦巻きの幅Ｖ（Ｖ１、Ｖ２）は、同一幅で、先端１２ａ、２２ａから根元１２ｂ、２２ｂに近づけば近づく程に広くなっており、根元１２ｂ、２２ｂから先端１２ａ、２２ａに向かって渦巻き部１２ｃ、２２ｃを備えている。なお、幅Ｖは、先端１２ａ、２２ａから根元１２ｂ、２２ｂに行くにしたがって、一定でも構わない。厚さＴ（Ｔ１、Ｔ２）も一定としているが、先端１２ａ、２２ａから根元１２ｂ、２２ｂ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１２、２２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。
【００１８】
この２段式のスパイラル状接触子２において、上段のスパイラル状接触子１２は、根元１２ｂから渦巻きの中心に向けて立ち上がり、渦巻きの中心に先端１２ａを備えている。そして、先端１２ａへの負荷によってねじり回動する。同様に、下段のスパイラル状接触子２２は、根元２２ｂから渦巻きの中心に向けて立ち上がり、渦巻きの中心に先端２２ａを備えている。このように、スパイラル状接触子１２、２２を上下に重ねて２段とし、これを先端１２ａ、２２ａをフリーにして根元１２ｂ、２２ｂをレーザスポット溶接で固定することによって、スパイラル状接触子２の長さを長くするのと同様の効果が得られた。これによって、２段重ねのスパイラル状接触子２はそのバネ定数が大きくなり、降伏点が深くなるという効果が得られた。したがって、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２が接続端子４１（図４の第１５工程参照）と接触して、スパイラル状接触子２を先端から順に押し下げるときに上段に配設されたスパイラル状接触子１２の先端部１２ａが接続端子４１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２を実現することができる。
【００１９】
次に、図１の（ｃ）に示すように、下段のスパイラル状接触子２２´の幅は、上段のスパイラル状接触子１２の幅より狭くしている。上下２段に配設されたスパイラル状接触子１２、２２´の下側のスパイラル状接触子２２´の幅Ｖ２、Ｗ２を上段のスパイラル状接触子１２の幅Ｖ１、Ｗ１より狭くすることによって、上下２段のスパイラル状接触子１２、２２´が圧縮されるときにも下段のスパイラル状接触子２２´の上面全体が、上段のスパイラル状接触子１２の下面から外れることがなく安定した電気的接続特性が得られ、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。
【００２０】
また、下段のスパイラル状接触子２２´の厚さＴ２は、上段のスパイラル状接触子１２の厚さＴ１より薄い。このように、上下２段に配設されたスパイラル状接触子２´の下側のスパイラル状接触子２２´の厚さＴ２を上段のスパイラル状接触子の厚さＴ１より薄くすることによって、上下２段のスパイラル状接触子２´が圧縮されるときにも下段のスパイラル状接触子２２´の上面全体が上段のスパイラル状接触子１２の下面に追随し、安定した電気的接続特性が得られ、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。
【００２１】
また、図１の（ｄ）に示すように、スパイラル状接触子２´´は、図１の（ｃ）に示したスパイラル状接触子２´における下段のスパイラル状接触子２２´をその先端からほぼ半周戻った位置でカットされた形態としている。なお、半周戻った位置としたが、その位置は適宜調節しても構わない。
【００２２】
次に、スパイラルコンタクタの製造方法を説明する。図２は、本発明に係るスパイラルコンタクタの製造方法の工程図であり、上段のスパイラル状接触子１２の製造工程を示している。図２に示すように、第１工程では、金属板１４を用意する。なお、金属板１４はＣｕ箔が好適であるので、以下、金属板１４はＣｕ箔１４と記載する。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。
【００２３】
第２工程（ｂ）では、Ｃｕ箔１４の表面にフォトレジスト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１２のパターンを有するフォトマスク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。
このフォトマスク１６の形状は、スパイラル形状接触子１２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（ｃ）では、フォトマスク１６のパターンを形成するようにフォトレジスト１５を現像する。
第４工程（ｄ）では、さらに上方からＣｕ箔１４の露出面１４ｂにＡｕメッキ１７ｂ、Ｎｉメッキ１７ａから構成される金属メッキ１７を施し、スパイラル状接触子１２を成形する。ここでの金属メッキ１７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。
【００２４】
第５工程（ｅ）では、フォトレジスト１５を除去する。
第６工程（ｆ）では、Ｃｕ箔１４の裏面にフォトレジスト１５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（ｇ）では、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８工程（ｈ）では、Ｃｕ箔１４の裏面のフォトレジスト１５を除去する。
【００２５】
図３は、本発明に係る製造方法の工程図であり、図２に示す第８工程に続く工程を示している。図３に示すように、第９工程（ｉ）は、スパイラル状接触子１２を上下反転させる。
第１０工程（ｊ）では、スパイラル状接触子１２の下方に凸形工具３０を配置し、スパイラル状接触子１２を下方から凸形工具３０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１２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。
【００２６】
第１１工程（ｋ）は、アニールフォーミングが完了するとともに、凸形工具３０を取り外した状態である。
第１２工程（ｌ）は、下段のスパイラル状接触子２２の製造工程を示している。下段のスパイラル状接触子２２の製造工程は、前記した図２の（ａ）第１工程〜図３の（ｋ）第１２工程までと同様である。
【００２７】
図３に示すように、第１２工程（ｌ）は、表面に導電性のランド２８ａを有する実装基板２８を設け、ランド２８ａの上面に導電性のペースト（半田ペースト）２９を塗布し、ランド２８ａの上面に、スパイラル状接触子２２を位置決めし、Ｃｕ箔２４をエッチングで除去する。
図４は、本発明に係る製造方法の工程図であり、図３に示す第１２工程に続く工程を示している。
第１３工程（ｍ）は、スパイラル状接触子２２の上に、スパイラル状接触子１２を上下２段に重ね合わせ、先端をフリーにしてレーザスポット溶接で根元を接合し、実装基板上２８のランド２８ａにスパイラル状接触子２２を固着する。
【００２８】
第１４工程（ｎ）は、Ｃｕ箔１４をエッチングで除去し、スパイラル状接触子１２を、下段のスパイラル状接触子２２に２段重ねにした２段式のスパイラル状接触子２を形成する。
第１５工程（ｏ）は、複数のスパイラル状接触子１２、１２…からなるスパイラルコンタクタ１１に接続端子４１を接触させる。これによって、スパイラル状接触子１２の先端１２ａと接続端子４１が接続されるとともに、先端１２ａは接続端子４１の接触面で微小円を描きながら電気的導通が図られる。なお、スパイラル状接触子２からなるスパイラルコンタクタ１に接続端子４１を接触する際に、接続端子４１とは、先端１２ａのみならず渦巻き部１２ｃなどで接触する場合もある。そして、スパイラル状接触子１２は半球状の接続端子４１の表面の酸化膜を切り裂きながら良好な電気的導通が図られる。
【００２９】
第１６工程（ｐ）は、スパイラルコンタクタ１に接触する接続端子４１´がランド状の場合を示している。これによって、スパイラル状接触子１２の先端１２ａと接続端子４１´が接続されるとともに、先端１２ａは接続端子４１´の接触面で微小円を描きながら電気的導通が図られる。
【００３０】
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、下段のスパイラル状接触子２２´の厚さＴ２は、上段のスパイラル状接触子１２の厚さＴ１より薄いとしたが、同一でもあっても厚くても構わない。金属板１４、２４は銅板（Ｃｕ箔）の他に、例えばＳＵＳ板としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態を説明するための２段式のスパイラル状接触子を示し、（ａ）は２段式のスパイラル状接触子を示す平面図、（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、（ａ）に示すＡ―Ａ線の断面図である。
【図２】本発明に係るスパイラルコンタクタの製造方法の工程図であり、上段のスパイラル状接触子の製造工程を示している。
【図３】本発明に係る製造方法の工程図であり、図２に示す第８工程に続く工程を示している。
【図４】本発明に係るスパイラルコンタクタの製造方法の工程図であり、上下２段のスパイラル状接触子の製造工程、及び接続端子との接続状況を示している。
【図５】従来のスパイラル状接触子の概略を示す概略図である。
【図６】従来のスパイラル状接触子の製造工程を示す工程図である。
【符号の説明】
【００３２】
１１、２１  スパイラルコンタクタ
１２、２２  スパイラル状接触子
１２ａ、２２ａ  先端
１２ｂ、２２ｂ  根元
１２ｃ、２２ｃ  渦巻き部
１４、２４  Ｃｕ箔
１５、２５  フォトレジスト
１６、１６´  フォトマスク
１７  金属メッキ
２８  実装基板
２９  ペースト
３０  凸形工具
４１、４１´  接続端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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