(57)【要約】【課題】不活性気体中または真空中に配備できる、製造期間が短縮された低コストのコネクタを提供する。【解決手段】不活性気体中または真空中に配備されるコネクタ１は、コンタクト１１とハウジング１２とを備えている。コンタクト１１は、相手コネクタ２が有する相手コンタクト２１と接触する。ハウジング１２は、コンタクト１１を収容する、液晶ポリマ製である。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
不活性気体中または真空中に配備されるコネクタであって、
相手コネクタが有する相手コンタクトと接触するコンタクトと、
前記コンタクトを収容する、液晶ポリマ製のハウジングとを備えたことを特徴とするコネクタ。
【請求項２】
前記コネクタがＤ−ｓｕｂ型コネクタであって、
前記コンタクトが、前記ハウジング内への収容時に弾性的に変形し収容完了時に復帰して該ハウジングに係止するばね片を有するものであることを特徴とする請求項１記載のコネクタ。
【請求項３】
前記コンタクトは、前記ハウジング内に、該コンタクトの数が互いに異なる複数の列に並んで配置され、
前記ハウジングの外壁には、前記複数の列のうち、前記コンタクトの数が少ない列の延長線上に、該コンタクトが延びる方向に延びる溝が形成されたものであることを特徴とする請求項１または２記載のコネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
相手コネクタと電気的に接続するコネクタは、一般に、コンタクトと、このコンタクトを保持するハウジングとを備えている。ハウジングの材料には、製造の容易性、絶縁性、寸法安定性、および耐久性の観点から、ＰＢＴ（ポリブチレンテフタラート）が広く用いられている。ＰＢＴをハウジングに用いる場合には、添加剤を含有させる。例えば、安全規格であるＵＬ（Ｕｎｄｅｒｗｒｉｔｅｒｓ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ  Ｉｎｃ）規格に規定された難燃性の規定を満たすため、ハウジングには、難燃剤を含有したＰＢＴが用いられている。つまり、ハウジング材料としてのＰＢＴは、難燃剤を含有したＰＢＴを意味する。
【０００３】
ところで、コネクタには、半導体製造装置内部のような、真空環境または不活性ガス環境で使用されるものがある。例えば、半導体ウェハーを化学処理する製膜装置の真空チャンバ内や、半導体ウェハーに対し露光処理を行う露光装置内部で、機器同士を電気的に接続するためのコネクタがある。
【０００４】
このような真空環境または不活性ガス環境に、ＰＢＴを用いたコネクタが配備されると、ＰＢＴに含有された添加剤によって、装置の機能が低下するおそれがある。例えば、真空環境に置かれたコネクタのハウジングを構成するＰＢＴからは難燃剤成分が滲出して、チャンバ内に拡散する。拡散した難燃剤成分は、装置の処理に必要な真空度を達成する妨げとなり、また、化学反応の妨げとなる。このことは不活性ガス環境でも、拡散量の差はあるが同様である。例えば、拡散した難燃剤成分が露光光学系に付着すると、正確な露光の妨げとなる。
【０００５】
そこで、セラミックでコンタクトを保持するコネクタが提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２１７７３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、セラミックは焼成品であるので、製造に長い期間を要するばかりでなく、寸法精度が低い。
【０００８】
本発明は上記問題点を解決し、不活性気体中または真空中に配備できる、製造期間が短縮された低コストのコネクタを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成する本発明のコネクタは、不活性気体中または真空中に配備されるコネクタであって、
相手コネクタが有する相手コンタクトと接触するコンタクトと、
上記コンタクトを収容する、液晶ポリマ製のハウジングとを備えたことを特徴とする。
【００１０】
液晶ポリマ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  Ｐｏｌｙｍｅｒ：ＬＣＰ）は、それ自体が不燃性であるため、難燃剤を含有しなくても、安全規格に準拠したコネクタを構成することができる。このため、液晶ポリマは、ＰＢＴと同様、樹脂に属するにもかかわらず、ＰＢＴと比べて難燃剤の滲出・拡散が顕著に少ない。したがって、本発明のコネクタは、不活性気体中または真空中に配備しても、処理を妨げることがない。また、セラミックを用いたコネクタと比べて製造期間が短縮され、低コストである。なお、本発明における不活性気体とは、元素周期表１８族に属する元素で構成された希ガスと、窒素ガスとを包含する意味である。
【００１１】
ここで、上記本発明のコネクタはＤ−ｓｕｂ型コネクタであって、
上記コンタクトが、上記ハウジング内への収容時に弾性的に変形し収容完了時に復帰してこのハウジングに係止するばね片を有するものであることが好ましい。
【００１２】
従来のＤ−ｓｕｂ型コネクタは、弾性変形して係止する手段がハウジングに設けられる。本発明のコネクタは、液晶ポリマの採用によって不活性気体中または真空中で使用され得るが、液晶ポリマは、例えばＰＢＴと比べて弾性率が低い。ここで、コンタクトがばね片を備えることによって、コンタクトがハウジングに確実かつ容易に係止される。
【００１３】
また、上記本発明のコネクタにおいて、
上記コンタクトは、上記ハウジング内に、このコンタクトの数が互いに異なる複数の列に並んで配置され、
上記ハウジングの外壁には、上記複数の列のうち、上記コンタクトの数が少ない列の延長線上に、このコンタクトが延びる方向に延びる溝が形成されたものであることが好ましい。
【００１４】
ハウジングは、液状化した液晶ポリマを金型に流し込むことによって成型する。成型材料の肉厚が均等でない場合、成型材料が均一に収縮せず、コンタクトの収容穴が変形するおそれがある。本発明においては、ハウジングの外壁の、コンタクトの数が少ない列の延長線上に溝が形成されることにより、ハウジングの成型時に、コンタクトの収容穴の変形を防止することができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明によれば、不活性気体中または真空中に配備できるコネクタの製造期間が短縮され、低コスト化される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のコネクタの第１実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示すコネクタの横断面を表す断面斜視図である。
【図３】図１に示すコンタクトを単体で示す斜視図である。
【図４】図１に示すコンタクトを単体で示す側面図である。
【図５】本発明のコネクタの第２実施形態を示す斜視図である。
【図６】図５に示すコネクタの横断面を表す断面斜視図である。
【図７】図５に示すコンタクトを単体で示す斜視図である。
【図８】図５に示すコンタクトを単体で示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１８】
図１は、本発明のコネクタの第１実施形態を示す斜視図である。また、図２は、図１に示すコネクタの横断面を表す断面斜視図である。
【００１９】
図１および図２に示すコネクタ１は、Ｄ−ｓｕｂ型のコネクタである。より詳細には、本実施形態のコネクタ１は、後に説明する相手コネクタ２（図５参照）と嵌合するプラグ型のコネクタである。コネクタ１は、不活性気体中または真空中に配備される。例えば、コネクタ１は、半導体ウェハーを化学処理する製膜装置の真空チャンバ内や、半導体ウェハーに対し露光処理を行う露光装置内部に配備され、機器同士を電気的に接続するために用いられる。
【００２０】
コネクタ１は、コンタクト１１、ハウジング１２、およびシェル１３を備えている。
【００２１】
コンタクト１１は、相手コネクタ２（図６参照）が有する相手コンタクト２１と接触することによって、電気的に結合する。
【００２２】
図３および図４は、図１に示すコンタクト１１を単体で示す図である。図３は斜視図であり、図４は側面図である。
【００２３】
コンタクト１１は、コンタクト本体１１１と係止部材１１２とを備えている。コンタクト本体１１１は、導電性の金属材料からなる直線状に延びた部材である。コンタクト本体１１１は、接触部１１１ａおよび導線接続部１１１ｂを有する。接触部１１１ａは、コンタクト本体１１１の先端部に設けられた、相手コンタクトと接触する丸棒状の部分である。導線接続部１１１ｂは、コンタクト本体１１１の後端部に設けられている。導線接続部１１１ｂには、図示しない導線が半田接続または圧着によって接続される。
【００２４】
係止部材１１２は、コンタクト本体１１１の、接触部１１１ａおよび導線接続部１１１ｂの間の領域に配置されている。係止部材１１２は弾性を有する金属材料からなる円筒状の部材であり、コンタクト本体１１１を貫通させた状態で保持している。係止部材１１２には、一対のばね片（ランス）１１２ａが設けられている。ばね片１１２ａのそれぞれは、一辺が係止部材１１２の円筒側面に固定され、斜めに延びた片持ちばねである。
【００２５】
再び図１および図２を参照して、コネクタ１の説明を続ける。
【００２６】
ハウジング１２は、コンタクト１１を保持する部材である。ハウジング１２は、液晶ポリマ（ＬＣＰ）材料からなる成型品である。液晶ポリマは溶融状態で液晶の性質を有する樹脂である。液晶ポリマは、ＰＢＴに代表される他の樹脂材料と比べて高い難燃性を有している。このため、ハウジング１２の材料である液晶ポリマには難燃剤が含有されていないが、ハウジング１２は、ＵＬ規格に準拠した難燃性を有する。
【００２７】
ハウジング１２は、コンタクト１１のそれぞれを収容するための収容穴１２ｈが設けられている。コンタクト１１は、接触部１１１ａがハウジング１２から突出した状態で、収容穴１２ｈ内に収容されている。コネクタ１の組立て時には、コンタクト１１が、ハウジング１２の収容穴１２ｈに挿入される。コンタクト１１のばね片１１２ａは、ハウジング１２への収容時に弾性的に変形し、収容完了時に変形から復帰してハウジング１２に係止する。つまり、コネクタ１は、弾性変形するばね片（ランス）１１２ａをコンタクト１１が有する、いわゆるコンタクトランス構造を有する。
【００２８】
従来の一般的なＤ−ｓｕｂコネクタは、係止のために弾性変形する部分がハウジングに形成されている。
【００２９】
本実施形態のコネクタ１が備えるハウジング１２を形成する液晶樹脂は、ＰＢＴと比べて弾性率が低い。しかし、本実施形態では、弾性変形するばね片１１２ａが、ハウジング１２ではなくコンタクト１１に備えられるので、ばね片１１２ａが十分に変形・回復する。したがって、コンタクト１１がハウジング１２に確実かつ容易に係止される。
【００３０】
本実施形態のコネクタ１は、９ピンタイプのＤ−ｓｕｂコネクタであり、ハウジング１２には、９つのコンタクト１１が備えられている。コンタクト１１は、上下２列に並んでいる。図１における上側の列Ｌ１１には５つのコンタクト１１が並び、下側の列Ｌ１２には４つのコンタクト１１が並んでいる。２つの列Ｌ１１，Ｌ１２では、コンタクト１１が半ピッチずつずれて千鳥状に配置されている。ハウジング１２の外壁には、２つの列Ｌ１１，Ｌ１２のうち、コンタクトの数が少ない下側の列Ｌ１２の延長線上、つまり、下側の列Ｌ１２と同じ高さに溝１２１が形成されている。溝１２１は、ハウジング１２の外壁における、列Ｌ１２の延長線上の両側に形成されている。また、溝１２１は、コンタクト１１が延びる方向に延びている。
【００３１】
本実施形態のコネクタ１は、下側の列Ｌ１２には上側の列Ｌ１１よりも少ない数のコンタクト１１が並んでいる。つまり、コンタクト１１で形成された下側の列Ｌ１２の全長は、上側の列Ｌ１１の全長よりも短い。したがって、仮に、上述した溝１２１が形成されていない場合、ハウジング１２のうち、下側の列Ｌ１２の延長線上に当たる部分は、他の部分と比べて肉厚になる。このことは、ハウジング１２の成型時に液状化した液晶ポリマが流し込まれる金型において、ハウジング１２の当該部分に相当する領域に、他の領域と比べて広い空洞が設けられることを意味する。
【００３２】
液状化した液晶ポリマは、肉厚が均等でない場合、均一に収縮せず、収容穴１２ｈが変形するおそれがある。
【００３３】
本実施形態では、ハウジング１２のうち、下側の列Ｌ１２の延長線上に当たる部分に溝１２１が形成されている。このため、液晶ポリマの肉厚をほぼ均等にすることができる。したがって、ハウジング１２の成型時に、収容穴１２ｈの変形を防止することができる。
【００３４】
シェル１３は、ハウジング１２を取り巻いた金属製の部材である。シェル１３は、電磁シールドの機能を有する。シェル１３は、保持部１３１、案内部１３２、およびフランジ１３３を有する。保持部１３１は、ハウジング１２を取り巻いた筒状部分であり、ハウジング１２を保持している。案内部１３２は、コンタクト１１の接触部１１１ａを取り囲んだ筒状部分である。案内部１３２は、コネクタ１が相手コネクタ２（図５参照）との嵌合する時に、相手コネクタ２を案内する。フランジ１３３は、コネクタ１を、図示しない機器の筐体に固定するための板状部分である。
【００３５】
本実施形態のコネクタ１は、ハウジング１２が液晶ポリマで形成されているため、難燃剤を含有しない。したがって、コネクタ１は、例えばセラミック製のハウジングを有するコネクタのように、不活性気体中または真空中に配備されても、難燃剤成分を放出しない。よって、例えば半導体製造装置内の処理のような化学処理や、真空度を高める操作を妨げない。さらに、コネクタ１は、ハウジング１２が液晶ポリマで形成されているため、例えば射出成型に代表される金型成型によって製造される。したがって、例えばセラミック製のハウジングを有するコネクタと比べて、製造期間が短縮され、低コストであると共に、ハウジングの寸法精度が高い。
【００３６】
［測定例］
ハウジングから外部に滲出してくるガスについて測定を行った。
【００３７】
測定方法は、まず、測定用チャンバが空の状態で測定（測定は以下に示す測定の手順と同じ）を行い、夾雑成分がないことを確認する。
【００３８】
測定用チャンバ内に液晶ポリマ製の試料を配置し、測定用チャンバを通過させたキャリアガスの有機成分を吸着管に捕集する。キャリアガスはＮ２である。次に、吸着管を加熱脱着装置に取付け、加熱脱着装置で、有機成分をガスクロマトグラフ質量分析計（ＧＣ／ＭＳ）へと導入し、ガスの種類と量を分析した。加熱脱着におけるキャリアガスはＨｅである。
【００３９】
また、比較例として、測定用チャンバ内にＰＢＴ製の試料を配置し、上記と同様の方法でガスの種類と量を分析した。
【００４０】
液晶ポリマ製の試料から検出された有機物の総量は、トルエン換算で、７２．１３μｇ／ｍ３であった。有機物の中には、臭素（Ｂｒ）化合物は検出されなかった。
【００４１】
これに対し、比較例であるＰＢＴ製の試料から検出された有機物の総量は、トルエン換算で、１５９６１．２４μｇ／ｍ３であった。また、検出された有機物の中で量が最多の物質は、３臭化フェノール（臭素化合物）であった。臭素化合物は、ＰＢＴに添加された難燃剤の成分であると考えられる。
【００４２】
上述した測定例が示すように、液晶ポリマから外部に出てくるガスは、ＰＢＴと比べて１００分の１未満であった。また、液晶ポリマからは、特に半導体製造処理において有害な臭化化合物は検出されなかった。
【００４３】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
【００４４】
図５は、本発明のコネクタの第２実施形態を示す斜視図である。また、図６は、図５に示すコネクタの横断面を表す断面斜視図である。
【００４５】
図５および図６に示すコネクタ２は、Ｄ−ｓｕｂ型のコネクタである。より詳細には、本実施形態のコネクタ２は、第１実施形態のコネクタ１（図１参照）と嵌合するリセプタクル型のコネクタである。コネクタ２は、コネクタ１（図１参照）と共に、不活性気体中または真空中に配備される。なお、図５および図６では、図１および図２に示すコネクタ１に嵌合の姿勢を合わせるため、コネクタ２における嵌合面とは反対の面が示されている。
【００４６】
コネクタ２は、コンタクト２１、ハウジング２２、およびシェル２３を備えている。
【００４７】
コンタクト２１は、相手コネクタ１（図１参照）の相手コンタクト１１と接触することによって、電気的に結合する。
【００４８】
図７および図８は、図５に示すコンタクト２１を単体で示す図である。図７は斜視図であり、図８は側面図である。
【００４９】
コンタクト２１は、コンタクト本体２１１と係止部材２１２とを備えている。コンタクト本体２１１は、導電性の金属材料からなる直線状に延びた部材である。コンタクト本体２１１は、接触部２１１ａおよび導線接続部２１１ｂを有する。接触部２１１ａは、コンタクト本体２１１の先端部に設けられた、相手コンタクト１１（図３参照）と接触する筒状の部分である。筒状の接触部２１１ａには、相手コンタクト１１（図３参照）の接触部１１１ａが挿入される。
【００５０】
導線接続部２１１ｂは、コンタクト本体２１１の後端部に設けられている。導線接続部２１１ｂには、図示しない導線が半田接続または圧着によって接続される。
【００５１】
係止部材２１２は弾性を有する金属材料からなる円筒状の部材であり、接触部２１１ａを覆った状態で保持している。係止部材２１２には、一対のばね片（ランス）２１２ａが設けられている。ばね片２１２ａのそれぞれは、一辺が係止部材２１２の円筒側面に固定され、斜めに延びた片持ちばねである。
【００５２】
再び図５および図６を参照して、コネクタ２の説明を続ける。
【００５３】
ハウジング２２は、コンタクト２１を保持する部材である。ハウジング２２は、液晶ポリマ（ＬＣＰ）材料からなる成型品である。ハウジング２２は、コンタクト２１のそれぞれを収容するための収容穴２２ｈが設けられている。コンタクト２１は、収容穴２２ｈ内に収容されている。コネクタ２の組立て時には、コンタクト２１が、ハウジング２２の収容穴２２ｈに挿入される。コンタクト２１のばね片２１２ａは、ハウジング２２への収容時に弾性的に変形し、収容完了時に変形から復帰してハウジング２２に係止する。
【００５４】
本実施形態のコネクタ２が有するハウジング２２は、液晶樹脂製であるので、ＰＢＴ製の場合と比べて弾性率が低い。しかし、本実施形態では、弾性変形するばね片２１２ａがコンタクト２１に備えられるので、コンタクト２１がハウジング２２に確実かつ容易に係止される。
【００５５】
本実施形態のコネクタ２は、９ピンタイプのＤ−ｓｕｂコネクタであり、ハウジング２２には、９つのコンタクト２１が備えられている。コンタクト２１は、上下２列に並んでいる。図５における上側の列Ｌ２１には５つのコンタクト２１が並び、下側の列Ｌ２２には４つのコンタクト２１が並んでいる。２つの列Ｌ２１，Ｌ２２では、コンタクト２１が半ピッチずつずれて千鳥状に配置されている。ハウジング２２の外壁には、２つの列Ｌ２１，Ｌ２２のうち、コンタクトの数が少ない下側の列Ｌ２２の延長線上、つまり、下側の列Ｌ２２と同じ高さに溝２２１が形成されている。溝２２１は、ハウジング２２の外壁における、列Ｌ２２の延長線上の両側に形成されている。また、溝２２１は、コンタクト２１が延びる方向に延びている。
【００５６】
本実施形態では、ハウジング２２のうち、下側の列Ｌ２２の延長線上に当たる部分に溝２２１が形成されている。このため、液晶ポリマの肉厚をほぼ均等にすることができる。したがって、ハウジング２２の成型時に、収容穴２２ｈの変形を防止することができる。
【００５７】
シェル２３は、ハウジング２２を取り巻いた金属製の部材である。シェル２３は、保持部２３１、挿入部２３２、およびフランジ２３３を有する。保持部２３１および挿入部２３２は、ハウジング２２を取り巻いた筒状部分であり、ハウジング２２を保持している。挿入部２３２は、コンタクト２１の接触部２１１ａ（図７参照）を取り囲む位置に配置されている。挿入部２３２は、相手コネクタ１（図１参照）との嵌合時に、相手コネクタ１の案内部１３２に嵌入する。フランジ２３３は、コネクタ２を、図示しない機器の筐体に固定するための板状部分である。
【００５８】
本実施形態のコネクタ２は、第１実施形態のコネクタ１と同様に、ハウジング２２が液晶ポリマで形成されているため、難燃剤を含有しない。したがって、コネクタ２は、例えばセラミック製のハウジングを有するコネクタのように、不活性気体中または真空中に配備されても、難燃剤成分を放出しない。よって、例えば半導体製造装置内の処理のような化学処理や、真空度を高める操作を妨げない。さらに、コネクタ２は、例えばセラミック製のハウジングを有するコネクタと比べて、製造期間が短縮され、低コストであると共に、ハウジングの寸法精度が高い。
【００５９】
なお、上述した実施形態には、本発明にいうコネクタの例として、チャンバに配備され、機器同士を電気的に接続するコネクタ１，２が示されている。ただし、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、チャンバに取り付けられ、チャンバの内外間で電気的結合を行う、いわゆる電流流入端子であってもよい。
【００６０】
また、金属製のシェルは、必ずしも設けなくてもよい。
【００６１】
さらに、上述した実施形態には、本発明にいうコネクタの例として、９ピンのＤ−ｓｕｂコネクタが示されている。ただし、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、コンタクトの数は９以外であってもよく、また、コネクタはＤ−ｓｕｂ以外のタイプであってもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１，２    コネクタ
１１，２１    コンタクト
１１２ａ，２１２ａ    ばね片
１２，２２    ハウジング
１２ｈ，２２ｈ    収容穴
１２１，２２１    溝
１３，２３    シェル
【図１】
2014078379.tif 000003
【図２】
2014078379.tif 000004
【図３】
2014078379.tif 000005
【図４】
2014078379.tif 000006
【図５】
2014078379.tif 000007
【図６】
2014078379.tif 000008
【図７】
2014078379.tif 000009
【図８】
2014078379.tif 000010