(57)【要約】【課題】  大電流を導通させることができる信頼性の高い、検査用または接続用コンタクタを低コストで提供する。【解決手段】  本発明のコンタクタは、電子機器または検査装置の凸状電極に押し当てることにより、凸状電極と電気的に導通する柱状のコンタクタであって、凸状電極の形状に応じて変形する１または２以上の渦巻バネと、渦巻バネの外側に渦巻バネを支持するための筒状体を備え、渦巻バネの表面に、渦巻バネの中央に向けて突出する突起を有することを特徴とする。【選択図】        図１
2006003258.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子機器または検査装置の凸状電極に押し当てることにより、凸状電極と電気的に導通する柱状のコンタクタであって、
凸状電極の形状に応じて変形する１または２以上の渦巻バネと、渦巻バネの外側に渦巻バネを支持するための筒状体を備え、
前記渦巻バネの表面に、渦巻バネの中央に向けて突出する突起を有することを特徴とするコンタクタ。
【請求項２】
前記突起は、凸状電極との接触荷重が大きい突起ほど、先端のなす角度が大きいことを特徴とする請求項１に記載のコンタクタ。
【請求項３】
前記の突起は、凸状電極との接触荷重が大きい突起ほど、先端の曲率半径が大きい丸みを有することを特徴とする請求項１に記載のコンタクタ。
【請求項４】
前記突起を複数有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のコンタクタ。
【請求項５】
前記コンタクタは、ニッケルまたはニッケル合金からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のコンタクタ。
【請求項６】
前記コンタクタは、貴金属または貴金属の合金からなるコート層を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のコンタクタ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載のコンタクタの製造方法であって、
Ｘ線リソグラフィにより樹脂型を形成する工程と、
導電性基板上で、前記樹脂型に金属材料からなる層を電鋳により形成する工程と、
研磨または研削する工程と、
樹脂型を除去する工程と、
導電性基板を除去する工程と
を含むことを特徴とするコンタクタの製造方法。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれかに記載のコンタクタの製造方法であって、
金型により樹脂型を形成する工程と、
導電性基板上で、前記樹脂型に金属材料からなる層を電鋳により形成する工程と、
研磨または研削する工程と、
樹脂型を除去する工程と、
導電性基板を除去する工程と
を含むことを特徴とするコンタクタの製造方法。
【請求項９】
請求項１〜６のいずれかに記載のコンタクタを備えるソケットであって、ランドグリッドアレイ配置の半導体の検査に使用することを特徴とする検査用ソケット。
【請求項１０】
請求項９に記載のソケットを備える検査装置。
【請求項１１】
請求項１〜６のいずれかに記載のコンタクタを備える接触端子であって、ランド電極に接続することを特徴とする接触端子。
【請求項１２】
請求項１１に記載の接触端子を備える電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＣまたはＬＳＩなどからなる電子機器または検査装置の凸状電極に押し当てて、電極から電気信号を取り出すために使用するコンタクタに関する。また、かかるコンタクタを備える検査装置および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣまたはＬＳＩなどからなる電子機器の電気的導通などを検査するために、電子機器の電極にコンタクタを押し当て、電極からコンタクタを介して電気的信号を取り出す目的で、検査用ソケットが使用される。また、電子機器のランド電極にコンタクタを接続し、コンタクタを介して電子機器との電気的導通を維持する目的で、接触端子が使用される。検査用ソケットおよび電子機器用接触端子には、接続する電子機器の電極の数に対応した数のコンタクタが設けられるが、電子機器における電極の高密度化に対応し、検査用ソケットおよび電子機器用接触端子のコンタクタも高密度化が求められている。
【０００３】
かかるコンタクタには、ＢＧＡ（ball grid array）などの凸状電極に対するコンタクタとして、たとえば、凸状電極に接触する前は平面状の渦巻形状を呈し、凸状電極との接触により、凸状電極の形状に対応して渦巻バネが変形するコンタクタが知られている（特許文献１参照）。このコンタクタによれば、電極の高密度化に対応でき、ボール状電極を変形させることなく導通を確保することが可能で、信頼性が高いとある。
【０００４】
また、平板状の電極に対するコンタクタには、たとえば、外周側が低く、内周側ほど高くなる円錐状の渦巻バネからなり、外周側から内周側に向けてコイル径が次第に小さくなり、中央部に円錐状の突起を有する竹の子状コンタクタが知られている（特許文献２参照）。このコンタクタによれば、コイル径が均一なバネに比べて全長が短くなるため、バネ部のインピーダンスが小さくなり、高周波電気信号を検出する場合であっても、電気信号の減衰を低減できるとある。
【特許文献１】特開２００２−１７５８５９号公報
【特許文献２】特開２００１−２３５４８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、ＢＧＡなどの凸状電極用の上記平面状渦巻バネコンタクタでは、コンタクタの渦巻バネと凸状電極との接触は、微視的には点接触であり、渦巻バネまたは凸状電極上にゴミが付着していると、コンタクタを凸状電極に押し当てても、付着するゴミに遮られて、十分な電気的導通が得られないため、コンタクタの接続信頼性が低い。また、中央部に円錐状の突起を有する上記竹の子状コンタクタは、平面状電極との実効的な接点数が１個であるため、接触面積が小さく、導通可能な許容電流が低い。
【０００６】
一方、これらの渦巻バネコンタクタの製造方法には、波長２００ｎｍ程度の紫外線（ＵＶ）を利用するリソグラフィ法にメッキ法を組み合わせた方法、レーザ加工、エッチングまたは打ち抜きなどにより製造する方法、または板状体を巻き上げるなどの機械的な加工方法がある。しかし、ＵＶを利用するリソグラフィ法、レーザ加工、エッチングまたは打ち抜きなどの方法では、厚さ２０μｍ程度以下のコンタクタしか得られないため、アスペクト比が小さい。したがって、接続信頼性の高いコンタクタを得るために、ストローク（スパイラルの撓み量）を大きくしようとすると、バネが細くなるため、０．５Ａ以上の大電流を導通させることができない。
【０００７】
また、アスペクト比が小さいため、スパイラルの渦巻き数が少なくなり、ストロークを大きくしようとすると接触荷重が小さくなり、接触荷重を大きくしようとするとストロークが小さくなる。したがって、接続信頼性の高いコンタクタを得にくい。さらに、コンタクタ、ピア付き中継基板など、部品点数が多く、部品コストが高く、組立てにアライメントを要し、組み立てコストが高いため、コンタクタのコストが高くなる。一方、板状体を巻き上げるなどの機械加工によりコンタクタを製造しようとしても、微細化に限界があり、精密微細なコンタクタを再現性よく大量に製造することが難しい。
【０００８】
本発明の課題は、大電流を導通させることができる信頼性の高い、検査用または接続用コンタクタを低コストで提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のコンタクタは、電子機器または検査装置の凸状電極に押し当てることにより、凸状電極と電気的に導通する柱状のコンタクタであって、
凸状電極の形状に応じて変形する１または２以上の渦巻バネと、渦巻バネの外側に渦巻バネを支持するための筒状体を備え、
渦巻バネの表面に、渦巻バネの中央に向けて突出する突起を有することを特徴とする。
【００１０】
突起は、凸状電極との接触荷重が大きい突起ほど、先端のなす角度が大きい態様、または、凸状電極との接触荷重が大きい突起ほど、先端の曲率半径が大きい丸みを有する態様が好ましい。さらに、突起を複数有するコンタクタが好ましい。一方、ニッケルまたはニッケル合金からなるコンタクタが好適であり、貴金属または貴金属の合金からなるコート層を有するコンタクタが好ましい。
【００１１】
本発明の製造方法は、かかるコンタクタの製造方法であって、第１の局面によれば、
Ｘ線リソグラフィにより樹脂型を形成する工程と、
導電性基板上で、樹脂型に金属材料からなる層を電鋳により形成する工程と、
研磨または研削する工程と、
樹脂型を除去する工程と、
導電性基板を除去する工程と
を含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明のコンタクタの製造方法は、第２の局面によれば、
金型により樹脂型を形成する工程と、
導電性基板上で、樹脂型に金属材料からなる層を電鋳により形成する工程と、
研磨または研削する工程と、
樹脂型を除去する工程と、
導電性基板を除去する工程と
を含むことを特徴とする。
【００１３】
本発明のソケットは、かかるコンタクタを備え、ランドグリッドアレイ配置の半導体の検査に使用することを特徴とする。また、本発明の接触端子は、かかるコンタクタを備え、電子機器などのランド電極に接続することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、大電流を導通させることができる信頼性の高いコンタクタを低コストで提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（コンタクタ）
本発明のコンタクタの典型的な例を図１に示す。図１（ａ）は斜視図であり、図１（ｂ）は平面図である。図１（ａ）に示すように、本発明のコンタクタ１０は、柱状のコンタクタであって、電子機器または検査装置の凸状電極（図示していない。）に押し当てることにより、凸状電極の形状に応じて変形する渦巻バネ１２と、渦巻バネの外側に渦巻バネを支持するための筒状体１１を備える。渦巻バネ１２の表面には、渦巻バネの中央に向けて突出する突起１３を有する。図１には、コンタクタが、１本の渦巻バネ１２と、６本の突起１３を有する例を示す。
【００１６】
渦巻バネの表面に、渦巻バネの中央に向けて突出する突起を有するため、コンタクタを凸状電極に押し当てると、凸状電極またはコンタクタの表面にゴミなどが付着していても、渦巻バネの表面の突起がスクラブしてゴミなどを除去し、凸状電極の表面に食い込む。したがって、電極表面のゴミなどの影響を受けることなく、凸状電極とコンタクタの間で確実な電気的導通を得ることができるため、凸状電極との実効のある接点数が多くなり、接触面積が広く、許容電流を大きくすることができる。
【００１７】
渦巻バネの表面の突起は、接触する電極の表面をスクラブすることにより電極の表面に食い込み、電極表面のゴミなどの影響を受けることなく、凸状電極とコンタクタとの間で確実な電気的導通が得られる。凸状電極との接触荷重が大きい突起ほど、突起が電極表面に強く食い込むため、電極の損傷を抑える点で、突起先端のなす角度を大きくし、凸状電極との接触荷重が小さい突起ほど、突起を電極表面に強く食い込ませる点で、突起先端のなす角度を小さくする態様が好ましい。また、同様の観点から、凸状電極との接触荷重が大きい突起ほど、突起先端の曲率半径が大きくし、接触荷重が小さい突起ほど、突起先端の曲率半径を小さくする態様が好ましい。
【００１８】
コンタクタは、渦巻バネの幅および厚さなどを変更することにより、凸状電極との接触荷重の分布を調整することができるが、図１（ａ）に示すように、渦巻バネ１２の幅ａと厚さｂが均一である場合、渦巻バネの中央部ほど、渦巻の曲率半径が小さくなるため、バネの剛性が大きくなる。したがって、凸状電極として、たとえばＢＧＡのボール状電極にコンタクタを押し付けると、ボール状電極の先端部（渦巻バネの中央部）では接触荷重が最も大きく、ボール状電極の周辺部（渦巻バネの根元付近）では接触荷重が最も小さくなる。
【００１９】
コンタクタの表面に複数の突起を有すると、凸状電極との実効のある接点数が多くなり、接触面積が広く、許容電流を大きくすることができる点で好ましい。図１には、渦巻バネ１２の表面に６本の突起１３が形成されている例を示すが、かかる態様においては、図１（ｂ）に示すように、６本の突起のうち渦巻バネの根元付近の突起ほど、凸状電極との接触荷重が小さくなるため、突起の先端のなす角度θ6を小さくする態様が好ましい。一方、渦巻バネの中央部付近の突起ほど接触荷重が大きくなるため、突起の先端のなす角度θ1を大きくする態様が好ましい。
【００２０】
複数の突起のうち、凸状電極との接触荷重が大きい突起ほど、先端のなす角度を大きく（鈍く）し、凸状電極との接触荷重が小さい突起ほど、先端のなす角度を小さく（鋭く）することにより、すべての突起の先端部における凸状電極への押し付け圧が等しくなり、すべての突起の先端が均一に凸状電極をスクラブし、すべての突起が接続に寄与するため、電気的導通を得るために有効な接続点数を増加させることができる。凸状電極の形状および接触荷重などによっても異なるが、たとえば、接触荷重の大きい突起では、突起先端のなす角度（θ）を６０°とし、接触荷重の小さい突起では、突起先端のなす角度（θ）を３０°とすることができる。
【００２１】
また、同様の理由により、複数の突起のうち、凸状電極との接触荷重が大きい突起ほど、突起先端の曲率半径を大きくする態様が好ましい。凸状電極の形状および接触荷重などによっても異なるが、たとえば、接触荷重の大きい突起では、突起先端の曲率半径（Ｒ）を１０μｍとし、接触荷重の小さい突起では、突起先端の曲率半径（Ｒ）を３μｍとすることができる。
【００２２】
本発明のコンタクタは、半導体の検査用ソケットまたは電子機器実装用接触端子などの部品として使用する。検査用ソケットの部品として使用する場合の例を図２に示す。図２（ａ）に示す例では、検査用ソケットは、半導体（ＬＳＩ）２５の電気的導通などの検査をするために、半導体２５と、測定装置のトランスフォーマ２８の間に挟んで使用する。検査用ソケットは、たとえば、電気的に絶縁性の基板２２内に、２個のコンタクタ２１ａ、２１ｃと、リング２１ｂとを有し、リング２１ｂは２個のコンタクタ２１ａ、２１ｃの間に挿入される。測定装置のトランスフォーマ２８上にある凸状電極２７を、検査用ソケットのコンタクタ２１ｃに押し当てると、コンタクタ２１ｃは、凸状電極２７の形状に応じて変形する。
【００２３】
変形した状態の拡大図が、図２（ｂ）である。図２（ｂ）に示すように、凸状電極２７をコンタクタ２１ｃに押し当てることにより、凸状電極２７の形状に応じて、コンタクタ２１ｃは変形する。コンタクタは、渦巻バネ構造を有するため、コンタクタ２１ｃと凸状電極２７との間には一定の接触荷重が生じている。リング２１ｂは、隣り合うコンタクタ２１ａ、２１ｃがストロークできるための空間を確保し、コンタクタが変形しても、コンタクタ同士が接触しないようにする目的で設ける。図２（ｂ）に示す例では、基板２２の上下には、電気絶縁性の上蓋シート２４と下蓋シート２３が設けられ、コンタクタ２１ａ、２１ｃと、リング２１ｂが基板２２から脱落しないようにするために、各シートに形成される孔は、コンタクタの外径よりも小さくしている。
【００２４】
半導体２５上の凸状電極２６に、コンタクタ２１ａを押し当てたときも同様に、コンタクタ２１ａは、凸状電極２６の形状に応じて変形する。これにより、半導体２５からの電気信号は、凸状電極２６から、絶縁性基板２２内を、順次、コンタクタ２１ａ、リング２１ｂ、コンタクタ２１ｃ、凸状電極２７、測定装置のトランスフォーマ２８へ伝達し、半導体２５とトランスフォーマ２８との間で電気的な導通が得られる。したがって、本発明のコンタクタは、ランドグリッドアレイ配置の半導体などを対象とする検査装置用ソケットのコンタクタとして有用である。同様に、本発明のコンタクタは、携帯電話などの通信機器またはパソコンなどの電子機器のランド電極に接続する接触端子用のコンタクタとして有用である。
【００２５】
コンタクタの渦巻バネの厚さは、外周部から中心部に近づくにつれて薄くなるように設計することができる。渦巻バネは、中心に行くほど曲率半径が小さくなるため、渦巻バネの厚さおよび幅が同一であるときは、中心部ほど剛性が大きくなる。しかし、コンタクタの渦巻バネの厚さを中心部ほど薄くすることにより、どの位置でも剛性を均一にすることができ、凸状電極の形状に応じてバネ全体を効率よく動作させることができるようになる点で、かかる態様は好ましい。渦巻バネの幅を、中心部ほど短くすることによっても、剛性を均一にすることはできるが、そのような渦巻バネは、外周部が太くなってしまい、巻き数が少なくなり、ストロークが小さくなる。したがって、中心部ほど厚さを薄くする態様がより好ましい。また、渦巻バネの厚さが外周部から中心部に近づくにつれて薄くなるコンタクタを使用する検査用ソケットまたは電子機器用接触端子においては、コンタクタ内に、ストロークするための空間を確保することができる。したがって、隣り合うコンタクタがストロークすることができる空間を確保するために設けるリングが不要となり、部品点数が少なく、組み立ても容易となる点で好ましい。
【００２６】
コンタクタと電極との確実な接続が得られる点で、検査装置または電子機器の電極は、凸状のものを用いる。凸状電極には、たとえば、ＢＧＡのボール状電極またはメッキにより形成したバンプ電極などがある。半球状、回転放物面状または富士山形状の凸状電極に対しても、本発明のコンタクタは、確実な電気的接続を得ることができる。
【００２７】
コンタクタは、長手方向に垂直な平面で切断したときの外形を、図１に示すように、円形とすることができるが、円形である場合に限らず、凸状電極の形状などに合わせて、楕円形もしくは円周の一部が歪んだような形状、三角形、四角形などの多角形とすることができる。また、辺の長さが異なるような態様とすることもできる。図６に、断面が円形である場合の各種の態様を示す。図６（ａ）と（ｃ）には、１本の渦巻バネからなる例を示す。また、図６（ｂ）には、２本の渦巻バネからなる例を示す。図６（ｂ）の例では、渦巻の中央部で、先端が連結していないが、図６（ｃ）の例では、先端が中央部で連結している。
【００２８】
（コンタクタの製造方法）
本発明のコンタクタの製造方法は、Ｘ線リソグラフィにより樹脂型を形成する工程と、導電性基板上で、樹脂型に金属材料からなる層を電鋳により形成する工程と、研磨または研削する工程と、樹脂型を除去する工程と、導電性基板を除去する工程とを含むことを特徴とする。かかる方法により、大電流を導通させることができる信頼性の高い検査用または接続用コンタクタを低コストで提供することができる。本発明の製造方法においては、高いアスペクト比を有するコンタクタが得られるため、ＵＶ（波長２００ｎｍ）より短波長であるＸ線（波長０．４ｎｍ）を使用するが、Ｘ線の中でも指向性が高い点で、シンクロトロン放射のＸ線（以下、「ＳＲ」という。）を使用する態様が好ましい。ＳＲを用いるＬＩＧＡ（Lithographie Galvanoformung Abformung)プロセスは、ディープなリソグラフィが可能であり、数１００μｍの高さの金属微細構造体をミクロンオーダの高精度で大量に製造することができる点で有利である。
【００２９】
Ｘ線と電鋳を組み合せた方法で製造することにより、図１に示すような、アスペクト比（ｂ／ａ）が２以上のコンタクタを容易に製造することができ、アスペクト比が３０以上のコンタクタの製造も可能である。高いアスペクト比が得られるため、バネの幅ａを薄くしても厚さｂを厚くでき、接触荷重が大きく、接触信頼性の高いコンタクタの製造が可能であり、また、０．５Ａ以上の大きな許容電流を確保することができる。さらに、バネの幅ａを薄くできるため、スパイラルの渦巻き数を多くすることができ、バネのストロークが大きい渦巻バネを製造でき、ストロークを大きくしても接触荷重は低下しない。具体的には、スパイラルの渦巻き数が２以上のコンタクタを容易に製造することができ、ストロークを高めるために、渦巻き数が４以上のコンタクタを製造することも可能である。また、ストロークが１００μｍ以上で、接触荷重が０．０３Ｎ以上のコンタクタも容易に製造することができ、接触荷重を０．１Ｎ以上とすることもできる。
【００３０】
板状体を巻き上げるなどの機械加工によりスパイラルコンタクタを製造しようとしても、コンタクタの微細化には限界があり、小さいものでも、厚さｂが１０００μｍ、外径Ｄが５００μｍ〜１０００μｍ程度の大きさとなり、このサイズでは、半導体の高密度実装への対応が難しい。また、精密なコンタクタを正確に、再現性よく、大量に製造することが困難である。本発明によれば、厚さｂが５０μｍ〜５００μｍ、外径Ｄが１００μｍ〜１０００μｍのコンタクタを、精密かつ正確に、再現性よく、容易に製造することができるため、電子機器の高密度実装に対応することができる。さらに、リソグラフィと電鋳を組み合せた製造方法によるため、微細構造体を一体形成することができ、部品点数を減らし、部品コストおよび組立てコストを低減することができる。
【００３１】
本発明の製造方法は、図４（ａ）に示すように、導電性基板４１上に樹脂層４２を形成する。導電性基板として、たとえば、銅、ニッケル、ステンレス鋼などからなる金属製基板、チタン、クロムなどの金属材料をスパッタリングしたシリコン基板などを用いる。樹脂層には、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）などのポリメタクリル酸エステルを主成分とする樹脂材料、またはＸ線に感受性を有する化学増幅型樹脂材料などを用いる。樹脂層の厚さは、形成しようとするコンタクタの厚さに合せて任意に設定することができ、たとえば５０μｍ〜５００μｍとすることができる。
【００３２】
つぎに、樹脂層４２上にマスク４３を配置し、マスク４３を介してＸ線４４を照射する。Ｘ線としては、ＳＲが好ましい。マスク４３は、コンタクタのパターンに応じて形成したＸ線吸収層４３ａと、透光性基材４３ｂとからなる。透光性基材４３ｂには、窒化シリコン、シリコン、ダイヤモンド、チタンなどを用いる。また、Ｘ線吸収層４３ａには、金、タングステン、タンタルなどの重金属またはその化合物などを用いる。Ｘ線４４の照射により、樹脂層４２のうち、樹脂層４２ａは露光され変質するが、樹脂層４２ｂはＸ線吸収層４３ａにより露光されない。このため、現像により、Ｘ線４４により変質した部分のみが除去され、図４（ｂ）に示すような樹脂型が得られる。
【００３３】
つぎに、電鋳を行ない、図４（ｃ）に示すように、樹脂型に金属材料層４５を堆積する。電鋳とは、金属イオン溶液を用いて導電性基板上に金属材料からなる層を形成することをいう。導電性基板４１をめっき電極として電鋳を行なうことにより、樹脂型に金属材料層４５を堆積することができる。樹脂型の空孔部が埋まる程度に金属材料を堆積する場合、堆積した金属材料層から、最終的に本発明のコンタクタを得ることができる。また、樹脂型の高さを超え、樹脂型上にも金属材料を堆積すると、樹脂型および基板を除去することにより、空孔部を有する金属微細構造体が得られ、得られた構造体を金型として、後述のとおり、本発明のコンタクタを製造することができる。金属材料には、ニッケル、銅、またはそれらの合金などを用いるが、コンタクタの耐摩耗を高める点で、ニッケルまたはニッケルマンガンなどのニッケル合金が好ましい。
【００３４】
電鋳後、研磨または研削により所定の厚さに揃えた後（図４（ｄ））、図４（ｅ）に示すように、ウエットエッチングまたはプラズマエッチングにより樹脂型を除去する。つづいて、酸もしくはアルカリによりウエットエッチングし、または機械的に加工して導電性基板４１を除去すると、図４（ｆ）に示すような金属微細構造体が得られる。つぎに、１５０℃〜３５０℃で、２時間〜４８時間の加熱処理を施すことにより、スプリング特性を付与し、図１に示すような本発明のコンタクタが得られる。得られたコンタクタには、電子機器などの電極との電気的な導通性を高め、電極表面へのゴミなどの付着を少なくする点で、金、ロジウムまたはパラジウムなどの貴金属あるいはこれらの貴金属の合金からなるコート層を設ける態様が好ましい。たとえば、厚さ０．０５μｍ〜１μｍの金コートを施す。
【００３５】
前述のとおり金属材料層からなる金属微細構造体の厚さは、外周部から中心部に近づくにつれて薄くなるように、片面または両面を切削加工する態様が好ましい。たとえば、片面または両面が、球面または回転放物面に接するように加工する態様が好適である。かかる態様の金属微細構造体は、放電加工、機械加工またはエッチングなどにより製造することができるが、正確な加工が可能である点で、放電加工が好ましい。放電加工は、たとえば、放電加工に使用する電極の先端を、半球状または回転放物面状に加工し、上述の方法でコンタクタを製造するときは、電鋳後、エッチングにより樹脂型を除去する前（図４（ｄ））、または樹脂型を除去した後に（図４（ｅ））、基板上の金属層を、先端加工をした電極により削る態様が好ましい。電極型を用いて、多数本を一括して加工することもできる。両面加工する場合には、基板から金属層を切り離してから、同様に加工することができる。
【００３６】
つぎに、得られたコンタクタから検査用ソケットを製造する方法を図３に示す。実装用接触端子も同様の方法で製造することができる。検査用ソケットまたは実装用接触端子の製造方法は、図３に示す方法に限定されるものではないが、図３に示す製造方法は、製造が容易である点で好ましい態様である。まず、図３（ａ）に示すように、検査する半導体の電極に対応した位置に、収容するコンタクタの外径に合わせて、基板３２に貫通孔を形成する。つづいて、同様に、電極の配置に対応した位置に、収容するコンタクタの外径より小さい孔を形成した絶縁性の下蓋シート３３を、基板３２に張り合せる。
【００３７】
その後、図３（ｂ）に示すように、基板３２の貫通孔に、コンタクタ３１ｃと、リング３１ｂと、コンタクタ３１ａを、この順序で嵌合する。リング３１ｂは、コンタクタ３１ａ、３１ｃと同様の金属微細構造体であるため、コンタクタと同様の方法で製造する態様が好ましい。その後、下蓋シート３３と同様の上蓋シート３４を基板３２に張り付けると、図３（ｃ）に示すような本発明の検査用ソケットが得られる。基板３２、下蓋シート３３および上蓋シート３４は、電気絶縁性を有する材料、たとえば、ポリイミド樹脂、または、一般の繊維強化樹脂（ＦＲＰ）などにより形成する。
【００３８】
本発明のコンタクタの製造方法の他の態様は、金型により樹脂型を形成する工程と、導電性基板上で、樹脂型に金属材料からなる層を電鋳により形成する工程と、研磨または研削する工程と、樹脂型を除去する工程と、導電性基板を除去する工程とを含むことを特徴とする。かかる方法によっても、Ｘ線リソグラフィにより樹脂型を形成する前述の製造方法と同様に、大電流を導通させることができる信頼性の高い検査用または接続用コンタクタを低コストで製造することができる。また、金型により製造する方法によれば、同一の金型を用いて、コンタクタの大量生産が可能である点で有利である。
【００３９】
かかる製造方法は、図５（ａ）に示すように、凸部を有する金型５２を用いて、エンボス成形、反応性成形または射出成型などのモールドにより、図５（ｂ）に示すような凹状の樹脂型５３を形成する。樹脂材料としては、ポリメタクリル酸メチルなどのアクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリオキシメチレンなどのポリアセタール樹脂などの熱可塑性樹脂を用いる。金型５２は、本発明のコンタクタと同様の金属微小構造体であるため、前述のとおり、Ｘ線リソグラフィ法と電鋳を組み合せた方法により製造する態様が好ましい。
【００４０】
つぎに、樹脂型５３の上下を反転した後、図５（ｃ）に示すように、導電性基板５１に貼り付ける。続いて、図５（ｄ）に示すように、樹脂型５３を研磨し、樹脂型５３ａを形成する。その後の工程は、前述と同様であり、電鋳により樹脂型５３ａに金属材料層５５を堆積し（図５（ｅ））、研磨または研削により厚さを調整し（図５（ｆ））、樹脂型５３ａを除去し（図５（ｇ））、導電性基板５１を除去すると、図５（ｈ）に示すような金属微細構造体が得られる。
【００４１】
その後、スプリング特性を付与し、図１に示すような本発明のコンタクタを得る。得られたコンタクタから前述と同様の方法により、検査装置用ソケットまたは電子機器用接触端子が得られる。リングは、コンタクタと同様に、金型により樹脂型を形成する工程と、樹脂型に金属材料からなる層を電鋳により形成する工程を経て製造することができ、電気的な導通性を高めるために、厚さ０．０５μｍ〜１μｍの金コートを施す態様が好ましい。
【００４２】
実施例１
まず、図４（ａ）に示すように、導電性基板４１上に樹脂層４２を形成した。導電性基板としては、チタンをスパッタリングしたシリコン基板を用いた。樹脂層を形成する材料は、メタクリル酸メチルとメタクリル酸との共重合体を用い、樹脂層の厚さは１２０μｍとした。
【００４３】
つぎに、樹脂層４２上にマスク４３を配置し、マスク４３を介してＸ線４４を照射した。Ｘ線としては、ＳＲを照射した。マスク４３は、コンタクタのパターンからなるＸ線吸収層４３ａを有するものを使用し、マスク４３を構成する透光性基材４３ｂは窒化シリコンからなり、Ｘ線吸収層４３ａは窒化タングステンからなるものを用いた。
【００４４】
本実施例のコンタクタを構成する渦巻バネの表面には、渦巻バネの中央に向けて突出する複数の突起を有する。図１（ａ）に示すように、本実施例のコンタクタ１０は、渦巻バネ１２の幅ａと厚さｂとが均一になるように設計したため、凸状電極との接触荷重は、渦巻の周辺部から中央部に向かって徐々に大きくなる。そこで、図１（ｂ）に示すように、突起先端のなす角度θは、渦巻の中央部でθ1＝６０°、渦巻の周辺部でθ6＝３０°とし、凸状電極との接触荷重が大きい突起ほど、突起先端のなす角度θが大きくなるように、マスクパターンを形成した。
【００４５】
Ｘ線４４の照射後、メチルイソブチルケトンにより現像し、Ｘ線４４により変質した部分を除去し、図４（ｂ）に示すような樹脂型を得た。つぎに、電鋳を行ない、図４（ｃ）に示すように、樹脂型の空孔部に金属材料層４５を堆積した。金属材料はニッケルを用いた。電鋳後、図４（ｄ）に示すように、研磨して表面の凹凸を除去してから、図４（ｅ）に示すように、酸素プラズマにより樹脂型を除去し、続いてＫＯＨ水溶液によりウエットエッチングをし、導電性基板４１を除去すると、図４（ｆ）に示すような、貫通状態の金属微細構造体が得られた。
【００４６】
つぎに、金属微細構造体を、熱処理した後、厚さ０．１μｍの金コートをすると、図１（ａ）に示すように、凸状電極の形状に応じて変形する１本の渦巻バネ１２と、その外側に渦巻バネを支持するための筒状体１１を備える柱状体である本発明のコンタクタが得られた。このコンタクタは、外径Ｄが８００μｍ、厚さｂが１００μｍ、バネの厚さａが４０μｍであり、アスペクト比（ｂ／ａ）は２．５であった。また、渦巻き数が２回転、バネのストロークが４０μｍであり、渦巻バネの表面には高さ３０μｍの６本の突起を有していた。一方、コンタクタと同様の方法で、外径が８００μｍ、厚さが１００μｍのリングを製造した。
【００４７】
つづいて、図３（ａ）に示すように、検査する半導体（ＬＳＩ）の電極の位置に対応して貫通孔を形成した基板３２と下蓋シート３３を張り合わせた。基板３２は、材質がポリイミド樹脂であり、厚さが３００μｍのものを用い、直径が８００μｍの貫通孔を設けた。また、下蓋シート３３は、材質がポリイミド樹脂であり、厚さが２０μｍのものを用い、基板３２の貫通孔の位置に合せて、直径７２０μｍの孔を形成した。
【００４８】
つぎに、図３（ｂ）に示すように、基板３２の貫通孔に、順次、コンタクタ３１ｃと、リング３１ｂと、コンタクタ３１ａを嵌合し、下蓋シート３３と同様の上蓋シート３４を基板３２に張り合せると、図３（ｃ）に示すような本発明の検査用ソケットが得られた。得られた検査用ソケットを、図２（ａ）に示すように、検査装置のトランスフォーマ２８と、被検査体である半導体２５の間に挟み、矢印の方向に７０ｍＮの力で押し当てると、ボール状の凸状電極２６，２７の形状に応じて、コンタクタ２１ａ，２１ｃは変形した。
【００４９】
実験のために、被検査体である半導体２５の凸状電極２６の表面に、厚さ０.２μｍの有機系付着物を形成し、接続の不良率を測定すると、不良率は０.００６％であった。本実施例では、コンタクタの外径Ｄは８００μｍと小径であり、電子機器の高密度実装に対応できることがわかった。
【００５０】
比較例１
コンタクタを構成する渦巻バネの表面に突起を設けなかった以外は、実施例１と同様にして検査用ソケットを製造し、実施例１と同様に、被検査体である半導体２５の凸状電極２６の表面に、厚さ０.２μｍの有機系付着物を形成し、接続の不良率を測定すると、不良率は０.０３２％であった。
【００５１】
したがって、実施例１では、渦巻バネの表面に突起を設けることにより、接続不良率が１／５以下に低下しており、渦巻バネ上の突起が凸状電極をスクラブし、凸状電極の表面に食い込んだ結果、付着したゴミの影響を受けることなく、確実な電気的導通が得られたものと考察された。また、許容電流を調べたところ、突起を設けた実施例１では、突起を設けなかった比較例１に比べて、１．３倍以上の電流を流しても、接点に溶着は発生しなかった。このことから、渦巻電極の表面に突起を設けることにより、接点数が多くなり、接触面積が大きくなったものと考察された。
【００５２】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
大電流を導通させることができる信頼性の高い、安価なコンタクタを備える検査装置または電子機器を低コストで提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明のコンタクタの構造を示す模式図であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は平面図である。
【図２】本発明のコンタクタを検査用ソケットの部品として使用する場合の使用態様を説明する断面図である。
【図３】本発明のコンタクタから検査用ソケットを製造する方法を示す工程図である。
【図４】本発明のコンタクタの製造方法を示す工程図である。
【図５】本発明のコンタクタの製造方法を示す工程図である。
【図６】本発明のコンタクタを長手方向に垂直な面で切断したときの断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０，２１ａ，２１ｃ  コンタクタ、１１  筒状体、１２  渦巻バネ、１３  突起、２１ｂ  リング、２２  基板、２５  半導体、２６，２７  凸状電極、２８  トランスフォーマ、４１，５１  導電性基板、４２  樹脂層、５３ａ  樹脂型、４３  マスク、４４  Ｘ線、４５，５５  金属材料層、５２  金型。
【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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