(57)【要約】【課題】球状、もしくは円筒形状の部品に電極を配置した電気的な機能部品を容易に保持し、電気的接続ができる電気的接続装置及び電気的接続方法を提供することを目的とする。【解決手段】少なくとも球状、もしくは円筒形状からなる電気的な機能部品を保持する平面電極１０及び平面電極２０と、電極位置調整機構３０と、電極開閉機構４０と、電極取り外し機構５０と、電極取り外し機構６０とを備えた電気的接続装置からなり、球状であってかつ球の中心軸の両端部に電極を配置した電気的な機能部品、もしくは円筒形状であってかつ転がる面上に対向して電極を配置した電気的な機能部品の電気的接続を行う。【選択図】図１
2008091991.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも球状、もしくは円筒形状からなる電気的な機能部品を保持する平面電極（１０）及び平面電極（２０）と、電極位置調整機構（３０）と、電極開閉機構（４０）と、電極取り外し機構（５０）と、電極取り外し機構（６０）とを備えていることを特徴とする電気的接続装置。
【請求項２】
前記平面電極（１０）は透明な平面状電極からなることを特徴とする請求項１に記載の電気的接続装置。
【請求項３】
前記平面電極（２０）は水平（前後左右）方向に可動できるようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載の電気的接続装置。
【請求項４】
前記平面電極（１０）もしくは前記平面電極（２０）のいずれか一方の平面電極が垂直（上下）方向に可動できるようになっていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電気的接続装置。
【請求項５】
前記平面電極（１０）もしくは前記平面電極（２０）のいずれか一方の平面電極が脱着可能になっていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電気的接続装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電気的な機能部品を保持する電気的接続装置を用いて、球状であってかつ球の中心軸の両端部に電極を配置した電気的な機能部品、もしくは円筒形状であってかつ転がる面上に対向して電極を配置した電気的な機能部品の電気的接続を行うことを特徴とする電気的な機能部品の電気的接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、球状もしくは円筒形状の電気的な機能部品を保持し、電気的接続を行うことができる電気的接続装置及び電気的接続方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、球状表面弾性波素子などの球形状の電気的な機能部品が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この球状表面弾性波素子は、駆動信号として高周波バースト信号がすだれ状電極に印加されると、すだれ状電極から表面弾性波(Surface Acoustic Wave)が励起され、表面弾性波が基材表面の円環状領域を多重に周回する。
【０００４】
ここで、表面弾性波は、基材表面の状態に応じて多重周回する速度が変化する。同様に、表面弾性波は、基材表面への分子の付着等により、円環状領域の周長が表面弾性波の波長の整数倍となるとき、共鳴周波数が変化する。
【０００５】
このため、球状表面弾性波素子は、基材表面の円環状領域に付着した分子や、円環状領域に成膜された反応膜と環境ガス等との反応を検出する等の用途が提案されている。
【特許文献１】国際公開  ＷＯ０１／０４５２５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、球状表面弾性波素子の基材表面上に多重周回する表面弾性波振動を発生させるために、駆動系回路から該素子のすだれ状電極に高周波バースト信号を印加するが、高周波バースト信号が印加されていないタイミングでは、該すだれ状電極には多重周回する表面弾性波振動が微弱ながらも電気信号として発生している。そして、該基材表面の状態や、該基材表面への分子の付着等により、表面弾性波振動が変化するので、これに応じて電気信号も変化する。
よって、高周波バースト信号が印加されていない時に、該すだれ状電極から微弱な電気信号を取り出し、増幅・信号処理を行うことによって、球状表面弾性波素子の基材表面状態を推測することが可能となる。そして、この結果と周囲状況との関係が予め分かっていれば、各種センサとしての応用分野が期待される。
【０００７】
しかしながら該球状表面弾性波素子は形状が球体であるため電気的接続および保持が容易ではない。特に、直径１ｍｍの球状表面弾性波素子は小さいため該球状表面弾性波素子を保持しつつ電気的接続を実現することが容易ではない。たとえば、相対する二本一組の先端を凹面もしくはクラウン形状のコンタクトプローブで挟む方法が考えられるが、直径１ｍｍの球を掴み電極の位置を認識した上でコンタクトプローブに挟み込むのは大変困難である。
【０００８】
なぜならば、まず直径１ｍｍの小さな該球状表面弾性波素子を該コンタクトプローブ上に載せることが容易ではないからである。該球状表面弾性波素子をピンセットで掴んだ場合、相手が球体であるためわずかな不注意で弾け飛んでしまうことがあるので、現実的にはバキューム・ピンセットでハンドリングすることになるが、これでも該コンタクトプローブ上にうまく載せるのは難しい。
【０００９】
さらに、仮に該球状表面弾性波素子を該コンタクトプローブ上に載せることが出来たとしても、該球状表面弾性波素子の電極部と該コンタクトプローブ電極部を電気的接続が出来るように正しく位置を合わせなければならない。
直径１ｍｍの球状表面弾性波素子の電極を肉眼で認識するのは困難であるので、実体顕微鏡等の画像拡大手段をもって認識した上で、バキューム・ピンセットを使ってコンタクトプローブ上で球状表面弾性波素子の位置合わせをすることとなるが、現実的には大変難しい作業であった。
【００１０】
また、該球状表面弾性波素子を前記コンタクトプローブで挟むのではなく、平面状の２枚一組の電極間に該球状表面弾性波素子を挟み込み、該球状表面弾性波素子の保持及び電気的接続を得る方法もある。
【００１１】
上記方法であれば、該球状表面弾性波素子を該平面状電極上に載せるのは容易である。しかしながら、該球状表面弾性波素子が該平面状電極間に隠れてしまい、該球状表面弾性波素子の電極部と該コンタクトプローブ電極部を電気的接続が出来るように球状表面弾性波素子の電極を認識して正しく位置を合わせることができない。
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、球状、もしくは円筒形状の部品に電極を配置した電気的な機能部品を容易に保持し、電気的接続ができる電気的接続装置及び電気的接続方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に於いて上記問題を解決するために、まず請求項１においては、少なくとも球状もしくは円筒形状の電気的な機能部品を保持する平面電極１０及び平面電極２０と、電極位置調整機構３０と、電極開閉機構４０と、電極取り外し機構５０と、電極取り外し機構６０とを備えていることを特徴とする電気的接続装置としたものである。
【００１４】
また、請求項２においては、前記平面電極１０は透明な平面状電極からなることを特徴とする請求項１に記載の電気的接続装置としたものである。
【００１５】
また、請求項３においては、前記平面電極２０は水平（前後左右）方向に可動できるようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載の電気的接続装置としたものである。
【００１６】
また、請求項４においては、前記平面電極１０もしくは前記平面電極２０のいずれか一方の平面電極が垂直（上下）方向に可動できるようになっていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電気的接続装置としたものである。
【００１７】
また、請求項５においては、前記平面電極１０もしくは前記平面電極２０のいずれか一方の平面電極が脱着可能になっていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電気的接続装置としたものである。
【００１８】
さらにまた、請求項６においては、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電気的接続装置を用いて、球状であってかつ球の中心軸の両端部に電極を配置した電気的な機能部品、もしくは円筒形状であってかつ転がる面上に対向して電極を配置した電気的な機能部品の電気的接続を行うことを特徴とする電気的接続方法としたものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、球状、もしくは円筒形状の部品に電極を配置した電気的な機能部品の電極位置合わせを行って容易に保持することができ、確実に電気的接続を行うことが可能
となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態につき図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の請求項１乃至５のいずれか一項に係る電気的接続装置の構成を示す模式構成図である。
【００２１】
本発明の電気的接続装置１００は、平面電極１０と、平面電極２０と、電極位置調整機構３０と、電極開閉機構４０と、電極取り外し機構５０と、電極取り外し機構６０とで構成されている。
【００２２】
平面電極１０は透明なガラス、プラスチック等の平面状支持体の球状、もしくは円筒形状からなる電気的な機能部品に接する面に透明導電層を形成した平面状電極からなり、電極開閉機構４０および電極取り外し機構５０を備え、配線により電気的に接続されている。
【００２３】
平面電極２０はガラス、プラスチック等の平面状支持体に透明導電層を形成した平面状電極、もしくは金属等の導電体部材を平面状に加工した平面電極からなり、電極取り外し機構６０を備え、配線により電気的に接続されているが、平面電極１０とは電気的に絶縁されている。
【００２４】
平面電極１０と平面電極２０に形成された透明導電層は、インジウム、錫、亜鉛、チタン、ニオブ、セリウム、アンチモン等の酸化物、および２種類以上の元素からなる複合酸化物が好適である。また、銀および銀合金を透明酸化物で狭支した多層膜も使用可能である。形成方法としては、ドライ法として真空蒸着法、イオンプレーティング法、プラズマ活性化蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法などがあり、Ｗｅｔ法としてゾルゲルや導電性を有する粒子を分散させ塗液を塗布乾燥する方法などがある。
平面電極２０の電極は、十分な導電性があれば、必ずしも透明導電層である必要はない。
【００２５】
平面電極１０と平面電極２０は、球状もしくは円筒形状の電気的な機能部品を保持・固定するに十分な大きさを有する平面形状であればよいが、電極周囲に土手形状のふちなどの球状もしくは円筒形状の電気的な機能部品が脱落するのを防止する機構を設けても良い。
【００２６】
電極位置調整機構３０は平面電極１０を３次元（ＸＹＺ各軸）で自由に位置を調整させることのできる位置調整機構である。
【００２７】
電極開閉機構４０は平面電極１０を上方または左右に移動することにより、平面電極１０と平面電極２０とによって保持されている球状もしくは円筒形状の電気的な機能部品を取り外しできるようにしたものである。
【００２８】
電極取り外し機構５０は平面電極１０を取り外すことによって平面電極１０と平面電極２０とによって保持されている球状もしくは円筒形状の電気的な機能部品を取り外しできるようにしたものである。
【００２９】
電極取り外し機構６０は平面電極２０を取り外すことによって平面電極１０と平面電極２０とによって保持されている球状もしくは円筒形状の電気的な機能部品を取り外しできるようにしたものである。
【００３０】
以下、本発明の電気的接続装置１００を用いて、球状もしくは円筒形状に電極を配置し
た電気的な機能部品の電気的接続方法について説明する。
【００３１】
図２は、電気的接続装置１００を用いた電気的接続方法に使用する電気的な機能部品の一例であって、球状であってかつ球の中心軸の両端部に電極を配置した球状表面波素子７０の模式図である。
【００３２】
球状表面弾性波素子７０は、伝搬面７１を有する球状部材７２およびすだれ状電極７３、接点パッド７４、接点パッド７５を備えている。伝搬面７１は、連続した曲面からなる円環状の表面を有し、この円環状の表面の少なくとも一部に、すだれ状電極７３により励起される互いに逆方向に伝搬する表面弾性波ＳＡＷ１、ＳＡＷ２を周回させるための周回経路を備えている。球状部材７２は、一旦励起された表面弾性波が多重周回可能な伝搬面７１を有する三次元基体である。
【００３３】
球状表面弾性波素子７０を用いた電気的接続方法の事例について説明する。
図3は、本発明の電気的接続装置１００を用いて球状表面弾性波素子７０を保持し、電気的接続を行っている状態を示す模式構成図である。
まず、平面電極１０を電極開閉機構４０によってはね上げておき、球状表面弾性波素子７０をバキューム・ピンセット等を用いて、平面電極２０上のできれば中央部に近い任意の場所に置き、電極開閉機構４０によって平面電極１０を閉じ、電極位置調整機構３０を用いて平面電極１０を上下方向に位置を調整し、球状表面弾性波素子７０を平面電極１０と平面電極２０とで平行に挟み保持する。
【００３４】
次に、球状表面弾性波素子７０を平面電極１０と平面電極２０で保持した状態で、電極位置調整機構３０を用いて球状表面弾性波素子７０上の接点パッド７４及び７５がそれぞれ平面電極１０または２０と接触するように調整する。
【００３５】
この動作を図４および図５を用いて詳しく説明する。
まず、球状表面弾性波素子７０を平面電極１０と平面電極２０とで平行に挟んだ直後の状態を図４に示す。。
この状態では、球状表面弾性波素子７０上の接点パッド７４及び７５は平面電極１０と平面電極２０とは電気的接続は行われていない。
ここで、電極位置調整機構３０を用いて平面電極１０を前後左右に動かすと、平面電極１０と平面電極２０とに挟まれた球状表面弾性波素子７０は摩擦で平面電極１０を動かした方向に回転する。
【００３６】
ここで、平面電極１０は透明であるので、平面電極１０と平面電極２０とに挟まれた球状表面弾性波素子７０の接点パッド７４及び７５の位置を視覚的に確認することができる。
したがって、電極位置調整機構３０を用いて平面電極１０を前後左右に動かしながら、摩擦で球状表面弾性波素子７０を転がし、接点パッド７４及び７５の位置を調整し位置合わせすることにより、平面電極１０と平面電極２０との電気的接続状態を得ることができる。
図５は、平面電極１０と平面電極２０と球状表面弾性波素子７０の接点パッド７４及び７５との電気的接続状態が得られた状態示す説明図である。
【００３７】
電極取り外し機構５０は、平面電極１０を取り外すことによって平面電極１０と平面電極２０によって保持されていた球状表面弾性波素子７０の配置および取り外しを可能とし、また平面電極１０を容易に洗浄および交換することが可能となる。
【００３８】
電極取り外し機構６０は平面電極２０を取り外すことによって平面電極１０と平面電極
２０によって保持されていた球状表面弾性波素子７０の配置および取り外しを可能とし、また平面電極２０を容易に洗浄および交換することが可能となる。
【００３９】
以下に、本発明の具体的実施例について説明する。
【実施例１】
【００４０】
本実施例では、球状の電気的な機能部品としては、直径１ｍｍの水晶球状表面弾性波素子７０を使用した。中心軸の両端部の丁度北極と南極に相当する部分に接点パッド７４及び７５が形成されている。
まず、ガラス基材上にＩＴＯ膜を蒸着して透明導電層を形成した平面電極１０を作製した。さらに、真鍮材にニッケルメッキ加工を行った電極からなる平面電極２０を作製した。平面電極１０は電極開閉機構４０によって、一辺をヒンジ機構にしてあり、はね上げることができる。
【００４１】
次に、平面電極２０及び平面電極３０の洗浄を行った。このとき、電極取り外し機構５０及び電極取り外し機構６０により平面電極１０および平面電極２０を簡単に装置より取り外すことができるため、容易に洗浄を行うことができた。
【００４２】
次に、電極開閉機構４０を動作させて平面電極１０をはね上げておき、球状表面弾性波素子７０をバキューム・ピンセットを用いて平面電極２０上の中心付近に載置した。
さらに、電極開閉機構４０にて平面電極１０を閉じ、電極位置調整機構３０を用いて平面電極１０を上下方向に位置を調整し、球状表面弾性波素子７０を平面電極１０と平面電極２０とで平行に挟み保持した。
【００４３】
ここで、本実施例で使用した球状表面弾性波素子７０は、直径が１ｍｍであるため北極および南極に相当する部分に形成された接点パッド７４及び７５は肉眼での観察が困難であるので、透明な平面電極２０越しに実体顕微鏡を配置して拡大、観察した。
この状態で、電極位置調整機構３０を用いて平面電極１０を前後左右に動かしながら、摩擦で球状表面弾性波素子７０を転がし、接点パッド７４及び７５の位置を調整して平面電極１０と平面電極２０を球状表面弾性波素子７０の接点パッド７４及び７５にそれぞれ接触させ、駆動計測装置と接続し動作させたところ良好な動作結果を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の電気的接続装置の一実施例を示す模式構成図である。
【図２】球状の電気的な機能部品の一例を示す説明図である。
【図３】本発明の電気的接続装置の平面電極間に球状表面弾性波素子７０を保持した状態を示す模式構成図である。
【図４】球状表面弾性波素子７０の接点パッド７４及び７５と平面電極１０及び２０との位置合わせができていない状態で平面電極１０及び２０間に保持されている状態を示す説明図である。
【図５】球状表面弾性波素子７０の接点パッド７４及び７５と平面電極１０及び２０との位置合わせができた状態で平面電極１０及び２０間に保持されている状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０、２０……平面電極
３０……電極位置調整機構
４０……電極開閉機構
５０、６０……電極取り外し機構
７０……球状表面弾性波素子
７１……伝搬面
７２……球状部材
７３……すだれ状電極
７４、７５……接点パッド
１００……電気的接続装置
【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】
2008091991.tif 000007