(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スパイラル状接触子のコア金属の表層に、前記コア金属とは異なる少なくとも１つの異種金属を拡散浸透させ、前記コア金属を前記異種金属に接触させた状態で加熱することによって、前記異種金属の原子を前記コア金属の表層に拡散浸透させるスパイラル状接触子の製造方法であって、
前記コア金属は、銅（Ｃｕ）基板上にメッキ析出させたニッケル（Ｎｉ）から構成されており、前記Ｃｕ基板と前記コア金属とをともに接触させた状態で加熱することによって、前記コア金属の表層にＣｕの原子を拡散浸透させることを特徴とするスパイラル状接触子の製造方法。
【請求項２】
スパイラル状接触子のコア金属の表層に、前記コア金属とは異なる少なくとも１つの異種金属を拡散浸透させ、加圧環境下において、前記コア金属を前記異種金属に接触させた状態で加熱することによって、前記異種金属の原子を前記コア金属の表層に拡散浸透させるスパイラル状接触子の製造方法であって、
前記コア金属は、銅（Ｃｕ）基板上にメッキ析出させたニッケル（Ｎｉ）から構成されており、前記Ｃｕ基板と前記コア金属とをともに接触させた状態で加熱することによって、前記コア金属の表層にＣｕの原子を拡散浸透させることを特徴とするスパイラル状接触子の製造方法。
【請求項３】
前記加熱する温度は、互いに接触する前記コア金属および前記異種金属のうち、融点が最も高い前記金属の融点の絶対温度の０．４倍の温度を下限とし、融点が最も低い前記金属の融点の絶対温度を上限とすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスパイラル状接触子の製造方法。
【請求項４】
前記加圧環境下の圧力は、０．１ＭＰａ以上１０.０ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項２に記載のスパイラル状接触子の製造方法。
【請求項５】
前記異種金属はチタン（Ｔｉ）であり、前記チタンを前記コア金属の表面に物理気相成長法によって堆積させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスパイラル状接触子の製造方法。
【請求項６】
前記異種金属はアルミニウム（Ａｌ）であり、前記アルミニウムを前記コア金属の表面に物理気相成長法によって堆積させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスパイラル状接触子の製造方法。
【請求項７】
スパイラル状接触子のコア金属の表層に、前記コア金属とは異なる少なくとも１つの異種金属を拡散浸透させ、前記コア金属を前記異種金属に接触させた状態で加熱することによって、前記異種金属の原子を前記コア金属の表層に拡散浸透させるスパイラル状接触子の製造方法において、
前記コア金属が銅（Ｃｕ）基板上にメッキ析出させたニッケル（Ｎｉ）で構成され、前記異種金属がチタン（Ｔｉ）で構成されたとき、前記加熱する温度は７７９〜１３５８Ｋであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスパイラル状接触子の製造方法。
【請求項８】
スパイラル状接触子のコア金属の表層に、前記コア金属とは異なる少なくとも１つの異種金属を拡散浸透させ、加圧環境下において、前記コア金属を前記異種金属に接触させた状態で加熱することによって、前記異種金属の原子を前記コア金属の表層に拡散浸透させるスパイラル状接触子の製造方法において、
前記コア金属が銅（Ｃｕ）基板上にメッキ析出させたニッケル（Ｎｉ）で構成され、前記異種金属がチタン（Ｔｉ）で構成されたとき、前記加熱する温度は７７９〜１３５８Ｋであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスパイラル状接触子の製造方法。
【請求項９】
スパイラル状接触子のコア金属の表層に、前記コア金属とは異なる少なくとも１つの異種金属を拡散浸透させ、前記コア金属を前記異種金属に接触させた状態で加熱することによって、前記異種金属の原子を前記コア金属の表層に拡散浸透させるスパイラル状接触子の製造方法において、
前記コア金属が銅（Ｃｕ）基板上にメッキ析出させたニッケル（Ｎｉ）で構成され、前記異種金属がアルミニウム（Ａｌ）で構成されたとき、前記加熱する温度は６９１〜９３４Ｋであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスパイラル状接触子の製造方法。
【請求項１０】
スパイラル状接触子のコア金属の表層に、前記コア金属とは異なる少なくとも１つの異種金属を拡散浸透させ、加圧環境下において、前記コア金属を前記異種金属に接触させた状態で加熱することによって、前記異種金属の原子を前記コア金属の表層に拡散浸透させるスパイラル状接触子の製造方法において、
前記コア金属が銅（Ｃｕ）基板上にメッキ析出させたニッケル（Ｎｉ）で構成され、前記異種金属がアルミニウム（Ａｌ）で構成されたとき、前記加熱する温度は６９１〜９３４Ｋであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスパイラル状接触子の製造方法。
【請求項１１】
前記コア金属は、銅（Ｃｕ）基板上にバリア材をメッキした後に前記バリア材上にメッキ析出させた銅（Ｃｕ）から構成され、前記Ｃｕ基板、前記バリア材、および前記コア金属とを積層させた状態で加熱することによって、前記コア金属の表層にバリア材の原子を拡散浸透させることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のスパイラル状接触子の製造方法。
【請求項１２】
前記スパイラル状接触子の製造方法において、前記バリア材がニッケル（Ｎｉ）メッキ、前記コア金属が前記Ｎｉメッキ上にメッキ析出させた銅（Ｃｕ）、および前記異種金属がチタン（Ｔｉ）で構成されたとき、前記加熱する温度は７７９〜１３５８Ｋであることを特徴とする請求項１１に記載のスパイラル状接触子の製造方法。
【請求項１３】
前記スパイラル状接触子の製造方法において、前記バリア材がニッケル（Ｎｉ）メッキ、前記コア金属が前記Ｎｉメッキ上にメッキ析出させた銅（Ｃｕ）、および前記異種金属がアルミニウム（Ａｌ）で構成されたとき、前記加熱する温度は６９１〜９３４Ｋであることを特徴とする請求項１１に記載のスパイラル状接触子の製造方法。
【請求項１４】
請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の製造方法によって形成されることを特徴とするスパイラル状接触子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温環境でもヘタリの小さい、電気導電性に優れたスパイラル状接触子に関し、特に、異種金属をスパイラル状接触子の表層に拡散浸透させて、異種金属との合金を形成してスパイラル状接触子の特性を向上させたスパイラル状接触子およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１５は、従来の実施形態に係るコネクタ端子を示す拡大斜視図である。このコネクタ端子は、例えば、自動車の車載用コネクタであって、図１５に示すように、Ｃｕ合金の薄板でつくられており、たがいに嵌合可能な少なくとも一対の雄端子５１および雌端子５２から構成されている。
【０００３】
これらの雄端子５１および雌端子５２は、それぞれの摺動部分Ｓとそれ以外の部分Ｎから構成されている。摺動部分Ｓのビッカ−ス硬さは、６０〜７００ＨＶの範囲にあり、それ以外の部分Ｎのビッカ−ス硬さは、４５〜２５０ＨＶの範囲にあるように設定されている。
また、これらの雄端子５１および雌端子５２は、互いの摺動部分において、両者のビッカ−ス硬さの差が１５ＨＶ以上になるように設定されている。
このように摺動部分Ｓにおいて、雄端子５１および雌端子５２のビッカ−ス硬さの差を１５ＨＶ以上とすることによって、挿入力（挿抜力）の低減効果が得られる。このため、両者が同程度に硬い場合にくらべて、接触安定性に優れ、人の手による挿抜時の負担が少なくなる。
【０００４】
すなわち、雄端子５１を雌端子５２に挿入するとき、両端子の摺動部分Ｓに摩耗による「けずれ」が生じるが、両端子５１，５２のメッキ表面の硬さが同じ程度に軟らかいと変形抵抗が高まり挿入力が大きくなる。
一方、両端子５１，５２のメッキ表面の硬さが同程度に硬い場合も、けずれに対する抵抗が大きくなり、挿入力が大きくなる。
また、両端子５１，５２のメッキ表面の硬さに差がある場合、軟らかい方がけずれやすくなって、挿入力が小さくなる。この場合、両者のビッカース硬さの差が１５ＨＶ以上ある場合に挿入力低減の効果が得られるようになる。
これにより、コネクタ挿抜抵抗を低減するとともに、コネクタ組み立て時において必要な挿入力を低減して、組み立て作業の作業効率を向上させ作業員の疲労を低減することが可能となる。
【０００５】
図１６は、摺動部の拡大図であり、Ｃｕ合金の基板の表面に、メッキ層、および熱拡散による合金を形成したものである。
図１６の（ａ）に示すように、Ｃｕ合金の基板５３の表面に、Ｃｕ，Ａｇ，Ｎｉ，Ｐｂ，Ｚｎ，Ｐ，Ｂ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｉｎ，Ｃ，Ｓ，Ａｕ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｓｂ，Ｂｉ，およびＴｅの中から選ばれる１種または２種以上の金属を含んだメッキ処理をほどこして、金属薄板５５を形成する。メッキ処理によりＣｕ合金の基板５３と、前記金属の中から選ばれた金属とが一部合金化されてメッキ表面を所定の硬度に硬化させる。
【０００６】
また、図１５に示した雄端子５１と雌端子５２との互いの摺動部分Ｓにおいて、図１６の（ａ），（ｂ）に示すように、純Ｓｎ層５７の厚さが０．６μｍ未満になるまで、純Ｓｎ層５７とＣｕ層５６との間、またはＣｕ層５６と基板５３との間で互いに熱拡散させて、Ｃｕ−Ｓｎ合金５８を形成させ、Ｃｕ層５６、純Ｓｎ層５７、および合金５８から基板５３の表層５４を形成している。
【０００７】
これにより、電気・電子回路部品として使用する端子やコネクタなどにおいて、その嵌合性や通電安定性を向上させて、接触抵抗を低くおさえることができる。さらに、挿入力を小さくすることができ、挿抜性を向上させることができる。
また、自動車の組み立て工程などにおいて、組み立て作業での作業効率を向上させることができる。さらに、把持力が変化しないことにより、エンジンなどの振動によって外れることのない安定した装着を確保できる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１７９０５５号公報（段落番号「００３２」、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、メッキ処理によって異種金属の薄膜を形成して熱拡散させる場合には時間が長くかかるという問題があった。
また、異種金属の原子を熱拡散させたい金属材上に、異種金属の薄膜を載置して金属材の表層に合金を形成させる際、金属同士が融着してしまうという問題があった。
【０００９】
本発明は、前記問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を形成するコア金属に異種金属の特性を兼ね備えることによって、高温環境でもヘタリが小さく良好なバネ性を示し、電気導電性に優れたスパイラル状接触子およびその製造方法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】
【００１０】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、スパイラル状接触子のコア金属の表層に、前記コア金属とは異なる少なくとも１つの異種金属を拡散浸透させ、前記コア金属を前記異種金属に接触させた状態で加熱することによって、前記異種金属の原子を前記コア金属の表層に拡散浸透させるスパイラル状接触子の製造方法であって、前記コア金属は、銅（Ｃｕ）基板上にメッキ析出させたニッケル（Ｎｉ）から構成されており、前記Ｃｕ基板と前記コア金属とをともに接触させた状態で加熱することによって、前記コア金属の表層にＣｕの原子を拡散浸透させることを特徴とするスパイラル状接触子の製造方法。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、スパイラル状接触子のコア金属の表層に、前記コア金属とは異なる少なくとも１つの異種金属を拡散浸透させ、加圧環境下において、前記コア金属を前記異種金属に接触させた状態で加熱することによって、前記異種金属の原子を前記コア金属の表層に拡散浸透させるスパイラル状接触子の製造方法であって、前記コア金属は、銅（Ｃｕ）基板上にメッキ析出させたニッケル（Ｎｉ）から構成されており、前記Ｃｕ基板と前記コア金属とをともに接触させた状態で加熱することによって、前記コア金属の表層にＣｕの原子を拡散浸透させることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のスパイラル状接触子の製造方法であって、前記加熱する温度は、互いに接触する前記コア金属および前記異種金属のうち、融点が最も高い前記金属の融点の絶対温度の０．４倍の温度を下限とし、融点が最も低い前記金属の融点の絶対温度を上限とすることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載のスパイラル状接触子の製造方法であって、前記加圧環境下の圧力は、０．１ＭＰａ以上１０.０ＭＰａ以下であることを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のスパイラル状接触子の製造方法であって、前記異種金属はチタン（Ｔｉ）であり、前記チタンを前記コア金属の表面に物理気相成長法によって堆積させることを特徴とする。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のスパイラル状接触子の製造方法であって、前記異種金属はアルミニウム（Ａｌ）であり、前記アルミニウムを前記コア金属の表面に物理気相成長法によって堆積させることを特徴とする。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のスパイラル状接触子の製造方法であって、スパイラル状接触子のコア金属の表層に、前記コア金属とは異なる少なくとも１つの異種金属を拡散浸透させ、前記コア金属を前記異種金属に接触させた状態で加熱することによって、前記異種金属の原子を前記コア金属の表層に拡散浸透させるスパイラル状接触子の製造方法において、前記コア金属が銅（Ｃｕ）基板上にメッキ析出させたニッケル（Ｎｉ）で構成され、前記異種金属がチタン（Ｔｉ）で構成されたとき、前記加熱する温度は７７９〜１３５８Ｋであることを特徴とする。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のスパイラル状接触子の製造方法であって、スパイラル状接触子のコア金属の表層に、前記コア金属とは異なる少なくとも１つの異種金属を拡散浸透させ、加圧環境下において、前記コア金属を前記異種金属に接触させた状態で加熱することによって、前記異種金属の原子を前記コア金属の表層に拡散浸透させるスパイラル状接触子の製造方法において、前記コア金属が銅（Ｃｕ）基板上にメッキ析出させたニッケル（Ｎｉ）で構成され、前記異種金属がチタン（Ｔｉ）で構成されたとき、前記加熱する温度は７７９〜１３５８Ｋであることを特徴とする。
【００１８】
請求項９に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のスパイラル状接触子の製造方法であって、スパイラル状接触子のコア金属の表層に、前記コア金属とは異なる少なくとも１つの異種金属を拡散浸透させ、前記コア金属を前記異種金属に接触させた状態で加熱することによって、前記異種金属の原子を前記コア金属の表層に拡散浸透させるスパイラル状接触子の製造方法において、前記コア金属が銅（Ｃｕ）基板上にメッキ析出させたニッケル（Ｎｉ）で構成され、前記異種金属がアルミニウム（Ａｌ）で構成されたとき、前記加熱する温度は６９１〜９３４Ｋであることを特徴とする。
【００１９】
請求項１０に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のスパイラル状接触子の製造方法であって、スパイラル状接触子のコア金属の表層に、前記コア金属とは異なる少なくとも１つの異種金属を拡散浸透させ、加圧環境下において、前記コア金属を前記異種金属に接触させた状態で加熱することによって、前記異種金属の原子を前記コア金属の表層に拡散浸透させるスパイラル状接触子の製造方法において、前記コア金属が銅（Ｃｕ）基板上にメッキ析出させたニッケル（Ｎｉ）で構成され、前記異種金属がアルミニウム（Ａｌ）で構成されたとき、前記加熱する温度は６９１〜９３４Ｋであることを特徴とする。る。
【００２０】
請求項１１に記載の発明は、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のスパイラル状接触子の製造方法であって、前記コア金属は、銅（Ｃｕ）基板上にバリア材をメッキした後に前記バリア材上にメッキ析出させた銅（Ｃｕ）から構成され、前記Ｃｕ基板、前記バリア材、および前記コア金属とを積層させた状態で加熱することによって、前記コア金属の表層にバリア材の原子を拡散浸透させることを特徴とする。
【００２１】
請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載のスパイラル状接触子の製造方法であって、前記スパイラル状接触子の製造方法において、前記バリア材がニッケル（Ｎｉ）メッキ、前記コア金属が前記Ｎｉメッキ上にメッキ析出させた銅（Ｃｕ）、および前記異種金属がチタン（Ｔｉ）で構成されたとき、前記加熱する温度は７７９〜１３５８Ｋであることを特徴とする。
また、請求項１３に記載の発明は、請求項１１に記載のスパイラル状接触子の製造方法であって、前記スパイラル状接触子の製造方法において、前記バリア材がニッケル（Ｎｉ）メッキ、前記コア金属が前記Ｎｉメッキ上にメッキ析出させた銅（Ｃｕ）、および前記異種金属がアルミニウム（Ａｌ）で構成されたとき、前記加熱する温度は６９１〜９３４Ｋであることを特徴とする。
【００２２】
請求項１４に記載の発明は、スパイラル状接触子であって、請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の製造方法によって形成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１に係る発明によれば、加熱環境下において、コア金属は、銅（Ｃｕ）基板上にメッキ析出させたニッケル（Ｎｉ）から構成されており、Ｃｕ基板とコア金属とをともに接触させた状態で加熱することによって、コア金属の表層にＣｕの原子を拡散浸透させるため、スパイラル状接触子の表層にのみ合金を短時間に形成して、スパイラル状接触子を形成するコア金属に異種金属の特性を兼ね備え、電気導電性に優れたスパイラル状接触子を得ることができる。
【００２４】
請求項２に係る発明によれば、加熱・加圧環境下において、コア金属は、銅（Ｃｕ）基板上にメッキ析出させたニッケル（Ｎｉ）から構成されており、Ｃｕ基板とコア金属とをともに接触させた状態で加熱することによって、コア金属の表層にＣｕの原子を拡散浸透させるため、スパイラル状接触子の表層にのみ合金を短時間に形成して、スパイラル状接触子を形成するコア金属に異種金属の特性を兼ね備え、電気導電性に優れたスパイラル状接触子を得ることができる。
【００２５】
請求項３に係る発明によれば、加熱する温度は、互いに接触するコア金属および異種金属のうち、融点が最も高い金属の融点の絶対温度の０．４倍の温度を下限とし、融点が最も低い金属の融点の絶対温度を上限としたことによって、スパイラル状接触子の表層にのみ合金を短時間に形成することができる。
【００２６】
請求項４に係る発明によれば、加圧環境下の圧力は、０．１ＭＰａ以上１０.０ＭＰａ以下とすることによって、スパイラル状接触子の表層にのみ合金を短時間に形成することができる。
【００２７】
請求項５に係る発明によれば、異種金属はチタン（Ｔｉ）であり、チタンをコア金属の表面に物理気相成長法によって堆積させることによって、スパイラル状接触子の表層にのみ合金を短時間に形成して、スパイラル状接触子を形成するコア金属に異種金属の特性を兼ね備え、高温環境でもヘタリが小さく良好なバネ性を示すスパイラル状接触子を得ることができる。
【００２８】
請求項６に係る発明によれば、異種金属はアルミニウム（Ａｌ）であり、アルミニウムをコア金属の表面に物理気相成長法によって堆積させることによって、スパイラル状接触子の表層にのみ合金を短時間に形成して、スパイラル状接触子を形成するコア金属に異種金属の特性を兼ね備え、高温環境でもヘタリが小さく良好なバネ性を示すスパイラル状接触子を得ることができる。
【００２９】
請求項７係る発明によれば、加熱環境下において、コア金属が銅（Ｃｕ）基板上にメッキ析出させたニッケル（Ｎｉ）で構成され、異種金属がチタン（Ｔｉ）で構成されたとき、加熱する温度を７７９〜１３５８Ｋとすることによって、スパイラル状接触子の表層にのみ合金を短時間に形成して、スパイラル状接触子を形成するコア金属に異種金属の特性を兼ね備え、高温環境でもヘタリが小さく良好なバネ性を示し、電気導電性に優れたスパイラル状接触子を得ることができる。
【００３０】
請求項８係る発明によれば、加熱・加圧環境下において、コア金属が銅（Ｃｕ）基板上にメッキ析出させたニッケル（Ｎｉ）で構成され、異種金属がチタン（Ｔｉ）で構成されたとき、加熱する温度を７７９〜１３５８Ｋとすることによって、スパイラル状接触子の表層にのみ合金を短時間に形成して、スパイラル状接触子を形成するコア金属に異種金属の特性を兼ね備え、高温環境でもヘタリが小さく良好なバネ性を示し、電気導電性に優れたスパイラル状接触子を得ることができる。
【００３１】
請求項９に係る発明によれば、加熱環境下において、コア金属が銅（Ｃｕ）基板上にメッキ析出させたニッケル（Ｎｉ）で構成され、異種金属がアルミニウム（Ａｌ）で構成されたとき、加熱する温度を６９１〜９３４Ｋとすることによって、スパイラル状接触子の表層にのみ合金を短時間に形成して、スパイラル状接触子を形成するコア金属に異種金属の特性を兼ね備え、高温環境でもヘタリが小さく良好なバネ性を示し、電気導電性に優れたスパイラル状接触子を得ることができる。
【００３２】
請求項１０に係る発明によれば、加熱・加圧環境下において、コア金属が銅（Ｃｕ）基板上にメッキ析出させたニッケル（Ｎｉ）で構成され、異種金属がアルミニウム（Ａｌ）で構成されたとき、加熱する温度を６９１〜９３４Ｋとすることによって、スパイラル状接触子の表層にのみ合金を短時間に形成して、スパイラル状接触子を形成するコア金属に異種金属の特性を兼ね備え、高温環境でもヘタリが小さく良好なバネ性を示し、電気導電性に優れたスパイラル状接触子を得ることができる。
【００３３】
請求項１１に係る発明によれば、コア金属は、銅（Ｃｕ）基板上にバリア材をメッキした後にバリア材上にメッキ析出させた銅（Ｃｕ）から構成され、Ｃｕ基板、バリア材、およびコア金属とを積層させた状態で加熱することによって、スパイラル状接触子の表層にのみ合金を短時間に形成して、スパイラル状接触子を形成するコア金属に異種金属の特性を兼ね備え、高温環境でもヘタリが小さく良好なバネ性を示し、電気導電性に優れたスパイラル状接触子を得ることができる。
【００３４】
請求項１２に係る発明によれば、バリア材がニッケル（Ｎｉ）メッキ、コア金属がＮｉメッキ上にメッキ析出させた銅（Ｃｕ）、および異種金属がチタン（Ｔｉ）で構成されたとき、加熱する温度を７７９〜１３５８Ｋとすることによって、スパイラル状接触子の表層にのみ合金を短時間に形成して、スパイラル状接触子を形成するコア金属に異種金属の特性を兼ね備え、高温環境でもヘタリが小さく良好なバネ性を示し、電気導電性に優れたスパイラル状接触子を得ることができる。
また、請求項１３に係る発明によれば、バリア材がニッケル（Ｎｉ）メッキ、コア金属がＮｉメッキ上にメッキ析出させた銅（Ｃｕ）、および異種金属がアルミニウム（Ａｌ）で構成されたとき、加熱する温度を６９１〜９３４Ｋとすることによって、スパイラル状接触子の表層にのみ合金を短時間に形成して、スパイラル状接触子を形成するコア金属に異種金属の特性を兼ね備え、高温環境でもヘタリが小さく良好なバネ性を示し、電気導電性に優れたスパイラル状接触子を得ることができる。
【００３５】
請求項１４に係る発明によれば、請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の製造方法によって形成されることにより、高温環境でもヘタリが小さく良好なバネ性を示し、電気導電性に優れたスパイラル状接触子を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態に係るスパイラル状接触子について、図面を参照して説明する。
図１の（ａ）は、本実施形態に係るスパイラル状接触子の概略を示す斜視図であり、図１の（ｂ）（ｃ）は（ａ）に示すＡ―Ａ線の断面図である。また、図１の（ｂ）は水平なスパイラル状接触子を備える様子を示す断面図であり、図１の（ｃ）は、図１の（ｂ）に示すスパイラル状接触子に球状接続端子（以下、半田ボールとも称す）を備えた半導体デバイスを挿着し、この球状接続端子がスパイラル状接触子を押圧して高精度に接触する様子を示す断面図である。
【００３７】
図１の（ａ）に示すように、個々のスパイラル状接触子７は、ガイドフレーム（ポリイミド板、または、ポリイミドフィルム）８によって、個別に絶縁性が保たれている。さらに、このガイドフレーム８によって水平に位置決め保持され、ボード９に支持されている。
なお、スパイラル状接触子７が複数配置された構成のものを、スパイラルコンタクタ１０という。
スパイラルコンタクタ１０のスパイラル状接触子７，７，…７は、例えば、図１の（ｃ）に示すように、半導体デバイス（ＩＣチップ）４の下面に碁盤の目状に配置された球状接続端子２に合わせて配設されている。
また、渦巻き状に形成されたスパイラル状接触子７の接触長さは、ここでは１．５回転分が確保されているが、球状接続端子２の大きさに合わせて適宜変更しても構わない。
【００３８】
図１の（ｂ）に示すように、スパイラル状接触子７は、自然体では平坦状のスパイラル（渦巻き）であり、幅は、先端から根元に近づけば近づく程、広くなっている。スパイラル状接触子７を形成するコア材はニッケル（Ｎｉ）基材である。このニッケル（コア金属）の表層には、異種金属が拡散浸透している。異種金属は、コア金属であるニッケルとは異なる、例えば、チタン（Ｔｉ）やアルミニウム（Ａｌ）であり、スパイラル状接触子７はこれらとの合金の特性を兼ね備えている。さらに、この表面には無電解Ａｕメッキがほどこされている。
【００３９】
そして、図１の（ｃ）に示すように、例えば、半導体デバイス４に備わる球状接続端子２がスパイラル状接触子７を押圧すると、スパイラル状接触子７の中央部から外側に接触を広げ、スパイラル（渦巻き）は凹状にたわみ、球状接続端子２を抱き込むように変形する。そして、スパイラル状接触子７は球状接続端子２に螺旋状に巻き付くことから、スパイラル状接触子７と球状接続端子２とが接触する接触長さが長い程、確実に接触するとともに、異物の付着があっても球状接続端子２の球面に沿った摺動作用によって異物を除去し、球状接続端子２の表面の酸化膜を切り込んで、安定した通電接触ができる。
【００４０】
ここで、異種金属の拡散浸透に関して、簡単に説明する。
一方の金属であるコア金属の上に、他方の金属として前記コア金属とは異なる異種金属を堆積させて熱を加えると、熱エネルギーによって、異種金属とコア金属との接触部の原子が揺動し、空孔などの助けを借りて金属中に原子の移動が生じる。この場合には原子は金属の表面を通って、一方の金属の原子が、相手側に移動する拡散現象によって互いの内部に原子が移動する。このとき原子は、互いに相手材の中に拡散するので相互拡散となる。拡散による原子の移動のしやすさは、拡散係数の大小から判断される。
また、圧力によっても、金属間の原子間隔を近づけて、冷間圧接して拡散浸透を生じさせることができる。このように、金属原子同士が数オングストロームの距離に近づくと自由電子を共通化して、金属原子同士の相対運動によって、金属の被膜を剥がすことなく、結晶格子点の原子と相互に作用し合い、原子を互いに拡散させることができる。
【００４１】
次に、本実施の形態に係るスパイラル状接触子の製造方法を説明する。
図２、図３、図４は、本実施の形態に係るスパイラル状接触子の製造方法を説明するうえで断面にした工程図である。
図２の（ａ）はレジスト塗布工程を示している（ステップＳ１）。図２の（ａ）に示すように、ここでは、銅箔（Ｃｕ基板）１の上面に感光レジスト５を均一に塗布する。
【００４２】
図２の（ｂ）はフォトマスク工程を示している（ステップＳ２）。図２の（ｂ）に示すように、スパイラル状接触子７（図１参照）の形状を描いたフォトマスク６を感光レジスト５の上面に覆い被せ、フォトマスク６の画像を密着焼き付けする。なお、フォトマスク６を適切な倍率で投影して露光させるようにしても構わない。
【００４３】
図２の（ｃ）は現像定着工程を示している（ステップＳ３）。図２の（ｃ）に示すように、感光レジスト５（図２の（ｂ）参照）を現像し定着させてレジスト被膜を形成させると、フォトマスク６に覆われた箇所（図２（ｂ）の黒塗り部）はレジスト被膜が形成されずに銅箔１が露出した状態になる。一方、フォトマスク６に覆われずに露光した銅箔１には定着レジスト５ａによるレジスト被膜がスパイラル状接触子７の反転画像（ネガ）として形成される。
【００４４】
図２の（ｄ）はメッキ工程を示している（ステップＳ４）。図２の（ｄ）に示すように、銅箔１を露出させた箇所にのみ金属材料のニッケル（Ｎｉ）をメッキ析出させて、スパイラル状接触子７を形成する。一方、レジスト被膜（定着レジスト５ａ）上にはメッキ析出の発生はない。
その結果、フォトマスク６によって感光を遮られて、定着レジスト５ａが定着しなかった箇所にメッキがほどこされて、フォトマスク６をトレースするようにニッケル（Ｎｉ）がメッキされ、スパイラル状接触子７が形成される。この段階で、写真製版（印刷）技術による高い精度でスパイラル状接触子７の形状が銅箔１の表面に形成される。
なお、Ｎｉメッキの厚さは１５〜３０μｍとしている。
【００４５】
図２の（ｅ）はレジスト除去工程を示している（ステップＳ５）。図２の（ｅ）に示すように、レジストを除去することにより、銅箔１の表面にはスパイラル状接触子７が残る。
【００４６】
図３の（ａ）は異種金属の堆積工程を示している（ステップＳ６）。図３の（ａ）に示すように、前記したステップＳ５で形成されたスパイラル状接触子７の上面に、スパッタリング法によってＴｉ原子を堆積させる。ここでは、スパイラル状接触子７は、Ｃｕ基板１上に形成されており、このＣｕ基板１上のスパイラル状接触子７を形成した面を陰極１４側に向けてスパッタ装置１２の陽極１３に固定されている。
【００４７】
スパッタリング法では、陰極１４に取り付けられたターゲット１７に、マイナスの高電圧を印加し、真空のチャンバー１６内にアルゴンガスを吹き込むと、高電界によりアルゴンガスはプラズマ状態となりプラスイオン化する。陽極１３と陰極１４との間に直流電圧を印加すると、高速に加速されたアルゴンイオン（Ａｒ＋）が、ターゲット１７に衝突する。これを３０分〜２時間実施する。陰極１４側の磁石による磁場はスパッタリング効率を向上させる役目をする。
なお、ここでは、ＰＶＤ法（物理気相成長法）のうちスパッタリング法を用いて薄膜を形成させたが、真空蒸着などの方法を用いても構わない。
【００４８】
図３の（ｂ）は、チタン（Ｔｉ）原子がニッケル基材の表面に堆積した状態を示す工程図である（ステップＳ６Ａ）。図３の（ｂ）に示すように、Ｔｉ原子の薄膜７ｂはＮｉ基材（図３の（ｃ）参照）およびＣｕ基板１の表面に一様に堆積している。
【００４９】
図３の（ｃ）は、図３の（ｂ）に示すＣ部の拡大模式図である。図３の（ｃ）に示すように、スパイラル状接触子７を形成するニッケル（Ｎｉ）基材の表面に、異種金属としてＴｉ原子が堆積している。また、Ｃｕ基板１の表面にも同様にＴｉ原子が堆積している。
すなわち、図３の（ａ）に示すように、ターゲット１７にアルゴンイオンが衝突して、ターゲット１７のＴｉ原子が飛び出してスパイラル状接触子７上に被着し、図３の（ｂ）（ｃ）に示すように、スパイラル状接触子７の上面および側面にチタン（Ｔｉ）の薄膜７ｂが形成される。
【００５０】
図３の（ｄ）は、アルミニウム（Ａｌ）原子がニッケル（Ｎｉ）基材の表面に堆積した状態を示す工程図である（ステップＳ６Ｂ）。図３の（ｄ）に示すように、Ａｌ原子の薄膜７ｂ′はＮｉ基材（図３の（ｅ）参照）およびＣｕ基板１の上面に一様に堆積している。
【００５１】
図３の（ｅ）は、図３の（ｄ）に示すＣ′部の拡大模式図である。図３の（ｅ）に示すように、スパイラル状接触子７′を形成するニッケル（Ｎｉ）基材の表面に、異種金属としてＡｌ原子が堆積している。また、Ｃｕ基板１の表面にも同様にＡｌ原子が堆積している。アルミニウム（Ａｌ）原子の堆積に関しては、後記した第２の実施形態において詳細に説明する。
【００５２】
図４の（ａ）は異種金属の拡散浸透工程を示している（ステップＳ７Ａ）。図４の（ｂ）は前記した図３の（ｃ）を示す拡大模式図であり、図４の（ｃ）は図４の（ａ）に示すＣ部の拡大模式図である。
図４の（ｂ）に示すように、スパイラル状接触子７の基材（コア材）を構成するものは、ニッケル（Ｎｉ）メッキである。前記したように、このスパイラル状接触子７の上面および側面には、スパッタリング法によってＴｉ原子が堆積している（Ｔｉ堆積部７ｂ）。
また、スパイラル状接触子７の下面には異種金属（Ｃｕ）のＣｕ基板１が存在している。
【００５３】
図４の（ｃ）に示すように、ニッケル基材に堆積したＴｉ原子、およびＣｕ基板１を加熱することによって、Ｔｉ原子がニッケル（Ｎｉ）基材の上面および側面に拡散浸透する。すなわち、異種金属としてのチタン（Ｔｉ）原子がニッケル（Ｎｉ）基材の表層に拡散浸透して、この表層にニッケル（Ｎｉ）とチタン（Ｔｉ）の合金（異種金属の拡散浸透部）７ｃが形成される。また、スパイラル状接触子７の下面に設けられたＣｕ基板によって、異種金属としてのＣｕ原子がスパイラル状接触子７の下面に拡散浸透して、ニッケル（Ｎｉ）と銅（Ｃｕ）の合金（異種金属の拡散浸透部）７ｄが形成される。
また、合金（異種金属の拡散浸透部）７ｃと合金（異種金属の拡散浸透部）７ｄとの界面では、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）の合金が部分的に形成される。
また、異種金属の界面（Ｔｉ―Ｎｉ）では、金属間化合物ＴｉＮｉ３,ＴｉＮｉが形成される。
また、異種金属（Ｔｉ―Ｃｕ）の界面では、金属間化合物ＴｉＣｕ４,ＴｉＣｕＮｉ３，ＴｉＣｕが形成される。
【００５４】
図５は、加熱・加圧方法の一例を示す断面図である。図５に示すように、加圧設定値は、０．１ＭＰａ以上１０．０ＭＰａ以下とした。これは、生産性を考慮して、３０分程度で原子の拡散が進行して、合金をスパイラル状接触子の表層にのみ生成するための圧力である。また、加圧チャンバー内ではヒータにより加熱している。なお、加圧源に１０．０ＰＭａのアルゴンガスボンベを用いている。
なお、加圧することにより、原子の拡散浸透に要する時間が短くなるが、常圧下（大気圧）で加熱することにより拡散浸透させても構わない。
【００５５】
図６は、加熱温度と金属の状態の関係を示しており、絶対温度における金属の状態線図である。このとき、加圧環境下において、コア金属を異種金属に接触させた状態で加熱する金属の種類としては、Ｔｉ、Ｎｉ、およびＣｕである。
図６に示すように、加熱する温度は、互いに接触するコア金属および異種金属のうち、融点が最も高い金属の融点の絶対温度の０．４倍の温度を下限とし、融点が最も低い前記金属の融点の絶対温度を上限とした。これは、原子の拡散をスパイラル状接触子の表層に限定するための条件であり、融点が最も高い金属はチタン（Ｔｉ）であり、チタンの融点の絶対温度１９４８Ｋの０．４倍の温度は７７９Ｋであるため、これを下限とした。また、融点が最も低い金属は銅（Ｃｕ）であり、銅の融点の絶対温度１３５８Ｋを上限とした。すなわち、加熱温度は、下限を７７９Ｋ、上限を１３５８Ｋとした。
これによって、異種金属の原子をスパイラル状接触子の表層に拡散浸透させ、異種金属との合金の特性を兼ね備えたスパイラル状接触子を得ることができる。加熱時間は３０分から２時間とした。
【００５６】
このように合金を形成することにより、チタン（Ｔｉ）材がバネ特性改善用拡散材料であり、銅（Ｃｕ）材が導電性改善用拡散材料であるため、コア材（Ｎｉ）の上下両面および側面を、バネ特性改善用拡散材料であるチタン（Ｔｉ）材と、導電性改善用拡散材料である銅（Ｃｕ）材とで挟み込み、高温加熱によって多層金属化合物（多層合金）を形成している。
これによって、スパイラル状接触子７は、チタン（Ｔｉ）の特性である形状記憶性によりバネ特性が強化され、銅（Ｃｕ）の特性である良導性により導電性が強化される。
【００５７】
続いて、図７の（ａ）はポリイミド積層工程を示している（ステップＳ８）。ここでは、チタン（Ｔｉ）の原子がニッケル（Ｎｉ）基材に拡散浸透して形成されるニッケル（Ｎｉ）とチタン（Ｔｉ）との合金（異種金属拡散部）７ｃ,７ｄ（図４の（ｃ）参照）について説明する。
【００５８】
図７の（ａ）に示すように、孔８ａの空いたポリイミド板８を、スパイラル状接触子７が形成された銅箔（Ｃｕ基板）１の表面に載置する。
【００５９】
図７の（ｂ）はポリイミド圧着工程を示している（ステップＳ９）。図７の（ｂ）に示すように、ポリイミド板８をスパイラル状接触子７の最外周部７ｅに加熱圧着して、スパイラル状接触子２７をポリイミド板８の裏側に固定する。
【００６０】
図７の（ｃ）はＣｕエッチング工程を示している（ステップＳ１０）。図７の（ｃ）に示すように、銅箔（Ｃｕ基板）１をエッチング除去する。これにより、スパイラル状接触子７は、ポリイミド板８の孔８ａを通して裏から表へ螺旋を描いて立ち上がることが可能となる。このとき、前記したスパッタリング法によってＣｕ基板の上に堆積した異種金属のチタン（Ｔｉ）は、このＣｕエッチング時に除去される。
【００６１】
図７の（ｄ）は基板貼付工程を示している（ステップＳ１１）。図７の（ｄ）に示すように、熱硬化型の導電性の接着剤１１を薄く均一に塗布したプレート（図略）をスパイラル状接触子７の最外周部７ｅ（図７（ｂ）参照）の接合面７ａ（図７（ｃ）参照）に接触させて、接着剤１１を接合面７ａに転写させる。これをボード９の所定位置の配線導体９ａ上に、接合面７ａと対面するように位置合わせして電気的に導通して加熱圧着する。これにより、ボード９の表層に形成された配線導体９ａにスパイラル状接触子７を加熱圧着させる。このとき、接着剤１１である熱硬化型エポキシ樹脂が塗布された接合面７ａは、加熱圧着によりボード９に強固に固着される。
【００６２】
図７の（ｅ）は無電解Ａｕメッキ工程を示している（ステップＳ１２）。図７の（ｅ）に示すように、スパイラル状接触子７の表面に、無電解Ａｕメッキをほどこしている。これによって、スパイラル状接触子７は酸化することなく電気的に低抵抗な接続をすることができる。
【００６３】
＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態に係るスパイラル状接触子について、図面を参照して説明する。第２の実施形態が、前記した第１の実施形態と異なる点は、第１の実施形態ではスパイラル状接触子の上面および側面に堆積させる異種金属をチタン（Ｔｉ）としたが、第２の実施形態では異種金属をアルミニウム（Ａｌ）とした点である。なお、第１の実施形態と重複する部分は同符号を付して、その説明は省略する。
【００６４】
図８の（ａ）は異種金属の拡散浸透工程を示している（ステップＳ７Ｂ）。図８の（ｂ）は図３の（ｅ）を示す拡大模式図であり、図８の（ｃ）は図８の（ａ）に示すＣ′部の拡大模式図である。
【００６５】
図８の（ｂ）に示すように、スパイラル状接触子７′の基材（コア材）を構成するものは、ニッケル（Ｎｉ）メッキである。このスパイラル状接触子７′の上面および側面には、前記したスパッタリング法によって、Ａｌ原子が堆積している（Ａｌ堆積部７ｂ′）。
また、スパイラル状接触子７′の下面には異種金属（Ｃｕ）のＣｕ基板１が設けられている。
【００６６】
図８の（ｃ）に示すように、ニッケル基材に堆積したＡｌ原子、およびＣｕ基板１を加熱することによって、Ａｌ原子がニッケル（Ｎｉ）基材の上面および側面に拡散浸透する。すなわち、異種金属としてのアルミニウム（Ａｌ）がニッケル（Ｎｉ）基材の表層に拡散浸透して、この表層にニッケル（Ｎｉ）とアルミニウム（Ａｌ）の合金（異種金属の拡散浸透部）７ｃ′が形成される。また、スパイラル状接触子７′の下面に設けられたＣｕ基板１によって、異種金属としてのＣｕ原子がスパイラル状接触子７の下面に拡散浸透して、ニッケル（Ｎｉ）と銅（Ｃｕ）の合金（異種金属の拡散浸透部）７ｄ′が形成される。
また、合金（異種金属の拡散浸透部）７ｃ′と合金（異種金属の拡散浸透部）７ｄ′との界面では、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）の合金が部分的に形成される。
また、異種金属（Ａｌ―Ｎｉ）の界面では、金属間化合物ＡｌＮｉ３、ＡｌＮｉが形成されている。
また、異種金属（Ａｌ―Ｃｕ）の界面では、金属間化合物ＡｌＣｕ２、ＡｌＣｕ３が形成されている。
【００６７】
図９は、加熱温度と金属の状態の関係を示しており、特に、絶対温度における金属の状態線図である。このとき、加圧環境下において、コア金属を異種金属に接触させた状態で加熱する金属の種類としては、Ａｌ、Ｎｉ、およびＣｕである。
図９に示すように、加熱する温度は、互いに接触するコア金属および異種金属のうち、融点が最も高い金属の融点の絶対温度の０．４倍の温度を下限とし、融点が最も低い前記金属の融点の絶対温度を上限とした。これは、原子の拡散をスパイラル状接触子の表層に限定するための条件であり、融点が最も高い金属は、ニッケル（Ｎｉ）であり、ニッケルの融点の絶対温度１７２８Ｋの０．４倍の温度は、６９１Ｋであるため、これを下限とした。また、融点が最も低い金属は、アルミニウム（Ａｌ）であり、アルミニウムの融点の絶対温度９３４Ｋを上限とした。すなわち、加熱温度は、下限を６９１Ｋ、上限を９３４Ｋとした。
これによって、異種金属の原子をスパイラル状接触子の表層に拡散浸透させ、異種金属との合金の特性を兼ね備えたスパイラル状接触子を得ることができる。加熱時間は３０分から２時間とした。
【００６８】
このように合金を形成することにより、アルミニウム（Ａｌ）材がバネ特性改善用拡散材料であり、銅（Ｃｕ）材が導電性改善用拡散材料であるため、コア材（Ｎｉ）の上下両面および側面を、バネ特性改善用拡散材料であるアルミニウム（Ａｌ）材と、導電性改善用拡散材料である銅（Ｃｕ）材とで挟み込み、高温加熱によって多層金属化合物（多層合金）を形成している。
これによって、スパイラル状接触子７′（図８の（ａ）参照）は、アルミニウム（Ａｌ）のバネ特性が強化され、銅（Ｃｕ）の良導電性特性が強化される。
このあと、第1の実施形態に示した製造工程において、チタンＴｉをアルミニウムＡｌに置き換えて、ステップＳ８〜ステップＳ１２（図７参照）を実施している。これにより、第1の実施形態に示した製造工程と同様に、ポリイミド板８をスパイラル状接触子７′および銅箔（Ｃｕ基板）１の表面に載置して、スパイラル状接触子７′をポリイミド板８の裏側に固定して、そのあと銅箔（Ｃｕ基板）１をエッチング除去する。これにより、スパイラル状接触子７′は、ポリイミド板８の孔８ａを通して裏から表へ螺旋を描いて立ち上がることが可能となる。このとき、前記したスパッタリング法によってＣｕ基板の上に堆積した異種金属のアルミニウム（Ａｌ）は、このＣｕエッチング時に除去される。さらに、基板貼付を行ない、無電解Ａｕメッキを行なう。
【００６９】
＜第３の実施の形態＞
次に、第３の実施形態に係るスパイラル状接触子について、図面を参照して説明する。第３の実施形態が、前記した第１の実施形態と異なる点は、第１の実施形態ではスパイラル状接触子のコア金属をニッケル（Ｎｉ）としたが、第３の実施形態ではスパイラル状接触子のコア金属を銅（Ｃｕ）とした点である。なお、第１の実施形態と重複する部分は同符号を付して、その説明は省略する。
【００７０】
図１０の（ａ）はレジスト塗布工程を示している（ステップＳ２１）。図１０の（ａ）に示すように、ここでは、銅箔（Ｃｕ基板）１の上面に感光レジスト５を均一に塗布する。
【００７１】
図１０の（ｂ）はフォトマスク工程を示している（ステップＳ２２）。図１０の（ｂ）に示すように、スパイラル状接触子２７（スパイラル状接触子７（図１参照））の形状を描いたフォトマスク６を感光レジスト５の上面に覆い被せ、フォトマスク６の画像を密着焼き付けする。なお、フォトマスク６を適切な倍率で投影して露光させるようにしても構わない。
【００７２】
図１０の（ｃ）は現像定着工程を示している（ステップＳ２３）。図１０の（ｃ）に示すように、感光レジスト５（図１０の（ｂ）参照）を現像し定着させてレジスト被膜を形成させると、フォトマスク６に覆われた箇所（図１０（ｂ）の黒塗り部）はレジスト被膜が形成されずに銅箔１が露出した状態になる。一方、フォトマスク６に覆われずに露光した銅箔１には定着レジスト５ａによるレジスト被膜がスパイラル状接触子２７の反転画像（ネガ）として形成される。
【００７３】
図１０の（ｄ）はメッキ工程を示している（ステップＳ２４）。図１０の（ｄ）に示すように、銅箔１を露出させた箇所にのみＮｉメッキをバリア材としてほどこし、このＮｉメッキの箇所にコア金属として銅（Ｃｕ）をメッキ析出させて、スパイラル状接触子２７を形成する。一方、レジスト被膜（定着レジスト５ａ）上にはメッキ析出の発生はない。
その結果、フォトマスク６によって感光を遮られて定着レジスト５ａが定着しなかった箇所にメッキがほどこされて、フォトマスク６をトレースするように銅（Ｃｕ）がメッキされ、スパイラル状接触子２７が形成される。この段階で、写真製版（印刷）技術による高い精度でスパイラル状接触子２７の形状が銅箔１の表面に形成される。
なお、Ｃｕメッキの厚さは１５〜３０μｍとしている。Ｎｉメッキの厚さは０．５μｍ程度としている。
【００７４】
図１０の（ｅ）はレジスト除去工程を示している（ステップＳ２５）。図１０の（ｅ）に示すように、レジストを除去することにより、銅箔１の表面にはスパイラル状接触子２７が残る。
【００７５】
図１１の（ａ）は異種金属の拡散浸透工程を示している（ステップＳ２７Ａ）。図１１の（ｂ）は拡散浸透前を示す拡大模式図であり、図１１の（ｃ）は図１１の（ａ）に示す２Ｃ部の拡大模式図である。
図１１の（ｂ）に示すように、スパイラル状接触子２７の基材（コア材）を構成するものは、銅（Ｃｕ）メッキである。前記したように、このスパイラル状接触子２７の上面および側面には、スパッタリング法によってＴｉ原子が堆積している（Ｔｉ堆積部２７ｂ）。
また、スパイラル状接触子２７の下面には異種金属（Ｃｕ）のＣｕ基板１が存在している。
【００７６】
図１１の（ｃ）に示すように、Ｃｕ基材に堆積したＴｉ原子、ＮｉメッキおよびＣｕ基板１を加熱することによって、Ｔｉ原子が銅（Ｃｕ）基材の上面および側面に拡散浸透する。すなわち、異種金属としてのチタン（Ｔｉ）原子が銅（Ｃｕ）基材の表層に拡散浸透して、この表層に銅（Ｃｕ）とチタン（Ｔｉ）の合金（異種金属の拡散浸透部）２７ｃが形成される。また、スパイラル状接触子２７の下面に設けられたＮｉメッキによって、異種金属としてのＮｉメッキがスパイラル状接触子２７の下面に拡散浸透して、銅（Ｃｕ）とニッケル（Ｎｉ）の合金（異種金属の拡散浸透部）２７ｄが形成される。
また、異種金属（Ｔｉ―Ｃｕ）の界面では、金属間化合物ＴｉＣｕ４,ＴｉＣｕＮｉ３，ＴｉＣｕが形成されている。
【００７７】
図１２は、加熱温度と金属の状態の関係を示しており、絶対温度における金属の状態線図である。このとき、加圧環境下において、コア金属を異種金属に接触させた状態で加熱する金属の種類としては、Ｔｉ、Ｎｉ、およびＣｕである。
図１２に示すように、加熱する温度は、互いに接触するコア金属および異種金属のうち、融点が最も高い金属の融点の絶対温度の０．４倍の温度を下限とし、融点が最も低い前記金属の融点の絶対温度を上限とした。これは、原子の拡散をスパイラル状接触子の表層に限定するための条件であり、融点が最も高い金属はチタン（Ｔｉ）であり、チタンの融点の絶対温度１９４８Ｋの０．４倍の温度は７７９Ｋであるため、これを下限とした。また、融点が最も低い金属は銅（Ｃｕ）であり、銅の融点の絶対温度１３５８Ｋを上限とした。すなわち、加熱温度は、下限を７７９Ｋ、上限を１３５８Ｋとした。
これによって、異種金属の原子をスパイラル状接触子２７の表層に拡散浸透させ、異種金属との合金の特性を兼ね備えたスパイラル状接触子２７を得ることができる。加熱時間は３０分から２時間とした。
【００７８】
このように合金を形成することにより、チタン（Ｔｉ）材がバネ特性改善用拡散材料であり、銅（Ｃｕ）材が導電性改善用拡散材料であるため、コア材自体が良導性を有するとともに、コア材（Ｃｕ）の上側および側面を、バネ特性改善用拡散材料であるチタン（Ｔｉ）材で挟み込み、高温加熱によって多層金属化合物（多層合金）を形成している。コア材（Ｃｕ基材）の下側にはニッケルＮｉメッキがほどこされている。このＮｉメッキはコア材をＣｕ材で形成するためのバリア材として用いた。
これによって、スパイラル状接触子２７は、チタン（Ｔｉ）の特性である形状記憶性によりバネ特性が強化され、銅（Ｃｕ）の特性である良導性により導電性が強化される。
このあと、第1の実施形態に示した製造工程において、コア金属をニッケル基材（Ｎｉ基材）から銅基材（Ｃｕ基材）に置き換えて参照し、ステップＳ８〜ステップＳ１２（図７参照）を実施している。これにより、第1の実施形態に示した製造工程と同様に、ポリイミド板８をスパイラル状接触子２７および銅箔（Ｃｕ基板）１の表面に載置して、スパイラル状接触子２７をポリイミド板８の裏側に固定して、そのあと銅箔（Ｃｕ基板）１をエッチング除去する。これにより、スパイラル状接触子７は、ポリイミド板８の孔８ａを通して裏から表へ螺旋を描いて立ち上がることが可能となる。このとき、前記したスパッタリング法によってＣｕ基板の上に堆積した異種金属のチタン（Ｔｉ）は、このＣｕエッチング時に除去される。さらに、基板貼付を行ない、無電解Ａｕメッキを行なう。
【００７９】
＜第４の実施形態＞
次に、第４の実施形態に係るスパイラル状接触子について、図面を参照して説明する。第４の実施形態が、前記した第３の実施形態と異なる点は、第３の実施形態ではスパイラル状接触子の上面および側面に堆積させる異種金属をチタン（Ｔｉ）としたが、第４の実施形態では異種金属をアルミニウム（Ａｌ）とした点である。なお、第３の実施形態と重複する部分は同符号を付して、その説明は省略する。
【００８０】
図１３の（ａ）は異種金属の拡散浸透工程を示している（ステップＳ２７Ｂ）。図１３の（ｂ）は拡散浸透前を示す拡大模式図であり、図１３の（ｃ）は図１３の（ａ）に示す２Ｃ′部の拡大模式図である。
【００８１】
図１３の（ｂ）に示すように、スパイラル状接触子２７′の基材（コア材）を構成するものは、銅（Ｃｕ）メッキである。このスパイラル状接触子２７′の上面および側面には、前記したスパッタリング法によって、Ａｌ原子が堆積している（Ａｌ堆積部２７ｂ′）。
また、スパイラル状接触子２７′の下面には異種金属（Ｃｕ）のＣｕ基板１が存在している。
【００８２】
図１３の（ｃ）に示すように、Ｃｕ基材に堆積したＡｌ原子、ＮｉメッキおよびＣｕ基板１を加熱することによって、Ａｌ原子が銅（Ｃｕ）基材の上面および側面に拡散浸透する。すなわち、異種金属としてのアルミニウム（Ａｌ）が銅（Ｃｕ）基材の表層に拡散浸透して、この表層に銅（Ｃｕ）とアルミニウム（Ａｌ）の合金（異種金属の拡散浸透部）２７ｃ′が形成される。また、スパイラル状接触子２７′の下面に設けられたＮｉメッキによって、異種金属としてのＮｉ原子がスパイラル状接触子２７′の下面に拡散浸透して、銅（Ｃｕ）とニッケル（Ｎｉ）の合金（異種金属の拡散浸透部）２７ｄ′が形成される。
また、異種金属（Ａｌ―Ｃｕ）の界面では、金属間化合物ＡｌＣｕ２、ＡｌＣｕ３が形成されている。
【００８３】
図１４は、加熱温度と金属の状態の関係を示しており、絶対温度における金属の状態線図である。このとき、加圧環境下において、コア金属を異種金属に接触させた状態で加熱する金属の種類としては、Ａｌ、Ｎｉ、およびＣｕである。
図１４に示すように、加熱する温度は、互いに接触するコア金属および異種金属のうち、融点が最も高い金属の融点の絶対温度の０．４倍の温度を下限とし、融点が最も低い前記金属の融点の絶対温度を上限とした。これは、原子の拡散をスパイラル状接触子の表層に限定するための条件であり、融点が最も高い金属は、ニッケル（Ｎｉ）であり、ニッケルの融点の絶対温度１７２８Ｋの０．４倍の温度は、６９１Ｋであるため、これを下限とした。また、融点が最も低い金属は、アルミニウム（Ａｌ）であり、アルミニウムの融点の絶対温度９３４Ｋを上限とした。すなわち、加熱温度は、下限を６９１Ｋ、上限を９３４Ｋとした。
これによって、異種金属の原子をスパイラル状接触子の表層に拡散浸透させ、異種金属との合金の特性を兼ね備えたスパイラル状接触子を得ることができる。加熱時間は３０分から２時間とした。
【００８４】
このように合金を形成することにより、アルミニウム（Ａｌ）材がバネ特性改善用拡散材料であり、銅（Ｃｕ）材が導電性改善用拡散材料であるため、コア材自体が良導性を有するとともに、コア材（Ｃｕ）の上側および側面を、バネ特性改善用拡散材料であるアルミニウム（Ａｌ）材で挟み込み、高温加熱によって多層金属化合物（多層合金）を形成している。コア材（Ｃｕ基材）の下側にはニッケルＮｉメッキがほどこされている。このＮｉメッキはコア材をＣｕ材で形成するためのバリア材として用いた。
これによって、スパイラル状接触子２７′は、アルミニウム（Ａｌ）のバネ特性が強化され、銅（Ｃｕ）の良導電性特性が強化される。
このあと、第1の実施形態に示した製造工程において、コア金属をニッケル基材（Ｎｉ基材）から銅基材（Ｃｕ基材）に置き換えて参照し、ステップＳ８〜ステップＳ１２（図７参照）を実施している。これにより、第1の実施形態に示した製造工程と同様に、ポリイミド板８をスパイラル状接触子２７′および銅箔（Ｃｕ基板）１の表面に載置して、スパイラル状接触子２７′をポリイミド板８の裏側に固定して、そのあと銅箔（Ｃｕ基板）１をエッチング除去する。これにより、スパイラル状接触子７は、ポリイミド板８の孔８ａを通して裏から表へ螺旋を描いて立ち上がることが可能となる。このとき、前記したスパッタリング法によってＣｕ基板の上に堆積した異種金属のアルミニウム（Ａｌ）は、このＣｕエッチング時に除去される。さらに、基板貼付を行ない、無電解Ａｕメッキを行なう。
【００８５】
以上、好ましい実施の形態について説明したが、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ない範囲内において適宜の変更が可能なものである。例えば、異種金属の膜をコア金属に堆積させる際に、スパッタリング法によって、膜を形成させたが、スパッタリング法に限るものではなく、薄膜を形成させることができるものであれば、化学気相成長法（ＣＶＤ法）や他の物理気相成長法（ＰＶＤ法）など、その他の方法でも構わない。
また、ポリイミド積層工程では、ポリイミド板をスパイラル状接触子が形成された銅箔の表面に載置するとしたが、ポリイミド樹脂を塗布するようにしてもよい。
また、スパイラル状接触子の表層に拡散浸透させる異種金属として、Ｃｕ，Ａｇ，Ｎｉ，Ｚｎ，Ｐ，Ｂ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｉｎ，Ｃ，Ｓ，Ａｕ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｓｂ，Ｂｉ，およびＴｅなどの元素を用いても構わない。特に、前記の元素Ｂは、他の異種金属に加えて合金を形成させるのに好適である。
また、加圧環境下において、主に実施しているが、原子の拡散浸透に要する時間がやや長くなるが常圧下（大気圧）で加熱することによっても充分拡散浸透できる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】（ａ）は、本実施形態に係るスパイラル状接触子の概略を示す斜視図であり、（ｂ）（ｃ）は（ａ）に示すＡ―Ａ線の断面図であるとともに、（ｃ）は、（ｂ）に示すスパイラル状接触子に、球状接続端子を備えた半導体デバイスを挿着した様子を示す断面図である。
【図２】本実施の形態に係るスパイラル状接触子の製造方法を説明するための工程断面図である。（ａ）はレジスト塗布工程、（ｂ）はフォトマスク工程、（ｃ）は現像定着工程、（ｄ）はメッキ工程、（ｅ）はレジスト除去工程である。
【図３】本実施の形態に係るスパイラル状接触子の製造方法を説明するための工程断面図である。（ｂ）（ｄ）は異種金属の堆積工程である。（ｃ）（ｅ）はそれぞれ（ｂ）（ｄ）に示すＣ部、Ｃ′部の拡大模式図である。
【図４】（ａ）は他の異種金属（チタン（Ｔｉ））の拡散浸透工程を示し、（ｃ）は（ａ）に示すＣ部の拡大模式図である。（ｂ）は図３の（ｄ）を示す拡大模式図である。
【図５】加熱・加圧方法の一例を示す断面図である。
【図６】加熱温度と金属の状態を示す絶対温度における金属の状態線図である。
【図７】本実施の形態に係るスパイラル状接触子の製造方法を説明するための工程断面図である。（ａ）はポリイミド積層工程、（ｂ）はポリイミド圧着工程、（ｃ）はＣｕエッチング工程、（ｄ）は基板貼付工程、（ｅ）は無電解Ａｕメッキ工程を示している。
【図８】（ａ）は異種金属の拡散浸透工程を示している。（ｂ）は拡散浸透前を示す拡大模式図、（ｃ）は（ａ）に示すＣ′部の拡大模式図である。
【図９】加熱温度と金属の状態を示す絶対温度における金属の状態線図である。
【図１０】第３の実施形態に係るスパイラル状接触子の製造方法を説明するための工程断面図である。（ａ）はレジスト塗布工程、（ｂ）はフォトマスク工程、（ｃ）は現像定着工程、（ｄ）はメッキ工程、（ｅ）はレジスト除去工程である。
【図１１】（ａ）は異種金属の拡散浸透工程を示している。（ｂ）は拡散浸透前を示す拡大模式図、（ｃ）は（ａ）に示す２Ｃ部の拡大模式図である。
【図１２】加熱温度と金属の状態を示す絶対温度における金属の状態線図である。
【図１３】（ａ）は異種金属の拡散浸透工程を示している。（ｂ）は拡散浸透前を示す拡大模式図、（ｃ）は（ａ）に示す２Ｃ′部の拡大模式図である。
【図１４】加熱温度と金属の状態を示す絶対温度における金属の状態線図である。
【図１５】従来例に係る電気的な導通を行う雄端子と雌端子を示す拡大斜視図である。
【図１６】図１５に示す端子を構成するＣｕ合金の基板の表面に、メッキ層、または、熱拡散による合金を形成したものである。
【符号の説明】
【００８７】
１      銅箔（Ｃｕ基板）
２      球状接続端子（半田ボール）
４      半導体デバイス（ＩＣチップ）
５      感光レジスト
５ａ    定着レジスト
６      フォトマスク
７,７′,２７,２７′      スパイラル状接触子
７ａ    接合面
７ｂ,７ｂ′,２７ｂ,２７ｂ′    チタン（Ｔｉ）堆積部
７ｃ,７ｃ′,２７ｃ,２７ｃ′,７ｄ,７ｄ′,２７ｄ,２７ｄ′    合金
７ｅ    最外周部
８      ガイドフレーム（ポリイミド板、ポリイミドフィルム）
８ａ    孔
９      ボード
９ａ    配線導体
１０    スパイラルコンタクタ
１１    接着剤
１２    スパッタ装置
１３    陽極
１４    陰極
１６    チャンバー
１７    ターゲット
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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