(57)【要約】弾接力の向上を図ったマイクロコネクタとそのソケットの製造方法を得る。単結晶シリコンからなる基板１１に、受圧部１６を備えた複数の片持ち梁状の端子台１４を一体に形成し、端子台１４にソケット導線１５を配設したソケット１０と、ソケット導線１５に対応してプラグ導線２１を基板２３上に設けたプラグ２０とを有するマイクロコネクタとする。このソケット１０の製造方法は、基板１１の一方の面に対しレジストを塗布する工程と、フォトリソグラフィーで端子台１４をパターニングする工程と、異方性エッチングを施し、底を残して所定の高さに端子台１４を形成する工程と、基板１１の他方の面に対しレジストを塗布する工程と、フォトリソグラフィーで受圧部１６のパターニングを行う工程と、等方性エッチングを施して底を除去する工程とを含む。
2004068649.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単結晶シリコンからなる基板に、受圧部を備えた複数の片持ち梁状の端子台を一体に形成し、前記端子台にソケット導線を配設したソケットと、
前記ソケット導線に対応してプラグ導線を基板上に設けたプラグと
を有することを特徴とするマイクロコネクタ。
【請求項２】
単結晶シリコンからなる基板に、
受圧部を近傍に有する自由端と該基板に連なる固定端を備えた複数の片持ち梁状の端子台を一体に形成し、
該端子台の上面に前記固定端から前記自由端に向けて延びるソケット導線を配設し、
ガイドピン受け部と該ガイドピン受け部に連なり且つ前記端子台と平行に形成されたガイド溝を形成し、
前記自由端を覆い前記基板と協同してプラグを受け入れる受納空隙部Ｃを形成するハウジングを搭載したソケットと、
前記ソケット導線に対応したプラグ導線とガイド溝に対応したガイドピンをプラグ基板に設けたプラグと
を有することを特徴とするマイクロコネクタ。
【請求項３】
前記複数の片持ち梁状の端子台の前記自由端が前記基板の内方に向いていることを特徴とする請求項１または２に記載のマイクロコネクタ。
【請求項４】
前記プラグの挿入側の基板に固定端を連ねた端子台とその対向側の基板に固定端を連ねた端子台とを備え、それらの前記自由端の近傍に設けられた受圧部が千鳥状に配置されていることを特徴とする請求項１、２または３のいずれか１項に記載のマイクロコネクタ。
【請求項５】
単結晶シリコンからなる基板に、受圧部を近傍に有する自由端と該基板に連なる固定端を備えた複数の片持ち梁状の端子台を一体に形成したマイクロコネクタ用ソケットの製造方法であって、
前記基板の一方の面に対しレジストを塗布する工程と、
フォトリソグラフィーで前記端子台をパターニングする工程と、
異方性エッチングを施し、底を残して所定の高さに前記端子台を形成する工程と、
前記基板の他方の面に対しレジストを塗布する工程と、
フォトリソグラフィーで前記受圧部のパターニングを行う工程と、
等方性エッチングを施して前記底を除去する工程と
を有するマイクロコネクタ用ソケットの製造方法。
【請求項６】
単結晶シリコンからなる基板に、
受圧部を近傍に有する自由端と該基板に連なる固定端を備えた複数の片持ち梁状の端子台とガイドピン受け部と該ガイドピン受け部に連なり且つ前記端子台と平行に形成されたガイド溝を一体に形成したマイクロコネクタ用ソケットの製造方法であって、
前記基板の一方の面に対しレジストを塗布する工程と、
フォトリソグラフィーで前記端子台、前記ガイドピン受け部、前記ガイド溝をパターニングする工程と、
異方性エッチングを施し、底を残して所定の高さに前記端子台を、また前記ガイドピン受け部、前記ガイド溝の窪みを形成する工程と、
前記基板の他方の面に対しレジストを塗布する工程と、
フォトリソグラフィーで前記受圧部のパターニングを行う工程と、
等方性エッチングを施して前記底を除去する工程と
を有するマイクロコネクタ用ソケットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  この発明は、電気コネクタに関するもので、殊にその隣接する接触端子間のピッチが、極めて小さな同コネクタ、即ちマイクロコネクタと、そのソケットの製造方法に関するものである。
【背景技術】  従来技術として、相隣接する接触端子間のピッチが数ミリメートルから数百マイクロメートルのオーダーの電気コネクタを相似形状に小さくしたマイクロコネクタの例がある。この従来のマイクロコネクタは、雌側、つまりソケットの基板には複数の音叉型接触端子が用意されており、雄側、つまりプラグの基板には複数の棒状接触端子が設けてあって、音叉型接触端子の間に棒状接触端子が進入し、音叉型接触端子のバネ力で棒状接触端子を挟持することによって両者の電気的接続を達成している。例えば、特開２００２−２４６１１７号公報（図１）には、この例が開示されている。
しかしながら、上記のマイクロコネクタは、隣り合う接触端子間の距離、即ち端子間ピッチが数百から数十マイクロメートルと微細になると、当然、接触端子そのものも細く、そして薄くなり、一般の電気コネクタに広く用いられているリン青銅などの金属から成る接触端子では、上記バネ力が不足して両接触端子の電気的接続が危ういものとなって来る。換言すれば、マイクロコネクタにあっては、このバネ力の向上が解決を迫られる課題の一つであった。
そこで、本発明は、弾接力の向上を図ったマイクロコネクタ及びそのソケットの製造方法を提供することを課題とする。
【発明の開示】
上記の課題を解決するため、本発明では、単結晶シリコンからなる基板に、受圧部を備えた複数の片持ち梁状の端子台を一体に形成し、前記端子台にソケット導線を配設したソケットと、前記ソケット導線に対応してプラグ導線をプラグ基板上に設けたプラグとを有するマイクロコネクタとする。これにより、ソケットの基板にバネ特性に優れたシリコンを用い、且つその導線の弾接部の形状を片持ち梁状の端子台としたから、シリコンのバネ特性を生かしたものとなる。また端子台に受圧部を設けてソケット導線を配設したので、ソケット導線とプラグ導線の弾接が強固になって、両導線の電気的接合を確かなものにすることができる。さらに、ソケットの基板に単結晶シリコンを採用したので、公知のマイクロマシーニングの技術を生かして微細な加工を精密にしかも容易に行うことを可能とできる。その結果、より接触端子間ピッチの狭い、背丈の小さいマイクロコネクタの実現を可能とできる。
また、単結晶シリコンからなる基板に、受圧部を近傍に有する自由端と該基板に連なる固定端を備えた複数の片持ち梁状の端子台を一体に形成し、該端子台の上面に前記固定端から前記自由端に向けて延びるソケット導線を配設し、ガイドピン受け部と該ガイドピン受け部に連なり且つ前記端子台と平行に形成されたガイド溝を形成し、前記自由端を覆い前記基板と協同してプラグを受け入れる受納空隙部を形成するハウジングを搭載したソケットと、前記ソケット導線に対応したプラグ導線とガイド溝に対応したガイドピンをプラグ基板に設けたプラグとを有するマイクロコネクタとすれば、基板にバネ特性に優れたシリコンを用い且つその導線の弾接部の形状を片持ち梁状の端子台としたから、シリコンのバネ特性を生かしたものとなる。また端子台に受圧部を設けてソケット導線を配設したためソケット導線とプラグ導線の弾接が強固になって、両導線の電気的接合を確かなものにすることができる。さらに、ソケットの基板に単結晶シリコンを採用したので、公知のマイクロマシーニングの技術を生かして微細な加工を精密にしかも容易に行うことを可能とできる。その結果、より接触端子間ピッチの狭い、背丈の小さいマイクロコネクタの実現を可能とできる。さらにガイドピン受け部と該ガイドピン受け部に連なり且つ前記端子台と平行に形成されたガイド溝を形成し、ガイド溝に対応したガイドピンをプラグ基板に設けたため、ソケット導線とプラグ導線との相互の位置決めが精度よく確実にできる。
また、前記複数の片持ち梁状の端子台の前記自由端が前記基板の内方に向いているマイクロコネクタとすれば、スムーズなプラグの挿入を可能とし、ソケット導線の端末の処理が容易となる。
また、前記プラグの挿入側の基板に固定端を連ねた端子台とその対向側の基板に固定端を連ねた端子台とを備え、それらの前記自由端の近傍に設けられた受圧部が千鳥状に配置されているマイクロコネクタとすれば、千鳥状に受圧部を設けたので、更に端子密度を高めることができる。
さらに、弾接力の向上を図ったマイクロコネクタのソケットの製造方法を得る課題を解決するため、本発明による製造方法は、一つの基板に対して垂直方向に基板をえぐり出して片持ち梁状の端子台を形成し、且つその端子台より若干高い受圧台を該端子台に形成すると共に、端子台と受圧台を滑らかに連結してなるソケットのマイクロマシーニング技術を駆使した製造方法である。
そこで、本発明では、単結晶シリコンからなる基板に、受圧部を近傍に有する自由端と該基板に連なる固定端を備えた複数の片持ち梁状の端子台を一体に形成したマイクロコネクタ用ソケットの製造方法であって、前記基板の一方の面に対しレジストを塗布する工程と、フォトリソグラフィーで前記端子台をパターニングする工程と、異方性エッチングを施し、底を残して所定の高さに前記端子台を形成する工程と、前記基板の他方の面に対しレジストを塗布する工程と、フォトリソグラフィーで前記受圧部のパターニングを行う工程と、等方性エッチングを施して前記底を除去する工程と、を有するマイクロコネクタ用ソケットの製造方法とした。
これによって、基板にバネ特性に優れたシリコンを用い、弾接部の形状を片持ち梁状の端子台としたから、そのバネ特性を生かしたものとなり、両導線の電気的接合を確かなものにしたマイクロコネクタが得られ、その製造方法として基板に単結晶シリコンを採用すると共に異方性エッチング技術と等方性エッチング技術を巧みに組み合わせて使うことにより、微細な加工を精密にしかも容易に行うことができる。殊に、受圧部と後述するソケット導線とを滑らかに連絡するように該受圧部を台形に形成するに当たり、所定の深さまで基板を異方性エッチングで垂直方向の加工を施した後に、その裏面に等方性エッチングを施してエッチング残部を除去しつつ、該台形を形成するようにしたから、研磨といった機械的加工工程を排除して、極めて精巧な微細加工を、クリーンに、しかも安価に提供することができる。
また、本発明において、単結晶シリコンからなる基板に、受圧部を近傍に有する自由端と該基板に連なる固定端を備えた複数の片持ち梁状の端子台とガイドピン受け部と該ガイドピン受け部に連なり且つ前記端子台と平行に形成されたガイド溝を一体に形成したマイクロコネクタ用ソケットの製造方法であって、前記基板の一方の面に対しレジストを塗布する工程と、フォトリソグラフィーで前記端子台、前記ガイドピン受け部、前記ガイド溝をパターニングする工程と、異方性エッチングを施し、底を残して所定の高さに前記端子台を、また前記ガイドピン受け部、前記ガイド溝の窪みを形成する工程と、前記基板の他方の面に対しレジストを塗布する工程と、フォトリソグラフィーで前記受圧部のパターニングを行う工程と、等方性エッチングを施して前記底を除去する工程と、を有するマイクロコネクタ用ソケットの製造方法とすることができる。
これによれば、基板にバネ特性に優れたシリコンを用い、弾接部の形状を片持ち梁状の端子台としたから、そのバネ特性を生かしたものとなり、両導線の電気的接合を確かなものにしたマイクロコネクタが得られ、その製造方法として基板に単結晶シリコンを採用すると共に異方性エッチング技術と等方性エッチング技術を巧みに組み合わせて使うことにより、微細な加工を精密にしかも容易に行うことができる。殊に、受圧部と後述するソケット導線とを滑らかに連絡するように該受圧部を台形に形成するに当たり、所定の深さまで基板を異方性エッチングで垂直方向の加工を施した後に、その裏面に等方性エッチングを施してエッチング残部を除去しつつ、該台形を形成するようにしたから、研磨といった機械的加工工程を排除して、極めて精巧な微細加工を、クリーンに、しかも安価に提供することができる。さらに、ガイドピン受け部とガイド溝を端子台と同時にまた一体に形成できるので微細なマイクロコネクタにとって重要な接触位置精度を確実に保持できる。
本発明は、シリコンのバネ特性が通常用いられているリン青銅などの金属以上に優れており、且つ微細化してもその特性が失われないこと、並びにこのシリコンの内、単結晶シリコンはマイクロマシーニング技術によってその微細加工が極めて精密且つ容易にできることに着目し、ソケットの基板を単結晶シリコン製となし、そこにマイクロマシーニング技術によって受圧台を備えた片持ち梁状の端子台を形成し、更にその上にソケット導線を配し、もってプラグ導線が受圧台に押し当てられた際、その押圧力によって片持ち梁状の端子台が撓むことを許容してそのバネ力を醸し出し、反発力を得て両導線を堅固に弾接させるのに最適なマイクロコネクタ及びそのソケットの製造方法を得たものである。即ち、基板の一部を片持ち梁状の端子台に成してそれ自体にスプリング特性を持たせたのである。
因みに、一般的電気コネクタの音叉型接触端子に用いられているリン青銅とシリコンの機械特性を表１に示す。
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シリコンは、コネクタの端子に広く用いられているリン青銅に比べてヤング率が１．７倍も大きいため、微細化を進めて行っても硬さを失わず、程よい変形し難さを維持することが出来る（硬さが不足して変形し易くなると、プラグが強く接して来ても変形して逃げてしまい、強い圧接が得られない）。同時に、このシリコンは同リン青銅に比べて１７倍もの降伏点強度があり、大きな力を受けても塑性変形し難く、微細化して行ってもその大きな弾性力は失われない（プラグが強く接して来た際、塑性変形することなくしっかりと押し返し、強く圧接することが出来る）。このためシリコンをバネとして機能させた場合は、程よい硬さと高い弾性力の優れたスプリング特性を発揮できるのである。
【図面の簡単な説明】  図１Ａ乃至図１Ｃは、本発明による一実施の形態としてのマイクロコネクタのソケットを上方から見た概観斜視図で、図１Ａはソケット全体を示し、図１Ｂは端子台を分離し拡大して示し、図１Ｃはハウジングを除去して基板部分のみを示す。
図２は、図１のソケットに対応するマイクロコネクタのプラグを裏側から見た概観斜視図である。
図３は、図１と図２に示したソケットとプラグとの連接手順を説明するコネクタの概観斜視図である。
図４は、図３のＡ−Ａ断面の模型的説明図である。
図５Ａ乃至図５Ｖは、図１に示した実施の形態のソケットの製造方法の説明図であり、図５Ｊと図５Ｐとは縦断面の模型的説明図、他は斜視図である。図５Ａ乃至図５Ｐは、基板の製造方法を示し、図５Ｒ乃至図５Ｕはハウジングの製造方法を示す。図５Ｖは、基板とハウジングを組立てたソケットの完成状態の斜視図を示す。
【発明を実施するための最良の形態】  本発明をより詳細に説述するために、添付の図面に従って説明する。
図１Ａは、本発明の一実施形態であるマイクロコネクタの雌側、即ちソケット１０の上面側から見た斜視図で、その基板１１はその結晶が１１０面の単結晶シリコンからなり、そのＬ（全長）×Ｗ（全幅）×Ｈ（全高）は各々、例えば１０ミリメートル×６ミリメートル×０．２ミリメートル（基板高さ）であり、ソケット全体の高さとしては０．５ミリメートルと、極めて小さいものである。片持ち梁状に形成された複数の端子台１４は、その自由端１２が基板１１の内方向にあり、固定端１３は基板１１に連なって各端子台１４は基板と一体に形成されている。つまり、端子台１４は基板１１の不要な部分を除去して形成される。因みに、隣接する端子台１４間のピッチＰは２００乃至４０マイクロメートルと言った微細なものである。この端子台１４の上面には、固定端１３から自由端１２に向かって延びるソケット導線１５が配され、更に自由端１２の近傍には僅かに高さｔだけ高くなった受圧部１６（この例では方形の台形状、図１Ｂ参照）が形成されている。
なお、図中の矢印Ｙは、後述するプラグ２０の挿入方向を示しており、また、図１Ｃから明らかな様に、この実施例では、プラグ２０の挿入側の基板１１に固定端１３を連ねた端子台１４とその反対側基板１１に固定端１３ａを連ねた端子台１４ａとを備え、その自由端１２，１２ａの近傍に設けられた受圧部１６を千鳥状に配置して端子間密度を倍加している。勿論、このような千鳥状配置でなく端子台１４間の密度を上げて構成することもできる。この場合、端子台の長さは必要に応じより長くすることができる。
更に、図１Ｂから明らかな様に、この実施の例では、受圧部１６が台形状になっていて、ソケット導線１５から該受圧部１６への連絡が滑らかになっており、後述のプラグ導線２１がソケット導線１５を滑って行って該受圧部１６に乗り上げる動作を円滑にできるようにしてある。加えて、段部Ｄ（図１Ｃ）は後述の受納空隙部Ｃを形成するための段差を形成する。この段差は後述のハウジング１９の段部Ｇの高さを高くして基板１１から無くすこともできる。
また、基板１１には前記端子台１４と平行に、ガイド溝１８が設けられており、該ガイド溝１８にはガイドピン受け部１７が連なっている。
これら端子台１４，ガイドピン受け部１７，ガイド溝１８は、いずれも前記基板１１の全高Ｈより僅かに薄い厚さＴを持っていて、基板１１を刳り抜いて形成されている。
更に、シリコン製ハウジング１９は、後述するコネクタの雄側、即ちプラグ２０を基板１１の段部Ｄと協同して迎え入れ、且つ保持する受納空隙部Ｃを形成すると共に、前記端子台１４の受圧部１６を覆うことができる様に、基板１１の上に搭載される。
図２は、プラグ２０を裏側から見た斜視図を示しており、前記ソケット導線１５、或いは受圧部１６に対応する複数のプラグ導線２１と、ガイド溝１８に対応するガイドピン２２が、プラグ基板２３に形成されている。因みに、前記受圧部１６が千鳥状に形成されていることに対応させて該プラグ導線２１のピッチｐは、前記ソケット導線１５のピッチＰのほぼ２分の１とされている。そしてこのプラグ基板２３の厚さｈは、前記受納空隙部Ｃの高さに対応させてある。また、ガイドピン２２は先細りの形状となっていて、上方から前記ガイドピン受け部１７に遊嵌した後、ガイド溝１８に進めて位置決めをする際の動作の円滑性を確保している。
なお、プラグ基板２３は、ソケット１０の基板１１と同様に単結晶シリコン製であっても良いが、この実施の例ではプラグ基板２３にエッチングを施す必要のない構造としたので、ガラス、ガラスエポキシなどを採用することができる。
また、基板１１とプラグ基板２３の表面は、酸化シリコン（ＳｉＯ２）などで絶縁してあり、その上にそれぞれソケット導線１５、プラグ導線２１が配されていて、不測のショートなどに備えてある。
次にこのマイクロコネクタの作用を説明する。
コネクタとしてソケット１０とプラグ２０を連結するには、先ずはじめに図２に示すプラグ２０の上下面を裏返して図３のごとく、ガイドピン２２を図１に示すソケット１０のガイドピン受け部１７に遊嵌させて大まかな位置合わせを行い、続いて図１の矢印Ｙで示す方向にプラグ２０を押し進めてガイド溝１８の中にガイドピン２２を進入させつつ、プラグ２０の大半がソケット１０の受納空隙部Ｃに入り込み、微細な位置決めを伴ったソケット・プラグの結合が達成される。即ち、プラグ導線２１が所定の受圧部１６に乗り上げ、両導線１５、２１の電気的接続が完結することになる。
この時、図４に示す様に、プラグ導線２１が受圧部１６に乗り上げて押圧するので受圧部１６はその高さｔ相当分、下方に変位させられることになり、端子台１４が歪むことになるが、基板１１がシリコンでできていて優れたバネ力を端子台１４が発揮するため、プラグ導線２１と受圧部１６の弾接を確かなものにすることができる。
次に上記の実施の形態に適用される本発明に基づくマイクロコネクタの製造方法の一例を説明する。
まず、プラグ２０のプラグ基板２３にプラグ導線２１やガイドピン２２を形成する手段に触れる。これには、公知の電気メッキ或いは無電解メッキによる金属の堆積、即ち電鋳技術が採用されている。しかし、それ以外の技術を採用することも可能である。
次に、ソケット１０の基板１１に片持ち梁状の端子台１４，ガイドピン受け部１７，ガイド溝１８を形成する方法につき、図５Ａ〜図５Ｐに基づいて説明する。下記（  ）内のＡ，Ｂ・・は、図面の図５Ａ、図５Ｂ・・と対応する。
（Ａ）単結晶シリコン製の基板１１の両面に熱酸化によってシリコン酸化膜Ｆを成形する（熱酸化工程）。
（Ｂ）その一方面の酸化膜Ｆ上にレジストＲを塗布し、そこに紫外線露光し、端子台１４の輪郭，ガイドピン受け部１７，ガイド溝１８のパターニングを行い、それらの部位のレジストＲを除去してシリコン酸化膜Ｆをそこに露出させる（フォトリソグラフィー工程）。
（Ｃ）このパターンに倣い、レジストＲによるマスキング部分以外のシリコン酸化膜Ｆをエッチングして除去し、酸化膜Ｆでパターニングのマスクを成形し（酸化膜エッチング工程）、その後、残存するレジストＲを除去する。
（Ｄ）ここでＤｅｅｐＲＩＥなどの乾式異方性エッチング、或いはＫＯＨ等の湿式アルカリ異方性エッチングを施し、基板１１を垂直方向にえぐり出して端子台１４，ガイドピン受け部１７とガイド溝１８の輪郭を浮かび上げる。なお、このとき、エッチングは貫通させず、前記段部Ｄもしくは受圧部１６の高さｔ相当のエッチング残部Ｅを残しておく（異方性エッチング工程）。
（Ｅ）次に基板１１を反転させて未加工の面を出し、シリコン酸化膜Ｆの上にレジストＲを塗布し、前記段部Ｄ及びに受圧部１６のパターニングを行い、レジストＲによるマスクを酸化膜Ｆ上に形成する（フォトリソグラフィー工程）。
（Ｆ）この残存レジストＲをマスクとして酸化膜Ｆをエッチングして段部Ｄ及びに受圧部１６に相当する部分にのみ酸化膜Ｆを残し（酸化膜エッチング工程）、続いて残存するレジストＲを除去する。
（Ｇ）そしてこの基板１１にフッ酸・硝酸混合液などによる等方性エッチングを施し、前記エッチング残部Ｅを除去する（等方性エッチング工程）。
（Ｈ）こうして、拡大視せる図５Ｈに示す様に、等方性エッチングによるアンダーカット浸食作用で、マスクである酸化膜Ｆを残してその下面がえぐられる様に加工され、受圧部１６はほぼ方形の台形状に成形される。
（Ｊ）図５Ｊは受圧部１６の模型的縦断面で、マスクとして残っている酸化膜Ｆ、アンダーカットでえぐられ、結果として台形状（断面形状として屋根型）に形成された受圧部１６と端子台１４を示す。なお、この残存酸化膜Ｆは、次の工程に先立ち、前記（Ｃ）と同じ酸化膜エッチング工程によって除去される。
（Ｋ）続いてシリコン基板１１の全面に、再び熱酸化によってシリコン酸化膜Ｆを生成し、絶縁する（熱酸化工程）。
（Ｌ）次に、この酸化膜Ｆの上にソケット導線１５を配設するため、該ソケット導線１５のパターンｋを切り抜いたシャドーマスクＳを基板１１に搭載・密着させ、スパッタリングを施して導線パターンＫの金属膜を、端子台１４並びに受圧部１６の上面に、生成させる（メタライゼーション工程）。
（Ｍ）この導線パターンＫの金属膜は薄いので、メッキによってその厚さを増し、所定の厚みを確保する（メッキ工程）。
（Ｐ）この結果、端子台１４の模型的縦断面図に示す様に、端子台１４及び受圧部１６に、所定の厚さの導線パターンＫが形成され、且つ両者を滑らかにつなぐ傾斜面にも同様に導線パターンＫが形成される。
図５Ｒ乃至図５Ｕでは、ハウジング１９の製造方法の例を示す。
（Ｒ）ハウジング１９も単結晶シリコン製で、前記（Ａ）と同様、その表面に熱酸化によってシリコン酸化膜Ｆを生成し（熱酸化工程）、
（Ｓ）その上にレジストＲを塗布し、更にそこにシンクロトロン放射光を照射し、前記段部Ｄに対応する部位に段部Ｇを形成するためパターニングを行う（フォトリソグラフィー工程）。
（Ｔ）このパターンに倣い、レジストＲによるマスキング以外の部分のシリコン酸化膜Ｆをエッチングして除去し、酸化膜Ｆで段部Ｇに相当する部位のマスクを成形する（酸化膜エッチング工程）。
（Ｕ）ここでＤｅｅｐＲＩＥなどの乾式異方性エッチング、或いはＫＯＨ等の湿式アルカリ異方性エッチングを施し、ハウジング１９を垂直方向に浸食し、段部Ｇを成形、ハウジング１９を完成させる（異方性エッチング工程）。
（Ｖ）このハウジング１９を上下反転させ、前記ソケットの基板１１に搭載、両者を接着その他の手段で結合し、ソケット１０が完成する（結合工程）。
端子台１４が力を受けて曲がることができるためには、曲がる方向に“逃げ”が必要だが、これはソケット導線１５と反対側の端子台１４の裏面をエッチングでカットすればできる。また他の方法としては、取り付ける回路基板などの相手側との関係で隙間を設けてこの“逃げ”を作ることも可能である。
以上説明したように、上記の実施の形態によれば、基板にバネ特性に優れたシリコンを用い、且つその導線の弾接部の形状を片持ち梁状の端子台としたから、シリコンのバネ特性を生かしたものとなる。受圧部を設けてソケット導線を配設したためソケット導線とプラグ導線の弾接が強固になって、両導線の電気的接合を確かなものにすることができる。また、基板に単結晶シリコンを採用したので、マイクロマシーニングの技術を生かして微細な加工を精密にしかも容易に行うことを可能とできる。その結果、より接触端子間ピッチの狭い、背丈の小さいマイクロコネクタの実現を可能とできる。
さらに、その製造方法として基板に単結晶シリコンを採用すると共に異方性エッチング技術と等方性エッチング技術を巧みに組み合わせて使うことにより、微細な加工を精密にしかも容易に行うことができる。殊に、受圧部とするソケット導線とを滑らかに連絡するように該受圧部を台形に形成するに当たり、所定の深さまで基板を異方性エッチングで垂直方向の加工を施した後に、その裏面に等方性エッチングを施してエッチング残部を除去しつつ、該台形を形成するようにしたから、研磨と言った機械的加工工程を排除して、極めて精巧な微細加工を、クリーンに、しかも安価に提供することができる。
【産業上の利用可能性】  以上のように、本発明にかかるマイクロコネクタとそのソケットの製造方法は、ますます高密度小型化薄型化を要求される電子機器におけるコネクタとしてまたその製造方法として有用である。
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年11月25日(2004.11.25)
【手続補正００１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単結晶シリコンからなる基板に、受圧部を備えた複数の片持ち梁状の端子台を一体に形成し、前記端子台にソケット導線を配設したソケットと、
前記ソケット導線に対応してプラグ導線を基板上に設けたプラグと
を有することを特徴とするマイクロコネクタ。
【請求項２】
単結晶シリコンからなる基板に、
受圧部を近傍に有する自由端と該基板に連なる固定端を備えた複数の片持ち梁状の端子台を一体に形成し、
該端子台の上面に前記固定端から前記自由端に向けて延びるソケット導線を配設し、
ガイドピン受け部と該ガイドピン受け部に連なり且つ前記端子台と平行に形成されたガイド溝を形成し、
前記自由端を覆い前記基板と協同してプラグを受け入れる受納空隙部を形成するハウジングを搭載したソケットと、
前記ソケット導線に対応したプラグ導線とガイド溝に対応したガイドピンをプラグ基板に設けたプラグと
を有することを特徴とするマイクロコネクタ。
【請求項３】
前記複数の片持ち梁状の端子台の前記自由端が前記基板の内方に向いていることを特徴とする請求項１、２または７のいずれか１項に記載のマイクロコネクタ。
【請求項４】
前記プラグの挿入側の基板に固定端を連ねた端子台とその対向側の基板に固定端を連ねた端子台とを備え、それらの前記自由端の近傍に設けられた受圧部が千鳥状に配置されていることを特徴とする請求項１、２または７のいずれか１項に記載のマイクロコネクタ。
【請求項５】
単結晶シリコンからなる基板に、受圧部を近傍に有する自由端と該基板に連なる固定端を備えた複数の片持ち梁状の端子台を一体に形成したマイクロコネクタ用ソケットの製造方法であって、
前記基板の一方の面に対しレジストを塗布する工程と、
フォトリソグラフィーで前記端子台をパターニングする工程と、
異方性エッチングを施し、底を残して所定の高さに前記端子台を形成する工程と、
前記基板の他方の面に対しレジストを塗布する工程と、
フォトリソグラフィーで前記受圧部のパターニングを行う工程と、
等方性エッチングを施して前記底を除去する工程と
を有するマイクロコネクタ用ソケットの製造方法。
【請求項６】
単結晶シリコンからなる基板に、
受圧部を近傍に有する自由端と該基板に連なる固定端を備えた複数の片持ち梁状の端子台とガイドピン受け部と該ガイドピン受け部に連なり且つ前記端子台と平行に形成されたガイド溝を一体に形成したマイクロコネクタ用ソケットの製造方法であって、
前記基板の一方の面に対しレジストを塗布する工程と、
フォトリソグラフィーで前記端子台、前記ガイドピン受け部、前記ガイド溝をパターニングする工程と、
異方性エッチングを施し、底を残して所定の高さに前記端子台を、また前記ガイドピン受け部、前記ガイド溝の窪みを形成する工程と、
前記基板の他方の面に対しレジストを塗布する工程と、
フォトリソグラフィーで前記受圧部のパターニングを行う工程と、
等方性エッチングを施して前記底を除去する工程と
を有するマイクロコネクタ用ソケットの製造方法。
【請求項７】
前記受圧部は前記片持ち梁状の端子台の自由端近傍に設けられ、前記自由端を覆い前記ソケットの前記基板と協同してプラグを受け入れる受納空隙部を形成するハウジングを前記ソケットが搭載したことを特徴とする請求項１に記載のマイクロコネクタ。
【手続補正００２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
発明の開示
上記の課題を解決するため、本発明では、単結晶シリコンからなる基板に、受圧部を備えた複数の片持ち梁状の端子台を一体に形成し、前記端子台にソケット導線を配設したソケットと、前記ソケット導線に対応してプラグ導線をプラグ基板上に設けたプラグとを有するマイクロコネクタとする。これにより、ソケットの基板にバネ特性に優れたシリコンを用い、且つその導線の弾接部の形状を片持ち梁状の端子台としたから、シリコンのバネ特性を生かしたものとなる。また端子台に受圧部を設けてソケット導線を配設したので、ソケット導線とプラグ導線の弾接が強固になって、両導線の電気的接合を確かなものにすることができる。さらに、ソケットの基板に単結晶シリコンを採用したので、公知のマイクロマシーニングの技術を生かして微細な加工を精密にしかも容易に行うことを可能とできる。その結果、より接触端子間ピッチの狭い、背丈の小さいマイクロコネクタの実現を可能とできる。
また、前記受圧部は前記片持ち梁状の端子台の自由端近傍に設けられ、前記自由端を覆い前記ソケットの前記基板と協同してプラグを受け入れる受納空隙部を形成するハウジングを前記ソケットが搭載したマイクロコネクタとする。これにより、ソケットの基板にバネ特性に優れた単結晶シリコンを用い、受圧部をその自由端近傍に設けた片持ち梁状の端子台としたから、単結晶シリコンのバネ特性を生かしたものとなる。さらに、自由端を覆い基板と協同してプラグを受け入れる受納空隙部を形成するハウジングを前記ソケットが搭載することにより、両導線の電気的接合を確かなものにすることができる。
また、単結晶シリコンからなる基板に、受圧部を近傍に有する自由端と該基板に連なる固定端を備えた複数の片持ち梁状の端子台を一体に形成し、該端子台の上面に前記固定端から前記自由端に向けて延びるソケット導線を配設し、ガイドピン受け部と該ガイドピン受け部に連なり且つ前記端子台と平行に形成されたガイド溝を形成し、前記自由端を覆い前記基板と協同してプラグを受け入れる受納空隙部を形成するハウジングを搭載したソケットと、前記ソケット導線に対応したプラグ導線とガイド溝に対応したガイドピンをプラグ基板に設けたプラグとを有するマイクロコネクタとすれば、基板にバネ特性に優れたシリコンを用い且つその導線の弾接部の形状を片持ち梁状の端子台としたから、シリコンのバネ特性を生かしたものとなる。また端子台に受圧部を設けてソケット導線を配設したためソケット導線とプラグ導線の弾接が強固になって、両導線の電気的接合を確かなものにすることができる。さらに、ソケットの基板に単結晶シリコンを採用し




【手続補正書】
【提出日】平成17年7月15日(2005.7.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１１０面の単結晶シリコンからなる基板に、自由端近傍に設けられ僅かに高くなった受圧部を備えた複数の片持ち梁状の端子台を一体に形成し、前記端子台にソケット導線を配設したソケットと、
前記自由端を覆い前記ソケットの前記基板と協同して受納空隙部を形成し、前記ソケットに搭載されたハウジングと、
前記ソケット導線に対応してプラグ導線を基板上に設け、前記受納空隙部に受け入れられるプラグとを有し、
前記受納空隙部に挿入することによって前記プラグ導線が前記受圧部上の前記ソケット導線に圧接可能としたことを特徴とするマイクロコネクタ。
【請求項２】
１１０面の単結晶シリコンからなる基板に、
僅かに高くなった受圧部を近傍に有する自由端と該基板に連なる固定端を備えた複数の片持ち梁状の端子台を一体に形成し、
該端子台の上面に前記固定端から前記自由端に向けて延びるソケット導線を配設し、
ガイドピン受け部と該ガイドピン受け部に連なり且つ前記端子台と平行に形成されたガイド溝を形成し、
前記自由端を覆い前記基板と協同してプラグを受け入れる受納空隙部を形成するハウジングを搭載したソケットと、
前記ソケット導線に対応したプラグ導線とガイド溝に対応したガイドピンをプラグ基板に設けたプラグとを有し、
前記受納空隙部に挿入することによって前記プラグ導線が前記受圧部上の前記ソケット導線に圧接可能としたことを特徴とするマイクロコネクタ。
【請求項３】
前記複数の片持ち梁状の端子台の前記自由端が前記基板の内方に向いていることを特徴とする請求項１または２に記載のマイクロコネクタ。
【請求項４】
前記プラグの挿入側の基板に固定端を連ねた端子台とその対向側の基板に固定端を連ねた端子台とを備え、それらの前記自由端の近傍に設けられた受圧部が千鳥状に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のマイクロコネクタ。
【請求項５】
１１０面の単結晶シリコンからなる基板に、僅かに高くなった受圧部を近傍に有する自由端と該基板に連なる固定端を備えた複数の片持ち梁状の端子台を一体に形成したマイクロコネクタ用ソケットの製造方法であって、
前記基板の一方の面に対しレジストを塗布する工程と、
フォトリソグラフィーで前記端子台をパターニングする工程と、
異方性エッチングを施し、底を残して所定の高さに前記端子台を形成する工程と、
前記基板の他方の面に対しレジストを塗布する工程と、
フォトリソグラフィーで前記受圧部のパターニングを行う工程と、
等方性エッチングを施して前記底を除去する工程と
を有するマイクロコネクタ用ソケットの製造方法。
【請求項６】
１１０面の単結晶シリコンからなる基板に、
僅かに高くなった受圧部を近傍に有する自由端と該基板に連なる固定端を備えた複数の片持ち梁状の端子台とガイドピン受け部と該ガイドピン受け部に連なり且つ前記端子台と平行に形成されたガイド溝を一体に形成したマイクロコネクタ用ソケットの製造方法であって、
前記基板の一方の面に対しレジストを塗布する工程と、
フォトリソグラフィーで前記端子台、前記ガイドピン受け部、前記ガイド溝をパターニングする工程と、
異方性エッチングを施し、底を残して所定の高さに前記端子台を、また前記ガイドピン受け部、前記ガイド溝の窪みを形成する工程と、
前記基板の他方の面に対しレジストを塗布する工程と、
フォトリソグラフィーで前記受圧部のパターニングを行う工程と、
等方性エッチングを施して前記底を除去する工程と
を有するマイクロコネクタ用ソケットの製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】明細書
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電気コネクタに関するもので、殊にその隣接する接触端子間のピッチが、極めて小さな同コネクタ、即ちマイクロコネクタと、そのソケットの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、相隣接する接触端子間のピッチが数ミリメートルから数百マイクロメートルのオーダーの電気コネクタを相似形状に小さくしたマイクロコネクタの例がある。この従来のマイクロコネクタは、雌側、つまりソケットの基板には複数の音叉型接触端子が用意されており、雄側、つまりプラグの基板には複数の棒状接触端子が設けてあって、音叉型接触端子の間に棒状接触端子が進入し、音叉型接触子のバネ力で棒状接触子を挟持することによって両者の電気的接続を達成している。例えば、特開２００２−２４６１１７号公報（図１）には、この例が開示されている。
【０００３】
しかしながら、上記のマイクロコネクタは、隣り合う接触端子間の距離、即ち端子間ピッチが数百から数十マイクロメートルと微細になると、当然、接触端子そのものも細く、そして薄くなり、一般の電気コネクタに広く用いられているリン青銅などの金属から成る接触端子では、上記バネ力が不足して両接触端子の電気的接続が危ういものとなって来る。換言すれば、マイクロコネクタにあっては、このバネ力の向上が解決を迫られる課題の一つであった。
【０００４】
そこで、本発明は、弾接力の向上を図ったマイクロコネクタ及びそのソケットの製造方法を提供することを課題とする。
【発明の開示】
【０００５】
上記の課題を解決するため、本発明では、１１０面の単結晶シリコンからなる基板に、自由端近傍に設けられ僅かに高くなった受圧部を備えた複数の片持ち梁状の端子台を一体に形成し、前記端子台にソケット導線を配設したソケットと、前記自由端を覆い前記ソケットの前記基板と協同して受納空隙部を形成し、前記ソケットに搭載されたハウジングと、前記ソケット導線に対応してプラグ導線を基板上に設け、前記受納空隙部に受け入れられるプラグとを有し、前記受納空隙部に挿入することによって前記プラグ導線が前記受圧部上の前記ソケット導線に圧接可能としたマイクロコネクタとする。これにより、ソケットの基板にバネ特性に優れた単結晶シリコンを用い、且つその導線の弾接部の形状を片持ち梁状の端子台としたから、シリコンのバネ特性を生かしたものとなる。また端子台に受圧部を設けてソケット導線を配設したので、ソケット導線とプラグ導線の弾接が強固になって、両導線の電気的接合を確かなものにすることができる。さらに、ソケットの基板に単結晶シリコンを採用したので、公知のマイクロマシーニングの技術を生かして微細な加工を精密にしかも容易に行うことを可能とできる。その結果、より接触端子間ピッチの狭い、背丈の小さいマイクロコネクタの実現を可能とできる。さらに、自由端を覆い基板と協同してプラグを受け入れる受納空隙部を形成するハウジングを前記ソケットに搭載することにより、両導線の電気的接合を確かなものにすることができる。
【０００６】
また、１１０面の単結晶シリコンからなる基板に、僅かに高くなった受圧部を近傍に有する自由端と該基板に連なる固定端を備えた複数の片持ち梁状の端子台を一体に形成し、該端子台の上面に前記固定端から前記自由端に向けて延びるソケット導線を配設し、ガイドピン受け部と該ガイドピン受け部に連なり且つ前記端子台と平行に形成されたガイド溝を形成し、前記自由端を覆い前記基板と協同してプラグを受け入れる受納空隙部を形成するハウジングを搭載したソケットと、前記ソケット導線に対応したプラグ導線とガイド溝に対応したガイドピンをプラグ基板に設けたプラグとを有するマイクロコネクタとすれば、基板にバネ特性に優れたシリコンを用い且つその導線の弾接部の形状を片持ち梁状の端子台としたから、シリコンのバネ特性を生かしたものとなる。また端子台に受圧部を設けてソケット導線を配設したためソケット導線とプラグ導線の弾接が強固になって、両導線の電気的接合を確かなものにすることができる。さらに、ソケットの基板に単結晶シリコンを採用したので、公知のマイクロマシーニングの技術を生かして微細な加工を精密にしかも容易に行うことを可能とできる。その結果、より接触端子間ピッチの狭い、背丈の小さいマイクロコネクタの実現を可能とできる。さらにガイドピン受け部と該ガイドピン受け部に連なり且つ前記端子台と平行に形成されたガイド溝を形成し、ガイド溝に対応したガイドピンをプラグ基板に設けたため、ソケット導線とプラグ導線との相互の位置決めが精度よく確実にできる。
【０００７】
また、前記複数の片持ち梁状の端子台の前記自由端が前記基板の内方に向いているマイクロコネクタとすれば、スムーズなプラグの挿入を可能とし、ソケット導線の端末の処理が容易となる。
【０００８】
また、前記プラグの挿入側の基板に固定端を連ねた端子台とその対向側の基板に固定端を連ねた端子台とを備え、それらの前記自由端の近傍に設けられた受圧部が千鳥状に配置されているマイクロコネクタとすれば、千鳥状に受圧部を設けたので、更に端子密度を高めることができる。
【０００９】
さらに、弾接力の向上を図ったマイクロコネクタのソケットの製造方法を得る課題を解決するため、本発明による製造方法は、一つの基板に対して垂直方向に基板をえぐり出して片持ち梁状の端子台を形成し、且つその端子台より若干高い受圧台を該端子台に形成すると共に、端子台と受圧台を滑らかに連結してなるソケットのマイクロマシーニング技術を駆使した製造方法である。
【００１０】
そこで、本発明では、１１０面の単結晶シリコンからなる基板に、僅かに高くなった受圧部を近傍に有する自由端と該基板に連なる固定端を備えた複数の片持ち梁状の端子台を一体に形成したマイクロコネクタ用ソケットの製造方法であって、前記基板の一方の面に対しレジストを塗布する工程と、フォトリソグラフィーで前記端子台をパターニングする工程と、異方性エッチングを施し、底を残して所定の高さに前記端子台を形成する工程と、前記基板の他方の面に対しレジストを塗布する工程と、フォトリソグラフィーで前記受圧部のパターニングを行う工程と、等方性エッチングを施して前記底を除去する工程と、を有するマイクロコネクタ用ソケットの製造方法とした。
【００１１】
これによって、基板にバネ特性に優れたシリコンを用い、弾接部の形状を片持ち梁状の端子台としたから、そのバネ特性を生かしたものとなり、両導線の電気的接合を確かなものにしたマイクロコネクタが得られ、その製造方法として基板に単結晶シリコンを採用すると共に異方性エッチング技術と等方性エッチング技術を巧みに組み合わせて使うことにより、微細な加工を精密にしかも容易に行うことができる。殊に、受圧部と後述するソケット導線とを滑らかに連絡するように該受圧部を台形に形成するに当たり、所定の深さまで基板を異方性エッチングで垂直方向の加工を施した後に、その裏面に等方性エッチングを施してエッチング残部を除去しつつ、該台形を形成するようにしたから、研磨といった機械的加工工程を排除して、極めて精巧な微細加工を、クリーンに、しかも安価に提供することができる。
【００１２】
また、本発明において、１１０面の単結晶シリコンからなる基板に、僅かに高くなった受圧部を近傍に有する自由端と該基板に連なる固定端を備えた複数の片持ち梁状の端子台とガイドピン受け部と該ガイドピン受け部に連なり且つ前記端子台と平行に形成されたガイド溝を一体に形成したマイクロコネクタ用ソケットの製造方法であって、前記基板の一方の面に対しレジストを塗布する工程と、フォトリソグラフィーで前記端子台、前記ガイドピン受け部、前記ガイド溝をパターニングする工程と、異方性エッチングを施し、底を残して所定の高さに前記端子台を、また前記ガイドピン受け部、前記ガイド溝の窪みを形成する工程と、前記基板の他方の面に対しレジストを塗布する工程と、フォトリソグラフィーで前記受圧部のパターニングを行う工程と、等方性エッチングを施して前記底を除去する工程と、を有するマイクロコネクタ用ソケットの製造方法とすることができる。
【００１３】
これによれば、基板にバネ特性に優れたシリコンを用い、弾接部の形状を片持ち梁状の端子台としたから、そのバネ特性を生かしたものとなり、両導線の電気的接合を確かなものにしたマイクロコネクタが得られ、その製造方法として基板に単結晶シリコンを採用すると共に異方性エッチング技術と等方性エッチング技術を巧みに組み合わせて使うことにより、微細な加工を精密にしかも容易に行うことができる。殊に、受圧部と後述するソケット導線とを滑らかに連絡するように該受圧部を台形に形成するに当たり、所定の深さまで基板を異方性エッチングで垂直方向の加工を施した後に、その裏面に等方性エッチングを施してエッチング残部を除去しつつ、該台形を形成するようにしたから、研磨といった機械的加工工程を排除して、極めて精巧な微細加工を、クリーンに、しかも安価に提供することができる。さらに、ガイドピン受け部とガイド溝を端子台と同時にまた一体に形成できるので微細なマイクロコネクタにとって重要な接触位置精度を確実に保持できる。
【００１４】
本発明は、シリコンのバネ特性が通常用いられているリン青銅などの金属以上に優れており、且つ微細化してもその特性が失われないこと、並びにこのシリコンの内、単結晶シリコンはマイクロマシーニング技術によってその微細加工が極めて精密且つ容易にできることに着目し、ソケットの基板を単結晶シリコン製となし、そこにマイクロマシーニング技術によって受圧台を備えた片持ち梁状の端子台を形成し、更にその上にソケット導線を配し、もってプラグ導線が受圧台に押し当てられた際、その押圧力によって片持ち梁状の端子台が撓むことを許容してそのバネ力を醸し出し、反発力を得て両導線を堅固に弾接させるのに最適なマイクロコネクタ及びそのソケットの製造方法を得たものである。即ち、基板の一部を片持ち梁状の端子台に成してそれ自体にスプリング特性を持たせたのである。
【００１５】
因みに、一般的電気コネクタの音叉型接触端子に用いられているリン青銅とシリコンの機械特性を表１に示す。
【００１６】
【表１】
2004068649.tif 000015
【００１７】
シリコンは、コネクタの端子に広く用いられているリン青銅に比べてヤング率が1.7倍も大きいため、微細化を進めて行っても硬さを失わず、程よい変形し難さを維持することが出来る（硬さが不足して変形し易くなると、プラグが強く接して来ても変形して逃げてしまい、強い圧接が得られない）。同時に、このシリコンは同リン青銅に比べて１７倍もの降伏点強度があり、大きな力を受けても塑性変形し難く、微細化して行ってもその大きな弾性力は失われない（プラグが強く接して来た際、塑性変形することなくしっかりと押し返し、強く圧接することが出来る）。このためシリコンをバネとして機能させた場合は、程よい硬さと高い弾性力の優れたスプリング特性を発揮できるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明をより詳細に説述するために、添付の図面に従って説明する。
【００１９】
図１Ａは、本発明の一実施形態であるマイクロコネクタの雌側、即ちソケット１０の上面側から見た斜視図で、その基板１１はその結晶が１１０面の単結晶シリコンからなり、そのＬ（全長）×Ｗ（全幅）×Ｈ（全高）は各々、例えば１０ミリメートル×６ミリメートル×０．２ミリメートル（基板高さ）であり、ソケット全体の高さとしては０．５ミリメートルと、極めて小さいものである。片持ち梁状に形成された複数の端子台１４は、その自由端１２が基板１１の内方向にあり、固定端１３は基板１１に連なって各端子台１４は基板と一体に形成されている。つまり、端子台１４は基板１１の不要な部分を除去して形成される。因みに、隣接する端子台１４間のピッチＰは２００乃至４０マイクロメートルと言った微細なものである。この端子台１４の上面には、固定端１３から自由端１２に向かって延びるソケット導線１５が配され、更に自由端１２の近傍には僅かに高さｔだけ高くなった受圧部１６（この例では方形の台形状、図１Ｂ参照）が形成されている。
【００２０】
なお、図中の矢印Ｙは、後述するプラグ２０の挿入方向を示しており、また、図１Ｃから明らかな様に、この実施例では、プラグ２０の挿入側の基板１１に固定端１３を連ねた端子台１４とその反対側基板１１に固定端１３ａを連ねた端子台１４ａとを備え、その自由端１２，１２ａの近傍に設けられた受圧部１６を千鳥状に配置して端子間密度を倍加している。勿論、このような千鳥状配置でなく端子台１４間の密度を上げて構成することもできる。この場合、端子台の長さは必要に応じより長くすることができる。
【００２１】
更に、図１Ｂから明らかな様に、この実施の例では、受圧部１６が台形状になっていて、ソケット導線１５から該受圧部１６への連絡が滑らかになっており、後述のプラグ導線２１がソケット導線１５を滑って行って該受圧部１６に乗り上げる動作を円滑にできるようにしてある。加えて、段部Ｄ（図１Ｃ）は後述の受納空隙部Ｃを形成するための段差を形成する。この段差は後述のハウジング１９の段部Ｇの高さを高くして基板１１から無くすこともできる。
【００２２】
また、基板１１には前記端子台１４と平行に、ガイド溝１８が設けられており、該ガイド溝１８にはガイドピン受け部１７が連なっている。
【００２３】
これら端子台１４，ガイドピン受け部１７，ガイド溝１８は、いずれも前記基板１１の全高Ｈより僅かに薄い厚さＴを持っていて、基板１１を刳り抜いて形成されている。
【００２４】
更に、シリコン製ハウジング１９は、後述するコネクタの雄側、即ちプラグ２０を基板１１の段部Ｄと協同して迎え入れ、且つ保持する受納空隙部Ｃを形成すると共に、前記端子台１４の受圧部１６を覆うことができる様に、基板１１の上に搭載される。
【００２５】
図２は、プラグ２０を裏側から見た斜視図を示しており、前記ソケット導線１５、或いは受圧部１６に対応する複数のプラグ導線２１と、ガイド溝１８に対応するガイドピン２２が、プラグ基板２３に形成されている。因みに、前記受圧部１６が千鳥状に形成されていることに対応させて該プラグ導線２１のピッチｐは、前記ソケット導線１５のピッチＰのほぼ２分の１とされている。そしてこのプラグ基板２３の厚さｈは、前記受納空隙部Ｃの高さに対応させてある。また、ガイドピン２２は先細りの形状となっていて、上方から前記ガイドピン受け部１７に遊嵌した後、ガイド溝１８に進めて位置決めをする際の動作の円滑性を確保している。
【００２６】
なお、プラグ基板２３は、ソケット１０の基板１１と同様に単結晶シリコン製であっても良いが、この実施の例ではプラグ基板２３にエッチングを施す必要のない構造としたので、ガラス、ガラスエポキシなどを採用することができる。
【００２７】
また、基板１１とプラグ基板２３の表面は、酸化シリコン（ＳｉＯ２）などで絶縁してあり、その上にそれぞれ導線１５、プラグ導線２１が配されていて、不測のショートなどに備えてある。
【００２８】
次にこのマイクロコネクタの作用を説明する。
【００２９】
コネクタとしてソケット１０とプラグ２０を連結するには、先ずはじめに図２に示すプラグ２０の上下面を裏返して図３のごとく、ガイドピン２２を図１に示すソケット１０のガイドピン受け部１７に遊嵌させて大まかな位置合わせを行い、続いて図１の矢印Ｙで示す方向にプラグ２０を押し進めてガイド溝１８の中にガイドピン２２を進入させつつ、プラグ２０の大半がソケット１０の受納空隙部Ｃに入り込み、微細な位置決めを伴ったソケット・プラグの結合が達成される。即ち、プラグ導線２１が所定の受圧部１６に乗り上げ、両導線１５、２１の電気的接続が完結することになる。
【００３０】
この時、図４に示す様に、プラグ導線２１が受圧部１６に乗り上げて押圧するので受圧部１６はその高さｔ相当分、下方に変位させられることになり、端子台１４が歪むことになるが、基板１１がシリコンでできていて優れたバネ力を端子台１４が発揮するため、プラグ導線２１と受圧部１６の弾接を確かなものにすることができる。
【００３１】
次に上記の実施の形態に適用される本発明に基づくマイクロコネクタの製造方法の一例を説明する。
【００３２】
まず、プラグ２０のプラグ基板２３にプラグ導線２１やガイドピン２２を形成する手段に触れる。これには、公知の電気メッキ或いは無電解メッキによる金属の堆積、即ち電鋳技術が採用されている。しかし、それ以外の技術を採用することも可能である。
【００３３】
次に、ソケット１０の基板１１に片持ち梁状の端子台１４，ガイドピン受け部１７，ガイド溝１８を形成する方法につき、図５Ａ〜図５Ｐに基づいて説明する。下記（  ）内のＡ，Ｂ・・は、図面の図５Ａ、図５Ｂ・・と対応する。
（Ａ）単結晶シリコン製の基板１１の両面に熱酸化によってシリコン酸化膜Ｆを成形する（熱酸化工程）。
（Ｂ）その一方面の酸化膜Ｆ上にレジストＲを塗布し、そこに紫外線露光し、端子台１４の輪郭，ガイドピン受け部１７，ガイド溝１８のパターニングを行い、それらの部位のレジストＲを除去してシリコン酸化膜Ｆをそこに露出させる（フォトリソグラフィー工程）。
（Ｃ）このパターンに倣い、レジストＲによるマスキング部分以外のシリコン酸化膜Ｆをエッチングして除去し、酸化膜Ｆでパターニングのマスクを成形し（酸化膜エッチング工程）、その後、残存するレジストＲを除去する。
（Ｄ）ここでＤｅｅｐＲＩＥなどの乾式異方性エッチング、或いはＫＯＨ等の湿式アルカリ異方性エッチングを施し、基板１１を垂直方向にえぐり出して端子台１４，ガイドピン受け部１７とガイド溝１８の輪郭を浮かび上げる。なお、このとき、エッチングは貫通させず、前記段部Ｄもしくは受圧部１６の高さｔ相当のエッチング残部Ｅを残しておく（異方性エッチング工程）。
（Ｅ）次に基板１１を反転させて未加工の面を出し、シリコン酸化膜Ｆの上にレジストＲを塗布し、前記段部Ｄ及びに受圧部１６のパターニングを行い、レジストＲによるマスクを酸化膜Ｆ上に形成する（フォトリソグラフィー工程）。
（Ｆ）この残存レジストＲをマスクとして酸化膜Ｆをエッチングして段部Ｄ及びに受圧部１６に相当する部分にのみ酸化膜Ｆを残し（酸化膜エッチング工程）、続いて残存するレジストＲを除去する。
（Ｇ）そしてこの基板１１にフッ酸・硝酸混合液などによる等方性エッチングを施し、前記エッチング残部Ｅを除去する（等方性エッチング工程）。
（Ｈ）こうして、拡大視せる図５Ｈに示す様に、等方性エッチングによるアンダーカット浸食作用で、マスクである酸化膜Ｆを残してその下面がえぐられる様に加工され、受圧部１６はほぼ方形の台形状に成形される。
（Ｊ）図５Ｊは受圧部１６の模型的縦断面で、マスクとして残っている酸化膜Ｆ、アンダーカットでえぐられ、結果として台形状（断面形状として屋根型）に形成された受圧部１６と端子台１４を示す。なお、この残存酸化膜Ｆは、次の工程に先立ち、前記（Ｃ）と同じ酸化膜エッチング工程によって除去される。
（Ｋ）続いてシリコン基板１１の全面に、再び熱酸化によってシリコン酸化膜Ｆを生成し、絶縁する（熱酸化工程）。
（Ｌ）次に、この酸化膜Ｆの上にソケット導線１５を配設するため、該ソケット導線１５のパターンｋを切り抜いたシャドーマスクＳを基板１１に搭載・密着させ、スパッタリングを施して導線パターンＫの金属膜を、端子台１４並びに受圧部１６の上面に、生成させる（メタライゼーション工程）。
（Ｍ）この導線パターンＫの金属膜は薄いので、メッキによってその厚さを増し、所定の厚みを確保する（メッキ工程）。
（Ｐ）この結果、端子台１４の模型的縦断面図に示す様に、端子台１４及び受圧部１６に、所定の厚さの導線パターンＫが形成され、且つ両者を滑らかにつなぐ傾斜面にも同様に導線パターンＫが形成される。
【００３４】
図５Ｒ乃至図５Ｕでは、ハウジング１９の製造方法の例を示す。
（Ｒ）ハウジング１９も単結晶シリコン製で、前記（Ａ）と同様、その表面に熱酸化によってシリコン酸化膜Ｆを生成し（熱酸化工程）、
（Ｓ）その上にレジストＲを塗布し、更にそこにシンクロトロン放射光を照射し、前記段部Ｄに対応する部位に段部Ｇを形成するためパターニングを行う（フォトリソグラフィー工程）。
（Ｔ）このパターンに倣い、レジストＲによるマスキング以外の部分のシリコン酸化膜Ｆをエッチングして除去し、酸化膜Ｆで段部Ｇに相当する部位のマスクを成形する（酸化膜エッチング工程）。
（Ｕ）ここでＤｅｅｐＲＩＥなどの乾式異方性エッチング、或いはＫＯＨ等の湿式アルカリ異方性エッチングを施し、ハウジング１９を垂直方向に浸食し、段部Ｇを成形、ハウジング１９を完成させる（異方性エッチング工程）。
（Ｖ）このハウジング１９を上下反転させ、前記ソケットの基板１１に搭載、両者を接着その他の手段で結合し、ソケット１０が完成する（結合工程）。
【００３５】
端子台１４が力を受けて曲がることができるためには、曲がる方向に“逃げ”が必要だが、これはソケット導線１５と反対側の端子台１４の裏面をエッチングでカットすればできる。また他の方法としては、取り付ける回路基板などの相手側との関係で隙間を設けてこの“逃げ”を作ることも可能である。
【００３６】
以上説明したように、上記の実施の形態によれば、基板にバネ特性に優れたシリコンを用い、且つその導線の弾接部の形状を片持ち梁状の端子台としたからシリコンのバネ特性を生かしたものとなる。受圧部を設けてソケット導線を配設したためソケット導線とプラグ導線の弾接が強固になって、両導線の電気的接合を確かなものにすることができる。また、基板に単結晶シリコンを採用したので、マイクロマシーニングの技術を生かして微細な加工を精密にしかも容易に行うことを可能とできる。その結果、より接触端子間ピッチの狭い、背丈の小さいマイクロコネクタの実現を可能とできる。
【００３７】
さらに、その製造方法として基板に単結晶シリコンを採用すると共に異方性エッチング技術と等方性エッチング技術を巧みに組み合わせて使うことにより、微細な加工を精密にしかも容易に行うことができる。殊に、受圧部とするソケット導線とを滑らかに連絡するように該受圧部を台形に形成するに当たり、所定の深さまで基板を異方性エッチングで垂直方向の加工を施した後に、その裏面に等方性エッチングを施してエッチング残部を除去しつつ、該台形を形成するようにしたから、研磨と言った機械的加工工程を排除して、極めて精巧な微細加工を、クリーンに、しかも安価に提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
以上のように、本発明にかかるマイクロコネクタとそのソケットの製造方法は、ますます高密度小型化薄型化を要求される電子機器におけるコネクタとしてまたその製造方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】  図１Ａ乃至図１Ｃは、本発明による一実施の形態としてのマイクロコネクタのソケットを上方から見た概観斜視図で、図１Ａはソケット全体を示し、図１Ｂは端子台を分離し拡大して示し、図１Ｃはハウジングを除去して基板部分のみを示す。
【図２】  図２は、図１のソケットに対応するマイクロコネクタのプラグを裏側から見た概観斜視図である。
【図３】  図３は、図１と図２に示したソケットとプラグとの連接手順を説明するコネクタの概観斜視図である。
【図４】  図４は、図３のＡ−Ａ断面の模型的説明図である。
【図５】  図５Ａ乃至図５Ｖは、図１に示した実施の形態のソケットの製造方法の説明図であり、図５Ｊと図５Ｐとは縦断面の模型的説明図、他は斜視図である。図５Ａ乃至図５Ｐは、基板の製造方法を示し、図５Ｒ乃至図５Ｕはハウジングの製造方法を示す。図５Ｖは、基板とハウジングを組立てたソケットの完成状態の斜視図を示す。
【手続補正書】
【提出日】平成17年11月11日(2005.11.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】手続補正書
【補正対象項目名】手続補正２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電気コネクタに関するもので、殊にその隣接する接触端子間のピッチが、極めて小さな同コネクタ、即ちマイクロコネクタと、そのソケットの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、相隣接する接触端子間のピッチが数ミリメートルから数百マイクロメートルのオーダーの電気コネクタを相似形状に小さくしたマイクロコネクタの例がある。この従来のマイクロコネクタは、雌側、つまりソケットの基板には複数の音叉型接触端子が用意されており、雄側、つまりプラグの基板には複数の棒状接触端子が設けてあって、音叉型接触端子の間に棒状接触端子が進入し、音叉型接触子のバネ力で棒状接触子を挟持することによって両者の電気的接続を達成している。例えば、特開２００２−２４６１１７号公報（図１）には、この例が開示されている。
【０００３】
しかしながら、上記のマイクロコネクタは、隣り合う接触端子間の距離、即ち端子間ピッチが数百から数十マイクロメートルと微細になると、当然、接触端子そのものも細く、そして薄くなり、一般の電気コネクタに広く用いられているリン青銅などの金属から成る接触端子では、上記バネ力が不足して両接触端子の電気的接続が危ういものとなって来る。換言すれば、マイクロコネクタにあっては、このバネ力の向上が解決を迫られる課題の一つであった。
【０００４】
そこで、本発明は、弾接力の向上を図ったマイクロコネクタ及びそのソケットの製造方法を提供することを課題とする。
【発明の開示】
【０００５】
上記の課題を解決するため、本発明では、１１０面の単結晶シリコンからなる基板に、自由端近傍に設けられ僅かに高くなった受圧部を備えた複数の片持ち梁状の端子台を一体に形成し、前記端子台にソケット導線を配設したソケットと、前記自由端を覆い前記ソケットの前記基板と協同して受納空隙部を形成し、前記ソケットに搭載されたハウジングと、前記ソケット導線に対応してプラグ導線を基板上に設け、前記受納空隙部に受け入れられるプラグとを有し、前記受納空隙部に挿入することによって前記プラグ導線が前記受圧部上の前記ソケット導線に圧接可能としたマイクロコネクタとする。これにより、ソケットの基板にバネ特性に優れた単結晶シリコンを用い、且つその導線の弾接部の形状を片持ち梁状の端子台としたから、シリコンのバネ特性を生かしたものとなる。また端子台に受圧部を設けてソケット導線を配設したので、ソケット導線とプラグ導線の弾接が強固になって、両導線の電気的接合を確かなものにすることができる。さらに、ソケットの基板に単結晶シリコンを採用したので、公知のマイクロマシーニングの技術を生かして微細な加工を精密にしかも容易に行うことを可能とできる。その結果、より接触端子間ピッチの狭い、背丈の小さいマイクロコネクタの実現を可能とできる。さらに、自由端を覆い基板と協同してプラグを受け入れる受納空隙部を形成するハウジングを前記ソケットに搭載することにより、両導線の電気的接合を確かなものにすることができる。
【０００６】
また、１１０面の単結晶シリコンからなる基板に、僅かに高くなった受圧部を近傍に有する自由端と該基板に連なる固定端を備えた複数の片持ち梁状の端子台を一体に形成し、該端子台の上面に前記固定端から前記自由端に向けて延びるソケット導線を配設し、ガイドピン受け部と該ガイドピン受け部に連なり且つ前記端子台と平行に形成されたガイド溝を形成し、前記自由端を覆い前記基板と協同してプラグを受け入れる受納空隙部を形成するハウジングを搭載したソケットと、前記ソケット導線に対応したプラグ導線とガイド溝に対応したガイドピンをプラグ基板に設けたプラグとを有するマイクロコネクタとすれば、基板にバネ特性に優れたシリコンを用い且つその導線の弾接部の形状を片持ち梁状の端子台としたから、シリコンのバネ特性を生かしたものとなる。また端子台に受圧部を設けてソケット導線を配設したためソケット導線とプラグ導線の弾接が強固になって、両導線の電気的接合を確かなものにすることができる。さらに、ソケットの基板に単結晶シリコンを採用したので、公知のマイクロマシーニングの技術を生かして微細な加工を精密にしかも容易に行うことを可能とできる。その結果、より接触端子間ピッチの狭い、背丈の小さいマイクロコネクタの実現を可能とできる。さらにガイドピン受け部と該ガイドピン受け部に連なり且つ前記端子台と平行に形成されたガイド溝を形成し、ガイド溝に対応したガイドピンをプラグ基板に設けたため、ソケット導線とプラグ導線との相互の位置決めが精度よく確実にできる。
【０００７】
また、前記複数の片持ち梁状の端子台の前記自由端が前記基板の内方に向いているマイクロコネクタとすれば、スムーズなプラグの挿入を可能とし、ソケット導線の端末の処理が容易となる。
【０００８】
また、前記プラグの挿入側の基板に固定端を連ねた端子台とその対向側の基板に固定端を連ねた端子台とを備え、それらの前記自由端の近傍に設けられた受圧部が千鳥状に配置されているマイクロコネクタとすれば、千鳥状に受圧部を設けたので、更に端子密度を高めることができる。
【０００９】
さらに、弾接力の向上を図ったマイクロコネクタのソケットの製造方法を得る課題を解決するため、本発明による製造方法は、一つの基板に対して垂直方向に基板をえぐり出して片持ち梁状の端子台を形成し、且つその端子台より若干高い受圧台を該端子台に形成すると共に、端子台と受圧台を滑らかに連結してなるソケットのマイクロマシーニング技術を駆使した製造方法である。
【００１０】
そこで、本発明では、１１０面の単結晶シリコンからなる基板に、僅かに高くなった受圧部を近傍に有する自由端と該基板に連なる固定端を備えた複数の片持ち梁状の端子台を一体に形成したマイクロコネクタ用ソケットの製造方法であって、前記基板の一方の面に対しレジストを塗布する工程と、フォトリソグラフィーで前記端子台をパターニングする工程と、異方性エッチングを施し、底を残して所定の高さに前記端子台を形成する工程と、前記基板の他方の面に対しレジストを塗布する工程と、フォトリソグラフィーで前記受圧部のパターニングを行う工程と、等方性エッチングを施して前記底を除去する工程と、を有するマイクロコネクタ用ソケットの製造方法とした。
【００１１】
これによって、基板にバネ特性に優れたシリコンを用い、弾接部の形状を片持ち梁状の端子台としたから、そのバネ特性を生かしたものとなり、両導線の電気的接合を確かなものにしたマイクロコネクタが得られ、その製造方法として基板に単結晶シリコンを採用すると共に異方性エッチング技術と等方性エッチング技術を巧みに組み合わせて使うことにより、微細な加工を精密にしかも容易に行うことができる。殊に、受圧部と後述するソケット導線とを滑らかに連絡するように該受圧部を台形に形成するに当たり、所定の深さまで基板を異方性エッチングで垂直方向の加工を施した後に、その裏面に等方性エッチングを施してエッチング残部を除去しつつ、該台形を形成するようにしたから、研磨といった機械的加工工程を排除して、極めて精巧な微細加工を、クリーンに、しかも安価に提供することができる。
【００１２】
また、本発明において、１１０面の単結晶シリコンからなる基板に、僅かに高くなった受圧部を近傍に有する自由端と該基板に連なる固定端を備えた複数の片持ち梁状の端子台とガイドピン受け部と該ガイドピン受け部に連なり且つ前記端子台と平行に形成されたガイド溝を一体に形成したマイクロコネクタ用ソケットの製造方法であって、前記基板の一方の面に対しレジストを塗布する工程と、フォトリソグラフィーで前記端子台、前記ガイドピン受け部、前記ガイド溝をパターニングする工程と、異方性エッチングを施し、底を残して所定の高さに前記端子台を、また前記ガイドピン受け部、前記ガイド溝の窪みを形成する工程と、前記基板の他方の面に対しレジストを塗布する工程と、フォトリソグラフィーで前記受圧部のパターニングを行う工程と、等方性エッチングを施して前記底を除去する工程と、を有するマイクロコネクタ用ソケットの製造方法とすることができる。
【００１３】
これによれば、基板にバネ特性に優れたシリコンを用い、弾接部の形状を片持ち梁状の端子台としたから、そのバネ特性を生かしたものとなり、両導線の電気的接合を確かなものにしたマイクロコネクタが得られ、その製造方法として基板に単結晶シリコンを採用すると共に異方性エッチング技術と等方性エッチング技術を巧みに組み合わせて使うことにより、微細な加工を精密にしかも容易に行うことができる。殊に、受圧部と後述するソケット導線とを滑らかに連絡するように該受圧部を台形に形成するに当たり、所定の深さまで基板を異方性エッチングで垂直方向の加工を施した後に、その裏面に等方性エッチングを施してエッチング残部を除去しつつ、該台形を形成するようにしたから、研磨といった機械的加工工程を排除して、極めて精巧な微細加工を、クリーンに、しかも安価に提供することができる。さらに、ガイドピン受け部とガイド溝を端子台と同時にまた一体に形成できるので微細なマイクロコネクタにとって重要な接触位置精度を確実に保持できる。
【００１４】
本発明は、シリコンのバネ特性が通常用いられているリン青銅などの金属以上に優れており、且つ微細化してもその特性が失われないこと、並びにこのシリコンの内、単結晶シリコンはマイクロマシーニング技術によってその微細加工が極めて精密且つ容易にできることに着目し、ソケットの基板を単結晶シリコン製となし、そこにマイクロマシーニング技術によって受圧台を備えた片持ち梁状の端子台を形成し、更にその上にソケット導線を配し、もってプラグ導線が受圧台に押し当てられた際、その押圧力によって片持ち梁状の端子台が撓むことを許容してそのバネ力を醸し出し、反発力を得て両導線を堅固に弾接させるのに最適なマイクロコネクタ及びそのソケットの製造方法を得たものである。即ち、基板の一部を片持ち梁状の端子台に成してそれ自体にスプリング特性を持たせたのである。
【００１５】
因みに、一般的電気コネクタの音叉型接触端子に用いられているリン青銅とシリコンの機械特性を表１に示す。
【００１６】
【表１】
2004068649.tif 000016
【００１７】
シリコンは、コネクタの端子に広く用いられているリン青銅に比べてヤング率が1.7倍も大きいため、微細化を進めて行っても硬さを失わず、程よい変形し難さを維持することが出来る（硬さが不足して変形し易くなると、プラグが強く接して来ても変形して逃げてしまい、強い圧接が得られない）。同時に、このシリコンは同リン青銅に比べて１７倍もの降伏点強度があり、大きな力を受けても塑性変形し難く、微細化して行ってもその大きな弾性力は失われない（プラグが強く接して来た際、塑性変形することなくしっかりと押し返し、強く圧接することが出来る）。このためシリコンをバネとして機能させた場合は、程よい硬さと高い弾性力の優れたスプリング特性を発揮できるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明をより詳細に説述するために、添付の図面に従って説明する。
【００１９】
図１Ａは、本発明の一実施形態であるマイクロコネクタの雌側、即ちソケット１０の上面側から見た斜視図で、その基板１１はその結晶が１１０面の単結晶シリコンからなり、そのＬ（全長）×Ｗ（全幅）×Ｈ（全高）は各々、例えば１０ミリメートル×６ミリメートル×０．２ミリメートル（基板高さ）であり、ソケット全体の高さとしては０．５ミリメートルと、極めて小さいものである。片持ち梁状に形成された複数の端子台１４は、その自由端１２が基板１１の内方向にあり、固定端１３は基板１１に連なって各端子台１４は基板と一体に形成されている。つまり、端子台１４は基板１１の不要な部分を除去して形成される。因みに、隣接する端子台１４間のピッチＰは２００乃至４０マイクロメートルと言った微細なものである。この端子台１４の上面には、固定端１３から自由端１２に向かって延びるソケット導線１５が配され、更に自由端１２の近傍には僅かに高さｔだけ高くなった受圧部１６（この例では方形の台形状、図１Ｂ参照）が形成されている。
【００２０】
なお、図中の矢印Ｙは、後述するプラグ２０の挿入方向を示しており、また、図１Ｃから明らかな様に、この実施例では、プラグ２０の挿入側の基板１１に固定端１３を連ねた端子台１４とその反対側基板１１に固定端１３ａを連ねた端子台１４ａとを備え、その自由端１２，１２ａの近傍に設けられた受圧部１６を千鳥状に配置して端子間密度を倍加している。勿論、このような千鳥状配置でなく端子台１４間の密度を上げて構成することもできる。この場合、端子台の長さは必要に応じより長くすることができる。
【００２１】
更に、図１Ｂから明らかな様に、この実施の例では、受圧部１６が台形状になっていて、ソケット導線１５から該受圧部１６への連絡が滑らかになっており、後述のプラグ導線２１がソケット導線１５を滑って行って該受圧部１６に乗り上げる動作を円滑にできるようにしてある。加えて、段部Ｄ（図１Ｃ）は後述の受納空隙部Ｃを形成するための段差を形成する。この段差は後述のハウジング１９の段部Ｇの高さを高くして基板１１から無くすこともできる。
【００２２】
また、基板１１には前記端子台１４と平行に、ガイド溝１８が設けられており、該ガイド溝１８にはガイドピン受け部１７が連なっている。
【００２３】
これら端子台１４，ガイドピン受け部１７，ガイド溝１８は、いずれも前記基板１１の全高Ｈより僅かに薄い厚さＴを持っていて、基板１１を刳り抜いて形成されている。
【００２４】
更に、シリコン製ハウジング１９は、後述するコネクタの雄側、即ちプラグ２０を基板１１の段部Ｄと協同して迎え入れ、且つ保持する受納空隙部Ｃを形成すると共に、前記端子台１４の受圧部１６を覆うことができる様に、基板１１の上に搭載される。
【００２５】
図２は、プラグ２０を裏側から見た斜視図を示しており、前記ソケット導線１５、或いは受圧部１６に対応する複数のプラグ導線２１と、ガイド溝１８に対応するガイドピン２２が、プラグ基板２３に形成されている。因みに、前記受圧部１６が千鳥状に形成されていることに対応させて該プラグ導線２１のピッチｐは、前記ソケット導線１５のピッチＰのほぼ２分の１とされている。そしてこのプラグ基板２３の厚さｈは、前記受納空隙部Ｃの高さに対応させてある。また、ガイドピン２２は先細りの形状となっていて、上方から前記ガイドピン受け部１７に遊嵌した後、ガイド溝１８に進めて位置決めをする際の動作の円滑性を確保している。
【００２６】
なお、プラグ基板２３は、ソケット１０の基板１１と同様に単結晶シリコン製であっても良いが、この実施の例ではプラグ基板２３にエッチングを施す必要のない構造としたので、ガラス、ガラスエポキシなどを採用することができる。
【００２７】
また、基板１１とプラグ基板２３の表面は、酸化シリコン（ＳｉＯ２）などで絶縁してあり、その上にそれぞれ導線１５、プラグ導線２１が配されていて、不測のショートなどに備えてある。
【００２８】
次にこのマイクロコネクタの作用を説明する。
【００２９】
コネクタとしてソケット１０とプラグ２０を連結するには、先ずはじめに図２に示すプラグ２０の上下面を裏返して図３のごとく、ガイドピン２２を図１に示すソケット１０のガイドピン受け部１７に遊嵌させて大まかな位置合わせを行い、続いて図１の矢印Ｙで示す方向にプラグ２０を押し進めてガイド溝１８の中にガイドピン２２を進入させつつ、プラグ２０の大半がソケット１０の受納空隙部Ｃに入り込み、微細な位置決めを伴ったソケット・プラグの結合が達成される。即ち、プラグ導線２１が所定の受圧部１６に乗り上げ、両導線１５、２１の電気的接続が完結することになる。
【００３０】
この時、図４に示す様に、プラグ導線２１が受圧部１６に乗り上げて押圧するので受圧部１６はその高さｔ相当分、下方に変位させられることになり、端子台１４が歪むことになるが、基板１１がシリコンでできていて優れたバネ力を端子台１４が発揮するため、プラグ導線２１と受圧部１６の弾接を確かなものにすることができる。
【００３１】
次に上記の実施の形態に適用される本発明に基づくマイクロコネクタの製造方法の一例を説明する。
【００３２】
まず、プラグ２０のプラグ基板２３にプラグ導線２１やガイドピン２２を形成する手段に触れる。これには、公知の電気メッキ或いは無電解メッキによる金属の堆積、即ち電鋳技術が採用されている。しかし、それ以外の技術を採用することも可能である。
【００３３】
次に、ソケット１０の基板１１に片持ち梁状の端子台１４，ガイドピン受け部１７，ガイド溝１８を形成する方法につき、図５Ａ〜図５Ｐに基づいて説明する。下記（  ）内のＡ，Ｂ・・は、図面の図５Ａ、図５Ｂ・・と対応する。
（Ａ）単結晶シリコン製の基板１１の両面に熱酸化によってシリコン酸化膜Ｆを成形する（熱酸化工程）。
（Ｂ）その一方面の酸化膜Ｆ上にレジストＲを塗布し、そこに紫外線露光し、端子台１４の輪郭，ガイドピン受け部１７，ガイド溝１８のパターニングを行い、それらの部位のレジストＲを除去してシリコン酸化膜Ｆをそこに露出させる（フォトリソグラフィー工程）。
（Ｃ）このパターンに倣い、レジストＲによるマスキング部分以外のシリコン酸化膜Ｆをエッチングして除去し、酸化膜Ｆでパターニングのマスクを成形し（酸化膜エッチング工程）、その後、残存するレジストＲを除去する。
（Ｄ）ここでＤｅｅｐＲＩＥなどの乾式異方性エッチング、或いはＫＯＨ等の湿式アルカリ異方性エッチングを施し、基板１１を垂直方向にえぐり出して端子台１４，ガイドピン受け部１７とガイド溝１８の輪郭を浮かび上げる。なお、このとき、エッチングは貫通させず、前記段部Ｄもしくは受圧部１６の高さｔ相当のエッチング残部Ｅを残しておく（異方性エッチング工程）。
（Ｅ）次に基板１１を反転させて未加工の面を出し、シリコン酸化膜Ｆの上にレジストＲを塗布し、前記段部Ｄ及びに受圧部１６のパターニングを行い、レジストＲによるマスクを酸化膜Ｆ上に形成する（フォトリソグラフィー工程）。
（Ｆ）この残存レジストＲをマスクとして酸化膜Ｆをエッチングして段部Ｄ及びに受圧部１６に相当する部分にのみ酸化膜Ｆを残し（酸化膜エッチング工程）、続いて残存するレジストＲを除去する。
（Ｇ）そしてこの基板１１にフッ酸・硝酸混合液などによる等方性エッチングを施し、前記エッチング残部Ｅを除去する（等方性エッチング工程）。
（Ｈ）こうして、拡大視せる図５Ｈに示す様に、等方性エッチングによるアンダーカット浸食作用で、マスクである酸化膜Ｆを残してその下面がえぐられる様に加工され、受圧部１６はほぼ方形の台形状に成形される。
（Ｊ）図５Ｊは受圧部１６の模型的縦断面で、マスクとして残っている酸化膜Ｆ、アンダーカットでえぐられ、結果として台形状（断面形状として屋根型）に形成された受圧部１６と端子台１４を示す。なお、この残存酸化膜Ｆは、次の工程に先立ち、前記（Ｃ）と同じ酸化膜エッチング工程によって除去される。
（Ｋ）続いてシリコン基板１１の全面に、再び熱酸化によってシリコン酸化膜Ｆを生成し、絶縁する（熱酸化工程）。
（Ｌ）次に、この酸化膜Ｆの上にソケット導線１５を配設するため、該ソケット導線１５のパターンｋを切り抜いたシャドーマスクＳを基板１１に搭載・密着させ、スパッタリングを施して導線パターンＫの金属膜を、端子台１４並びに受圧部１６の上面に、生成させる（メタライゼーション工程）。
（Ｍ）この導線パターンＫの金属膜は薄いので、メッキによってその厚さを増し、所定の厚みを確保する（メッキ工程）。
（Ｐ）この結果、端子台１４の模型的縦断面図に示す様に、端子台１４及び受圧部１６に、所定の厚さの導線パターンＫが形成され、且つ両者を滑らかにつなぐ傾斜面にも同様に導線パターンＫが形成される。
【００３４】
図５Ｒ乃至図５Ｕでは、ハウジング１９の製造方法の例を示す。
（Ｒ）ハウジング１９も単結晶シリコン製で、前記（Ａ）と同様、その表面に熱酸化によってシリコン酸化膜Ｆを生成し（熱酸化工程）、
（Ｓ）その上にレジストＲを塗布し、更にそこにシンクロトロン放射光を照射し、前記段部Ｄに対応する部位に段部Ｇを形成するためパターニングを行う（フォトリソグラフィー工程）。
（Ｔ）このパターンに倣い、レジストＲによるマスキング以外の部分のシリコン酸化膜Ｆをエッチングして除去し、酸化膜Ｆで段部Ｇに相当する部位のマスクを成形する（酸化膜エッチング工程）。
（Ｕ）ここでＤｅｅｐＲＩＥなどの乾式異方性エッチング、或いはＫＯＨ等の湿式アルカリ異方性エッチングを施し、ハウジング１９を垂直方向に浸食し、段部Ｇを成形、ハウジング１９を完成させる（異方性エッチング工程）。
（Ｖ）このハウジング１９を上下反転させ、前記ソケットの基板１１に搭載、両者を接着その他の手段で結合し、ソケット１０が完成する（結合工程）。
【００３５】
端子台１４が力を受けて曲がることができるためには、曲がる方向に“逃げ”が必要だが、これはソケット導線１５と反対側の端子台１４の裏面をエッチングでカットすればできる。また他の方法としては、取り付ける回路基板などの相手側との関係で隙間を設けてこの“逃げ”を作ることも可能である。
【００３６】
以上説明したように、上記の実施の形態によれば、基板にバネ特性に優れたシリコンを用い、且つその導線の弾接部の形状を片持ち梁状の端子台としたからシリコンのバネ特性を生かしたものとなる。受圧部を設けてソケット導線を配設したためソケット導線とプラグ導線の弾接が強固になって、両導線の電気的接合を確かなものにすることができる。また、基板に単結晶シリコンを採用したので、マイクロマシーニングの技術を生かして微細な加工を精密にしかも容易に行うことを可能とできる。その結果、より接触端子間ピッチの狭い、背丈の小さいマイクロコネクタの実現を可能とできる。
【００３７】
さらに、その製造方法として基板に単結晶シリコンを採用すると共に異方性エッチング技術と等方性エッチング技術を巧みに組み合わせて使うことにより、微細な加工を精密にしかも容易に行うことができる。殊に、受圧部とするソケット導線とを滑らかに連絡するように該受圧部を台形に形成するに当たり、所定の深さまで基板を異方性エッチングで垂直方向の加工を施した後に、その裏面に等方性エッチングを施してエッチング残部を除去しつつ、該台形を形成するようにしたから、研磨と言った機械的加工工程を排除して、極めて精巧な微細加工を、クリーンに、しかも安価に提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
以上のように、本発明にかかるマイクロコネクタとそのソケットの製造方法は、ますます高密度小型化薄型化を要求される電子機器におけるコネクタとしてまたその製造方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１Ａ乃至図１Ｃは、本発明による一実施の形態としてのマイクロコネクタのソケットを上方から見た概観斜視図で、図１Ａはソケット全体を示し、図１Ｂは端子台を分離し拡大して示し、図１Ｃはハウジングを除去して基板部分のみを示す。
【図２】図２は、図１のソケットに対応するマイクロコネクタのプラグを裏側から見た概観斜視図である。
【図３】図３は、図１と図２に示したソケットとプラグとの連接手順を説明するコネクタの概観斜視図である。
【図４】図４は、図３のＡ−Ａ断面の模型的説明図である。
【図５】図５Ａ乃至図５Ｖは、図１に示した実施の形態のソケットの製造方法の説明図であり、図５Ｊと図５Ｐとは縦断面の模型的説明図、他は斜視図である。図５Ａ乃至図５Ｐは、基板の製造方法を示し、図５Ｒ乃至図５Ｕはハウジングの製造方法を示す。図５Ｖは、基板とハウジングを組立てたソケットの完成状態の斜視図を示す。
【国際調査報告】
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