(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導線及び該導線が先端で延出して露出するようにこれを被覆する被覆層を有するリード線を接続する給電コネクタであって、
前記リード線が挿入される挿入孔が形成されたコネクタ本体と、該コネクタ本体に取り付けられて前記導線と電気的に接続される給電ピンとを具備し、
前記コネクタ本体には、前記給電ピンが収められる給電ピン収納部と、前記被覆層の端部ないし該端部から延出した導線の一部が位置する場所に、樹脂が充填される樹脂充填部とが形成され、
前記給電ピン収納部と前記樹脂充填部とは仕切られていることを特徴とする給電コネクタ。
【請求項２】
前記挿入孔内で前記リード線にガスケットが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の給電コネクタ。
【請求項３】
前記挿入孔は大径部とこれより内側の小径部とで形成され、前記ガスケットが大径部の内側端部に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の給電コネクタ。
【請求項４】
前記給電ピンには、給電ピンの先端をコネクタ本体から突出させるバネ部材が巻き回されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の給電コネクタ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の給電コネクタを有する静電チャック装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給電コネクタ、及び当該給電コネクタを有する静電チャック装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶用ガラス基板などの電子部品等を加工する作業の中には、真空中で行われるものがある。その真空中での作業時には、例えば、真空チャンバ内に、電子部品等に対して用いる装置を設置する。このような装置は、装置本体と、該装置本体に電気を供給するための給電コネクタを有する。この給電コネクタには、リード線が設けられており、このリード線は真空チャンバ外に引き出され、外部の電源に接続される。
前記装置としては、例えば静電チャック装置、蒸着装置、スパッタ装置、重合プロセス装置、ドライエッチング装置、化学蒸着（ＣＶＤ）装置、表面改質装置等が挙げられる。
例えば静電チャック装置は、基盤及びその上に設けられた電極シートを有する装置本体と、この装置本体の電力端子に取り付けられた給電コネクタを有する。
作業時には、外部の直流高圧電源からリード線を通じて給電コネクタに電気を供給し、この給電コネクタを介して電極シートに通電する。これにより、該電極シートの上面に静電気力が生じる。そして、その静電気力により、電極シート上面に液晶用ガラス基板等が吸着固定されるようになっている。
【０００３】
このような静電チャック装置等の真空中で使用される装置の装置本体に取り付けられる給電コネクタとしては、従来、例えば図６に示すようなものが提案されている。
図６の給電コネクタは、上方に開口した小径のピン孔４１及びピン孔４１に連通した大径の給電孔４２が形成されたコネクタ本体４３と、給電孔４２の開口部を塞ぐように給電孔４２内に挿入されたカップ４４と、カップ４４内に配置された給電ピン４５と、一端が給電ピン４５の終端部４６に接し、かつ他端がカップ４４の底部に接触した状態でカップ４４内に配置され、給電ピン４５の先端部４７がコネクタ本体４３上面のピン孔４１から突出するように給電ピン４５を上方に押し上げるバネ４８とを具備して概略構成されるものである。
また、バネ４８には、外部の直流高圧電源から伸び、カップ４４の底部の孔４９を通ってカップ４４内に導かれたリード線２４が、ハンダ等によって接続され、カップ４４及びリード線２４は、接着剤５０によって、それぞれコネクタ本体４３及びカップ４４に固定されている（特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００３−１９７７２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の給電コネクタにおいては、リード線２４を構成する内部の導線と該導線を被覆している樹脂被覆層との間にわずかな隙間が存在する。そのため、長時間真空下で装置を動作させる場合において真空状態を安定に維持することができず、また、大気と真空状態を交互に繰り返す作業時においては、この隙間から空気が出入りして給電コネクタと装置本体との接点部で真空放電が起きるという問題がある。
【０００５】
また、特許文献１に記載の給電コネクタは、カップ４４が接着剤５０によってコネクタ本体４３に固定されているため、例えば静電チャックシートの貼り替え等の装置本体に対して作業を行う際に、リード線２４が動くことによりコネクタ本体４３から接着剤５０が剥がれやすい。そして、この接着剤５０が剥がれた所が、外部から進入してくる空気の通り道となり、空気が進入しやすくなってしまう。
さらに、前記カップ４４を接着剤５０によってコネクタ本体４３に固定する操作は、人手によるものであるため、接着剤５０の使用量にバラつきが生じやすく、均一な品質が得られない等の問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、長時間真空下で装置を動作させる場合において真空状態を安定に維持することができ、大気と真空状態を交互に繰り返す作業時には空気の出入りを防止して給電コネクタと装置本体との接点部での真空放電を防止し、かつ均一な品質が得られる給電コネクタ、及び当該給電コネクタを有する静電チャック装置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】
【０００７】
本発明者は、上記課題を解決するべく検討を行った結果、以下の本発明の給電コネクタ、及び当該給電コネクタを有する静電チャック装置を発明するに至った。
本発明の第１の態様は、導線及び該導線が先端で延出して露出するようにこれを被覆する被覆層を有するリード線を接続する給電コネクタであって、前記リード線が挿入される挿入孔が形成されたコネクタ本体と、該コネクタ本体に取り付けられて前記導線と電気的に接続される給電ピンとを具備し、前記コネクタ本体には、前記給電ピンが収められる給電ピン収納部と、前記被覆層の端部ないし該端部から延出した導線の一部が位置する場所に、樹脂が充填される樹脂充填部とが形成され、前記給電ピン収納部と前記樹脂充填部とは仕切られていることを特徴とする給電コネクタである。
また、本発明において、前記挿入孔内で前記リード線にガスケットが設けられていることが好ましい。
また、本発明において、前記挿入孔は大径部とこれより内側の小径部とで形成され、前記ガスケットが大径部の内側端部に設けられていることが好ましい。
また、本発明において、前記給電ピンには、給電ピンの先端をコネクタ本体から突出させるバネ部材が巻き回されていることが好ましい。
本発明の第２の態様は、前記給電コネクタを有する静電チャック装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、長時間真空下で装置を動作させる場合において真空状態を安定に維持することができ、大気と真空状態を交互に繰り返す作業時には空気の出入りを防止して給電コネクタと装置本体との接点部での真空放電を防止し、かつ均一な品質が得られる給電コネクタ、及び当該給電コネクタを有する静電チャック装置を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】
【０００９】
以下、本発明の給電コネクタ、及び当該給電コネクタを有する静電チャック装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１０】
≪給電コネクタ≫
図１は、リード線が接続された本発明の給電コネクタの一実施形態を示す側断面図である。図２は、図１の給電コネクタの給電面側を示す平面図である。なお、図１は、図２中のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
図１の給電コネクタ１００は、導線３１及び該導線３１が先端で延出して露出するようにこれを被覆する被覆層３２を有するリード線３０を接続する給電コネクタ１００であって、前記リード線３０が挿入される挿入孔１３が形成されたコネクタ本体１０と、該コネクタ本体１０に取り付けられて前記導線３１と電気的に接続される給電ピン２０とから概略構成されている。
【００１１】
給電コネクタ１００において、コネクタ本体１０は直方体状で、その一面１０ａ（給電面を示す。以下、便宜上上面ということがある。上面に対向する面を下面、これらに直交する面を側面という。）に開口する略直方体形状の凹部９を有しており、この凹部９は、仕切板１４によって、給電ピン２０が収められる給電ピン収納部１１と樹脂充填部１２とに仕切られている。
凹部９において、樹脂充填部１２に対応する位置の底面９ａは、給電ピン収納部１１に対応する位置の底面９ｂよりもコネクタ本体１０の下面１０ｃ側に配置されており、樹脂充填部１２の深さは給電ピン収納部１１の深さよりも深くなっている。なお、仕切板１４には、図３に示す様に、後述する導線３１を挿通するためのＵ字溝１４ａが設けられている。なお、仕切板が一体成形されたコネクタ本体を用いることもできる。
【００１２】
そして、凹部９の開口部には、長方形板状の蓋体１５がかぶせられている。
また、図２に示すように、コネクタ本体１０の上面１０ａにおいて、蓋体１５の周囲には溝１６が設けられ、この溝１６にＯリング８０が収められている。
さらに、コネクタ本体１０の上面１０ａの四隅には、それぞれ挿通孔１７が一つずつ設けられている。給電コネクタ１００を給電対象とする装置本体に取り付ける際には、挿通孔１７にボルト等が通される。そして、この取り付け部分は前記Ｏリング８０によってシールされる。なお、Ｏリングは、給電対象とする装置本体側に設けてもよい。
【００１３】
また、給電ピン２０は、給電ピン収納部１１に収められ、静電チャック装置等の給電対象の装置本体の電力端子に接続されるものである。
凹部９の開口部にかぶせられた蓋体１５には、給電ピン収納部１１に対応する範囲の中心付近に孔１５ａが設けられており、この孔１５ａから略円柱状の給電ピン２０の先端が突出している。なお、給電ピン２０には、その先端側にリング状のフランジ２０ａが設けられおり、このフランジ２０ａは蓋体１５の内側に、蓋体１５に接触する様に配置されている。これにより、孔１５ａから給電ピン２０の先端が所定の長さだけ突出する様になっている。
給電ピン収納部１１内において、フランジ２０ａの下方（給電ピン収納部１１の底面９ｂ側）の給電ピン２０の周囲にはバネ部材２３が巻き回されている。また、給電ピン収納部１１の底面９ｂ上には平板状の金属板２５が配置され、給電ピン２０の他端はこの金属板２５に設けられた孔２５ａに挿入され、さらに、この給電ピン収納部１１の底面９ｂに設けられた給電ピン２０の外径に対応する大きさを有する凹部１１ａに挿入されて、この給電ピン２０が支持されている。なお、給電ピン２０と金属板２５とは接触している。
そして、この給電ピン２０は、バネ部材２３によって上面１０ａ（給電面）側に押し上げられる様に付勢され、給電ピン２０の先端が、常に安定にコネクタ本体１０から突出する様になっている。
【００１４】
また、コネクタ本体１０は、リード線３０を挿入するための挿入孔１３を有している。
この挿入孔１３は、この例においては円柱状である。そして、この挿入孔１３は、コネクタ本体１０の側面１０ｂ（挿入口）に開口しており、その他端は樹脂充填部１２の内壁１２ａに開口している。
挿入孔１３は、コネクタ本体１０の側面１０ｂ（挿入口）側の大径部１３ａと、これより内側（樹脂充填部１２側）の小径部１３ｂとから構成されている。
なお、大径部１３ａと小径部１３ｂの中心軸は一致している。また、小径部１３ｂの内径はリード線３０の外径と略同一とされている。
一方、挿入孔１３に挿入されているリード線３０は、導線３１及び該導線３１が先端で延出して露出するようにこれを被覆する被覆層３２を有する。
そして、リード線３０は、大径部１３ａの内径と略同一の径を有し、孔１８ａが設けられたネジ１８と、プラスチック等からなるリング３５と、ゴム等の弾性体からなるガスケット３４に順に通され、前記ネジ１８が大径部１３ａの内壁に刻まれたネジ山１３ｃに螺合されることにより、コネクタ本体１０と一体化されている。
なお、挿入孔１３内で、ガスケット３４は、上述の様に前記リード線３０に通され、大径部１３ａの内側端部に設けられている。これにより、リード線３０の被覆層３２の周囲がシールされるとともに、大径部１３ａから小径部１３ｂへの空気の進入等の空気の出入りを防止することができ、さらにリード線３０を固定することができる。
ガスケット３４としては、Ｏリング等が好ましく用いられる。
【００１５】
また、リード線３０の被覆層３２の端部ないし該端部から延出した導線３１の一部が位置する場所には、樹脂６０が充填された樹脂充填部１２が配置されている。そして、この樹脂充填部１２内には、樹脂６０が充填されている。これにより、被覆層３２の端部と該端部から延出した導線３１とは、樹脂６０によって一体に被覆されている。
その結果、被覆層３２の端部において、導線３１と被覆層３２との間のわずかな隙間が樹脂６０によって埋められる。これにより、給電コネクタ１００を有する装置を真空チャンバ内に配置し、真空操作を行う際に、前記隙間から空気が進入する等の空気の出入りが防止されて真空状態を安定に維持することができ、給電コネクタ１００と装置本体との接点部での真空放電を防止することができる。
また、一定の容積を有する樹脂充填部１２内に樹脂６０を充填するため、樹脂６０を一定量、安定、かつ確実に充填することができる。これにより、樹脂６０の充填量のバラつきを抑えることができ、均一な品質を得ることができる。
樹脂充填部１２は、仕切板１４によって給電ピン収納部１１と仕切られ、かつ樹脂充填部１２の内壁１２ａによって挿入孔１３と仕切られているので、樹脂６０を安定に充填することができる。そして、底面９ａ、仕切板１４、内壁１２ａその他内壁に囲まれているので、樹脂６０を安定に充填することができる。
また、樹脂充填部１２は、少なくとも給電ピン収納部１１と挿入孔１３との間に形成され、被覆層３２の端部ないし該端部から延出した導線３１の一部を収納し、樹脂６０を充填することができればよく、その形状、大きさ、形態は特に限定するものではない。
なお、本発明において「仕切られている」とは、給電ピン収納部１１と樹脂充填部１２、樹脂充填部１２と挿入孔１３との間が区切られていればよいものとする。例えば、蓋体１５がかぶせられておらず、上面１０ａ側が開口していてもよい。ただし、この例の様に、コネクタ本体１０の下面１０ｃ側及び側面側は、底面９ａ及び樹脂充填部１２を構成する内壁によって囲まれていることが、樹脂６０を安定に充填するためには好ましい。
また、樹脂６０の充填量は、樹脂充填部１２の容積に対して２／３〜３／４程度の量とすることが好ましい。
【００１６】
また、リード線３０の先端３０ａを構成する導線３１は、仕切板１４のＵ字溝１４ａを通され、給電ピン収納部１１に配置されている。
そして、この先端３０ａは、ハンダ７０を用いて金属板２５に接続されている。金属板２５は給電ピン２０と接触しているので、リード線３０から電気を供給すると、先端３０ａを構成する導線３１から金属板２５を経て給電ピン２０に電気が供給され、その先端から静電チャック等の装置本体に設けられた電力端子に電気が供給される。
なお、リード線３０は、給電ピン２０と電気的に接続されていればよく、導線３１が、直接、給電ピン２０とハンダ７０等によって接続されていてもよい。ただし、上記の例の様に金属板２５を用いると、作業性が向上し、接続部分の機械的強度も向上させることができる。
【００１７】
この例において、コネクタ本体１０の大きさは、約２５×５０×１８（ｍｍ）である。
また、給電ピン収納部１１の大きさは、約９×１３．６６×９．２（ｍｍ）であり、樹脂充填部１２の大きさは、約９×３×１１．２（ｍｍ）である。
大径部１３ａの内径は約１０（ｍｍ）、長さは約１２（ｍｍ）である。また、小径部１３ｂの内径は約５（ｍｍ）、長さは約２．４３（ｍｍ）である。
凹部１１ａの深さは、約５．５（ｍｍ）、径が約２．３（ｍｍ）である。
リード線３０の外径は約５（ｍｍ）、導線３１の外径は約２．５（ｍｍ）である。また、被覆層３２の端部から延出した導線３１の長さは約５（ｍｍ）である。
給電ピン２０の大きさは、径が約２（ｍｍ）、長さが約１５．５（ｍｍ）である。
フランジ２０ａの大きさは、径が約４（ｍｍ）、厚さが約１（ｍｍ）であり、給電ピン２０の先端から約２．５（ｍｍ）の位置に設けられている。
【００１８】
コネクタ本体１０の材質は、特に限定はされないが、例えば、プラスチック、セラミック等が挙げられる。中でも、給電コネクタ１００が軽量化されて静電チャック等の装置本体との着脱が容易となる点、及び加工のしやすさなどの点から、プラスチックが好適に用いられる。
このようなプラスチックとしては、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアミド、ポリエステル、ポリアセタール樹脂、フッ素系樹脂、アクリル系樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエーテルサルフォン等が挙げられる。中でも、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアセタール樹脂、フッ素系樹脂が好ましい。
蓋体１５の材質としては、コネクタ本体１０と同様のものを用いることができる。
【００１９】
給電ピン２０の材質としては、導電性材料からなるものであればよく、特に限定はされないが、例えば、銅、銅合金、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、銀、金などが挙げられる。中でも、銅合金が好ましく、真鍮がより好ましい。
金属板２５の材質としては、給電ピン２０と同様のものを用いることができる。
バネ２３の材質としては、金属製で、かつバネ弾性を有するものであればよく、中でもステンレス鋼（ＳＵＳ）が好ましく用いられる。
【００２０】
ガスケット３４の材質としては、例えば、絶縁性弾性体、絶縁性プラスチック、セラミックス、ガラス、金属酸化物等が挙げられる。中でも、弾性変形によってリード線３０の被覆層３２の周囲及び大径部１３ａの内側端部とのシール性が良好なことから、絶縁性弾性体が好ましく、その中でも絶縁性ゴムがより好ましい。特に、電気絶縁性、耐熱性の点で、シリコーンゴムが好ましい。
【００２１】
樹脂６０としては、特に限定はされないが、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、オレフィン系共重合体、ポリフェニルエーテル共重合体、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。中でも、エポキシ樹脂が好ましい。
【００２２】
本発明の給電コネクタ１００の組立て方法は、特に限定はされないが、例えば、図１に示すリード線３０が接続された給電コネクタ１００は、以下のように組み立てることができる。
まず、リード線３０に、ネジ１８とリング３５とガスケット３４とを順に通して、該リード線３０をコネクタ本体１０の側面１０ｂ（挿入口）より導入する。
次に、リード線３０の先端３０ａを、金属板２５に、ハンダ７０により接続する。
次いで、コネクタ本体１０の凹部９に仕切板１４を設置して給電ピン収納部１１と樹脂充填部１２を形成しながら、該給電ピン収納部１１の底面９ｂに、リード線３０の先端３０ａがハンダ７０付けされた上記金属板２５を配置する。このとき、リード線３０の被覆層３２の端部ないし該端部から延出した導線３１の一部が位置するように樹脂充填部１２内に配置する。
その後、樹脂６０を樹脂充填部１２に充填する。これにより、導線３１と被覆層３２との間の隙間が樹脂６０によって埋められる。
そして、ネジ１８をネジ山１３ｃに螺合し、リード線３０をコネクタ本体１０と一体化させる。これにより、リード線３０が固定される。
次に、給電ピン２０にバネ部材２３を巻き回し、該給電ピン２０のフランジ２０ａが設けられた先端とは反対の先端を金属板２５に設けられた孔２５ａに挿入し、さらに給電ピン収納部１１の底面９ｂに設けられた凹部１１ａに挿入して給電ピン２０を支持する。
そして、蓋体１５を、給電ピン収納部１１に収めた給電ピン２０のフランジ２０ａが設けられている側の先端が、蓋体１５の中心付近にある孔１５ａを通じてコネクタ本体１０から突出するように、給電ピン収納部１１と樹脂充填部１２の開口部分にかぶせる。
その後、溝１６にＯリング８０を接着する。以上により、リード線３０が接続された給電コネクタ１００が完成する。
【００２３】
≪静電チャック装置≫
本発明の静電チャック装置は、本発明の給電コネクタと静電チャック装置本体とを有するものである。
図４に、静電チャック装置本体の一実施形態例を示す。
静電チャック装置本体２００としては、例えば前記給電コネクタ１００を取り付けることができるものであれば特に限定されない。
この図の静電チャック装置本体２００は、基盤９５と、その上に設けられた電極シート９０とを有している。
電極シート９０は、樹脂シート中に設けられた導電層を有している。電極シート９０には、側縁部に舌状の給電部９１（電力端子）が形成され、該給電部９１（電力端子）の中央付近には、導電層の露出部９２が形成されている。また、給電部９１（電力端子）の周縁付近には、給電コネクタ１００を着脱可能に取り付けるためのボルト孔９３が設けられている。
【００２４】
本発明の静電チャック装置は、例えば図５に示すように、静電チャック装置本体２００に、本発明の給電コネクタ１００が取り付けられたものである。なお、図５中、給電コネクタ１００にはリード線３０が接続されている。
給電コネクタ１００は、給電コネクタ１００のコネクタ本体１０の四隅に設けられた挿通孔１７にボルトを通し、該ボルトを静電チャック装置本体２００の給電部９１（電力端子）に設けられたボルト孔９３に螺合させることによって、静電チャック装置本体２００に取り付けられる。
このとき、給電コネクタ１００の給電面（図示略）から突出している給電ピン（図示略）の先端と、静電チャック装置本体２００の導電層の露出部９２とが接触する。これにより、外部の直流高圧電源等からリード線３０を通じてコネクタ本体１０に電気が供給され、該コネクタ本体１０を介して静電チャック装置本体２００に電気を供給することができる。
【００２５】
本発明によれば、長時間真空下で装置を動作させる場合において真空状態を安定に維持することができ、大気と真空状態を交互に繰り返す作業時には空気の出入りを防止して給電コネクタ１００と装置本体２００との接点部での真空放電を防止し、かつ均一な品質が得られる給電コネクタ１００、及び当該給電コネクタ１００を有する静電チャック装置を提供することができる。
また、本発明によれば、樹脂６０を充填する際、一定の容量を持つ樹脂充填部１２に樹脂６０を充填すればよいことから、樹脂６０の充填量のバラつきを抑えることができるとともに、作業効率が向上する。
また、本発明の給電コネクタ１００を有する静電チャック装置は、給電コネクタ１００を容易に取り外すことが可能であり、故障等の際に、給電コネクタ１００又は静電チャック装置本体２００だけを交換することができる。
また、本発明は、静電チャック装置への利用に限定されず、蒸着装置、スパッタ装置、重合プロセス装置、ドライエッチング装置、化学蒸着（ＣＶＤ）装置、表面改質装置等の真空中での作業時に用いられる装置にも利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】リード線が接続された本発明の給電コネクタの一実施形態を示す側断面図であり、図２中のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図２】図１の給電コネクタの給電面側を示す平面図である。
【図３】仕切板の一実施形態を示す平面図である。
【図４】本発明における静電チャック装置本体の一実施形態を示す斜視図である。
【図５】本発明の給電コネクタを有する静電チャック装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図６】従来の給電コネクタの一例を示す要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０    コネクタ本体
１０ａ  給電面
１１    給電ピン収納部
１２    樹脂充填部
１３    挿入孔
１３ａ  大径部
１３ｂ  小径部
１４    仕切板
１４ａ  Ｕ字溝
１５    蓋体
１７    挿通孔
１８    ネジ
２０    給電ピン
２３    バネ部材
２５    金属板
３０    リード線
３１    導線
３２    被覆層
３４    ガスケット
３５    リング
６０    樹脂
７０    ハンダ
８０    Ｏリング
９０    電極シート
９１    給電部
９２    露出部
９３    ボルト孔
９５    基盤
１００    給電コネクタ
２００    静電チャック装置本体
【図１】
0004508990.tif 000002
【図２】
0004508990.tif 000003
【図３】
0004508990.tif 000004
【図４】
0004508990.tif 000005
【図５】
0004508990.tif 000006
【図６】
0004508990.tif 000007