(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スリップリングプリント回路基板の半分を製造する方法において、
両側に銅層を有する両面基板（２００）を与えるステップと、
前記銅層の一方と前記基板を介して孔（２４０）を穿孔し、前記他方の銅層と接続するステップと、
前記一方の銅層における部分を除去し、電気経路を残す除去ステップと、
導電材料を前記孔に与え、前記電気経路を前記他方の銅層に電気的に接続するステップと、
前記電気経路の部分に銅を付着させて、前記電気経路に電気的に接続された前記一方の銅層の上に、リング（２７２、２７４または２７６）を形成する付着ステップと、
前記一方の銅層における部分をエッチング除去することにより、前記リングを電気的に分離するステップと、
前記リングの頂面に溝（８６）を形成する溝形成ステップと、
を有し、
前記他方の銅層に電気経路が形成されていることを特徴とするスリップリングプリント回路基板の半分を製造する方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、前記除去ステップが、
前記一方の銅層を感光ポリマで被覆するステップと、
被覆された銅層の選択された領域を光源に曝し、前記感光ポリマを成長させるステップと、
前記感光ポリマの露光されていない領域を溶解除去して下側の前記銅被覆を露出させるステップと、
露出された銅被覆のいくらかを、前記電気経路から除去するステップと、
を有する方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法において、前記付着ステップが、
前記電気経路および前記基板の一つの側に銅を付着させるステップと、
付着した銅を感光ポリマで被覆するステップと、
前記感光ポリマの選択された領域を光源に曝すステップと、
前記感光ポリマの露光されていない領域を溶解除去して下側の前記銅層を露出させ、前記電気経路に電気的に接続された前記一方の銅層の上に、リングを形成するステップと、
を有する方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法において、前記溝形成ステップが、
前記リングの端部を感光ポリマで被覆するステップと、
前記感光ポリマの選択された領域を光源に曝し、前記感光ポリマを成長させるステップと、
前記感光ポリマの成長していない領域を溶解除去して、下側の前記銅リングを露出させるステップと、
いった付加的なステップを有する方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法において、
金及びニッケルのうちの少なくとも一つで、前記リングの頂面をメッキするステップといった付加的なステップを有する方法。
【請求項６】
両面平型複合電気スリップリングを製造する方法において、
第一の非導電性基体の一方の側上に複数の同心的な半径方向に離隔された電気リングを形成するステップと、
前記第一の非導電性基体の反対側上に電気経路を形成するステップと、
第二の非導電性基体の一方の側上に複数の同心的な半径方向に離隔された電気リングを形成するステップと、
前記第二の非導電性基体の反対側上に電気経路を形成するステップと、
前記電気リングと前記第一の非導電性基体上の前記電気経路とを電気的に接続するステップと、
前記電気リングと前記第二の非導電性基体上の前記電気経路とを電気的に接続するステップと、
前記電気リングの各々に溝をエッチング形成するステップと、
前記第一および第二の非導電性基体を一緒に反対側に配置し、前記第一および第二の非導電性基体の上の前記電気経路が接続されるようにするステップと、
を備え、
これにより、両面平型複合電気スリップリングを形成する、
両面平型複合電気スリップリングを製造する方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法において、
前記第一の非導電性基体の上にブラシブロックを与えるステップと、
前記第二の非導電性基体の上にブラシブロックを与えるステップと、
を有する方法。
【請求項８】
請求項６に記載の方法において、
前記第一および第二の非導電性基体を一緒に接着するステップ、
といった付加的なステップを有する方法。
【請求項９】
請求項６に記載の方法において、
Ｕ字状の断面を有する環状の部材によって、前記非導電性基体の外側の周縁端部を一緒に保持するステップ、
といった付加的なステップを有する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、広くは電気スリップリングに係り、更に特定的には従来技術よりも高い回路密度を有する電気スリップリングに関する。有利には、本発明は、電気リングが互いに接近して隔てられているような平型複合電気スリップリングを指向するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電気スリップリングは、或る構造部材から他のものへの電気信号の伝達のためのものであって、これら構造部材の一方が他方に対して回転可能であるような良く知られた装置である。斯様なスリップリング装置は、例えば、相対的に静止した環状基台部材を有し、該部材はそれを廻って環状に延びる複数の導電リングを有している。相対的に回転可能な構造部材上には、１以上の導電ブラシが上記静止環状基台部材の廻りに回転するように配置されると共に、これらブラシの各々は上記導電リングの１つの表面に接触するように配置され、これにより２つの構造部材の間に一連の電気接続部を形成する。
【０００３】
平型又は“パンケーキ型”のスリップリングは、スリップリング用の空間が非常に限られているような軍事的又は商業的環境用の最少の高さ又は厚さの装置である。当該スリップリングの基台を形成する導電リングは、通常、0.003ないし0.040インチの厚さを持つ材料から形成されるが、殆どの斯様な材料は0.006ないし0.016インチの範囲の厚さを有している。特徴的には、斯かるスリップリング基台用のリングは、幅が約0.015ないし0.020インチである。これらリングの間の間隔、即ちリングピッチは特徴的には略同じ寸法である。
【０００４】
溝切り板法は、パンケーキ型スリップリングを製造する最も普通の方法である。該溝切り板法においては、溝切り板が、黄銅板を略“溝切り板”形状に粗加工することにより準備される。該溝付き板は、次いで、後のプラスチック硬化及び最終加工の間での歪みを最小化するために焼き鈍しされる。次ぎに、該溝切り板の一方の側が最終的な“溝切り板”状に加工される。この場合、頂部は将来のリングの底部に対応し、谷部はリング間の将来の絶縁障壁に対応する。該“溝切り板”は、次いで、ニッケル及び金ストライクでメッキされる。リード線が、該溝切り板上の個々のリング状機構に半田付け又は溶接される。次いで、ガラス布が該板に接着されて、リードが該板の谷部（リングの間の将来の障壁）に入るのを防止する。該板及びリードのアセンブリは、次いで、内部リードの経路決め、リード出し位置決め及び他のロータ幾何学要件を提供するための機構を含む金型に装填される。該型は、液状エポキシを用いて真空鋳込みされて、該型の内側細部を完全に満たす。この時点では、該アセンブリは、内部エポキシ絶縁体を有するような１つ又は２つの面上に連続した板を有する単体である。最終加工工程により、当該板の表面が露出され、該板はエポキシ（該板内の以前の谷部を充填する）により互いに分離された個々の同心的なリングに分離する。これらリングが分離された後、リングの間の絶縁障壁が最終的な寸法に加工される。加えて、この工程において、リングの表面が最終的な寸法に加工される。該リングの溝のパターンは、Ｖ字状、Ｕ字状又は二重Ｖ字状であってもよい。リングの形状に加えて、これらリングは所要の表面粗さに加工される。次ぎに、当該ロータはニッケルメッキされ、次いで貴金属（通常、金又は銀）を用いてメッキされる。このような製造方法は複雑であり、スリップリングの密度は加工要件により制限されてしまう。
【０００５】
電鋳リング法は、他の既知の製造方法である。ロータ及びリードのアセンブリが、内部リード経路、リード出口位置決め及び他のロータ幾何学要件に備えるための機構を含む鋳型内にリード線を装填することにより準備される。該鋳型には液状エポキシが鋳込まれて、該鋳型の内側細部を完全に満たすと共に上記リード線を封じ込める。リングを収容するであろう溝が加工される。開始リングが以下のように準備される。上記リング溝の底部において、前記リード線の導体が露出されると共に整えられる（通常、導電エポキシのすみ肉を塗布することによる）。該リング溝の内壁は導電プラスチックで被覆されて、メッキ用の連続した導電開始リングを形成する。リングが、高肉持ちメッキ技術を用いて上記開始リング上に銅をメッキすることにより電鋳される。高肉持ちメッキ技術、即ち高集積電鋳は、通常銅溶液内で、上記開始リングをメッキすることにより一層厚いリング断面を生成する方法である。上記開始リングは、これらリングの間に誘電体障壁を伴って又は斯様な誘電体障壁無しでメッキすることができる。この時点では、該アセンブリはエポキシ絶縁体内に埋め込まれた個別のリング及びリードを有する単体である。最終加工工程が、上記リングと、これらリングの間の絶縁障壁の最終形状及びテクスチャを形成する。この最終的なロータはニッケルメッキされ、次いで、貴金属（通常、金又は銀）を用いてメッキされる。該電鋳リング法の欠点は、障壁が無い限り限られたリング厚の集積しかできないことを含む。一層厚いリングの集積を可能にするような誘電体障壁の生成には、徹底した加工が必要とされる。上記リングを電鋳するに要する長い時間により、メッキ液がスリップリング材料を損なう可能性があり、誘電体内に埋め込まれたリードへの漏れがリードの損傷及び電気絶縁の破壊の原因となる。また、誘電体材料が電鋳工程を妨害し得る。リングの側面はニッケルにより密封することができず、腐蝕生成物を形成し電気接点を汚染するのを許してしまう。斯かる汚染物質は、接点の故障及び電気的短絡に繋がる。これが、従来の電鋳リングの最も重大な欠点である。
【０００６】
前方監視赤外線レーダ（ＦＬＩＲ）プラットフォームに電気スリップリングアセンブリを使用するもっと最近の要件は、前記溝切り法又は上記電鋳リング法の何れにより供され得るよりも厳しい空間要件を有している。ＦＬＩＲシステムは、監視、偵察、距離計、照準及び射撃制御用途に使用される。これらのＦＬＩＲプラットフォームは、全て、多くの回路が必要とされ且つ当該スリップリング用の空間が常に制限されるような高回路密度を含み、スリップリングに厳しい要件を課す。他の要件は、当該スリップリングアセンブリを介して通過するデジタル化されたビデオ信号に対する広帯域幅及び低雑音に関するものである。更に他の要件は、当該スリップリングアセンブリが−５４℃ないし＋６０℃の温度範囲にわたり機能しなければならないという低温動作に関するものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の１つの目的は、従来のスリップリングよりも高い回路密度を有する平型複合電気スリップリングを提供することにある。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、電気スリップリングが機械的に加工されないような電気スリップリング装置を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の更に他の目的は、動作に信頼性があり、製造が容易であり、且つ、価格有効的な電気スリップリングを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のこれら及び他の目的は、３つの関係する工程を用いて達成される。これら工程は、両面プリント回路基板技術、銅電鋳、及び化学的加工を含む。本発明を用いて、両面銅被覆ガラス補強エポキシ積層板（ＦＲ４）が、写真ネガを用いて結像される感光ポリマにより被覆される。強力紫外光源による露光に続いて、上記感光ポリマは溶液を用いて現像され、該溶液が該レジストの非露光領域を選択的に溶解除去する。該レジストが除去されると、銅が後のエッチングのために露出される。
【００１１】
次いで、該写真結像された材料は銅エッチング剤中に置かれ、該エッチング剤が露出した銅を除去する。フォトレジストにより保護された領域はエッチングされず、一方の面上に相互接続する電気通路を形成する。次いで、該エッチングされた材料を介して孔が開けられ、２つの面を電気的に接続する。該接続は、メッキスルーホール処理を用いて、及び／又は銀添加エポキシのような導電材料により上記孔を充填することにより形成される。
【００１２】
スルーホール相互接続部が形成されると、該スリップリング回路基板の両面に再びフォトレジストが塗布される。上記電気相互接続部には単層のレジストが塗布され、反対側には複数の層が順次塗布される。該複数層のフォトレジストは、次いで、複数の同心的リングを含むフォトツールを介して紫外光により露光される。像が現像された後、フォトレジストの同心的リングの間に銅が電鋳され、銅リングを形成する。これら電鋳されたリングの間のレジストが除去された後、これら電鋳されたリングは、次いで、リングの基部の間の銅の薄層をエッチング除去することにより分離される。次いで、これら電鋳されたリングは感光ポリマにより再被覆されると共にフォトツールを用いて再結像され、リング内のＵ字溝のエッチングを可能にする。これらの溝は、僅かなパーセントのニッケルを含む金合金のメッキが施された後、対応するブラシ接点用の接触面を形成する。該合金メッキ中のニッケルは該金電着の硬度及び耐摩耗性を大幅に増加させると同時に、低電気接触抵抗を維持する。該ニッケルは、潤滑剤の化学吸着を促進し、更に接触摩耗を低減させる。
【００１３】
次いで、上記スリップリングはブラシブロックと合体されて、スリップリング装置を形成する。結果としての該スリップリング装置は、従来のスリップリング製造方法により達成されるよりも高い回路密度を有する一方、低い回路当たりの価格を有する。
【００１４】
本発明の前述した目的は、非導電性基体の一方の側上に複数の同心的な離隔された電気接点を形成し、該非導電性基体の反対側上に相互接続する電気経路を形成するステップを含むスリップリングプリント回路基板の製造によっても達成される。スリップリングプリント回路基板の製造は、上記電気接点と上記相互接続電気経路とを電気的に接続し、上記電気接点上に銅を付着して電気リングを形成し、及びこれら電気リングの各々に溝をエッチング形成するステップも含む。
【００１５】
本発明の前述した目的は、非導電性基体の一方の側上に複数の同心的な離隔された電気接点を形成すると共に、該非導電性基体の反対側上に相互接続電気経路を形成するステップ含むスリップリングプリント回路基板を製造する方法によっても達成される。スリップリングプリント回路基板を製造する方法は、更に、上記電気接点と相互接続電気経路とを電気的に接続するステップと、上記電気接点上に銅を付着させて電気リングを形成するステップと、これら電気リングの各々に溝をエッチング形成するステップと含んでいる。
【００１６】
本発明の前記目的は、環状基体部材と、該環状基体部材に固定されると共に複数のブラシを有する少なくとも１つのブラシブロックアセンブリとを含む電気スリップリング装置によっても達成される。平型複合電気スリップリングは、非導電性基体と、該非導電性基体の各々の一方の側上に配置された複数の同心的な離隔された電気リングとを含む。前記スリップリングは、隣接する電気リングから約0.070インチ又はそれ以上の距離離されている。相互接続電気経路は、前記非導電性基体の反対側に配置されている。前記電気リングの少なくとも幾つかを上記相互接続電気経路に接続するために接続手段が設けられる。
【００１７】
本発明の前記目的は、非導電性基体の一方の側上に複数の同心的な離隔された電気接点を形成すると共に、該非導電性基体の反対側上に相互接続電気経路を形成するステップを含む前記方法により製造される平型複合電気スリップリング製品によっても達成される。本発明の前記目的は、前記電気接点と相互接続電気経路とを電気的に接続するステップと、前記電気接点上に銅を付着させて電気リングを形成するステップと、これら電気リングの各々に溝をエッチング形成するステップとを含むスリップリング回路基板を製造する方法によっても達成される。
【００１８】
本発明の更に他の目的及び利点は、当業者にとっては、以下の詳細な説明から容易に明らかとなるであろうが、該説明においては本発明の好ましい実施例が、単に本発明を実施することを意図する最良の形態の解説として、示され且つ記載される。理解されるであろうように、本発明は他の及び異なる実施例が可能であり、その幾つかの細部は、全て本発明から逸脱することなく種々の自明の点で変形が可能である。従って、図面は図示的な性質のものであって、限定するものでないとみなされたい。
【００１９】
尚、添付図面の各図には、本発明が限定としてではなく例示として示されており、これら図において同一の符号を持つ要素は全図を通して同様の要素を表している。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１を参照すると、電気スリップリング装置１０が図示されている。該電気スリップリング装置１０は、図１においては、電気スリップリングが垂直に延在しているように図示されているが、本発明は如何なる傾きでも使用可能であると理解されたい。従って、ここで使用される“上”、“下”、“右”及び“左”等の用語は相対的な意味とみなすべきである。本出願は、参照することにより、１９９７年７月３日に出願され、本出願人に譲渡された“平型スリップリングアセンブリを製造する方法”なる名称の米国特許出願第08/887,697号を本明細書に組み込むものとする。
【００２１】
電気スリップリング装置１０は、本発明の原理による、３つの積み重ねられた電気スリップリングアセンブリ３０、３２、３４を含む円筒状ハウジング２０を有している。３つのスリップリングアセンブリが図示されているが、如何なる数のスリップリングアセンブリを使用することもできる。これらスリップリングアセンブリ３０、３２、３４は同一のものとすることができるが、用途に応じて同一である必要はない。各電気スリップリングアセンブリ３０、３２、３４は、ハウジング２０に固着された環状体３６、３７、３８及び電気スリップリング４１、４２、４３を各々有している。図１に示されるように、環状体３６、３７、３８の断面はＵ字状である。電気スリップリング４１、４２、４３は、環状体３６、３７、３８に対して自由に回転可能であると共に、各々は、回転ハブ４８に一体に回転するように接続されている。複数の遮蔽４４、４５、４６が、ハウジング２０内に配置されると共に該ハウジング２０に接続されている。遮蔽４４、４５は、電気スリップリングアセンブリ３０、３２及び３２、３４の間に各々配置されている。例えば、環状体３８は２つの半部４９、５０に形成されている。各半部４９、５０は半径方向内側に延びるフランジ５１、５２を各々有し、円柱状開口５３を形成している。複数のボルトが、スリップリングアセンブリ３０、３２、３４及び遮蔽４４、４５、４６を接続するために使用されている。該電気スリップリング装置１０は、それ以外では従来の通りであり、ここでは詳細には説明しない。
【００２２】
図２及び３を参照すると、これら図は電気スリップリングアセンブリ３０、３２、３４の何れかの両側を図示するものであるが、簡略化のために電気スリップリングアセンブリ３０のみが図示されている。電気スリップリングアセンブリ３０は電気スリップリング４１を含み、該スリップリングは一緒に結合された２つの好ましくは同一の電気スリップリング半部５４、５６及び２つの好ましくは同一のブラシブロックアセンブリ６２、６４を有している。ブラシブロックアセンブリ６２、６４は、フランジ５１、５２に各々固定的に接続されると共に、これらフランジから半径方向内側に延びている。電気スリップリング半部５４、５６は異なる構造のものであってもよい。上記ブラシブロックアセンブリも、異なる構造のものであってよい。ブラシブロックアセンブリ６２、６４は、一方の縁部が対応するフランジ５１、５２に固定的に接続されたパイ状のものである。各ブラシブロックアセンブリ６２、６４はフランジ５１、５２により片持ち支持されており、各ブラシブロックアセンブリ６２、６４のプリント回路基板の斯様な剛性は、ブラシと、それらの各電気スリップリングとの間の一様な接触を維持するために重要である。環状体３６及びブラシブロックアセンブリ６２、６４は、当該電気スリップリング装置１０の動作の間においてはハウジング２０に対して静止したままであり、その際に電気スリップリングアセンブリ３０、３２、３４は回転する。ブラシブロックアセンブリ６２、６４は、該複合電気スリップリング３０の両側上に配置されると共に、周方向において角度的に互いに離隔されている。複数のリード８２が、電気スリップリング４１の内周部において、回転部材（図示略）に電気的に接続されている。各電気スリップリング半部５４、５６は、複数の同心的な半径方向に離隔された電気リング８４を有している。各ブラシブロック６２、６４は、複数のブラシ８０を有すると共に、対応する複数のリード９０に電気的に接続されている。これらリード９０は対応する接続点１５０に半田付けされている。電気スリップリング３０は、ハブ４８に係合するために、径方向に対向する半径方向のスロット７２、７４を有している。
【００２３】
図４を参照すると、ハブ４８に接続された本発明による複合電気スリップリング３０が図示されている。図５に示すように、該複合スリップリング３０は、エポキシポリアミド接着剤により一緒に接着されて複合電気スリップリング４１を形成する２つの電気スリップリング半部５４、５６を有している。図５に図示するように、スリップリング半部５４、５６は複数の同心的な離隔された電気リング８４を有している。各リング８４は対応するブラシ８０を受け入れるための溝８６を有している。該溝は、一対の側壁８９と、これら側壁８９を接続する半径方向の面９１とにより規定される。電気スリップリング半部５４、５６の各々は背面９３、９４を有し、これら背面に対して電気相互接続回路９５、９６が配置されている。
【００２４】
図６及び７を参照すると、前記ブラシブロックアセンブリの１つ６２が図示されている。ブラシブロックアセンブリ６２はプリント回路基板１００上に装着されている。当該電気スリップリングの高回路密度のために、ブラシブロックアセンブリ６２も、電気スリップリング４１の回路密度に対応する高回路密度で形成されねばならない。斯かる高回路密度に適合させるために、該プリント回路基板は、好ましくは、各々が回路基板上に回路経路を有するような複数層の回路基板から形成される（如何なる数の層も使用することができるが、図７には３つの層１２２、１３２、１４２が図示されている）。有利には、該複数の層の使用は、回路層の各層の間に接地面を提供する。図６に図示したように、各々が対応するブラシ８０に接続された３組の回路経路が存在する。第１組の回路経路１２０（実線で示す）は第１層１２２上にあり、第２組の回路経路１３０（長破線で示す）は第２層１３２上にあり、第３層１４２上の第３組の回路経路１４０（短破線で示す）は電気信号を当該電気スリップリング装置１０のプリント回路基板１００上の接続点へ（又はから）対応するブラシ８０から（又はへ）伝送する。これらプリント回路基板は、好ましくは、ガラス補強エポキシ積層板（ＦＲ４）から形成されると共にエポキシポリアミド接合剤により一緒に結合される。
【００２５】
図６に図示されたように、プリント回路基板１００は、周方向に延びる部分１５５と、２つの半径方向内側に延びる部分１６０、１６２とを有するパイ形状の構造を有している。接続点１５０は周方向に延びる部分１５５上に配置され、ブラシ群８０は半径方向内側に延びる部分１６０、１６２の各々に取り付けられると共に、該プリント回路基板１００を越えて周方向外側に延びている。リード９０が接続点１５０に半田付けされている。
【００２６】
ブラシ８０の各々は、層１２２、１３２、１４２のうちの１つ上の対応する経路に電気的に接続されている。図７に図示されているように、ブラシ８０は層１４２の経路に接続されている。該ブラシ８０は脚部１７０と、該脚部の先端部における湾曲部１７２とを有している。湾曲部１７２は、当該電気スリップリング４１における電気リング８４に機械的且つ電気的に接触する丸められた面１７４を有している。各ブラシは、ニッケルによりメッキされ、次いで金メッキされている。
【００２７】
図８のＡないし図９のＬを参照すると、本発明による電気スリップリングを製造する工程が図示されている。以下に述べる工程は、密に詰められた電気リング８０を有する上述した電気スリップリング半部５４、５６の各々を製造するためのものである。説明を容易にするために図８のＡないし図９のＬの部分的側面図には３つのみのリングしか図示されていないが、本発明によれば如何なる数の電気リングも基板上に形成することができることに注意されたい。
【００２８】
図８のＡには上記電気リングが形成される単一の銅層しか図示されていないが、両面銅積層体が先ず形成される。明瞭化のために、電気的な相互接続回路は説明しない。図８のＡに図示されているように、基板２００は、該基板上に積層された銅層２１０を有している。図８のＢに示されるように、これら基板２００及び銅層２１０を介して、複数の孔２４０が穿孔される。該銅層２１０は、次いで、感光ポリマにより被覆され、写真ネガを介して強力な紫外光に曝される。他方の側も、上記電気的相互接続部を形成するために、同様に露光される。該感光ポリマは次いで溶液を用いて現像され、該溶液は該レジストの非露光領域を選択的に溶解除去して、図８のＥに示すように、現像されたレジストのリング２２０を残存させる。
【００２９】
図８のＣに示すように、孔２４０はメッキスルーホール法を用いて導電材料によりメッキされるか、及び／又は銀添加エポキシのような導電材料によりこれら孔は充填される。図８のＤに示すように、複数層のフォトレジスト２５２、２５４、２５６が銅層２１０に塗布される。ここでも、フォトレジストは該スリップリング回路基板の両面に塗布される。図８には図示されていないが、単一層のフォトレジストが前記電気的相互接続部に塗布される。
【００３０】
図８のＥに示すように、次いで複数層のフォトレジスト２５２、２５４、２５６は、リング用の複数の同心的リングを生成するスロット２６２、２６４、２６６を含むフォトツールを介して紫外光により露光される。図８のＦに示すように、該像が現像された後、上記フォトレジストの同心的リングの間に銅が電鋳されて銅リング２７２、２７４、２７６を形成する。図８のＧに示すように、上記電鋳されたリングの間のフォトレジストが除去された後、これら電鋳されたリングは、該リングの基部間の銅の薄層をエッチング除去することにより分離され、これにより図９のＨに示すようにリング２７２、２７４、２７６を電気的に絶縁する。図９のＩに示すように、リング２７２、２７４、２７６は、これらリングの頂面を平坦にするために軽く研磨される。研磨されたリングの頂面には、フォトレジスト２８０の層が塗布される。図９のＪに示すように、フォトレジスト２８０は、これらリングの頂面を露出するために現像される。図９のＫに示すように、リング２７２、２７４、２７６の各々の頂面に溝８６がエッチング形成される。図９のＬに示すように、現像されたフォトレジスト２８０の層が除去され、リング２７２、２７４、２７６はニッケル及び金のメッキの準備が整う。
【００３１】
上記リング２７２、２７４、２７６は、約0.008ないし0.010インチ幅である溝８６を含む。これらリング２７２、２７４、２７６は、約0.012ないし0.014インチの間の厚さを持つ。リング２７２、２７４、２７６は、0.070インチ離れる程度に接近させることができる。
【００３２】
上記スリップリング４１がブラシブロックアセンブリと組み合わされる場合、ブラシ圧が、−５４℃から＋６０℃の動作温度範囲にわたる繰り返しサイクルを通して一定していることが重要である。
【００３３】
低温における境界潤滑を維持するために、上記電気スリップリングの溝８６内に潤滑剤を設けなければならず、該潤滑剤は粘度／速度積が、流体力学的揚力が接点を分離させるような何らかの臨界値に到達するのを防止すべく充分に低いままであるような流体粘度を有していなければならない。上記臨界値は潤滑剤粘度と潤滑剤の量との関数である。境界潤滑に要する潤滑剤の量が全皮膜潤滑に要する量よりもかなり少ない場合であっても、存在する潤滑剤の量が多ければ多いほど、当該スリップリングの寿命は長くなる。しかしながら、量が多いほど、潤滑剤の粘度が増加するにつれて、潤滑メカニズムが境界潤滑から流体力学的潤滑へと容易に変化する。充分な潤滑剤がなければならないが、あまり多過ぎる潤滑剤であってはならない。該ジレンマに加えて、非常に低い温度で働く流体は室温（及びそれ以上）で揮発的であるので、比較的短時間で蒸発する。摩擦を低減するために、潤滑剤が接触対の間に使用され、低分子量の線状過フッ素ポリエーテル液（linear perfluoropolyether fluid）又は“Ｚ”液により被覆され、これは大幅に改善された粘性率（従来の流体潤滑剤のものの２ないし３倍）及び低蒸気圧を有し、広い温度範囲にわたる動作を可能にする。過度な摩耗は、電気雑音及び他の電気的問題を生じさせ得る。
【００３４】
【発明の効果】
かくして、広帯域幅を達成する電気スリップリングが説明されたことは明らかであろう。本発明は、各回路の層の間の接地面を可能にし、クロストーク及びインピーダンス非整合を最小化するためのリングと接地との分離の調整を可能にし、低温で流動性を維持し且つ少量で充分な潤滑作用を提供する潤滑剤の使用を可能にし、リングの構築工程の間において大きな雑音の原因になり得る材料の汚染を最小化し、並びにニッケル障壁被覆の使用によりリング側壁上での腐食生成物の形成を防止する。
【００３５】
当業者によれば、本発明が前述した目的の全てを満たすことが容易に分かるであろう。本明細書を読めば、当業者はここに広く述べた本発明の種々の変形、均等物の置換及び種々の他の特徴を実施することが可能であろう。従って、本発明に付与される保護は、請求の範囲に含まれる定義及びそれらの均等物によってのみ限定されることを意図するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、電気スリップリング装置の側断面図である。
【図２】図２は、本発明による電気スリップリング装置の上面図である。
【図３】図３は、本発明による電気スリップリング装置の底面図である。
【図４】図４は、複合電気スリップリングの側面図である。
【図５】図５は、本発明による複合電気スリップリング装置の拡大側断面図である。
【図６】図６は、本発明によるブラシブロックアセンブリを図示する。
【図７】図７は、図６のブラシの図６の４Ｂ−４Ｂ線に沿う側面図である。
【図８】図８のＡないしＧは、本発明による電気スリップリングの製造工程を図示する。
【図９】図９のＨないしＬは、本発明による電気スリップリングの製造工程を図示する。
【符号の説明】
１０  電気スリップリング装置
３０、３２、３４  電気スリップリングアセンブリ
３６、３７、３８  環状体
４１、４２、４３  電気スリップリング
６２、６４  ブラシブロックアセンブリ
８０  ブラシ
８４  電気リング
８６  溝
９５、９６  電気相互接続回路
２００  基体
２１０  銅層
２４０  孔
２７２、２７４、２７６  銅リング
【図１】
0004601110.tif 000002
【図２】
0004601110.tif 000003
【図３】
0004601110.tif 000004
【図４】
0004601110.tif 000005
【図５】
0004601110.tif 000006
【図６】
0004601110.tif 000007
【図７】
0004601110.tif 000008
【図８】
0004601110.tif 000009
【図９】
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