(57)【要約】【課題】本発明はレーザの集光ビーム径Ｄより小さい幅Ｗで、かつ、レーザの集光ビーム径Ｄより大きい長さＬの貫通溝２４を加工するレーザ加工方法を提供する。【解決手段】本目的はレーザ加工であって、所要幅Ｗで、かつ、所要長さＬを加工するレーザ加工方法において、レーザの集光ビーム径Ｄより小さい幅Ｗで、かつ、レーザの集光ビーム径より大きい長さＬの貫通溝２４が開いた薄いステンレス鋼２０を被加工物２６上に置くとともにステンレス鋼２０の貫通溝２４部分をレーザビーム１８が移動することで、溝若しくは貫通溝を加工することにより達成できる。【選択図】  図１
2007196281.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ加工であって、所要幅で、かつ、所要長さを加工するレーザ加工方法において、
レーザの集光ビーム径より小さい幅で、かつ、レーザの集光ビーム径より大きい長さの貫通溝が開いた薄いステンレス鋼を被加工物上に置くとともに前記ステンレス鋼の貫通溝部分をレーザビームが移動することで、溝若しくは貫通溝を加工することを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項２】
レーザの集光ビーム径が３０μｍ以上のレーザ加工であって、所要幅で、かつ、所要長さを加工するレーザ加工方法において、
３０μｍ以上以下のレーザの集光ビーム径より小さい幅で、かつ、レーザの集光ビーム径より大きい長さの貫通溝が開いた薄いステンレス鋼を被加工物上に置くとともに前記ステンレス鋼の貫通溝部分をレーザビームが移動することで、幅が３０μｍ以下の溝若しくは貫通溝を加工することを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項３】
レーザ光として、炭酸ガスレーザやＹＡＧ高周波レーザを用いることを特徴とする請求項１または２記載のレーザ加工方法。
【請求項４】
薄い２枚のステンレス鋼をオバーラップするように被加工物上に置くことで、レーザの集光ビーム径より小さい幅で、かつ、レーザの集光ビーム径より大きい長さの貫通溝を形成するとともに前記ステンレス鋼の貫通溝部分をレーザビームが移動し、レーザの集光ビーム径より小さい幅で、かつ、レーザの集光ビーム径より大きい長さの溝若しくは貫通溝を加工することを特徴とする請求項１または２、３記載のレーザ加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はレーザ加工方法に関するもので、特にレーザの集光ビーム径より小さい幅で、かつ、レーザの集光ビーム径より大きい長さの溝孔をレーザ加工により加工する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、回路基板と電子部品との間の接触にあたっては、一方が平面上の場合、もう一方を突出させる（例えば、略半球状）場合が多々あり、また、場合によっては一方が突出している場合、もう一方を平面状にすることがある。また、特許文献１のように、相手物と接続した際にコネクタの接点部分（電気接触子）に摺動作用を持たせるように、接点部分の周囲にスリット状の切り込み部を設けるとともに接点部分のしたに弾性体を配置したものがある。
本出願人は、特許文献１（特開２０００−６７９７２）のようなコネクタや特許文献２（特開２００４−３３５６６６）と特許文献３（特願２００５−２７７３２０）のような電気接点構造や特許文献４（特開２００５−３４２７３８）のようなレーザ加工方法を提案している。
【特許文献１】特開２０００−６７９７２の要約によると、複数の電気接点と複数の電気接触子とを一度に電気的に接続するようにした電気コネクタを提供することを目的とし、第１のコネクタプレート部と第２のコネクタプレート部とを着脱自在に突き合わせて、第１のコネクタプレート部の片面側の複数の電気接点と第２のコネクタプレート部の片面側の複数の電気接触子とを電気的に接続するようにした電気コネクタにおいて、電気接触子を第２のコネクタプレート部の基板上に設けると共に、電気接触子の周囲の基板にはスリット状の切り込み部を設けて、電気接触子部分に弾性を持たせた電気コネクタにあり、これによって、簡単な構造でコネクタ全体のコンパクト化ができると共に、電気接点側の高さ不整などによる接触不良が防止でき、所望のインピーダンス特性も容易に確保することができる構造のものが開示されている。
【特許文献２】特開２００４−３３５６６６の要約によると、止め孔上の導電体自体がコネクタの接点になるよう、止め孔中に金属を充填させる工程に連続して、止め孔上の導電体が盛り上がり半球状となるように、金属を析出することを目的に、止め孔内は当初低電流密度、例えば０．５〜１０Ａ／ｄｍ２の電流密度でメッキを行い、止め孔上面に達した後に電流を調整して、当初の５倍〜１０倍の電流密度を保ちながら、止め孔上の導電体が径方向の大きさと高さ方向の大きさの比が略１対１に近い半球状となるように、金属を析出する構造のものが開示されている。
【特許文献３】特願２００５−２７７３２０の要約によると、電気接点同士の接続不良に繋がることがなく、所定の高さを形成することができる電気接点とその電気接点の製造方法を提供することを目的とし、電気接点は銅箔上に突出する電気接点であって、銅箔上に金属ペースト層を塗布するとともに金属ペースト層に金属ボールを焼結固定し、少なくとも金属ボールの相手物と接触する部分に金めっきを施す構造の電気接点と、電気接点の製造方法は銅箔上に突出する電気接点の製造方法において、第一工程として銅箔上に所定の大きさの金属ペースト層を塗布し、第二工程として金属ペースト層上に金属ボールを搭載した後に、金属ボールを銅箔方向に加圧し、第三工程として所定の温度により金属ボールを焼結固定し、第四工程として少なくとも金属ボールの相手物との接触部分に金めっきを施す電気接点の製造方法とが開示されている。
【特許文献４】特開２００５−３４２７３８の要約によると、廉価なレーザ光を用いても２０μｍ以下の孔明け加工や切断ができ、加工時に付着したカーボンを容易に取り除くことができるレーザ加工方法及び該方法を用いたレーザ加工用素材を提供することを目的として、レーザによる穴あけあるいは切断加工において、少なくとも被加工物のレーザ光入射側に透光素材のフィルムを貼布した状態でフィルムと共にレーザ加工した後に、前記透光素材フィルムを剥離し、また、被加工物の前記レーザ光入射側と反対側にもシートを貼布するレーザ加工による加工方法が開示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年においては、電気機器及び電子機器の小型化が進む中、当然のことながらコネクタの小型化の要求も強くなってきており、コネクタを小型化するということは電気接点間やコンタクト間を狭小化する必要がある。特許文献１の構造のコネクタにおいて、電気接点間のピッチを狭小化するにはスリット状の切り込み部の幅を狭くする必要がある。前記切り込み部を加工する方法としては、レーザ加工やエッチング加工等が考えられるが、両加工とも３０μｍ以下での加工をすることができなかった。そこで、本出願人は特許文献４のようなレーザ加工方法を提案することで、２０μｍ程度の孔開けや切断を実現できるようにしている。
しかし、より一層のコネクタの小型化のためには、スリット状の切り込み部の幅もより一層狭くすることが望まれてきている。
【０００４】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、レーザの集光ビーム径Ｄより小さい幅Ｗで、かつ、レーザの集光ビーム径Ｄより大きい長さＬの貫通溝２４を加工するレーザ加工方法を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的は、レーザ加工であって、所要幅Ｗで、かつ、所要長さＬを加工するレーザ加工方法において、レーザの集光ビーム径Ｄより小さい幅Ｗで、かつ、レーザの集光ビーム径より大きい長さＬの貫通溝２４が開いた薄いステンレス鋼２０を被加工物２６上に置くとともに前記ステンレス鋼２０の貫通溝２４部分をレーザビーム１８が移動することで、溝若しくは貫通溝を加工することにより達成できる。
【０００６】
請求項２記載のレーザ加工方法は、レーザの集光ビーム径Ｄが３０μｍ以上のレーザ加工であって、所要幅Ｗで、かつ、所要長さＬを加工するレーザ加工方法において、３０μｍ以上のレーザの集光ビーム径Ｄより小さい幅Ｗで、かつ、レーザの集光ビーム径Ｄより大きい長さＬの貫通溝２４が開いた薄いステンレス鋼２０を被加工物２６上に置くとともに前記ステンレス鋼２０の貫通溝２４部分をレーザビーム１８が移動することで、幅が３０μｍ以下の溝若しくは貫通溝を加工するものである。
また、請求項３記載のレーザ加工方法は、レーザ光１８として、炭酸ガスレーザやＹＡＧ高周波レーザを用いることを特徴とする請求項１または２記載のレーザ加工方法である。
さらに、請求項４記載のレーザ加工方法は、薄い２枚のステンレス鋼２０をオバーラップするように被加工物２６上に置くことで、レーザの集光ビーム径Ｄより小さい幅Ｗで、かつ、レーザの集光ビーム径Ｄより大きい長さＬの貫通溝２４を形成するとともに前記ステンレス鋼２０の貫通溝２４部分をレーザビーム１８が移動し、レーザの集光ビーム径Ｄより小さい幅Ｗで、かつ、レーザの集光ビーム径Ｄより大きい長さＬの溝若しくは貫通溝を加工することを特徴とする請求項１または２、３記載のレーザ加工方法である。
【発明の効果】
【０００７】
以上の説明から明らかなように、本発明のレーザ加工方法を用いると、次のような優れた顕著な効果が得られる。
（１）レーザ加工であって、所要幅Ｗで、かつ、所要長さＬを加工するレーザ加工方法において、レーザの集光ビーム径Ｄより小さい幅Ｗで、かつ、レーザの集光ビーム径Ｄより大きい長さＬの貫通溝２４が開いた薄いステンレス鋼２０を被加工物２６上に置くとともに前記ステンレス鋼２０の貫通溝２４部分をレーザビーム１８が移動することで、溝若しくは貫通溝を加工しているので、レーザの集光ビーム径Ｄより小さい幅Ｗで、かつ、レーザの集光ビーム径Ｄより大きい長さＬの貫通溝加工を容易に施すことが可能になる。
（２）請求項２記載のレーザ加工方法は、レーザの集光ビーム径Ｄが３０μｍ以上のレーザ加工であって、所要幅Ｗで、かつ、所要長さＬを加工するレーザ加工方法において、３０μｍ以上のレーザの集光ビーム径Ｄより小さい幅Ｗで、かつ、レーザの集光ビーム径Ｄより大きい長さＬの貫通溝２４が開いた薄いステンレス鋼２０を被加工物２６上に置くとともに前記ステンレス鋼２０の貫通溝２４部分をレーザビーム１８が移動することで、幅が３０μｍ以下の溝若しくは貫通溝を加工しているので、レーザの集光ビーム径Ｄより小さい幅Ｗで、かつ、レーザの集光ビーム径Ｄより大きい長さＬの貫通溝加工を容易に施すことが可能になる。
（３）請求項３記載のレーザ加工方法は、レーザ光１８として、炭酸ガスレーザやＹＡＧ高周波レーザを用いているので、廉価な炭酸ガスレーザやＹＡＧ高周波レーザでもレーザの集光ビーム径Ｄより小さい幅Ｗで、かつ、レーザの集光ビーム径Ｄより大きい長さＬの貫通溝加工を容易に施すことが可能になる。
（４）請求項４記載のレーザ加工方法は、薄い２枚のステンレス鋼２０をオバーラップするように被加工物２６上に置くことで、レーザの集光ビーム径Ｄより小さい幅Ｗで、かつ、レーザの集光ビーム径Ｄより大きい長さＬの貫通溝２４を形成するとともに前記ステンレス鋼２０の貫通溝２４部分をレーザビーム１８が移動し、レーザの集光ビーム径Ｄより小さい幅Ｗで、かつ、レーザの集光ビーム径Ｄより大きい長さＬの溝若しくは貫通溝を加工しているので、容易にレーザの集光ビーム径Ｄより小さい幅Ｗで、かつ、レーザの集光ビーム径Ｄより大きい長さＬの貫通溝加工を施すことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１から図４に基づいて、本発明のレーザ加工方法について説明する。図１（Ａ）はレーザ光が被加工物に当たった状態の平面図であり、（Ｂ）はレーザ光が当たった部分の断面図である。図２はレーザ加工をする形状を説明する図面である。図３（Ａ）は図１とは異なったマスキングをした際にレーザ光が被加工物に当たった状態の平面図であり、（Ｂ）はレーザ光が当たった部分の断面図である。図４（Ａ）は電気コネクタを部分的に拡大した平面図であり、（Ｂ）は電気コネクタを部分的に拡大した横断面図である。
【０００９】
レーザ加工方法を説明する前に、図２に基づいて加工する形状について説明する。本加工方法は、次の  「  Ｗ＜Ｄ＜Ｌ  」の関係になる形状の貫通溝２４を加工するのに適している。
Ｗは加工する貫通溝２４の幅であり、Ｌは加工する貫通溝２４の長さであり、Ｄはレーザビーム１８の集光ビーム径である。即ち、加工する貫通溝２４の幅Ｗはレーザの集光ビーム径Ｄより小さく、加工する貫通溝２４の長さＬはレーザビーム１８の集光ビーム径Ｄより長いものに適している。
このような関係の貫通溝２４の加工であれば、図２（Ａ）のような略Ｕ字形状でも、（Ｂ）のような略「コ」字形状でも、（Ｃ）のように直線状でも、如何なる形状でもよい。前記レーザビーム１８は前記貫通溝２４部分を図２のように、矢印「ロ」、「ハ」、「ニ」方向に移動する。
【００１０】
図１に基づいて、レーザ加工方法について説明する。
まず、被加工物２６に貫通溝２４を形成した部分に、レーザの集光ビーム径Ｄより小さい幅Ｗで、かつ、レーザの集光ビーム径Ｄより大きい長さＬの貫通溝２４が開いた薄いステンレス鋼２０を置く。
次に、前記レーザビーム１８が前記ステンレス鋼２０の貫通溝２４部分を矢印「イ」方向に移動することで、溝若しくは貫通溝を加工している。前記ステンレス鋼２０の大きさは前記被加工物２６の大きさに合わせて適宜設計し、前記ステンレス鋼２０の厚さは前記レーザビーム１８により変形しなければよく、本実施例では０．０５〜０．５ｍｍのものを使用している。
【００１１】
前記レーザビーム１８のレーザの集光ビーム径Ｄとしては、４０μｍ前後のものを使用することが望ましい。
また、前記レーザ光１８として、炭酸ガスレーザやＹＡＧ高周波レーザを用いていることが望ましい。炭酸ガスレーザやＹＡＧ高周波レーザを使用すること廉価な貫通溝加工が可能になる。
【００１２】
図３に基づいて、上述した以外でのマスキング方法により形成したレーザ加工方法について説明する。
まず、被加工物２６に貫通溝２４を形成した部分に、孔２８の開いた薄い２枚のステンレス鋼２０をオバーラップするように置く。前記孔２８をオバーラップすることで、図３のようにレーザの集光ビーム径Ｄより小さい幅Ｗで、かつ、レーザの集光ビーム径Ｄより大きい長さＬの貫通溝２４を形成することができる。前記孔２８の大きさは、前記孔２８をオバーラップすることで、レーザの集光ビーム径Ｄより小さい幅Ｗで、かつ、レーザの集光ビーム径Ｄより大きい長さＬの貫通溝２４を形成できればよく、本実施例では０．０５ｍｍの幅にしている。
次に、前記レーザビーム１８がオバーラップした薄い２枚の前記ステンレス鋼２０の貫通溝溝孔２４部分を矢印「ホ」方向に移動することで、溝若しくは貫通溝を加工している。前記ステンレス鋼２０の大きさは前記被加工物２６の大きさに合わせて適宜設計し、前記ステンレス鋼２０の厚さは前記レーザビーム１８により変形しなければよく、本実施例では０．０５〜０．５ｍｍのものを使用している。
【００１３】
上述したレーザ加工方法を用いて製造した略Ｕ字形状スリット４６のある電気コネクタ１０について説明する。該電気コネクタ１０は、少なくともエラストマー１６（弾性体）と導電細線１２とフレキシブルプリント基板（以下「ＦＰＣ」という）１４層とを備えている。
【００１４】
まず、ＦＰＣ層１４について説明する。前記ＦＰＣ１４は、ポリイミド１５層を挟むように銅（Ｃｕ）箔４０が表裏両側に配置されている。前記ＦＰＣ１４には、前記銅箔４０上で前記接触相手物の接点に対応する位置に、前記接触相手物に適合する形状に電気接点２０が形成されている。本実施例では、前記電気接点２０の形状はドーム形状にしている。ドーム形状の前記電気接点２０を形成するにあっては特許文献２に挙げた方法等で行なっている。
【００１５】
前記ＦＰＣ１４の電気接点２０の周囲には、略Ｕ字形状をしたスリット２２が設けられている。該スリット２２は、相手コネクタの接点と接続した際に、前記エラストマー１６の弾性によって、前記電気コネクタ１０の電気接点２０が摺動するようにするためのものである。前記スリット２２の大きさは、このような役割とコネクタ１０の小型化などを考慮して適宜設計する。前記電気接点２０は、銅めっきによってスルーホール２６と接続され、該スルーホール２６は前記導電細線１２と接続する部分である。前記スルーホール２６の大きさは、前記導電細線１２が入り、半田付け等によって接続できればよく、コネクタ１０の小型化や導電細線１２の強度や接続性を考慮して適宜設計する。
【００１６】
次に、導電細線１２について説明する。前記導電細線１２は略円柱状をしており、両端部が細い径で、中央部が太い径といった２段になっている。前記導電細線１２は金属製であり、導電特性の良い金属、例えば黄銅製棒状体を所定寸法に切断し、両端部分を更に小径になるように加工したものである。両端部分は前記スルーホール２６に入る部分であり、両端部分の径は前記スルーホール２６に入り、半田付けによって接続できるように適宜設計している。中央部分の径は、前記エラストマー１６に埋設する部分であり、コネクタ１０の小型化や狭ピッチ化や導電性を考慮して適宜設計している。それぞれの径部分の長さは、前記ＦＰＣ１４の厚さや前記エラストマー１６の厚さを考慮して適宜設計する。
【００１７】
最後に、エラストマー１６について説明する。前記エラストマー１６には、前記導電細線１２を挿入するための挿入孔２８が設けられ、該挿入孔２８の大きさは前記導電細線１２が挿入できればよく、前記導電細線１２の保持力等を考慮して適宜設計する。本実施例では、前記導電細線１２の中央部分の径より０．０２ｍｍ程度小さくしている。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明の活用例としては、回路基板と電子部品との間に嵌挿される電気コネクタ１０に活用され、特に、レーザの集光ビーム径Ｄより小さい幅Ｗで、かつ、レーザの集光ビーム径Ｄより大きい長さＬの関係にある溝孔２４を有する電気コネクタ１０のＵ字状スリット２６を加工するレーザ加工方法に関するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】（Ａ）  レーザ光が被加工物に当たった状態の平面図である。（Ｂ）  レーザ光が当たった部分の断面図である。
【図２】レーザ加工をする形状を説明する図面である。
【図３】（Ａ）  図１とは異なったマスキングをした際にレーザ光が被加工物に当たった状態の平面図である。（Ｂ）  レーザ光が当たった部分の断面図である。
【図４】（Ａ）  電気コネクタを部分的に拡大した平面図である。（Ｂ）  電気コネクタを部分的に拡大した横断面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１０      電気コネクタ
１２      導電細線
１４      ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）
１６      エラストマー
１８      レーザ光（レーザビーム）
２０      ステンレス鋼
２２      スルーホール
２４      貫通溝
２６      被加工物
２８      孔
４２      電気接触子
４４      電気接点
４６      Ｕ字状スリット
Ｄ        レーザの集光ビーム径
Ｗ        幅寸法
Ｌ        長さ寸法
【図１】
2007196281.tif 000003
【図２】
2007196281.tif 000004
【図３】
2007196281.tif 000005
【図４】
2007196281.tif 000006