JP3774968B2

JP3774968B2 - Micro connector and manufacturing method thereof

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Publication number: JP3774968B2
Application number: JP671297A
Authority: JP
Inventors: 嘉裕平田; 剛羽賀
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1996-01-19
Filing date: 1997-01-17
Publication date: 2006-05-17
Anticipated expiration: 2017-01-17
Also published as: JPH10189168A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置、機器等、なかでも、ＬＳＩや精密機器等の相互間の電気的な接続を行なうための微小なコネクタおよびその製造方法に関し、特に、マイクロマシンの分野など、小型でかつ接点密度の高いコネクタを必要とする分野で使用可能なマイクロコネクタおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ハードディスク、ＣＤメモリ、ノート型パソコン、インクジェットプリンタなどの情報通信機器の分野を中心として、機器の小型化が急速に進んでいる。それに伴って、これらの配線部分の小型化への要求も大きい。コネクタについても、メモリカードやノート型パソコン用入出力制御カードなどにおいて、小型化が推し進められているが、現在のところ、コネクションを保持する部分を除いて考えても、コネクタ電極の密度は、メモリカードなどに使用されているもので１個／２ｍｍ² 程度である。
【０００３】
より微細な部品を作成する技術として、Ｘ線リソグラフィ、めっき、モールド（鋳型形成）等の一連の工程を行なうＬＩＧＡプロセスがある。
【０００４】
この技術を用いて作成されたマイクロコネクタの例としては、たとえば、Ｊ．Ｍｉｃｒｏｍｅｃｈ．Ｍｉｃｒｏｅｎｇ．２（１９９２）１３３−１４０．に記載されている、ドイツ・マイクロパーツ社の試作例があり、このマイクロコネクタにおいては、ピン型コネクタのサイズは、ピッチ８０μｍ、高さ２５０μｍであった。
【０００５】
図４３に、この試作例の接続部分の概略図を示す。また、図４３中の雌型コネクタ電極６５および雄型コネクタ電極６６の拡大図を図４４に示す。このマイクロコネクタは、図４３に示すように、雄型コネクタ６８上のガイドピン７０（１ｍｍ×２ｍｍ×０．２５ｍｍ）を雌型コネクタ６７上のガイド穴６９に嵌合することによって雌型コネクタ電極６５と雄型コネクタ電極６６との接続が行なわれ、マイクロコネクタが機械的に保持されるものであった。
【０００６】
しかし、ガイドピン７０が板状であるため、実用上はマイクロコネクタの機械的強度に問題があった。図４３からわかるように、雄型コネクタ６８上ではガイドピン７０と雄型コネクタ電極６６とが、また、雌型コネクタ６７上ではガイド穴６９と雌型コネクタ電極６５とが、それぞれ一直線上に並んでいる。このように電極および接続部分が直線的に並び、比較的薄いマイクロコネクタは、図４５に示すように雄型コネクタ６８と雌型コネクタ６７とを接合すると、矢印７７で示すような接合面７８を中心とした力には特に弱い。そのため、ガイドピンを厚くすることにより、コネクタの機械的強度を向上させることが考えられた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ガイドピンを厚くすると、それと同時にコネクタ電極のピッチを増加しなくてはならなくなる。なぜなら、図４３から、ガイドピン７０を厚くすると、それに伴って、雄型コネクタ電極６６の垂直方向の寸法が増し、その機械的強度が低下するためである。電極のピッチの増加は、マイクロコネクタにおけるコネクタ電極の密度の減少を意味する。したがって、このような構造のマイクロコネクタにおいては、その機械的強度の向上とコネクタ電極の高密度化の両立が困難であるという問題点があった。
【０００８】
また、試作例のマイクロコネクタの雄型コネクタと雌型コネクタとの接続は、両コネクタの高さを合わせ、平行にし、さらにガイドピンとガイド穴の位置をよく確認して行なわなければならない。したがって、接続作業が煩わしいという問題点があった。
【０００９】
そこで、本発明では、実用上十分な強度を有し、かつ、電極部材の構造とガイド部材の構造とをある程度独立して設計でき、さらに、接続作業の簡便なマイクロコネクタを提供することを目的としている。
【００１０】
さらに本発明は、より高い密度で複数のコネクタ電極を有し、かつ接続操作に対して耐久性の高いマイクロコネクタを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に従うマイクロコネクタは、雄型コネクタと雌型コネクタとを備えている。雄型コネクタは、第１の基板と、第１の基板に設けられた導電材料からなる複数の第１の配線と、第１の基板上に堆積された導電材料からなりかつ複数の第１の配線からそれぞれ突き出ている複数の第１の電極部とを備える。複数の第１の電極部は、第１の基板上において所定のパターンで配列されている。雌型コネクタは、第２の基板と、第２の基板に設けられた導電材料からなる複数の第２の配線と、第２の基板上に堆積された導電材料からなりかつ複数の第２の配線にそれぞれ繋がる複数の第２の電極部とを備える。複数の第２の電極部は、複数の第１の電極部に対応する所定のパターンで第２の基板上に配列されている。雄型コネクタと雌型コネクタとは、複数の第１の電極が対応する複数の第２の電極に接触するよう、第１の基板と第２の基板とを電極部がそれぞれ形成された面同士を向かい合わせて重ねることより、電気的に接続される。また、複数の第１の電極部はピン状であり、複数の第２の電極部は環状を形成しており、かつ複数の第２の電極部は、さらに電極部を形成する基板の主表面に平行に延びておりかつ主表面に平行な方向にたわむことができるスプリング構造を有しており、第１の電極部を第２の電極部の環内に挿入すると、スプリング構造が第１の電極部を押圧することを特徴とする。
【００１２】
本発明では、たとえばＬＩＧＡプロセスによって、コネクタに関し任意の形状を得ることができる。ＬＩＧＡプロセスにおいて、基板上に配線部分およびそれに繋がる電極部分を堆積させた構造を形成することができる。一方配線は、基板の中に設けられていてもよい。特に、本発明によれば、基板上に任意のパターンで配列された電極を提供することができる。本発明の構成によれば、基板の適当な部分に、適当な形状のガイドピンを設けることができ、従来のようにガイドピンの形状がコネクタピン等の形状に影響を与えることはない。そのため、ガイドの形状や位置に左右されることなく、コネクタピン等の電極の密度を向上させ、しかも、その配列を所望のものにすることが可能になる。本発明では、従来のようにガイドピンやコネクタそのものの強度を考慮しなくても、基板上において、コネクタピン等の電極の密度を適当な範囲で任意に向上させることができる。したがって、本発明では、コネクタそのものの強度の向上と電極密度の向上とを両立させることができる。このように、本発明はコネクタの設計に関する自由度を増加させる。さらに本発明では、雄型コネクタを構成する基板の表面と雌型コネクタを構成する基板の表面とを向かい合わせて重ねることにより電気的接続を行なう。このような構成により、各電極間の位置合わせが容易となり、しかも、接合時において基板同士を重ねたものの強度は高くなる。したがって、本発明は、従来よりも容易に接合をすることができ、接合強度の高いコネクタを提供することができる。
【００１３】
本発明によるマイクロコネクタは、サイズの非常に小さいものである。たとえば、雄型コネクタおよび雌型コネクタの幅を１〜２０ｍｍの範囲とすることができ、奥行き（長さ）を１〜２０ｍｍとすることができる。さらに、雄型コネクタと雌型コネクタとを電気的に接続させた際のコネクタの全厚みを０．５〜２．０ｍｍとすることができる。さらに、本発明に従うマイクロコネクタにおいて、第１の電極部および第２の電極部は、１ピン／ｍｍ³以上の密度で形成することができる。
【００１４】
上述したように、本発明では、電極の配置について自由度が増えている。特に、第１の電極部および第２の電極部を、第１および第２の基板上において、それぞれ直線的でなく２次元的に配列することにより、電極の密度を高め、しかも接続がより簡単な電極の配置を提供することができる。
【００１５】
基板上に形成される複数の電極部は、それぞれ独立した構造体として機能してもよいし、所定の領域に集められた集合体として機能してもよい。集合体を形成する場合も、複数の電極部は所定の間隔をあけて配列され、電極間の絶縁は維持されている。複数の電極を所定の形状を有する集合体として機能させれば、以下に具体的に述べるように、接続の操作がより容易になり、接続に対して破壊されにくい構造を提供することができる。また集合体を形成することで、基板上の電極の密度を高めることができる。
【００１６】
基板上に形成された複数の電極をそれぞれ独立した構造で機能させる場合、複数の第２の電極部が第１の電極部を電気的接続のために受容する穴をそれぞれ有し、その穴に第１の電極部を嵌合させれば、雄型コネクタと雌型コネクタとの電気的接続が達成されるような構造を提供することができる。このような場合、複数の第１の電極部がピン状であり、複数の第２の電極部が第１の電極部のピンの周りを取囲むような環状の形状を有することができる。また、複数の第２の電極部はスプリング構造を有することが好ましい。スプリング構造は、電極部を形成する基板の主表面に平行に延びておりかつ主表面に平行な方向にたわむことができるものが好ましい。第１の電極部を第２の電極部の環内に挿入するとき、スプリング構造は第１の電極部を押圧し、電気的接続をより確実にする。また、このような形態のスプリングとすることで、コネクタを厚くすることなく、所望の端子接触圧を得ることが可能であり、しかもリソグラフィでの製作に適した構造のコネクタを実現できる。
【００１７】
一方、基板上の複数の電極部を集合体として機能させる場合、たとえば、第１の基板上において複数の第１の電極部が凸状の電極集合部を形成し、第２の基板上において複数の第２の電極部が環状の電極集合部を形成するマイクロコネクタが好ましい。凸状の電極集合部を環状の電極集合部に挿入することにより、複数の第１の電極部のそれぞれは、複数の第２の電極部のそれぞれと接触する。この場合、巨視的に１つのまとまった構造物同士を接合させるため、目視等によるアライメントは容易になり、接続操作は極めて容易になる。特に、第２の基板上において電極部を環状に集合させることで、接続の操作はより容易になる。接続に際して、コネクタ相互間の回転角や平行度をそれほど気にしなくてすむ。また、接続がより容易になる分、微細な電極部が接続の際に破壊される可能性が低減する。
【００１８】
また、基板上に、電極集合部を形成する場合、複数の第２の電極部がそれぞれ弾性を有していることが好ましい。凸状の電極集合部を環状の電極集合部に挿入するとき、凸状の電極集合部を、複数の第２の電極部の弾性力によって押圧することができる。弾性を有する第２の電極部は、たとえばスプリング体である。スプリング体は、電極部を形成する基板の主表面に平行に延びておりかつ主表面に平行な方向にたわむことができるものが好ましい。凸状の電極集合部を環状の電極集合部に挿入するとき、スプリング体は第１の電極部を押圧し、電気的に接続をより確実にする。また、このような形態のスプリングとすることで、コネクタを厚くすることなく、所望の端子接触圧を得ることが可能であり、しかもリソグラフィでの製作に適した構造のコネクタを実現できる。
【００１９】
電極集合部を構成するそれぞれの電極は、互いに隔てられ、電極間の絶縁は維持される。電極間の絶縁をより確実なものとしかつ電極集合部の強度を向上させるため、凸状の電極集合部および／または環状の電極集合部において、電極部の間に固体の電気絶縁材を設けることができる。特に、凸状の電極集合部において、複数の電極部の間に固体の電気絶縁材を設けることにより、一体的な電極集合部を構成することができる。このような電極集合部は、より高い強度を有し、接続操作に対して高い耐久性を有するようになる。電気絶縁材には、後に述べるように、リソグラフィー工程で用いられるレジスト材料等の樹脂材料を好ましく用いることができる。
【００２０】
雄型コネクタと雌型コネクタとの接合をより容易にするため、それぞれにガイド部を形成することが好ましい。たとえば、雄型コネクタおよび雌型コネクタのうち一方が、複数の電極部を取囲むよう設けられた凸状の雄型ガイド部を有し、他方が、複数の電極部を取囲むよう設けられた凹状の雌型ガイド部を有することができる。雌型ガイド部に雄型ガイド部を挿入することにより、第１の電極の位置と第２の電極の位置とが合わせられる。このような環状のガイド部は、その中に設けられた電極部を保護する役割も有している。環状のガイド部に囲まれた電極同士を接合すれば、接合はスムーズに行なわれ、しかも余分な衝撃力が電極にかかることが防止される。また、雄型コネクタが第１の基板上に形成されたガイドピンを有し、雌型コネクタが第２の基板上に形成されたガイド穴を有してもよい。ガイドピンをガイド穴に嵌合することにより、第１の電極の位置と第２の電極の位置とを合わせることができる。
【００２１】
本発明に従って、複数の第１の電極部および複数の第２の電極部とも環状の集合部を形成することができる。第１の電極部は、基板上において環状の第１の電極集合部を形成することができ、第２の電極部は、基板上において第１の電極集合部よりも大きな径を有する環状の第２の電極集合部を形成することができる。第２の電極集合部の環内に第１の電極集合部を挿入することにより、第１の電極部は第２の電極部に接触する。この場合、複数の第１の電極部が弾性を有していることが好ましい。弾性を有する第１の電極部は、スプリング体とすることができる。スプリング体は、電極部を形成する基板の主表面に平行に延びておりかつ主表面に平行な方向にたわむことができるものが好ましい。第１の電極集合部を第２の電極集合部に挿入するとき、第２の電極部は、弾性を有する第１の電極部に押圧され、雄型と雌型コネクタ間での電気的接続がより確実となる。
【００２２】
本発明に従って、雄型コネクタは、第１の電極集合部を取囲むよう基板上に設けられた環状の第１のガイド部を有することができ、雌型コネクタは、第２の電極集合部を取囲むよう基板上に設けられた環状の第２のガイド部を有することができる。第２のガイド部は、第１のガイド部よりも大きな環径を有する。第１のガイド部を、第２のガイド部と第２の電極集合部との間に挿入することにより、アライメントがなされ、第１の電極集合部と第２の電極集合部とが接触する。この場合、雄型コネクタは、第１の電極集合部の環のほぼ中心に第１の磁石を有することができ、雌型コネクタは、第２の電極集合部の環のほぼ中心に、第１の磁石に引き付けられる第２の磁石を有することができる。この結果、雄雌コネクタ同士が斜めに挿入されても、ガイド接触部を中心として雄雌コネクタ同士が平行になろうとする力が発生し、自動的に両者のアライメントがなされ、挿入を助ける。そして、雄雌コネクタ同士が平行になった後、第１の電極集合部と第２の電極部とが接触することで、スプリング構造を有する第１の電極部に斜めから力が加わることが防止され、スプリング構造が破壊されることを防ぐ。
【００２３】
雄型コネクタおよび雌型コネクタの所定の位置に互いに引き付けられる第１の磁石と第２の磁石を設けてもよい。磁石間の吸引力により、雌型コネクタと雌型コネクタは容易に接合する。また、第１の磁石の位置と第２の磁石の位置とを合わせることにより、第１の電極の位置と第２の電極の位置とが合うようにそれぞれの磁石を配置することができる。一方、上述したように複数の電極を集合体として機能させる場合、コネクタの接合において電極の位置決めは容易になされる。したがってこの場合、非常に弱い磁力によって接合をよりスムーズに行なうことができ、位置決めのために強い磁力を使用しなくてもすむ。
【００２４】
電極部に接続される第１の配線および／または第２の配線は、第１の基板および／または第２の基板上に堆積された導電材料からなることができる。すなわち、通常のリソグラフィー法およびＬＩＧＡ法等により、基板上に導電層を形成し、配線とすることができる。このような配線層は、電極部を形成するための一連のプロセスの中で形成される。一方、第１の配線および／または第２の配線は、基板の中を通り基板の表面から裏面に至るものとすることができる。表面から裏面に配線が貫通したいわゆるビアホール基板を好ましく用いることができる。このように配線を基板の中に配置することで、コネクタのサイズをより小さくすることができる。配線のための導電材料としては、ニッケル、銅、銀、アルミニウム、タングステン等を用いることができる。
【００２５】
基板上に配線を形成する場合は、雄雌コネクタを接合しても配線の間などから空気の出入りが生じる。しかし、ビアホール基板を用いた場合、配線は基板の中に形成されているため、雄コネクタの配線と雌コネクタの配線との間において空気の出入りが生じない。したがって、ビアホール基板を用いる場合、雄コネクタおよび／または雌コネクタは、空気抜き穴および／または空気抜きスリットのような空気抜きを有することが好ましい。特に、電極集合部を取囲む環状のガイド部を設ける場合、雄型コネクタおよび／または雌型コネクタは、ガイド部の環内において基板に形成されているかまたはガイド部に形成されている空気抜き穴および／または空気抜きスリットを有することが好ましい。空気抜きは、ガイド部によって取囲まれる空気を速やかに外に逃がし、空気圧によってコネクションが邪魔されるのを防止する。
【００２６】
本発明のマイクロコネクタは、以下に述べるようにシンクロトロン放射光、特にシンクロトロン放射のＸ線によるリソグラフィーを用いて形成することができる。リソグラフィーを用いてコネクタに必要な構造を形成する。その後、得られた構造をさらに放電加工によって加工すれば、より望ましい形状のものを得ることができる。
【００２７】
本発明のマイクロコネクタは、繰返し使用可能な金型を用いて製造することもできる。金型を用いれば、量産がより容易になる。この場合、シンクロトロン放射光によるリソグラフィーを用いてコネクタに必要な構造を有する金型を形成する。次いで、得られた金型を用いて基板上に樹脂成形体を形成する。次に基板上にめっきを施し、樹脂成形体の構造に従う形状を有する金属構造体を得る。金属構造体を放電加工すれば、より望ましい形状のコネクタを得ることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に基づいた実施の形態について、図を参照して説明する。
【００２９】
図１（ａ）および（ｂ）は、本発明によるマイクロコネクタの雌型コネクタおよび雄型コネクタの実施の形態の一例を示す、平面図である。また、図１（ｃ）は、図１（ａ）中のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、図１（ｄ）は、図１（ｂ）中のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。なお、図中の各コネクタの寸法は、本発明に従うマイクロコネクタの製作において、前述のＬＩＧＡプロセスを採用することにより達成され得る寸法の一例であり、これに限定されるものではない。
【００３０】
図１（ｂ）および（ｄ）を参照して、雄型コネクタ６は、サイズ１．５ｍｍ×２ｍｍの基板９と、複数の配線層１０と、複数の雄型コネクタ電極７とを備えている。配線層１０は、導電材料が基板９上に堆積されることにより形成される。この配線層１０の厚みは、約１５０μｍである。雄型コネクタ電極７は導電材料からなり、配線層１０上に、それぞれ突き出るように形成されている。雄型コネクタ電極７の高さは約３００μｍであり、その直径は約０．１ｍｍである。また、隣り合う電極の間隔は、約０．４５ｍｍである。雄型コネクタ電極７の先端部は、円錐台状に細くなっている。また、雄型コネクタ電極７は、基板９上において、図１（ｂ）に示すように、直線的でなく２次元的に、たとえばマトリクス状に配列されており、それぞれが、スペーサ１２で囲まれている。スペーサ１２の高さは、約１５０μｍである。なお、図１（ｂ）において、基板９上の配線層１０および雄型コネクタ電極７の本数は４本となっているが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３１】
次に、図１（ａ）および（ｃ）を参照して、雌型コネクタ１は、サイズ１．５ｍｍ×２ｍｍの基板４と、複数の配線層５と、複数の雌型コネクタ電極２とを備えている。配線層５は、導電材料を基板４上に堆積させることにより形成されている。この配線層５の厚みは、約１５０μｍである。雌型コネクタ電極２は導電材料からなり、図１（ｂ）における雄型コネクタ電極７に対応するように２次元的に、たとえばマトリクス状に配列されている。雌型コネクタ電極２は、雄型コネクタ電極７を電気的接続のために受容する穴２ａを有しており、それぞれスペーサ１１に囲まれている。雌型コネクタ電極２の高さは約１５０μｍであり、その外径は約０．２４ｍｍである。なお、図１（ａ）において、基板４上の配線層５および雌型コネクタ電極２の数は、前述の図１（ｂ）における雄型コネクタ電極７の本数に対応した４本となっているが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３２】
この例において、図１（ｂ）の雄型コネクタ６と図１（ａ）の雌型コネクタ１とは、雄型コネクタ電極７が対応する雌型コネクタ電極２の穴２ａにそれぞれ嵌合するように、基板９と基板４とを、それぞれ電極が形成された面同士を向かい合わせて重ねることにより、電気的に接続される。このとき、各コネクタに設けられたスペーサが、基板間の距離を維持する。また、雄型コネクタ電極７と雌型コネクタ電極２との位置合わせは、雄型コネクタ６の基板９上に形成されたガイドピン８を、雌型コネクタ１の基板４上に形成されたガイド穴３に嵌合することにより、行なわれる。また、この電気的な接続が行なわれた際の雌型コネクタ１と雄型コネクタ６との厚さの和は、約１．０ｍｍである。
【００３３】
なお、この雌型コネクタ電極２は、スプリングのように動く形状、つまりスプリング構造となっている。穴２ａに雄型コネクタ電極７が挿入されると、スプリング電極は広がるとともに雄型コネクタ電極７を押さえ、接続を確実にする。さらに、雌型コネクタ電極２については、雄型コネクタ電極７との電気的接続をより確実にするために、その穴２ａの内部に、図１（ａ）および（ｃ）には示していないが、基板４上に固定された電極部分をさらに含むことができる。このスプリング構造および雌型コネクタ電極の構造の詳細については、後述することとする。
【００３４】
また、雄型コネクタ電極７およびガイドピン８は、いずれも先端部が円錐台状に細くなっている。これは、それぞれが、雌型コネクタ電極２の穴２ａおよびガイド穴３に挿入される際に無理な力がかからないようにするためである。
【００３５】
図２（ａ）および（ｂ）は、本発明によるマイクロコネクタの雌型コネクタおよび雄型コネクタの実施の形態の別の一例を示す平面図である。また、図２（ｃ）は、図２（ａ）中のＥ−Ｅ線に沿う断面図であり、図２（ｄ）は、図２（ｂ）中のＦ−Ｆ線に沿う断面図である。なお、図中の各コネクタの寸法は、本発明に従うマイクロコネクタの製作において、前述のＬＩＧＡプロセスを採用することにより達成され得る寸法の一例であり、これに限定されるものではない。
【００３６】
図２（ｂ）および（ｄ）を参照して、雄型コネクタ２３において、サイズ１．５ｍｍ×１．５ｍｍの基板２５上には、堆積された導電材料からなる複数の配線層２６が形成される。配線層２６の一端からは、導電材料からなる雄型コネクタ電極２４が突き出ている。基板２５上から突き出ている電極２４の高さは、約３００μｍであり、隣り合う電極の間隔は約０．４５ｍｍである。ピン電極２４の先端部はテーパー状となっている。電極２４は、基板２５上において、図２（ｂ）に示すように、直線的でなく２次元的、たとえばマトリクス状に配列されており、それぞれがスペーサ２７で囲まれている。なお、図２（ｂ）において、基板２５上の配線層２６および雄型コネクタ電極２４の本数は、４本となっているが、これに限定されるものではない。
【００３７】
次に、図２（ａ）および（ｃ）を参照して、雌型コネクタ１５において、サイズ１．５ｍｍ×１．５ｍｍの基板１７上には、堆積された導電材料からなる複数の配線層１８が形成され、配線層１８の一端には、それぞれ雌型コネクタ電極１６が形成されている。雌型コネクタ電極１６は導電材料からなり、図２（ｂ）におけるピン電極２４に対応するように、２次元的に、たとえばマトリクス状に、配列されている。雌型コネクタ電極１６には、ピン電極２４を電気的接続のために受容する穴１６ａがそれぞれ形成されている。雌型コネクタ電極１６の高さは約１５０μｍであり、その外径は約０．２４ｍｍである。雌型コネクタ電極１６もまたスペーサ１９に囲まれている。なお、図２（ａ）において、基板１７上の配線層１８および雌型コネクタ電極１６の数は、前述の図２（ｂ）における雄型コネクタ電極２４の本数に対応した４本となっているが、これに限定されるものではない。
【００３８】
図２（ｂ）の雄型コネクタ２３と図２（ａ）の雌型コネクタ１５とは、基板２５と基板１７とをそれぞれ電極が形成された面同士を向かい合わせて重ねることにより、電気的に接続される。このとき、雄型コネクタ電極２４と雌型コネクタ電極１６との位置合わせは、雄型コネクタ２３上に設けられた磁性層２８と、雌型コネクタ１５上に設けられた磁性層２０とを合わせることによって行なわれる。磁性層２８と磁性層２０とは、互いに吸引し合い、コネクタ同士を接合させる。磁性層２８および磁性層２０は、永久磁石を所定の形状に加工したもの、または、磁性材料を堆積させたものとすることができるが、これらに限定されるものではない。
【００３９】
以下、雌型コネクタに設けられる電極のスプリング構造について説明する。
図３（ａ）は、図２（ａ）に示す雌型コネクタの電極部分を示す平面図である。また、図３（ｂ）は、図３（ａ）中のスペーサと磁性層を除いてＸ方向から見た図である。図３（ｂ）において、雌型コネクタ電極の構造をよりわかりやすくするために、スペーサおよび磁性層の部分を省略している。さらに、図４は、電極部分のみを概略的に示す斜視図である。
【００４０】
図３（ａ）および（ｂ）ならびに図４に示すように、雌型コネクタ電極１６は、固定電極２１とスプリング電極２２よりなる。スプリング電極２２は、配線層１８に繋がる一方、図３（ｂ）に示すように、基板１７には接しておらず、宙に浮いている。また、スプリング電極２２は、図３（ａ）および図４に示すように、基板１７に接して形成される固定電極２１を取り巻くように円弧状に設けられる。このように、配線層１８によって支持しながら、基板１７の上方で浮かした円弧状の構造とすることで、スプリングの機能が得られる。スプリング電極２２のようなスプリング構造は、前述のＬＩＧＡプロセスを採用することにより、形成することができる。
【００４１】
また、雄型コネクタ電極の形状についてさらに説明する。
図５（ａ）は、雄型コネクタの電極部分を示す平面図である。また、図５（ｂ）は、図５（ａ）中のＹ−Ｙ線に沿う断面図である。なお、図５（ｂ）については、雄型コネクタ電極の構造をわかりやすくするために、スペーサおよび磁性層の部分を省略している。
【００４２】
図５（ａ）および（ｂ）に示すように、雄型コネクタ電極２４は、配線層２６上から上方に延びるように形成されている。また、雄型コネクタ電極２４の先端部はテーパー形状を有する。この先端部のテーパー形状は、たとえば、リソグラフィによるレジストのパターニングの際に、レジストが塗布された基板を、光軸に対して傾斜させ、かつ、回転させながら、光照射を行なうことにより形成することができるが、本発明はこれに限定されるものではなく、放電加工、電解加工などの方法も採用できる。このように、雄型コネクタ電極２４の先端部がテーパー形状を有することから、雌型コネクタ電極に挿入する場合に、無理な力が雌型コネクタ電極へと加えられることを避けられる。
【００４３】
また、本発明のマイクロコネクタにおいて、一方のコネクタがガイドピンを有し、他方のコネクタがガイド穴を有し、ガイドピンをガイド穴へ挿入することにより、雄型コネクタ電極と雌型コネクタ電極との位置合わせがより容易になされ、かつ、コネクタ同士の接続がより確実に保持される。これにより、マイクロコネクタの接合時における機械的強度がさらに向上する。
【００４４】
また、本発明のマイクロコネクタにおいて、双方のコネクタが互いに引き合う磁石を備え、その磁石同士が引き合うことにより、雄型コネクタ電極と雌型コネクタ電極との位置合わせが自然となされ、その接続作業は非常に簡便なものになる。なお、複数のＮ極およびＳ極を基板上に配置する場合、それらの配置は点対称にしないことが望ましい。
【００４５】
なお、コネクタ同士の接続を磁石の吸引によって行なうような例において、電極を取り囲むスペーサ部分に磁石を用いることもできる。このような実施の形態を示す平面図を図６（ａ）および（ｂ）に示す。また図６（ｃ）は、図６（ａ）中のＧ−Ｇ線に沿う断面図であり、図６（ｄ）は、図６（ｂ）中のＨ−Ｈ線に沿う断面図である。なお、図中の各コネクタの寸法は、本発明に従うマイクロコネクタの作成において、前述のＬＩＧＡプロセスを採用することにより達成され得る寸法の一例であり、これに限定されるものではない。
【００４６】
図６（ｂ）および（ｄ）を参照して、この雄型コネクタ３６において、サイズ１ｍｍ×１ｍｍの基板４０上には導電材料からなる複数の配線層３９が堆積されている。また、配線層３９上には、導電材料からなる雄型コネクタ電極３７がそれぞれ突き出ている。また、スペーサ３８には、磁石が用いられている。配線層３９、雄型コネクタ電極３７およびスペーサ３８は、前述の図２（ｂ）および（ｄ）を用いて説明した雄型コネクタにおいて相当する部分と同様の形状を有し、同様の形式で配列することができる。
【００４７】
図６（ａ）および（ｃ）を参照して、この雌型コネクタ３１において、サイズ１ｍｍ×１ｍｍの基板３５上には、導電材料からなる複数の配線層３４が堆積されている。また、配線層３４の一端には、導電材料からなる雌型コネクタ電極３２が形成されている。スペーサ３３には、磁石が用いられている。配線層３４、雌型コネクタ電極３２およびスペーサ３３は、前述の図２（ａ）および（ｃ）を用いて説明した雌型コネクタにおいて相当する部分と同様の形状を有し、同様の形式で配列することができる。
【００４８】
また、図６における雄型コネクタ３６と雌型コネクタ３１との接合の様式は、図２における雄型コネクタ２３と雌型コネクタ１５との接合の様式と同様とすることができる。
【００４９】
なお、この例においては、各基板上に別途磁性層を設ける領域を確保しなくてもよく、用いる基板を小さくすることができる。したがって、上述の効果に加え、マイクロコネクタの微小化という観点から、本発明のこの実施の形態はさらに利点を有することになる。
【００５０】
本発明に従うマイクロコネクタのうち、図２に例示したマイクロコネクタの製作について、以下説明する。
【００５１】
〈雄型コネクタの製作〉
まず、図７に示すように、基板４１の表面上に、密着層４２を形成する。密着層は、この後に基板４１上に施すニッケルめっきと基板４１との密着性を向上させるための層である。なお、密着層４２の材料としては、これをめっき電極として用いたい場合、金属であることが望ましく、たとえば、クロムが用いられる。また、基板については、サイズは１．５ｍｍ×１．５ｍｍ程度、厚さは０．５ｍｍ程度であり、材料としてはシリコンが用いられるが、これらに限定されるものではない。
【００５２】
次に、図８に示すように、基板４１上にレジスト４３を塗布する。このレジスト４３の材料として、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）や、ＭＭＡ（メチルメタクリレート）とＭＡＡ（メタクリル酸）との共重合体などを用いる。また、レジスト４３の厚みは製作するニッケルめっきの厚さに研磨しろを考慮して決める。ここでは１５０μｍ厚の配線を形成するので、レジスト厚は２００μｍとする。
【００５３】
次に、レジスト４３にマスクを介してＳＲ（シンクロトロン放射光）を照射し、図９に示すように、レジスト４３のパターニングを行なう（ＳＲリソグラフィ）。マスクとしては、たとえば窒化シリコンの支持膜（メンブレン）上にタングステンやタンタル、金などの吸収体パターンが形成されたものを使用する。
【００５４】
次に、図９中のレジストが除去された部分４４に、図１０に示すように、たとえば電気めっきまたは無電解めっきにより、ニッケル４５を堆積させる。このニッケル４５を堆積させたものが、前述の雄型コネクタにおける配線層に相当する。そして、基板４１上のニッケル４５およびレジスト４３の外側表面を研磨する。これらの上に、この後、さらにレジストおよびニッケルを堆積させるためである。
【００５５】
次に、図１１に示すように、ニッケル４５およびレジスト４３の上に再びレジスト４６を塗布する。この際に、塗布するレジスト４６の厚さは上記と同様に考えて２００μｍ程度である。
【００５６】
次に、図１２に示すように、ＳＲリソグラフィにより、レジスト４６のパターニングを行ない、レジストが除去された部分４７を形成する。
【００５７】
次に、図１２におけるレジストが除去された部分４７に、図１３に示すように、たとえば電気めっきまたは無電解めっきにより、ニッケル４８を堆積させる。このニッケル４８が前述の雄型コネクタ電極の主要部となる。そして、ニッケル４８上に、雄型コネクタ電極の先端部を形成するため、ニッケル４８およびレジスト４６の表面上を研磨する。
【００５８】
そして、図１４に示すように、ニッケル４８およびレジスト４６の表面上に、さらに、レジスト４９を塗布する。この際に塗布するレジスト４９の厚さは、５０μｍ程度である。
【００５９】
次に、図１５に示すように、ＳＲリソグラフィにより、レジスト４９のパターニングを行なう。ここで形成されるレジストが除去される部分５０はテーパー状である。レジストが除去される部分５０をテーパー状にするために、マスクを介したＳＲ照射は、レジストおよびニッケルが堆積された基板４１を、ＳＲ光軸に対して傾斜させかつ回転させながら行なう。なお、テーパ形状は、放電加工、電解加工等によって形成してもよい。
【００６０】
そして、図１５に示すレジストが除去された部分５０に、ニッケルを堆積させ、レジストをすべて除去する。図１６は、このようにして製作した電極部およびその周辺部の断面図である。雄型コネクタ電極５１は、前述の円錐台形状の穴を有するようパターニングされたレジストに従って堆積されたニッケル５２と、円筒形状に堆積されたニッケル４８とからなる。さらに、磁石として、微細加工した永久磁石を、基板上に電極部に対し精度よく位置合わせして配置することにより、雄型コネクタを完成させる。
【００６１】
なお、上述したこの雄型コネクタの製作において、スペーサ部分の形成については触れていなかったが、スペーサは、図１０に示した配線部分の形成の際に、配線と同様にしてニッケルめっきによって、形成する。
【００６２】
〈雌型コネクタの製作〉
まず、図１７に示すように、基板５４を準備する。基板５４の厚さは、０．５ｍｍ程度であり、材質としてはシリコン等が用いられる。
【００６３】
次に、図１８に示すように、基板５４上にフォトリソグラフィを用いるパターニングにより密着層５５を形成する。この密着層５５は、クロムを材料とすることができ、上述したように基板と電極部分との密着性を高めるものである。また、図１８に示すように、基板５４上に、フォトリソグラフィを用いるパターニングにより犠牲層５５を形成する。犠牲層は、電極のスプリング構造を形成するために、コネクタ製作の最後の工程で、ウェットエッチングにより除去される層であり、材料としては、チタンまたは銅等が用いられる。
【００６４】
次に、図１９に示すように、基板５４、密着層５５および犠牲層５６上に、レジスト５７を塗布し、ＳＲリソグラフィを行なう。この場合のレジスト５７の厚さは、２００μｍ程度である。図２０に、ＳＲリソグラフィを行なった後、現像によって除去された部分５８が形成されたところを示す。
【００６５】
次に、図２０のレジストが除去された部分５８に、図２１に示すように、ニッケル５９を堆積させ、その後、ニッケル５９およびレジスト５７の表面を研磨する。
【００６６】
次に、図２１におけるレジスト５７の残部を除去する（図２２）。そして、さらに、犠牲層５６を、ウェットエッチングによって図２３に示すように除去する。これにより、ニッケル５９は先端部が宙に浮いたような構造、つまり前述のようなスプリング形状を有する部分が得られる。このニッケル５９の、宙に浮いた先端部が、雌型コネクタにおける雌型コネクタ電極のスプリング電極に相当し、密着層５５を介して基板５４と接している部分が、雌型コネクタにおける配線層に相当する。
【００６７】
なお、犠牲層を除去する場合、犠牲層をチタンとした場合はエッチング溶液としてフッ酸を、銅の場合は塩酸を用いる。
【００６８】
最後に、微細加工した永久磁石を、先に製作した雄型コネクタと首尾よく接続するように、精度よく基板５４上に接着することにより、雌型コネクタを完成させる。
【００６９】
なお、上述した雌型コネクタの製作の説明においても、スペーサ部分の形成について触れなかったが、この場合も、雄型コネクタの場合と同様に配線部分を形成する際にスペーサ部分を同時に形成する。
【００７０】
〈マイクロコネクタの特性〉
このようにして製作するマイクロコネクタは、たとえば以下のような特性を示す。
【００７１】
・接合の強さ：２ｃＮ／ピン，５ｍＮ／ピン
・結合力：（磁石の吸引力として）１２ｃＮ，４ｃＮ
・電流密度：１５０ｍＡ／ピン
・電極密度（コネクタの体積をピン数で割った値）：１ピン／ｍｍ³
このような特性を有することから、本発明により、実用上十分な強度を有し、かつ、接続密度の緻密なマイクロコネクタが実現できることがわかる。
【００７２】
以上、図２に示すコネクタの製作について説明してきたが、図１に示すコネクタを製作する場合には、永久磁石を各コネクタの基板上に接着する代わりに、コネクタの基板上にガイドピンまたはガイド穴を形成する。ガイドピンについては雄型コネクタ電極の製作、ガイド穴については雌型コネクタ電極の製作と同様に、ＳＲリソグラフィを用いることができる。また、図６に示すコネクタは、図２に示すコネクタにおいて磁石の部分をなくして基板を小さくし、スペーサに磁石を使用することにより製作できる。これらのコネクタも、図２に示すコネクタとほぼ同様の特性を示すことができる。
【００７３】
上述したコネクタの構造において、複数の雄型コネクタ電極および雌型コネクタ電極は、基板平面上において、配線層の上または先端に、直線的ではなく２次元的に配置されている。また、上述した構造のマイクロコネクタにおいては、従来と異なり、ガイドピン、磁性層等の接続部材を、雄型コネクタ電極または雌型コネクタ電極とは独立して基板面上に配置することができる。したがって、マイクロコネクタの機械的強度の向上を図るために、接続部材を基板平面上の任意の場所に、各電極の構造に大きな影響を与えることなく、配置することができる。この結果、機械的強度の向上とコネクタ電極の高密度化の両立が可能となる。
【００７４】
また、上述したマイクロコネクタにおいて、雄型コネクタ電極と雌型コネクタ電極との電気的接続の際の位置合わせは、雄型コネクタおよび雌型コネクタの各基板平面上に備えられた磁石同士が引き合うことによって自然に行なわれる。この結果、従来例においては煩わしいとされていた雄型コネクタと雌型コネクタとの接続が、簡便化される。
【００７５】
また、上述したマイクロコネクタにおいて、雄型コネクタ電極はピン状であり、雌型コネクタ電極はピン状の雄型コネクタ電極を接合時に取り囲むようなスプリング電極と固定電極とからなる。スプリング電極は基板に平行であり、基板に平行な方向にたわむことができる。両電極がこのような構造を有する結果、コネクタを厚くすることなく所望の端子接触圧を得ることが可能となった。また、この構造とすることでリソグラフィによる製作が可能となり、高い端子密度を実現することも可能となった。
【００７６】
また、上述したマイクロコネクタにおいて、雄型コネクタ電極および雌型コネクタ電極は、各基板平面上において、直線的ではなく、２次元的に配置されている。このように基板上にある複数個の電極は、それぞれ基板上に個々に独立した構造で配置することができる。したがって、各基板平面上での電極の設計の自由度が向上し、たとえば径の異なるコネクタピンを作り込めば、電流値の異なる電極を同一基板上に備えることも可能となる。
【００７７】
本発明によるマイクロコネクタの他の具体例をさらに説明する。図２４および図２５に示すマイクロコネクタは、電極部を１つの集合体にまとめた具体例である。図２４に示す雄型コネクタおよび図２５に示す雌型コネクタの寸法はいずれも２．３ｍｍ×２．３ｍｍである。双方のコネクタの厚さは１ｍｍ以下であり、狭いスペースでの接合に適している。
【００７８】
図２４に示す雄コネクタにおいて、基板１００の主表面から、３本のピン端子１０１ａ、１０１ｂおよび１０１ｃが延びている。３本のピン端子の上面および底面の形は扇形であり、これらはまとまって１つの円筒形状の集合体を形成する。所定の間隔をあけて配置された３本のピン端子の間には、アクリル樹脂からなる絶縁材１０６が満たされている。３本のピン端子によって形成される円筒体の直径は約０．８ｍｍ、高さは約０．２ｍｍである。基板１００上には配線層１０３ａ、１０３ｂおよび１０３ｃが形成されており、それらはそれぞれ各ピン端子と接続される。基板１００上には、さらにリング状のガイド部１０５が形成される。ガイド部１０５は、基板１００の主表面から突き出ており、３本のピン端子を取囲んでいる。ガイド部の高さはピン端子の高さとほぼ同じである。基板１００上にはさらにリング状の磁石１０４が設けられている。磁石１０４は、基板１００を所定の深さまで削り取った部分に嵌め込まれている。なお、各ピン端子およびガイド部には、面取りが施され、上端がテーパ形状になっている。
【００７９】
図２５に示す雌コネクタにおいて、基板１１０の主表面には、３つの端子１１１ａ、１１１ｂおよび１１１ｃが所定の間隔を隔てて設けられている。各端子は、基板１１０上に固定された支持部１１１′と、該支持部から突き出たスプリング部１１１″とからなる。スプリング部１１１″は、基板に平行であり、基板に平行な方向にたわむことができる。スプリング部１１１″は円弧状であり、一定の範囲内で変形を生じても元の状態に回復するようになっている。各スプリング部の近傍には、ストッパ１１５が設けられている。ストッパ１１５は、扇形の形状であり、基板１１０上に固定されている。ストッパ１１５は、スプリング部が曲がりすぎて破断してしまうのを避けるために設けられている。スプリング部が過剰に曲がるとストッパに接触し、それ以上の変形が抑制される。なお、スプリング部にかけられる力がそれほど大きくなければ、ストッパは設けなくてもよい。各端子の支持部１１１′は円弧状であり、したがって３つの端子１１１ａ、１１１ｂおよび１１１ｃは、ドーナツ状の集合体を形成する。ドーナツ状の集合体において、内側に延びるスプリング部は、円環状に配置される。基板１１０上には３つの配線層１１３ａ、１１３ｂおよび１１３ｃが形成され、それぞれが各端子に接続される。さらに基板１１０上には３つの端子を取囲むようにリング状のガイド１１７が設けられる。ガイド１１７は、基板１１０とともに、凹状のガイド体を構成するようになる。すなわち、この凹状のガイド体に図２４に示す凸状のガイド１０５を嵌め込めば、雄コネクタの端子と雌コネクタの端子が重なるようになる。また、ガイド１１７の周りには、磁石１１４が設けられている。
【００８０】
すなわち、図２４の雄コネクタと図２５の雌コネクタを接合する際、雄コネクタのガイド１０５を雌コネクタのガイド１１７の中に入れる。続いて、さらに雄コネクタを押し込むかあるいは双方に設けられた磁石による磁力によって吸着させれば、コネクションが行なわれる。次いで、両コネクタを回転させて適宜位置合わせを行なえば、３つの端子同士が正確に接続される。この接合において、雄コネクタの３つの端子からなる円筒体が雌コネクタのスプリング部からなる円環に挿入されると、スプリング部が曲げられ、円筒体の各ピン端子を押圧するようになる。すなわち、スプリング部が押し広げられてピン端子を押さえ、確実なコネクションがなされる。
【００８１】
雌コネクタの端子の高さは０．１ｍｍ、厚さは０．０２ｍｍとすることができ、雄および雌ともに配線の高さを０．１ｍｍ、幅を０．５ｍｍとすることができる。なお、図においてピン端子は、いずれも同じ断面となっているが、各端子に流す電流値によって断面寸法を変えることができ、また本数も必要に応じて変えることができるのは当然である。
【００８２】
図２６に、図２４に示す雄コネクタの製造プロセスの一具体例を示す。図では特にピン端子の部分の形成を示している。始めに基板１２０の表面に、密着層１２１を形成する（図２６（ａ））。密着層１２１の材質はたとえばクロムである。密着層１２１は、めっき電極を兼ねる必要があるので、金属膜である必要がある。密着層１２１は、基板上に堆積されるめっき金属と基板との密着性を向上させるためのものである。次に、基板１２０上にレジスト１２２を塗布し（図２６（ｂ））、マスクを介してシンクロトロン放射光（ＳＲ光）を照射しパターニングを行なう（ＳＲリソグラフィー）（図２６（ｃ））。レジスト材料には、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、メチルメタクリレート（ＭＭＡ）／メタクリル酸（ＭＡＡ）共重合体などを使用する。このパターニングにより、図２４に示す配線層、ピン端子、ガイドの基板上における２次元的な配置に対応したレジストパターンが得られる。続いて図２６（ｄ）に示すように、ニッケルめっきを行ない、レジストのないところにニッケル１２３を堆積させる。これにより、配線と、ピン端子およびガイドの途中までが形成される。表面を研磨して図２６（ｅ）に示すように再びレジスト１２４を塗布する。ＳＲリソグラフィーを行なえば、図２６（ｆ）に示すようなレジストパターンが得られる。このレジストパターンは、ピン端子およびガイドの３次元的形状に対応するものである。図２６（ｇ）に示すように、めっきを行なってニッケル１２５を堆積させると、ピン端子およびガイドの構造がほぼできあがる。次いで、マスクを用いてピン端子の部分だけカバーし、ＳＲ光を残っているレジストに照射する。その後現像液に漬けると、図２６（ｈ）に示すように、ピン端子の部分だけにレジスト材料１２６が残存するようになる。このアクリル樹脂からなるレジスト材料１２６は、ピン端子間の絶縁体として作用する。次に、放電加工による微細加工を施せば、ピン端子とガイドの上端に面取りを施すことができる。すなわち、図２６（ｉ）に示すように、ピン端子およびガイドの上端部に傾斜した面を形成する。面取りを行なえば、ガイドおよびピン端子を雌コネクタの所定の部分にスムーズに挿入することができる。続いて、磁石を貼り付ける（図示省略）。磁石は、基板上に予めウエットエッチングで形成した溝に嵌め込み、接着される。以上の工程により、雄コネクタは完成する。
【００８３】
図２７に、雌コネクタの製造プロセスの一具体例を示す。固定電極の製作は、雄コネクタの場合と同様に、基板上への密着層の形成、レジストの塗布、ＳＲリソグラフィー、およびめっきの工程を経て行なわれる。ストッパ、ガイドおよび配線も同様である。したがって、図ではスプリング電極の形成方法を特に示す。まず、図２７（ａ）に示すように、基板１３０上に、密着層１３１および犠牲層１３２のパターンを形成する。犠牲層とは、プロセスの最後でウエットエッチングにより除去する層であり、たとえばチタンや銅によって形成される。次に、図２７（ｂ）に示すように、基板１３０上にレジスト１３３を塗布する。ＳＲリソグラフィーを行ない、現像の後、図２７（ｃ）に示すようなレジストパターンが得られる。このパターンは、雌コネクタの端子に対応する形状を有するものである。次いで、図２７（ｄ）に示すように、ニッケルめっきを行なって、堆積されたニッケル１３４およびレジスト層の表面を研磨する。図２７（ｅ）に示すようにレジストを除去した後、犠牲層１３２をウエットエッチングにより除去すれば、図２７（ｆ）に示すようにニッケル１３４の一部が基板１３０から浮いた構造が得られる。この浮いた部分が、端子電極のスプリング部となる。犠牲層がチタンまたは銅で形成される場合、ウエットエッチングには、それぞれフッ酸または塩酸が用いられる。次いで、基板上に永久磁石を接着すれば、雌コネクタが完成する。なお、レジスト除去において、支持部（図２５の１１１′）の間をカバーしてＳＲを残っているレジストに照射し、現像すれば、支持部１１１′間に絶縁体であるレジストが残り、電極部の機械強度の向上に寄与する。なお、ガイド部は、スプリング部とともに形成される。雌コネクタにおいてガイド部は電極部よりも高いため、図２７（ｄ）に示す工程と図２７（ｅ）に示す工程との間において、レジスト塗布、ＳＲリソグラフィーおよびめっきをもう１回繰返すことによって、必要な高さのガイド部を得ることができる。
【００８４】
得られた各々のコネクタをフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）と電気的に接続する際には、基板上に形成された配線部分の端部をはんだ付け等によりＦＰＣの端子と接続すればよい。
【００８５】
図２８および図２９に、電極の集合体を有するマイクロコネクタのさらなる具体例を示す。この例では、基板上に配線層を形成しておらず、配線は基板の中に設けられている。予め基板を貫通する配線が設けられたいわゆるビアホール基板を用いれば、配線部の形成が不要になる。貫通配線を有する基板を用いたマイクロコネクタは、多端子コネクタにより適している。図２８に示す雄コネクタの基板１４０には、所定の間隔で貫通配線１４３ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇおよびｈが設けられている。この配線は、基板１４０の表面から裏面に真っ直ぐ延びるものである。基板上に設けられる８つのピン端子に対応して、計８本の貫通配線が基板に設けられている。基板１４０の主表面上には、８本のピン端子１４１ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇおよびｈが形成される。各ピン端子の上面および底面は扇形であり、８本のピン端子を円環状に配列することにより、円筒形状の集合体が形成されている。なお、円筒形状の集合体という制約下において端子の数は必要に応じて増減することが可能であり、その断面も各端子に必要とされる電流値に応じて変えることができるのは当然である。配列されたピン端子間には、アクリル樹脂等からなる絶縁体１４６が満たされている。基板１４０上には、円筒状の集合体を取囲むように、リング状のガイド１４５が設けられる。基板１４０の周辺部にある窪んだ部分には、磁石１４４が嵌め込まれている。この雄コネクタでは、各ピン端子が、基板を貫通する配線と接続されており、ピン端子はより高い密度で基板上に配置される。リング状のガイド１４５には、空気抜きのためのスリット１４８が形成されている。また、ガイド１４５には突起部１４９が設けられている。
【００８６】
図２９に示す雌コネクタの基板１５０にも、貫通配線１５３ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇおよびｈが設けられている。基板１５０上には、図２５で示したと同様の支持部１５１′とスプリング部１５１″を有する８つの端子１５１ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇおよびｈが円環状に配置される。さらに基板１５０上には、スプリング部１５１″の過剰な変形を防止するためのストッパ１５５が設けられている。スプリング部を有する８つの端子は適当な間隔で円環状に配列され、ドーナツ型の集合体を形成する。このドーナツに、雄コネクタのピン端子集合体を挿入すれば、対応する端子同士の接続が行なわれる。基板１５０の周辺部には、ガイド１５７が設けられている。ガイド１５７は、雄コネクタのガイド１４５を嵌め込むことができるサイズを有している。さらにガイド１５７の周りには磁石１５４が設けられている。また、雌コネクタには、空気抜きのためのスリット１５８および溝部１５９が形成されている。溝部１５９に雄コネクタの突起部１４９を挿入すると、両コネクタ間で電極部の位置合わせができかつ両コネクタ間での自由な回転が阻止できる。図２９に示す雌コネクタにおいても、貫通配線を用いることにより、微細な複数の端子を高い密度で配置させることができる。
【００８７】
図３０に、図２８に示す雄コネクタの製造プロセスの一例を示す。図には、特にピン端子部分の形成を示している。まず、図３０（ａ）に示すように、複数の貫通配線１６３を有する基板１６０を用意する。このような基板は、たとえばビアホール基板という名称で市販品として購入することができる。基板１６０の裏面にクロム、チタンなどの金属をたとえばスパッタリングによって蒸着し、貫通配線を金属膜１６１によって導通させる。貫通配線を導通させることによって、後のめっき工程をスムーズに行なうことができる。図３０（ｂ）に示すように、基板１６０の表面に密着層１６４を形成した後、図３０（ｃ）に示すようにレジスト１６５を塗布する。図２６に示すと同様にＳＲリソグラフィー、めっきおよび表面研磨工程を行なうことによって、図３０（ｄ）に示すような構造体が得られる。図３０（ｄ）は、形成されたピン端子の部分を示している。ピン端子を構成する複数のニッケル体１６７の間にはレジスト１６６が残されている。このレジストは、絶縁体としてピン端子間の短絡を防止する。次いで、図３０（ｅ）に示すように、放電加工により、面取りを行ない、構造物の上端部をテーパ形状とする。次に、図３０（ｆ）に示すように、基板１６０の裏面に設けられた金属膜を除去する。最後に、磁石を取付ければ、雄コネクタが完成する。なお、図２９に示す雌コネクタは、図２７に示すプロセスと同様のプロセスを用いて形成することができる。
【００８８】
上述したように、ＳＲリソグラフィーを用いてマイクロコネクタを製作すれば、端子の密度を上げることができる。また、ＳＲリソグラフィーによれば、平滑な接触面を有する端子を形成することができるため、雄コネクタと雌コネクタとの間の接触圧が低くても、電流は良好に流れるようになる。また、高アスペクト比の構造物を形成することのできるＳＲリソグラフィーを用いれば、より高い端子を形成して、両コネクタ間の接触面積を増加させることができる。この場合、端子の密度を低くしなくてもすむ。さらに放電加工を行なうことによって、自在にテーパ形状を端子および他の構造物に付与することができる。テーパ形状を有するガイドおよびピンは、挿入による接合をより容易にする。
【００８９】
上述したように、複数の端子を円筒状やドーナツ状の集合体にすることで、実用上十分な強度を有し、耐久性が高く、かつコネクション密度の高いマイクロコネクタを実現することができた。この構造では、よりコンパクトなマイクロコネクタにおいて、電流値が異なる配線のコネクションを行なうこともできる。また、端子の集合体同士を接合すれば、コネクタ間の接続作業はより容易になる。
【００９０】
以上に記載した実施例は、いずれもリソグラフィーを用いて製造するものであったが、生産コストを低くするために、繰返し使用可能な金型を用いて基板上に樹脂モールドを形成することもできる。金型を使う方法は、量産により適している。図２８および図２９に示すコネクタを金型を用いて形成する実施例を次に示す。
【００９１】
図３１（ａ）〜図３１（ｅ）に示すように、ＳＲリソグラフィーによって図２８に示す雄型コネクタのための金型を作る。図３１（ａ）に示すように、シリコン基板１７０上にたとえばチタンをスパッタリングにより蒸着し、導電膜１７１を形成する。次に、導電膜１７１上にレジスト１７２を塗布する（図３１（ｂ））。マスクを介してＳＲ光を照射し、現像する（図３１（ｃ））。続いて導電膜を有する基板を電極として、ニッケルめっきを行なう（図３１（ｄ））。ニッケルは、金型に適した硬度および強度を有している。またニッケル構造体に発生する内部応力は小さいため、厚くめっきをすることができる。基板を除去すると、ピン端子およびガイド部に対応する３次元的パターンを有する金型１７３が得られる（図３１（ｅ））。
【００９２】
得られた金型を用いて、図３２（ａ）〜図３２（ｇ）に示すように雄型コネクタを形成する。図３２（ａ）に示すように、複数の貫通配線１６３を有するビアホール基板１６０の裏面にクロム、チタンなどの金属をスパッタリングによって蒸着し、貫通配線を金属膜１６１によって導通させる。図３２（ｂ）に示すように基板１６０の表面に密着層パターン１６４を形成した後、図３２（ｃ）に示すように、基板１６０上に金型１７３を位置決めして、機械的に密着させる。次いで基板上にＳＲリソグラフィーのためのレジスト材料を流し、硬化させる。金型を引抜くと、図３２（ｄ）に示すような樹脂モールド１７４が得られる。この工程において、レジスト材料の代わりに、他の熱硬化性樹脂を用いてもよい。また、予め基板上に樹脂を所定の厚さに塗布しておき、樹脂の軟化点以上の温度において金型を押付けて不要な部分をくり抜いてもよい。
【００９３】
樹脂の流し込み工程において、密着層パターン１６４に薄く樹脂が付着した場合、付着した樹脂をＲＩＥなどの異方性エッチング等により除去しておく。その後、ニッケルめっき、表面研磨および樹脂の除去を順に行なって、図３２（ｅ）に示すような構造体を得る。樹脂モールドにレジスト材料を用いた場合、ピン端子の部分のみ露光されないようにマスクし、ＳＲ光を照射した後、現像することができる。得られた構造体において、ピン端子の部分には、レジスト材料からなる絶縁層１６７が設けられる。ＳＲ光を用いる工程の代わりに、プラズマエッチングを用いて樹脂を除去してもよい。この場合、図３３に示すようなステンシルマスク１７５を用いることによって、ピン端子の部分の樹脂を残すことができる。ステンシルマスクで樹脂を含む構造体を覆い、プラズマエッチングを行なう。エッチングは、マスクの下に少し回り込むので、マスク１７５における細い支持部１７５ａの下にある樹脂は、エッチングにより除去できる。また、エッチングの回り込みのため、ピン端子部分の樹脂も少し除去され、図３４に示すような絶縁層１６７′が形成される。しかしながら、絶縁およびピン端子の強度向上という機能にそれほど影響はない。
【００９４】
次いで、図３２（ｆ）に示すように、放電加工により、面取りを行ない、構造物の上端部をテーパ形状とする。次に図３２（ｇ）に示すように基板１６０の裏面に設けられた金属膜を除去する。磁石を取付ければ、雄コネクタが得られる。
【００９５】
図２９に示す雌型コネクタも同様に金型を用いて形成できる。ただし、以下に示すとおり２つの金型が必要である。これは、雌型コネクタにおいて、端子部とガイド部の高さが異なっているからである。図３５（ａ）〜図３５（ｅ）に示すようにＳＲリソグラフィーによって１つの金型を作り、図３６（ａ）〜図３６（ｅ）に示すようにもう１つの金型を作る。図３５（ａ）および図３６（ａ）は、基板１８０および１９０上に導電膜１８１および１９１をそれぞれ形成する工程を示している。図３５（ｂ）および図３６（ｂ）に示すとおり、基板上にそれぞれレジスト１８２および１９２を塗布した後、ＳＲリソグラフィーを行なってそれぞれ必要なレジストパターンを得る（図３５（ｃ）および図３６（ｃ））。図３５（ｄ）および図３６（ｄ）に示すようにニッケルめっきを行なった後、基板を除去すると図３５（ｅ）および図３６（ｅ）に示すような金型１８３および１９３がそれぞれ得られる。
【００９６】
得られた２つの金型を用いて、図３７（ａ）〜図３７（ｉ）に示すように雌型コネクタを形成する。図３７（ａ）に示すようにビアホール基板２００の裏面にクロム、チタンなどの金属をスパッタリングによって蒸着し、貫通配線を金属膜２０１によって導通させる。図３７（ｂ）に示すように、基板２００の表面に密着層パターン２０４および犠牲層２０２を形成する。図３７（ｃ）に示すように、基板２００上に金型１８３を位置決めして、機械的に密着させる。次いで樹脂を流し、硬化させて金型を引抜くと、図３７（ｄ）に示すような樹脂モールド２０５が得られる。樹脂の流し込み工程において密着層および犠牲層に樹脂が付着した場合、付着した樹脂をＲＩＥなどの異方性エッチング等によって除去しておく。その後、ニッケルめっきおよび表面研磨を行なって、図３７（ｅ）に示すように樹脂モールド２０５内にニッケル２０６が堆積した構造体を得る。次いで、図３７（ｆ）に示すように、得られた構造体上に金型１９３を位置決めして、機械的に密着させる。樹脂を流し込んで、硬化させ、金型を引抜くと、図３７（ｇ）に示すような樹脂モールド２１５が得られる。図３７（ｄ）に示す樹脂モールド２０５は、ガイド体の下部およびスプリング端子に対応するパターンを有する一方、図３７（ｇ）に示す樹脂モールド２１５は、ガイド体の上部に対応するパターンを有する。ニッケル２０６の表面に樹脂が付着した場合、付着樹脂をＲＩＥなどの異方性エッチング等によって除去する。その後、ニッケルめっきおよび表面研磨を行なって、図３７（ｈ）に示すような構造物を得る。次いで樹脂の除去、犠牲層の除去および基板裏面の金属膜の除去を行なって、図３７（ｉ）に示すような構造物を得る。所定の部分に磁石を取付ければ、雌型コネクタが得られる。
【００９７】
上述したプロセスにおいて回収された金型は、繰返し使用することができる。金型を用いることによって、基板上に樹脂モールドを簡単かつ迅速に形成できる。また、貫通配線を有する基板は、金型の使用をより容易にする。金型およびビアホール基板を用いるプロセスは、マイクロコネクタの量産により適している。
【００９８】
本発明に従って複数の電極部を環状に配置した雄型および雌型コネクタの具体例を図３８（ａ）および（ｂ）ならびに図３９（ａ）および（ｂ）に示す。いずれのコネクタにおいても複数の電極部は円環状の集合体を形成する。雄型および雌型コネクタの直径は、約２．３ｍｍ〜約２．５ｍｍ、各コネクタの厚みは２ｍｍ以下である。図３８（ａ）および図３８（ｂ）に示す雄コネクタおいて、円板形状の基板２２０上には、６つの端子部２２１ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅおよびｆが所定の間隔を隔てて設けられている。各端子部は、基板２２０に固定された支持部２２１′と、該支持部か突き出た２つのスプリング部２２１″とからなる。支持部２２１′の先は２つに分かれており、それぞれの部分にスプリング部２２１″が形成されている。スプリング部２２１″は基板に平行であり、基板に平行な方向にたわむことができる。スプリング部２２１″は円弧状であり、一定の範囲内で変形を生じても元の状態に回復するようになっている。支持部２２１′の先端部分は、扇形の形状を有し、スプリング部２２１″のストッパとして機能する。コネクションの際にスプリング部は内側の方向に曲げられるが、支持部２２１′の先端は、スプリング部が内側に過剰に曲げられるのを阻止する。支持部とスプリング部を有する６つの端子部２２１ａ〜２２１ｆは、ドーナツ状の集合体を形成する。隣り合う端子部の間には、樹脂等の固体の絶縁材料２２６が挿入されている。ドーナツ状の集合体において、外側に延びるスプリング部２２１″は、円環状に配置される。基板２２０には、その表面から裏面に至る貫通配線２２３ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅおよびｆが設けられている。各貫通配線は各端子部につながっている。さらに基板２２０上には、６つの端子部を取囲む円筒状のガイド部２２５が形成されている。ガイド部２３５は、６つの端子に対応して絶縁体２２８により分割されている。基板２２０においてガイド部２２５に囲まれる部分には、空気抜き穴２２７が形成されている。基板２２０中心には、円筒形の磁石２２４が設けられている。磁石２２４は、６つの端子部からなる円環の中心に位置する。６つの端子部２２１ａ〜ｆおよびガイド部２２５は、磁石２２４を中心として同心円上に配置される。１つの具体例において、磁石の直径は約０．６ｍｍであり、６つの端子部によって構成されるドーナツ型の内径は約１．２ｍｍ、外径は約１．４５ｍｍであり、各端子部における支持部の厚みは約０．０８ｍｍである。端子部およびガイド部は、たとえば基板上に電気めっきによって堆積されたニッケルからなる。磁石は永久磁石または電磁石とすることができる。
【００９９】
図３９（ａ）および図３９（ｂ）に示す雌コネクタにおいて、円板形状の基板２３０上に、６つの端子２３１ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅおよびｆが所定の間隔で円環状に配置されている。隣り合う端子の間には、樹脂等の固体の絶縁材料２３６が介在する。アーチ型の端子２３１ａ〜ｆおよび絶縁材料２３６により円筒形の集合体が形成される。基板２３０内には、６本の貫通配線２３３ａ〜ｆが設けられており、それぞれが各端子につながっている。基板２３０上には、円筒形の端子集合体を取囲むように円筒状のガイド部２３５が形成されている。ガイド部２３５は、６つの端子に対応して絶縁体２３８により分割されている。端子集合体とガイド部２３５は同心円上に配置される。端子２３１ａ〜ｆおよびガイド部２３５には、面取りが施され、上部がテーパ形状になっている。基板においてガイド部２３５に囲まれる部分には、空気抜き穴２３７が形成されている。また、中心部に磁石２３４が設けられる。１つの具体例において、磁石の直径は約０．６ｍｍであり、円筒形の端子集合体の外径は約１．６ｍｍ、各端子の幅は約０．２ｍｍ、各端子の厚みは約０．３ｍｍである。端子およびガイド部は、たとえば基板上に堆積されたニッケルからなる。磁石は永久磁石または電磁石とすることができる。
【０１００】
図３８および図３９に示すコネクタにおいて、各端子の断面は、ほぼ同じ形および大きさであるが、これに限定されるものではない。円環状の端子集合体という制約下において、端子の数は必要に応じて増減することが可能であり、その断面も各端子に必要とされる電流値に応じて変えることができる。１つのコネクタにおいて、断面積の異なる複数の端子を設けることができる。また図３９の雌コネクタにおける各端子には、図３８に示す雄コネクタの２つのスプリング部が接触するが、各端子に接触するスプリング部の数もこれに限定されることなく変えることができる。このような変形例の一具体例を図４０に示す。
図３８および図３９に示すコネクタも、上述と同様のプロセスによって製造することができる。雄コネクタをＳＲリソグラフィーを用いて製造する場合、基板の裏面に金属膜を形成し、貫通配線を導通させた後、基板の表面に密着層および犠牲層を形成する。なお、空気抜き穴や磁石を装着する穴は、ビアホール基板製作時に予め形成しておく。また、既成のビアホール基板に、マイクロドリルでそれらの穴を形成してもよい。これらの穴には製造工程中にレジスト材料が入るが、そのようなレジスト材料は適切な工程によって、容易に穴から除去することができる。基板の表面にレジストを塗布した後、ＳＲリソグラフィーによって端子部およびガイド部に対応するレジストパターンを得る（図４１（ａ））。めっき工程および表面研磨の後、図４１（ｂ）に示すような構造体が得られる。めっきによりガイドの一部分と端子部に対応する構造を得ることができる。さらに構造体の上にレジストを塗布した後、ＳＲリソグラフィーを行なって、ガイドの残りの部分に対応するレジストパターンを得る。めっき工程および表面研磨工程の後、レジストを除去すれば、図４１（ｃ）に示すような構造物が得られる。上述したようにレジストを除去する工程において必要な箇所にレジストを残せば、端子間をアクリル樹脂等のレジスト材料によって絶縁することができる。次いで、犠牲層および金属膜を除去すれば、図４１（ｄ）に示すような、スプリング部が基板から離れた構造を得ることができる。次いで、基板の中心に磁石を設ければ雄コネクタが得られる。また、雄コネクタは金型を用いて形成することもできる。この場合、ガイド部と端子の高さが異なるので、図３７と同様に２つの金型を用いてコネクタの構造を形成することができる。スプリング部を有する雄コネクタは、図３７（ａ）〜（ｉ）に示す工程に類似する工程によって形成できる。一方、図３９に示す雌コネクタをＳＲリソグラフィーを用いて製造する場合、基板の裏面に金属膜を形成して貫通配線を導通させた後、基板の表面に密着層を形成する。基板の表面にレジストを塗布した後、ＳＲリソグラフィーによって端子およびガイドに対応するレジストパターンを得る（図４２（ａ））。めっき工程および研磨工程の後、図４２（ｂ）に示すような構造体が得られる。次いでレジストを除去すれば、図４２（ｃ）に示すような構造体が得られる。レジスト除去工程において、端子の間にレジスト材料を残せば、めっき金属とレジスト材料により一体的な端子集合体を形成することができる。次いで放電可能により面取りを行ない、金属膜を除去して図４２（ｄ）に示すような端子およびガイドを有するコネクタ構造を得る。基板の中心に磁石を設けると雌コネクタが得られる。また、雌コネクタも金型を用いて形成することができる。この場合、図３２（ａ）〜図３２（ｇ）に類似する工程を用いればよい。
【０１０１】
図３８の雄コネクタと図３９の雌コネクタを接合する際、雄コネクタのガイド２３５の内側に雄コネクタのガイド２２５を入れる。このとき、雄コネクタのガイド２２５は、雌コネクタのガイド２３５と雌コネクタの端子集合体との間に挿入される。雌コネクタの端子集合体は、ガイドの役割も果たしている。雄コネクタが傾いて挿入された場合でも、ガイドは、正しい方向にコネクタを導き、コネクタのアライメントを行なう。接合時において、円筒形のガイドは端子を保護しながら、雄および雌コネクタの端子を正しい方向に導く。磁石によって両コネクタの位置合わせは容易になる。電磁石のコアまたは永久磁石をコネクタの表面に露出させることにより、大きな接合力を得ることができる。また、空気抜き穴は、両コネクタによって囲まれる部分への空気の出し入れを速やかにし、スムーズな接合／分離をもたらす。空気抜き穴は、雄および雌コネクタの両方に形成してもよいし、片方のみに形成してもよい。接合において、雄コネクタの端子集合体が、雌コネクタにおける円筒形の端子集合体に挿入される。雄コネクタのスプリング部は、雌コネクタの端子に当り、これを押圧する。押圧力により電気的接続が確実なものとなる。接合された端子は、円筒形のガイドに覆われるため、十分な機械的強度が得られる。複数の端子を円筒状の集合体にすることで、実用上十分な機械的強度を有し、位置合わせの容易なマイクロコネクタを提供することができる。また、端子集合体およびガイドを同心円上に形成することによって、コネクタの位置合わせおよび着脱が容易になる。さらに端子集合体を環状にすることで、コネクタの中心に磁石を配置することができ、位置合わせが容易になるとともに、よりコンパクトな構造を提供することができる。
【０１０２】
【発明の効果】
情報通信機器をはじめ、マイクロマシン分野などでマイクロコネクタの需要は大きく、本発明は、これらに対し大きな効果があると言える。情報通信の分野においては、メモリカードの薄膜化はさらに進むものと期待される。マイクロマシンの分野において、医療用のカテーテルなどシステム化を必要とするものでは、配線技術も１つのネックとなっている。したがって、本発明によるマイクロコネクタが、ブレークスルーとなるものと期待される。
【０１０３】
今回開示された実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、前掲の特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のマイクロコネクタの一具体例を示す図である。
【図２】本発明のマイクロコネクタの他の具体例を示す図である。
【図３】本発明のマイクロコネクタについて、雌型コネクタの一具体例における電極部分を示す図である。
【図４】図３に示す雌型コネクタの電極部分の斜視図である。
【図５】本発明のマイクロコネクタについて、雄型コネクタの一具体例における電極部分を示す図である。
【図６】本発明のマイクロコネクタのさらなる具体例を示す図である。
【図７】本発明の実施例における雄型コネクタの製造工程を示す断面図である。
【図８】本発明の実施例における雄型コネクタの製造工程を示す断面図である。
【図９】本発明の実施例における雄型コネクタの製造工程を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施例における雄型コネクタの製造工程を示す断面図である。
【図１１】本発明の実施例における雄型コネクタの製造工程を示す断面図である。
【図１２】本発明の実施例における雄型コネクタの製造工程を示す断面図である。
【図１３】本発明の実施例における雄型コネクタの製造工程を示す断面図である。
【図１４】本発明の実施例における雄型コネクタの製造工程を示す断面図である。
【図１５】本発明の実施例における雄型コネクタの製造工程を示す断面図である。
【図１６】本発明の実施例における雄型コネクタの製造工程を示す断面図である。
【図１７】本発明の実施例における雌型コネクタの製造工程を示す断面図である。
【図１８】本発明の実施例における雌型コネクタの製造工程を示す断面図である。
【図１９】本発明の実施例における雌型コネクタの製造工程を示す断面図である。
【図２０】本発明の実施例における雌型コネクタの製造工程を示す断面図である。
【図２１】本発明の実施例における雌型コネクタの製造工程を示す断面図である。
【図２２】本発明の実施例における雌型コネクタの製造工程を示す断面図である。
【図２３】本発明の実施例における雌型コネクタの製造工程を示す断面図である。
【図２４】本発明による雄コネクタの他の具体例を示す（ａ）平面図および（ｂ）断面図である。
【図２５】本発明による雌コネクタの他の具体例を示す（ａ）平面図および（ｂ）断面図である。
【図２６】図２４に示す雄コネクタの製造プロセスを示す模式図である。
【図２７】図２５に示す雌コネクタの製造プロセスを示す模式図である。
【図２８】本発明による雄コネクタの他の具体例を示す（ａ）平面図および（ｂ）断面図である。
【図２９】本発明による雌コネクタの他の具体例を示す（ａ）平面図および（ｂ）断面図である。
【図３０】図２８に示す雄コネクタの製造プロセスを示す模式図である。
【図３１】（ａ）〜（ｅ）は、図２８の雄コネクタを形成するための金型を製造するプロセスを模式的に示す断面図である。
【図３２】（ａ）〜（ｇ）は、金型を用いて図２８の雄コネクタを製造するプロセスを模式的に示す断面図である。
【図３３】コネクタの製造プロセスにおいて樹脂の除去工程に用いられるステンシルマスクの一例を示す平面図である。
【図３４】ステンシルマスクを用いた樹脂除去工程の後、得られた構造物の外観を示す平面図である。
【図３５】図２９の雌コネクタを形成するための金型を製造するプロセスを模式的に示す段図である。
【図３６】図２９の雌コネクタを形成するための金型を製造するプロセスを模式的に示す断面図である。
【図３７】（ａ）〜（ｉ）は、２つの金型を用いて図２９の雌コネクタを製造するプロセスを模式的に示す断面図である。
【図３８】（ａ）は、本発明に従う他の雄コネクタを模式的に示す平面図であり、（ｂ）は、その概略断面図である。
【図３９】（ａ）は、本発明に従う他の雌コネクタを模式的に示す平面図であり、（ｂ）は、その概略断面図である。
【図４０】本発明に従う雄雌コネクタの変形例を示す平面図である。
【図４１】（ａ）〜（ｄ）は、図３８（ａ）および（ｂ）に示す雄コネクタの製造プロセスを模式的に示す断面図である。
【図４２】（ａ）〜（ｄ）は、図３９（ａ）および（ｂ）に示す雌コネクタの製造プロセスを模式的に示す断面図である。
【図４３】従来の技術によるマイクロコネクタの一例を示す斜視図である。
【図４４】従来の技術によるマイクロコネクタの、雄型コネクタ電極および雌型コネクタ電極を拡大して示す斜視図である。
【図４５】従来の技術によるマイクロコネクタの、雄型コネクタと雌型コネクタとの接合のようすを示す図である。
【符号の説明】
１，１５，３１雌型コネクタ
２，１６，３２雌型コネクタ電極
２ａ，１６ａ，３２ａ穴
３ガイド穴
４，９，１７，２５，３５，４０，１００，１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０基板
５，１０，１８，２６，３４，３９，１０３ａ〜ｃ，１１３ａ〜ｃ配線層
６，２３，３６雄型コネクタ
７，２４，３７雄型コネクタ電極
８ガイドピン
１１，１２，１９，２７，３３，３８スペーサ
２０，２８磁性層
２１固定電極
２２スプリング電極
１０１ａ〜ｃ，１４１ａ〜ｈピン端子
１１１ａ〜ｃ，１５１ａ〜ｈスプリング端子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a minute connector for electrical connection between LSIs, precision devices, etc., and particularly to a semiconductor device, equipment, etc., and a method for manufacturing the same. The present invention relates to a microconnector that can be used in a field that requires a high-density connector and a method for manufacturing the microconnector.
[0002]
[Prior art]
In recent years, downsizing of devices is rapidly progressing mainly in the field of information communication devices such as hard disks, CD memories, notebook computers, and ink jet printers. Accordingly, there is a great demand for miniaturization of these wiring portions. As for connectors, memory cards and notebook PC input / output control cards are being reduced in size, but at present, the density of connector electrodes is not limited to memory connections. One used for cards, etc./2mm² Degree.
[0003]
As a technique for creating a finer component, there is a LIGA process that performs a series of steps such as X-ray lithography, plating, and molding (mold formation).
[0004]
Examples of microconnectors created using this technology include, for example, J. Micromech. Microeng. 2 (1992) 133-140. In this microconnector, the pin type connector has a pitch of 80 μm and a height of 250 μm.
[0005]
FIG. 43 shows a schematic diagram of the connection portion of this prototype. FIG. 44 shows an enlarged view of the female connector electrode 65 and the male connector electrode 66 in FIG. As shown in FIG. 43, this microconnector is configured so that a female connector electrode is formed by fitting a guide pin 70 (1 mm × 2 mm × 0.25 mm) on a male connector 68 into a guide hole 69 on a female connector 67. 65 and the male connector electrode 66 are connected, and the microconnector is mechanically held.
[0006]
However, since the guide pins 70 are plate-shaped, there is a problem in mechanical strength of the microconnector in practical use. As can be seen from FIG. 43, the guide pin 70 and the male connector electrode 66 are aligned on the male connector 68, and the guide hole 69 and the female connector electrode 65 are aligned on the female connector 67, respectively. It is out. In this way, the electrodes and connecting portions are arranged in a straight line, and the relatively thin microconnector has a joining surface 78 as shown by an arrow 77 when the male connector 68 and the female connector 67 are joined as shown in FIG. It is particularly vulnerable to central forces. Therefore, it has been considered to increase the mechanical strength of the connector by increasing the thickness of the guide pin.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, if the guide pins are made thicker, the pitch of the connector electrodes must be increased at the same time. This is because, as shown in FIG. 43, when the guide pin 70 is made thicker, the vertical dimension of the male connector electrode 66 increases and the mechanical strength thereof decreases. An increase in electrode pitch means a decrease in the density of connector electrodes in the microconnector. Therefore, the microconnector having such a structure has a problem that it is difficult to achieve both improvement in mechanical strength and increase in the density of connector electrodes.
[0008]
In addition, the connection between the male connector and the female connector of the micro connector of the prototype must be performed by aligning the heights of the two connectors so that they are parallel and further confirming the positions of the guide pins and the guide holes. Therefore, there is a problem that the connection work is troublesome.
[0009]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a microconnector that has practically sufficient strength, can be designed to some extent independently from the structure of the electrode member and the structure of the guide member, and can be easily connected. It is said.
[0010]
Furthermore, an object of the present invention is to provide a microconnector having a plurality of connector electrodes at a higher density and having high durability against connection operation.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
  The microconnector according to the present invention includes a male connector and a female connector. The male connector includes a first substrate, a plurality of first wirings made of a conductive material provided on the first substrate, a conductive material deposited on the first substrate, and a plurality of first connectors. And a plurality of first electrode portions protruding from the wiring. The plurality of first electrode portions are arranged in a predetermined pattern on the first substrate. The female connector includes a second substrate, a plurality of second wirings made of a conductive material provided on the second substrate, a conductive material deposited on the second substrate, and a plurality of second connectors. And a plurality of second electrode portions respectively connected to the wiring. The plurality of second electrode portions are arranged on the second substrate in a predetermined pattern corresponding to the plurality of first electrode portions. The male connector and the female connector are such that the surfaces on which the electrode portions are formed are arranged between the first substrate and the second substrate so that the plurality of first electrodes are in contact with the corresponding second electrodes. Are connected electrically by stacking them facing each other. The plurality of first electrode portions are pin-shaped, the plurality of second electrode portions form an annular shape, and the plurality of second electrode portions further includesOn the main surface of the substrate that forms the electrode sectionExtending in parallel andOn the main surfaceIt has a spring structure that can bend in a parallel direction, and when the first electrode portion is inserted into the ring of the second electrode portion, the spring structure presses the first electrode portion. .
[0012]
In the present invention, an arbitrary shape can be obtained for the connector by, for example, the LIGA process. In the LIGA process, a structure in which a wiring portion and an electrode portion connected to the wiring portion are deposited on a substrate can be formed. On the other hand, the wiring may be provided in the substrate. In particular, according to the present invention, an electrode arranged in an arbitrary pattern on a substrate can be provided. According to the configuration of the present invention, a guide pin having an appropriate shape can be provided at an appropriate portion of the substrate, and the shape of the guide pin does not affect the shape of the connector pin or the like as in the prior art. Therefore, the density of electrodes such as connector pins can be improved and the arrangement thereof can be made desired regardless of the shape and position of the guide. In the present invention, the density of electrodes such as connector pins on the substrate can be arbitrarily increased within an appropriate range without considering the strength of the guide pins and the connectors themselves as in the prior art. Therefore, in the present invention, it is possible to achieve both improvement in strength of the connector itself and improvement in electrode density. Thus, the present invention increases the degree of freedom with respect to connector design. Furthermore, in the present invention, the electrical connection is performed by overlapping the surface of the board constituting the male connector and the surface of the board constituting the female connector facing each other. With such a configuration, alignment between the electrodes is facilitated, and the strength of the stacked substrates is increased at the time of bonding. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a connector that can be joined more easily than before and has high joining strength.
[0013]
The microconnector according to the present invention is very small in size. For example, the width of the male connector and the female connector can be in the range of 1 to 20 mm, and the depth (length) can be 1 to 20 mm. Furthermore, the total thickness of the connector when the male connector and the female connector are electrically connected can be set to 0.5 to 2.0 mm. Furthermore, in the microconnector according to the present invention, the first electrode portion and the second electrode portion are 1 pin / mm.^ThreeIt can be formed with the above density.
[0014]
As described above, in the present invention, the degree of freedom regarding the arrangement of the electrodes is increased. Particularly, by arranging the first electrode portion and the second electrode portion on the first and second substrates in a two-dimensional manner instead of linearly, the density of the electrodes is increased and the connection is easier. An electrode arrangement can be provided.
[0015]
The plurality of electrode portions formed on the substrate may function as independent structures, or may function as an aggregate collected in a predetermined region. Also in the case of forming an assembly, the plurality of electrode portions are arranged at a predetermined interval, and insulation between the electrodes is maintained. If a plurality of electrodes are made to function as an assembly having a predetermined shape, as will be described in detail below, the connection operation becomes easier, and a structure that is difficult to break against the connection can be provided. Moreover, the density of the electrodes on the substrate can be increased by forming the aggregate.
[0016]
  When the plurality of electrodes formed on the substrate function in an independent structure, each of the plurality of second electrode portions has a hole for receiving the first electrode portion for electrical connection. By fitting the first electrode portion, it is possible to provide a structure that achieves electrical connection between the male connector and the female connector. In such a case, the plurality of first electrode portions may have a pin shape, and the plurality of second electrode portions may have an annular shape that surrounds the pins of the first electrode portion. The plurality of second electrode portions preferably have a spring structure. Spring structureOn the main surface of the substrate that forms the electrode sectionExtending in parallel andOn the main surfaceWhat can bend in a parallel direction is preferable. When the first electrode part is inserted into the ring of the second electrode part, the spring structure presses the first electrode part to make the electrical connection more reliable. Further, by using such a spring, a desired terminal contact pressure can be obtained without increasing the thickness of the connector, and a connector having a structure suitable for fabrication by lithography can be realized.
[0017]
On the other hand, when a plurality of electrode portions on the substrate function as an aggregate, for example, a plurality of first electrode portions form a convex electrode aggregate portion on the first substrate, and a plurality of electrode portions on the second substrate. A microconnector in which the second electrode portion forms an annular electrode assembly portion is preferable. By inserting the convex electrode assembly portion into the annular electrode assembly portion, each of the plurality of first electrode portions comes into contact with each of the plurality of second electrode portions. In this case, since one united structure is joined macroscopically, alignment by visual observation or the like becomes easy, and connection operation becomes extremely easy. In particular, by connecting the electrode portions in a ring shape on the second substrate, the connection operation becomes easier. When connecting, there is no need to worry about the rotation angle and parallelism between the connectors. In addition, since the connection becomes easier, the possibility that the fine electrode portion is destroyed at the time of connection is reduced.
[0018]
  Moreover, when forming an electrode assembly part on a board | substrate, it is preferable that several 2nd electrode part has elasticity, respectively. When the convex electrode assembly portion is inserted into the annular electrode assembly portion, the convex electrode assembly portion can be pressed by the elastic force of the plurality of second electrode portions. The second electrode part having elasticity is, for example, a spring body. The spring bodyOn the main surface of the substrate that forms the electrode sectionExtending in parallel andOn the main surfaceWhat can bend in a parallel direction is preferable. When the convex electrode assembly portion is inserted into the annular electrode assembly portion, the spring body presses the first electrode portion to make electrical connection more reliable. Further, by using such a spring, a desired terminal contact pressure can be obtained without increasing the thickness of the connector, and a connector having a structure suitable for fabrication by lithography can be realized.
[0019]
The electrodes constituting the electrode assembly are separated from each other, and insulation between the electrodes is maintained. In order to ensure insulation between the electrodes and improve the strength of the electrode assembly part, a solid electrical insulating material is provided between the electrode parts in the convex electrode assembly part and / or the annular electrode assembly part. Can do. In particular, in the convex electrode assembly portion, an integral electrode assembly portion can be formed by providing a solid electrical insulating material between the plurality of electrode portions. Such an electrode assembly portion has higher strength and high durability against connection operation. As described later, a resin material such as a resist material used in the lithography process can be preferably used as the electrical insulating material.
[0020]
In order to more easily join the male connector and the female connector, it is preferable to form a guide portion for each. For example, one of the male connector and the female connector has a convex male guide portion provided so as to surround the plurality of electrode portions, and the other is provided so as to surround the plurality of electrode portions. It can have a concave female guide. By inserting the male guide portion into the female guide portion, the position of the first electrode and the position of the second electrode are matched. Such an annular guide portion also has a role of protecting the electrode portion provided therein. If the electrodes surrounded by the annular guide portion are joined together, the joining is performed smoothly, and an extra impact force is prevented from being applied to the electrodes. The male connector may have guide pins formed on the first substrate, and the female connector may have guide holes formed on the second substrate. By fitting the guide pin into the guide hole, the position of the first electrode and the position of the second electrode can be matched.
[0021]
  According to the present invention, the plurality of first electrode portions and the plurality of second electrode portions can form an annular assembly portion. The first electrode portion can form an annular first electrode assembly portion on the substrate, and the second electrode portion has an annular first electrode having a larger diameter than the first electrode assembly portion on the substrate. Two electrode assembly portions can be formed. By inserting the first electrode assembly portion into the ring of the second electrode assembly portion, the first electrode portion comes into contact with the second electrode portion. In this case, it is preferable that the plurality of first electrode portions have elasticity. The first electrode portion having elasticity can be a spring body. The spring bodyOn the main surface of the substrate that forms the electrode sectionExtending in parallel andOn the main surfaceWhat can bend in a parallel direction is preferable. When the first electrode assembly portion is inserted into the second electrode assembly portion, the second electrode portion is pressed by the first electrode portion having elasticity, and electrical connection between the male and female connectors is established. More certain.
[0022]
According to the present invention, the male connector can have an annular first guide portion provided on the substrate so as to surround the first electrode assembly portion, and the female connector includes the second electrode assembly portion. An annular second guide portion may be provided on the substrate so as to surround the second guide portion. The second guide portion has a larger ring diameter than the first guide portion. By inserting the first guide portion between the second guide portion and the second electrode assembly portion, alignment is performed, and the first electrode assembly portion and the second electrode assembly portion come into contact with each other. In this case, the male connector can have a first magnet at approximately the center of the ring of the first electrode assembly, and the female connector has the first magnet at approximately the center of the ring of the second electrode assembly. A second magnet attracted to the second magnet. As a result, even if the male and female connectors are inserted obliquely, a force is generated to make the male and female connectors parallel to each other with the guide contact portion as the center, and both are automatically aligned to assist the insertion. Then, after the male and female connectors are parallel to each other, the first electrode assembly portion and the second electrode portion are in contact with each other, thereby preventing a force from being applied to the first electrode portion having the spring structure from an oblique direction. And prevent the spring structure from being destroyed.
[0023]
A first magnet and a second magnet that are attracted to each other may be provided at predetermined positions of the male connector and the female connector. The female connector and the female connector are easily joined by the attractive force between the magnets. Further, by aligning the position of the first magnet and the position of the second magnet, the respective magnets can be arranged so that the position of the first electrode matches the position of the second electrode. On the other hand, as described above, when a plurality of electrodes are made to function as an assembly, the electrodes are easily positioned in joining the connectors. Therefore, in this case, bonding can be performed more smoothly by a very weak magnetic force, and it is not necessary to use a strong magnetic force for positioning.
[0024]
The first wiring and / or the second wiring connected to the electrode unit can be made of a conductive material deposited on the first substrate and / or the second substrate. That is, a conductive layer can be formed on the substrate by a normal lithography method, a LIGA method, or the like to form a wiring. Such a wiring layer is formed in a series of processes for forming the electrode portion. On the other hand, the first wiring and / or the second wiring can pass through the substrate and extend from the front surface to the back surface of the substrate. A so-called via-hole substrate in which wiring penetrates from the front surface to the back surface can be preferably used. By arranging the wiring in the substrate in this way, the size of the connector can be further reduced. As a conductive material for wiring, nickel, copper, silver, aluminum, tungsten, or the like can be used.
[0025]
When wiring is formed on the substrate, air enters and exits between the wirings even if male and female connectors are joined. However, when the via hole substrate is used, since the wiring is formed in the substrate, air does not enter and exit between the wiring of the male connector and the wiring of the female connector. Therefore, when using a via-hole substrate, it is preferable that the male connector and / or the female connector have an air vent such as an air vent hole and / or an air vent slit. In particular, when an annular guide portion surrounding the electrode assembly portion is provided, the male connector and / or the female connector is formed in the substrate in the ring of the guide portion or an air vent hole formed in the guide portion and It is preferable to have an air vent slit. The air vent quickly escapes the air surrounded by the guide portion and prevents the connection from being interrupted by the air pressure.
[0026]
The microconnector of the present invention can be formed by using lithography with synchrotron radiation, particularly X-rays of synchrotron radiation as described below. The necessary structure for the connector is formed using lithography. Then, if the obtained structure is further processed by electric discharge machining, a more desirable shape can be obtained.
[0027]
The microconnector of the present invention can also be manufactured using a mold that can be used repeatedly. Using a mold makes mass production easier. In this case, a mold having a structure necessary for the connector is formed by lithography using synchrotron radiation. Next, a resin molded body is formed on the substrate using the obtained mold. Next, plating is performed on the substrate to obtain a metal structure having a shape according to the structure of the resin molded body. If the metal structure is subjected to electric discharge machining, a connector having a more desirable shape can be obtained.
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0029]
FIG. 1A and FIG. 1B are plan views showing an example of an embodiment of a female connector and a male connector of a microconnector according to the present invention. 1C is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1A, and FIG. 1D is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 1B. is there. In addition, the dimension of each connector in a figure is an example of the dimension which can be achieved by employ | adopting the above-mentioned LIGA process in manufacture of the micro connector according to this invention, and is not limited to this.
[0030]
1B and 1D, the male connector 6 includes a substrate 9 having a size of 1.5 mm × 2 mm, a plurality of wiring layers 10 and a plurality of male connector electrodes 7. . The wiring layer 10 is formed by depositing a conductive material on the substrate 9. The wiring layer 10 has a thickness of about 150 μm. The male connector electrode 7 is made of a conductive material and is formed on the wiring layer 10 so as to protrude from the wiring layer 10. The male connector electrode 7 has a height of about 300 μm and a diameter of about 0.1 mm. The interval between adjacent electrodes is about 0.45 mm. The tip of the male connector electrode 7 is thin in a truncated cone shape. Further, as shown in FIG. 1B, the male connector electrodes 7 are arranged not in a straight line but in a two-dimensional manner, for example, in a matrix form, as shown in FIG. ing. The height of the spacer 12 is about 150 μm. In FIG. 1B, the number of wiring layers 10 and male connector electrodes 7 on the substrate 9 is four, but the present invention is not limited to this.
[0031]
Next, referring to FIGS. 1A and 1C, the female connector 1 includes a substrate 4 having a size of 1.5 mm × 2 mm, a plurality of wiring layers 5, and a plurality of female connector electrodes 2. I have. The wiring layer 5 is formed by depositing a conductive material on the substrate 4. The thickness of the wiring layer 5 is about 150 μm. The female connector electrode 2 is made of a conductive material, and is two-dimensionally arranged in a matrix, for example, so as to correspond to the male connector electrode 7 in FIG. The female connector electrode 2 has a hole 2a for receiving the male connector electrode 7 for electrical connection, and is surrounded by spacers 11, respectively. The female connector electrode 2 has a height of about 150 μm and an outer diameter of about 0.24 mm. In FIG. 1A, the number of wiring layers 5 and female connector electrodes 2 on the substrate 4 is four corresponding to the number of male connector electrodes 7 in FIG. However, the present invention is not limited to this.
[0032]
In this example, the male connector 6 in FIG. 1 (b) and the female connector 1 in FIG. 1 (a) are fitted in the holes 2a of the corresponding female connector electrodes 2 with the male connector electrodes 7 respectively. In addition, the substrate 9 and the substrate 4 are electrically connected by overlapping the surfaces on which the electrodes are formed facing each other. At this time, the spacer provided in each connector maintains the distance between the substrates. The male connector electrode 7 and the female connector electrode 2 are aligned by using guide pins 8 formed on the substrate 9 of the male connector 6 as guide holes formed on the substrate 4 of the female connector 1. This is done by fitting to 3. The sum of the thicknesses of the female connector 1 and the male connector 6 when this electrical connection is made is about 1.0 mm.
[0033]
The female connector electrode 2 has a shape that moves like a spring, that is, a spring structure. When the male connector electrode 7 is inserted into the hole 2a, the spring electrode spreads and the male connector electrode 7 is pressed to ensure the connection. Further, the female connector electrode 2 is not shown in FIGS. 1A and 1C inside the hole 2a in order to make the electrical connection with the male connector electrode 7 more reliable. Further, an electrode portion fixed on the substrate 4 can be further included. Details of the spring structure and the structure of the female connector electrode will be described later.
[0034]
In addition, the male connector electrode 7 and the guide pin 8 both have a truncated cone shape at the tip. This is to prevent excessive force from being applied to each of the holes 2a and the guide holes 3 of the female connector electrode 2.
[0035]
FIGS. 2A and 2B are plan views showing another example of the embodiment of the female connector and the male connector of the microconnector according to the present invention. 2C is a cross-sectional view taken along line EE in FIG. 2A, and FIG. 2D is a cross-sectional view taken along line FF in FIG. 2B. is there. In addition, the dimension of each connector in a figure is an example of the dimension which can be achieved by employ | adopting the above-mentioned LIGA process in manufacture of the micro connector according to this invention, and is not limited to this.
[0036]
2B and 2D, in the male connector 23, a plurality of wiring layers 26 made of deposited conductive material are formed on a substrate 25 having a size of 1.5 mm × 1.5 mm. The A male connector electrode 24 made of a conductive material protrudes from one end of the wiring layer 26. The height of the electrode 24 protruding from the substrate 25 is about 300 μm, and the distance between adjacent electrodes is about 0.45 mm. The tip of the pin electrode 24 is tapered. As shown in FIG. 2B, the electrodes 24 are arranged not in a straight line but in a two-dimensional manner, for example, in a matrix form on the substrate 25, and each electrode 24 is surrounded by a spacer 27. In FIG. 2B, the number of the wiring layers 26 and the male connector electrodes 24 on the substrate 25 is four, but is not limited to this.
[0037]
Next, referring to FIGS. 2A and 2C, in the female connector 15, a plurality of wiring layers 18 made of a conductive material deposited on a substrate 17 having a size of 1.5 mm × 1.5 mm. A female connector electrode 16 is formed at one end of the wiring layer 18. The female connector electrodes 16 are made of a conductive material, and are arranged two-dimensionally, for example, in a matrix, so as to correspond to the pin electrodes 24 in FIG. Each female connector electrode 16 has a hole 16a for receiving the pin electrode 24 for electrical connection. The female connector electrode 16 has a height of about 150 μm and an outer diameter of about 0.24 mm. The female connector electrode 16 is also surrounded by the spacer 19. In FIG. 2A, the number of wiring layers 18 and female connector electrodes 16 on the substrate 17 is four corresponding to the number of male connector electrodes 24 in FIG. However, the present invention is not limited to this.
[0038]
The male connector 23 in FIG. 2B and the female connector 15 in FIG. 2A are electrically connected to each other by stacking the substrate 25 and the substrate 17 with the surfaces on which the electrodes are formed facing each other. Connected. At this time, the male connector electrode 24 and the female connector electrode 16 are aligned by combining the magnetic layer 28 provided on the male connector 23 and the magnetic layer 20 provided on the female connector 15. Is done by. The magnetic layer 28 and the magnetic layer 20 attract each other to join the connectors. The magnetic layer 28 and the magnetic layer 20 can be formed by processing a permanent magnet into a predetermined shape, or can be formed by depositing a magnetic material, but are not limited thereto.
[0039]
Hereinafter, the spring structure of the electrode provided in the female connector will be described.
Fig.3 (a) is a top view which shows the electrode part of the female connector shown to Fig.2 (a). FIG. 3B is a view seen from the X direction except for the spacer and the magnetic layer in FIG. In FIG. 3B, the spacer and the magnetic layer are omitted in order to make the structure of the female connector electrode easier to understand. FIG. 4 is a perspective view schematically showing only the electrode portion.
[0040]
As shown in FIGS. 3A and 3B and FIG. 4, the female connector electrode 16 includes a fixed electrode 21 and a spring electrode 22. While the spring electrode 22 is connected to the wiring layer 18, as shown in FIG. 3B, the spring electrode 22 is not in contact with the substrate 17 and is floating in the air. Further, as shown in FIGS. 3A and 4, the spring electrode 22 is provided in an arc shape so as to surround the fixed electrode 21 formed in contact with the substrate 17. Thus, the function of a spring can be obtained by forming an arcuate structure floating above the substrate 17 while being supported by the wiring layer 18. A spring structure such as the spring electrode 22 can be formed by employing the above-described LIGA process.
[0041]
Further, the shape of the male connector electrode will be further described.
Fig.5 (a) is a top view which shows the electrode part of a male connector. FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line YY in FIG. In FIG. 5B, the spacer and the magnetic layer are omitted for easy understanding of the structure of the male connector electrode.
[0042]
As shown in FIGS. 5A and 5B, the male connector electrode 24 is formed so as to extend upward from the wiring layer 26. The tip of the male connector electrode 24 has a tapered shape. The tapered shape of the tip is formed, for example, by irradiating light while tilting and rotating the resist-coated substrate with respect to the optical axis during resist patterning by lithography. However, the present invention is not limited to this, and methods such as electric discharge machining and electrolytic machining can also be employed. Thus, since the front-end | tip part of the male connector electrode 24 has a taper shape, when inserting in a female connector electrode, it can avoid applying an excessive force to a female connector electrode.
[0043]
In the microconnector of the present invention, one connector has a guide pin, the other connector has a guide hole, and the male connector electrode and the female connector electrode are inserted by inserting the guide pin into the guide hole. Is more easily aligned, and the connection between the connectors is more reliably maintained. Thereby, the mechanical strength at the time of joining of the microconnector is further improved.
[0044]
In the microconnector of the present invention, both connectors are provided with magnets that attract each other, and the magnets attract each other, so that the alignment of the male connector electrode and the female connector electrode is natural, and the connection work is very It will be easy to use. In addition, when arrange | positioning several N pole and S pole on a board | substrate, it is desirable for those arrangement | positioning not to be point-symmetric.
[0045]
In an example in which the connectors are connected by attracting the magnet, a magnet can be used for the spacer portion surrounding the electrode. Plan views showing such an embodiment are shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b). 6C is a cross-sectional view taken along line GG in FIG. 6A, and FIG. 6D is a cross-sectional view taken along line H-H in FIG. 6B. . In addition, the dimension of each connector in a figure is an example of the dimension which can be achieved by employ | adopting the above-mentioned LIGA process in preparation of the micro connector according to this invention, and is not limited to this.
[0046]
6 (b) and 6 (d), in this male connector 36, a plurality of wiring layers 39 made of a conductive material are deposited on a substrate 40 having a size of 1 mm × 1 mm. On the wiring layer 39, male connector electrodes 37 made of a conductive material protrude. The spacer 38 is a magnet. The wiring layer 39, the male connector electrode 37, and the spacer 38 have the same shape as the portion corresponding to the male connector described with reference to FIGS. 2B and 2D, and are arranged in the same format. can do.
[0047]
6 (a) and 6 (c), in this female connector 31, a plurality of wiring layers 34 made of a conductive material are deposited on a substrate 35 having a size of 1 mm × 1 mm. A female connector electrode 32 made of a conductive material is formed at one end of the wiring layer 34. A magnet is used for the spacer 33. The wiring layer 34, the female connector electrode 32, and the spacer 33 have the same shape as that of the corresponding portion of the female connector described with reference to FIGS. 2A and 2C, and are arranged in the same manner. can do.
[0048]
Further, the manner of joining the male connector 36 and the female connector 31 in FIG. 6 can be the same as the manner of joining the male connector 23 and the female connector 15 in FIG.
[0049]
In this example, it is not necessary to secure a region for providing a separate magnetic layer on each substrate, and the substrate to be used can be made small. Therefore, in addition to the above effects, this embodiment of the present invention has further advantages from the viewpoint of miniaturization of the microconnector.
[0050]
Among the microconnectors according to the present invention, the fabrication of the microconnector illustrated in FIG. 2 will be described below.
[0051]
<Manufacture of male connector>
First, as shown in FIG. 7, the adhesion layer 42 is formed on the surface of the substrate 41. The adhesion layer is a layer for improving the adhesion between the nickel plating applied onto the substrate 41 and the substrate 41 thereafter. In addition, as a material of the contact | adherence layer 42, when using this as a plating electrode, it is desirable that it is a metal, for example, chromium is used. The substrate has a size of about 1.5 mm × 1.5 mm and a thickness of about 0.5 mm, and silicon is used as the material, but the substrate is not limited thereto.
[0052]
Next, as shown in FIG. 8, a resist 43 is applied on the substrate 41. As a material of the resist 43, PMMA (polymethyl methacrylate), a copolymer of MMA (methyl methacrylate) and MAA (methacrylic acid), or the like is used. The thickness of the resist 43 is determined in consideration of the polishing margin for the thickness of the nickel plating to be manufactured. Here, since a wiring having a thickness of 150 μm is formed, the resist thickness is set to 200 μm.
[0053]
Next, the resist 43 is irradiated with SR (synchrotron radiation) through a mask to pattern the resist 43 as shown in FIG. 9 (SR lithography). As the mask, for example, a mask in which an absorber pattern such as tungsten, tantalum or gold is formed on a silicon nitride support film (membrane) is used.
[0054]
Next, as shown in FIG. 10, nickel 45 is deposited on the portion 44 where the resist is removed in FIG. 9 by, for example, electroplating or electroless plating. The deposited nickel 45 corresponds to the wiring layer in the male connector described above. Then, the nickel 45 on the substrate 41 and the outer surface of the resist 43 are polished. This is for further depositing a resist and nickel on these.
[0055]
Next, as shown in FIG. 11, a resist 46 is applied again on the nickel 45 and the resist 43. At this time, the thickness of the resist 46 to be applied is about 200 μm in the same manner as described above.
[0056]
Next, as shown in FIG. 12, the resist 46 is patterned by SR lithography to form a portion 47 from which the resist has been removed.
[0057]
Next, as shown in FIG. 13, nickel 48 is deposited on the portion 47 where the resist is removed in FIG. 12, for example, by electroplating or electroless plating. This nickel 48 becomes the main part of the male connector electrode described above. Then, on the nickel 48, the surfaces of the nickel 48 and the resist 46 are polished to form the tip of the male connector electrode.
[0058]
Then, as shown in FIG. 14, a resist 49 is further applied on the surfaces of the nickel 48 and the resist 46. The thickness of the resist 49 applied at this time is about 50 μm.
[0059]
Next, as shown in FIG. 15, the resist 49 is patterned by SR lithography. The portion 50 where the resist formed here is removed is tapered. In order to taper the portion 50 where the resist is removed, the SR irradiation through the mask is performed while the substrate 41 on which the resist and nickel are deposited is tilted and rotated with respect to the SR optical axis. The tapered shape may be formed by electric discharge machining, electrolytic machining, or the like.
[0060]
Then, nickel is deposited on the portion 50 where the resist shown in FIG. 15 is removed, and the resist is completely removed. FIG. 16 is a cross-sectional view of the electrode part thus manufactured and its peripheral part. The male connector electrode 51 is composed of nickel 52 deposited in accordance with the resist patterned so as to have the above-mentioned frustoconical hole and nickel 48 deposited in a cylindrical shape. Furthermore, a male connector is completed by arranging a finely processed permanent magnet as a magnet in a precise alignment with the electrode portion on the substrate.
[0061]
In the manufacture of the male connector described above, the formation of the spacer portion was not mentioned, but the spacer was formed by nickel plating in the same manner as the wiring when forming the wiring portion shown in FIG. To do.
[0062]
<Manufacture of female connector>
First, as shown in FIG. 17, a substrate 54 is prepared. The thickness of the substrate 54 is about 0.5 mm, and silicon or the like is used as the material.
[0063]
Next, as shown in FIG. 18, an adhesion layer 55 is formed on the substrate 54 by patterning using photolithography. The adhesion layer 55 can be made of chromium, and enhances the adhesion between the substrate and the electrode portion as described above. Further, as shown in FIG. 18, a sacrificial layer 55 is formed on the substrate 54 by patterning using photolithography. The sacrificial layer is a layer that is removed by wet etching in the final step of manufacturing the connector in order to form the spring structure of the electrode, and titanium, copper, or the like is used as the material.
[0064]
Next, as shown in FIG. 19, a resist 57 is applied on the substrate 54, the adhesion layer 55, and the sacrificial layer 56, and SR lithography is performed. In this case, the thickness of the resist 57 is about 200 μm. FIG. 20 shows a portion 58 that has been removed by development after SR lithography.
[0065]
Next, as shown in FIG. 21, nickel 59 is deposited on the portion 58 where the resist of FIG. 20 is removed, and then the surfaces of the nickel 59 and the resist 57 are polished.
[0066]
Next, the remaining portion of the resist 57 in FIG. 21 is removed (FIG. 22). Further, the sacrificial layer 56 is removed by wet etching as shown in FIG. As a result, the nickel 59 has a structure in which the tip part floats in the air, that is, a part having the spring shape as described above. The tip portion of the nickel 59 floating in the air corresponds to the spring electrode of the female connector electrode in the female connector, and the portion in contact with the substrate 54 via the adhesion layer 55 is the wiring layer in the female connector. Equivalent to.
[0067]
When removing the sacrificial layer, hydrofluoric acid is used as an etching solution when the sacrificial layer is titanium, and hydrochloric acid is used when copper is used.
[0068]
Finally, the finely processed permanent magnet is adhered to the substrate 54 with high precision so as to be successfully connected to the previously produced male connector, thereby completing the female connector.
[0069]
In the description of the production of the female connector described above, the formation of the spacer portion was not mentioned, but in this case as well, the spacer portion is formed at the same time as the wiring portion is formed as in the case of the male connector.
[0070]
<Characteristics of micro connector>
The microconnector manufactured in this way exhibits the following characteristics, for example.
[0071]
・ Joint strength: 2 cN / pin, 5 mN / pin
-Coupling force: 12cN, 4cN (as magnet attractive force)
・ Current density: 150mA / pin
・ Electrode density (value of connector volume divided by number of pins): 1 pin / mm^Three
Since it has such characteristics, it can be seen that the present invention can realize a microconnector having a practically sufficient strength and a dense connection density.
[0072]
The manufacture of the connector shown in FIG. 2 has been described above. However, when the connector shown in FIG. 1 is manufactured, guide pins or guides are provided on the connector substrate instead of adhering the permanent magnet on the connector substrate. Create a hole. SR lithography can be used for the guide pins in the same manner as the manufacture of the male connector electrodes and the guide holes in the same manner as the manufacture of the female connector electrodes. The connector shown in FIG. 6 can be manufactured by eliminating the magnet portion in the connector shown in FIG. 2 to make the substrate smaller and using a magnet for the spacer. These connectors can also exhibit substantially the same characteristics as the connector shown in FIG.
[0073]
In the connector structure described above, a plurality of male connector electrodes and female connector electrodes are two-dimensionally arranged on the wiring layer on or at the top of the wiring layer on the substrate plane. Moreover, in the microconnector having the above-described structure, unlike the conventional case, connection members such as guide pins and magnetic layers can be arranged on the substrate surface independently of the male connector electrode or the female connector electrode. Therefore, in order to improve the mechanical strength of the microconnector, the connection member can be arranged at any place on the substrate plane without greatly affecting the structure of each electrode. As a result, it is possible to improve both the mechanical strength and increase the density of the connector electrodes.
[0074]
In the microconnector described above, the magnets provided on the respective planes of the male connector and the female connector are attracted to each other when the electrical connection between the male connector electrode and the female connector electrode is performed. Done naturally. As a result, the connection between the male connector and the female connector, which is considered troublesome in the conventional example, is simplified.
[0075]
In the above-described microconnector, the male connector electrode has a pin shape, and the female connector electrode includes a spring electrode and a fixed electrode that surround the pin-shaped male connector electrode when joined. The spring electrode is parallel to the substrate and can bend in a direction parallel to the substrate. As a result of both the electrodes having such a structure, a desired terminal contact pressure can be obtained without increasing the thickness of the connector. In addition, this structure makes it possible to produce by lithography and to realize a high terminal density.
[0076]
In the microconnector described above, the male connector electrode and the female connector electrode are two-dimensionally arranged on each substrate plane instead of linearly. As described above, the plurality of electrodes on the substrate can be arranged on the substrate in an independent structure. Therefore, the degree of freedom of electrode design on each substrate plane is improved. For example, if connector pins having different diameters are formed, electrodes having different current values can be provided on the same substrate.
[0077]
Another specific example of the microconnector according to the present invention will be further described. The microconnector shown in FIGS. 24 and 25 is a specific example in which the electrode portions are combined into one assembly. The dimensions of the male connector shown in FIG. 24 and the female connector shown in FIG. 25 are both 2.3 mm × 2.3 mm. Both connectors have a thickness of 1 mm or less, and are suitable for joining in a narrow space.
[0078]
In the male connector shown in FIG. 24, three pin terminals 101 a, 101 b and 101 c extend from the main surface of the substrate 100. The shape of the upper surface and the bottom surface of the three pin terminals is a fan shape, and these together form one cylindrical aggregate. An insulating material 106 made of acrylic resin is filled between three pin terminals arranged at a predetermined interval. The diameter of the cylinder formed by the three pin terminals is about 0.8 mm and the height is about 0.2 mm. Wiring layers 103a, 103b, and 103c are formed on the substrate 100, and each of them is connected to each pin terminal. A ring-shaped guide portion 105 is further formed on the substrate 100. The guide portion 105 protrudes from the main surface of the substrate 100 and surrounds the three pin terminals. The height of the guide portion is substantially the same as the height of the pin terminal. A ring-shaped magnet 104 is further provided on the substrate 100. The magnet 104 is fitted into a portion obtained by scraping the substrate 100 to a predetermined depth. Each pin terminal and guide part are chamfered and the upper end is tapered.
[0079]
In the female connector shown in FIG. 25, three terminals 111a, 111b, and 111c are provided on the main surface of the substrate 110 at a predetermined interval. Each terminal includes a support portion 111 ′ fixed on the substrate 110 and a spring portion 111 ″ protruding from the support portion. The spring portion 111 ″ is parallel to the substrate and bends in a direction parallel to the substrate. be able to. The spring portion 111 ″ has an arc shape, and is restored to its original state even if it is deformed within a certain range. A stopper 115 is provided in the vicinity of each spring portion. Is a fan-shaped shape, and is fixed on the substrate 110. The stopper 115 is provided to prevent the spring portion from being bent too much and being broken. If the force applied to the spring portion is not so great, there is no need to provide a stopper.The support portion 111 ′ of each terminal has an arc shape, and therefore the three terminals 111a, 111b and 111c form a donut-shaped assembly, in which the spring portion extending inward is arranged in an annular shape. Three wiring layers 113a, 113b, and 113c are formed on the substrate 110 and are connected to the respective terminals, and a ring-shaped guide 117 is provided on the substrate 110 so as to surround the three terminals. The guide 117 constitutes a concave guide body together with the substrate 110. That is, if the convex guide 105 shown in FIG. In addition, a magnet 114 is provided around the guide 117.
[0080]
That is, when the male connector of FIG. 24 and the female connector of FIG. 25 are joined, the guide 105 of the male connector is put into the guide 117 of the female connector. Subsequently, when the male connector is further pushed in or attracted by the magnetic force of the magnets provided on both sides, the connection is established. Next, if the two connectors are rotated and properly aligned, the three terminals are accurately connected. In this joining, when the cylindrical body composed of the three terminals of the male connector is inserted into the annular ring composed of the spring part of the female connector, the spring part is bent and presses each pin terminal of the cylindrical body. That is, the spring part is pushed and spread to hold the pin terminal, and a reliable connection is made.
[0081]
The height of the terminal of the female connector can be 0.1 mm and the thickness can be 0.02 mm, and the height of the wiring can be 0.1 mm and the width can be 0.5 mm for both the male and female. In the figure, the pin terminals all have the same cross section, but it is natural that the cross-sectional dimension can be changed depending on the value of the current flowing through each terminal, and the number can be changed as necessary.
[0082]
FIG. 26 shows a specific example of the manufacturing process of the male connector shown in FIG. In the figure, the formation of the pin terminal portion is particularly shown. First, the adhesion layer 121 is formed on the surface of the substrate 120 (FIG. 26A). The material of the adhesion layer 121 is, for example, chromium. Since the adhesion layer 121 needs to also serve as a plating electrode, it needs to be a metal film. The adhesion layer 121 is for improving the adhesion between the plating metal deposited on the substrate and the substrate. Next, a resist 122 is applied on the substrate 120 (FIG. 26B), and patterning is performed by irradiating synchrotron radiation (SR light) through a mask (SR lithography) (FIG. 26C). As the resist material, polymethyl methacrylate (PMMA), methyl methacrylate (MMA) / methacrylic acid (MAA) copolymer or the like is used. By this patterning, a resist pattern corresponding to the two-dimensional arrangement of the wiring layers, pin terminals, and guides on the substrate shown in FIG. 24 is obtained. Subsequently, as shown in FIG. 26 (d), nickel plating is performed to deposit nickel 123 where there is no resist. As a result, the wiring and pin terminals and the middle of the guide are formed. The surface is polished and a resist 124 is applied again as shown in FIG. If SR lithography is performed, a resist pattern as shown in FIG. 26F is obtained. This resist pattern corresponds to the three-dimensional shape of the pin terminal and guide. As shown in FIG. 26 (g), when nickel 125 is deposited by plating, the pin terminal and guide structures are almost completed. Next, only the portion of the pin terminal is covered using a mask, and the remaining resist is irradiated with SR light. Thereafter, when dipped in a developing solution, as shown in FIG. 26 (h), the resist material 126 remains only in the pin terminal portion. This resist material 126 made of acrylic resin acts as an insulator between the pin terminals. Next, if fine machining by electric discharge machining is performed, the pin terminals and the upper ends of the guides can be chamfered. That is, as shown in FIG. 26 (i), inclined surfaces are formed at the upper ends of the pin terminals and guides. If the chamfering is performed, the guide and the pin terminal can be smoothly inserted into a predetermined portion of the female connector. Subsequently, a magnet is attached (not shown). The magnet is fitted into a groove formed on the substrate by wet etching in advance and bonded. The male connector is completed through the above steps.
[0083]
FIG. 27 shows a specific example of the manufacturing process of the female connector. As in the case of the male connector, the fixed electrode is manufactured through the steps of forming an adhesion layer on the substrate, applying a resist, SR lithography, and plating. The same applies to the stopper, guide and wiring. Accordingly, the drawing particularly shows the method of forming the spring electrode. First, as shown in FIG. 27A, the pattern of the adhesion layer 131 and the sacrificial layer 132 is formed on the substrate 130. The sacrificial layer is a layer that is removed by wet etching at the end of the process, and is formed of, for example, titanium or copper. Next, as shown in FIG. 27B, a resist 133 is applied on the substrate 130. SR lithography is performed, and after development, a resist pattern as shown in FIG. 27C is obtained. This pattern has a shape corresponding to the terminal of the female connector. Next, as shown in FIG. 27D, nickel plating is performed to polish the deposited nickel 134 and the surface of the resist layer. If the sacrificial layer 132 is removed by wet etching after removing the resist as shown in FIG. 27E, a structure in which a part of the nickel 134 is lifted from the substrate 130 is obtained as shown in FIG. . This floating portion becomes a spring portion of the terminal electrode. When the sacrificial layer is formed of titanium or copper, hydrofluoric acid or hydrochloric acid is used for wet etching, respectively. Next, if a permanent magnet is bonded onto the substrate, the female connector is completed. In removing the resist, if the resist is covered with SR while covering the space between the support portions (111 ′ in FIG. 25) and developed, a resist which is an insulator remains between the support portions 111 ′, and the electrodes This contributes to improving the mechanical strength of the part. The guide part is formed together with the spring part. Since the guide portion is higher than the electrode portion in the female connector, by repeating resist coating, SR lithography and plating once more between the step shown in FIG. 27 (d) and the step shown in FIG. 27 (e), A guide portion having a required height can be obtained.
[0084]
When each obtained connector is electrically connected to a flexible printed circuit board (FPC), the end of the wiring portion formed on the substrate may be connected to the terminal of the FPC by soldering or the like.
[0085]
28 and 29 show further specific examples of the microconnector having an assembly of electrodes. In this example, no wiring layer is formed on the substrate, and the wiring is provided in the substrate. If a so-called via-hole substrate in which a wiring penetrating the substrate is used in advance, the formation of the wiring portion becomes unnecessary. A micro connector using a substrate having a through wiring is more suitable for a multi-terminal connector. The male connector substrate 140 shown in FIG. 28 is provided with through wirings 143a, b, c, d, e, f, g, and h at predetermined intervals. This wiring extends straight from the front surface of the substrate 140 to the back surface. A total of eight through wirings are provided on the substrate corresponding to the eight pin terminals provided on the substrate. On the main surface of the substrate 140, eight pin terminals 141a, b, c, d, e, f, g, and h are formed. The top and bottom surfaces of each pin terminal are fan-shaped, and a cylindrical aggregate is formed by arranging eight pin terminals in an annular shape. It should be noted that the number of terminals can be increased or decreased as necessary under the constraint of a cylindrical aggregate, and the cross section can naturally be changed according to the current value required for each terminal. is there. An insulator 146 made of acrylic resin or the like is filled between the arranged pin terminals. A ring-shaped guide 145 is provided on the substrate 140 so as to surround the cylindrical assembly. A magnet 144 is fitted in a recessed portion in the peripheral portion of the substrate 140. In this male connector, each pin terminal is connected to a wiring penetrating the board, and the pin terminals are arranged on the board with higher density. The ring-shaped guide 145 has a slit 148 for venting air. Further, the guide 145 is provided with a protrusion 149.
[0086]
The through-wirings 153a, b, c, d, e, f, g, and h are also provided on the board 150 of the female connector shown in FIG. On the substrate 150, eight terminals 151a, b, c, d, e, f, g, and h having a support portion 151 ′ and a spring portion 151 ″ similar to those shown in FIG. 25 are arranged in an annular shape. Further, a stopper 155 for preventing excessive deformation of the spring portion 151 ″ is provided on the substrate 150. The eight terminals having spring portions are arranged in an annular shape at appropriate intervals to form a donut-shaped assembly. If the pin terminal assembly of the male connector is inserted into this donut, the corresponding terminals are connected to each other. A guide 157 is provided in the periphery of the substrate 150. The guide 157 has a size capable of fitting the guide 145 of the male connector. Further, a magnet 154 is provided around the guide 157. Further, the female connector is formed with a slit 158 and a groove 159 for removing air. When the projection 149 of the male connector is inserted into the groove 159, the electrode portions can be aligned between the two connectors and free rotation between the two connectors can be prevented. Also in the female connector shown in FIG. 29, a plurality of fine terminals can be arranged with high density by using the through wiring.
[0087]
FIG. 30 shows an example of a manufacturing process of the male connector shown in FIG. In the figure, the formation of the pin terminal portion is particularly shown. First, as shown in FIG. 30A, a substrate 160 having a plurality of through wirings 163 is prepared. Such a substrate can be purchased as a commercial product under the name of a via-hole substrate, for example. A metal such as chromium or titanium is deposited on the back surface of the substrate 160 by sputtering, for example, and the through wiring is made conductive by the metal film 161. By conducting the through wiring, the subsequent plating process can be performed smoothly. As shown in FIG. 30B, after an adhesion layer 164 is formed on the surface of the substrate 160, a resist 165 is applied as shown in FIG. As shown in FIG. 26, the structure as shown in FIG. 30D is obtained by performing SR lithography, plating and surface polishing steps. FIG. 30D shows the formed pin terminal portion. Resist 166 is left between a plurality of nickel bodies 167 constituting the pin terminal. This resist prevents a short circuit between the pin terminals as an insulator. Next, as shown in FIG. 30 (e), chamfering is performed by electric discharge machining, and the upper end of the structure is tapered. Next, as shown in FIG. 30F, the metal film provided on the back surface of the substrate 160 is removed. Finally, the male connector is completed when the magnet is attached. Note that the female connector shown in FIG. 29 can be formed using a process similar to the process shown in FIG.
[0088]
As described above, if a microconnector is manufactured using SR lithography, the density of terminals can be increased. In addition, according to SR lithography, since a terminal having a smooth contact surface can be formed, even when the contact pressure between the male connector and the female connector is low, the current flows favorably. In addition, if SR lithography capable of forming a structure with a high aspect ratio is used, a higher terminal can be formed and the contact area between both connectors can be increased. In this case, it is not necessary to reduce the density of the terminals. Further, by performing electric discharge machining, a tapered shape can be freely imparted to the terminal and other structures. Tapered guides and pins make joining by insertion easier.
[0089]
As described above, by forming a plurality of terminals into a cylindrical or donut-shaped aggregate, it was possible to realize a microconnector having sufficient practical strength, high durability, and high connection density. . With this structure, it is possible to connect wirings having different current values in a more compact microconnector. Moreover, if the aggregate | assembly of a terminal is joined, the connection operation | work between connectors will become easier.
[0090]
All the embodiments described above are manufactured using lithography. However, in order to reduce the production cost, a resin mold can be formed on the substrate using a mold that can be used repeatedly. . The method using a mold is more suitable for mass production. An embodiment in which the connector shown in FIGS. 28 and 29 is formed using a mold will be described below.
[0091]
As shown in FIGS. 31A to 31E, a die for the male connector shown in FIG. 28 is made by SR lithography. As shown in FIG. 31A, for example, titanium is deposited on the silicon substrate 170 by sputtering to form a conductive film 171. Next, a resist 172 is applied over the conductive film 171 (FIG. 31B). Development is performed by irradiating with SR light through a mask (FIG. 31C). Subsequently, nickel plating is performed using the substrate having the conductive film as an electrode (FIG. 31D). Nickel has hardness and strength suitable for the mold. Moreover, since the internal stress generated in the nickel structure is small, it can be plated thick. When the substrate is removed, a mold 173 having a three-dimensional pattern corresponding to the pin terminal and the guide portion is obtained (FIG. 31E).
[0092]
Using the obtained mold, a male connector is formed as shown in FIGS. 32 (a) to 32 (g). As shown in FIG. 32A, a metal such as chromium or titanium is deposited on the back surface of the via-hole substrate 160 having the plurality of through wirings 163 by sputtering, and the through wiring is made conductive by the metal film 161. After forming the adhesion layer pattern 164 on the surface of the substrate 160 as shown in FIG. 32 (b), the mold 173 is positioned on the substrate 160 and mechanically adhered as shown in FIG. 32 (c). . Next, a resist material for SR lithography is poured onto the substrate and cured. When the mold is pulled out, a resin mold 174 as shown in FIG. 32 (d) is obtained. In this step, another thermosetting resin may be used instead of the resist material. Alternatively, the resin may be applied in advance to a predetermined thickness on the substrate, and unnecessary portions may be cut out by pressing the mold at a temperature equal to or higher than the softening point of the resin.
[0093]
In the resin pouring step, when the resin is thinly attached to the adhesion layer pattern 164, the attached resin is removed by anisotropic etching such as RIE. Thereafter, nickel plating, surface polishing, and resin removal are sequentially performed to obtain a structure as shown in FIG. When a resist material is used for the resin mold, only the pin terminal portions are masked so as not to be exposed, and developed after being irradiated with SR light. In the obtained structure, an insulating layer 167 made of a resist material is provided in the pin terminal portion. Instead of the process using SR light, the resin may be removed using plasma etching. In this case, the resin of the pin terminal portion can be left by using a stencil mask 175 as shown in FIG. A structure containing resin is covered with a stencil mask and plasma etching is performed. Since etching slightly goes under the mask, the resin under the thin support portion 175a in the mask 175 can be removed by etching. Further, the resin at the pin terminal portion is slightly removed due to the wraparound of the etching, and an insulating layer 167 ′ as shown in FIG. 34 is formed. However, the function of improving the strength of the insulation and pin terminals is not so much affected.
[0094]
Next, as shown in FIG. 32 (f), chamfering is performed by electric discharge machining, and the upper end of the structure is tapered. Next, as shown in FIG. 32G, the metal film provided on the back surface of the substrate 160 is removed. If a magnet is attached, a male connector can be obtained.
[0095]
The female connector shown in FIG. 29 can be similarly formed using a mold. However, two molds are required as shown below. This is because in the female connector, the heights of the terminal portion and the guide portion are different. As shown in FIGS. 35 (a) to 35 (e), one mold is made by SR lithography, and another mold is made as shown in FIGS. 36 (a) to 36 (e). FIG. 35A and FIG. 36A show steps of forming conductive films 181 and 191 on the substrates 180 and 190, respectively. As shown in FIGS. 35B and 36B, after applying resists 182 and 192 on the substrate, respectively, SR lithography is performed to obtain necessary resist patterns (FIGS. 35C and 36C). c)). When nickel plating is performed as shown in FIGS. 35 (d) and 36 (d) and then the substrate is removed, molds 183 and 193 as shown in FIGS. 35 (e) and 36 (e) are obtained, respectively. .
[0096]
Using the obtained two molds, a female connector is formed as shown in FIGS. 37 (a) to 37 (i). As shown in FIG. 37A, a metal such as chromium or titanium is deposited on the back surface of the via-hole substrate 200 by sputtering, and the through wiring is made conductive by the metal film 201. As shown in FIG. 37B, an adhesion layer pattern 204 and a sacrificial layer 202 are formed on the surface of the substrate 200. As shown in FIG. 37 (c), the mold 183 is positioned on the substrate 200 and mechanically adhered. Next, when the resin is poured and cured and the mold is pulled out, a resin mold 205 as shown in FIG. 37 (d) is obtained. When the resin adheres to the adhesion layer and the sacrificial layer in the resin pouring step, the adhered resin is removed by anisotropic etching such as RIE. Thereafter, nickel plating and surface polishing are performed to obtain a structure in which nickel 206 is deposited in the resin mold 205 as shown in FIG. Next, as shown in FIG. 37 (f), the mold 193 is positioned on the obtained structure and mechanically adhered. When the resin is poured and cured, and the mold is pulled out, a resin mold 215 as shown in FIG. 37 (g) is obtained. The resin mold 205 shown in FIG. 37 (d) has a pattern corresponding to the lower part of the guide body and the spring terminal, while the resin mold 215 shown in FIG. 37 (g) has a pattern corresponding to the upper part of the guide body. When the resin adheres to the surface of the nickel 206, the attached resin is removed by anisotropic etching such as RIE. Thereafter, nickel plating and surface polishing are performed to obtain a structure as shown in FIG. Next, the resin is removed, the sacrificial layer is removed, and the metal film on the back surface of the substrate is removed to obtain a structure as shown in FIG. If a magnet is attached to a predetermined portion, a female connector can be obtained.
[0097]
The metal mold | die collect | recovered in the process mentioned above can be used repeatedly. By using a mold, a resin mold can be easily and quickly formed on a substrate. Further, the substrate having the through wiring makes it easier to use the mold. Processes using molds and via-hole substrates are more suitable for mass production of microconnectors.
[0098]
Specific examples of male and female connectors in which a plurality of electrode portions are annularly arranged according to the present invention are shown in FIGS. 38 (a) and (b) and FIGS. 39 (a) and (b). In any connector, the plurality of electrode portions form an annular assembly. The male and female connectors have a diameter of about 2.3 mm to about 2.5 mm, and each connector has a thickness of 2 mm or less. In the male connector shown in FIGS. 38 (a) and 38 (b), six terminal portions 221a, b, c, d, e, and f are spaced apart from each other on a disk-shaped substrate 220. Is provided. Each terminal portion includes a support portion 221 ′ fixed to the substrate 220 and two spring portions 221 ″ protruding from the support portion. The tip of the support portion 221 ′ is divided into two parts. A spring portion 221 ″ is formed on the surface. The spring portion 221 ″ is parallel to the substrate and can be bent in a direction parallel to the substrate. The spring portion 221 ″ has an arc shape so that even if a deformation occurs within a certain range, the original state is restored. It has become. The front end portion of the support portion 221 'has a sector shape and functions as a stopper for the spring portion 221 ". The spring portion is bent inward during connection, but the front end of the support portion 221' The six terminal portions 221a to 221f having the support portion and the spring portion form a donut-shaped assembly.A resin or the like is formed between the adjacent terminal portions. A solid insulating material 226 is inserted in the donut-shaped assembly, and the spring portion 221 ″ extending outward is arranged in an annular shape. The substrate 220 is provided with through wirings 223a, b, c, d, e, and f extending from the front surface to the back surface. Each through wiring is connected to each terminal portion. Further, a cylindrical guide portion 225 surrounding the six terminal portions is formed on the substrate 220. The guide portion 235 is divided by an insulator 228 corresponding to the six terminals. An air vent hole 227 is formed in a portion of the substrate 220 surrounded by the guide portion 225. A cylindrical magnet 224 is provided at the center of the substrate 220. The magnet 224 is located at the center of an annular ring composed of six terminal portions. The six terminal portions 221a to 221f and the guide portion 225 are arranged concentrically around the magnet 224. In one specific example, the diameter of the magnet is about 0.6 mm, the inner diameter of the donut shape constituted by six terminal portions is about 1.2 mm, the outer diameter is about 1.45 mm, and the support at each terminal portion is The thickness of the part is about 0.08 mm. The terminal portion and the guide portion are made of nickel deposited on the substrate by electroplating, for example. The magnet can be a permanent magnet or an electromagnet.
[0099]
In the female connector shown in FIGS. 39 (a) and 39 (b), six terminals 231a, b, c, d, e, and f are annularly arranged at predetermined intervals on a disk-shaped substrate 230. ing. A solid insulating material 236 such as a resin is interposed between adjacent terminals. The arch-shaped terminals 231a to 231f and the insulating material 236 form a cylindrical aggregate. Six through wirings 233a to 233f are provided in the substrate 230, and each is connected to each terminal. A cylindrical guide portion 235 is formed on the substrate 230 so as to surround the cylindrical terminal assembly. The guide portion 235 is divided by an insulator 238 corresponding to the six terminals. The terminal assembly and the guide portion 235 are arranged concentrically. The terminals 231a to 231f and the guide part 235 are chamfered and the upper part is tapered. An air vent hole 237 is formed in a portion of the substrate surrounded by the guide portion 235. A magnet 234 is provided at the center. In one embodiment, the diameter of the magnet is about 0.6 mm, the outer diameter of the cylindrical terminal assembly is about 1.6 mm, the width of each terminal is about 0.2 mm, and the thickness of each terminal is about 0.00 mm. 3 mm. The terminal and the guide part are made of nickel deposited on the substrate, for example. The magnet can be a permanent magnet or an electromagnet.
[0100]
In the connectors shown in FIGS. 38 and 39, the cross sections of the terminals have substantially the same shape and size, but are not limited thereto. Under the restriction of an annular terminal assembly, the number of terminals can be increased or decreased as necessary, and the cross section can also be changed according to the current value required for each terminal. In one connector, a plurality of terminals having different cross-sectional areas can be provided. In addition, although the two spring portions of the male connector shown in FIG. 38 are in contact with each terminal in the female connector in FIG. 39, the number of spring portions in contact with each terminal can be changed without being limited thereto. One specific example of such a modification is shown in FIG.
The connectors shown in FIGS. 38 and 39 can also be manufactured by the same process as described above. When the male connector is manufactured using SR lithography, a metal film is formed on the back surface of the substrate, the through wiring is made conductive, and then an adhesion layer and a sacrificial layer are formed on the surface of the substrate. The air vent hole and the hole for mounting the magnet are formed in advance when the via hole substrate is manufactured. Moreover, you may form those holes with a micro drill in an existing via-hole board | substrate. These holes are filled with resist material during the manufacturing process, but such resist materials can be easily removed from the holes by an appropriate process. After applying a resist to the surface of the substrate, a resist pattern corresponding to the terminal portion and the guide portion is obtained by SR lithography (FIG. 41A). After the plating step and surface polishing, a structure as shown in FIG. 41 (b) is obtained. A structure corresponding to a part of the guide and the terminal portion can be obtained by plating. Further, after applying a resist on the structure, SR lithography is performed to obtain a resist pattern corresponding to the remaining portion of the guide. If the resist is removed after the plating step and the surface polishing step, a structure as shown in FIG. 41C is obtained. As described above, if the resist is left in a necessary place in the step of removing the resist, the terminals can be insulated by a resist material such as an acrylic resin. Next, if the sacrificial layer and the metal film are removed, a structure in which the spring portion is separated from the substrate as shown in FIG. 41 (d) can be obtained. Then, if a magnet is provided at the center of the substrate, a male connector can be obtained. The male connector can also be formed using a mold. In this case, since the height of the guide portion and the terminal is different, the structure of the connector can be formed using two molds as in FIG. A male connector having a spring portion can be formed by a process similar to the process shown in FIGS. On the other hand, when the female connector shown in FIG. 39 is manufactured using SR lithography, after forming a metal film on the back surface of the substrate and conducting the through wiring, an adhesion layer is formed on the surface of the substrate. After applying a resist to the surface of the substrate, a resist pattern corresponding to the terminals and guides is obtained by SR lithography (FIG. 42A). After the plating step and the polishing step, a structure as shown in FIG. 42 (b) is obtained. Next, if the resist is removed, a structure as shown in FIG. If the resist material is left between the terminals in the resist removing step, an integral terminal assembly can be formed from the plating metal and the resist material. Next, chamfering is performed to enable discharge, and the metal film is removed to obtain a connector structure having terminals and guides as shown in FIG. When a magnet is provided at the center of the substrate, a female connector is obtained. The female connector can also be formed using a mold. In this case, a process similar to that in FIGS. 32A to 32G may be used.
[0101]
When the male connector of FIG. 38 and the female connector of FIG. 39 are joined, the guide 225 of the male connector is inserted inside the guide 235 of the male connector. At this time, the guide 225 of the male connector is inserted between the guide 235 of the female connector and the terminal assembly of the female connector. The terminal assembly of the female connector also serves as a guide. Even when the male connector is inserted at an angle, the guide guides the connector in the correct direction and aligns the connector. At the time of joining, the cylindrical guide guides the terminals of the male and female connectors in the correct direction while protecting the terminals. Magnets facilitate the alignment of both connectors. By exposing the electromagnet core or permanent magnet to the surface of the connector, a large bonding force can be obtained. Further, the air vent hole allows air to be taken in and out of the part surrounded by both connectors quickly, thereby providing smooth joining / separation. The air vent hole may be formed in both the male and female connectors, or may be formed only in one side. In joining, the terminal assembly of the male connector is inserted into the cylindrical terminal assembly of the female connector. The spring part of the male connector hits and presses the terminal of the female connector. The electrical connection is ensured by the pressing force. Since the joined terminal is covered with the cylindrical guide, sufficient mechanical strength can be obtained. By forming the plurality of terminals into a cylindrical aggregate, it is possible to provide a microconnector having sufficient mechanical strength for practical use and easy alignment. Further, by forming the terminal assembly and the guide concentrically, the connector can be easily aligned and detached. Further, by forming the terminal assembly in an annular shape, a magnet can be arranged at the center of the connector, positioning becomes easy, and a more compact structure can be provided.
[0102]
【The invention's effect】
There is a great demand for microconnectors in the field of information communication equipment and micromachines, and it can be said that the present invention has a great effect on them. In the field of information communication, it is expected that the thinning of memory cards will be further advanced. In the field of micromachines, wiring technology has become a bottleneck for devices that require systemization, such as medical catheters. Therefore, the microconnector according to the present invention is expected to be a breakthrough.
[0103]
It should be understood that the embodiments disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is shown not by the above description but by the appended claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the claims.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing a specific example of a microconnector of the present invention.
FIG. 2 is a view showing another specific example of the microconnector of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing electrode portions in a specific example of a female connector for the microconnector of the present invention.
4 is a perspective view of an electrode portion of the female connector shown in FIG. 3. FIG.
FIG. 5 is a diagram showing electrode portions in one specific example of a male connector for the microconnector of the present invention.
FIG. 6 is a view showing a further specific example of the microconnector of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the male connector in the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a male connector in an embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a male connector manufacturing process in an embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the male connector in the embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a male connector in an embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a male connector in an embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a male connector in an embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the male connector in the embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the male connector in the embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a cross-sectional view showing the male connector manufacturing process in the embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the female connector in the embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the female connector in the embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the female connector in the embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the female connector in the embodiment of the present invention.
FIG. 21 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the female connector in the embodiment of the present invention.
FIG. 22 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the female connector in the embodiment of the present invention.
FIG. 23 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the female connector in the embodiment of the present invention.
24A is a plan view and FIG. 24B is a sectional view showing another specific example of the male connector according to the present invention.
25A is a plan view and FIG. 25B is a sectional view showing another specific example of the female connector according to the present invention.
26 is a schematic view showing a manufacturing process of the male connector shown in FIG. 24. FIG.
27 is a schematic view showing a manufacturing process of the female connector shown in FIG. 25. FIG.
28A is a plan view and FIG. 28B is a sectional view showing another specific example of the male connector according to the present invention.
29A is a plan view and FIG. 29B is a sectional view showing another specific example of the female connector according to the present invention.
30 is a schematic view showing a manufacturing process of the male connector shown in FIG. 28. FIG.
31 (a) to 31 (e) are cross-sectional views schematically showing a process for manufacturing a mold for forming the male connector of FIG.
32A to 32G are cross-sectional views schematically showing a process for manufacturing the male connector of FIG. 28 using a mold.
FIG. 33 is a plan view showing an example of a stencil mask used in a resin removing step in the connector manufacturing process.
FIG. 34 is a plan view showing an appearance of a structure obtained after a resin removing process using a stencil mask.
FIG. 35 is a step diagram schematically showing a process for manufacturing a mold for forming the female connector of FIG. 29;
36 is a cross-sectional view schematically showing a process for manufacturing a mold for forming the female connector of FIG. 29. FIG.
37 (a) to (i) are cross-sectional views schematically showing a process for manufacturing the female connector of FIG. 29 using two molds.
FIG. 38 (a) is a plan view schematically showing another male connector according to the present invention, and FIG. 38 (b) is a schematic sectional view thereof.
FIG. 39 (a) is a plan view schematically showing another female connector according to the present invention, and FIG. 39 (b) is a schematic sectional view thereof.
FIG. 40 is a plan view showing a modification of the male and female connectors according to the present invention.
41 (a) to (d) are cross-sectional views schematically showing a manufacturing process of the male connector shown in FIGS. 38 (a) and (b).
42 (a) to 42 (d) are cross-sectional views schematically showing a manufacturing process for the female connector shown in FIGS. 39 (a) and 39 (b).
FIG. 43 is a perspective view showing an example of a conventional microconnector.
44 is an enlarged perspective view showing a male connector electrode and a female connector electrode of a conventional microconnector. FIG.
FIG. 45 is a view showing a state of joining a male connector and a female connector of a conventional microconnector.
[Explanation of symbols]
1,15,31 Female connector
2,16,32 Female connector electrode
2a, 16a, 32a hole
3 Guide hole
4, 9, 17, 25, 35, 40, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160 substrate
5, 10, 18, 26, 34, 39, 103a-c, 113a-c Wiring layer
6, 23, 36 Male connector
7, 24, 37 Male connector electrode
8 Guide pin
11, 12, 19, 27, 33, 38 Spacer
20, 28 Magnetic layer
21 Fixed electrode
22 Spring electrode
101a-c, 141a-h pin terminals
111a-c, 151a-h Spring terminal

Claims

A first substrate, a plurality of first wirings made of a conductive material provided on the first substrate, a conductive material deposited on the first substrate, and the plurality of first wirings A plurality of first electrode portions projecting from each other, and a plurality of first electrode portions arranged in a predetermined pattern on the first substrate;
A second substrate, a plurality of second wires made of a conductive material provided on the second substrate, a conductive material deposited on the second substrate, and the plurality of second wires A plurality of second electrode portions connected to each other, and the plurality of second electrode portions are arranged on the second substrate in a predetermined pattern corresponding to the plurality of first electrode portions. With connectors,
The male connector and the female connector connect the first substrate and the second substrate to the electrode portion so that the plurality of first electrodes are in contact with the corresponding second electrodes. Is a microconnector that is electrically connected by stacking the formed surfaces facing each other,
The plurality of first electrode portions are pin-shaped,
The plurality of second electrode portions form an annular shape, and the plurality of second electrode portions further extend parallel to the main surface of the substrate on which the electrode portions are formed and are parallel to the main surface. Has a spring structure that can bend in any direction,
The microconnector according to claim 1, wherein when the first electrode portion is inserted into a ring of the second electrode portion, the spring structure presses the first electrode portion.

2. The microconnector according to claim 1, wherein the plurality of first electrode portions and the second electrode portions are formed with a density of 1 pin / mm ³ or more.

The male connector and the female connector have a width of 1 to 20 mm, a depth of 1 to 20 mm, and the total thickness of the connector when the male connector and the female connector are electrically connected. The microconnector according to claim 1, wherein the thickness is 0.5 to 2.0 mm.

The first electrode part and the second electrode part are arranged not two-dimensionally but two-dimensionally on the first substrate and the second substrate, respectively. The microconnector of any one of 1-3.

The plurality of second electrode portions each have a hole for receiving the first electrode portion for electrical connection, and the male connector and the female connector include the plurality of first electrodes. By overlapping the first substrate and the second substrate with the surfaces on which the electrode portions are respectively formed facing each other so that the electrodes are respectively fitted in the corresponding holes of the plurality of second electrodes. The microconnector according to claim 1, wherein the microconnector is electrically connected.

The plurality of first electrode portions are pin-shaped,
The plurality of second electrode portions have an annular shape surrounding a pin of the first electrode portion, and the plurality of second electrode portions further form the electrode portion A spring structure extending parallel to the main surface of the substrate and capable of bending in a direction parallel to the main surface ;
The said spring structure presses the said 1st electrode part, if the said 1st electrode part is inserted in the ring of the said 2nd electrode part, The any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned. The described micro connector.

The male connector has guide pins formed on the first substrate, the female connector has guide holes formed on the second substrate, and the guide pins are guided by the guides. The microconnector according to any one of claims 1 to 6, wherein the position of the first electrode matches the position of the second electrode by fitting into a hole.

On the first substrate, the plurality of first electrode portions form a convex electrode assembly portion,
On the second substrate, the plurality of second electrode portions form an annular electrode assembly portion,
Each of the plurality of first electrode portions is in contact with each of the plurality of second electrode portions by inserting the convex electrode assembly portion into the annular electrode assembly portion. The microconnector according to any one of claims 1 to 4.

Each of the plurality of second electrode portions has a spring structure that extends in parallel to the main surface of the substrate forming the electrode portion and can be bent in a direction parallel to the main surface. 9. The microconnector according to claim 8, wherein when the electrode assembly portion having a shape is inserted into the annular electrode assembly portion, the convex electrode assembly portion is pressed by the plurality of second electrode portions. .

The plurality of second electrode portions are each a spring body that extends in parallel to a main surface of a substrate forming the electrode portions and can bend in a direction parallel to the main surface. Item 11. The microconnector according to Item 9.

11. The solid electrode material according to claim 8, wherein a solid electrical insulating material is provided between the electrode portions in the convex electrode assembly portion and / or the annular electrode assembly portion. The micro connector as described in.

In the convex electrode assembly portion, a solid electrical insulating material is provided between the plurality of first electrode portions, and an integral structure is formed by the plurality of electrode portions and the electrical insulating material. The microconnector according to claim 8, wherein the microconnector is provided.

One of the male connector and the female connector has a convex male guide portion provided so as to surround the plurality of electrode portions,
The other has a concave female guide portion provided so as to surround the plurality of electrode portions, and the male guide portion is inserted into the female guide portion so that the position of the first electrode is The microconnector according to claim 1, wherein the second electrode overlaps with a position of the second electrode.

On the first substrate, the plurality of first electrode portions form an annular first electrode assembly portion,
On the second substrate, the plurality of second electrode portions form an annular second electrode assembly portion having a diameter larger than that of the first electrode assembly portion,
By inserting the first electrode assembly portion into the ring of the second electrode assembly portion, the plurality of first electrode portions are in contact with the plurality of second electrode portions, The micro connector according to claim 1.

The plurality of first electrode portions have elasticity, and when the first electrode assembly portion is inserted into the second electrode assembly portion, the plurality of second electrode portions become the plurality of first electrodes. The microconnector according to claim 14, wherein the microconnector is pressed against the electrode portion.

Each of the plurality of first electrode portions is a spring body that extends in parallel to a main surface of a substrate forming the electrode portions and can be bent in a direction parallel to the main surface . The micro connector according to claim 15.

The male connector has an annular first guide portion provided on the first substrate so as to surround the first electrode assembly portion,
The female connector includes an annular second guide portion provided on the second substrate so as to surround the second electrode assembly portion and having a larger diameter than the first guide portion. ,
At least one of the male connector and the female connector has an air vent formed in the substrate or formed in the guide portion in the ring of the guide portion,
By inserting the first guide part between the second guide part and the second electrode assembly part, the position of the first electrode assembly part and the position of the second electrode assembly part The microconnector according to claim 14, wherein

The male connector has a first magnet at substantially the center of the ring of the first electrode assembly part,
The female connector has a second magnet attracted to the first magnet at substantially the center of the ring of the second electrode assembly.
The first electrode assembly and the second electrode assembly are brought into contact with each other by matching the position of the first magnet and the position of the second magnet. The micro connector according to any one of 17.

The male connector has a first magnet in place;
The female connector has a second magnet in a predetermined position to be attracted to the first magnet;
The position of the first electrode and the position of the second electrode are matched by matching the position of the first magnet and the position of the second magnet. The microconnector according to any one of the above.

20. The first wiring and / or the second wiring is made of a conductive material deposited on the first substrate and / or the second substrate. The micro connector according to claim 1.

The said 1st wiring and / or the said 2nd wiring pass through the said board | substrate from the surface to the back surface of the said board | substrate, The any one of Claims 1-19 characterized by the above-mentioned. Micro connector.

The microconnector according to any one of claims 1 to 21, wherein at least one of the male connector and the female connector has an air vent.

A method of manufacturing the microconnector according to any one of claims 1 to 22,
Forming a necessary structure for the connector on the substrate using lithography with synchrotron radiation; and
And a step of further processing the structure by electric discharge machining.

A method of manufacturing the microconnector according to any one of claims 1 to 22,
Forming a mold having a structure required for the connector using lithography by synchrotron radiation; and
Forming a resin molding on a substrate using the mold; and
Plating the substrate on which the resin molded body is formed, and obtaining a metal structure having a shape according to the structure of the resin molded body;
And a step of subjecting the metal structure to electrical discharge machining.