コンタクト及びその製造方法
【課題】耐久性が高くてローコストのコンタクトとその製造方法を提供する。
【解決手段】バッテリー用コネクタに用いるコンタクトの繰返し破断回数を実験的に調べた。コンタクトは、板幅が０.１ｍｍ以上１ｍｍ以下のものを用いた。表面粗さＲａが０.０４０μｍ、０.０８０μｍ、０.１２０μｍ、０.１８０μｍのサンプルを用いて繰返し破断回数を調べたところ、表面粗さＲａが小さいほど繰返し破断回数は大きくなった。特にバッテリーコネクタの動作回数３０００回を満足させようとすれば、表面粗さＲａは０.２００μｍ以下であればよいことが分かった。また、安全係数を２として、動作回数６０００回を満足させようとすれば、表面粗さＲａは０.０８０μｍ以下であればよい。
【解決手段】バッテリー用コネクタに用いるコンタクトの繰返し破断回数を実験的に調べた。コンタクトは、板幅が０.１ｍｍ以上１ｍｍ以下のものを用いた。表面粗さＲａが０.０４０μｍ、０.０８０μｍ、０.１２０μｍ、０.１８０μｍのサンプルを用いて繰返し破断回数を調べたところ、表面粗さＲａが小さいほど繰返し破断回数は大きくなった。特にバッテリーコネクタの動作回数３０００回を満足させようとすれば、表面粗さＲａは０.２００μｍ以下であればよいことが分かった。また、安全係数を２として、動作回数６０００回を満足させようとすれば、表面粗さＲａは０.０８０μｍ以下であればよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコンタクト及びその製造方法に関する。たとえば、ハウジングに組み込まれてコネクタを形成するコンタクトに関し、また当該コンタクトの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フレキシブルプリント基板などを接続するためには、配線基板に実装された小型コネクタが使用される。このコネクタに使用されるコンタクトには、板厚１００μｍ前後の金属板を用いることが多い。
【０００３】
上記のようなコンタクトの製造方法としては、薄い金属板をプレスによって打ち抜く方法が一般的である。プレスによる製造方法では、たとえば図１（Ａ）に示すように、薄い金属板１１をプレス用のダイ１２の上に置き、ダイ１２の上方からプレス型１４を下降させ、図１（Ｂ）に示すように、ダイ１２の打抜き孔１３とプレス型１４とによって金属板１１を剪断破壊させてコンタクト１５を製造する。こうしてプレス加工によって打ち抜いたコンタクト１５では、その打ち抜き面に微細な凹凸が生じている。プレスによって打ち抜かれた金属板の切断面（顕微鏡写真）を図２に示す。図２に示すように、プレス加工により打ち抜かれた金属板の切断面には、上面側から下方へ順に、滑らかなアール形状（round shape）を有するダレ面Ｄ１、光沢があり縦筋の並んだ剪断面Ｄ２、金属材料をむしり取ったような破断面Ｄ３、バリの生じた返り面Ｄ４が形成される。特に、この切断面においては、図２においてＤ２で示した剪断面が最も高低差の大きな凹凸となっていて、表面からもっとも高く飛び出ている。なお、図２は、図１及び図３とは上下が逆転している。
【０００４】
金属板に図２のような切断面が生じるメカニズムを図３（Ａ）−図３（Ｄ）に示す。図３（Ａ）に示すように、プレス型１４が下降すると、プレス型１４の下面が金属板１１に接触して金属板１１を下方へ押し下げる。プレス型１４が金属板１１を打ち下げると、図１３（Ｂ）に示すように、金属板１１のうちプレス型１４の刃面側とダイ１２の刃側面側にそれぞれダレ（Ｄ１）が発生する。さらにプレス型１４が下降すると、金属板１１がプレス型１４とダイ１２によって剪断応力を受け、ダレ（Ｄ１）に続けて剪断面（Ｄ２）が生じる。さらにプレス型１４が下降すると、図３（Ｃ）に示すように、プレス型１４の刃先とダイ１２の刃先より金属板１１にそれぞれクラック１６が発生する。このときプレス型１４の刃側面とダイ１２の刃側面がせん断面となり、クラック１６が破断面（Ｄ３）となる。ついで、図３（Ｄ）に示すように、プレス型１４側のクラック１６とダイ１２側のクラック１６がつながり、打ち抜きが完了する。したがって、プレス型１４が金属板１１内に２／３程度入った段階で抜き加工が完了する。プレス型１４側のクラック１６とダイ１２側のクラック１６がつながるためには、プレス型１４の側面と打抜き孔１３の側面の間に適正な隙間が必要になる。この隙間をクリアランスと呼ぶが、クリアランスのためにコンタクト１５の端にバリ（Ｄ４）が発生する。
【０００５】
コンタクトは、繰返し動作を長時間行うと突然破断等の破壊が起こる。このことを疲労破壊と呼ぶ。疲労破壊はいくつかの要因があるが、コンタクトのような板材に繰返し荷重がかかる場合、最大応力が発生するのは板材の表面であり、その表面粗さによる凹部への応力集中が疲労破壊の主要因の１つである。
【０００６】
プレス加工によってコンタクトを製造した場合、この切断面はコンタクトの外周面となる。コンタクトの接点を相手側電極部に圧接させた場合、その反力によってコンタクトのバネ部（弾性変形部）が撓む。特に、接点圧を高くすれば、バネ部に加わる曲げモーメントもそれだけ大きくなる。このため、接点部分やバネ部などに大きな負荷が加わるが、接点部分やバネ部の表面がプレス加工時の切断面になっていると、その剪断面の凹凸などに応力集中が発生し、コンタクトの繰返し破断回数を低下させるという問題がある。
【０００７】
特に、コネクタの軽量短小化に伴ってコンタクトも小型化される。そのため、コンタクトにおける最大応力部分の部品断面積に対する凹凸の寸法比率も大きくなり、コンタクトが破断し易くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−８６８７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記のような技術的課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、耐久性が高くてローコストのコンタクトとその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るコンタクトは、板幅が０.１ｍｍ以上１ｍｍ以下で、かつ、応力集中箇所における表面粗さＲａが０.２μｍ以下であることを特徴としている。かかるコンタクトによれば、表面粗さＲａが０.２μｍ以下であるので、コンタクトの応力集中で破断が発生しにくくなり、バッテリーコネクタの場合３,０００回以上の動作回数が可能になる。また、板幅が０.１ｍｍ以上１ｍｍ以下であれば、耐久性がほぼ同等で品質を安定させることができる。
【００１１】
本発明に係るコンタクトのある実施態様は、表面粗さＲａが０.０８μｍ以下であることを特徴としている。かかる表面粗さＲａであれば、バッテリーコネクタの場合６,０００回以上の動作回数が可能になる。
【００１２】
本発明に係るコンタクトの別な実施態様は、表面粗さＲａが０.０４μｍ以上であることを特徴としている。エッチングや研磨によって０.０４μｍよりも小さな表面粗さＲａにすると、コンタクトとしての機能を保つのに必要な板幅や板厚が小さくなるためである。
【００１３】
本発明に係るコンタクトの第１の製造方法は、本発明に係るコンタクトの製造方法であって、プレスによる打ち抜き加工によりコンタクトを製造する工程と、前記工程により作製されたコンタクトの表面を、表面粗さＲａが０.２μｍ以下となるようにエッチング又は研磨する工程とを備えたことを特徴とする。かかる製造方法によれば、プレスによる打ち抜きとエッチング（化学研磨）又は研磨（バフ研磨、電解研磨など）とによってコンタクトを製造するので、耐久性の高いコンタクトを安価に製造することができる。
【００１４】
本発明に係るコンタクトの第２の製造方法は、本発明に係るコンタクトの製造方法であって、電極板の上にレジスト膜を形成する工程と、前記レジスト膜に露光及び現像を施してキャビティを開口する工程と、前記キャビティ内に電鋳法によってコンタクトを成形する工程と、前記レジスト膜と分離したコンタクトの表面を、表面粗さＲａが０.２μｍ以下となるようにエッチング又は研磨する工程とを備えたことを特徴としている。かかる製造方法によれば、フォトリソグラフィと電鋳法によりコンタクトを作製した後、エッチング（化学研磨）又は研磨（バフ研磨、電解研磨など）によって容易に表面粗さＲａを小さくできる。
【００１５】
本発明に係るコンタクトの第３の製造方法は、本発明に係るコンタクトの製造方法であって、電極板の上にドライフィルムレジストを密着させて貼り付ける工程と、前記ドライフィルムレジストの表面に保護フィルムを残したままで前記ドライフィルムレジストに露光及び現像を施してキャビティを開口する工程と、前記キャビティ内に電鋳法によってコンタクトを成形する工程と、前記ドライフィルムレジストと分離したコンタクトの表面を、表面粗さＲａが０.２μｍ以下となるようにエッチング又は研磨する工程とを備えたことを特徴としている。ドライフィルムレジストに保護フィルムを残したままで露光現像を行うと、コンタクトの表面に凹凸が生じるが、エッチング（化学研磨）又は研磨（バフ研磨、電解研磨など）を行えばコンタクトの表面粗さＲａを小さくできる。
【００１６】
本発明に係るコンタクトの第４の製造方法は、本発明に係るコンタクトの製造方法であって、電極板の上にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成する工程と、ＬＩＧＡプロセスによって前記レジスト膜にキャビティを開口する工程と、前記キャビティ内に電鋳法によってコンタクトを成形する工程とを備えたことを特徴としている。ＬＩＧＡプロセスによれば、キャビティの壁面を滑らかに形成することができるので、後工程でエッチングや研磨を行うことなく、表面粗さＲａの小さなコンタクトを製造することができる。
【００１７】
本発明に係るコンタクトの第５の製造方法は、本発明に係るコンタクトの製造方法であって、電極板の上にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成する工程と、ＵＶ−ＬＩＧＡプロセスによって前記レジスト膜にキャビティを開口する工程と、前記キャビティ内に電鋳法によってコンタクトを成形する工程とを備えたことを特徴としている。ＵＶ−ＬＩＧＡプロセスによれば、キャビティの壁面を滑らかに形成することができるので、後工程でエッチングや研磨を行うことなく、表面粗さＲａの小さなコンタクトを製造することができる。
【００１８】
本発明に係るコンタクトの第６の製造方法は、本発明に係るコンタクトの製造方法であって、電極板の上にドライフィルムレジストを密着させて貼り付け、表面の保護フィルムを取り除いて感光層を露出させる工程と、非酸素雰囲気中において前記感光層に露光及び現像を施してキャビティを開口する工程と、前記キャビティ内に電鋳法によってコンタクトを成形する工程とを備えたことを特徴としている。ドライフィルムレジストのを密着させて貼り付け、表面の保護フィルムを取り除いて露光すればキャビティの壁面を滑らかに形成することができるので、後工程でエッチングや研磨を行うことなく、表面粗さＲａの小さなコンタクトを製造することができる。しかし、保護フィルムを除くと感光層によっては酸素阻害を起こすので、これを防ぐために非酸素雰囲気中において露光現像を行う。
【００１９】
本発明に係るコンタクトの第７の製造方法は、本発明に係るコンタクトの製造方法であって、電極板の上に、保護フィルムの滑剤の透明度又は粒子形状又は粒径を調整されたドライフィルムレジストを密着させて貼り付ける工程と、前記ドライフィルムレジストに露光及び現像を施してキャビティを開口する工程と、前記キャビティ内に電鋳法によってコンタクトを成形する工程とを備えたことを特徴としている。保護フィルム中の滑剤を選定すれば、キャビティの壁面を滑らかに形成することができるので、後工程でエッチングや研磨を行うことなく、表面粗さＲａの小さなコンタクトを製造することができる。
【００２０】
なお、本発明における前記課題を解決するための手段は、以上説明した構成要素を適宜組み合せた特徴を有するものであり、本発明はかかる構成要素の組合せによる多くのバリエーションを可能とするものである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１（Ａ）及び図１（Ｂ）は、プレスによるコンタクトの製造方法を説明する概略図である。
【図２】図２は、プレスにより打ち抜かれた金属部品の断面を示す。
【図３】図３（Ａ）−図３（Ｄ）は、金属板に切断面が生じるメカニズムを説明するための図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態１によるコネクタ用のコンタクトの斜視図である。
【図５】図５は、図４のコンタクトを組み込んだコネクタの断面図である。
【図６】図６は、バッテリーコネクタの断面図である。
【図７】図７は、表面粗さＲａと繰返し破断回数との関係を示す図である。
【図８】図８は、コンタクトの板幅ｗと繰返し破断回数の関係を示す図である。
【図９】図９（Ａ）−図９（Ｄ）は、コンタクトの製造方法１を説明する概略図である。
【図１０】図１０（Ａ）−図１０（Ｇ）は、コンタクトの製造方法４を説明する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々設計変更することができる。
【００２３】
（コネクタ用のコンタクト）
図４及び図５を参照してコネクタ用のコンタクトを説明する。図４は、コネクタ用のコンタクト３１（コネクタ用接続端子）の斜視図である。図５は、このコンタクト３１を組み込んだコネクタ４１の断面図である。
【００２４】
図４に示すように、コンタクト３１は、固定片３２と可動片３３をほぼ平行に配置し、固定片３２のほぼ中央部上面と可動片３３のほぼ中央部下面を両片３２、３３にほぼ垂直な連結部３４で接続した形状となっている。可動片３３の先端部下面には、三角突起状をした可動接点３５が設けられており、可動片３３の後端部はカム部によって可動片３３を傾動させるための操作受け部３６となっている。また、固定片３２の上面の、可動接点３５と対向する位置には、溝部３７と抜止め用突起３８が設けられている。
【００２５】
コンタクト３１は、図５に示すように、コネクタ４１のハウジング４２内に組み込まれている。コンタクト３１は、固定片３２をハウジング４２の挿入孔４３内に圧入して固定されている。固定片３２の後端部上面と操作受け部３６の下面との間には、操作受け部３６を押し上げるためのカム部４４が位置している。カム部４４は操作レバー４５と一体に形成されており、操作レバー４５を立てたり、倒したりすることによってカム部４４が回転する。操作レバー４５を立てた状態では、カム部４４は横に倒れていて操作受け部３６に力を及ぼしていない。したがって、このときには可動接点３５と固定片３２の間の隙間は広くなっており、可動接点３５と固定片３２の間の隙間にフレキシブルプリント基板４６の端部を抜き差しすることができる。
【００２６】
操作レバー４５が立っていて可動接点３５と固定片３２の間の隙間が広くなっている状態で、この隙間にフレキシブルプリント基板４６の端部を挿入し、操作レバー４５を倒すとフレキシブルプリント基板４６がコネクタ４１に接続される。すなわち、上記隙間にフレキシブルプリント基板４６の端を挿入し、操作レバー４５を倒すと、それによってカム部４４が回転し、カム部４４が縦になる。その結果、操作受け部３６がカム部４４によって押し上げられ、可動片３３が傾いて可動接点３５が下方へ下がる。そして、可動接点３５がフレキシブルプリント基板４６の電極部（図示せず）に圧接し、フレキシブルプリント基板４６は可動接点３５と溝部３７及び抜止め用突起３８との間に撓ませられた状態で掴まれ、抜け止めされる。
【００２７】
（バッテリーコネクタ）
つぎに、たとえば携帯用電子機器に使用されるバッテリーの電極パッドに接触させて充電を行わせるためのコネクタについて説明する。図６は、バッテリーコネクタ５１の断面図である。
【００２８】
このコネクタ５１は、図６に示すように、コネクタハウジング５２内に複数本のコンタクト５３を納め、コネクタハウジング５２の前面からコンタクト５３の一部を突出させたものである。
【００２９】
コンタクト５３は、固定部５４、弾性部５５、接触部５６及び掛止部５７から構成されている。コンタクト５３の固定部５４は、コネクタハウジング５２の内面に沿って延在しており、下端部をコネクタハウジング５２に固定されている。
【００３０】
コンタクト５３の弾性部５５は、略Ｓ字形状となっており、コンタクト５３が前後方向に十分な付勢力を発生できるようになっている。
【００３１】
コンタクト５３の接触部５６は、弾性部５５の前端から略Ｕ字形状または円弧状をなして後方に湾曲している。
【００３２】
コンタクト５３の掛止部５７は、接触部５６の端部からさらに下方に折り返されて形成されており、この掛止部５７がコネクタハウジング５２の開口部に設けられたコンタクトサポート部５８に掛止されている。
【００３３】
このコネクタ５１は、携帯機器用のバッテリー５９に接触されるものである。すなわち、コネクタ５１にバッテリー５９が押し当てられると、接触部５６がバッテリー５９の電極部６０に接触して撓み、コネクタ５１からバッテリー５９へ充電用の電流が供給される。
【００３４】
（コンタクトの表面粗さ）
このようなバッテリーコネクタ用のコンタクトを一例として、その表面粗さＲａ（両側面と垂直な外周面における表面粗さＲａ）と繰返し破断回数との関係について調べた。ここで、表面粗さ（算術平均粗さ）Ｒａとは、つぎのように定義される。ある断面の表面形状を考えるとき、その表面に垂直な方向（高さ方向）にｙ軸をとり、表面に平行な方向にｘ軸をとり、その表面形状を粗さ曲線ｙ＝ｆ（ｘ）で表わす。ただし、ｘ軸は平均線と一致するように定める。すなわち、高さ方向の原点（ｙ＝０の位置）は、表面粗さを考える領域（ｘ＝０からｘ＝Ｌまで）において、下記数式１を満たすように定める。そして、当該領域［０、Ｌ］において下記数式２によって求められる値をμｍ単位で表したものを平均粗さＲａという。
【００３５】
図７は、実験により求めた表面粗さＲａと繰返し破断回数との関係を示す。この実験では、Ｎｉ系合金からなる板厚が２５０μｍの図６のようなバッテリコネクタ用のコンタクトを用いた。そして、表面粗さＲａが０.０４０μｍ、０.０８０μｍ、０.１２０μｍ、０．１８０μｍの４種類のサンプルを作製した。各表面粗さのサンプルについては、板幅が０.１−１.０ｍｍの範囲で、表面粗さＲａ＝０.０４０μｍのサンプルを６種類、表面粗さＲａ＝０.０８０μｍのサンプルを１種類、表面粗さＲａ＝０.１２０μｍのサンプルを１種類、表面粗さＲａ＝０.１８０μｍのサンプルを７種類、作製した。そして、最大応力が１０００ＭＰａ(ばね限界値)となるように負荷を加えてコンタクトを繰り返し弾性変形させ、コンタクトが破断に至るまでの回数を測定した。こうして測定した個々のデータを図７に黒丸で示す。そして、繰返し破断試験はばらつきが大きい試験方法であるため、繰返し破断試験回数としては、その最小値をとった。図７における直線Ｋがその表面粗さＲａと繰り返し破断回数との関係を示す。
【００３６】
なお、コンタクトの板厚Ｔとは、図６及び図４に示すように、コンタクトがある面内で変形するとき、その面に垂直な方向におけるコンタクトの厚み（コンタクトがプレスで打ち抜き加工される場合であれば、素材となる金属板の厚み）であり、板幅ｗとは上記面内におけるコンタクトの幅である。
【００３７】
図７によれば、バッテリコネクタの動作回数３,０００回を満足するには、コンタクトの表面粗さＲａが０.２μｍ以下であることが必要である。また、バッテリコネクタの動作回数に安全係数として約２倍をかけた繰返し破断回数６,０００回を満足させるためには、コンタクトの表面粗さＲａを０.１μｍ以下、好ましくは０.０８μｍ以下にすることが必要である。
【００３８】
一方、後述のように、エッチングによりコンタクト表面の凹凸を小さくする方法では、表面粗さＲａを０.０４μｍ以下にすることができる。しかし、エッチングで凹凸を完全になくすには時間がかかるとともに、表面粗さＲａが０.０４μｍ以下になるまでエッチングすると、コンタクトとしての機能を保つのに必要な板幅ｗや板厚Ｔが小さくなるため現実的ではない。したがって、コンタクトの表面粗さＲａは、０.０４μｍ以上であることが望ましい。
【００３９】
図８は、コンタクトの板幅ｗと繰返し破断回数の関係を示す。この測定でも、Ｎｉ系合金からなる板厚が２５０μｍの図６のようなバッテリコネクタ用のコンタクトを用いた。板幅ｗが０.１−１.０ｍｍの範囲で、板幅ｗの異なるサンプルを１個ずつ作製した。各サンプルの表面粗さは、その影響が顕著に表れるようにＲａ＝０.１８μｍとした。そして、最大応力が１０００ＭＰａ(ばね限界値)となるように負荷を加えてコンタクトを繰り返し弾性変形させ、コンタクトが破断に至るまでの回数を測定した。こうして測定した個々のデータを図８に黒丸で示す。図８によれば、板幅ｗが０.１ｍｍ以上１ｍｍの範囲で繰返し破断回数に有意差は見られない。
【００４０】
以上より、要求される繰返し破断回数を達成するためには、コンタクトは、板幅が０.１ｍｍ以上１ｍｍ以下とすることが望ましく、その表面粗さ（特に、応力集中箇所における表面粗さ）Ｒａを０.０４μｍ以上０.２μｍ以下とするのが好ましく、特に表面粗さＲａを０.０４μｍ以上０.０８０μｍ以下とすることが望ましい。
【００４１】
（コンタクトの製造方法）
上記のような板幅と表面粗さＲａを有するコンタクトを作製する方法としては、種々の方法があるので、これらを説明する。
【００４２】
［製造方法１］
図９（Ａ）−図９（Ｄ）に示すものは、プレスによる方法である。すなわち、図９（Ａ）は、板厚Ｔが１００μｍ程度の金属板６１を示す。この金属板６１を、図９（Ｂ）に示すようにコンタクト形状に打ち抜いてコンタクト６２を得る。この段階でのコンタクトの表面粗さＲａを実測したところ、リン青銅での剪断面の表面粗さＲａは０.２３μｍであった。ついで、図９（Ｃ）のコンタクト６２の表面をエッチング処理し、図９（Ｄ）のように表面の凹凸を除去して平滑化させた。この際に用いたエッチング液は、たとえば佐々木化学薬品株式会社製のエッチング液エスクリーンＳ−７１０等を使用した。その結果、表面粗さＲａが０.０４μｍ以下のコンタクト６２を作製することができた。ただし、表面粗さＲａを０.０４μｍ以下にすると、コンタクト６２の板厚や板幅もかなり減少するので、プレスによる打ち抜き時に減少分を見込んだ寸法にしておく必要がある。
【００４３】
［製造方法２］
図９（Ａ）−図９（Ｃ）のように金属板６１からコンタクト６２を打ち抜いた後、コンタクト６２の表面を研磨して表面粗さＲａを所定範囲に納めるようにしてもよい。研磨方法としては、電解研磨やバフ研磨を用いることができる。
【００４４】
［製造方法３］
図９（Ａ）−図９（Ｃ）のように金属板６１からコンタクト６２を打ち抜いた後、コンタクト６２の表面を金属で被覆処理してもよい。たとえば、金属材料をコンタクト６２の表面にメッキしたり、真空蒸着したりすることができる。表面粗さＲａの大きなコンタクト６２に金属で被覆処理すると、被覆金属が凹部内に埋まるので、表面粗さＲａが小さくなる。
【００４５】
［製造方法４］
図１０（Ａ）−図１０（Ｇ）は、フォトリソグラフィと電鋳法を用いる方法である。まず、図１０（Ａ）のような電極板７１の上面にネガレジストを塗布し、図１０（Ｂ）のようにレジスト膜７２を成膜する。図１０（Ｃ）に示すように、レジスト膜７２の上にフォトマスク７３を重ねて露光し、ついで図１０（Ｄ）に示すように現像する。露光領域は不溶化するので、マスクで覆われていて露光しなかった領域のレジスト膜７２は除去され、その跡にコンタクト形状のキャビティ７４ができる。この後、図１０（Ｅ）に示すように、電極板７１を電極としてキャビティ７４内に金属材料を析出させ、キャビティ７４内にコンタクト７５を成形する。図１０（Ｆ）のように電極板７１の上のレジスト膜７２を除去した後、図１０（Ｇ）のように電極板７１からコンタクト７５を離型する。このような方法によれば、後処理を必要とせず、直接的に表面粗さＲａが０.２μｍ以下や０.０８０μｍ以下のコンタクトを作製することができる。
【００４６】
この方法では、詳細にいえば、さらにいくつかの方法に分けることができる。第１は、レジストとしてたとえば化薬マイクロケム社製Ｓｕ−８等の厚膜用レジストを使用してＵＶ−ＬＩＧＡプロセスによりレジスト膜をパターニングする方法である。この方法に寄れば、外周面に凹凸のない滑らかなコンタクトを作製することができる。
【００４７】
第２の方法は、ドライフィルムレジストを使用するものである。ドライフィルムレジストは、感光層の表面に保護フィルムが貼られている。この保護フィルムは内部に滑材を含んでいるので、保護フィルムを貼ったままで露光すると、滑材のためにキャビティの壁面に筋ができ、それがコンタクトに転写される。したがって、ドライフィルムレジストを用いる場合には、保護フィルムを剥がして感光層だけをレジスト膜として用いるようにすれば、外周面に筋のつかない滑らか外周面のコンタクトを製造することができる。ドライフィルムレジストの感光層が酸素阻害を起こす特性である場合は、感光層から保護フィルムを剥がし、Ｎ２雰囲気下等の酸素のない環境か真空雰囲気下で露光を行ってもよい。
【００４８】
第３の方法は、ＬＩＧＡプロセスを使用する方法である。この方法では、レジストとしてポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を使用し、露光時には紫外線照射に代えてＳＲ光Ｘ線を照射し、フォトマスク上のＸ線吸収体のパターンをレジスト膜に転写させる。する ことで、壁面に凹凸ない金属部品を作成する。
【００４９】
［製造方法５］
この製造方法では、図１０（Ｂ）の工程において電極板７１の上にドライフィルムレジストを貼ってレジスト膜７２を形成する。このときドライフィルムレジストの保護フィルムを剥がさないで、感光層（レジスト膜）の上に保護フィルムを残しておく。ついで、製造方法４と同様に図１０（Ｃ）−図１０（Ｇ）のフォトリソグラフィや電鋳の工程などを経てコンタクト７５を製造する。
【００５０】
しかし、ドライフィルムレジストは、製造工程でロール巻取りを行うため、その際の滑り性向上させる目的で、保護フィルム中に滑剤と呼ばれる粒子を混入させている。レジスト膜を形成するためにドライフィルムレジストを用いる場合、ドライフィルムレジストの感光層は酸素阻害特性を持つため、酸素に触れないよう保護フィルムを残したままで露光を行う。露光時には、この滑剤が光散乱を発生させ、光の強度分布が変化してレジスト膜の硬化部と未硬化部の境界に縦スジが発生する。
【００５１】
したがって、この製造方法５では、図１０（Ｇ）の段階でのコンタクト７５は、外周面の表面粗さＲａが大きくなっている。よって、製造方法５では、図１０（Ｇ）の次工程でコンタクト７５をエッチング処理する。エッチング液としては、たとえば佐々木化学薬品株式会社のエッチング液エスクリーンＭＹ−２８等を使用すれば、コンタクトの表面粗さＲａを０.０４μｍ以下にすることができる。あるいは、エッチング（化学研磨）によらないで、電解研磨やバフ研磨などを行って表面粗さＲａを小さくしてもよい。
【符号の説明】
【００５２】
３１、６２、７５ コンタクト
３２ 固定片
３３ 可動片
３４ 連結部
３５ 可動接点
４１ コネクタ
４２ ハウジング
５１ コネクタ
５２ コネクタハウジング
５３ コンタクト
５９ バッテリー
６１ 金属板
７１ 電極板
７２ レジスト膜
７３ フォトマスク
７４ キャビティ
【技術分野】
【０００１】
本発明はコンタクト及びその製造方法に関する。たとえば、ハウジングに組み込まれてコネクタを形成するコンタクトに関し、また当該コンタクトの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フレキシブルプリント基板などを接続するためには、配線基板に実装された小型コネクタが使用される。このコネクタに使用されるコンタクトには、板厚１００μｍ前後の金属板を用いることが多い。
【０００３】
上記のようなコンタクトの製造方法としては、薄い金属板をプレスによって打ち抜く方法が一般的である。プレスによる製造方法では、たとえば図１（Ａ）に示すように、薄い金属板１１をプレス用のダイ１２の上に置き、ダイ１２の上方からプレス型１４を下降させ、図１（Ｂ）に示すように、ダイ１２の打抜き孔１３とプレス型１４とによって金属板１１を剪断破壊させてコンタクト１５を製造する。こうしてプレス加工によって打ち抜いたコンタクト１５では、その打ち抜き面に微細な凹凸が生じている。プレスによって打ち抜かれた金属板の切断面（顕微鏡写真）を図２に示す。図２に示すように、プレス加工により打ち抜かれた金属板の切断面には、上面側から下方へ順に、滑らかなアール形状（round shape）を有するダレ面Ｄ１、光沢があり縦筋の並んだ剪断面Ｄ２、金属材料をむしり取ったような破断面Ｄ３、バリの生じた返り面Ｄ４が形成される。特に、この切断面においては、図２においてＤ２で示した剪断面が最も高低差の大きな凹凸となっていて、表面からもっとも高く飛び出ている。なお、図２は、図１及び図３とは上下が逆転している。
【０００４】
金属板に図２のような切断面が生じるメカニズムを図３（Ａ）−図３（Ｄ）に示す。図３（Ａ）に示すように、プレス型１４が下降すると、プレス型１４の下面が金属板１１に接触して金属板１１を下方へ押し下げる。プレス型１４が金属板１１を打ち下げると、図１３（Ｂ）に示すように、金属板１１のうちプレス型１４の刃面側とダイ１２の刃側面側にそれぞれダレ（Ｄ１）が発生する。さらにプレス型１４が下降すると、金属板１１がプレス型１４とダイ１２によって剪断応力を受け、ダレ（Ｄ１）に続けて剪断面（Ｄ２）が生じる。さらにプレス型１４が下降すると、図３（Ｃ）に示すように、プレス型１４の刃先とダイ１２の刃先より金属板１１にそれぞれクラック１６が発生する。このときプレス型１４の刃側面とダイ１２の刃側面がせん断面となり、クラック１６が破断面（Ｄ３）となる。ついで、図３（Ｄ）に示すように、プレス型１４側のクラック１６とダイ１２側のクラック１６がつながり、打ち抜きが完了する。したがって、プレス型１４が金属板１１内に２／３程度入った段階で抜き加工が完了する。プレス型１４側のクラック１６とダイ１２側のクラック１６がつながるためには、プレス型１４の側面と打抜き孔１３の側面の間に適正な隙間が必要になる。この隙間をクリアランスと呼ぶが、クリアランスのためにコンタクト１５の端にバリ（Ｄ４）が発生する。
【０００５】
コンタクトは、繰返し動作を長時間行うと突然破断等の破壊が起こる。このことを疲労破壊と呼ぶ。疲労破壊はいくつかの要因があるが、コンタクトのような板材に繰返し荷重がかかる場合、最大応力が発生するのは板材の表面であり、その表面粗さによる凹部への応力集中が疲労破壊の主要因の１つである。
【０００６】
プレス加工によってコンタクトを製造した場合、この切断面はコンタクトの外周面となる。コンタクトの接点を相手側電極部に圧接させた場合、その反力によってコンタクトのバネ部（弾性変形部）が撓む。特に、接点圧を高くすれば、バネ部に加わる曲げモーメントもそれだけ大きくなる。このため、接点部分やバネ部などに大きな負荷が加わるが、接点部分やバネ部の表面がプレス加工時の切断面になっていると、その剪断面の凹凸などに応力集中が発生し、コンタクトの繰返し破断回数を低下させるという問題がある。
【０００７】
特に、コネクタの軽量短小化に伴ってコンタクトも小型化される。そのため、コンタクトにおける最大応力部分の部品断面積に対する凹凸の寸法比率も大きくなり、コンタクトが破断し易くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−８６８７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記のような技術的課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、耐久性が高くてローコストのコンタクトとその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るコンタクトは、板幅が０.１ｍｍ以上１ｍｍ以下で、かつ、応力集中箇所における表面粗さＲａが０.２μｍ以下であることを特徴としている。かかるコンタクトによれば、表面粗さＲａが０.２μｍ以下であるので、コンタクトの応力集中で破断が発生しにくくなり、バッテリーコネクタの場合３,０００回以上の動作回数が可能になる。また、板幅が０.１ｍｍ以上１ｍｍ以下であれば、耐久性がほぼ同等で品質を安定させることができる。
【００１１】
本発明に係るコンタクトのある実施態様は、表面粗さＲａが０.０８μｍ以下であることを特徴としている。かかる表面粗さＲａであれば、バッテリーコネクタの場合６,０００回以上の動作回数が可能になる。
【００１２】
本発明に係るコンタクトの別な実施態様は、表面粗さＲａが０.０４μｍ以上であることを特徴としている。エッチングや研磨によって０.０４μｍよりも小さな表面粗さＲａにすると、コンタクトとしての機能を保つのに必要な板幅や板厚が小さくなるためである。
【００１３】
本発明に係るコンタクトの第１の製造方法は、本発明に係るコンタクトの製造方法であって、プレスによる打ち抜き加工によりコンタクトを製造する工程と、前記工程により作製されたコンタクトの表面を、表面粗さＲａが０.２μｍ以下となるようにエッチング又は研磨する工程とを備えたことを特徴とする。かかる製造方法によれば、プレスによる打ち抜きとエッチング（化学研磨）又は研磨（バフ研磨、電解研磨など）とによってコンタクトを製造するので、耐久性の高いコンタクトを安価に製造することができる。
【００１４】
本発明に係るコンタクトの第２の製造方法は、本発明に係るコンタクトの製造方法であって、電極板の上にレジスト膜を形成する工程と、前記レジスト膜に露光及び現像を施してキャビティを開口する工程と、前記キャビティ内に電鋳法によってコンタクトを成形する工程と、前記レジスト膜と分離したコンタクトの表面を、表面粗さＲａが０.２μｍ以下となるようにエッチング又は研磨する工程とを備えたことを特徴としている。かかる製造方法によれば、フォトリソグラフィと電鋳法によりコンタクトを作製した後、エッチング（化学研磨）又は研磨（バフ研磨、電解研磨など）によって容易に表面粗さＲａを小さくできる。
【００１５】
本発明に係るコンタクトの第３の製造方法は、本発明に係るコンタクトの製造方法であって、電極板の上にドライフィルムレジストを密着させて貼り付ける工程と、前記ドライフィルムレジストの表面に保護フィルムを残したままで前記ドライフィルムレジストに露光及び現像を施してキャビティを開口する工程と、前記キャビティ内に電鋳法によってコンタクトを成形する工程と、前記ドライフィルムレジストと分離したコンタクトの表面を、表面粗さＲａが０.２μｍ以下となるようにエッチング又は研磨する工程とを備えたことを特徴としている。ドライフィルムレジストに保護フィルムを残したままで露光現像を行うと、コンタクトの表面に凹凸が生じるが、エッチング（化学研磨）又は研磨（バフ研磨、電解研磨など）を行えばコンタクトの表面粗さＲａを小さくできる。
【００１６】
本発明に係るコンタクトの第４の製造方法は、本発明に係るコンタクトの製造方法であって、電極板の上にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成する工程と、ＬＩＧＡプロセスによって前記レジスト膜にキャビティを開口する工程と、前記キャビティ内に電鋳法によってコンタクトを成形する工程とを備えたことを特徴としている。ＬＩＧＡプロセスによれば、キャビティの壁面を滑らかに形成することができるので、後工程でエッチングや研磨を行うことなく、表面粗さＲａの小さなコンタクトを製造することができる。
【００１７】
本発明に係るコンタクトの第５の製造方法は、本発明に係るコンタクトの製造方法であって、電極板の上にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成する工程と、ＵＶ−ＬＩＧＡプロセスによって前記レジスト膜にキャビティを開口する工程と、前記キャビティ内に電鋳法によってコンタクトを成形する工程とを備えたことを特徴としている。ＵＶ−ＬＩＧＡプロセスによれば、キャビティの壁面を滑らかに形成することができるので、後工程でエッチングや研磨を行うことなく、表面粗さＲａの小さなコンタクトを製造することができる。
【００１８】
本発明に係るコンタクトの第６の製造方法は、本発明に係るコンタクトの製造方法であって、電極板の上にドライフィルムレジストを密着させて貼り付け、表面の保護フィルムを取り除いて感光層を露出させる工程と、非酸素雰囲気中において前記感光層に露光及び現像を施してキャビティを開口する工程と、前記キャビティ内に電鋳法によってコンタクトを成形する工程とを備えたことを特徴としている。ドライフィルムレジストのを密着させて貼り付け、表面の保護フィルムを取り除いて露光すればキャビティの壁面を滑らかに形成することができるので、後工程でエッチングや研磨を行うことなく、表面粗さＲａの小さなコンタクトを製造することができる。しかし、保護フィルムを除くと感光層によっては酸素阻害を起こすので、これを防ぐために非酸素雰囲気中において露光現像を行う。
【００１９】
本発明に係るコンタクトの第７の製造方法は、本発明に係るコンタクトの製造方法であって、電極板の上に、保護フィルムの滑剤の透明度又は粒子形状又は粒径を調整されたドライフィルムレジストを密着させて貼り付ける工程と、前記ドライフィルムレジストに露光及び現像を施してキャビティを開口する工程と、前記キャビティ内に電鋳法によってコンタクトを成形する工程とを備えたことを特徴としている。保護フィルム中の滑剤を選定すれば、キャビティの壁面を滑らかに形成することができるので、後工程でエッチングや研磨を行うことなく、表面粗さＲａの小さなコンタクトを製造することができる。
【００２０】
なお、本発明における前記課題を解決するための手段は、以上説明した構成要素を適宜組み合せた特徴を有するものであり、本発明はかかる構成要素の組合せによる多くのバリエーションを可能とするものである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１（Ａ）及び図１（Ｂ）は、プレスによるコンタクトの製造方法を説明する概略図である。
【図２】図２は、プレスにより打ち抜かれた金属部品の断面を示す。
【図３】図３（Ａ）−図３（Ｄ）は、金属板に切断面が生じるメカニズムを説明するための図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態１によるコネクタ用のコンタクトの斜視図である。
【図５】図５は、図４のコンタクトを組み込んだコネクタの断面図である。
【図６】図６は、バッテリーコネクタの断面図である。
【図７】図７は、表面粗さＲａと繰返し破断回数との関係を示す図である。
【図８】図８は、コンタクトの板幅ｗと繰返し破断回数の関係を示す図である。
【図９】図９（Ａ）−図９（Ｄ）は、コンタクトの製造方法１を説明する概略図である。
【図１０】図１０（Ａ）−図１０（Ｇ）は、コンタクトの製造方法４を説明する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々設計変更することができる。
【００２３】
（コネクタ用のコンタクト）
図４及び図５を参照してコネクタ用のコンタクトを説明する。図４は、コネクタ用のコンタクト３１（コネクタ用接続端子）の斜視図である。図５は、このコンタクト３１を組み込んだコネクタ４１の断面図である。
【００２４】
図４に示すように、コンタクト３１は、固定片３２と可動片３３をほぼ平行に配置し、固定片３２のほぼ中央部上面と可動片３３のほぼ中央部下面を両片３２、３３にほぼ垂直な連結部３４で接続した形状となっている。可動片３３の先端部下面には、三角突起状をした可動接点３５が設けられており、可動片３３の後端部はカム部によって可動片３３を傾動させるための操作受け部３６となっている。また、固定片３２の上面の、可動接点３５と対向する位置には、溝部３７と抜止め用突起３８が設けられている。
【００２５】
コンタクト３１は、図５に示すように、コネクタ４１のハウジング４２内に組み込まれている。コンタクト３１は、固定片３２をハウジング４２の挿入孔４３内に圧入して固定されている。固定片３２の後端部上面と操作受け部３６の下面との間には、操作受け部３６を押し上げるためのカム部４４が位置している。カム部４４は操作レバー４５と一体に形成されており、操作レバー４５を立てたり、倒したりすることによってカム部４４が回転する。操作レバー４５を立てた状態では、カム部４４は横に倒れていて操作受け部３６に力を及ぼしていない。したがって、このときには可動接点３５と固定片３２の間の隙間は広くなっており、可動接点３５と固定片３２の間の隙間にフレキシブルプリント基板４６の端部を抜き差しすることができる。
【００２６】
操作レバー４５が立っていて可動接点３５と固定片３２の間の隙間が広くなっている状態で、この隙間にフレキシブルプリント基板４６の端部を挿入し、操作レバー４５を倒すとフレキシブルプリント基板４６がコネクタ４１に接続される。すなわち、上記隙間にフレキシブルプリント基板４６の端を挿入し、操作レバー４５を倒すと、それによってカム部４４が回転し、カム部４４が縦になる。その結果、操作受け部３６がカム部４４によって押し上げられ、可動片３３が傾いて可動接点３５が下方へ下がる。そして、可動接点３５がフレキシブルプリント基板４６の電極部（図示せず）に圧接し、フレキシブルプリント基板４６は可動接点３５と溝部３７及び抜止め用突起３８との間に撓ませられた状態で掴まれ、抜け止めされる。
【００２７】
（バッテリーコネクタ）
つぎに、たとえば携帯用電子機器に使用されるバッテリーの電極パッドに接触させて充電を行わせるためのコネクタについて説明する。図６は、バッテリーコネクタ５１の断面図である。
【００２８】
このコネクタ５１は、図６に示すように、コネクタハウジング５２内に複数本のコンタクト５３を納め、コネクタハウジング５２の前面からコンタクト５３の一部を突出させたものである。
【００２９】
コンタクト５３は、固定部５４、弾性部５５、接触部５６及び掛止部５７から構成されている。コンタクト５３の固定部５４は、コネクタハウジング５２の内面に沿って延在しており、下端部をコネクタハウジング５２に固定されている。
【００３０】
コンタクト５３の弾性部５５は、略Ｓ字形状となっており、コンタクト５３が前後方向に十分な付勢力を発生できるようになっている。
【００３１】
コンタクト５３の接触部５６は、弾性部５５の前端から略Ｕ字形状または円弧状をなして後方に湾曲している。
【００３２】
コンタクト５３の掛止部５７は、接触部５６の端部からさらに下方に折り返されて形成されており、この掛止部５７がコネクタハウジング５２の開口部に設けられたコンタクトサポート部５８に掛止されている。
【００３３】
このコネクタ５１は、携帯機器用のバッテリー５９に接触されるものである。すなわち、コネクタ５１にバッテリー５９が押し当てられると、接触部５６がバッテリー５９の電極部６０に接触して撓み、コネクタ５１からバッテリー５９へ充電用の電流が供給される。
【００３４】
（コンタクトの表面粗さ）
このようなバッテリーコネクタ用のコンタクトを一例として、その表面粗さＲａ（両側面と垂直な外周面における表面粗さＲａ）と繰返し破断回数との関係について調べた。ここで、表面粗さ（算術平均粗さ）Ｒａとは、つぎのように定義される。ある断面の表面形状を考えるとき、その表面に垂直な方向（高さ方向）にｙ軸をとり、表面に平行な方向にｘ軸をとり、その表面形状を粗さ曲線ｙ＝ｆ（ｘ）で表わす。ただし、ｘ軸は平均線と一致するように定める。すなわち、高さ方向の原点（ｙ＝０の位置）は、表面粗さを考える領域（ｘ＝０からｘ＝Ｌまで）において、下記数式１を満たすように定める。そして、当該領域［０、Ｌ］において下記数式２によって求められる値をμｍ単位で表したものを平均粗さＲａという。
【００３５】
図７は、実験により求めた表面粗さＲａと繰返し破断回数との関係を示す。この実験では、Ｎｉ系合金からなる板厚が２５０μｍの図６のようなバッテリコネクタ用のコンタクトを用いた。そして、表面粗さＲａが０.０４０μｍ、０.０８０μｍ、０.１２０μｍ、０．１８０μｍの４種類のサンプルを作製した。各表面粗さのサンプルについては、板幅が０.１−１.０ｍｍの範囲で、表面粗さＲａ＝０.０４０μｍのサンプルを６種類、表面粗さＲａ＝０.０８０μｍのサンプルを１種類、表面粗さＲａ＝０.１２０μｍのサンプルを１種類、表面粗さＲａ＝０.１８０μｍのサンプルを７種類、作製した。そして、最大応力が１０００ＭＰａ(ばね限界値)となるように負荷を加えてコンタクトを繰り返し弾性変形させ、コンタクトが破断に至るまでの回数を測定した。こうして測定した個々のデータを図７に黒丸で示す。そして、繰返し破断試験はばらつきが大きい試験方法であるため、繰返し破断試験回数としては、その最小値をとった。図７における直線Ｋがその表面粗さＲａと繰り返し破断回数との関係を示す。
【００３６】
なお、コンタクトの板厚Ｔとは、図６及び図４に示すように、コンタクトがある面内で変形するとき、その面に垂直な方向におけるコンタクトの厚み（コンタクトがプレスで打ち抜き加工される場合であれば、素材となる金属板の厚み）であり、板幅ｗとは上記面内におけるコンタクトの幅である。
【００３７】
図７によれば、バッテリコネクタの動作回数３,０００回を満足するには、コンタクトの表面粗さＲａが０.２μｍ以下であることが必要である。また、バッテリコネクタの動作回数に安全係数として約２倍をかけた繰返し破断回数６,０００回を満足させるためには、コンタクトの表面粗さＲａを０.１μｍ以下、好ましくは０.０８μｍ以下にすることが必要である。
【００３８】
一方、後述のように、エッチングによりコンタクト表面の凹凸を小さくする方法では、表面粗さＲａを０.０４μｍ以下にすることができる。しかし、エッチングで凹凸を完全になくすには時間がかかるとともに、表面粗さＲａが０.０４μｍ以下になるまでエッチングすると、コンタクトとしての機能を保つのに必要な板幅ｗや板厚Ｔが小さくなるため現実的ではない。したがって、コンタクトの表面粗さＲａは、０.０４μｍ以上であることが望ましい。
【００３９】
図８は、コンタクトの板幅ｗと繰返し破断回数の関係を示す。この測定でも、Ｎｉ系合金からなる板厚が２５０μｍの図６のようなバッテリコネクタ用のコンタクトを用いた。板幅ｗが０.１−１.０ｍｍの範囲で、板幅ｗの異なるサンプルを１個ずつ作製した。各サンプルの表面粗さは、その影響が顕著に表れるようにＲａ＝０.１８μｍとした。そして、最大応力が１０００ＭＰａ(ばね限界値)となるように負荷を加えてコンタクトを繰り返し弾性変形させ、コンタクトが破断に至るまでの回数を測定した。こうして測定した個々のデータを図８に黒丸で示す。図８によれば、板幅ｗが０.１ｍｍ以上１ｍｍの範囲で繰返し破断回数に有意差は見られない。
【００４０】
以上より、要求される繰返し破断回数を達成するためには、コンタクトは、板幅が０.１ｍｍ以上１ｍｍ以下とすることが望ましく、その表面粗さ（特に、応力集中箇所における表面粗さ）Ｒａを０.０４μｍ以上０.２μｍ以下とするのが好ましく、特に表面粗さＲａを０.０４μｍ以上０.０８０μｍ以下とすることが望ましい。
【００４１】
（コンタクトの製造方法）
上記のような板幅と表面粗さＲａを有するコンタクトを作製する方法としては、種々の方法があるので、これらを説明する。
【００４２】
［製造方法１］
図９（Ａ）−図９（Ｄ）に示すものは、プレスによる方法である。すなわち、図９（Ａ）は、板厚Ｔが１００μｍ程度の金属板６１を示す。この金属板６１を、図９（Ｂ）に示すようにコンタクト形状に打ち抜いてコンタクト６２を得る。この段階でのコンタクトの表面粗さＲａを実測したところ、リン青銅での剪断面の表面粗さＲａは０.２３μｍであった。ついで、図９（Ｃ）のコンタクト６２の表面をエッチング処理し、図９（Ｄ）のように表面の凹凸を除去して平滑化させた。この際に用いたエッチング液は、たとえば佐々木化学薬品株式会社製のエッチング液エスクリーンＳ−７１０等を使用した。その結果、表面粗さＲａが０.０４μｍ以下のコンタクト６２を作製することができた。ただし、表面粗さＲａを０.０４μｍ以下にすると、コンタクト６２の板厚や板幅もかなり減少するので、プレスによる打ち抜き時に減少分を見込んだ寸法にしておく必要がある。
【００４３】
［製造方法２］
図９（Ａ）−図９（Ｃ）のように金属板６１からコンタクト６２を打ち抜いた後、コンタクト６２の表面を研磨して表面粗さＲａを所定範囲に納めるようにしてもよい。研磨方法としては、電解研磨やバフ研磨を用いることができる。
【００４４】
［製造方法３］
図９（Ａ）−図９（Ｃ）のように金属板６１からコンタクト６２を打ち抜いた後、コンタクト６２の表面を金属で被覆処理してもよい。たとえば、金属材料をコンタクト６２の表面にメッキしたり、真空蒸着したりすることができる。表面粗さＲａの大きなコンタクト６２に金属で被覆処理すると、被覆金属が凹部内に埋まるので、表面粗さＲａが小さくなる。
【００４５】
［製造方法４］
図１０（Ａ）−図１０（Ｇ）は、フォトリソグラフィと電鋳法を用いる方法である。まず、図１０（Ａ）のような電極板７１の上面にネガレジストを塗布し、図１０（Ｂ）のようにレジスト膜７２を成膜する。図１０（Ｃ）に示すように、レジスト膜７２の上にフォトマスク７３を重ねて露光し、ついで図１０（Ｄ）に示すように現像する。露光領域は不溶化するので、マスクで覆われていて露光しなかった領域のレジスト膜７２は除去され、その跡にコンタクト形状のキャビティ７４ができる。この後、図１０（Ｅ）に示すように、電極板７１を電極としてキャビティ７４内に金属材料を析出させ、キャビティ７４内にコンタクト７５を成形する。図１０（Ｆ）のように電極板７１の上のレジスト膜７２を除去した後、図１０（Ｇ）のように電極板７１からコンタクト７５を離型する。このような方法によれば、後処理を必要とせず、直接的に表面粗さＲａが０.２μｍ以下や０.０８０μｍ以下のコンタクトを作製することができる。
【００４６】
この方法では、詳細にいえば、さらにいくつかの方法に分けることができる。第１は、レジストとしてたとえば化薬マイクロケム社製Ｓｕ−８等の厚膜用レジストを使用してＵＶ−ＬＩＧＡプロセスによりレジスト膜をパターニングする方法である。この方法に寄れば、外周面に凹凸のない滑らかなコンタクトを作製することができる。
【００４７】
第２の方法は、ドライフィルムレジストを使用するものである。ドライフィルムレジストは、感光層の表面に保護フィルムが貼られている。この保護フィルムは内部に滑材を含んでいるので、保護フィルムを貼ったままで露光すると、滑材のためにキャビティの壁面に筋ができ、それがコンタクトに転写される。したがって、ドライフィルムレジストを用いる場合には、保護フィルムを剥がして感光層だけをレジスト膜として用いるようにすれば、外周面に筋のつかない滑らか外周面のコンタクトを製造することができる。ドライフィルムレジストの感光層が酸素阻害を起こす特性である場合は、感光層から保護フィルムを剥がし、Ｎ２雰囲気下等の酸素のない環境か真空雰囲気下で露光を行ってもよい。
【００４８】
第３の方法は、ＬＩＧＡプロセスを使用する方法である。この方法では、レジストとしてポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を使用し、露光時には紫外線照射に代えてＳＲ光Ｘ線を照射し、フォトマスク上のＸ線吸収体のパターンをレジスト膜に転写させる。する ことで、壁面に凹凸ない金属部品を作成する。
【００４９】
［製造方法５］
この製造方法では、図１０（Ｂ）の工程において電極板７１の上にドライフィルムレジストを貼ってレジスト膜７２を形成する。このときドライフィルムレジストの保護フィルムを剥がさないで、感光層（レジスト膜）の上に保護フィルムを残しておく。ついで、製造方法４と同様に図１０（Ｃ）−図１０（Ｇ）のフォトリソグラフィや電鋳の工程などを経てコンタクト７５を製造する。
【００５０】
しかし、ドライフィルムレジストは、製造工程でロール巻取りを行うため、その際の滑り性向上させる目的で、保護フィルム中に滑剤と呼ばれる粒子を混入させている。レジスト膜を形成するためにドライフィルムレジストを用いる場合、ドライフィルムレジストの感光層は酸素阻害特性を持つため、酸素に触れないよう保護フィルムを残したままで露光を行う。露光時には、この滑剤が光散乱を発生させ、光の強度分布が変化してレジスト膜の硬化部と未硬化部の境界に縦スジが発生する。
【００５１】
したがって、この製造方法５では、図１０（Ｇ）の段階でのコンタクト７５は、外周面の表面粗さＲａが大きくなっている。よって、製造方法５では、図１０（Ｇ）の次工程でコンタクト７５をエッチング処理する。エッチング液としては、たとえば佐々木化学薬品株式会社のエッチング液エスクリーンＭＹ−２８等を使用すれば、コンタクトの表面粗さＲａを０.０４μｍ以下にすることができる。あるいは、エッチング（化学研磨）によらないで、電解研磨やバフ研磨などを行って表面粗さＲａを小さくしてもよい。
【符号の説明】
【００５２】
３１、６２、７５ コンタクト
３２ 固定片
３３ 可動片
３４ 連結部
３５ 可動接点
４１ コネクタ
４２ ハウジング
５１ コネクタ
５２ コネクタハウジング
５３ コンタクト
５９ バッテリー
６１ 金属板
７１ 電極板
７２ レジスト膜
７３ フォトマスク
７４ キャビティ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板幅が０.１ｍｍ以上１ｍｍ以下で、かつ、応力集中箇所における表面粗さＲａが０.２μｍ以下であることを特徴とするコンタクト。
【請求項２】
表面粗さＲａが０.０８μｍ以下であることを特徴とする、請求項１に記載のコンタクト。
【請求項３】
表面粗さＲａが０.０４μｍ以上であることを特徴とする、請求項１に記載のコンタクト。
【請求項４】
請求項１に記載したコンタクトの製造方法であって、
プレスによる打ち抜き加工によりコンタクトを製造する工程と、
前記工程により作製されたコンタクトの表面を、表面粗さＲａが０.２μｍ以下となるようにエッチング又は研磨する工程と、
を備えたコンタクトの製造方法。
【請求項５】
請求項１に記載したコンタクトの製造方法であって、
電極板の上にレジスト膜を形成する工程と、
前記レジスト膜に露光及び現像を施してキャビティを開口する工程と、
前記キャビティ内に電鋳法によってコンタクトを成形する工程と、
前記レジスト膜と分離したコンタクトの表面を、表面粗さＲａが０.２μｍ以下となるようにエッチング又は研磨する工程と、
を備えたコンタクトの製造方法。
【請求項６】
請求項１に記載したコンタクトの製造方法であって、
電極板の上にドライフィルムレジストを密着させて貼り付ける工程と、
前記ドライフィルムレジストの表面に保護フィルムを残したままで前記ドライフィルムレジストに露光及び現像を施してキャビティを開口する工程と、
前記キャビティ内に電鋳法によってコンタクトを成形する工程と、
前記ドライフィルムレジストと分離したコンタクトの表面を、表面粗さＲａが０.２μｍ以下となるようにエッチング又は研磨する工程と、
を備えたコンタクトの製造方法。
【請求項７】
請求項１に記載したコンタクトの製造方法であって、
電極板の上にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成する工程と、
ＬＩＧＡプロセスによって前記レジスト膜にキャビティを開口する工程と、
前記キャビティ内に電鋳法によってコンタクトを成形する工程と、
を備えたコンタクトの製造方法。
【請求項８】
請求項１に記載したコンタクトの製造方法であって、
電極板の上にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成する工程と、
ＵＶ−ＬＩＧＡプロセスによって前記レジスト膜にキャビティを開口する工程と、
前記キャビティ内に電鋳法によってコンタクトを成形する工程と、
を備えたコンタクトの製造方法。
【請求項９】
請求項１に記載したコンタクトの製造方法であって、
電極板の上にドライフィルムレジストを密着させて貼り付け、表面の保護フィルムを取り除いて感光層を露出させる工程と、
非酸素雰囲気中において前記感光層に露光及び現像を施してキャビティを開口する工程と、
前記キャビティ内に電鋳法によってコンタクトを成形する工程と、
を備えたコンタクトの製造方法。
【請求項１】
板幅が０.１ｍｍ以上１ｍｍ以下で、かつ、応力集中箇所における表面粗さＲａが０.２μｍ以下であることを特徴とするコンタクト。
【請求項２】
表面粗さＲａが０.０８μｍ以下であることを特徴とする、請求項１に記載のコンタクト。
【請求項３】
表面粗さＲａが０.０４μｍ以上であることを特徴とする、請求項１に記載のコンタクト。
【請求項４】
請求項１に記載したコンタクトの製造方法であって、
プレスによる打ち抜き加工によりコンタクトを製造する工程と、
前記工程により作製されたコンタクトの表面を、表面粗さＲａが０.２μｍ以下となるようにエッチング又は研磨する工程と、
を備えたコンタクトの製造方法。
【請求項５】
請求項１に記載したコンタクトの製造方法であって、
電極板の上にレジスト膜を形成する工程と、
前記レジスト膜に露光及び現像を施してキャビティを開口する工程と、
前記キャビティ内に電鋳法によってコンタクトを成形する工程と、
前記レジスト膜と分離したコンタクトの表面を、表面粗さＲａが０.２μｍ以下となるようにエッチング又は研磨する工程と、
を備えたコンタクトの製造方法。
【請求項６】
請求項１に記載したコンタクトの製造方法であって、
電極板の上にドライフィルムレジストを密着させて貼り付ける工程と、
前記ドライフィルムレジストの表面に保護フィルムを残したままで前記ドライフィルムレジストに露光及び現像を施してキャビティを開口する工程と、
前記キャビティ内に電鋳法によってコンタクトを成形する工程と、
前記ドライフィルムレジストと分離したコンタクトの表面を、表面粗さＲａが０.２μｍ以下となるようにエッチング又は研磨する工程と、
を備えたコンタクトの製造方法。
【請求項７】
請求項１に記載したコンタクトの製造方法であって、
電極板の上にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成する工程と、
ＬＩＧＡプロセスによって前記レジスト膜にキャビティを開口する工程と、
前記キャビティ内に電鋳法によってコンタクトを成形する工程と、
を備えたコンタクトの製造方法。
【請求項８】
請求項１に記載したコンタクトの製造方法であって、
電極板の上にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成する工程と、
ＵＶ−ＬＩＧＡプロセスによって前記レジスト膜にキャビティを開口する工程と、
前記キャビティ内に電鋳法によってコンタクトを成形する工程と、
を備えたコンタクトの製造方法。
【請求項９】
請求項１に記載したコンタクトの製造方法であって、
電極板の上にドライフィルムレジストを密着させて貼り付け、表面の保護フィルムを取り除いて感光層を露出させる工程と、
非酸素雰囲気中において前記感光層に露光及び現像を施してキャビティを開口する工程と、
前記キャビティ内に電鋳法によってコンタクトを成形する工程と、
を備えたコンタクトの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１９５１１０（Ｐ２０１２−１９５１１０Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５７０７５（Ｐ２０１１−５７０７５）
【出願日】平成２３年３月１５日（２０１１．３．１５）
【特許番号】特許第４８０３３２９号（Ｐ４８０３３２９）
【特許公報発行日】平成２３年１０月２６日（２０１１．１０．２６）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１５日（２０１１．３．１５）
【特許番号】特許第４８０３３２９号（Ｐ４８０３３２９）
【特許公報発行日】平成２３年１０月２６日（２０１１．１０．２６）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
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