接続装置およびその接続装置を使用したセンサ
【課題】 電子部品の電極部を複数の接触子に確実に接触させることができ、また、静電気による電子部品の悪影響も防止可能な接続装置と、この接続装置を用いたセンサを提供することを目的とする。
【解決手段】 基板１１上において、最外周配列位置Ｒ０に突出寸法ｈ０のスパイラル接触子１２Ａ０を設け、第１の配列位置Ｒ１に突出寸法ｈ１のスパイラル接触子１２Ａ１を設け、第２の配列位置Ｒ２に突出寸法がｈ２のスパイラル接触子１２Ａ２を設け、第３の配列位置Ｒ３に突出寸法がｈ３のスパイラル接触子１２Ａ３を設ける。ｈ０＞ｈ１＞ｈ２＞ｈ３とする。導電プレート２０は、突出寸法が大きいスパイラル接触子から順に接触し、導電プレート２０の微小な位置変化を検出することができる。
【解決手段】 基板１１上において、最外周配列位置Ｒ０に突出寸法ｈ０のスパイラル接触子１２Ａ０を設け、第１の配列位置Ｒ１に突出寸法ｈ１のスパイラル接触子１２Ａ１を設け、第２の配列位置Ｒ２に突出寸法がｈ２のスパイラル接触子１２Ａ２を設け、第３の配列位置Ｒ３に突出寸法がｈ３のスパイラル接触子１２Ａ３を設ける。ｈ０＞ｈ１＞ｈ２＞ｈ３とする。導電プレート２０は、突出寸法が大きいスパイラル接触子から順に接触し、導電プレート２０の微小な位置変化を検出することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板から接触子の接触点までの高さが場所により相違する接続装置に係り、さらに前記接続装置を利用して荷重等の測定を可能としたセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
下記の特許文献１には、半導体デバイスを接続させるスパイラル状接触子が開示されている。
【０００３】
図６は従来のスパイラル状接触子を用いた絶縁基板の断面図である。
絶縁基板１００には孔１０１が設けられており、孔１０１の内面には銅メッキが施されて導電部１０２が形成されている。絶縁基板１００の上面（図示Ｚ１側の面）には、導電部１０２に導通するスパイラル状接触子１０３が設けられている。また、絶縁基板１００の下面（図示Ｚ２側の面）には、導通部１０２に導通する接続部１０４が形成されている。
【０００４】
下記特許文献１に記載の従来例では、個々のスパイラル状接触子１０３が平坦に形成されており、電極等が接触したときにスパイラル状接触子１０３が、孔１０１内に向けて変形できるようになっている。
【特許文献１】特開２００２−１７５８５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前記特許文献１に記載の従来の接続装置では、スパイラル状接触子１０３が平面Ｈの位置で平面的に設けられているので、例えばＩＣ（集積回路）やＩＣパッケージなどの電子部品の接続部として使用したときに、全てのスパイラル状接触子１０３と、電子部品の電極部とが全て確実に接触できないことがありえる。
【０００６】
また、複数のスパイラル状接触子１０３のいずれかがアース電位で、他のものが信号端子である場合に、電子部品を装着したときに、アース電位のスパイラル接触子１０３が電極部に最初に接続される保証がなく、よって、静電気が信号端子に及んだときに電子部品の内部回路を損傷するおそれがある。
【０００７】
一方、従来、微小な質量を測定する測定装置として電気的端子を使用したものがあるが、電気的端子の剛性が高いものが主であるため、きわめて軽量な質量を確実に検出できない問題があった。
【０００８】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、電子部品の電極部を複数の接触子に確実に接触させることができ、また、静電気による電子部品の悪影響も防止可能な接続装置を提供することを目的としている。
【０００９】
また本発明は、被測定物の微小な位置の変化や、被測定物に作用する、きわめて軽量な荷重の測定が可能なセンサを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、基板上に複数の渦巻き状の接触子が設けられた接続装置において、
前記接触子は前記基板からの突出寸法が相違しているものを含んでおり、前記接触子が配列している領域において、前記基板からの突出寸法の高いものが、前記基板からの突出寸法の低いものよりも外側に位置していることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の接続装置は、対象物が接触するときに、最初に突出寸法の高い接触子に接触し、次に突出寸法の低い接触子に接触するため、接触子の全てが安定して接触できるようになる。
【００１２】
特に、前記基板からの突出寸法が最も高い前記接触子が、前記領域の最外部に位置していると、あるいは、前記領域の平面形状が四角形であり、前記四角形の領域の角部に位置している前記接触子の前記基板からの突出寸法が、他の前記接触子の前記基板からの突出寸法よりも高いものであると、最初に突出寸法の高い接触子で対象物が支えられてから他の接触子に接触できるようになるため、全ての接触子を安定させて接触させることができる。
【００１３】
また、前記領域の外側から内側に向けて、前記接触子の前記基板からの突出寸法が段階的に低く形成されているものが好ましい。
【００１４】
上記構成では、さらに対象物を全ての接触子に対して安定させて接触させることができるようになる。
【００１５】
また、前記基板からの突出寸法が最も高い前記接触子は、前記基板方向へ圧縮するときの弾性係数が他の前記接触子よりも大きいことが好ましい。
【００１６】
突出寸法の高い接触子の弾性係数が大きいと、最初に突出寸法の高い接触子が対象物に接触したときにこの接触子で対象物を確実に支えることができるようになる。
【００１７】
本発明の接続装置は、電子部品に設けられた個々の電極部がそれぞれの前記接触子に接続されて導通されるものとして使用できる。
【００１８】
例えば、ＩＣまたはＩＣパッケージのように複数の電極部を有する電子部品の個々の電極部をそれぞれ、接触子に確実に接触させることができる。
【００１９】
この場合に、前記基板からの突出寸法が最も高い前記接触子がアース用として使用されることが好ましい。
【００２０】
最も突出している接触子がアース用であると、この接触子が最初に電子部品の電極部等に接触することにより、静電気によって電子部品に悪影響を与えることを防止できるようになる。
【００２１】
また、本発明は、前記接続装置を用い、被測定物がいずれの前記接触子に接触するかを検出することで、前記被測定物の位置の変化または前記被測定物に作用する荷重を測定可能としたことを特徴とするものである。例えば、前記センサは、μｇ単位の微小な差の、前記被測定物に作用する荷重の検出が可能となる。
【００２２】
前記センサとしては、前記基板からの突出寸法が最も高い前記接触子を基準電位とし、前記基準電位と他の前記接触子との電位差を測定することで、前記被測定物に作用する荷重の検出を可能としたものとして構成できる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の接続装置では、電子部品などの対象物を安定して全ての接触子に対して接触させることが可能である。また、静電気によって電子部品に悪影響を与えることも防止できる。
【００２４】
さらに、本発明の接続装置を使用したセンサは、距離の微小な変化や非常に小さい荷重を複数段階で正確に測定できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１Ａは本発明の接続装置を示す平面図、図１Ｂは図１Ａの１−１線での切断断面図、図２は基板上の個々のスパイラル接触子を示す図１Ｂの拡大断面図、図３はスパイラル接触子の平面図、図４は本発明の接続装置を用いたセンサを示す部分断面図、図５は本発明のセンサの回路構成の概略を示す回路図である。
【００２６】
なお、図１Ｂおよび図４では、各スパイラル接触子の突出寸法の差を理解しやすいように、各スパイラル接触子を三角形で示し、且つ基板からの突出寸法を誇張して記載している。
【００２７】
接続装置１０は、基板１１を有し、基板１１の上面（図示Ｚ１方向の面）１１Ａには渦巻き状に形成された複数のスパイラル接触子１２Ａが設けられている。スパイラル接触子１２Ａは、銅、ニッケルまたは銅とニッケルとの複合材料のような薄い導電板からエッチングプロセスで形成されたもの、または銅メッキ、ニッケルメッキ、あるいは銅メッキとニッケルメッキなどで形成されたものである。スパイラル接触子１２Ａは、図２および図３に示すように、前記導電板またはメッキ層により渦巻き状に形成されており、且つその巻き中心（接点部１２３）が基板１１の表面から離れるように突状に形成されている。
【００２８】
基板１１は絶縁性を有しており、その上面１１Ａには複数の接続部１１ａが互いに独立して形成されている。また上面１１Ａにはそれぞれの接続部１１ａに導通する配線部が形成されている。
【００２９】
図１Ａに示すように、基板１１の上面１１Ａにおける接続部１１ａの配置領域は四角形であり、個々の接続部１１ａは、図１Ａに示す破線に沿って一定のピッチで配列している、図１Ａには、接続部１１ａおよびその上に設けられたスパイラル接触子１２Ａのうちの一部のみ示しているが、実際には前記破線に沿って列を形成するように、接続部１１ａおよびスパイラル接触子１２Ａが多数個設けられている。
【００３０】
図１Ａでは、配列領域のうちの最外周側の配列位置を最外周配列位置Ｒ０で示し、その内側の配列位置を第１の配列位置Ｒ１、さらにその内側の配列位置を第２の配列位置Ｒ２、最も中央部での配列位置を第３の配列位置Ｒ３として示している。
【００３１】
配列位置Ｒ０〜Ｒ３に規則的に配列されている個々の接続部１１ａの上に、スパイラル接触子１２Ａが導通して設置されている。最外周配列位置Ｒ０に位置する個々の接続部１１ａの上には、突出寸法（図示Ｚ１−Ｚ２方向の寸法）が最も高いｈ０であるスパイラル接触子１２Ａ０が設けられ、第１の配列位置Ｒ１の接続部１１ａの上には、突出寸法がｈ１であるスパイラル接触子１２Ａ１が設けられ、第２の配列位置Ｒ２の接続部１１ａの上には、突出寸法がｈ２であるスパイラル接触子１２Ａ２が設けられ、第３の配列位置Ｒ３の接続部１１ａの上には、突出寸法がｈ３であるスパイラル接触子１２Ａ３が設けられる。
【００３２】
本発明では、スパイラル接触子１２Ａ０〜Ａ３の突出寸法どうしの関係は、ｈ０＞ｈ１＞ｈ２＞ｈ３となっている。すなわち、基板１１の外周側から中央部に向かうにしたがって、スパイラル接触子１２Ａの突出寸法が低くなっている。
【００３３】
スパイラル接触子１２Ａは、図３に示すように、その外周側にリング状の枠体１２１を有しており、スパイラル接触子１２Ａ２においては、図２に示すように、枠体１２１の下面（図示Ｚ２方向の面）が基板１１の接続部１１ａに対し導電性接着剤などの接合手段を用いて固定されている。なお、枠体１２１の大きさは、接続部１１ａの範囲内に収まるように、接続部１１ａと同じ大きさか、それよりも僅かに小さな面積で形成されている。スパイラル接触子１２Ａ０，１２Ａ１および１２Ａ３においても同様に、枠体１２１の下面が基板１１の接続部１１ａに対し導電性接着剤などの接合手段を用いて固定されている。
【００３４】
図２および図３に示すように、スパイラル接触子１２Ａの枠体１２１にはその内側の一部を基端部１２２ａとし、自由端側の先端が枠体１２１の中心方向に向かって渦巻き状に延びる弾性部１２２が一体形成されている。弾性部１２２の自由端側の先端には、広い面積からなる接点部１２３が設けられている。そして、スパイラル接触子１２Ａは接点部１２３が枠体１２１から凸状に突出する形状で形成されており、図示Ｚ１−Ｚ２方向に弾性変形することができるようになっている。
【００３５】
基端部１２２ａと接点部１２３との図示Ｚ１−Ｚ２方向の距離をスパイラル接触子１２Ａの突出寸法をｈとする。したがって、スパイラル接触子１２Ａ０〜Ａ３のそれぞれの基端部１２２ａと接点部１２３との図示Ｚ１−Ｚ２方向の距離が、ｈ０，ｈ１，ｈ２，ｈ３である。
【００３６】
スパイラル接触子１２Ａの弾性部１２２は、基端部１２２ａから接点部１２３に至るまでの間において同じ断面積、すなわち一定の板厚寸法および一定の幅寸法で形成されている。
【００３７】
本発明では、スパイラル接触子１２Ａ０〜Ａ３の突出寸法ｈ０〜ｈ３は、微小な差で異なっているが、スパイラル接触子１２Ａ０〜Ａ３の基端部１２２ａから接点部１２３までの弾性部１２２に沿った距離は同一の一定の距離となっている。このため、高さ寸法に応じて、最大径Ｄ０などの寸法が異なる寸法のスパイラル接触子１２Ａを製造することなく、最大径Ｄ０などの寸法が同じ寸法であるスパイラル接触子１２Ａを用いて、突出寸法が異なるスパイラル接触子１２Ａ０〜Ａ３を容易に形成することができる。
【００３８】
なお、本発明と異なり、スパイラル接触子１２Ａ０〜Ａ３の突出寸法ｈ０〜ｈ３の差が微小ではなく、所定の大きさの突出寸法差であり、そのような突出寸法差を有する複数の突出寸法のスパイラル接触子を形成する場合には、上記と異なり、スパイラル接触子の基端部１２２ａから接点部１２３までの弾性部１２２に沿った長さ、スパイラル接触子の最大径Ｄ０、あるいは弾性部１２２の太さなどを、各スパイラル接触子の突出寸法に応じて変化させる必要がある。
【００３９】
スパイラル接触子１２Ａは、図２に示すように、基端部１２２ａを支点として接点部１２３を含む弾性部１２２が片持ち支持されている。そして、スパイラル接触子１２Ａは、上方から押圧されると、弾性部１２２が収縮する方向（図示Ｚ２方向）に弾性変形させられる。このとき、接点部１２３側は渦巻きの中心側に位置してほぼ剛体と化しているため、弾性部１２２は基端部１２２ａ側から先に弾性変形させられる。
【００４０】
接続装置１０には、ＩＣ（集積回路）単体またはＩＣがパッケージ内に組み込まれたＩＣユニットなどの電子部品が設置される。この電子部品の底面には、複数の電極部が設けられ、個々の電極部がそれぞれのスパイラル接触子１２Ａに対向できるように配置されている。
【００４１】
電子部品がスパイラル接触子１２Ａ上に設置された状態で、個々のスパイラル接触子１２Ａが弾性変形して、電子部品の電極部とスパイラス接触子１２Ａとが確実に接触して導通される。電子部品は図示しない保持手段により保持されて、基板１１上に電子部品が動くことなく位置決めされて実装される。また、前記保持手段による保持を解除することによって、電子部品を交換することも可能である。
【００４２】
電子部品を設置する際に、まず最外周配列位置Ｒ０に位置する最も高い突出寸法ｈ０のスパイラル接触子１２Ａ０によって電子部品が支えられるため、この状態で電子部品が傾きにくくなり、その後に、第１の配列位置Ｒ１に位置する突出寸法がｈ１であるスパイラル接触子１２Ａ１、第２の配列位置Ｒ２に位置する突出寸法がｈ２であるスパイラル接触子１２Ａ２に順番に接触し、最後に第３の配列位置Ｒ３に位置する突出寸法がｈ３であるスパイラル接触子１２Ａ３に接触する。
【００４３】
したがって、電子部品の電極部は、安定して全てのスパイラル接触子に接触できるようになる。
【００４４】
なお、最外周配列位置Ｒ０に位置する最も突出寸法が高いスパイラル接触子１２Ａ０の弾性部１２２の断面積を他のスパイラル接触子よりも大きくするなどして、スパイラル接触子１２Ａ０の圧縮方向での弾性係数を他のスパイラル接触子よりも大きくすることが可能である。このように構成することにより、電子部品が設置されたときに、最初に剛性の高い最外周のスパイラル接触子１２Ａ０で支えられてから、それよりも内側のスパイラル接触子に接触するようになり、電子部品の全ての電極部がスパイラル接触子に安定して接触できるようになる。
【００４５】
なお、前記実施の形態の変形例として、最外周配列位置Ｒ０に位置するスパイラル接触子１２Ａ０の突出寸法のみを高くし、それよりも内側に位置する全てのスパイラル接触子をスパイラル接触子１２Ａ０よりも低く、且つ全て同じ突出寸法としてもよい。
【００４６】
あるいは、四角形に配置されている最外周配列位置Ｒ０のうちの４つの角部のそれぞれに位置するスパイラル接触子の突出寸法ｈのみを最も高くし、それ以外のスパイラル接触子の突出寸法を前記角部のスパイラル接触子の突出寸法よりも低くし、または前記角部に位置するスパイラル接触子の突出寸法と前記角部に位置するスパイラル接触子に近接した数個のスパイラル接触子の突出寸法を最も高くしてもよい。これに加えて、前記角部に位置するスパイラル接触子の弾性係数を他のスパイラル接触子の弾性係数よりも大きくしてもよい。
【００４７】
前記いずれかの構成とすることにより、電子部品を最外周のスパイラル接触子１２Ａ０または前記４つの角部に位置するスパイラル接触子によって最初に支えられながら他のスパイラル接触子に接触するようになり、安定した接触を実現できる。
【００４８】
また、前記のいずれかにおいて、最も突出寸法の高いスパイラル接触子の少なくとも１つをアース用（グラウンド端子）として基準電位とし、他のスパイラル接触子を信号伝達用として使用することが好ましい。電子部品が設置されたときに最初にアース用のスパイラル接触子が、電子部品のグラウンド電極部に接触することにより、基板１１の周辺の静電気によってＩＣなどの電子部品に悪影響を及ぼすのを防止できる。
【００４９】
次に、前記接続装置１０を使用したセンサについて説明する。
図４に示すように、基板１１の最外周配列位置Ｒ０に設けられた接続部１１ａは電源装置Ｅの−側の出力端子（接地端子）に接続されている。すなわち、最も大きい突出寸法ｈ０を有するスパイラル接触子１２Ａ０は接地されている。
【００５０】
一方、図４および図５に示すように、第１の配列位置Ｒ１〜第３の配列位置Ｒ３に設けられた個々の接続部１１ａには所定の抵抗値からなる外付け抵抗ｒの一端がそれぞれ接続されている。個々の外付け抵抗ｒの他方の端部は入力ラインＬinに接続されており、入力ラインＬinを介して電源装置Ｅの＋側の出力端子（＋端子）に接続されている。すなわち、入力ラインＬinを介して電源電圧Ｖccを第１の配列位置Ｒ１〜第３の配列位置Ｒ３に設けられた各接続部１１ａに印加することができるようになっている。
【００５１】
また、第１の配列位置Ｒ１〜第３の配列位置Ｒ３に設けられた接続部１１ａからは検出ラインＬ１out〜Ｌ３outがそれぞれ接続されており、各検出ラインＬ１out〜Ｌ３outはコネクタを介して接続装置１０の外部に引き出されている。なお、外付け抵抗ｒ、入力ラインＬinおよび検出ラインＬ１out〜Ｌ３outは、基板１１の下面に設けられており、図示しないスルーホールを介して第１の配列位置Ｒ１〜第３の配列位置Ｒ３に設けられた接続部１１ａに接続されている。
【００５２】
図５に示すように、検出ラインＬ１out〜Ｌ３outの端部は、例えばマルチプレクサなどの切り換え手段３１に入力されており、切り換え手段３１を介してＡ／Ｄ変換手段３２に接続されている。そして、Ａ／Ｄ変換手段３２の出力はＣＰＵを主体とする制御部３３に入力されている。
【００５３】
制御部３３は、切り換え手段３１を一定の切り換えのタイミング（サンプリング周期）で所定の順番にしたがって切り換えさせる指令を与える。切り換え手段３１は検出ラインＬ１out〜Ｌ３outを所定の順番にしたがって一つづつ選択するため、スパイラル接触子１２Ａ１〜Ａ３の検出電圧（アナログ量）Ｖ１out〜Ｖ３outが順次Ａ／Ｄ変換手段３２に入力される。そして、制御部３３は前記所定の変換のタイミング（サンプリング周期）にしたがってＡ／Ｄ変換手段３２を駆動する。これにより、スパイラル接触子１２Ａ１〜Ａ３の検出電圧（アナログ量）Ｖ１out〜Ｖ３outがデジタル出力に変換され、変換後のデジタル出力が順次制御部３３に与えられる。
【００５４】
図４に示すように、基板１１の上方には、導電性の導電プレート２０が設けられており、この導電プレート２０は、図示しない案内機構によって、基板１１の上面に対して垂直方向（図示Ｚ１−Ｚ２方向）へ無負荷またはほとんど無負荷で昇降できるようになっている。そして、導電プレート２０上に被測定物Ｗが設置される。
【００５５】
このセンサでは、導電プレート２０の垂直方向への微小な移動量、またはきわめて小さい、例えばμｇ単位で相違する、被測定物Ｗに作用する荷重の測定、または前記荷重別の選別が可能である。
【００５６】
導電プレート２０が下降すると、導電プレート２０が、まず、突出寸法が最も大きいスパイラル接触子１２Ａ０に接点部１２３を介して平面Ｈ０の位置で接触する。このとき、スパイラル接触子１２Ａ０が接地されているため、導電プレート２０もスパイラル接触子１２Ａ０を介して接地される。しかし、スパイラル接触子１２Ａ１〜１２Ａ３とは接触しておらず、離間している。このため、スパイラル接触子１２Ａ１〜１２Ａ３の検出ラインＬ１out〜Ｌ３outから得られる検出電圧V１out〜V３outは全て電源電圧Ｖcc（検出電圧（Ｖcc，Ｖcc，Ｖcc））であり、制御部３３には検出電圧（Ｖcc，Ｖcc，Ｖcc）がデジタル出力に変換された後の、検出電圧（Ｖcc，Ｖcc，Ｖcc）に相当するデジタル出力が与えられる。以下では、スパイラル接触子１２Ａ１〜１２Ａ３の検出ラインＬ１out〜Ｌ３outから得られる検出電圧V１out〜V３outを、前記のように検出電圧（V１out，V２out，V３out）として表す。
【００５７】
その後、導電プレート２０が下降すると、スパイラル接触子１２Ａ０が均一に収縮し、導電プレート２０が所定の距離ｓ１（＝ｈ０−ｈ１）だけ下降すると、図４において（ｉｉ）に示すように、導電プレート２０がスパイラル接触子１２Ａ１と接点部１２３を介して接触する。このとき、接地された導電プレート２０がスパイラル接触子１２Ａ１と接触するため、スパイラル接触子１２Ａ１の検出ラインＬ１outから得られる検出電圧V１outは、電源電圧Ｖccから０へと変化する。そして、導電プレート２０は、スパイラル接触子１２Ａ２，１２Ａ３とは接触していないため、制御部３３には検出電圧（０，Ｖcc，Ｖcc）に相当するデジタル出力が与えられる。そして、このデジタル出力の変化が制御部３３で検知されることによって、導電プレート２０が、スパイラル接触子１２Ａ１と接触し、基板１１の接続部１１ａの位置を基準として高さｈ１のところに位置していることが検知される。また、導電プレート２０がスパイラル接触子１２Ａ１と接触して初めて、検出電圧V１outは電源電圧Ｖccから０へと変化する。このため、導電プレート２０とスパイラル接触子１２Ａ０との接触が検知されて、検出電圧V１outが電源電圧Ｖccから０へと変化する前、すなわち、制御部３３に検出電圧（Ｖcc，Ｖcc，Ｖcc）に相当するデジタル出力が与えられているときは、導電プレート２０が、基板１１の接続部１１ａの位置を基準として高さｈ０とｈ１との間（領域Ｔ１）に位置していると判断される。
【００５８】
その後、導電プレート２０がさらに下降すると、スパイラル接触子１２Ａ０および１２Ａ１が下方へ収縮し、導電プレート２０はスパイラル接触子１２Ａ０および１２Ａ１と接触した状態で、ＸＹ平面（水平面）から傾くことなく、水平姿勢を保った状態で下方へ移動させられる。このとき、制御部３３には、継続して検出電圧（０，Ｖcc，Ｖcc）に相当するデジタル出力が与えられている。よって、導電プレート２０が、基板１１の接続部１１ａの位置を基準として高さｈ１とｈ２との間（領域Ｔ２）に位置していると判断される。
【００５９】
その後、導電プレート２０が所定の距離ｓ２（＝ｈ１−ｈ２）だけ下方へ移動させられると、図４の（ｉｉｉ）に示すように、導電プレート２０が全てのスパイラル接触子１２Ａ２と接点部１２３を介して接触する。このとき、接地された導電プレート２０がスパイラル接触子１２Ａ２と接触するため、スパイラル接触子１２Ａ２の検出ラインＬ２outから得られる検出電圧V２outは、電源電圧Ｖccから０へと変化する。そして、導電プレート２０はスパイラル接触子１２Ａ３とは接触していないため、制御部３３には検出電圧（０，０，Ｖcc）に相当するデジタル出力が与えられる。そして、このデジタル出力の変化が制御部３３で検知されることによって、導電プレート２０が、スパイラル接触子１２Ａ２と接触し、基板１１の接続部１１ａの位置を基準として高さｈ２のところに位置していることが検知される。
【００６０】
その後、導電プレート２０が下降すると、上記原理によって、導電プレート２０が、基板１１の接続部１１ａの位置を基準として、高さｈ２とｈ３との間（領域Ｔ３）に位置していること、または高さｈ３のところに位置していること、および基板１１と高さｈ３のところとの間（領域Ｔ４）に位置していることが検知される。
【００６１】
本発明では、上記構造および原理によって、導電プレート２０の微小な移動量を検出でき、または被測定物Ｗに作用する、微小に異なる荷重を検出できる。
【００６２】
なお、本発明では、スパイラル接触子１２Ａ０〜１２Ａ３が設けられる配列位置Ｒ０〜Ｒ３の形状は、図１Ａに示すような四角形の形状には限定されず、導電プレート２０がＸＹ平面から傾くことなく、水平姿勢を保った状態で接触できれば、同心円状などに配置されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１Ａ】本発明の接続装置を示す平面図、
【図１Ｂ】図１Ａの１−１線での切断断面図、
【図２】基板上の個々のスパイラル接触子を示す図１Ｂの拡大断面図、
【図３】スパイラル接触子の平面図、
【図４】本発明の接続装置を用いたセンサを示す部分断面図、
【図５】本発明のセンサの回路構成の概略を示す回路図、
【図６】従来のスパイラル状接触子を用いた絶縁基板の断面図
【符号の説明】
【００６４】
１０ 接続装置
１１ 基板
１２Ａ，１２Ａ０，１２Ａ１，１２Ａ２，１２Ａ３ スパイラル接触子
２０ 導電プレート
Ｒ０ 最外周配列位置
Ｒ１ 第１の配列位置
Ｒ２ 第２の配列位置
Ｒ３ 第３の配列位置
Ｗ 被測定物
【図１】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板から接触子の接触点までの高さが場所により相違する接続装置に係り、さらに前記接続装置を利用して荷重等の測定を可能としたセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
下記の特許文献１には、半導体デバイスを接続させるスパイラル状接触子が開示されている。
【０００３】
図６は従来のスパイラル状接触子を用いた絶縁基板の断面図である。
絶縁基板１００には孔１０１が設けられており、孔１０１の内面には銅メッキが施されて導電部１０２が形成されている。絶縁基板１００の上面（図示Ｚ１側の面）には、導電部１０２に導通するスパイラル状接触子１０３が設けられている。また、絶縁基板１００の下面（図示Ｚ２側の面）には、導通部１０２に導通する接続部１０４が形成されている。
【０００４】
下記特許文献１に記載の従来例では、個々のスパイラル状接触子１０３が平坦に形成されており、電極等が接触したときにスパイラル状接触子１０３が、孔１０１内に向けて変形できるようになっている。
【特許文献１】特開２００２−１７５８５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前記特許文献１に記載の従来の接続装置では、スパイラル状接触子１０３が平面Ｈの位置で平面的に設けられているので、例えばＩＣ（集積回路）やＩＣパッケージなどの電子部品の接続部として使用したときに、全てのスパイラル状接触子１０３と、電子部品の電極部とが全て確実に接触できないことがありえる。
【０００６】
また、複数のスパイラル状接触子１０３のいずれかがアース電位で、他のものが信号端子である場合に、電子部品を装着したときに、アース電位のスパイラル接触子１０３が電極部に最初に接続される保証がなく、よって、静電気が信号端子に及んだときに電子部品の内部回路を損傷するおそれがある。
【０００７】
一方、従来、微小な質量を測定する測定装置として電気的端子を使用したものがあるが、電気的端子の剛性が高いものが主であるため、きわめて軽量な質量を確実に検出できない問題があった。
【０００８】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、電子部品の電極部を複数の接触子に確実に接触させることができ、また、静電気による電子部品の悪影響も防止可能な接続装置を提供することを目的としている。
【０００９】
また本発明は、被測定物の微小な位置の変化や、被測定物に作用する、きわめて軽量な荷重の測定が可能なセンサを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、基板上に複数の渦巻き状の接触子が設けられた接続装置において、
前記接触子は前記基板からの突出寸法が相違しているものを含んでおり、前記接触子が配列している領域において、前記基板からの突出寸法の高いものが、前記基板からの突出寸法の低いものよりも外側に位置していることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の接続装置は、対象物が接触するときに、最初に突出寸法の高い接触子に接触し、次に突出寸法の低い接触子に接触するため、接触子の全てが安定して接触できるようになる。
【００１２】
特に、前記基板からの突出寸法が最も高い前記接触子が、前記領域の最外部に位置していると、あるいは、前記領域の平面形状が四角形であり、前記四角形の領域の角部に位置している前記接触子の前記基板からの突出寸法が、他の前記接触子の前記基板からの突出寸法よりも高いものであると、最初に突出寸法の高い接触子で対象物が支えられてから他の接触子に接触できるようになるため、全ての接触子を安定させて接触させることができる。
【００１３】
また、前記領域の外側から内側に向けて、前記接触子の前記基板からの突出寸法が段階的に低く形成されているものが好ましい。
【００１４】
上記構成では、さらに対象物を全ての接触子に対して安定させて接触させることができるようになる。
【００１５】
また、前記基板からの突出寸法が最も高い前記接触子は、前記基板方向へ圧縮するときの弾性係数が他の前記接触子よりも大きいことが好ましい。
【００１６】
突出寸法の高い接触子の弾性係数が大きいと、最初に突出寸法の高い接触子が対象物に接触したときにこの接触子で対象物を確実に支えることができるようになる。
【００１７】
本発明の接続装置は、電子部品に設けられた個々の電極部がそれぞれの前記接触子に接続されて導通されるものとして使用できる。
【００１８】
例えば、ＩＣまたはＩＣパッケージのように複数の電極部を有する電子部品の個々の電極部をそれぞれ、接触子に確実に接触させることができる。
【００１９】
この場合に、前記基板からの突出寸法が最も高い前記接触子がアース用として使用されることが好ましい。
【００２０】
最も突出している接触子がアース用であると、この接触子が最初に電子部品の電極部等に接触することにより、静電気によって電子部品に悪影響を与えることを防止できるようになる。
【００２１】
また、本発明は、前記接続装置を用い、被測定物がいずれの前記接触子に接触するかを検出することで、前記被測定物の位置の変化または前記被測定物に作用する荷重を測定可能としたことを特徴とするものである。例えば、前記センサは、μｇ単位の微小な差の、前記被測定物に作用する荷重の検出が可能となる。
【００２２】
前記センサとしては、前記基板からの突出寸法が最も高い前記接触子を基準電位とし、前記基準電位と他の前記接触子との電位差を測定することで、前記被測定物に作用する荷重の検出を可能としたものとして構成できる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の接続装置では、電子部品などの対象物を安定して全ての接触子に対して接触させることが可能である。また、静電気によって電子部品に悪影響を与えることも防止できる。
【００２４】
さらに、本発明の接続装置を使用したセンサは、距離の微小な変化や非常に小さい荷重を複数段階で正確に測定できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１Ａは本発明の接続装置を示す平面図、図１Ｂは図１Ａの１−１線での切断断面図、図２は基板上の個々のスパイラル接触子を示す図１Ｂの拡大断面図、図３はスパイラル接触子の平面図、図４は本発明の接続装置を用いたセンサを示す部分断面図、図５は本発明のセンサの回路構成の概略を示す回路図である。
【００２６】
なお、図１Ｂおよび図４では、各スパイラル接触子の突出寸法の差を理解しやすいように、各スパイラル接触子を三角形で示し、且つ基板からの突出寸法を誇張して記載している。
【００２７】
接続装置１０は、基板１１を有し、基板１１の上面（図示Ｚ１方向の面）１１Ａには渦巻き状に形成された複数のスパイラル接触子１２Ａが設けられている。スパイラル接触子１２Ａは、銅、ニッケルまたは銅とニッケルとの複合材料のような薄い導電板からエッチングプロセスで形成されたもの、または銅メッキ、ニッケルメッキ、あるいは銅メッキとニッケルメッキなどで形成されたものである。スパイラル接触子１２Ａは、図２および図３に示すように、前記導電板またはメッキ層により渦巻き状に形成されており、且つその巻き中心（接点部１２３）が基板１１の表面から離れるように突状に形成されている。
【００２８】
基板１１は絶縁性を有しており、その上面１１Ａには複数の接続部１１ａが互いに独立して形成されている。また上面１１Ａにはそれぞれの接続部１１ａに導通する配線部が形成されている。
【００２９】
図１Ａに示すように、基板１１の上面１１Ａにおける接続部１１ａの配置領域は四角形であり、個々の接続部１１ａは、図１Ａに示す破線に沿って一定のピッチで配列している、図１Ａには、接続部１１ａおよびその上に設けられたスパイラル接触子１２Ａのうちの一部のみ示しているが、実際には前記破線に沿って列を形成するように、接続部１１ａおよびスパイラル接触子１２Ａが多数個設けられている。
【００３０】
図１Ａでは、配列領域のうちの最外周側の配列位置を最外周配列位置Ｒ０で示し、その内側の配列位置を第１の配列位置Ｒ１、さらにその内側の配列位置を第２の配列位置Ｒ２、最も中央部での配列位置を第３の配列位置Ｒ３として示している。
【００３１】
配列位置Ｒ０〜Ｒ３に規則的に配列されている個々の接続部１１ａの上に、スパイラル接触子１２Ａが導通して設置されている。最外周配列位置Ｒ０に位置する個々の接続部１１ａの上には、突出寸法（図示Ｚ１−Ｚ２方向の寸法）が最も高いｈ０であるスパイラル接触子１２Ａ０が設けられ、第１の配列位置Ｒ１の接続部１１ａの上には、突出寸法がｈ１であるスパイラル接触子１２Ａ１が設けられ、第２の配列位置Ｒ２の接続部１１ａの上には、突出寸法がｈ２であるスパイラル接触子１２Ａ２が設けられ、第３の配列位置Ｒ３の接続部１１ａの上には、突出寸法がｈ３であるスパイラル接触子１２Ａ３が設けられる。
【００３２】
本発明では、スパイラル接触子１２Ａ０〜Ａ３の突出寸法どうしの関係は、ｈ０＞ｈ１＞ｈ２＞ｈ３となっている。すなわち、基板１１の外周側から中央部に向かうにしたがって、スパイラル接触子１２Ａの突出寸法が低くなっている。
【００３３】
スパイラル接触子１２Ａは、図３に示すように、その外周側にリング状の枠体１２１を有しており、スパイラル接触子１２Ａ２においては、図２に示すように、枠体１２１の下面（図示Ｚ２方向の面）が基板１１の接続部１１ａに対し導電性接着剤などの接合手段を用いて固定されている。なお、枠体１２１の大きさは、接続部１１ａの範囲内に収まるように、接続部１１ａと同じ大きさか、それよりも僅かに小さな面積で形成されている。スパイラル接触子１２Ａ０，１２Ａ１および１２Ａ３においても同様に、枠体１２１の下面が基板１１の接続部１１ａに対し導電性接着剤などの接合手段を用いて固定されている。
【００３４】
図２および図３に示すように、スパイラル接触子１２Ａの枠体１２１にはその内側の一部を基端部１２２ａとし、自由端側の先端が枠体１２１の中心方向に向かって渦巻き状に延びる弾性部１２２が一体形成されている。弾性部１２２の自由端側の先端には、広い面積からなる接点部１２３が設けられている。そして、スパイラル接触子１２Ａは接点部１２３が枠体１２１から凸状に突出する形状で形成されており、図示Ｚ１−Ｚ２方向に弾性変形することができるようになっている。
【００３５】
基端部１２２ａと接点部１２３との図示Ｚ１−Ｚ２方向の距離をスパイラル接触子１２Ａの突出寸法をｈとする。したがって、スパイラル接触子１２Ａ０〜Ａ３のそれぞれの基端部１２２ａと接点部１２３との図示Ｚ１−Ｚ２方向の距離が、ｈ０，ｈ１，ｈ２，ｈ３である。
【００３６】
スパイラル接触子１２Ａの弾性部１２２は、基端部１２２ａから接点部１２３に至るまでの間において同じ断面積、すなわち一定の板厚寸法および一定の幅寸法で形成されている。
【００３７】
本発明では、スパイラル接触子１２Ａ０〜Ａ３の突出寸法ｈ０〜ｈ３は、微小な差で異なっているが、スパイラル接触子１２Ａ０〜Ａ３の基端部１２２ａから接点部１２３までの弾性部１２２に沿った距離は同一の一定の距離となっている。このため、高さ寸法に応じて、最大径Ｄ０などの寸法が異なる寸法のスパイラル接触子１２Ａを製造することなく、最大径Ｄ０などの寸法が同じ寸法であるスパイラル接触子１２Ａを用いて、突出寸法が異なるスパイラル接触子１２Ａ０〜Ａ３を容易に形成することができる。
【００３８】
なお、本発明と異なり、スパイラル接触子１２Ａ０〜Ａ３の突出寸法ｈ０〜ｈ３の差が微小ではなく、所定の大きさの突出寸法差であり、そのような突出寸法差を有する複数の突出寸法のスパイラル接触子を形成する場合には、上記と異なり、スパイラル接触子の基端部１２２ａから接点部１２３までの弾性部１２２に沿った長さ、スパイラル接触子の最大径Ｄ０、あるいは弾性部１２２の太さなどを、各スパイラル接触子の突出寸法に応じて変化させる必要がある。
【００３９】
スパイラル接触子１２Ａは、図２に示すように、基端部１２２ａを支点として接点部１２３を含む弾性部１２２が片持ち支持されている。そして、スパイラル接触子１２Ａは、上方から押圧されると、弾性部１２２が収縮する方向（図示Ｚ２方向）に弾性変形させられる。このとき、接点部１２３側は渦巻きの中心側に位置してほぼ剛体と化しているため、弾性部１２２は基端部１２２ａ側から先に弾性変形させられる。
【００４０】
接続装置１０には、ＩＣ（集積回路）単体またはＩＣがパッケージ内に組み込まれたＩＣユニットなどの電子部品が設置される。この電子部品の底面には、複数の電極部が設けられ、個々の電極部がそれぞれのスパイラル接触子１２Ａに対向できるように配置されている。
【００４１】
電子部品がスパイラル接触子１２Ａ上に設置された状態で、個々のスパイラル接触子１２Ａが弾性変形して、電子部品の電極部とスパイラス接触子１２Ａとが確実に接触して導通される。電子部品は図示しない保持手段により保持されて、基板１１上に電子部品が動くことなく位置決めされて実装される。また、前記保持手段による保持を解除することによって、電子部品を交換することも可能である。
【００４２】
電子部品を設置する際に、まず最外周配列位置Ｒ０に位置する最も高い突出寸法ｈ０のスパイラル接触子１２Ａ０によって電子部品が支えられるため、この状態で電子部品が傾きにくくなり、その後に、第１の配列位置Ｒ１に位置する突出寸法がｈ１であるスパイラル接触子１２Ａ１、第２の配列位置Ｒ２に位置する突出寸法がｈ２であるスパイラル接触子１２Ａ２に順番に接触し、最後に第３の配列位置Ｒ３に位置する突出寸法がｈ３であるスパイラル接触子１２Ａ３に接触する。
【００４３】
したがって、電子部品の電極部は、安定して全てのスパイラル接触子に接触できるようになる。
【００４４】
なお、最外周配列位置Ｒ０に位置する最も突出寸法が高いスパイラル接触子１２Ａ０の弾性部１２２の断面積を他のスパイラル接触子よりも大きくするなどして、スパイラル接触子１２Ａ０の圧縮方向での弾性係数を他のスパイラル接触子よりも大きくすることが可能である。このように構成することにより、電子部品が設置されたときに、最初に剛性の高い最外周のスパイラル接触子１２Ａ０で支えられてから、それよりも内側のスパイラル接触子に接触するようになり、電子部品の全ての電極部がスパイラル接触子に安定して接触できるようになる。
【００４５】
なお、前記実施の形態の変形例として、最外周配列位置Ｒ０に位置するスパイラル接触子１２Ａ０の突出寸法のみを高くし、それよりも内側に位置する全てのスパイラル接触子をスパイラル接触子１２Ａ０よりも低く、且つ全て同じ突出寸法としてもよい。
【００４６】
あるいは、四角形に配置されている最外周配列位置Ｒ０のうちの４つの角部のそれぞれに位置するスパイラル接触子の突出寸法ｈのみを最も高くし、それ以外のスパイラル接触子の突出寸法を前記角部のスパイラル接触子の突出寸法よりも低くし、または前記角部に位置するスパイラル接触子の突出寸法と前記角部に位置するスパイラル接触子に近接した数個のスパイラル接触子の突出寸法を最も高くしてもよい。これに加えて、前記角部に位置するスパイラル接触子の弾性係数を他のスパイラル接触子の弾性係数よりも大きくしてもよい。
【００４７】
前記いずれかの構成とすることにより、電子部品を最外周のスパイラル接触子１２Ａ０または前記４つの角部に位置するスパイラル接触子によって最初に支えられながら他のスパイラル接触子に接触するようになり、安定した接触を実現できる。
【００４８】
また、前記のいずれかにおいて、最も突出寸法の高いスパイラル接触子の少なくとも１つをアース用（グラウンド端子）として基準電位とし、他のスパイラル接触子を信号伝達用として使用することが好ましい。電子部品が設置されたときに最初にアース用のスパイラル接触子が、電子部品のグラウンド電極部に接触することにより、基板１１の周辺の静電気によってＩＣなどの電子部品に悪影響を及ぼすのを防止できる。
【００４９】
次に、前記接続装置１０を使用したセンサについて説明する。
図４に示すように、基板１１の最外周配列位置Ｒ０に設けられた接続部１１ａは電源装置Ｅの−側の出力端子（接地端子）に接続されている。すなわち、最も大きい突出寸法ｈ０を有するスパイラル接触子１２Ａ０は接地されている。
【００５０】
一方、図４および図５に示すように、第１の配列位置Ｒ１〜第３の配列位置Ｒ３に設けられた個々の接続部１１ａには所定の抵抗値からなる外付け抵抗ｒの一端がそれぞれ接続されている。個々の外付け抵抗ｒの他方の端部は入力ラインＬinに接続されており、入力ラインＬinを介して電源装置Ｅの＋側の出力端子（＋端子）に接続されている。すなわち、入力ラインＬinを介して電源電圧Ｖccを第１の配列位置Ｒ１〜第３の配列位置Ｒ３に設けられた各接続部１１ａに印加することができるようになっている。
【００５１】
また、第１の配列位置Ｒ１〜第３の配列位置Ｒ３に設けられた接続部１１ａからは検出ラインＬ１out〜Ｌ３outがそれぞれ接続されており、各検出ラインＬ１out〜Ｌ３outはコネクタを介して接続装置１０の外部に引き出されている。なお、外付け抵抗ｒ、入力ラインＬinおよび検出ラインＬ１out〜Ｌ３outは、基板１１の下面に設けられており、図示しないスルーホールを介して第１の配列位置Ｒ１〜第３の配列位置Ｒ３に設けられた接続部１１ａに接続されている。
【００５２】
図５に示すように、検出ラインＬ１out〜Ｌ３outの端部は、例えばマルチプレクサなどの切り換え手段３１に入力されており、切り換え手段３１を介してＡ／Ｄ変換手段３２に接続されている。そして、Ａ／Ｄ変換手段３２の出力はＣＰＵを主体とする制御部３３に入力されている。
【００５３】
制御部３３は、切り換え手段３１を一定の切り換えのタイミング（サンプリング周期）で所定の順番にしたがって切り換えさせる指令を与える。切り換え手段３１は検出ラインＬ１out〜Ｌ３outを所定の順番にしたがって一つづつ選択するため、スパイラル接触子１２Ａ１〜Ａ３の検出電圧（アナログ量）Ｖ１out〜Ｖ３outが順次Ａ／Ｄ変換手段３２に入力される。そして、制御部３３は前記所定の変換のタイミング（サンプリング周期）にしたがってＡ／Ｄ変換手段３２を駆動する。これにより、スパイラル接触子１２Ａ１〜Ａ３の検出電圧（アナログ量）Ｖ１out〜Ｖ３outがデジタル出力に変換され、変換後のデジタル出力が順次制御部３３に与えられる。
【００５４】
図４に示すように、基板１１の上方には、導電性の導電プレート２０が設けられており、この導電プレート２０は、図示しない案内機構によって、基板１１の上面に対して垂直方向（図示Ｚ１−Ｚ２方向）へ無負荷またはほとんど無負荷で昇降できるようになっている。そして、導電プレート２０上に被測定物Ｗが設置される。
【００５５】
このセンサでは、導電プレート２０の垂直方向への微小な移動量、またはきわめて小さい、例えばμｇ単位で相違する、被測定物Ｗに作用する荷重の測定、または前記荷重別の選別が可能である。
【００５６】
導電プレート２０が下降すると、導電プレート２０が、まず、突出寸法が最も大きいスパイラル接触子１２Ａ０に接点部１２３を介して平面Ｈ０の位置で接触する。このとき、スパイラル接触子１２Ａ０が接地されているため、導電プレート２０もスパイラル接触子１２Ａ０を介して接地される。しかし、スパイラル接触子１２Ａ１〜１２Ａ３とは接触しておらず、離間している。このため、スパイラル接触子１２Ａ１〜１２Ａ３の検出ラインＬ１out〜Ｌ３outから得られる検出電圧V１out〜V３outは全て電源電圧Ｖcc（検出電圧（Ｖcc，Ｖcc，Ｖcc））であり、制御部３３には検出電圧（Ｖcc，Ｖcc，Ｖcc）がデジタル出力に変換された後の、検出電圧（Ｖcc，Ｖcc，Ｖcc）に相当するデジタル出力が与えられる。以下では、スパイラル接触子１２Ａ１〜１２Ａ３の検出ラインＬ１out〜Ｌ３outから得られる検出電圧V１out〜V３outを、前記のように検出電圧（V１out，V２out，V３out）として表す。
【００５７】
その後、導電プレート２０が下降すると、スパイラル接触子１２Ａ０が均一に収縮し、導電プレート２０が所定の距離ｓ１（＝ｈ０−ｈ１）だけ下降すると、図４において（ｉｉ）に示すように、導電プレート２０がスパイラル接触子１２Ａ１と接点部１２３を介して接触する。このとき、接地された導電プレート２０がスパイラル接触子１２Ａ１と接触するため、スパイラル接触子１２Ａ１の検出ラインＬ１outから得られる検出電圧V１outは、電源電圧Ｖccから０へと変化する。そして、導電プレート２０は、スパイラル接触子１２Ａ２，１２Ａ３とは接触していないため、制御部３３には検出電圧（０，Ｖcc，Ｖcc）に相当するデジタル出力が与えられる。そして、このデジタル出力の変化が制御部３３で検知されることによって、導電プレート２０が、スパイラル接触子１２Ａ１と接触し、基板１１の接続部１１ａの位置を基準として高さｈ１のところに位置していることが検知される。また、導電プレート２０がスパイラル接触子１２Ａ１と接触して初めて、検出電圧V１outは電源電圧Ｖccから０へと変化する。このため、導電プレート２０とスパイラル接触子１２Ａ０との接触が検知されて、検出電圧V１outが電源電圧Ｖccから０へと変化する前、すなわち、制御部３３に検出電圧（Ｖcc，Ｖcc，Ｖcc）に相当するデジタル出力が与えられているときは、導電プレート２０が、基板１１の接続部１１ａの位置を基準として高さｈ０とｈ１との間（領域Ｔ１）に位置していると判断される。
【００５８】
その後、導電プレート２０がさらに下降すると、スパイラル接触子１２Ａ０および１２Ａ１が下方へ収縮し、導電プレート２０はスパイラル接触子１２Ａ０および１２Ａ１と接触した状態で、ＸＹ平面（水平面）から傾くことなく、水平姿勢を保った状態で下方へ移動させられる。このとき、制御部３３には、継続して検出電圧（０，Ｖcc，Ｖcc）に相当するデジタル出力が与えられている。よって、導電プレート２０が、基板１１の接続部１１ａの位置を基準として高さｈ１とｈ２との間（領域Ｔ２）に位置していると判断される。
【００５９】
その後、導電プレート２０が所定の距離ｓ２（＝ｈ１−ｈ２）だけ下方へ移動させられると、図４の（ｉｉｉ）に示すように、導電プレート２０が全てのスパイラル接触子１２Ａ２と接点部１２３を介して接触する。このとき、接地された導電プレート２０がスパイラル接触子１２Ａ２と接触するため、スパイラル接触子１２Ａ２の検出ラインＬ２outから得られる検出電圧V２outは、電源電圧Ｖccから０へと変化する。そして、導電プレート２０はスパイラル接触子１２Ａ３とは接触していないため、制御部３３には検出電圧（０，０，Ｖcc）に相当するデジタル出力が与えられる。そして、このデジタル出力の変化が制御部３３で検知されることによって、導電プレート２０が、スパイラル接触子１２Ａ２と接触し、基板１１の接続部１１ａの位置を基準として高さｈ２のところに位置していることが検知される。
【００６０】
その後、導電プレート２０が下降すると、上記原理によって、導電プレート２０が、基板１１の接続部１１ａの位置を基準として、高さｈ２とｈ３との間（領域Ｔ３）に位置していること、または高さｈ３のところに位置していること、および基板１１と高さｈ３のところとの間（領域Ｔ４）に位置していることが検知される。
【００６１】
本発明では、上記構造および原理によって、導電プレート２０の微小な移動量を検出でき、または被測定物Ｗに作用する、微小に異なる荷重を検出できる。
【００６２】
なお、本発明では、スパイラル接触子１２Ａ０〜１２Ａ３が設けられる配列位置Ｒ０〜Ｒ３の形状は、図１Ａに示すような四角形の形状には限定されず、導電プレート２０がＸＹ平面から傾くことなく、水平姿勢を保った状態で接触できれば、同心円状などに配置されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１Ａ】本発明の接続装置を示す平面図、
【図１Ｂ】図１Ａの１−１線での切断断面図、
【図２】基板上の個々のスパイラル接触子を示す図１Ｂの拡大断面図、
【図３】スパイラル接触子の平面図、
【図４】本発明の接続装置を用いたセンサを示す部分断面図、
【図５】本発明のセンサの回路構成の概略を示す回路図、
【図６】従来のスパイラル状接触子を用いた絶縁基板の断面図
【符号の説明】
【００６４】
１０ 接続装置
１１ 基板
１２Ａ，１２Ａ０，１２Ａ１，１２Ａ２，１２Ａ３ スパイラル接触子
２０ 導電プレート
Ｒ０ 最外周配列位置
Ｒ１ 第１の配列位置
Ｒ２ 第２の配列位置
Ｒ３ 第３の配列位置
Ｗ 被測定物
【図１】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に複数の渦巻き状の接触子が設けられた接続装置において、
前記接触子は前記基板からの突出寸法が相違しているものを含んでおり、前記接触子が配列している領域において、前記基板からの突出寸法の高いものが、前記基板からの突出寸法の低いものよりも外側に位置していることを特徴とする接続装置。
【請求項２】
前記基板からの突出寸法が最も高い前記接触子が、前記領域の最外部に位置している請求項１記載の接続装置。
【請求項３】
前記領域の平面形状が四角形であり、前記四角形の領域の角部に位置している前記接触子の前記基板からの突出寸法が、他の前記接触子の前記基板からの突出寸法よりも高い請求項１記載の接続装置。
【請求項４】
前記領域の外側から内側に向けて、前記接触子の前記基板からの突出寸法が段階的に低く形成されている請求項１記載の接続装置。
【請求項５】
前記基板からの突出寸法が最も高い前記接触子は、前記基板方向へ圧縮するときの弾性係数が他の前記接触子よりも大きい請求項１ないし４のいずれかに記載の接続装置。
【請求項６】
電子部品に設けられた個々の電極部がそれぞれの前記接触子に接続されて導通される請求項１ないし５のいずれかに記載の接続装置。
【請求項７】
前記基板からの突出寸法が最も高い前記接触子がアース用として使用される請求項６記載の接続装置。
【請求項８】
請求項１ないし５のいずれかの接続装置を用い、被測定物がいずれの前記接触子に接触するかを検出することで、前記被測定物の位置の変化または前記被測定物に作用する荷重を測定可能としたことを特徴とするセンサ。
【請求項９】
前記基板からの突出寸法が最も高い前記接触子を基準電位とし、前記基準電位と他の前記接触子との電位差を測定することで、前記被測定物に作用する荷重の検出を可能とした請求項８記載のセンサ。
【請求項１】
基板上に複数の渦巻き状の接触子が設けられた接続装置において、
前記接触子は前記基板からの突出寸法が相違しているものを含んでおり、前記接触子が配列している領域において、前記基板からの突出寸法の高いものが、前記基板からの突出寸法の低いものよりも外側に位置していることを特徴とする接続装置。
【請求項２】
前記基板からの突出寸法が最も高い前記接触子が、前記領域の最外部に位置している請求項１記載の接続装置。
【請求項３】
前記領域の平面形状が四角形であり、前記四角形の領域の角部に位置している前記接触子の前記基板からの突出寸法が、他の前記接触子の前記基板からの突出寸法よりも高い請求項１記載の接続装置。
【請求項４】
前記領域の外側から内側に向けて、前記接触子の前記基板からの突出寸法が段階的に低く形成されている請求項１記載の接続装置。
【請求項５】
前記基板からの突出寸法が最も高い前記接触子は、前記基板方向へ圧縮するときの弾性係数が他の前記接触子よりも大きい請求項１ないし４のいずれかに記載の接続装置。
【請求項６】
電子部品に設けられた個々の電極部がそれぞれの前記接触子に接続されて導通される請求項１ないし５のいずれかに記載の接続装置。
【請求項７】
前記基板からの突出寸法が最も高い前記接触子がアース用として使用される請求項６記載の接続装置。
【請求項８】
請求項１ないし５のいずれかの接続装置を用い、被測定物がいずれの前記接触子に接触するかを検出することで、前記被測定物の位置の変化または前記被測定物に作用する荷重を測定可能としたことを特徴とするセンサ。
【請求項９】
前記基板からの突出寸法が最も高い前記接触子を基準電位とし、前記基準電位と他の前記接触子との電位差を測定することで、前記被測定物に作用する荷重の検出を可能とした請求項８記載のセンサ。
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−１６２５７１（Ｐ２００６−１６２５７１Ａ）
【公開日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３５８８４０（Ｐ２００４−３５８８４０）
【出願日】平成１６年１２月１０日（２００４．１２．１０）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月１０日（２００４．１２．１０）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
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