专利名称：微型连接器的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有微细的触点构造的微型连接器。
背景技术：
现有的连接器的触点往往采用使用了弹簧材料的弹簧板的压机冲裁的方法。就机 械加工而言，触点的尺寸可以认为0. 2mm左右为极限。另一方面，在半导体装置的连接接口 构造中，已实现0. Imm以下的构造。但是，半导体装置的连接接口并不以高稳定性地反复拆 装为目标。近年来，在电子设备的小型化的进程中，连接器的小型化也得到进展。伴随着连接 器的小型化，必须以0. 2mm以下的尺寸及间距来配置的微细的触点部。在形成这种触点部 的场合，就加工精度接近极限的机械加工而言，高精度的加工是困难的，而且制造的合格率 降低使制造成本增加。作为形成微细的触点部的方法，已知的有采用电铸法或电镀法而形成金属图案的 方法，或者使用导电性微粒子来形成导电图案的方法等。在用这些方法形成的触点中，因在 表面形成氧化膜而成为具有凹凸的表面。为了稳定地得到接触电阻低的连接，当施加压力 而使触点彼此滑动就使氧化膜破坏，要加上恒定的负荷就要增加触点彼此的接触面积。但是，就由金属图案和导电图案构成的微细触点而言，要确保弹性系数是困难的， 因而难于得到触点的稳定的接触。另外，若为了确保触点部的接触而增加推压力，则产生因 触点表面的磨损导致的微小的变形以及由磨损粉末引起的短路等问题。这样，对微细的触 点部施加负荷等形成的压力就成为问题。在基板的厚度方向取向并形成耐磨性优良并具有高导电系数的碳纳米管(CNT) 并作为触点使用的连接器已见诸于报告(参照专利文献1 日本特开2009-7461号公报及 专利文献2 日本特开2007-287375号公报)。由多个CNT构成的束(CNT束)为确保触点 部的接触而使前端部从基板表面突出。若使CNT束推压金属电极并与其接触，则产生CNT 束的分散。这种情况，由于一部分CNT向外侧散开或纵向弯曲而存在产生与邻接的触点等 接触的危险，有可能妨碍窄间距化。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以高稳定性地反复接触，能实现小型化的微型连接
ο为了实现上述目的，根据本发明的第一方案，提供一种微型连接器，用于连接设置 了多个第一凹部的绝缘性的第一基板和设置了多个第二凹部的绝缘性的第二基板之间，该 多个第一凹部在各自的底面配置有多个第一导电部，该多个第二凹部在各自的底面配置有 多个第二导电部；该微型连接器的特征是，具备第一连接部件和第二连接部件，该第一连接 部件与多个第一凹部对应地具有多个第一触点，该第一触点由将一端与第一导电部连接、 而另一端从第一基板的表面突出的多个第一碳纳米管的束构成；该第二连接部件与多个第
4二凹部对应地具有多个第二触点，该第二触点由将一端连接在第二导电部的多个第二碳纳 米管的束构成；通过将多个第一碳纳米管的各自的另一端插入到多个第二碳纳米管的各自 的另一端之间并以相互重叠的方式接触，从而多个第一触点分别与对应的多个第二触点接 触。根据本发明的第二方案，提供一种微型连接器，用于连接设置了多个第一凹部的 绝缘性的第一基板和设置了多个第二凹部的绝缘性的第二基板之间，该多个第一凹部在各 自的底面配置有多个第一导电部，该多个第二凹部在各自的底面配置有多个第二导电部， 该微型连接器的特征是，具备第一连接部件和第二连接部件，该第一连接部件与多个第一 凹部对应地具有多个第一触点，该第一触点由将一端与第一导电部连接、而另一端从第一 基板的表面突出的多个第一碳纳米管的束构成；该第二连接部件与多个第二凹部对应地具 有多个第二触点，该第二触点由将一端连接在第二导电部的多个第二碳纳米管的束构成； 多个第一碳纳米管与多个第二碳纳米管的面密度相互不同，通过将多个第一及第二碳纳米 管的一方的面密度高的碳纳米管的另一端插入到另一方的面密度低的碳纳米管的各个的 另一端的间隙中，使面密度低的碳纳米管的各个与面密度高的碳纳米管的一部分重叠而接 触，从而使多个第一触点分别与对应的多个第二触点接触。本发明的效果是，根据本发明，能提供一种可以高稳定性地反复接触，能实现小型 化的微型连接器。
图1是表示本发明的实施方式的微型连接器的一个例子的立体图。图2是表示图1所示的微型连接器的A-A断面的简图。图3是表示本发明的实施方式的微型连接器的接触的一个例子的剖面简图。图4是表示本发明的实施方式的微型连接器的CNT的剖面简图。图5是表示本发明的实施方式的微型连接器的滑动的一个例子的剖面简图。图6是表示本发明的实施方式的微型连接器的其它例子的剖面简图。图7是表示本发明的实施方式的微型连接器的其它例子的剖面简图。图8是表示本发明的实施方式的微型连接器的其它例子的剖面简图。图9是表示本发明的实施方式的微型连接器的其它例子的俯视简图。图10是表示本发明的其它实施方式的微型连接器的一个例子的俯视简图。图中2-第一碳纳米管(CNT)，4-第二碳纳米管(CNT)，10-第一连接部件，11-第一基 板，12-CNT束，14-第一导电部，16-第一触点，17-前端部，20-第二连接部件，21-第二基 板，22-CNT束，24-第二导电部，26-第二触点，30-引导部，32-表面层。
具体实施例方式以下，参照
本发明的实施方式。在下面对附图的记载中，对于相同或类似 的部分标上相同或类似的标号。但是，应当注意的是，附图只是示意图，厚度与平面尺寸的 关系、各层的厚度的比例等与实际的状况不同。因此，具体的厚度及尺寸应根据以下的说明 进行判断。当然，在附图相互之间也包含相互的尺寸关系及比例不同的部分。
另外，以下所示的本发明的实施方式只是以例子表示为将本发明的技术思想具体 化的装置及方法，但本发明的技术思想并不将构成零部件的材质、形状、构造、配置等特别 限定于下述的内容。本发明的技术思想只要在保护范围内可以进行种种变更。本发明的实施方式的微型连接器如图1所示，具有第一连接部件10和第二连接部 件20。第一连接部件10具有第一基板11及从第一基板11的一端延伸到另一端的多个 第一触点16a、16b、16c、. · ·。第一触点16a、16b、16c在与第一触点16a、16b、16c的延伸方 向正交的方向上以宽度Wa、间距P进行排列。第二连接部件20具有第二基板21及从第 二基板21的一端延伸到另一端的多个第二触点26a、26b、26c、...。第二触点26a、26b、26c 在与第二触点26a、26b、26c的延伸方向正交的方向上以宽度Wb、间距P进行排列。第一触点16a的表面与第二触点26a的表面相对。同样，第一触点16b、16c各自 的表面与第二触点26b、26c各自的表面相对。使第一连接部件10和第二连接部件20重合 时，第一触点16a、16b、16c分别与第二触点26a、26b、26c接触。如图2所示，第一连接部件10的第一触点16具有第一导电部14以及由多个第一 CNT2构成的束(以下，称为CNT束)12。第一导电部14配置于在第一基板11上所设置的 凹部的底面。多个第一 CNT2各自的一端与第一导电部14连接，各自的另一端以高度Ta从 第一基板11的表面突出。另外，第二连接部件10的第二触点26具有第二导电部24以及由多个第二 CNT4 构成的束(以下，称为CNT束)22。第二导电部24配置于在第二基板21上所设置的凹部的 底面。多个第二 CNT4各自的一端与第二导电部24连接，各自的另一端以高度Tb从第二基 板21的表面突出。例如，第一及第二 CNT2、4的平均直径在约2nm IOnm的范围内。CNT束12、22的 第一及第二 CNT2、4的面密度分别在约IO11CnT2 约IO12CnT2的范围内。第一及第二导电部 14、24使用金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、铝(Al)等金属材料。作为第一及第二基板11、21使 用塑料或陶瓷等绝缘性基板。CNT束12、22可以采用通常的化学气相生长法(CVD)等进行生长。例如，在硅(Si) 等半导体衬底上有选择地形成钴(Co)、铁(Fe)、镍(Ni)等金属催化剂。通过使用碳氢化合 物气体的CVD来使CNT在半导体衬底上垂直地取向并生长。将这样生成的CNT转印到第一 及第二基板11、21的第一及第一导电部14、24的表面而形成CNT束12、22。如图3所示，使第一及第二基板11、21的表面接触而使第一及第二触点16、26接 触。第一及第二 CNT2、4分别以高度Ta、Tb从第一及第二基板11、21的表面突出的部分以 彼此之间相互重叠的方式接触。第一及第二触点16、26之间的接触无需特别推压。因而， 可以使第一及第二 CNT2、4高稳定性地反复接触。另外，第一及第二触点16、26的宽度Wa、Wb及间距P无特别限定。由于CNT束 可以形成微细图案，因而能够以机械加工精度的极限例如0. 2mm以下的宽度及间距形成触 点。再有，由于在第一及第二触点16、26之间无需特别推压，因而不存在因触点的磨损导致 的微小变形及由磨损粉引起的短路等问题。由此，能够分别以0. 2mm以下的间距及0. Imm 以下的宽度Wa、Wb来形成第一及第二触点16、26。并且，在如图3所示连接第一及第二连接部件10、20之后，例如使第一连接部件10 相对第二连接部件20沿图4的箭头方向滑动。其结果，如图4所示，第一及第二 CNT2、4的
6重叠部分被弯曲而能更稳定地连接。另外，可以通过滑动来进行第一及第二连接部件10、20的连接。如图5所示，在第 一及第二触点16、26的延伸方向上使第一触点16的一端与第二触点26的另一端接触，使 第一连接部件10相对第二连接部件20沿图5的箭头方向滑动。第一及第二触点16、26的 各自的多个第一及第二 CNT2、4由于从第一及第二基板11、21的表面突出的部分滑动而向 相反的方向弯曲从而相互重叠并接触。这样，通过使第一及第二连接部件10、20滑动并接 触，从而可以使多个第一及第二 CNT2、4分别弯曲并相互重叠而使第一及第二触点16、26接 触。因此，可以使第一及第二触点16、26间的接触反复稳定地进行。在通过滑动进行连接的场合，如图6所示，最好在第一及第二基板11、21的表面形 成各自的摩擦系数为例如0.5以下的绝缘体的表面层32。作为表面层32，可以使用氟树 脂、尼龙等树脂材料。通过设置摩擦系数小的表面层32，即使反复地进行通过滑动的连接， 也能稳定地保持机械特性。另外，如图6所示，也可以在第一基板11的端部设置与第一触点16的延伸方向平 行的引导部30，从而使多个第一触点16与对应的多个第二触点16接触的同时使第一基板 11滑动。即使以微小的间距对微细宽度的第一及第二触点16、26进行排列，也能利用引导 部30使多个第一触点16与对应的多个第二触点16进行高精度的对位。此外，表面层32虽设置在第一及第二基板11、21两方，但也可以只设置在任何一 方。另外，也可以将第一及第二基板11、21的至少一方做成摩擦系数小的绝缘体。另外，虽 然在第一基板11上设置引导部30，但也可以在第二基板21上设置引导部。或者，也可以在 第一及第二基板11、21两方上设置引导部。第一变形例本发明的实施方式的第一变形例的微型连接器如图7所示，具备具有第一触点16 的第一连接部件10以及具有第二触点26的第二连接部件20a。第二触点26具有第二导电 部24以及由多个第二 CNT4构成的CNT束22a。多个第二 CNT4将各自的一端与第二导电 部24连接，而该第二导电部24配置在设于第二基板21的凹部的底面上；各自的另一端位 于距设于第二基板21的凹部的表面深度为Tc的下方的水平位置。在实施方式的第一变形例中，在多个第二 CNT4的另一端位于距设于第二基板21 的凹部的表面的下方的水平位置这点上与实施方式不同。由于其它结构与实施方式相同， 因而省略了重复的说明。如图2及图3所示，若第一及第二 CNT2、4分别从第一及第二基板11、21的表面突 出，则在接触时CNT束12、22a的外周部的第一及第二 CNT2、4容易向外侧散开而纵向弯曲。 若第一及第二 CNT2、4纵向弯曲，则由于因滑动进行的反复连接而使外周部的第一及第二 CNT2、4破损，有可能成为短路的原因。在实施方式的第一变形例中，如图7所示，多个第一 CNT2虽以高度Ta从第一基板 11的表面突出，但多个第二 CNT4却从第二基板21的表面后退到凹部。在这里，高度Ta比 深度Tc更大，并且，第一触点16的宽度Wa比第二触点26的宽度Wb更小。若使第一触点 16与对应的第二触点26接触，则第一 CNT2的突出部分与第二基板21的凹部嵌合。因此， 不会产生第一 CNT2的纵向弯曲，可以稳定地反复进行第一连接部件10及第二连接部件20a 的连接。
另外，在上述的说明中，使多个第二 CNT4从第二基板21的表面后退。但是，也可 以使多个第一 CNT2从第一基板11的表面后退，而使多个第二 CNT4从第二基板21的表面 突出。在这种情况下，将第一触点16的宽度Wa做得比第二触点26的宽度Wb更大。第二变形例本发明的实施方式的第二变形例的微型连接器如图8所示，具备具有第一触点16 的第一连接部件10以及具有第二触点26的第二连接部件20b。第二触点26具有第二导电 部24以及由多个第二 CNT4构成的CNT束22b。多个第二 CNT4的面密度比多个第一 CNT2 的面密度更小。在实施方式的第二变形例中，在多个第二 CNT4的面密度比多个第一 CNT2的面密 度更小这点上与实施方式及第一变形例不同。由于其它结构与实施方式及第一变形例相 同，因而省略了重复的说明。如图8所示，由于多个第二 CNT4的面密度比多个第一 CNT2的面密度更小，因而容 易使多个第一 CNT2与多个第二 CNT4的间隙重合。其结果，可以稳定地反复进行第一及第 二连接部件10、20b的连接。另外，在上述的说明中，将多个第二 CNT4的面密度做得比多个第一 CNT2的面密度 更小。但是，也可以将多个第二 CNT4的面密度做得比多个第一 CNT2的面密度更大。第三变形例本发明的实施方式的第三变形例的微型连接器如图9所示，具备具有第一触点16 的第一连接部件IOa以及具有第二触点26的第二连接部件20。第一触点16在第一基板 11的一端部，第一触点16的前端形状具有三角形的前端部17。在实施方式的第三变形例中，在第一触点16具有三角形的前端部17这点上与实 施方式、第一及第二变形例不同。由于其它结构与实施方式、第一及第二变形例相同，因而 省略了重复的说明。例如，如图9所示，使第一连接部件IOa相对第二连接部件20滑动而使第一及第 二触点16、26接触。在这种情况下，使其从第一触点16的前端部17 —侧与第二触点26接 触，使第一连接部件IOa滑动。由于前端部17的前端比对应的第二触点26的宽度窄，能够 以良好的再现性稳定地进行从滑动状态直到固定状态的第一及第二触点16、26接触。此外，前端部17的形状并不限定于三角形。也可以设置为得到滑动插入时的稳定 的变形的斜度，例如，第一触点16的前端部可以是梯形或阶梯状。另外，也可以是朝向前端 以曲线状逐渐变细的形状。其它实施方式如上所述，本发明记载的实施方式不应理解为成为其公开的一部分论述及附图是 对本发明的限定。很显然，本行业的从业人员可根据这些公开的内容提出各种等同替换的 实施方式、实施例及运用技术。在本发明的实施方式中，第一及第二触点16、26是从第一及第二基板11、21的一 端向另一端延伸。但是，对第一及第二触点的形状并无限定。也可以在第一及第二基板上 分散排列圆形或矩形的第一及第二触点。例如，如图10所示，第一连接部件IOA具有分散 排列在第一基板11的表面上的圆形的多个第一触点16A、16B、16C、16D。第二连接部件20A 具有分别与第一触点16A 16D相对应的分散排列在第二基板21上的圆形的多个第二触
8点26A、26B、26C、26D。多个第二触点26A 26D分别与多个第一触点16A 16D对应。这样，不言而喻，本发明也包含在此未记载的各种实施方式等。因此，本发明的保 护范围只能由根据上述说明所妥善提出的有关权利要求书的发明特定内容来决定。本发明可应用于具有微细的触点构造的微型连接器。
权利要求
1.一种微型连接器，用于连接设置了多个第一凹部的绝缘性的第一基板和设置了多 个第二凹部的绝缘性的第二基板之间，该多个第一凹部在各自的底面配置有多个第一导电 部，该多个第二凹部在各自的底面配置有多个第二导电部，该微型连接器的特征在于，具备第一连接部件和第二连接部件，上述第一连接部件与上述多个第一凹部对应地具有多个第一触点，该第一触点由将一 端与上述第一导电部连接、而另一端从上述第一基板的表面突出的多个第一碳纳米管的束 构成，上述第二连接部件与上述多个第二凹部对应地具有多个第二触点，该第二触点由将一 端与上述第二导电部连接的多个第二碳纳米管的束构成，通过将上述多个第一碳纳米管的各自的另一端插入到上述多个第二碳纳米管的各自 的另一端之间并以相互重叠的方式接触，从而上述多个第一触点分别与对应的上述多个第 二触点接触。
2.一种微型连接器，用于连接设置了多个第一凹部的绝缘性的第一基板和设置了多 个第二凹部的绝缘性的第二基板之间，该多个第一凹部在各自的底面配置有多个第一导电 部，该多个第二凹部在各自的底面配置有多个第二导电部，该微型连接器的特征在于，具备第一连接部件和第二连接部件，上述第一连接部件与上述多个第一凹部对应地具有多个第一触点，该第一触点由将一 端与上述第一导电部连接、而另一端从上述第一基板的表面突出的多个第一碳纳米管的束 构成，上述第二连接部件与上述多个第二凹部对应地具有多个第二触点，该第二触点由将一 端与上述第二导电部连接的多个第二碳纳米管的束构成，上述多个第一碳纳米管与上述多个第二碳纳米管的面密度相互不同，通过将上述多个 第一及第二碳纳米管的一方的面密度高的碳纳米管的另一端插入到另一方的面密度低的 碳纳米管的各个的另一端的间隙中，使上述面密度低的碳纳米管的各个与上述面密度高的 碳纳米管的一部分重叠而接触，从而使上述多个第一触点分别与对应的上述多个第二触点 接触。
3.根据权利要求1或2所述的微型连接器，其特征在于，上述多个第二碳纳米管的各自的另一端位于距设置于上述第二基板上的多个第二凹 部各自的表面下方的水平位置。
4.根据权利要求1 3任一项所述的微型连接器，其特征在于，上述多个第一触点的各个从上述第一基板表面的一端向另一端延伸，上述多个第二触 点的各个从上述第二基板表面的一端向另一端延伸，通过在使上述第一基板的一端与上述 第二基板的另一端接触之后使上述第一基板从上述第二基板的另一端向一端滑动，从而使 上述多个第一触点的各个与对应的上述多个第二触点的各个接触。
5.根据权利要求4所述的微型连接器，其特征在于，上述第一基板具有与上述多个第一触点的延伸方向平行的引导部，从而使上述多个第 一触点的各个一边与对应的上述多个第二触点的各个接触一边在上述第一基板上滑动。
6.根据权利要求4或5所述的微型连接器，其特征在于，上述第一及第二基板的表面摩擦系数为0. 5以下。
7.根据权利要求4或5所述的微型连接器，其特征在于，上述多个第一触点的各个在上述第一基板表面的一端的宽度比对应的上述多个第二 触点的各个在上述第二基板表面的一端的宽度更小。
8.根据权利要求1 3任一项所述的微型连接器，其特征在于，上述多个第一触点分散配置在上述第一基板上，上述多个第二触点分散配置在上述第二基板上。
9.根据权利要求1 8任一项所述的微型连接器，其特征在于，上述多个第一触点具有0. Imm以下的宽度，并以0. 2mm以下的间距排列。
全文摘要
本发明的微型连接器具备第一连接部件(10)和第二连接部件(20)。该第一连接部件具有多个第一触点(16)，该多个第一触点由将一端与配置于在绝缘性第一基板(11)上所设的多个凹部各自的底面上的第一导电部(14)连接、而另一端从第一基板的表面突出的多个第一碳纳米管(2)的束(12)构成；该第二连接部件与多个第一触点的各个对应地具有多个第二触点(26)，该多个第二触点由将一端与配置于在绝缘性第二基板(21)上所设的多个凹部各自底面上的第二导电部(24)连接的多个第二碳纳米管(4)的束(22)构成。在使多个第一触点分别与对应的多个第二触点接触的状态下，使多个第一碳纳米管各个在多个第二碳纳米管各个之间以相互重叠的方式接触。
文档编号H01R13/629GK102005656SQ20101012131
公开日2011年4月6日 申请日期2010年2月22日 优先权日2009年8月31日
发明者鴫原正义 申请人:Smk株式会社