特許 6759455 潤滑式コンタクト素子およびその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6759455

(24)【登録日】2020年9月4日

(45)【発行日】2020年9月23日

(54)【発明の名称】潤滑式コンタクト素子およびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01R 13/03 20060101AFI20200910BHJP

   H01R 43/16 20060101ALI20200910BHJP

【ＦＩ】

   H01R13/03 Z

   H01R43/16

【請求項の数】15

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2019-514860(P2019-514860)

(86)(22)【出願日】2017年6月1日

(65)【公表番号】特表2019-517730(P2019-517730A)

(43)【公表日】2019年6月24日

(86)【国際出願番号】EP2017063389

(87)【国際公開番号】WO2017207731

(87)【国際公開日】20171207

【審査請求日】2018年11月28日

(31)【優先権主張番号】16172753.2

(32)【優先日】2016年6月2日

(33)【優先権主張国】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】501090342

【氏名又は名称】ティーイー コネクティビティ ジャーマニー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツンク

【氏名又は名称原語表記】ＴＥ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ Ｇｅｒｍａｎｙ ＧｍｂＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100100077

【弁理士】

【氏名又は名称】大場 充

(74)【代理人】

【識別番号】100136010

【弁理士】

【氏名又は名称】堀川 美夕紀

(74)【代理人】

【識別番号】100130030

【弁理士】

【氏名又は名称】大竹 夕香子

(74)【代理人】

【識別番号】100203046

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 聖子

(74)【代理人】

【識別番号】100121533

【弁理士】

【氏名又は名称】佐々木 まどか

(72)【発明者】

【氏名】ライトナー，ミヒャエル

(72)【発明者】

【氏名】シュミット，ヘルゲ

(72)【発明者】

【氏名】トス，シュテファン

【審査官】 藤島 孝太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−０５９４７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１４−５０３９９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０５９２６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３１５９４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５５−０６９１８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２２８２６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１５／１６３４５４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０００−０２１５４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１３５１９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｒ １３／００ −１３／０８

１３／１５ −１３／３５

４３／０２７−４３／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気アセンブリ（２９）のためのコンタクト素子（１）であって、
前記コンタクト素子（１）は、銅（４９）または銅合金（５１）を含有する基板（１３）と、貴金属（５９）またはすず（６１）を含有する少なくとも１つの導電層（１７）と、少なくとも１つのマスキング層（１５）と、を備え、
前記少なくとも１つのマスキング層（１５）は、ポリマーから形成されており、かつ、潤滑性フィラー（４７）または／および導電性フィラー（４８）をさらに含み、
前記コンタクト素子（１）の一面側（３１）が、前記少なくとも１つのマスキング層（１５）および前記少なくとも１つの導電層（１７）によって少なくとも一部覆われ、
前記少なくとも１つのマスキング層（１５）および前記少なくとも１つの導電層（１７）は、相手側コンタクト素子との接触面（３２）を形成し、
前記少なくとも１つのマスキング層（１５）および前記少なくとも１つの導電層（１７）は、同一面上に交互に配置されている、
コンタクト素子（１）。

【請求項2】

前記少なくとも１つの導電層（１７）は、前記基板（１３）上に直接設けられている、
請求項１に記載のコンタクト素子（１）。

【請求項3】

前記マスキング層（１５）は、前記潤滑性フィラー（４７）および前記導電性フィラー（４８）を含む、
請求項１または２に記載のコンタクト素子（１）。

【請求項4】

前記ポリマーは、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタラート、ポリカーボネート、ポリウレタンのうち、少なくとも１つである、
請求項１から３のいずれか一項に記載のコンタクト素子（１）。

【請求項5】

前記基板（１３）と、前記少なくとも１つのマスキング層（１５）および前記少なくとも１つの導電層（１７）のうちの少なくとも１つとの間に、中間層（３３）が配置されており、
前記中間層（３３）は、ニッケル（５５）またはニッケル合金（５７）のうちの１つを含有する、
請求項１、３、４のいずれか一項に記載のコンタクト素子（１）。

【請求項6】

電気アセンブリ（２９）のためのコンタクト素子（１）であって、
前記コンタクト素子（１）は、銅（４９）または銅合金（５１）を含有する基板（１３）と、貴金属（５９）またはすず（６１）を含有する少なくとも１つの導電層（１７）と、少なくとも１つのマスキング層（１５）と、を備え、
前記少なくとも１つのマスキング層（１５）は、ポリマーから形成されており、
前記コンタクト素子（１）の一面側（３１）が、前記少なくとも１つのマスキング層（１５）および前記少なくとも１つの導電層（１７）によって少なくとも一部覆われ、
前記少なくとも１つのマスキング層（１５）および前記少なくとも１つの導電層（１７）は、相手側コンタクト素子との接触面（３２）を形成し、
前記少なくとも１つのマスキング層（１５）および前記少なくとも１つの導電層（１７）は、同一面上に交互に配置されているとともに、
前記基板（１３）と、前記少なくとも１つのマスキング層（１５）および前記少なくとも１つの導電層（１７）のうちの少なくとも１つとの間に、中間層（３３）が配置されており、
前記中間層（３３）は、ニッケル（５５）またはニッケル合金（５７）のうちの１つを含有する、
コンタクト素子（１）。

【請求項7】

前記中間層（３３）は、１μｍ〜３μｍの厚さ（３９）を有する、
請求項５または６に記載のコンタクト素子（１）。

【請求項8】

電気アセンブリ（２９）のためのコンタクト素子（１）を形成する方法であって、
銅（４９）または銅合金（５１）を含有する基板（１３）を、ポリマーを用いてマスキングして前記基板（１３）上に前記ポリマーを含有するマスキング層（１５）を形成するステップと、
前記マスキング層（１５）を部分的に除去することによって、少なくとも１つの非マスキング領域（３７）を形成するステップと、
前記少なくとも１つの非マスキング領域（３７）の少なくとも一部に貴金属（５９）またはすず（６１）を含有する導電層（１７）を堆積させるステップと、
を含む方法。

【請求項9】

前記マスキングは、液状のポリマーを用いて行われる、
請求項８に記載の方法。

【請求項10】

前記ポリマーは、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタラート、ポリカーボネート、ポリウレタンのうち、少なくとも１つである、
請求項８または９に記載の方法。

【請求項11】

前記マスキング層（１５）を形成するステップの前に、
前記基板（１３）上に、ニッケル（５５）またはニッケル合金（５７）を含有する中間層（３３）を形成するステップをさらに含む、
請求項８から１０のいずれか一項に記載の方法。

【請求項12】

前記マスキング層（１５）は導電性フィラー（４８）および潤滑性フィラー（４７）のうちの少なくとも１つをさらに含む、
請求項８から１１のいずれか一項に記載の方法。

【請求項13】

前記マスキング層（１５）は感光性フィラー（７７）をさらに含む、
請求項８から１１のいずれか一項に記載の方法。

【請求項14】

前記少なくとも１つの非マスキング領域（３７）を形成するステップでは、前記基板（１３）の表面の一部が露出するように、前記マスキング層（１５）は部分的に除去される、
請求項８に記載の方法。

【請求項15】

前記少なくとも１つの非マスキング領域（３７）を形成するステップでは、レーザアブレーションまたは電子ビームアブレーションが行われる、
請求項８に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気アセンブリのためのコンタクト素子およびその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

概して、電気プラグコネクタのためのコンタクト素子は、強い差し込み力を生み、コンタクト素子と相手側コンタクト素子との間の相対運動が生じた場合、コンタクト素子の摩耗を招く。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

特に小型化されたプラグコネクタでは、また多数のコンタクト素子、たとえばコンタクトピンを備えるプラグコネクタでは、プラグコネクタの最終差し込み状態を得るために必要な差し込み力は、顧客仕様（customer specifications）を超える。
この問題を克服するために、当技術分野の解決策は、顧客仕様の範囲内の差し込み力で最終差し込み状態を得るために、追加の潤滑または機械手段、たとえばてこを適用する。

【0004】

追加の機械手段は、プラグコネクタをより複雑かつ高価にする。一方、潤滑手段は、保存寿命および温度安定性に対する要求を満たす必要がある。

【0005】

特に自動車分野で適用される小型化されたプラグコネクタの場合、コンタクト面は、耐摩耗性の制限を受け、差し込み力を制限している。当技術分野のプラグコネクタの接触部分すなわちコンタクト面は、概して、摺動式ではなく、静止したコンタクト面として具現化される。多数のコンタクト素子、たとえばコンタクトピンを適用することで、コンタクト素子の数に応じて必要な差し込み力が増大する。

【0006】

加えて、当技術分野のコンタクト素子を有するプラグコネクタは、概して、貴金属、たとえば金、銀、もしくはパラジウム、または例示的に金属すずをコンタクト面全体に適用する。そのような金属被覆は、コンタクト素子の導電性をそれほど低減させることなく、コンタクト素子の耐腐食性を増大させる。しかし、それらの貴金属は高価であり、前記プラグコネクタのコストを増大させる。

【0007】

したがって、本発明の１つの目的は、コンタクト素子で使用される貴金属の量を削減することである。さらに、本発明の１つの目的は、長い保存期間、すなわち高い貯蔵可能性を有し、腐食からの保護を提供し、化学的に長時間安定している、コンタクト素子との潤滑剤を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明のコンタクト素子は、基板、少なくとも１つの導電層、および少なくとも１つのマスキング層を備えることによって、上記の問題を解決する。コンタクト素子のコンタクト側は、少なくとも１つのマスキング層および少なくとも１つの導電層によって少なくとも一部覆われる。少なくとも１つのマスキング層および少なくとも１つの導電層は、コンタクト面を形成し、コンタクト面は、少なくとも１つのマスキング層および少なくとも１つの導電層の交互領域を備える。

【0009】

また、コンタクト素子が、２つ以上のコンタクト面を備え、各コンタクト面が、少なくとも１つのマスキング層および少なくとも１つの導電層を備えることも考えられる。

【0010】

コンタクト側は、少なくとも１つのマスキング層および少なくとも１つの導電層によって、直接または間接的に少なくとも一部覆うことができる。

【0011】

少なくとも１つのマスキング層および少なくとも１つの導電層の交互領域は、コンタクト面における少なくとも１つの導電層の部分および少なくとも１つのマスキング層の部分の局所的な配置であると理解されたい。

【0012】

非限定的な例として、コンタクト素子は、たとえば縞、矩形、または別の幾何形状として具現化される特定の数の導電部分を備えることができる。これらの導電部分を、マスキング層によって取り囲むことができる。しかし、マスキング層を形成するマスキング部分を、導電層を形成する導電部分によって取り囲むことも可能である。

【0013】

層とは、堆積材料からなる薄い２次元の構造であり、薄いという表現は、基板の厚さよりはるかに薄い厚さに関すると理解されたい。概して、コンタクト素子の層厚さは、約１μｍから最高１００μｍ程度である。

【0014】

上述した本発明の方法は、基板をマスキング層でマスキングするステップと、マスキング層を部分的に除去することによって、少なくとも１つの非マスキング領域を形成するステップと、少なくとも１つの非マスキング領域の少なくとも一部に導電層を堆積させるステップとを含むことによって、問題を解決する。

【0015】

基板をマスキング層でマスキングするステップは、基板をマスキング材料の槽に浸漬することまたは基板にマスキング材料を噴霧することによって実行することができる。基板をマスキングするこれら２つの可能性は、単に非限定的な例示的なマスキングステップであると理解されたい。

【0016】

マスキング層は、上述した２つの例示的な技法によって基板に均質に堆積させることができ、または印刷技法を介して直接塗布することができる。基板にマスキング層を塗布可能な印刷技法は、たとえば、インクジェット印刷、ジェット印刷、またはグラビア印刷である。前述の印刷技法はまた、基板に均質のマスキング層を印刷するために適用することもできる。上述した印刷技法は、時間を節約しかつコストを削減する直接的なマスキング層の塗布を可能にし、分割レベル（resolution）は、使用される印刷技法および印刷機デバイスによってのみ制限される。

【0017】

マスキング層を部分的に除去することによって、少なくとも１つの非マスキング領域を形成するステップは、非限定的な例として、直接レーザアブレーションによって実行することができる。少なくとも１つの非マスキング領域を形成する別のアブレーション技法は、電子ビームアブレーションである。どちらのアブレーション技法も、材料の超高速加熱に基づいており、そのような加熱は、プラズマを生成し、加熱された材料の突然の蒸発をもたらす。レーザアブレーションの場合、材料は、レーザ放射によって加熱され、電子ビームアブレーションの場合、プラズマを生成するためのエネルギーは、電子ビームによって提供される。

【0018】

電子ビームアブレーションは、より高い分割レベルを得ることができるが、システムがより複雑になるという犠牲を伴う。

【0019】

以下の説明は、レーザアブレーションのみに焦点を当てるが、電子ビームアブレーションにも同様に適合することができる。

【0020】

レーザアブレーションは、概して、たとえば希土類ドープレーザ活性材料またはチタンサファイアに基づく固体レーザによって、またはエキシマレーザによって放出される短レーザパルスまたは超短レーザパルスを利用し、パルス持続時間は、ナノ秒またはフェムト秒の範囲である。

【0021】

以下、本発明の様々な実施形態について、提示および説明する。各実施形態は単独で有利であり、異なる実施形態の技術的特徴を組み合わせることができ、またはその技術的特徴による技術的な作用が本発明にとって重要でない限り、そのような技術的特徴を省略することができる。

【0022】

本発明のコンタクト素子の第１の実施形態では、少なくとも１つの導電層は、コンタクト面の非マスキング領域に位置する。

【0023】

コンタクト面の非マスキング領域とは、マスキング層が欠けている領域である。

【0024】

少なくとも１つのマスキング層および少なくとも１つの導電層は、コンタクト面で互いに隣接して位置することができる。

【0025】

言い換えれば、少なくとも１つのマスキング層は、少なくとも１つの導電層の隣に継ぎ目なく位置することができる。したがって、基板は、少なくとも１つのマスキング層および少なくとも１つの導電層によって全体的に覆われて保護される。

【0026】

マスキング層の部分および導電層の部分の数、ならびにこれらの部分の形状に応じて、１つの部分（マスキングまたは導電）が、異なる数の他の部分（導電またはマスキング）に隣接して位置することができる。

【0027】

マスキング層の部分および導電層の部分は、初めに述べた交互領域に相当する。

【0028】

本発明のコンタクト素子の第２の実施形態では、マスキング層は、潤滑性充填媒体を含む。潤滑性充填媒体は、ポリマー内に含有することができる。

【0029】

ポリマーは、潤滑性充填媒体をさらに含むことができ、たとえば潤滑性充填媒体からなることができる。

【0030】

したがって、マスキング層は、マスキング層に隣接して位置する導電層に潤滑を提供する潤滑剤貯蔵部として作用することができる。

【0031】

潤滑性充填媒体は、湿式または乾式の潤滑剤、たとえばグリースまたはグラファイトから構成することができる。潤滑性充填媒体は、マスキング層の材料内に浸漬された潤滑性粒子から構成することができる。

【0032】

少なくとも１つのマスキング層および少なくとも１つの導電層が、コンタクト面を形成するため、潤滑性充填媒体は、導電層の少なくとも１つの部分に隣接して位置し、好ましくは多数の導電部分間に埋め込まれる。したがって、コンタクト面は、導電層によって差し込み動作中に相手側コンタクト面に機械的に当接する。

【0033】

マスキング層は、相手側コンタクト面に機械的に接触することができるが、コンタクト力は、それぞれコンタクト面の導電部分を通して加えられる。したがって、潤滑性充填媒体を含むマスキング層の材料は、相手側コンタクト面によって変位されないが、相手側コンタクト面に機械的に接触したままである。

【0034】

マスキング層に使用することができるポリマーは、異なる用途に合わせて設計することができ、たとえばコンタクト素子を適用することができる異なる温度範囲、ならびに湿度、電磁放射、または雰囲気のような周囲の条件に合わせて設計することができる。ポリマーは、潤滑性充填媒体を受け取るのに適した任意の市販のポリマー（たとえばＰＭＭＡ、ＰＥ、ＰＶＣ、ＰＥＴ、ＰＣ、ＰＥＴ、ＰＵなど）とすることができる。

【0035】

本発明のコンタクト素子の別の実施形態では、コンタクト素子は、摺動コンタクトとして実施することができる。そのような摺動コンタクトでは、接触部分または接触点が、対応する静止位置付近で動く。

【0036】

摺動コンタクトとして特別に設計されていないプラグインコネクタの場合でも、それらの特性は、接触部分または接触点がその静止位置から動く間に、振動に対する安定性を増大させるという利点を有することができる。

【0037】

本発明のコンタクト素子の第３の実施形態では、マスキング層が、導電性充填媒体を含む。

【0038】

そのような導電性充填媒体は、粒子もしくはナノ粒子、たとえばグラファイトもしくはナノチューブのような炭素誘導体、または単に金属粒子から構成することができる。

【0039】

したがって、この実施形態のマスキング層は、２つの機能性を満たし、すなわち差し込み力を低減させるためにコンタクト面を潤滑し、かつコンタクト素子のコンタクト面と相手側コンタクト素子の相手側コンタクト面との間に追加の電気的接続を提供する。

【0040】

本発明のコンタクト素子の別の実施形態では、基板は、銅または銅合金のうちの１つから形成される。

【0041】

銅または銅合金は、概して、低いオーム抵抗、高い導電率をもたらし、容易に製造することができるため、電気的接触手段のために用いられる。しかし、銅は、周囲の空気中で酸化する傾向を示し、その硬度により、差し込み動作を繰り返すには適していない。特にこの理由で、銅または銅合金は、少なくとも１つのマスキング層および少なくとも１つの導電層によって少なくとも一部覆われる。

【0042】

本発明のコンタクト素子の別の実施形態では、導電層は、基板の材料とは異なるコンタクト材料から構成される。すなわち、基板のうち非マスキング部分、すなわちマスキング層によって覆われていない部分に、コンタクト材料が堆積される。

【0043】

基板とは異なる組成の銅合金はまた、導電層に対する材料として使用することもできる。

【0044】

導電層は、貴金属、たとえば金、銀、もしくはパラジウム、またはすずなどの毒性の低い重金属を含有することができる。したがって、導電層の材料は、基板の非マスキング領域を環境的条件から保護する。

【0045】

導電層に適用される材料は、前述の金属の合金をさらに含有することができる。

【0046】

本発明のコンタクト素子の別の実施形態では、基板と、少なくとも１つのマスキング層および少なくとも１つの導電層のうちの少なくとも１つとの間に、中間層が配置される。

【0047】

中間層は、基板のうちコンタクト面を形成する部分を全体的に覆うことができる。中間層は、好ましくは、基板とマスキング層との間、および、基板と導電層との間に位置することができる。中間層は、導電層を支持することができ、導電材料、好ましくは基板および／または導電層と類似の導電率を有する金属を含有することができる。

【0048】

本発明のコンタクト素子の別の実施形態では、中間層は、約１μｍ〜約３μｍの厚さを有する。そのような中間層の厚さは、導電層の有効硬度を増大させるように適用することができる。

【0049】

上述した厚さで実施される中間層は、基板の可撓性および弾性に影響しないが、それでもなお環境の影響から基板を保護する。

【0050】

中間層の硬度は、基板の硬度より高くすることができ、したがって摩耗、たとえば差し込み動作を繰り返すことによる摩耗に対するコンタクト素子の耐性を増大させることができる。

【0051】

本発明のコンタクト素子の別の実施形態では、中間層は、ニッケルまたはニッケル合金のうちの１つを含有する。ニッケルまたはニッケル合金は、環境の影響から基板を保護する上述した利点を提供し、基板とは反対側で中間層に堆積させた導電層の有効硬度を増大させる。

【0052】

そのようなニッケルまたはニッケル合金、概して中間層は、加えられた差し込み力を導電層から中間層および基板へさらに伝達する。基板は、加えられた差し込み力が選択的または１点に印加された場合でも、全体的に撓みまたは弾性的に変形することができる。

【0053】

したがって、中間層は、導電層部分の面積より大きい面積にわたって、差し込み力を基板に分散させる。

【0054】

本発明の方法の第１の実施形態は、基板と、マスキング層および導電層のうちの少なくとも１つと、の間に中間層を提供するステップをさらに含む。

【0055】

好ましくは、中間層は、ニッケル層またはニッケル合金層のうちの１つを含有し、この層は、１μｍから最高数マイクロメートル程度の厚さで実施される。

【0056】

中間層は、ガルバニック堆積、化学気相成長もしくは物理気相成長、イオンビーム堆積、スパッタリング、または類似の技法によって、基板に堆積させることができる。

【0057】

本発明の方法の第２の実施形態は、少なくともマスキング層に導電性充填媒体および潤滑性充填媒体のうちの少なくとも１つを提供するステップをさらに含む。

【0058】

導電性充填媒体には、コンタクト素子の導電層が相手側コンタクト素子に当接しない場合でも、コンタクト素子とそれに一致する相手側コンタクト素子との間の電気的接続を確立することができるという利点がある。さらに、導電性充填媒体は、コンタクト面を介して伝送可能な電流を増大させる。

【0059】

マスキング層内の潤滑性充填媒体は、マスキング層を潤滑剤貯蔵部に変え、潤滑剤貯蔵部は、導電層の潤滑を連続して保証することができる。さらに、マスキング層の非マスキング領域の少なくとも一部に導電層が堆積されるため、導電層が相手側コンタクト素子に当接するとき、マスキング層材料の一部である潤滑性充填媒体は変位しない。

【0060】

導電性充填媒体および／または潤滑性充填媒体は、基板をマスキング層でマスキングする前に、マスキング層材料内に提供することができる。すなわち、基板または中間層にマスキング層材料を塗布する前に、対応する充填媒体がマスキング層材料に組み込まれる。

【0061】

基板をマスキング層でマスキングした後、導電性充填媒体および／または潤滑性充填媒体をマスキング層に組み込むことができることも考えられる。前記充填媒体の組み込みは、同化、注入、吸収、または吸着によって実行することができる。

【0062】

充填媒体は、マスキング層材料内にまたは単にマスキング層の上部に、均質に提供することができる。この上部は、マスキング層のうち基板から最も遠くに離れている部分であると理解されたい。

【0063】

本発明の方法の第３の実施形態は、マスキング層に感光性充填媒体を提供するステップをさらに含む。

【0064】

感光性充填媒体は特に、フォトレジストもしくは硬化ポリマーを含有することができ、またはフォトレジストもしくは硬化ポリマーからなることができる。

【0065】

感光性充填媒体とは、特定の波長範囲の光で照射されるとその物理的特性および／または機械的特性および／または化学的特性を変化させる材料であると理解されたい。可能な非限定的な例として、感光性充填媒体は、その耐薬品性を増大させることができ、すなわちその化学薬品への可溶性を減少させることができる。したがって、そのような感光性充填媒体の照射された区域は、その化学薬品に溶解しないで基板または中間層に留まる。

【0066】

本発明の方法の別の実施形態では、マスキング層を部分的に除去することは、変位部材によってマスキング層の部分を変位させることを含む。

【0067】

変位部材は、押し型（エンボス型）として実施することができ、押し型は、少なくとも１つの処理部分において基板または中間層を露出させるようにマスキング層材料を変位させることができ、この処理部分をさらに機械加工または処理することができる。

【0068】

変位部材は、感光性充填媒体に影響する波長範囲の光に対して透過性とすることができる。そのような透過性変位部材は、透過性変位部材を通してマスキング層に照射することを可能にし、たとえばその結果、マスキング層材料を硬化させることができる。

【0069】

本発明の方法の別の実施形態は、マスキング層に照射し、マスキング層の照射された部分または非照射部分のうちの１つを光化学的に現像して、少なくとも１つの非マスキング領域を形成するステップをさらに含む。

【0070】

好ましくは、マスキング層は、感光性媒体に影響を与える波長範囲の光で照射することができる。

【0071】

上述したように、感光性媒体に影響を与える波長範囲の光でマスキング層に照射することで、現像薬に対する耐性を変えるように、マスキング層の照射された部分の化学的特性を変えることができる。

【0072】

ポジティブフォトレジストの場合、照射されるとこの耐性は減少し、ネガティブフォトレジストの場合、この耐性は増大する。

【0073】

マスキングパターンは、この場合はレーザから放出される照射光の干渉を介して生成することができ、または入射光のいくつかの部分を阻止してマスキング層に光パターンを形成するマスクキャリアによって生成することができることに留意されたい。

【0074】

感光性充填媒体がポジティブフォトレジストであるか、それともネガティブフォトレジストであるかに応じて、マスキング層の照射された部分またはマスキング層の非照射部分のいずれかが、現像薬の影響を受ける。現像薬は、好ましくは液体の化学薬品とすることができ、この薬品を槽内に提供することができ、この槽を通ってコンタクト素子が移動することができる。

【0075】

好ましくは、従来のフォトレジストを使用することができ、従来のフォトレジストは、紫外線および／または紫色の電磁放射の影響を受ける。

【0076】

マスキング層のいくつかの部分を除去する別の可能性は、対応する処理部分、すなわち基板または中間層を露出させるためにマスキング層を除去すべき部分におけるマスキング層の直接アブレーションである。それらの処理部分には、導電層が堆積される。

【0077】

以下、本発明のコンタクト素子および方法について、添付の図を参照して説明する。これらの図は、コンタクト素子およびコンタクト素子を製造する本発明の方法の単独で有利な実施形態を示す。個々の実施形態の技術的特徴は、任意に組み合わせることができ、対応する技術的特徴による技術的な作用が重要でない場合、そのような技術的特徴を省略することができる。同じ技術的特徴または同じ技術的な作用を有する機構は、同じ参照番号で示されている。

【図面の簡単な説明】

【0078】

【図1】本発明のコンタクト素子の２つの実施形態を示す上面図および切断側面図である。

【図2】本発明のコンタクト素子の第３の実施形態の切断側面図である。

【図3】基板をマスキング層でマスキングする２つの可能な技法を示す図である。

【図4】マスキング層のいくつかの部分を除去する２つの可能な技法を示す図である。

【図5】図４で得られるコンタクト素子への導電層の堆積を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0079】

図１は、本発明のコンタクト素子１を上面図３および切断側面図５にて示す。図１には、コンタクト素子１の第１の実施形態７、および、第２の実施形態９が示される。

【0080】

切断側面図５は、第１の実施形態７および第２の実施形態９に対応し、どちらも上面図３に示す線１１に沿って切断されている。

【0081】

図１の切断側面図５は、基板１３、マスキング層１５、および導電層１７を示す。上面図３では、マスキング層１５および導電層１７のみを見ることができる。

【0082】

コンタクト素子１の第１の実施形態７は、導電層１７を構成する縞状の導電層部分１９を備える。

【0083】

コンタクト素子１の第２の実施形態９は、矩形の導電層部分１９を備え、これらの矩形部分は、そのような部分１９の６×４の行列２１で配置されている。２４個の導電層部分１９が、第２の実施形態９の導電層１７を構成する。見やすくするため、第２の実施形態９の部分１９のすべてには参照番号を提供しない。

【0084】

導電層の縞状部分１９は、第１の実施形態７のマスキング層１５をマスキング層の縞状部分２３に分離する。コンタクト素子１の第２の実施形態９は、１つの単体のマスキング層１５を備えるが、マスキング層１５は、矩形の導電層部分１９によって遮られる。

【0085】

第１の実施形態７または第２の実施形態９を線１１に沿って切断することによって得られる本発明のコンタクト素子の切断側面図５では、マスキング層１５ならびに導電層１７が基板１３に直接堆積されており、マスキング層１５、導電層１７の双方で交互領域２５を形成していることを見ることができる。

【0086】

交互領域２５は、コンタクトパターン２７を生成する。コンタクトパターン２７は、図１に示すように対称形とすることができるが、非対称形とすることもでき、すなわち任意の数の導電層部分１９および任意の数のマスキング層部分２３からなることができ、導電層部分１９、マスキング層部分２３は任意の形状である。

【0087】

図１に示すコンタクト素子１は、図１の切断側面図５に示す電気アセンブリ２９の一部とすることができる。

【0088】

図１に示すコンタクト素子１は、コンタクト側３１をさらに画定する。コンタクト側３１で、マスキング層１５および導電層１７は、基板１３に堆積され、コンタクト面３２を形成する。

【0089】

図２は、コンタクト素子１の第３の実施形態１０を切断側面図５に示す。第３の実施形態１０は、中間層３３をさらに備える。中間層３３は、ニッケルまたはニッケル合金層３５として実施することができる。

【0090】

第３の実施形態１０のコンタクトパターン２７は、図１に示す第１の実施形態７または第２の実施形態９のコンタクトパターン２７に対応することができる。

【0091】

中間層３３は、基板１３とマスキング層１５との間、および、基板１３と導電層１７との間に位置する。すなわち第３の実施形態１０のコンタクト面３２は、図１に示す第１の実施形態７および第２の実施形態９のコンタクト面３２に類似または同一である。

【0092】

図１および図２で、導電層の部分１９は、非マスキング領域３７に対応する。

【0093】

中間層３３は、第１の層厚さ３９を有する。この第１の層厚さ３９は、マスキング層１５および導電層１７の第２の層厚さ４１に類似している。第１の層厚さ３９および第２の層厚さ４１はそれぞれ、基板１３が途切れることによって示されている基板厚さ４３より小さい。

【0094】

マスキング層１５は、ポリマー４５を含有することができる。ポリマー４５は、潤滑性充填媒体４７および／または導電性充填媒体４８をさらに含むことができる。

【0095】

基板１３は、好ましくは、銅４９または銅合金５１から形成される。導電層部分１９、すなわち導電層１７自体は、基板１３のコンタクト材料５３とは異なるコンタクト材料５３を含有する。導電層１７用の好ましい材料は、たとえば、図２で１つの導電層部分１９に対して示す貴金属５９またはすず６１である。

【0096】

中間層３３を構成する材料は、好ましくは、図２に示すように、ニッケル５５またはニッケル合金５７を含有する。ニッケル５５またはニッケル合金５７を中間層３３の材料として適用することで、図２で導電層１９の１つの部分に対して示す導電層１７の有効硬度６３を増大させる。

【0097】

図３は、基板１３をマスキング層１５でマスキングする３つの技法を示す。２つの技法は、たとえば噴霧６５として、圧力に基づくものであり、液体のマスキング材料６７が、ノズル６９によって元のままの基板１３に噴霧される。噴霧６５には、コンタクト側３１だけにマスキング層１５（図３には図示せず）を提供することができるという利点がある。

【0098】

図３は、印刷６６の技法をさらに示し、液体のマスキング材料６７が、可撓性の管を介して多数のノズル６９へ提供され、ノズル６９は、液体のマスキング材料６７を構造化された形で提供することを可能にする印刷ノズル７０として実施することができる。これらの構造の分割レベルは、印刷ノズル７０のサイズに依存する。印刷アセンブリ１０３は、図３に矢印で示すｘ方向およびｙ方向に沿って印刷ノズル７０を動かすことを可能にする。図３で、印刷アセンブリ１０３は、３つのマスキング層部分２３の生成後の状態で示されている。図３に示す印刷アセンブリ１０３は、単に概略的に示されており、ｘ方向およびｙ方向に沿って印刷ノズル７０を動かすことを可能にする並進手段１０５を、異なる形で具現化してもよいことに留意されたい。

【0099】

基板１３をマスキングする第２の可能な技法は、浸漬７１であり、元のままの基板１３が、液体用容器７５内に提供された液体のマスキング材料６７内へ動かされる（動きの矢印７３によって示す）。

【0100】

浸漬７１の技法は、液体のマスキング材料６７内へ動かされた基板１３全体をマスキングする。一方、噴霧６５は、第２の層厚さ４１（図３には図示せず）を厳密に制御しなければならない場合に好ましいであろう。

【0101】

液体のマスキング材料６７は、浸漬７１または噴霧６５の塗布ステップで、潤滑性充填媒体４７および／または導電性充填媒体４８および／または感光性充填媒体７７をすでに含有していてもよく、これらの充填媒体は、液体のマスキング材料６７のポリマー４５中に溶けている。

【0102】

図４は、マスキング層１５の部分を除去する３つの可能な技法を示す。図４の左側は、図３に示す処理ステップ後に得られる前処理されたコンタクト素子１ａの上面図３および切断側面図５を示す。

【0103】

前処理されたコンタクト素子１ａは、基板１３およびマスキング層１５を備える。

【0104】

マスキング層１５の部分を除去する第１の可能な技法は、図４の右上のパネルに部分的に示す光化学処理７９によるものである。

【0105】

光化学処理７９で、前処理されたコンタクト素子１ａは、マスキング層１５内に組み込まれている感光性充填媒体７７の特性を変える波長領域の光８１によって、コンタクト側３１が照射される。光８１は、不透明領域８５および透明領域８７を備えるマスクキャリア８３を均質に照射する。マスクキャリア８３の最も簡単な実施形態では、透明領域８７は、貫通孔として具現化することができる。

【0106】

マスクキャリア８３の不透明領域８５は、不透明領域８５の下に位置する非照射部分８９と、透明領域８７の下に位置する照射された部分９１とを生成する。非照射部分８９、照射された部分９１のどちらも、コンタクト側３１に位置する。

【0107】

図４には示されていないが、現像ステップで、感光性充填媒体７７のタイプ（ポジティブまたはネガティブ）に応じて、照射された部分９１または非照射部分８９のいずれかが除去される。

【0108】

図４の右中央のパネルは、マスキング層１５の部分を除去する第２の可能な技法を示す。レーザアブレーション１０７を適用する処理で、レーザ１０９が、光８１、すなわちこの場合はレーザ光１１１を走査鏡デバイス１１３に放出する。走査鏡デバイス１１３は、前処理されたコンタクト素子１ａにわたってレーザ光１１１を走査式に動かすことを可能にする。

【0109】

レーザ１０９は、好ましくは、パルスレーザ１０９ａとして具現化される。

【0110】

図４の右中央のパネルで、パルスレーザ１０９ａは、１つの非マスキング領域３７を生成しており、マスキング層１５の一部分が部分的にアブレーションされ、部分的にアブレーションされた部分１１５を形成している状態で示されている。この部分的にアブレーションされた部分１１５で、マスキング層１５は、コンタクト側が部分的に除去されており、マスキング層の残り部分１１７は、依然として基板１３を覆っている。

【0111】

図４に示すレーザ光１１１は、概略的に示されており、はるかに小さいビーム直径（図示せず）を有することができ、それにより微細な構造を高い分割レベルでマスキング層１５に生成することが可能になる。初めに述べたように、レーザ１０９ではなく電子ビーム（図示せず）が適用される場合、分割レベルをさらに向上させることができる。

【0112】

図４の右下のパネルは、マスキング層１５の部分を除去する第３の可能な技法を示す。変位処理９３で、前処理されたコンタクト素子１ａは、変位部材９５によって機械的に接触される。

【0113】

変位部材９５は、マスキング層１５の材料を変位させ、非マスキング領域３７を生成する。非マスキング領域３７とは、マスキング層１５が欠けている区域である。変位部材９５が前処理されたコンタクト素子１ａから除去された後、基板１３が露出される。

【0114】

図４は、変位処理９３の複合型の変形形態を示し、変位部材９５は透明であり、光８１を伝送することを可能にする。

【0115】

図４では、変位部材９５の制限された区域のみが光８１によって照射され、光８１は、透明の変位部材９５を通って伝送され、マスキング層の部分２３ならびに非マスキング領域３７に到達する。

【0116】

変位処理９３のそのような複合型の変形形態は、変位部材９５によるマスキング層１５の変位を可能にするために、マスキング層１５の材料が低い粘性を有する場合に有益であろう。マスキング層の残り部分２３の照射は、マスキング層１５の材料の硬化を開始することができる。そのような硬化は、変位部材９５によるマスキング層１５の変位と同時に実行することができる。

【0117】

図５は、堆積前の状態９７にある構造化されたコンタクト素子１ｂおよび最終状態９９にある構造化されたコンタクト素子１ｂを示す。堆積前の状態９７および最終状態９９はそれぞれ、上面図３および切断側面図５に示されている。

【0118】

堆積前の状態９７で、マスキング層１５の照射された部分９１は除去されている。図５に示す堆積前の状態９７はまた、図４に示す変位処理９３によって、すなわちマスキング層１５の材料を機械的に変位させて非マスキング領域３７を形成することによって得ることもできる。

【0119】

堆積前の状態９７にある構造化されたコンタクト素子１ｂの上面図３に示すように、図５の非マスキング領域３７は、縞状であり、基板１３を露出させる。

【0120】

次の製造ステップ（図５には図示せず）で、それぞれ非マスキング領域３７のマスキング層の部分２３同士の間にはコンタクト材料５３が堆積され、マスキング層の部分２３にはコンタクト材料５３は堆積されない。

【0121】

堆積ステップ後、対応する部分１９、２３から構成されるマスキング層１５および導電層１７は、対応するコンタクト素子１の交互領域２５およびコンタクトパターン２７を形成する。

【0122】

図５に見ることができるように、異なる部分１９、２３の交互領域２５は、途切れない均一なコンタクト面３２を形成する。

【0123】

参照番号
１ コンタクト素子
１ａ 前処理されたコンタクト素子
１ｂ 構造化されたコンタクト素子
３ 上面図
５ 切断側面図
７ 第１の実施形態
９ 第２の実施形態
１０ 第３の実施形態
１１ 線
１３ 基板
１５ マスキング層
１７ 導電層
１９ 導電層の部分
２１ 行列
２３ マスキング層の部分
２５ 交互領域
２７ コンタクトパターン
２９ 電気アセンブリ
３１ コンタクト側
３２ コンタクト面
３３ 中間層
３５ ニッケル層またはニッケル合金層
３７ 非マスキング領域
３９ 第１の層厚さ
４１ 第２の層厚さ
４３ 基板厚さ
４５ ポリマー
４７ 潤滑性充填媒体
４８ 導電性充填媒体
４９ 銅
５１ 銅合金
５３ コンタクト材料
５５ ニッケル
５７ ニッケル合金
５９ 貴金属
６１ すず
６３ 有効硬度
６５ 噴霧
６６ 印刷
６７ 液体のマスキング材料
６９ ノズル
７０ 印刷ノズル
７１ 浸漬
７３ 動きの矢印
７５ 液体用容器
７７ 感光性充填媒体
７９ 光化学処理
８１ 光
８３ マスクキャリア
８５ 不透明領域
８７ 透明領域
８９ 非照射部分
９１ 照射された部分
９３ 変位処理
９５ 変位部材
９７ 堆積前の状態
９９ 最終状態
１０１ 可撓性の管
１０３ 印刷アセンブリ
１０５ 並進手段
１０７ レーザアブレーション
１０９ レーザ
１０９ａ パルスレーザ
１１１ レーザ光
１１３ 走査鏡デバイス
１１５ 部分的にアブレーションされた部分
１１７ 残り部分
ｘ ｘ方向
ｙ ｙ方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】