CN109565139A - 多种直径的线材的连接 - Google Patents

Abstract

一种将细线材连接到超细线材的方法，所述细线材展现出第一截面并且所述超细线材展现出第二截面，第二截面小于第一截面，所述方法由以下步骤组成：提供展现出平坦表面的细线材的非绝缘部分；在所提供的细线材的非绝缘部分的平坦表面上沉积导电材料；提供超细线材的非绝缘部分；以及通过热压缩将所提供的超细线材的非绝缘部分与所提供的细线材的非绝缘部分的平坦表面上的沉积的导电材料结合。

Description

多种直径的线材的连接

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年8月11日提交的美国临时专利申请号S/N 62/373,588的优先权，其全部内容通过引用纳入本文。

技术领域

本发明一般涉及电领域，尤其涉及将展现出第一直径的截面的线材连接到展现出第二直径的截面的线材的方法，所述第二直径大于第一直径。

背景技术

电子装置，尤其是医学传感器，常常包括用超细线材生产的装置。例如，为了生产要插入体内的医学传感器，常需要起到传感器作用的线圈，并且为了满足苛刻的尺寸要求，这些线圈由超细线材来生产，本文中，超细线材定义为最大截面小于25微米的线材。为了与超细线材装置形成连接，现有技术已经提供了印刷电路板(PCB)或端子连接。不幸的是，对更小的装置的需求使得利用这种PCB或端子连接变得困难。

这种超细线材的使用极具挑战性，因为它们极易碎并且对热敏感。过热可导致线材腐蚀或线材燃烧。由于超细线材高度易碎，因此难以将装置外部的超细线材连接到另外的装置或连接点。相反，需要将超细线材连接到装置中或装置附近的更坚固的线材上(例如细线材)，从而能够连接到其他装置/连接点。如上所述，通常需要在不使用PCB或端子连接的情况下实现相同目的。

所期望的，并且现有技术未提供的是：在不使用PCB或单独的端子的情况下将超细线材连接到细线材上的方法。

发明内容

因此，本发明的主要目的是克服现有技术的至少一些弊端。在某些实施方式中，这通过将超细线材连接到细线材上的方法来提供，所述细线材展现出第一截面，所述超细线材展现出第二截面，最大第二截面小于最大第一截面，所述方法包括：提供细线材的非绝缘部分，其展现出平坦表面；在所提供的细线材的非绝缘部分的平坦表面上沉积导电材料；提供超细线材的非绝缘部分；以及将所提供的超细线材的非绝缘部分与所提供的细线材的非绝缘部分的平坦表面上的沉积的导电材料结合。

在一个实施方式中，所述结合通过在预定时间内利用预定温度和压力分布的热压缩实现。在另一个实施方式中，所述提供细线材的非绝缘部分包括从细线材中移除一部分绝缘体以暴露平坦表面。

在一个实施方式中，所述提供细线材的非绝缘部分包括移除细线材的非绝缘部分的区段以形成平坦表面。在另一个实施方式中，所述沉积导电材料包括用金镀覆所述平坦表面。在另一个实施方式中，所述热压缩结合在稳定的表面上进行。

在一个实施方式中，所述方法还包括在结合的导电材料和超细线材上沉积绝缘材料。在另一个实施方式中，所述绝缘材料展现出粘合性质。在另一个实施方式中，所述绝缘材料包括氰基丙烯酸酯。在另一个实施方式中，所提供的超细线材缠绕成线圈。

能够独立地进行将第一线材连接到第二线材上的方法，所述第一线材展现出第一截面，并且所述第二线材展现出第二截面，最大第二截面大于最大第一截面，所述方法包括通过热压缩将第一线材的预定部分与沉积在第二线材的预定部分上的导电材料结合，所述热压缩通过在预定时间内利用预定温度和压力分布来进行。

在一个实施方式中，第二线材的预定部分是非绝缘性的并且展现出平坦表面，其中，在结合之前，所述方法还包括：通过用金镀覆平坦表面而将导电材料沉积在第二线材的预定部分的平坦表面上。在另一个实施方式中，所述方法还包括从第二线材的预定部分移除绝缘部分以暴露平坦表面。在另一个实施方式中，所述方法还包括移除第二线材的预定部分的区段以形成平坦表面。

在一个实施方式中，所述导电材料包括金。在另一个实施方式中，所述热压缩结合在稳定的表面上进行。在另一个实施方式中，最大第一截面小于25微米，最大第二截面为25–100微米。在一个实施方式中，第一线材缠绕成线圈。

在一个实施方式中，所述方法还包括在结合的导电材料和超细线材上沉积绝缘材料。在另一个实施方式中，所述绝缘材料展现出粘合性质。在另一个实施方式中，所述绝缘材料包括氰基丙烯酸酯。

所述实施方式能够独立地获得使展现出第一截面的细线材与展现出第二截面的超细线材结合的结合结构，最大第二截面小于最大第一截面，所述结合结构包括：展现出平坦表面的细线材的非绝缘部分；在细线材的非绝缘部分的平坦表面上沉积的导电材料；超细线材的非绝缘部分；以及超细线材的非绝缘部分与沉积的导电材料的热压缩结合。

在一个实施方式中，所述沉积的导电材料包括金。在一个实施方式中，所述结合结构还包括绝缘材料，其覆盖使超细线材的非绝缘部分与沉积的导电材料结合的热压缩结合。在另一个实施方式中，所述绝缘材料展现出粘合性质。在另一个实施方式中，所述绝缘材料包括氰基丙烯酸酯。

根据以下附图和描述，本发明的其他特征和优点将变得显而易见。

附图说明

为了更好地理解本发明的各个实施方式，并且显示各个实施方式的实施，现仅通过示例的方式参考附图，附图中相同的数字始终表示相应的元件或部分。

现详细参照附图，要强调的是，所示的细节仅是示例性的，并且仅出于对本发明优选实施方式的说明性论述的目的，其的提出是为了提供认为对本发明的原理和概念方面的最有用和最易理解的描述。在这方面，不试图以比基本理解本发明所必需的更详细的方式来显示本发明的结构细节，通过这些附图进行的描述使得本领域技术人员明白如何在实践中实现本发明的几种形式。在附图中：

图1A根据某些实施方式例示了超细线材和上面设置有导电材料的细线材的剖视概要(high level)图；

图1B例示了图1A的细线材和导电材料的侧视概要图；

图1C例示了在图1A的细线材上形成平坦表面的各阶段的剖视图；

图1D例示了根据某些实施方式，通过热压缩结合剂结合到细线材的超细线材；

图1E例示了根据某些实施方式，由结合到细线材的超细线材所形成的稳定结构；

图2例示了根据某些实施方式，将超细线材连接到细线材的方法的概要流程图；以及

图3例示了根据某些实施方式，将第一线材连接到第二线材的方法的概要流程图。

具体实施方式

在详细说明至少一个实施方式之前，应理解的是，本发明在其应用中不局限于以下说明中所陈述或下述附图中所示的各部件的构造和排列的详细内容。本发明可适用于以各种方式实施或进行的其他实施方式。另外，应理解的是，本文中使用的措辞和用词是为了描述的目的而不应被认为是限制性的。

图1A例示了超细线材10和上面设置有导电材料30的细线材20的剖视概要图，图1B例示了超细线材10、细线材20和导电材料30的侧视概要图，图1C例示了在细线材20上形成平坦表面的各阶段的剖视图，图1A-1C一起描述。超细线材10展现出最大截面15，其小于细线材20的最大截面25。具体地，超细线材10的最大截面15小于25微米，细线材20的最大截面25为25–100微米。优选地，细线材20和超细线材10均为覆盖有绝缘涂层(例如漆)的铜线。

细线材20和超细线材10特别难以使用，因为它们不能由肉眼清楚地看到，并且容易移位，例如响应于气流移位。在通常的实施方式中，缺少使用端子或其他触点的空间，因此，本文的实施方式有利地与线对线触点一起使用，在该线对线触点中不提供用于支承结构的多余空间。

如图1C的阶段A所例示的，在一个非限制性实施方式中，细线材20配备有绝缘体35，该绝缘体35一直延伸到细线材20的边缘22。在另一个实施方式中(未示出)，提供的细线材20已经移除了一部分绝缘体35。

如图1C的阶段B所例示的，围绕细线材20的预定部分50的预定区段40的绝缘体35被移除。具体来说，预定部分50是细线材20的部分，其始于细线材20的边缘22，具有预定的长度，该长度任选地在0.1-1毫米之间。预定区段40是展现出平坦表面60的细线材20的预定部分50的区段。在一个实施方式中，细线材20为扁线并且绝缘体35被移除以暴露扁的细线材20的平坦表面60。在另一个实施方式中，如所例示的，细线材20为圆线，并且在阶段C中移除预定区段40以形成平坦表面60。

如图1A-1B所例示的，导电材料30沉积在平坦表面60上。在一个实施方式中，所述导电材料30为金。在一个实施方式中，所述导电材料30通过镀金工艺形成。有利的是，镀金仅发生在暴露的平坦表面60上，因为线材的剩余部分仍被绝缘体35包覆。至少超细线材10的预定部分80是非绝缘的。在细线材20中，仅移除预定部分50的绝缘体35的区段40，与之相反的是，优选围绕预定部分80的整个外周移除超细线材10的绝缘体，如图1A所示。

如图1D所例示的，施涂热压缩结合剂100以通过同时提供热和压力的热压缩将超细线材10的预定部分80结合到导电材料30，并且将导电材料30进一步结合到平坦表面60。热压缩结合是在预定压力和温度下进行的结合，优选在预定的时间内进行。因此，热压缩结合不使用超声能，或者通过该结合的电流来作为结合能的来源。热压缩结合在超细线材10和细线材20之间形成耐久的电连接。有利的是，平坦表面60允许进行改进的热压缩结合。在一个实施方式中，热压缩在防止超细线材10燃烧/腐蚀所需的最低温度下进行。在导电材料30为金且超细线材10和细线材20由铜组成的一个实施方式中，进行热压缩结合的温度在450至600摄氏度之间，优选在500至600摄氏度之间，并且压力在0.3–15克之间，施加所述温度和压力2-30毫秒的时间。所采用的精确的温度、压力和时间根据实际所用的超细线材10和细线材20而变化，尤其是根据超细线材10和细线材20的直径而变化。通常，线材越细，时间越短。在某些实施方式中，精确的压力根据超细线材10的直径而变化。在一个实施方式中，热压缩结合在台110上进行以改进热压缩结合的结果。优选地，台110是适于与热压缩结合相关的高温和压力一起使用的稳定表面。因此，所述方法在超细线材10和细线材20之间提供了适当的扩散和分子粘合。

如图1E所例示的，在图13的结合过程后，将绝缘体150施加于结合结构，以使超细线材10与细线材20的连接绝缘，从而形成稳定结构200。在一个实施方式中，该绝缘体展现出粘合性质。任选地，该绝缘体由氰基丙烯酸酯粘合剂组成。粘合性质允许与细线材20连接的多个超细线材10彼此连接，从而形成稳定结构200，任选地，该稳定结构200被外壳覆盖。在一个实施方式中，每个超细线材10缠绕成线圈，从而形成组件，如上所述，该组件的超细线材10各自连接到相应的细线材20。因此，稳定结构200可以起到细线材20运动的锚的作用以连接到远处的装置或连接点。在一个非限制性实施方式中，由粘合剂形成的绝缘体150附接到包含超细线材的装置的壁上，由此形成稳定结构200。因此，稳定结构200可以起到细线材20运动到远处的装置或连接点的锚的作用而无需在超细线材10上施加机械应力。

图2例示了根据某些实施方式，将超细线材连接到细线材的方法的概要流程图。在阶段1000中，提供细线材的非绝缘部分，该非绝缘部分展现出平坦表面。在一个实施方式中，移除一部分的绝缘体以暴露出平坦表面。在另一个实施方式中，移除细线材的预定部分的区段以形成平坦表面。

在阶段1010中，导电材料沉积在阶段1000的细线材的非绝缘部分的平坦表面上。任选地，导电材料包含金。在阶段1020中，提供超细线材的非绝缘部分，阶段1000的细线材的最大截面大于超细线材的最大截面。任选地，超细线材的最大截面小于25微米，细线材的最大截面为25–100微米。

在阶段1030中，通过热压缩，利用预定的压力和温度分布，将阶段1020的超细线材的非绝缘部分结合到沉积于细线材的非绝缘部分的平坦表面的阶段1010的导电材料。任选地，热压缩在稳定的表面上进行。任选地，热压缩在450至600摄氏度的温度下进行，优选在500至600摄氏度的温度下进行，并且压力在0.3–15克之间。施加热和压力的时间为2–30毫秒。所采用的精确的温度、压力和时间根据实际所用的超细线材和细线材而变化，尤其是根据阶段1020的超细线材和阶段1000的细线材的直径而变化。通常，线材越细，时间越短。精确的压力根据阶段1020的超细线材的直径而变化。

在任选的阶段1040中，将绝缘材料沉积在阶段1030的经结合的导电材料、超细线材和细线材上。任选地，绝缘材料展现出粘合性质。还任选地，绝缘材料包含氰基丙烯酸酯。在一个非限制性实施方式中，粘合性绝缘材料进一步附接于包含超细线材的装置的壁，由此形成稳定结构。该稳定结构起到细线材运动到远处的装置或连接点的锚的作用而无需在超细线材上施加机械应力。

图3例示了根据某些实施方式，将第一线材连接到第二线材的方法的概要流程图。在阶段2000中，通过热压缩，利用预定的温度/压力分布并持续预定的时间，将第一线材的预定部分与第二线材的预定部分上的导电材料结合。第一线材展现出第一最大截面，第二线材展现出第二最大截面，该第二最大截面大于该第一最大截面。在一个实施方式中，第一最大截面小于25微米，第二最大截面为25–100微米。在另一个实施方式中，所述导电材料包括金。在一个实施方式中，所述热压缩结合在稳定的表面上进行。在另一个实施方式中，第二线材的预定部分是非绝缘性的并具有平坦表面。在一个实施方式中，第一线材缠绕成线圈。

在任选的阶段2010中，在进行阶段2000的结合之前，将导电材料沉积在第二线材的预定部分的平坦表面上。在任选的阶段2020中，从阶段2000的第二线材的预定部分移除一部分绝缘体以暴露出任选阶段2010的平坦表面。在任选的阶段2030中，移除阶段2000的第二线材的预定部分的区段以形成任选的阶段2010的平坦表面。在任选的阶段2040中，将绝缘材料沉积在阶段2000的经结合的导电材料、第一线材和第二线材上。任选地，绝缘材料展现出粘合性质。还任选地，绝缘材料包含氰基丙烯酸酯。

在任选的阶段2050中，阶段2000的热压缩结合在450至600摄氏度的温度下进行，优选在500至600摄氏度的温度下进行，并且压力在0.3–15克之间。施加热和压力的时间为2–30毫秒。所采用的精确的温度、压力和时间根据实际所用的超细线材和细线材而变化，尤其是根据阶段2000的超细线材和细线材的直径而变化。通常，线材越细，时间越短。精确的压力根据所用的超细线材的直径而变化。

应理解，为清楚起见，在单独的各实施方式的内容中描述的本发明的一些特征还可以合并在单个实施方式中提供。反之，在单个实施方式的内容中简短描述的本发明的各特征也可以单独提供或以任何合适的子组合的形式提供。

除非另外定义，否则，本文中使用的所有科技术语具有本发明所属领域普通技术人员通常所理解的同样含义。虽然在本发明的实施或测试中可以采用类似于或等同于本文所述的那些方法，但本文描述了合适的方法。

本文中述及的所有出版物、专利申请、专利和其他参考文献都通过引用全文纳入本文。在抵触的情况下，以本说明书(包括定义在内)为准。此外，材料、方法和实施例都仅是说明性的，并不意在构成限制。

本领域的技术人员应理解，本发明不限于上文具体示出和描述的那些。相反，本发明的范围由所附权利要求限定，并且包括上文所述的各种特征的组合和子组合以及其变化和修改，本领域技术人员在阅读前述说明书时会想到这些变化和修改。

Claims (26)

1.一种将超细线材连接到细线材的方法，所述细线材具有第一截面并且所述超细线材具有第二截面，最大第二截面小于最大第一截面，所述方法包括：

提供细线材的非绝缘部分，其展现出平坦表面；

在所提供的所述细线材的非绝缘部分的平坦表面上沉积导电材料；

提供超细线材的非绝缘部分；以及

将所提供的所述超细线材的非绝缘部分结合到在所提供的所述细线材的非绝缘部分的平坦表面上沉积的所述导电材料。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述结合通过在预定时间内利用预定温度和压力分布的热压缩实现。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述提供细线材的非绝缘部分包括从细线材中移除一部分绝缘体以暴露平坦表面。

4.如权利要求1所述的方法，其中，所述提供细线材的非绝缘部分包括移除细线材的非绝缘部分的区段以形成平坦表面。

5.如权利要求1所述的方法，其中，沉积导电材料包括用金镀覆所述平坦表面。

6.如权利要求1所述的方法，其中，所述热压缩结合在稳定的表面上进行。

7.如权利要求1所述的方法，其还包括在经结合的所述导电材料和超细线材上沉积绝缘材料。

8.如权利要求7所述的方法，其中，所述绝缘材料展现出粘合性质。

9.如权利要求8所述的方法，其中，所述绝缘材料包含氰基丙烯酸酯。

10.如权利要求1所述的方法，其中，将提供的所述超细线材缠绕成线圈。

11.一种将第一线材连接到第二线材的方法，所述第一线材展现出第一截面，并且所述第二线材展现出第二截面，最大第二截面大于最大第一截面，所述方法包括：通过在预定时间内利用预定温度和压力分布的热压缩将第一线材的预定部分与沉积在第二线材的预定部分上的导电材料结合。

12.如权利要求11所述的方法，其中，第二线材的预定部分是非绝缘性的并展现出平坦表面，并且

其中，在进行所述结合之前，所述方法还包括通过用金镀覆平坦表面而将导电材料沉积在第二线材的预定部分的平坦表面上。

13.如权利要求12所述的方法，其还包括从第二线材的预定部分移除一部分的绝缘体以暴露平坦表面。

14.如权利要求12所述的方法，其还包括移除第二线材的预定部分的区段以形成平坦表面。

15.如权利要求11所述的方法，其中，所述导电材料包括金。

16.如权利要求11所述的方法，其中，所述热压缩结合在稳定的表面上进行。

17.如权利要求11所述的方法，其还包括在经结合的所述导电材料和超细线材上沉积绝缘材料。

18.如权利要求17所述的方法，其中，所述绝缘材料展现出粘合性质。

19.如权利要求18所述的方法，其中，所述绝缘材料包含氰基丙烯酸酯。

20.如权利要求11所述的方法，其中，最大第一截面小于25微米，并且最大第二截面为25–100微米。

21.如权利要求11所述的方法，其中，将第一线材缠绕成线圈。

22.一种展现出第一截面的细线材与展现出第二截面的超细线材的结合结构，最大第二截面小于最大第一截面，所述结合结构包含：

细线材的非绝缘部分，其展现出平坦表面；

在所述细线材的非绝缘部分的平坦表面上沉积的导电材料；

超细线材的非绝缘部分；以及

使所述超细线材的非绝缘部分与沉积的所述导电材料结合的热压缩结合。

23.如权利要求22所述的结合结构，其中，所沉积的所述导电材料包括金。

24.如权利要求22或权利要求23中任一项所述的结合结构，其还包括绝缘材料，其覆盖使所述超细线材的非绝缘部分与沉积的所述导电材料结合的所述热压缩结合。

25.如权利要求24所述的结合结构，其中，所述绝缘材料展现出粘合性质。

26.如权利要求25所述的结合结构，其中，所述绝缘材料包含氰基丙烯酸酯。