JP2013191567A - ハイブリッド密封構造を備えた密封フィードスルー - Google Patents

Abstract

【課題】ガラス又は重合体は電気的絶縁を行いガスの浸透を防止するためにフィードスルー中で密封材料として使用されているが、ガラス又は重合体の性能、価格又は設計のフレキシブル性は全ての目的又は環境或いは動作条件で好ましいわけではない。それ故、導電ピン及びハウジング用の金属の選択が限定される。
【解決手段】電力端子フィードスルー１０は、ハウジング本体１２と、複数の導電ピン１４と、導電ピンをハウジング本体に密封し、ハウジング本体から導電ピンを電気的に絶縁する密封構造とを含んでいる。この密封構造はハウジング本体と導電ピンのうちの一方に融着される第１の材料２８と、ハウジング本体と導電ピンのうちの他方に融着される第２の材料３０とを含んでいる。第１及び第２の材料はハウジング本体と導電ピンの熱膨張にそれぞれ一致するように適切に選択されることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は電力端子に関し、特に改良された密封構造を備えた電力端子の密封フィードスルーに関する。

本願は2007年12月28日に提出された“Hermetic Terminal Having Multiple Sealing Materials”と題する米国暫定特許出願第61/017,352号明細書の特典を主張している。この出願の明細書全体はここで参考文献として含まれている。

このセクションは必ずしも従来技術ではない本願明細書に関する背景技術を与える。

密封（ハーメティックシール）された電力端子は通常密封された装置と共に使用されるための気密フィードスルーを含んでいる。フィードスルーは密封された装置上に取付けられる金属ハウジングと、電流を導くために金属ハウジングを通って延在する複数の導電ピンとを含んでいる。密封材料は通常、金属ハウジングから導電ピンを電気的に絶縁するために金属ハウジングと導電ピンとの間に設けられる。さらに、密封材料は密封された装置へまたは装置からの漏洩を防止するために導電ピンを金属ハウジングに密封する。

ガラス又は重合体は電気的絶縁を行いガスの浸透を防止するためにフィードスルー中で密封材料として使用されている。しかしながら、ガラス又は重合体の性能、価格又は設計のフレキシブル性は全ての目的又は環境或いは動作条件で好ましいわけではない。例えば幾つかの密封材料は限定された数の金属と共に使用されることができる。それ故、導電ピン及びハウジング用の金属の選択は同様に限定される。

このセクションは発明の一般的な要約を与えるが、その全ての技術的範囲または全てのその特徴の包括的な説明ではない。

１形態では、密封フィードスルーはハウジング本体、導電ピン、導電ピンをハウジング本体に密封しハウジング本体と導電ピンとの間に電気的絶縁性を設ける密封構造と含んでいる。密封構造はハウジング本体と導電ピンのうちの一方に融着（例えば結合または密封）される第１の材料と、ハウジング本体と導電ピンのうちの他方に融着される第２の材料とを含んでいる。

別の形態では、密封フィードスルーはハウジング本体、導電ピン、導電ピンをハウジング本体に密封しハウジング本体と導電ピンとの間に電気的絶縁性を設ける密封構造と含んでいる。密封構造は第１の材料と、第２の材料と、第１の密封路、第２の密封路、第３の密封路のうちの少なくとも２つとを含んでいる。第１の密封路はガラスと金属の密封である。第２の密封路は重合体と金属の密封である。第３の密封路は重合体とガラスの密封である。

さらに別の形態では、フィードスルーの製造方法は、基板を形成するために第１の材料を少なくとも１つのダミーピンへ融着し、ダミーピンに対応する少なくとも１つの開口を形成するために基板から少なくとも１つのダミーピンを除去し、少なくとも１つの導電ピンを少なくとも１つの開口に挿入し、第２の材料を少なくとも１つの導電ピンへ融着するステップを含んでいる。

さらに応用可能な分野はここで与えられている説明から明白になるであろう。この要約中の説明及び特定の例は単に例示の目的を意図されており、本発明の技術的範囲の限定を意図されていない。

本発明の第１の実施形態の例示的なフィードスルーの部分的断面斜視図である。 図１のフィードスルーの断面図である。 図１のフィードスルーの密封路を示す概略図である。 第１の実施形態のフィードスルーの製造の連続ステップを示す図１のフィードスルーの断面図である。 本発明の第２の実施形態の例示的なフィードスルーの部分断面斜視図である。 本発明の第２の実施形態の例示的なフィードスルーの部分断面斜視図である。 本発明の第２の実施形態の例示的なフィードスルーの部分断面斜視図である。 本発明の第２の実施形態の例示的なフィードスルーの断面斜視図である。 本発明の第２の実施形態の例示的なフィードスルーの断面図である。 図５のフィードスルーの密封路を示す概略図である。 フィードスルーの製造の連続ステップを示す図５のフィードスルーの断面図である。 フィードスルーの製造の連続ステップを示す図５のフィードスルーの断面図である。 フィードスルーの製造の連続ステップを示す図５のフィードスルーの断面図である。 フィードスルーの製造の連続ステップを示す図５のフィードスルーの断面図である。 本発明の第３の実施形態による例示的なフィードスルーの断面図である。 第３の実施形態のフィードスルーの密封路を示す概略図である。 第３の実施形態の例示的なフィードスルーの変形の密封路を示す概略図である。 本発明の第４の実施形態による例示的なフィードスルーの部分的断面的斜視図である。 第４の実施形態のフィードスルーの断面図である。 第４の実施形態の例示的なフィードスルーの密封路を示す概略図である。 本発明の第５の実施形態の例示的なフィードスルーの概略図である。 第５の実施形態のフィードスルーの密封路を示す概略図である。 本発明の第６の実施形態によるフィードスルーの断面図である。 第６の実施形態のフィードスルーの密封境界を示す概略図である。 本発明の第７の実施形態によるフィードスルーの密封境界を示し概略図である。

ここで説明されている図面は選択された実施形態の例示のみであり、全ての可能な構成ではなく、本発明の技術的範囲の限定を意図するものではない。
対応する参照符合は図面の幾つかの図面を通して対応する部分を示している。

例示的な実施形態を添付図面を参照してさらに十分に説明する。

ここで使用される技術用語は特定の例示的な実施形態を説明するだけの目的であり、限定を意図しない。ここで使用されているように、単数の形態“a”、“an”、“the”は特に文脈が明白に示していなければ複数の形態も含むことが意図されている。用語“comprises”、“comprising”、“including”、“having”は包括的であり、それ故言及されている特性、完全体、ステップ、動作、エレメントおよび／またはコンポーネントの存在を特定するが、１以上の他の特性、完全体、ステップ、動作、エレメント、コンポーネントおよび／またはそのグループの存在又は付加を除外しない。ここで説明されている方法ステップ、プロセス、動作は特別に動作の順番として識別されていなければ、それらの動作が説明または示されている特別な順序であることを必ず必要とするとは解釈されない。付加的なまたは代わりのステップが使用されてもよいことも理解される。

第１、第２、第３等の用語が、種々のエレメント、コンポーネント、領域、層および／またはセクションを説明するためにここで使用されることができ、これらのエレメント、コンポーネント、領域、層および／またはセクションはこれらの用語により限定されてはならない。これらの用語は１つのエレメント、コンポーネント、領域、層および／またはセクションを別の領域、層またはセクションから弁別するためにのみ使用されることができる。「第１」、「第２」、その他の数的用語のような用語はここで使用されるとき、文脈によって明白に示されていなければシーケンスまたは順序を示すものではない。したがって以下説明する第１のエレメント、コンポーネント、領域、層またはセクションは例示的な実施形態の教示からいつだつせずに第２のエレメント、コンポーネント、領域、層またはセクションと呼ばれることが可能である。

「内部」「外部」、「下方」、「下」、「低部」、「上」、「上部」等のような空間的関連用語は１つのエレメント又は特性の図面中に示されている別のエレメント又は特性に対する関係を説明するため説明を容易にするためにここで使用されている。空間的関連用語は図面に示されている配向に加えて使用又は動作における装置の異なる配向を含むことを意図されることができる。例えば図面中の装置が回転されるならば、「下」または「下方」として説明されるエレメント、その他のエレメント又は特性は他のエレメント又は特性の「上」に配向される。したがって例示的な用語「下」は「上」および「下」の両配向を含むことができる。装置はその他の方法で配向されることができ（９０度回転または他の配向）、ここで使用されている空間的に関連する記述子はそれにしたがって解釈される。

［第１の実施形態］
図１を参照すると、本発明の第１の実施形態による電力端子フィードスルー10は金属ハウジング本体12と複数の導電ピン14を含んでいる。ハウジング本体12は（図４Ａに示されているように）内部空間18を規定する内部表面16を含んでいる。複数の導電ピン14はハウジング本体12の中心軸Ｙに沿って内部空間18を通って延在している。

フィードスルー10は第１の表面22とその第１の表面22と反対側の第２の表面24とを有する。フィードスルー10は例えばディスクドライブのような密封された装置（図示せず）に取付けられており、ここで第１の表面22は密封された装置内に位置され、第２の表面24は密封された装置外に位置されている。密封構造26は導電ピン14をハウジング本体12から電気的に絶縁し、フィードスルー10の第１の表面22から第２の表面24への空気流を阻止するように密封する。密封構造26は（導電ピン14により）密封装置へまたは密封装置からの漏洩を防止する。

ハウジング本体12は冷延鋼材から作られることができる。導電ピン14は銅、金、銀のような低い融着点を有する金属を含むことができる。導電ピン14はまた銅のピン、金メッキされたステンレス鋼のピン、または銅がコアの鋼線であってもよい。

密封構造26は第１の材料及び第２の材料を含む積層構造を有する。第１の材料及び第２の材料は異なる溶融温度、ガス浸透防止特性および／または熱膨張係数を有する。例えば第１の材料は特にヘリウムのようなガスが密封構造26を通って伝播しないようにするためガスバリアとして機能するように選択されることができる。第２の材料はそれが低い溶融温度であるように選択されることができ、それによって密封構造26はハウジング本体および／または導電ピンを損傷せずに第１の材料よりも低い溶融温度で導電ピンおよび／またはハウジング本体に融着されることができる。さらに、第１の材料及び第２の材料はこれらが融着される金属（即ち導電ピン及びハウジング本体）と一致する熱膨張特性を有するように選択されることができる。

例えば第１の材料は効率的にガスの浸透を防止できる密封ガラスであってもよい。第２の材料はガラスよりも低い溶融温度を有し、アルミニウム、金、銅、銀のような低い融着点を有する金属に融着されることができる密封重合体であってもよい。代わりに、第１及び第２の材料は上昇された温度における密封路の損傷を防止するためにそれぞれハウジング本体と導電ピンに一致する熱膨張を有することができる。代わりに、第１の材料及び第２の材料の両者は前述したように異なる必要な特性を有する重合体であってもよい。

図２を参照すると、密封構造26はハウジング本体12の中心軸Ｙに沿って配置されているガラス層28と重合体層30を含んでいる。密封構造26は複数の開口を規定する。導電ピン14はそれらの開口に挿入される。

図３を参照すると、密封構造26は、連続的な密封境界を形成するために連続して接続されている第１の密封路34と第２の密封路36と第３の密封路38を含んでいる。密封路の境界はそれ自体、良好な密封を促すために平滑であり特徴がないか、または鋸歯状、ロッキングフィンガ等を含むことができることを留意すべきである。

第１の密封路34と第２の密封路36と第３の密封路38は、ガラス層28とハウジング本体12の内部表面16との間、重合体層30と導電ピン14との間、ガラス層28と重合体層30との間の境界でそれぞれ設けられる。曲げられた部分41はそれらの接続点で、特に２つの密封材料間の境界部に形成されることができる。随意選択的に、第４の密封路39はハウジング本体12と重合体層30との間の境界に設けられることができる。第１の密封路34と第２の密封路36は密封を行う。第３の密封路39はハーメティックシールを行っても行わなくてもよい。

第１の密封路34は冷延鋼材から作られるハウジング本体12に対してガラスを溶解するガラスと金属の密封である。ガラス層28は不適合な熱膨張による第１の密封路34の妥協または中断を防止するためにハウジング本体12と一致する熱膨張係数を有するように選択されることができる。

第２の密封路36は重合体を金メッキされた導電ピン14に密封している重合体と金属の密封である。重合体はエポキシであってもよい。重合体層30の材料は動作温度が変化するときの不適合な熱膨張による第２の密封路36の妥協または中断を防止するために導電ピン14と一致する熱膨張係数を有するように適切に選択されることができる。

第３の密封路38は重合体とガラスの密封である。２つの密封材料間の境界に形成される第３の密封路38は導電ピン14とハウジング本体12の内部表面16に垂直に配置されることができる。フィードスルー10が上昇された温度で動作されるとき、２つの密封材料間の熱膨張の違いによりせん断応力が第３の密封路38で発生される可能性がある。せん断応力は第３の密封路38を妥協又は中断しない。それ故、第１の材料と第２の材料とハウジング本体と導電ピンの間の密封路は上昇された温度において連続して接続される（即ち閉じた）状態である。

図面に示されていないが、第３の密封路38は温度が変化するとき連続的な密封境界を維持するために導電ピン14および／またはハウジング本体12に対して垂直である必要はないことが認識され理解されよう。第３の密封路38はＸ軸に関して傾斜した角度を有することができ、それによって２つの密封材料間の境界は第３の密封路38に妥協又は中断するための大きな引張応力を受けない。Ｘ軸に関する第３の密封路38の角度は２つの密封材料の熱膨張係数に依存することができる。

第４の密封路39は重合体と金属の密封であり、随意選択的に与えられることができる。第４の密封路は、第２の密封路が重合体と低い融着点を有する第１の金属との間に設けられる点で第２の密封路とは異なっており、第４の密封路は重合体と高い融着点を有する第２の金属との間に設けられる。

図４Ａ乃至４Ｄを参照すると、第１の実施形態のフィードスルー10を形成するため、複数のダミーピン40が最初にハウジング本体12の内部空間18に設けられ、それに続いてガラス層28を形成するためにダミーピン40とハウジング本体12の内部表面16へガラス材料を融着する。第１の密封路34はガラス層28とハウジング本体12との間の境界に形成される。

次に、ガラス層28に複数の開口42を形成するためにダミーピン40が除去される。複数の導電ピン14が開口42に挿入され、それに続いてガラス層28の上部表面上に重合体層30を形成するために導電ピン14とガラス層28へ重合体材料を融着する。第２の密封路36と第３の密封路38は重合体層30と導電ピン14との間およびガラス層28と重合体層30との間にそれぞれ形成される。随意選択的に、重合体材料は第４の密封路39を形成するためハウジング本体12の内部表面16へ融着されることができる。

［第２の実施形態］
図５及び６を参照すると、本発明の第２の実施形態による電力端子フィードスルーは密封構造とハウジング本体を除いて第１の実施形態の構造と類似の構造を有している。

フィードスルー50は金属ハウジング本体52、複数の導電ピン14、密封構造54を含んでいる。ハウジング本体52はアルミニウムから作られ、これは低い融着点を有する。ハウジング本体52は内部表面53と、内部表面53から延在する環状フランジ55を含むことができる。このフランジ55は内部表面53に垂直な水平表面57を含んでいる。密封構造54はガラス層56と、ガラス層56と環状フランジ55との間に形成される重合体層58とを含んでいる。

図７を参照すると、密封構造54は１対の第２の密封路60と、ガラス層56と重合体層58との間の第３の密封路64を含んでいる。第２の密封路60は重合体層58とハウジング本体52との間および重合体層58と導電ピン14との間に形成される。第２の密封路60は重合体と金属の密封である。第２の密封路60の一部分は重合体層58とフランジ55の水平表面57との間に形成される。

第３の密封路64はガラス層56と重合体層58との間の境界に形成され、導電ピン14とハウジング本体52の内部表面53に垂直に配置されることができる。第３の密封路64は重合体とガラスの密封である。第２の密封路の対60は第３の密封路64により接続される。曲げられた部分66はそれらの接続点に形成される。

図８Ａ乃至８Ｄを参照すると、第２の実施形態のフィードスルー50を形成するために、ガラス層56又はガラス基板を形成するためにガラス材料（即ちガラスペレット）が複数のダミーピン40に融着される。複数の開口42を形成するためダミーピン40がガラス層56から除去される。複数の導電ピン14が複数の開口42中に挿入される。ガラス層56と導電ピン14のサブアセンブリがハウジング本体52中に配置される。（エポキシのような）重合体ペレットが導電ピン14とハウジング本体52を融着するために、ガラス層56とフランジ55の上部水平表面57との間の空間に配置される。第２の密封路60と第３の密封路64は重合体材料が硬化されるときに形成される。

［第３の実施形態］
図９を参照すると、本発明の第３の実施形態によるフィードスルー70は密封構造72を除いて第２の実施形態の構造と類似した構造を含んでいる。密封構造72は第１のガラス層74と、第２のガラス層76と、第１のガラス層74と第２のガラス層76との間の重合体層78とを含んでいる。密封構造72は２つのガラス層74と76が存在するために改良されたガス浸透防止特性を有しており、導電ピン14と低い融着点を有するハウジング本体52に融着されることができる。ガラス層74と76はハウジング本体52のものに一致する熱膨張係数を有するように適切に選択されることができる。重合体層78は導電ピン14のものに一致する熱膨張係数を有するように適切に選択されることができる。

図１０を参照すると、密封構造72は１対の第２の密封路80と１対の第３の密封路82を含んでいる。第２の密封路の対80は重合体層78とアルミニウムハウジング本体52との間、および重合体層78と導電ピン14との間の境界に形成される。第３の密封路82は重合体層78と第１のガラス層74との間および重合体層78と第２のガラス層76との間の境界に形成される。第２の密封路80は重合体と金属の密封である。第３の密封路82は重合体とガラスの密封である。

随意選択的に、密封構造72は重合体・ガラス・金属の密封であり、ガラス層74、76とハウジング本体52との間に形成される複数の第４の密封路88を含むことができる。第２の密封路80、第３の密封路82、第４の密封路88は角度を付けられた部分89を有する連続的な密封境界を形成するように連続して接続されている。

本発明の実施形態のフィードスルー70または71を製造するため、第１のガラス材料と第２のガラス材料は第１のガラス層74と第２のガラス層76をそれぞれ形成するためにダミーピンに融着される。第１のガラス層74と第２のガラス層76が硬化された後、ダミーピンは導電ピンに対応する複数の開口を形成するために除去される。第１のガラス層74はフランジ55に対してハウジング本体52の内部空間に配置されている。溶融された重合体材料はその後第１のガラス層74の上部表面全体上に与えられる。

次に、第２のガラス層76が溶融された重合体材料上に置かれる。導電ピン14はその後開口に挿入される。次に第２のガラス層76は第１のガラス層74に対して加圧される。重合体層78が硬化された後、積層構造を有する密封構造が図１０に示されているように形成される。

代わりに、ギャップが導電ピン14と第１のガラス層74と第２のガラス層76との間、およびハウジング本体52と第１のガラス層74と第２のガラス層76との間に形成されることができる。重合体ペレットは図１１に示されているように付加的な密封路88を形成するためにギャップに設けられることができる。

［第４の実施形態］
図１２および１３を参照すると、本発明の第４の実施形態によるフィードスルー100は第１の実施形態のものと類似の冷延鋼板から作られるハウジング本体12を有する。密封構造104は複数の導電ピン14をハウジング本体12へ密封する。密封構造104はガラス層106と複数の重合体層108を含んでいる。重合体層108はそれぞれ管状本体112と、管状本体112から垂直及び外方向に延在するフランジ部114とを有する。

図１４を参照すると、ガラス層106は第１の密封路110、即ちガラスと金属の密封を形成するためにハウジング本体12の内部表面に融着される。重合体層108の管状本体112は第２の密封路107（即ち重合体と金属の密封）と第３の密封路109（即ち重合体とガラスの密封）を形成するために導電ピン14とガラス層106に融着される。重合体層108のフランジ部114は重合体とガラスの密封を形成するためにガラス層106の上部表面116へ融着される。

本発明の実施形態のフィードスルー100を製造するために、ガラス材料はガラス層106を形成するためハウジング本体12と複数のダミーピンに融着される。ガラス材料が硬化された後、ダミーピンはガラス層106に複数の開口を生成するために除去される。複数の導電ピン14は開口中に挿入される。重合体ペレットがガラス層106と導電ピン14との間に管状部112を形成するために導電ピン14の周辺に与えられる。重合体ペレットの一部分はフランジ部114を形成するためガラス層106の上面116上に形成されることができる。

［第５の実施形態］
図１５および１６を参照すると、本発明の第５の実施形態によるフィードスルー120はハウジング本体と密封構造を除いて第４の実施形態のフィードスルーに類似している。この実施形態のハウジング本体52はアルミニウムから作られる第２の実施形態のものに類似している。本発明の実施形態の密封構造124は、この実施形態のガラス層126がハウジング本体52に融着されないことを除いて第４の実施形態の密封構造104に類似している。

特に、密封構造124はガラス層126と重合体材料を含んでいる。ガラス層126はハウジング本体52に融着されない。重合体材料は導電ピン14周辺の複数の第１の管状本体130と、ガラス層126とハウジング本体52との間に形成された第２の管状本体128とを含んでいる。複数の第１のフランジ部136は複数の第１の管状本体130から外方向及び垂直に延在し、ガラス層124の上部表面134に融着される。第２のフランジ部132は第２の管状本体128から打ち方向に垂直に延在し、ガラス層の上部表面134に融着される。

密封構造124は重合体と金属の密封である１対の第２の密封路と、ガラスと重合体の密封である１対の第３の密封路とを含んでいる。

［第６の実施形態］
図１７および１８を参照すると、本発明の第６の実施形態によるフィードスルー140は密封構造と導電ピンを除いて第５の実施形態に類似している。密封構造144はガラス層146と、第２の管状本体148と第２の管状本体148から垂直及び内方向に延在するフランジ部149を有する重合体層とを有している。導電ピン141はパラジウムめっきされている。導電ピン141は高い融点を有するので、ガラス層146は導電ピン141に直接融着されることができ、それによって第４の実施形態の第１の管状本体を不要とする。

密封構造144は第１の密封路143と第２の密封路145と第３の密封路147を有する。第１の密封路143は導電ピン141とガラス層146との間の境界におけるガラスと金属の密封である。第２の密封路145はハウジング本体52と重合体材料との間の境界における重合体と金属の密封である。第３の密封路147はガラス層146と重合体材料との間の境界における重合体とガラス層である。

［第７の実施形態］
図１９を参照すると、本発明の第７の実施形態によるフィードスルー150はハウジング本体12、導電ピン14、密封構造154を含んでいる。ハウジング本体12と導電ピン14は第１の実施形態のものに類似している。ハウジング本体12は冷延鋼材から作られる。導電ピン14は金メッキされる。密封構造154はガラス層156と、第１の重合体層158と、第２の重合体層160とを含んでいる。ガラス層156はハウジング本体12の内部空間全体を埋めている。第１の重合体層158と第２の重合体層160はハウジング本体12の下部表面162と上部表面164上にそれぞれ形成される。

ガラス層156は、第１の密封路166、即ちガラスと金属の密封を形成するためにハウジング本体152の内部表面に融着される。第１の重合体層158と第２の重合体層160は重合体と金属の密封である第２の密封路の対168を形成するために導電ピン14に融着される。付加的に、第１の重合体層158と第２の重合体層160は重合体とガラスの密封である１対の第３の密封路170を形成するためにそれぞれガラス層156の下部表面162と上部表面164に融着されている。第１の密封路166と、第２の密封路の対168と、１対の第３の密封路170とは連続的な密封境界を形成するように接続されている。

本発明で説明されている任意の実施形態による第１の材料及び第２の材料を含むハイブリッド密封構造は、密封構造、ハウジング本体、導電ピンの材料の広範囲の選択を可能にする。第１の材料はガスの浸透を防止するために使用されることができ、第２の材料は、導電ピンとハウジング本体が低い融着点を有するならば密封構造を導電ピンおよび／またはハウジング本体へ融着するために使用されることができる。それ故、ハイブリッド密封構造はハウジング本体と導電ピンを損傷せずにガス透過を効率的に防止することができる。

前述の任意の実施形態で使用される重合体は熱硬化重合体または熱可塑性重合体であってもよい。適切な熱硬化重合体はRohm and Haas’s Corvel(商標名)ECB-1363A Red 2036を含んでいる。この材料の検査によれば（ガス透過速度が１環境で１０^−８ｃｍ^３Ｈｅ／秒である）ハイブリッド密封構造中の適切な密封が実現されることが確認されている。さらに説明した構造についての適切な熱可塑性重合体はNanocor社の Imperm（商標名）103（ナイロン／ナノコンポジット）、Nylon 6,6,Ticona社の Liquid Crystalline Polymer（ガラス充填または非ガラス充填）、Chevron Phillips社のPolyphenylene Sulfide、Chevron Phillips社の Polyphenylene Sulfide-Glass、Chevron Phillips社の Polyphenylene Sulfide glass and mineral、Dow社の Saranex（商標名）11 co-polymer、EVAL（商標名）Ethylene Vinyle Alcohol co-polymer、INEOS Barex社の Polyacrylonitrille 、DuPont社のPolybutylene terephthalateを含むことができる。

さらに、第１及び第２の材料はハウジング本体と導電ピンの熱膨張にそれぞれ一致するように適切に選択されることができる。それ故、ハイブリッド密封構造は高温で密封路の完全性を維持できる。

実施形態の前述の説明は例示として説明の目的で行った。本発明を徹底的に説明し又は限定することは意図されていない。特定の実施形態の個々のエレメント又は特性は通常その特別な実施形態に限定されないが、応用可能な場合、置換可能であり、特別に示されていないか説明されていなければ選択された実施形態で使用されることができる。本発明は種々の方法で変更されることも可能である。このような変更は本発明の技術的範囲から逸脱するものとは考えられず、全てのこのような変更は本発明の技術的範囲内に含まれることが意図される。

実施形態の前述の説明は例示として説明の目的で行った。本発明を徹底的に説明し又は限定することは意図されていない。特定の実施形態の個々のエレメント又は特性は通常その特別な実施形態に限定されないが、応用可能な場合、置換可能であり、特別に示されていないか説明されていなければ選択された実施形態で使用されることができる。本発明は種々の方法で変更されることも可能である。このような変更は本発明の技術的範囲から逸脱するものとは考えられず、全てのこのような変更は本発明の技術的範囲内に含まれることが意図される。
以下に、本願出願時の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］ハウジング本体と、
導電ピンと、
前記導電ピンを前記ハウジング本体に密封し、前記ハウジング本体と前記導電ピンとの間に電気的絶縁性を行う密封構造とを具備し、
前記密封構造は前記ハウジング本体と前記導電ピンのうちの一方に融着される第１の材料と、前記ハウジング本体と前記導電ピンのうちの他方に融着される第２の材料とを含んでいる密封フィードスルー。
［２］前記第１の材料は前記第２の材料よりも良好なガス透過防止特性を有している前記［１］に記載の密封フィードスルー。
［３］前記第２の材料は前記第１の材料よりも低い融着温度を有している前記［２］に記載の密封フィードスルー。
［４］前記ハウジング本体は第１の金属から作られ、前記第１の材料は前記第１の材料に一致する熱膨張係数を有し、第２の金属から作られる前記導電ピンは前記第２の材料に一致する熱膨張係数を有する前記［１］に記載の密封フィードスルー。
［５］前記密封構造は前記第１の材料の第１の層と、前記第２の材料の第２の層とを含み、前記第２の層は前記導電ピンに垂直な平面に沿って前記第１の層に融着されている前記［１］に記載の密封フィードスルー。
［６］さらに、第１の密封路と第２の密封路と第３の密封路を具備し、前記第１の密封路はガラスと金属の密封であり、前記第２の密封路は樹脂と金属の密封であり、前記第３の密封路は樹脂とガラスの密封である前記［５］に記載の密封フィードスルー。
［７］前記第１の密封路は前記第１の層と前記ハウジング本体との間の境界に形成され、前記第２の密封路は前記第２の層と前記導電ピンとの間の境界に形成され、前記第３の密封路は前記第１の層と前記第２の層の間の境界に形成されている前記［６］に記載の密封フィードスルー。
［８］さらに、第４の密封路が前記第２の層と前記ハウジング本体との間の境界に設けられている前記［７］に記載の密封フィードスルー。
［９］前記第１の材料はガラスであり、前記第２の材料はエポキシであり、前記ハウジング本体は鋼材から作られ、前記導電ピンは銅、銀、金の少なくとも１つを含んでいる前記［７］に記載の密封フィードスルー。
［１０］前記第１の材料は前記ハウジング本体と前記導電ピンとの間に設けられた層構造を有し、前記第２の材料は前記導電ピンを囲み前記第１の材料と前記導電ピンとの間に設けられている第１の管状体を含んでいる前記［１］に記載の密封フィードスルー。
［１１］前記第２の材用はさらに第１のフランジ部を含み、前記第１のフランジ部は前記第１の管状体から垂直に延在し、前記第１の材料に融着されている前記［１０］に記載の密封フィードスルー。
［１２］密封構造は第１の密封路と第２の密封路と第３の密封路とを含んでおり、前記第１の密封路は前記第１の材料と前記ハウジング本体との間の境界に形成され、前記第２の密封路は前記第２の材料と前記導電ピンとの間に形成され、前記第３の密封路は前記第１の材料と前記第２の材料との間に形成されている前記［１１］に記載の密封フィードスルー。
［１３］前記第３の密封路は前記管状体と前記第１のフランジ部との間に屈曲された部分を形成する前記［１２］に記載の密封フィードスルー。
［１４］前記第２の材料は前記第１の材料と前記ハウジングとの間に第２の管状体を具備している前記［１０］に記載の密封フィードスルー。
［１５］さらに、前記１対の第２の密封路と前記１対の第３の密封路を具備し、前記第２の密封路は樹脂と金属の密封であり、前記第３の密封路は樹脂とガラスの密封である前記［１４］に記載の密封フィードスルー。
［１６］前記ハウジング本体はアルミニウムで形成されている前記［１５］に記載の密封フィードスルー。
［１７］前記第１の材料は前記ハウジング本体と前記導電ピンとの間に設けられている層構造を有し、前記第２の材料は前記第１の材料と前記ハウジング本体との間に形成された管状体を有している前記［１］に記載の密封フィードスルー。
［１８］さらに、第１の密封路と第２の密封路と第３の密封路を含んでおり、前記第１の密封路は前記第１の材料と前記導電ピンとの間の境界に形成され、前記第２の密封路は前記ハウジング本体と前記第２の材料の前記管状体との間に形成され、前記第３の密封路は前記第１の材料と前記第２の材料との間に形成されている前記［１７］に記載の密封フィードスルー。
［１９］前記第１の密封路はガラスと金属の密封であり、前記第２の密封路は樹脂と金属の密封であり、前記第３の密封路は樹脂とガラスの密封である前記［１８］に記載の密封フィードスルー。
［２０］前記第１の材料は前記導電ピンと前記ハウジング本体との間に設けられ、前記第２の材料は前記ハウジング本体の下部表面上の第１の層と前記ハウジング本体の上部表面上の第２の層とを含んでいる前記［１］に記載の密封フィードスルー。
［２１］さらに、前記第１の材料と前記ハウジング本体との間の境界に設けられた第１の密封路と、
前記導電ピンと前記第２の材料の前記第１の層との間、および前記導電ピンと前記第２の材料の前記第２の層との間に設けられている１対の第２の密封路と、
前記第２の材料の前記第１の層間と、前記第１の材料と前記第２の材料の前記第２の層との間に設けられている１対の第３の密封路を具備している前記［２０］に記載の密封フィードスルー。
［２２］前記第１の密封路はガラスと金属の密封であり、前記第２の密封濾波樹脂と金属の密封であり、前記第３の密封路はガラスと樹脂の密封である前記［２１］に記載の密封フィードスルー。
［２３］ハウジング本体と、
導電ピンと、
前記導電ピンを前記ハウジング本体に密封し、前記ハウジング本体と前記導電ピンとの間の電気的絶縁を行っている密封構造とを具備し、
前記密封構造は第１の材料および第２の材料と、第１の密封路と第２の密封路と第３の密封路のうちの少なくとも２つを含み、
前記第１の密封路はガラスと金属の密封であり、前記第２の密封路は樹脂と金属の密封であり、前記第３の密封路は樹脂とガラスの密封である密封フィードスルー。
［２４］前記密封構造は前記導電ピンと前記第２の材料との間および前記ハウジング本体と前記第２の材料との間に設けられている第２の密封路の対を含んでいる前記［２３］に記載の密封フィードスルー。
［２５］前記ハウジング本体はアルミニウムから作られ、内部表面と前記内部表面から垂直に延在する水平表面とを含み、前記第２の密封路の１つは前記第２の材料と前記内部表面との間および前記第２の材料と前記水平表面との間に形成されている前記［２４］に記載の密封フィードスルー。
［２６］さらに、第３の材料の第３の層を具備し、前記第２の層は前記第１の層と前記第３の層との間に設けられ、前記第２の層は前記第１の層と前記第３の層に融着されている前記［２５］に５記載の密封フィードスルー。
［２７］前記第１の材料と前記第３の材料はガラスであり、前記第２の材料は樹脂である前記［２６］に記載の密封フィードスルー。
［２８］前記密封構造は１対の第２の密封路と１対の第３の密封路とを具備し、前記第２の密封路は樹脂と金属の密封であり、前記第３の密封路は樹脂とガラスの密封である前記［２７］に記載の密封フィードスルー。
［２９］前記第２の密封路は前記第２の層と前記ハウジング本体との間および前記第２の層と前記導電ピンとの間の境界に設けられ、前記第３の密封路は前記第１の層と前記第２の層との間及び前記第２の層と前記第３の層との間の境界に設けられる前記［２８］に記載の密封フィードスルー。
［３０］さらに、前記第１の層と前記第３の層の少なくとも一方と、前記ハウジング本体と前記導電ピンの少なくとも一方との間に複数の密封路を具備している前記［２９］に記載の密封フィードスルー。
［３１］第１の材料を少なくとも１つのダミーピンへ融着して基板を形成し、
前記ダミーピンに対応する少なくとも１つの開口を形成するため前記少なくとも１つのダミーピンを前記基板から除去し、
少なくとも１つの導電ピンを少なくとも１つの前記開口へ挿入し、
第２の材料を前記少なくとも１つの導電ピンに融着するステップを含んでいるフィードスルーの製造方法。
［３２］さらに、前記基板をハウジング本体に融着するステップを含み、前記ハウジング本体は前記基板が配置されている内部空間を有している前記［３１］に記載の方法。
［３３］さらに、前記第１の材料と前記第２の材料の１つを前記ハウジング本体に融着するステップを含んでいる前記［３１］に記載の方法。
［３４］前記ハウジング本体はアルミニウムから形成されている前記［３１］に記載の方法。
［３５］さらに、前記第２の材料を前記第１の材料に融着するステップを含んでいる前記［３１］に記載の方法。

Claims (35)

1. ハウジング本体と、
   導電ピンと、
   前記導電ピンを前記ハウジング本体に密封し、前記ハウジング本体と前記導電ピンとの間に電気的絶縁性を行う密封構造とを具備し、
   前記密封構造は前記ハウジング本体と前記導電ピンのうちの一方に融着される第１の材料と、前記ハウジング本体と前記導電ピンのうちの他方に融着される第２の材料とを含んでいる密封フィードスルー。
2. 前記第１の材料は前記第２の材料よりも良好なガス透過防止特性を有している請求項１記載の密封フィードスルー。
3. 前記第２の材料は前記第１の材料よりも低い融着温度を有している請求項２記載の密封フィードスルー。
4. 前記ハウジング本体は第１の金属から作られ、前記第１の材料は前記第１の材料に一致する熱膨張係数を有し、第２の金属から作られる前記導電ピンは前記第２の材料に一致する熱膨張係数を有する請求項１記載の密封フィードスルー。
5. 前記密封構造は前記第１の材料の第１の層と、前記第２の材料の第２の層とを含み、前記第２の層は前記導電ピンに垂直な平面に沿って前記第１の層に融着されている請求項１記載の密封フィードスルー。
6. さらに、第１の密封路と第２の密封路と第３の密封路を具備し、前記第１の密封路はガラスと金属の密封であり、前記第２の密封路は重合体と金属の密封であり、前記第３の密封路は重合体とガラスの密封である請求項５記載の密封フィードスルー。
7. 前記第１の密封路は前記第１の層と前記ハウジング本体との間の境界に形成され、前記第２の密封路は前記第２の層と前記導電ピンとの間の境界に形成され、前記第３の密封路は前記第１の層と前記第２の層の間の境界に形成されている請求項６記載の密封フィードスルー。
8. さらに、第４の密封路が前記第２の層と前記ハウジング本体との間の境界に設けられている請求項７記載の密封フィードスルー。
9. 前記第１の材料はガラスであり、前記第２の材料はエポキシであり、前記ハウジング本体は鋼材から作られ、前記導電ピンは銅、銀、金の少なくとも１つを含んでいる請求項７記載の密封フィードスルー。
10. 前記第１の材料は前記ハウジング本体と前記導電ピンとの間に設けられた層構造を有し、前記第２の材料は前記導電ピンを囲み前記第１の材料と前記導電ピンとの間に設けられている第１の管状体を含んでいる請求項１記載の密封フィードスルー。
11. 前記第２の材用はさらに第１のフランジ部を含み、前記第１のフランジ部は前記第１の管状体から垂直に延在し、前記第１の材料に融着されている請求項１０記載の密封フィードスルー。
12. 密封構造は第１の密封路と第２の密封路と第３の密封路とを含んでおり、前記第１の密封路は前記第１の材料と前記ハウジング本体との間の境界に形成され、前記第２の密封路は前記第２の材料と前記導電ピンとの間に形成され、前記第３の密封路は前記第１の材料と前記第２の材料との間に形成されている請求項１１記載の密封フィードスルー。
13. 前記第３の密封路は前記管状体と前記第１のフランジ部との間に屈曲された部分を形成する請求項１２記載の密封フィードスルー。
14. 前記第２の材料は前記第１の材料と前記ハウジングとの間に第２の管状体を具備している請求項１０記載の密封フィードスルー。
15. さらに、前記１対の第２の密封路と前記１対の第３の密封路を具備し、前記第２の密封路は重合体と金属の密封であり、前記第３の密封路は重合体とガラスの密封である請求項１４記載の密封フィードスルー。
16. 前記ハウジング本体はアルミニウムで形成されている請求項１５記載の密封フィードスルー。
17. 前記第１の材料は前記ハウジング本体と前記導電ピンとの間に設けられている層構造を有し、前記第２の材料は前記第１の材料と前記ハウジング本体との間に形成された管状体を有している請求項１記載の密封フィードスルー。
18. さらに、第１の密封路と第２の密封路と第３の密封路を含んでおり、前記第１の密封路は前記第１の材料と前記導電ピンとの間の境界に形成され、前記第２の密封路は前記ハウジング本体と前記第２の材料の前記管状体との間に形成され、前記第３の密封路は前記第１の材料と前記第２の材料との間に形成されている請求項１７記載の密封フィードスルー。
19. 前記第１の密封路はガラスと金属の密封であり、前記第２の密封路は重合体と金属の密封であり、前記第３の密封路は重合体とガラスの密封である請求項１８記載の密封フィードスルー。
20. 前記第１の材料は前記導電ピンと前記ハウジング本体との間に設けられ、前記第２の材料は前記ハウジング本体の下部表面上の第１の層と前記ハウジング本体の上部表面上の第２の層とを含んでいる請求項１記載の密封フィードスルー。
21. さらに、前記第１の材料と前記ハウジング本体との間の境界に設けられた第１の密封路と、
    前記導電ピンと前記第２の材料の前記第１の層との間、および前記導電ピンと前記第２の材料の前記第２の層との間に設けられている１対の第２の密封路と、
    前記第２の材料の前記第１の層間と、前記第１の材料と前記第２の材料の前記第２の層との間に設けられている１対の第３の密封路を具備している請求項２０記載の密封フィードスルー。
22. 前記第１の密封路はガラスと金属の密封であり、前記第２の密封濾波重合体と金属の密封であり、前記第３の密封路はガラスと重合体の密封である請求項２１記載の密封フィードスルー。
23. ハウジング本体と、
    導電ピンと、
    前記導電ピンを前記ハウジング本体に密封し、前記ハウジング本体と前記導電ピンとの間の電気的絶縁を行っている密封構造とを具備し、
    前記密封構造は第１の材料および第２の材料と、第１の密封路と第２の密封路と第３の密封路のうちの少なくとも２つを含み、
    前記第１の密封路はガラスと金属の密封であり、前記第２の密封路は重合体と金属の密封であり、前記第３の密封路は重合体とガラスの密封である密封フィードスルー。
24. 前記密封構造は前記導電ピンと前記第２の材料との間および前記ハウジング本体と前記第２の材料との間に設けられている第２の密封路の対を含んでいる請求項２３記載の密封フィードスルー。
25. 前記ハウジング本体はアルミニウムから作られ、内部表面と前記内部表面から垂直に延在する水平表面とを含み、前記第２の密封路の１つは前記第２の材料と前記内部表面との間および前記第２の材料と前記水平表面との間に形成されている請求項２４記載の密封フィードスルー。
26. さらに、第３の材料の第３の層を具備し、前記第２の層は前記第１の層と前記第３の層との間に設けられ、前記第２の層は前記第１の層と前記第３の層に融着されている請求項２５記載の密封フィードスルー。
27. 前記第１の材料と前記第３の材料はガラスであり、前記第２の材料は重合体である請求項２６記載の密封フィードスルー。
28. 前記密封構造は１対の第２の密封路と１対の第３の密封路とを具備し、前記第２の密封路は重合体と金属の密封であり、前記第３の密封路は重合体とガラスの密封である請求項２７記載の密封フィードスルー。
29. 前記第２の密封路は前記第２の層と前記ハウジング本体との間および前記第２の層と前記導電ピンとの間の境界に設けられ、前記第３の密封路は前記第１の層と前記第２の層との間及び前記第２の層と前記第３の層との間の境界に設けられる請求項２８記載の密封フィードスルー。
30. さらに、前記第１の層と前記第３の層の少なくとも一方と、前記ハウジング本体と前記導電ピンの少なくとも一方との間に複数の密封路を具備している請求項２９記載の密封フィードスルー。
31. 第１の材料を少なくとも１つのダミーピンへ融着して基板を形成し、
    前記ダミーピンに対応する少なくとも１つの開口を形成するため前記少なくとも１つのダミーピンを前記基板から除去し、
    少なくとも１つの導電ピンを少なくとも１つの前記開口へ挿入し、
    第２の材料を前記少なくとも１つの導電ピンに融着するステップを含んでいるフィードスルーの製造方法。
32. さらに、前記基板をハウジング本体に融着するステップを含み、前記ハウジング本体は前記基板が配置されている内部空間を有している請求項３１記載の方法。
33. さらに、前記第１の材料と前記第２の材料の１つを前記ハウジング本体に融着するステップを含んでいる請求項３１記載の方法。
34. 前記ハウジング本体はアルミニウムから形成されている請求項３１記載の方法。
35. さらに、前記第２の材料を前記第１の材料に融着するステップを含んでいる請求項３１記載の方法。

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