JPS6188965A - 箱体にハンダ付けされる自己発熱性蓋体 - Google Patents
箱体にハンダ付けされる自己発熱性蓋体Info
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- JPS6188965A JPS6188965A JP60216290A JP21629085A JPS6188965A JP S6188965 A JPS6188965 A JP S6188965A JP 60216290 A JP60216290 A JP 60216290A JP 21629085 A JP21629085 A JP 21629085A JP S6188965 A JPS6188965 A JP S6188965A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
〔発明の背景〕
本発明は、箱体の上に確りと蓋体を保持することに関し
、更に具体的には、箱体に取り付ける蓋体に固着した特
殊なタイプの自動温度関節ヒーターを用いて、蓋体を加
熱し、蓋体と箱体の壁面上端頂部との間に配置された密
封剤を加熱活性化させる方法に関する。 本発明は、先行技術に於ける特別な問題点に適用した場
合について説明するが、箱体を構成する蓋体、側壁部材
、底面部材等に関する教示は、利用可能性の面では普遍
的であるということを認めるべきである。そのため、こ
こでは、本発明に通じる特別な問題点に適用した場合に
ついて説明する。 而して、電子産業のマイクロ波セグメントは、近年急速
な発展を遂げた。その回路自体は、代表的な場合、小さ
な確りと密封される箱体の中に設置される。代表的な場
合、その箱体は上記回路の機構と構成要素を一杯含んだ
一つ又はそれ以上の空所を有し、その空所の各々は一つ
の蓋体を有する。その蓋体は、普通の溶接、レーザー溶
接、ハンダ付は等の方法によって取り付けられる。 蓋体の取付は及び取外しには、大変手間が掛り、費用が
かさむ。好ましい方法は全くなく、全ての方法は欠点を
有している。これらの非常に高価な箱体は、再加工して
箱体を再び用いることが必要となる。同様に、これらの
箱体の多く又は大部分は、軍事用、宇宙航空用の最終用
途に用いられるものであり、検査が行なわれ、その結果
箱体を再び用いることが必要となる。明らかなことであ
るが、再使用（現在では非常に多いケースである。）の
ために、蓋体を装置から取り外す必要がある場合には、
蓋体を溶接によって取り付けることが重大な欠点となる
。同様に、レーザー溶接は非常に費用と手間の両方が掛
る方法である。 一方、ハンダ付けされた蓋体ば、幾つかの欠点を有して
いる。その主要な欠点は、フラフクス、汚染物の流出で
あった。より重要なことは、蓋体の接触面を均一に且つ
同時に全体を加熱することができないことであった。ハ
ンダ付は用のハンダ鏝では明らかにこのような作業をす
ることができないため、多くの蓋体はオーブンの内でハ
ンダ付けされる。この方法は、箱体とその内部に収納さ
れた構成要素を比較的長時間高温雰囲気中に置かなけれ
ばならないと言う欠点を有している。このことにも拘わ
らず、再使用が比較的に容易であることは、ハンダ付け
された蓋体が望ましい手段のものであることになる。通
常、箱体は再加熱のためにホットプレートの上に置かれ
る。 蓋体には、非常に多くの形状と寸法のものがある。又、
多くの異なるハンダが用いられ、そのため広範囲のハン
ダ付は温度で作業が行なわれる。 箱体は代表的な場合、錫又は金でメッキされたアルミニ
ウムである。蓋体はアルミニウム、）（□ｖａｒ等で作
製され、同じ（メッキされている。 本発明では、自動温度調節ヒーターが用いられる。そし
てそのヒーターは、米国特許第４ 、２５６ 、９４５
号（Ｃａｒｔｅｒ他）、米国特許出願節５８６，７１２
号（１９８４年０３月０６日出願）と同第６２３．２３
８号（１９８４年０６月２１日出願）（発明者は、各々
Ｐａｕｌ ＢｕｓｃｈとＲ。 ｄｎｅｙ Ｌ、 Ｄｅｒｂｙ ５ｈｉｒｅ ） 、及び
第６２３．２３８号のＣＩＰ出願として出願された米国
特許出願（「可撓性の自動調節ストランプヒーター」、
この開示は参考文献として付記されている）に記載され
たタイプのいずれのものでもよい。 上記米国特許第４，２５６，９４５号には、銅のような
導電性層上にコーティングされた磁性体の層から成る自
動調節ヒーターが開示されている。導ｊ２ｉ ｊ’Ｍは
、磁性体層に隣接して設けられ、それらが互いに連結さ
れている各々の先端部を除き、互いに絶縁されている。 上記導電線の他端と磁性体とは、定電流のＡＣ電源に接
続される。然しなから、それは必すしも８〜２０ Ｍ
Ｈｚの範囲にある電源でなくともよい。 磁性体金属のキュリー温度以下では、表皮効果と電流系
の近接効果に基づく電流は、本質的に磁性体材料の部分
、即ち導電線に隣接した材料の部分に制限される。この
装置の温度がキュリー温度に近づき、磁性体材料の透磁
率が１に近づくにつれて、電流は銅の中に拡がって流れ
、ヒーターの抵抗は減少する。電流が一定であるため、
ジュール加熱は大幅に減少し、その結果磁性体材料の温
度はキュリー温度以下に下がる。そのサイクルは繰り返
される。罪ち、ヒーターは自動温度関節能力を有する。 上記したヒーターの基本的な構成についての幾つかの詳
細な変形は、前記の米国特許出願力５８６゜７１２号、
同第６２３，２３８号、及びその出願のＣＩＰ出願に記
載されており、これらの構成は全て本発明で用いること
ができるが、本明細書中では、簡潔にするために、前記
した米国特許に記載の態様についてのみ説明する。 又、上記のＣＩＰ出願には、実質的に質量がゼロである
タイプのヒーターが記載されている。そしてそのヒータ
ーでは、導電線に相当するものや導電線と磁性体材料と
の間の絶縁体は取り外すことができる。 〔発明の概要〕 本発明によると、前記米国特許に記載の少なくとも磁性
体材料を含むヒーター構造体は、蓋体の上面に好ましく
は永久的に結合される。後述するように、導電線又はそ
れに相当するものは、導電線から離れた表面上に粘着性
材料を有する絶縁体層に取付けられる。即ち、絶縁体は
磁性体材料と発熱するヒーターに固着される。蓋体が保
持された後、絶縁体と導電線は取り外され、ヒーター構
造体が後に残る。再使用したいと望む場合は、導電線と
絶縁体を蓋体の上にあるこのヒーター構造体に再び取付
ければよく、その結果、ヒーターは発熱し、蓋体は取り
外される。 蓋体を受けるべき主構造体である箱体の露出した先端面
には、好都合なことにハンダ等を保持するための縦長な
凹面の溝があるということに留意すべきである。即ち、
蓋体を取付は加熱すると、ハンダが液化し、蓋体の取付
けが完了する。ハンダ付けするのに二つの方法が用いら
れる。第１の方法では、ハンダは溝の中に入れられ、箱
体は、その中に構成要素を全く入れないうぢに、ハンダ
を溶融させ箱体に結合させるために加熱される。 この方法は次のような利点を有している。即ち、蓋体を
取付ける間、ハンダと箱体との間の熱伝導が優れている
ため、ハンダの冷接合を防ぐのに必要である加熱時間が
確実に減少する。 ハンダ付けの第２の方法では、ハンダのプレホーム、ハ
ンダワイヤー又は液状のハンダは溝の中に入れられ、加
熱、溶融される。加熱は比較的に長く行なわれるが、こ
の方法の利点は余分な加熱工程の除去である。 前記したヒーターを用いることにより実現される基本的
な利点は、内部に精巧な回路の構成要素を有する箱体が
加熱される最高温度が、内部の構成要素の安全温度を超
えないようにすることかでき、更に従来のホットプレー
トやオーブンによる方法とは異なり、箱体全体が加熱さ
れずに蓋体と接触した先端のみが加熱されると言うこと
である。 本発明によると、確りと密閉された箱体のための蓋体は
、内部の精巧な回路が損傷を全く受けず、。 又は実際に損傷を受けるはずのないような方法によって
取付けられる。そして重要なことには、その蓋体は取り
外すことができ、精巧な回路の構成要素に再び損傷を与
える恐れなしに、いつでも再使用され得るものである。
、更に具体的には、箱体に取り付ける蓋体に固着した特
殊なタイプの自動温度関節ヒーターを用いて、蓋体を加
熱し、蓋体と箱体の壁面上端頂部との間に配置された密
封剤を加熱活性化させる方法に関する。 本発明は、先行技術に於ける特別な問題点に適用した場
合について説明するが、箱体を構成する蓋体、側壁部材
、底面部材等に関する教示は、利用可能性の面では普遍
的であるということを認めるべきである。そのため、こ
こでは、本発明に通じる特別な問題点に適用した場合に
ついて説明する。 而して、電子産業のマイクロ波セグメントは、近年急速
な発展を遂げた。その回路自体は、代表的な場合、小さ
な確りと密封される箱体の中に設置される。代表的な場
合、その箱体は上記回路の機構と構成要素を一杯含んだ
一つ又はそれ以上の空所を有し、その空所の各々は一つ
の蓋体を有する。その蓋体は、普通の溶接、レーザー溶
接、ハンダ付は等の方法によって取り付けられる。 蓋体の取付は及び取外しには、大変手間が掛り、費用が
かさむ。好ましい方法は全くなく、全ての方法は欠点を
有している。これらの非常に高価な箱体は、再加工して
箱体を再び用いることが必要となる。同様に、これらの
箱体の多く又は大部分は、軍事用、宇宙航空用の最終用
途に用いられるものであり、検査が行なわれ、その結果
箱体を再び用いることが必要となる。明らかなことであ
るが、再使用（現在では非常に多いケースである。）の
ために、蓋体を装置から取り外す必要がある場合には、
蓋体を溶接によって取り付けることが重大な欠点となる
。同様に、レーザー溶接は非常に費用と手間の両方が掛
る方法である。 一方、ハンダ付けされた蓋体ば、幾つかの欠点を有して
いる。その主要な欠点は、フラフクス、汚染物の流出で
あった。より重要なことは、蓋体の接触面を均一に且つ
同時に全体を加熱することができないことであった。ハ
ンダ付は用のハンダ鏝では明らかにこのような作業をす
ることができないため、多くの蓋体はオーブンの内でハ
ンダ付けされる。この方法は、箱体とその内部に収納さ
れた構成要素を比較的長時間高温雰囲気中に置かなけれ
ばならないと言う欠点を有している。このことにも拘わ
らず、再使用が比較的に容易であることは、ハンダ付け
された蓋体が望ましい手段のものであることになる。通
常、箱体は再加熱のためにホットプレートの上に置かれ
る。 蓋体には、非常に多くの形状と寸法のものがある。又、
多くの異なるハンダが用いられ、そのため広範囲のハン
ダ付は温度で作業が行なわれる。 箱体は代表的な場合、錫又は金でメッキされたアルミニ
ウムである。蓋体はアルミニウム、）（□ｖａｒ等で作
製され、同じ（メッキされている。 本発明では、自動温度調節ヒーターが用いられる。そし
てそのヒーターは、米国特許第４ 、２５６ 、９４５
号（Ｃａｒｔｅｒ他）、米国特許出願節５８６，７１２
号（１９８４年０３月０６日出願）と同第６２３．２３
８号（１９８４年０６月２１日出願）（発明者は、各々
Ｐａｕｌ ＢｕｓｃｈとＲ。 ｄｎｅｙ Ｌ、 Ｄｅｒｂｙ ５ｈｉｒｅ ） 、及び
第６２３．２３８号のＣＩＰ出願として出願された米国
特許出願（「可撓性の自動調節ストランプヒーター」、
この開示は参考文献として付記されている）に記載され
たタイプのいずれのものでもよい。 上記米国特許第４，２５６，９４５号には、銅のような
導電性層上にコーティングされた磁性体の層から成る自
動調節ヒーターが開示されている。導ｊ２ｉ ｊ’Ｍは
、磁性体層に隣接して設けられ、それらが互いに連結さ
れている各々の先端部を除き、互いに絶縁されている。 上記導電線の他端と磁性体とは、定電流のＡＣ電源に接
続される。然しなから、それは必すしも８〜２０ Ｍ
Ｈｚの範囲にある電源でなくともよい。 磁性体金属のキュリー温度以下では、表皮効果と電流系
の近接効果に基づく電流は、本質的に磁性体材料の部分
、即ち導電線に隣接した材料の部分に制限される。この
装置の温度がキュリー温度に近づき、磁性体材料の透磁
率が１に近づくにつれて、電流は銅の中に拡がって流れ
、ヒーターの抵抗は減少する。電流が一定であるため、
ジュール加熱は大幅に減少し、その結果磁性体材料の温
度はキュリー温度以下に下がる。そのサイクルは繰り返
される。罪ち、ヒーターは自動温度関節能力を有する。 上記したヒーターの基本的な構成についての幾つかの詳
細な変形は、前記の米国特許出願力５８６゜７１２号、
同第６２３，２３８号、及びその出願のＣＩＰ出願に記
載されており、これらの構成は全て本発明で用いること
ができるが、本明細書中では、簡潔にするために、前記
した米国特許に記載の態様についてのみ説明する。 又、上記のＣＩＰ出願には、実質的に質量がゼロである
タイプのヒーターが記載されている。そしてそのヒータ
ーでは、導電線に相当するものや導電線と磁性体材料と
の間の絶縁体は取り外すことができる。 〔発明の概要〕 本発明によると、前記米国特許に記載の少なくとも磁性
体材料を含むヒーター構造体は、蓋体の上面に好ましく
は永久的に結合される。後述するように、導電線又はそ
れに相当するものは、導電線から離れた表面上に粘着性
材料を有する絶縁体層に取付けられる。即ち、絶縁体は
磁性体材料と発熱するヒーターに固着される。蓋体が保
持された後、絶縁体と導電線は取り外され、ヒーター構
造体が後に残る。再使用したいと望む場合は、導電線と
絶縁体を蓋体の上にあるこのヒーター構造体に再び取付
ければよく、その結果、ヒーターは発熱し、蓋体は取り
外される。 蓋体を受けるべき主構造体である箱体の露出した先端面
には、好都合なことにハンダ等を保持するための縦長な
凹面の溝があるということに留意すべきである。即ち、
蓋体を取付は加熱すると、ハンダが液化し、蓋体の取付
けが完了する。ハンダ付けするのに二つの方法が用いら
れる。第１の方法では、ハンダは溝の中に入れられ、箱
体は、その中に構成要素を全く入れないうぢに、ハンダ
を溶融させ箱体に結合させるために加熱される。 この方法は次のような利点を有している。即ち、蓋体を
取付ける間、ハンダと箱体との間の熱伝導が優れている
ため、ハンダの冷接合を防ぐのに必要である加熱時間が
確実に減少する。 ハンダ付けの第２の方法では、ハンダのプレホーム、ハ
ンダワイヤー又は液状のハンダは溝の中に入れられ、加
熱、溶融される。加熱は比較的に長く行なわれるが、こ
の方法の利点は余分な加熱工程の除去である。 前記したヒーターを用いることにより実現される基本的
な利点は、内部に精巧な回路の構成要素を有する箱体が
加熱される最高温度が、内部の構成要素の安全温度を超
えないようにすることかでき、更に従来のホットプレー
トやオーブンによる方法とは異なり、箱体全体が加熱さ
れずに蓋体と接触した先端のみが加熱されると言うこと
である。 本発明によると、確りと密閉された箱体のための蓋体は
、内部の精巧な回路が損傷を全く受けず、。 又は実際に損傷を受けるはずのないような方法によって
取付けられる。そして重要なことには、その蓋体は取り
外すことができ、精巧な回路の構成要素に再び損傷を与
える恐れなしに、いつでも再使用され得るものである。
第１図は、本発明に係る箱体にハンダ付けされる自己発
熱性蓋体の第１の実施例を示す上面図、第２図は、第１
図の実施例の側面図、 第３図は、箱体に第１図及び第２図に示す蓋体を取り付
けた状態を示す断面図、 第４図は、本発明の好ましい実施例を示す上面図、 第５図は、第４図に示した実施例の側面図、第６図は、
Ｕ字形の通電回路即ち導線の抵抗を、導線の幅とＵ字形
導線脚部の１ηを間距離との関数としてプロットしたグ
ラフ、 第７図は、Ｕ字形の通電回路即ち導線のインダクタンス
を、導線の幅とＵ字形導線脚部の離間距離との関数とし
てプロットしたグラフである。 〔図面の簡単な説明］ 次に添付の第１図と第２図について説明する。 図には、蓋体２とヒーターｌの実施例が示されている。 蓋体２はそれに保持した磁性体層３を有する。符号５で
表わされる接合材は、磁性体層３を蓋体２に永久的又は
一時的に結合させる。結合が永久的であるべき場合には
、高温ハンダ又はロウ付は材料が用いられる。このよう
な接合材の溶融温度は蓋体を箱体に結合させる材料の溶
融温度よりも十分に高いことが必要である。 構造体を完成させるためには、片面に何着したＵ字形の
導線９、好ましくは銅を有する絶縁テープ７は、Ｕ字形
の導線９とは反対の面上に形成された粘着性接着材１１
により、磁性体層３に接着される。 本実施態様では、蓋体２の材料はキュリー温度に近すい
た時に電流が拡がる導電体として役立つものである。即
ち、別個の導電体層は必要ではない。この実施態様は、
蓋体２が銅又は非常に低抵抗率の材料であり、そのこと
により非常に高い自動温度調節能力が得られる場合に最
適である。 次に、添付の第３図について説明すると、蓋体２によっ
て箱体１５を密閉する前に、蓋体２を箱体１５に取り付
ける例が示されている。箱体１５の壁部１７及び１９は
、第３図に示されるように、それらの上部の先端面にハ
ンダ邪等を受けるための溝２１．２１を有する。前述し
たように、ハンダ２５．２５を流し込んでおいても、又
はハンダのプレホーム、ハンダのペースト又はワイヤー
を溝２１．２１の中に入れてもよい。いずれの場合でも
、ハンダ２５．２５は蓋体２との接触を良好なものにす
るために壁部の上に拡げなければならない。蓋体２を加
熱すると同時に、ハンダ２５．２５は溶融し、ハンダ２
５．２５による壁部の湿潤を確実にするのに十分な熱を
壁部１７及び１９の上部領域に移す。そして加Ｑが終了
すると、部材は確実に結合される。 蓋体２を取り付ける前にハンダ２５．２５を壁部に付着
させようとする場合には、溝２１．２１は必要でないと
いうことに留意すべきである。然しなから、ハンダが除
去されたとき、蓋体の取外しと再取付けに際し、幾つか
の困難に遭遇し、溝２１．２１をハンダワイヤーやペー
ストを受けるのに利用できない。 次に、添付の第４図について説明すると、本発明の第２
の実施例か示されている。本発明のこの実施例では、電
気を通じる導線２９は蓋体３１の外周辺部に近接して存
在し、蓋体３１を十分に越えて延びる導線２９の両端に
延長部３３及び３５を有する。これらの延長部３３及び
３５は次の二つの目的に役立つものである。第１にそれ
らは導線２９への電力供給の接続を容易にする。又、第
２に、それらは上に存在する絶縁体層３７と一緒になっ
て導線２９を蓋体３１から引き離すための摘みとなる。 第５図は、第４図のヒーターの側面図である。 銅のような高専電性材料から成る層３９は、結合剤４１
により流体３１に永久的に又は一時的シこ保持される。 銅層３９は、所定のキュリー温度を有する磁性体材料か
ら成る薄層４３で被覆される。又、磁性体材料の薄層４
３は、その磁性体層４３に永久的に又−よ一時的に（摘
み３３と３５が用いられる場合には普通は一時的に）結
合した絶縁体層４５で被覆される。 第４図及び第５図の装置は、熱がハンダの存在する領域
に集中するという点で、第１図及び第２図の装置より優
れている。そしてその結果、作業の行なわれる速度は速
まり、その上、内部の＋１１巧な電子要素に伝えられる
熱は減少する。 第１図の構造体に対して行なわれた予備テストの場合、
及び磁性体材料と蓋体との間に銅層を含むような第５図
を若干変更した構造体に対して行なわれた他のテストの
場合では、二つの蓋体が異なる磁性体材料についてテス
トされた。第１１図ｔ７）変更されなかった蓋体２は、
２２０°Ｃのキュリー。゛１！ｌ度を有するメトグラス
合金（ＭｅＬｇｌａｓ Ａ１１ｏｙ ） ２７１４Ａを
用いた。一方他の又は変更された蓋体３Ｉは銅の上に被
覆したＴＣ３２合金であった。それは１５０゛Ｃのキュ
リー温度を有している。ヒーターは、錫メッキされたア
ルミニウムから成る蓋体に保持された。 蓋体は、重さ２．３８ｇ、厚さ０．０３２インチであり
、全面が錫で覆われていた。蓋体を結合させる対象とな
る箱体の重さは３３．５ｇであった。ヒーターは５０．
８０及び１００ワツトで操作された。又、メトグラス（
Ｍｅｔｇｌａｓ ） 製蓋体のヒーターも操作された。 更に３０ワツトと １５０ワツトででも操作された。 ヒーターは正常に作動したが、Ｔ Ｃ３２合金のキュリ
ー温度が低過ぎたため、ハンダ付けを行なうことができ
なかった。 他方、メトグラス製蓋体の方はハンダ付けができたが、
蓋体ばこの特別なハンダに対して望まれる程度よりも幾
分厚くなった。 ＴＣ３３合金の場合は所望の温度を有する。蓋体と箱体
との間の熱的な接触は、ハンダのない場合でさえも全く
良好であるということが判った。 然しなから、箱体は徐々に昇温するため、１００〜１５
０ワツトがヒーターの適当な操作範囲である。 そしてこの供給電力の場合には、約２０秒で系を必要な
温度にまで加熱する。熱エネルギーの供給か上記したよ
うにゆっくりと昇温する箱体の上に直接集中するような
第４図の構造体を用いると、操作に必要とする時間は減
少する。 ヒーターの平面的な寸法と厚さについては、前記した先
行出願や米国特許第４，２５６，９４５号に記載されて
いるが、ここで再度簡単に繰り返す。磁性体材料は、操
作周波数では侵入度（ｓｋｉｎ ｄｅｐｔｈ、単にＳ、
Ｄ、 とする。）の約０．５〜１．８倍にすべきであ
る。侵入度Ｓ、 Ｄ、 （Ｃｍ）は次の式で規定され
る。 〔式中、ρは磁性体材料の抵抗率（Ω・ｃｍ）、μｍは
磁性体材料の透磁率、ｆは電流源の周波数（ｌｌｚ ）
である。〕 “合金４２”を用いた代表的な場合、μ４は２００、ρ
は７５Ｘ１０＝Ω・ｃｍ、ｆは１３．５６ Ｍｌｌｚで
ある。即ち、侵入度は約０．０００８３６５ ｃｍであ
り、結局磁性体層の厚さは約０．０００８３６５ ｃｍ
にすべきである。下塗り層は、キュリー温度以上で低抵
抗の電流容量（ｃｕｒｒｅｎｔ ｃａｒｒｙｉｎｇ ｃ
ａｐａｃｉｔｙ ）を与え、且つ外界に対して適当な磁
場源１１＆を（ｉｉｌ：実にするために、μ、−１、ρ
−２Ｘ１０−”Ω・ｃｍにおける侵入度の約５倍にすべ
きである（この点については、前記米国特許のｃｒｐ出
願である特許出願第２４３．７７７号（１９８１年０３
月１６日出！９１、ｃａｒｔｅｒ他）を参照）。即ち、
下塗り層の厚さは０．００９６５９ｃｍにすべきである
。 更にヒーターの構造、特に磁性体層の幅と厚さの比につ
いても考慮を払う必要がある。磁性体層か導電体層で完
全に取り巻かれている場合には、磁性体材料の固有透磁
率か実現されるかもしれムい。 然しなから、磁性体Ｉガか本１９Ｊ１の場合のように露
出した先端部を有する場合には、固有透磁率は実現され
得ない。長方形の場合には、固有透磁率とを効透磁率と
の間の関係式は非常に複５′１ｔであるが、す１コ形の
場合には、次のような式でもって近４以的に示される。 （式中、μ５ は有効透磁率、μｍ は固有透磁率、Ｌ
は厚さ、Ｗは幅である。） 次の表は、有効透磁率に対する透磁率とｗｌｔ比の両方
の影響を示すものである。 μ１２００ ４００ ｗ／１ 即ち、この表からは、ｗ／を比が大きくなるにつれて有
効遇磁率が高くなり、又、固有透磁率が低くなるにつれ
てμ、／μｍ の比が高くなるということが判る。例え
ば、Ｗ／ ｔ ＝ １ｏｏｏの場合、μ５／μエ の比
は２００の透磁率で０．８３５になるが、４００の透磁
率では僅か０．７１５にしかならない。 第１図の導線９のような通電する導線の脚部の位置に関
する寸法も考慮しなければならない。 次に、第６図のグラフについて説明すると、このグラフ
では、母線の長さが８インチで導線の幅が色々と異なる
場合に於ける抵抗が母線の離問題Ｚ’ＩＩ （５ｅｐｅ
ｒａｔｉｏｎ） 、１１１ち、第１図のＵ字形構造の脚
部間に於ける離間距離の関数として表わされている。 離間距離が約０．１インチ又はそれ以上の場合には、母
線の抵抗は導線の幅Ｗとは無関係に本質的に一定である
ということが判る。導線の幅が０．０５〃の場合には、
抵抗は０．２以上の離間距離又はそれ以下では実質的に
低下するということに留意すべきである。即ち、導線の
幅が０．１又はそれ以上で、且つ導線の離間距離が約０
．１又はそれ以上、或いは導線の間隔が０．２５インチ
又はそれ以上に維持される場合には、比較的に高い抵抗
が達成される。非密に高い抵抗（即ち６〜６．５Ω）が
得られるような多くの場合には、０．１の間隔と幅が好
ましい。 第７図のグラフには、インピーダンスの反応成分に対す
る導線の幅と離間距離の形容が示されている。抵抗の場
合と全く同じ特徴が表れている。 導線の幅が０．０５“の場合には下方に傾斜するカーブ
となり、又、幅が０．１“の場合には母線の長さが８イ
ンチの時に離間距離が約１．５インチにまで低下する本
質的に平坦なカーブとなる。上記した幅と厚さの寸法は
、通電する回路の厚さが約０．００３インチである１３
．５６ ＭＨｚの系に対するものである。これらのテス
トの行なわれた回路は、全負荷下で１００〜１５０ワツ
トの電力を送るように構成される。 本明細書中で用いられる“定電流”という語は、一定不
変の電流を意味するのではなく、次式を満たすような電
流を意味する。 特に温度を自動調節するためには、ヒーターがキュリー
温度を越えた時に負荷に送られる電力は、キュリー温度
以下で負荷に送られる電力よりも少なくなければならな
い。電流が一定に保たれる場合には、電流を減少させる
ように電力供給を調節しない限り、最良の自動調節が達
成される。然しなから、上記の式に従って電流が調節さ
れる限り、自動調節は可能である。即ち、大きな自動調
節能力が必要でない場合には、電流の調節に対する制限
がゆるめられ、その結果電力供給の費用が減少する。 上記した式は、次の式を解析することにより誘導される
。 Ｐ＝ｌＩ１２Ｒ（但しＰ：電力、Ｉ：負荷電流）となる
が、自動調節のための要件を４１：ｉたすためには、 Ｐ ■＞０ である。然しなから、電流が一定になるにつれて自動調
節がより良好になるということに留怠ずべきである。 尚、以上の開示をもってすれば、当業者にとっては、他
の多くの変更実施例及び改良実施例を容易に想到し得る
であろう。従って、それらの変更実施例及び改良実施例
は本発明の一部分として考えられる。そしてその範囲は
本明細書の特許請求の範囲の欄の記載により決定される
べきである。
熱性蓋体の第１の実施例を示す上面図、第２図は、第１
図の実施例の側面図、 第３図は、箱体に第１図及び第２図に示す蓋体を取り付
けた状態を示す断面図、 第４図は、本発明の好ましい実施例を示す上面図、 第５図は、第４図に示した実施例の側面図、第６図は、
Ｕ字形の通電回路即ち導線の抵抗を、導線の幅とＵ字形
導線脚部の１ηを間距離との関数としてプロットしたグ
ラフ、 第７図は、Ｕ字形の通電回路即ち導線のインダクタンス
を、導線の幅とＵ字形導線脚部の離間距離との関数とし
てプロットしたグラフである。 〔図面の簡単な説明］ 次に添付の第１図と第２図について説明する。 図には、蓋体２とヒーターｌの実施例が示されている。 蓋体２はそれに保持した磁性体層３を有する。符号５で
表わされる接合材は、磁性体層３を蓋体２に永久的又は
一時的に結合させる。結合が永久的であるべき場合には
、高温ハンダ又はロウ付は材料が用いられる。このよう
な接合材の溶融温度は蓋体を箱体に結合させる材料の溶
融温度よりも十分に高いことが必要である。 構造体を完成させるためには、片面に何着したＵ字形の
導線９、好ましくは銅を有する絶縁テープ７は、Ｕ字形
の導線９とは反対の面上に形成された粘着性接着材１１
により、磁性体層３に接着される。 本実施態様では、蓋体２の材料はキュリー温度に近すい
た時に電流が拡がる導電体として役立つものである。即
ち、別個の導電体層は必要ではない。この実施態様は、
蓋体２が銅又は非常に低抵抗率の材料であり、そのこと
により非常に高い自動温度調節能力が得られる場合に最
適である。 次に、添付の第３図について説明すると、蓋体２によっ
て箱体１５を密閉する前に、蓋体２を箱体１５に取り付
ける例が示されている。箱体１５の壁部１７及び１９は
、第３図に示されるように、それらの上部の先端面にハ
ンダ邪等を受けるための溝２１．２１を有する。前述し
たように、ハンダ２５．２５を流し込んでおいても、又
はハンダのプレホーム、ハンダのペースト又はワイヤー
を溝２１．２１の中に入れてもよい。いずれの場合でも
、ハンダ２５．２５は蓋体２との接触を良好なものにす
るために壁部の上に拡げなければならない。蓋体２を加
熱すると同時に、ハンダ２５．２５は溶融し、ハンダ２
５．２５による壁部の湿潤を確実にするのに十分な熱を
壁部１７及び１９の上部領域に移す。そして加Ｑが終了
すると、部材は確実に結合される。 蓋体２を取り付ける前にハンダ２５．２５を壁部に付着
させようとする場合には、溝２１．２１は必要でないと
いうことに留意すべきである。然しなから、ハンダが除
去されたとき、蓋体の取外しと再取付けに際し、幾つか
の困難に遭遇し、溝２１．２１をハンダワイヤーやペー
ストを受けるのに利用できない。 次に、添付の第４図について説明すると、本発明の第２
の実施例か示されている。本発明のこの実施例では、電
気を通じる導線２９は蓋体３１の外周辺部に近接して存
在し、蓋体３１を十分に越えて延びる導線２９の両端に
延長部３３及び３５を有する。これらの延長部３３及び
３５は次の二つの目的に役立つものである。第１にそれ
らは導線２９への電力供給の接続を容易にする。又、第
２に、それらは上に存在する絶縁体層３７と一緒になっ
て導線２９を蓋体３１から引き離すための摘みとなる。 第５図は、第４図のヒーターの側面図である。 銅のような高専電性材料から成る層３９は、結合剤４１
により流体３１に永久的に又は一時的シこ保持される。 銅層３９は、所定のキュリー温度を有する磁性体材料か
ら成る薄層４３で被覆される。又、磁性体材料の薄層４
３は、その磁性体層４３に永久的に又−よ一時的に（摘
み３３と３５が用いられる場合には普通は一時的に）結
合した絶縁体層４５で被覆される。 第４図及び第５図の装置は、熱がハンダの存在する領域
に集中するという点で、第１図及び第２図の装置より優
れている。そしてその結果、作業の行なわれる速度は速
まり、その上、内部の＋１１巧な電子要素に伝えられる
熱は減少する。 第１図の構造体に対して行なわれた予備テストの場合、
及び磁性体材料と蓋体との間に銅層を含むような第５図
を若干変更した構造体に対して行なわれた他のテストの
場合では、二つの蓋体が異なる磁性体材料についてテス
トされた。第１１図ｔ７）変更されなかった蓋体２は、
２２０°Ｃのキュリー。゛１！ｌ度を有するメトグラス
合金（ＭｅＬｇｌａｓ Ａ１１ｏｙ ） ２７１４Ａを
用いた。一方他の又は変更された蓋体３Ｉは銅の上に被
覆したＴＣ３２合金であった。それは１５０゛Ｃのキュ
リー温度を有している。ヒーターは、錫メッキされたア
ルミニウムから成る蓋体に保持された。 蓋体は、重さ２．３８ｇ、厚さ０．０３２インチであり
、全面が錫で覆われていた。蓋体を結合させる対象とな
る箱体の重さは３３．５ｇであった。ヒーターは５０．
８０及び１００ワツトで操作された。又、メトグラス（
Ｍｅｔｇｌａｓ ） 製蓋体のヒーターも操作された。 更に３０ワツトと １５０ワツトででも操作された。 ヒーターは正常に作動したが、Ｔ Ｃ３２合金のキュリ
ー温度が低過ぎたため、ハンダ付けを行なうことができ
なかった。 他方、メトグラス製蓋体の方はハンダ付けができたが、
蓋体ばこの特別なハンダに対して望まれる程度よりも幾
分厚くなった。 ＴＣ３３合金の場合は所望の温度を有する。蓋体と箱体
との間の熱的な接触は、ハンダのない場合でさえも全く
良好であるということが判った。 然しなから、箱体は徐々に昇温するため、１００〜１５
０ワツトがヒーターの適当な操作範囲である。 そしてこの供給電力の場合には、約２０秒で系を必要な
温度にまで加熱する。熱エネルギーの供給か上記したよ
うにゆっくりと昇温する箱体の上に直接集中するような
第４図の構造体を用いると、操作に必要とする時間は減
少する。 ヒーターの平面的な寸法と厚さについては、前記した先
行出願や米国特許第４，２５６，９４５号に記載されて
いるが、ここで再度簡単に繰り返す。磁性体材料は、操
作周波数では侵入度（ｓｋｉｎ ｄｅｐｔｈ、単にＳ、
Ｄ、 とする。）の約０．５〜１．８倍にすべきであ
る。侵入度Ｓ、 Ｄ、 （Ｃｍ）は次の式で規定され
る。 〔式中、ρは磁性体材料の抵抗率（Ω・ｃｍ）、μｍは
磁性体材料の透磁率、ｆは電流源の周波数（ｌｌｚ ）
である。〕 “合金４２”を用いた代表的な場合、μ４は２００、ρ
は７５Ｘ１０＝Ω・ｃｍ、ｆは１３．５６ Ｍｌｌｚで
ある。即ち、侵入度は約０．０００８３６５ ｃｍであ
り、結局磁性体層の厚さは約０．０００８３６５ ｃｍ
にすべきである。下塗り層は、キュリー温度以上で低抵
抗の電流容量（ｃｕｒｒｅｎｔ ｃａｒｒｙｉｎｇ ｃ
ａｐａｃｉｔｙ ）を与え、且つ外界に対して適当な磁
場源１１＆を（ｉｉｌ：実にするために、μ、−１、ρ
−２Ｘ１０−”Ω・ｃｍにおける侵入度の約５倍にすべ
きである（この点については、前記米国特許のｃｒｐ出
願である特許出願第２４３．７７７号（１９８１年０３
月１６日出！９１、ｃａｒｔｅｒ他）を参照）。即ち、
下塗り層の厚さは０．００９６５９ｃｍにすべきである
。 更にヒーターの構造、特に磁性体層の幅と厚さの比につ
いても考慮を払う必要がある。磁性体層か導電体層で完
全に取り巻かれている場合には、磁性体材料の固有透磁
率か実現されるかもしれムい。 然しなから、磁性体Ｉガか本１９Ｊ１の場合のように露
出した先端部を有する場合には、固有透磁率は実現され
得ない。長方形の場合には、固有透磁率とを効透磁率と
の間の関係式は非常に複５′１ｔであるが、す１コ形の
場合には、次のような式でもって近４以的に示される。 （式中、μ５ は有効透磁率、μｍ は固有透磁率、Ｌ
は厚さ、Ｗは幅である。） 次の表は、有効透磁率に対する透磁率とｗｌｔ比の両方
の影響を示すものである。 μ１２００ ４００ ｗ／１ 即ち、この表からは、ｗ／を比が大きくなるにつれて有
効遇磁率が高くなり、又、固有透磁率が低くなるにつれ
てμ、／μｍ の比が高くなるということが判る。例え
ば、Ｗ／ ｔ ＝ １ｏｏｏの場合、μ５／μエ の比
は２００の透磁率で０．８３５になるが、４００の透磁
率では僅か０．７１５にしかならない。 第１図の導線９のような通電する導線の脚部の位置に関
する寸法も考慮しなければならない。 次に、第６図のグラフについて説明すると、このグラフ
では、母線の長さが８インチで導線の幅が色々と異なる
場合に於ける抵抗が母線の離問題Ｚ’ＩＩ （５ｅｐｅ
ｒａｔｉｏｎ） 、１１１ち、第１図のＵ字形構造の脚
部間に於ける離間距離の関数として表わされている。 離間距離が約０．１インチ又はそれ以上の場合には、母
線の抵抗は導線の幅Ｗとは無関係に本質的に一定である
ということが判る。導線の幅が０．０５〃の場合には、
抵抗は０．２以上の離間距離又はそれ以下では実質的に
低下するということに留意すべきである。即ち、導線の
幅が０．１又はそれ以上で、且つ導線の離間距離が約０
．１又はそれ以上、或いは導線の間隔が０．２５インチ
又はそれ以上に維持される場合には、比較的に高い抵抗
が達成される。非密に高い抵抗（即ち６〜６．５Ω）が
得られるような多くの場合には、０．１の間隔と幅が好
ましい。 第７図のグラフには、インピーダンスの反応成分に対す
る導線の幅と離間距離の形容が示されている。抵抗の場
合と全く同じ特徴が表れている。 導線の幅が０．０５“の場合には下方に傾斜するカーブ
となり、又、幅が０．１“の場合には母線の長さが８イ
ンチの時に離間距離が約１．５インチにまで低下する本
質的に平坦なカーブとなる。上記した幅と厚さの寸法は
、通電する回路の厚さが約０．００３インチである１３
．５６ ＭＨｚの系に対するものである。これらのテス
トの行なわれた回路は、全負荷下で１００〜１５０ワツ
トの電力を送るように構成される。 本明細書中で用いられる“定電流”という語は、一定不
変の電流を意味するのではなく、次式を満たすような電
流を意味する。 特に温度を自動調節するためには、ヒーターがキュリー
温度を越えた時に負荷に送られる電力は、キュリー温度
以下で負荷に送られる電力よりも少なくなければならな
い。電流が一定に保たれる場合には、電流を減少させる
ように電力供給を調節しない限り、最良の自動調節が達
成される。然しなから、上記の式に従って電流が調節さ
れる限り、自動調節は可能である。即ち、大きな自動調
節能力が必要でない場合には、電流の調節に対する制限
がゆるめられ、その結果電力供給の費用が減少する。 上記した式は、次の式を解析することにより誘導される
。 Ｐ＝ｌＩ１２Ｒ（但しＰ：電力、Ｉ：負荷電流）となる
が、自動調節のための要件を４１：ｉたすためには、 Ｐ ■＞０ である。然しなから、電流が一定になるにつれて自動調
節がより良好になるということに留怠ずべきである。 尚、以上の開示をもってすれば、当業者にとっては、他
の多くの変更実施例及び改良実施例を容易に想到し得る
であろう。従って、それらの変更実施例及び改良実施例
は本発明の一部分として考えられる。そしてその範囲は
本明細書の特許請求の範囲の欄の記載により決定される
べきである。
第１図は、本発明に係る箱体にハンダ付けされる自己発
熱性蓋体の第１の実施例を示す上面図、第２図は、第１
図の実施例の側面図、 第３図は、箱体に第１図及び第２図に示す蓋体を取り付
けた状態を示す断面図、 第４回は、本発明の好ましい実施例を示す上面図、 第５図は、第４図に示した実施例の側面図１、第６図は
、Ｕ字形の通電回路即ち導線の抵抗を、導線の１ト１ａ
とＵ字形導線脚部の離間距離との関数としてプロットし
たグラフ、 第７図は、Ｕ字形の通電回路即ら導線のインダクタンス
を、導線の幅とＵ字形導線脚部の離問題１■との関数と
してプロットしたグラフである。
熱性蓋体の第１の実施例を示す上面図、第２図は、第１
図の実施例の側面図、 第３図は、箱体に第１図及び第２図に示す蓋体を取り付
けた状態を示す断面図、 第４回は、本発明の好ましい実施例を示す上面図、 第５図は、第４図に示した実施例の側面図１、第６図は
、Ｕ字形の通電回路即ち導線の抵抗を、導線の１ト１ａ
とＵ字形導線脚部の離間距離との関数としてプロットし
たグラフ、 第７図は、Ｕ字形の通電回路即ら導線のインダクタンス
を、導線の幅とＵ字形導線脚部の離問題１■との関数と
してプロットしたグラフである。
Claims (10)
- （１）完全自動温度調節ヒーターにより通電される熱反
応型の密封剤により他の部材上に固着される部材であっ
て、第１の表面と上記他の部材に対向する第２の表面と
を有し、上記第１の表面に結合した自動温度調節可能な
ヒーターと、上記ヒーターに対して着脱可能に取付けら
れた上記ヒーターのための通電回路と、上記通電回路を
交流電源に接続する装置とを具備することを特徴とする
部材。 - （２）上記部材が箱体を密閉する蓋体であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の部材。 - （３）上記蓋体が上記蓋体の第２の表面の限られた区域
に沿って上記箱体に接触するように取付けられ、且つ上
記ヒーターが上記第２の表面上の上記区域とは反対側の
上記蓋体の第１の表面上に配置されることを特徴とする
特許請求の範囲第２項記載の部材。 - （４）上記ヒーターが上記蓋体に永久的に結合されるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第２項又は第３項記載の
部材。 - （５）上記通電回路が電磁誘導により上記ヒーターエネ
ルギを供給する回路であることを特徴とする特許請求の
範囲第２項又は第３項記載の部材。 - （６）更に上記第２の表面の上記区域を密封剤と接触さ
せるための手段を含むことを特徴とする特許請求の範囲
第２項又は第３項記載の部材。 - （７）上記ヒーターが上記熱反応型密封剤を活性化する
のに必要な範囲内のキュリー温度を有する磁性材料であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の部材。 - （８）容器と、上記容器に密封剤により確りと接合され
るように取付けられる蓋体とから成る一対の部材の組合
せであって、上記蓋体の第１の表面に保持された自動温
度調節ヒーターと、上記ヒーターに着脱可能に結合され
た通電回路と、上記蓋体の第２の表面の特定区域の上で
上記容器と接触する上記蓋体と、上記蓋体と上記容器と
の接触区域間に配置された密封剤とから成ることを特徴
とする上記一対の部材の組合せ。 - （９）上記ヒーターが上記特定の接触区域とは反対の上
記蓋体の第１の表面上に配置されたことを特徴とする特
許請求の範囲第８項記載の部材。 - （１０）上記ヒーターが上記蓋体に永久的に保持される
ことを特徴とする特許請求の範囲第８項又は第９項記載
の部材。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US658231 | 1984-10-05 | ||
| US06/658,231 US4771151A (en) | 1984-10-05 | 1984-10-05 | Self-heating lid for soldering to a box |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6188965A true JPS6188965A (ja) | 1986-05-07 |
Family
ID=24640442
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60216290A Pending JPS6188965A (ja) | 1984-10-05 | 1985-10-01 | 箱体にハンダ付けされる自己発熱性蓋体 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4771151A (ja) |
| EP (1) | EP0178051B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6188965A (ja) |
| AT (1) | ATE60915T1 (ja) |
| DE (1) | DE3581776D1 (ja) |
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| JPH0760017B2 (ja) * | 1986-07-07 | 1995-06-28 | チッソエンジニアリング株式会社 | 電気流体加熱器 |
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| US4771151A (en) | 1988-09-13 |
| EP0178051B1 (en) | 1991-02-20 |
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