JPS63146368A

JPS63146368A - ハンダ接続デバイス

Info

Publication number: JPS63146368A
Application number: JP62294983A
Authority: JP
Inventors: プラバン・ソニ; ジェリー・エス・ラウルズ
Original assignee: Raychem Corp
Current assignee: Raychem Corp
Priority date: 1986-11-20
Filing date: 1987-11-20
Publication date: 1988-06-18
Also published as: EP0270283A2; EP0270283A3; DE3781114T2; US4832248A; EP0270283B1; DE3781114D1; ATE79489T1

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。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、例えば電気導体の間の電気的接続またはパイ
プと他の装置との間の機械的接続を行う場合のハンダ接
続部を形成するためのデバイスに関する。特に、本発明
は、寸法熱回復性のデバイスに関する。

［従来の技術］熱回復性物品は、熱処理に付した場合、寸法的構造が実
質的に変化できるように作られた物品である。

通常、これらの物品は、加熱時に前以て変形された形状
から元の形状に向かって回復するが、本明細書で使用す
る「熱回復性」なる語は、たとえ、前以て変形されてい
なくても、加熱時に新たな構造を採る物品をも包含する
。

最も通常の形態において、そのような物品は、例えばア
メリカ合衆国特許第２，０２７，９６２号、第３，０８
６，２４２号および第３．５９７，３７２号に記載され
ているように、弾性または塑性記憶特性を示すポリマー
材料から作られた熱収縮性のスリーブを有して成る。例
えば、アメリカ合衆国特許第２，０２７，９６２号にお
いて明らかにされているように、元の寸法熱安定形態は
、例えば押し出したチューブを熱いままで寸法熱不安定
形態に膨張する連続工程の遷移形態であってよいが、他
の適用では、予備成形した寸法熱安定物品を別の工程で
寸法熱不安定形態に変形する。

熱回復性物品の製造において、所望の寸法回復性を促進
するポリマー材料の架橋は、物品の製造のいずれの工程
において行ってもよい。熱回復性物品を製造する１つの
方法では、ポリマー材料を所望の熱安定形態に成形し、
引き続いてポリマー材料を架橋し、物品を結晶溶融温度
または無定型材料の場合はポリマーの軟化温度以上に加
熱し、物品を変形し、変形した状態のままで物品を冷却
して物品の変形した状態を保持するようにする。

使用に際して、物品の変形状態は熱不安定であるので、
加熱により物品は元の熱安定形状を採る。

例えばイギリス国特許第１．４４０，５２４号に記載さ
れている別の物品では、外側チューブ状部材のような弾
性部材が、内側チューブ状部材のような第２部材により
延伸され、加熱時に第２部材が弱くなり、それにより弾
性部材が回復する。

接続部を形成するのが容易である点および形成された接
続の質が良好である点により、熱回復性物品は、電気導
体間でハンダ接続を形成するのに広く使用されるように
なっている。そのような用途に対して、通常はスリーブ
の形である物品は、電気接続を形成するハンダおよび接
続部を封止する１対の溶融可能インサートを含む。これ
らの物品は、例えばアメリカ合衆国特許明細舎弟３．２
４３．２１１号、第４，２８２，３９６号および４゜２
８３．５９６号、ヨーロッパ特許公告節０，１７２．０
７２号ならびにイギリス国特許第１，４７０゜０４９号
に記載されており、また、とりわけレイケム・　ｌ−ボ
レイション（Ｒａｙｃｈｅｍ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ
）（カリフォルニア、メンロパーク（Ｍｅｎｌｏ　Ｐａ
ｒｋ））により「ソルダー・スリーブ（ＳＯＬＤＥＲＳ
ＬＥＥＶＥ、商標）」として市販されている。また、類
似の物品は、アメリカ合衆国特許第４．５０４．６９９
号、第４，２９２．０９９号および第４．２８２，３９
６号に記載されている。

ヨーロッパ特許公告節０．１７２，０７２号には、複数
の長い基体間のハンダコネクションが記載され、開口部
を有する中空寸法熱回復性物品を含んで成り、物品は、
基体間のハンダ接続を形成するための第２ハンダインサ
ートおよび第２ハンダインサートを含み、それぞれのイ
ンサートは、デバイスの加熱時に基体上に直接流れるよ
うに配置され、第２インサートは、第１インサートに隣
接して配置され、物品に加えられる熱に対して第１イン
サートより遅く応答し、その結果、接続部を形成するた
めにデバイスを加熱すると、第２インサートが、基体の
少なくとも１つに沿った溶融ハンダインサートの流れの
程度を調整する遮断層として作用する。

そのようなデバイスは、多くの用途に対しては満足すべ
きであるが、特定の好ましくない場合においては、形成
された環境的封止の質が装着者の技術に依存することが
あり、特に、デバイスは加熱不足または過熱あるいは双
方に対して鋭敏であることがある。その結果、特に腐食
性環境または過酷な機械的応力下における長期間の性能
の信頼性が無く、あるいはデバイスのスリーブまたは接
続すべき導体を包囲している絶縁材に損傷を与えること
がある。

［発明の構成］本発明は、基体の間でハンダ接続を形成するハンダインサートを含
み、開口部を有する中空寸法熱回復性物品、ならびに該開口部を環境的に封止する第１熱活性接着剤インサー
トおよび第２熱活性接着剤インサートを存して成る複数
の基体間でハンダ接続を形成するデバイスであって、該第２接着剤インサートは、物品の回復温度において、
該第１接着剤インサートより高い粘度を有し、物品の回
復力下、第１接着剤インサートの流れを制限するように
第１接着剤インサートに対して配置されているデバイス
を提供する。

好ましくは、基体の少なくとも１つは長く、通常、デバ
イスは、２つの長い基体、例えばワイヤーまたはパイプ
を接続するために使用する。特に好ましい用途は、接地
リードをケーブルの外側導体に接続する場合である。基
体のｉつである接地リードは、デバイスに予備付けして
よい。

本明細書で使用する「ハンダ」なる語は、通常の金属ハ
ンダおよびホットメルト接着剤、例えばポリアミドホッ
トメルト接着剤または熱硬化性接着剤、例えばエポキシ
接着剤に金属粒子、例えば銀フレークを充填したハンダ
接着剤の双方を包含する。しかしながら、多くの場合、
ハンダインサートは、通常の金属ハンダから作られる。

所望により、同じまたは異なる特性を有する２つまたは
それ以上のハンダインサートを供給してよい。

ハンダは、いずれの適当な組成物、例えば５ｎ６３％／
Ｐｂ３７％共融合金、５ｎ９６％／Ａｇ４％共融合金ま
たは非共融組成物、例えば５ｎ５０％／Ｐｂ５０％であ
ってもよい。

デバイスは、簡単な端部開口スリーブの形態であってよ
く、各端は、接続すべき基体を受容するようになってい
る。スリーブの寸法は、実質的に均一であるか、あるい
は相対的に大きい基体を受容するために、片端は他端よ
り大きくてもよい。

デバイスは、いずれの適当な寸法であってもよく、長さ
０　、５〜５　ＣＪＩ、直径０　、２〜３　ｃｘである
のが好ましい。これは、例えば、１つのパイプが、他の
パイプを受容するために他のパイプより大きいような２
つのパイプを接続する場合である。別法では、例えばデ
バイスの１つの開口端に挿入された全ての多数の電気導
体間でスタブジヨイントを形成するために、熱回復性物
品はキャップの形態であってよい。複合コネクターを提
供するデバイスのもう１つの形態では、物品は、金属コ
ネクション要素、例えば同軸ケーブルコネクターの場合
、編組の短いピースを有してよい。ハンダインサートは
、その開口端の実質的に中間で物品に配置されているの
が好ましく、第１接着剤インサートおよび第２接着剤イ
ンサートは、それぞれの開口端に隣接して配置されてい
るのが好ましい。しかしながら、別の形態の、デバイス
は、ポリマー材料の１対の重ねたウェブを間隔を隔てて
一体に結合し、その後イギリス国特許明細舎弟２，０８
４，５０５Ａ号に記載されているように架橋することに
より中空物品の列が形成されているマルヂプルコネクタ
ーであってよい。

ハンダインサートは、いずれの構造を有してらよく、物
品内に同心的または偏心的に配置してよい。しかしなが
ら、インサートは挿入する基体の少なくとも１つの回り
で延びているように配置するのが好ましく、それ故、物
品内に実質的に同軸的に配置されたリングの形態である
のが好ましい。

必ずしも必要ではないが、加熱が十分であることを指示
するために、デバイスに温度指示材、例えば熱変色性材
料を供給するのが望ましいことがある。この指示材は、
ハンダインサートと共に使用するフラックスに含まれる
のが好ましい。熱変色性指示材の例は、イギリス国特許
明細舎弟２゜１０９．４１８Ａ号に記載されている。

所望により、例えばアメリカ合衆国特許第４゜０６０．
８８７号またはイギリス国特許第１，５９９．５２０号
に記載されているように、物品内に１つまたはそれ以上
の導体（または他の基体）を予備付けしてよく、その結
果、ある場合では、接続部を形成するには、単一の導体
のみを挿入することが必要であるだけである。

接着剤インサートは、内側表面の全体を覆っても、また
は例えば上述のようにデバイスの端に隣接して配置され
たリングのように、内側表面の一部分に存在してもよい
。接着剤は、例えばフッ素化ポリマー（例えばポリビニ
リデンフルオライド）、オレフィンホモらしくはコポリ
マー（例えばポリエチレン、エチレン酢酸ビニルコポリ
マー）、ポリアミドまたはこれらのブレンド、特にポリ
ビニリデンフルオライドを含むエチレン酢酸ビニルから
成ってよい。２つの接着剤インサートは、同じ基礎化学
組成物から成っても、または異なる組成物から成っても
よい。例えば、２つの双方のインサートは、異なる粘度
または軟化温度を有するように異なる割合であるが、同
じ２つまたはそれ以上のポリマーのブレンドであってよ
い。２つのインサートは、異なる充填材またはある種の
充填材を異なる量で含んでよい。２つの接着剤は、・異
なる重合度故に異なる分子量を有してよく、あるいは架
橋度が異なってよく、このことは、第１接着剤が非架橋
であり、第２接着剤が架橋されている好ましい態様を包
含する。架橋は、電子線照射により行うのが好ましく、
適当な線量は、ｌＯ〜３０メガラド、特に１５〜２５メ
ガラドである。そのように架橋することにより、滑らか
な表面のワイヤーまたは他の基体、例えばテフロン（商
標）被覆ワイヤーに関連して更に重要な利点があること
が見出された。架橋は、表面への良好な接触および接着
を保持するのを助長する。

第１接着剤インサートおよび第２接着剤インサートか、
単一構造の接着剤部材の部分を構成する場合、第１イン
サートと第２インサートとの間の異なる架橋度は、局所
的に照射促進剤および／または照射抑制剤を添加して均
一に照射することにより行える。別法では、第１インサ
ートとなる部材の部分は、照射から遮蔽することができ
る。好ましい接着剤組成物は、（ａ）エチレン酢酸ビニ
ル、（ｂ）ポリビニリデンフルオライドならびに（ｅ）
ポリビニリデンフルオライドおよびテトラフルオロエチ
レンおよび／またはへキサフルオロエチレンのコポリマ
ーのブレンド（例えば、パイトン（ＶｉＬｏｎ）、商標
）から成り、それぞれ全体の２５〜４０重量％、好まし
くは実質的に等重量である。このようなブレンドは、１
以上の融点を有し、重要な融点は、材料本体の流れを生
じさせる融点である。上述のブレンドは、約９０℃で最
初に溶融するが、（分散相のために）約１７０℃で更に
溶融する。

本発明の熱回復性物品に適当な材料は、アルケンホモま
たはコポリマー、例えばポリビニリデンフルオライドお
よびポリエチレンを包含する。そのような材料は架橋し
てよい。

本発明のデバイスにより複数の基体間にハンダ接続を形
成するには、基体をデバイス内の適当な位置に挿入し、
デバイスを加熱してハンダインサート、第１接着剤イン
サートおよび第２接着剤インサートを溶融して物品を基
体の回りに回復させる。

デバイスの装着の間に生じる事柄は複雑であり、正確な
事柄が正しい順序で生じるのを確保するのは非常に困難
な問題である。デバイスは、好ましくない条件下で、何
年間も継続する非常に信頼性の有る電気的（または他の
）接続を提供する。そのような好ましくない条件は、湿
気および腐食性環境ならびに過酷な機械的歪を包含する
。接着剤は、環境的封止を提供する必要があり、このよ
うな厳しい条件下で歪を解消する必要がある。

加熱装着時には、以下のような事柄が生じると一般的に
考えられる。最初に、回復性スリーブが収縮を始める（
または熱活性化される）が、この段階では、完全な封止
は形成されない。次に、ノ＼ンダが溶融し、スリーブが
収縮するにつれて、スリーブ内の空気が押し出される。

更に、スリーブが回復して、必然的に排出される空気が
全て排出されると、第１接着剤インサートは流れて、所
望の封止を形成するが、所望の場所に実質的にとどまる
に充分に高い粘度を有する第２接着剤インサートのため
に、望ましくない場所での流れは防止される。次に、加
熱を停止し、デバイスを放冷する。

ハンダは固化し、第２接着剤インサートは固化または硬
化して第１・接着剤インサートを捕捉する。

この一連の事柄から、当業者であれば、スリーブ、ハン
ダならびに第１インサートおよび第２インサートの適当
な組合せを選択できるであろう。一般に、種々の適当な
温度が以下の上昇順であるのが好ましいニスリーブの回
復温度；　第１接着剤の溶融温度：ハンダの溶融温度；
第２接着剤の溶融温度。接着剤は、溶融する必要はなく
、単に軟化するだけでよく、第２接着剤は充分に高い粘
度を有する限り、いずれの温度で軟化を開始してもよい
のは当然である。

スリーブの回復温度は、１４０〜３５０℃、特に１７０
〜３００℃であるのが好ましい。

第１接着剤は、７０〜１８０℃、特に８０〜１００℃で
溶融するのが好ましい。

第２接着剤は、８０〜２００℃の範囲にわたり、第１接
着剤より高い粘度を有するのが好まい１゜ハンダの溶融
温度は、好ましくは１５０〜２１０℃、特に１７０〜１
９０℃、より特に約１８４℃である。

本発明を添付図面を参照して、更に説明する。

第１Ａ図は、２つの開口端を有する寸法回復性スリーブ
２の形態のデバイス１を示し、）％シダインサート３な
らびに第１接着剤インサート４および第２接着剤インサ
ート５を含んでいる。第１接着剤インサート４および第
２接着剤インサート５がそれぞれの開口端に供給されて
いるのが判る。

接続すべき２つのワイヤーらしくはケーブルまたは他の
基体は、例えばハンダインサート３に隣接して重なるか
またはハンダインサートがそれらにまたがるようにそれ
ぞれスリーブに挿入する。次に、デバイス１を加熱して
スリーブ２を収縮させ、ハンダインサートを溶融し、こ
のようにして２つのワイヤーを接続し、また、接着剤イ
ンサート４．５を適当に溶融または軟化してスリーブの
各端において収縮するスリーブと共に環境的封止を適当
に形成する。インサート５は、開口部に向かってスリー
ブから出るか、または開口部から離れてスリーブの中央
に向かう低粘度接着剤の４の長さ方向の流れを制限する
ダムとして作用する。ワイヤーの回りの不規則な形状の
空間を充填し、スリーブへの漏れパスを防止するために
、低粘度接着剤４は、スリーブ内で封止すべきワイヤー
と接触するのが望ましい。接着剤５は封止機能を有する
必要がないので、接着剤５に関しては、同じような好ま
しい要件は存在しない。また、低粘度接着剤は、スリー
ブに接触するのが望ましいが、これは、高粘度材料がス
リーブ材料によく結合し、２つのインサート間で結合が
存在する場合、必ずしも必要ではない。接着剤４．５は
、スリーブｌの各端に存在する必要はなく、高粘度接着
剤５は、低粘度接着剤４の両側に配置される必要がない
。種々のインサートが配置される位置は、特定の用途に
依存するであろう。第１図では、インサート４または５
は一体の接着剤部材により一緒に供給され　　。

ているが、それらは独立していてもよい。

第１Ｂ図は、第１Ａ図の長さ方向の断面図である。　第
ｔＣ図は、導体７が接着剤インサート３により電気的に
接続されている、２つのワイヤー６間の接続部の回りに
そのようなデバイスを装着した状態を示している。接着
剤インサート４（この場合、インサート５と一緒になっ
ている）は、スリーブｌとワイヤー６との間で環境的封
止を提供するのが理解されよう。

第２図では、デバイスは、エンドキャップの形態のスリ
ーブ２を有して成る。端８が閉じられている。また、こ
の場合、接着剤インサート４および５は独立しており、
熱収縮が開始する前は、それらの間には僅かに空間が存
在する。第１図の組合せ接着剤手段４．５をエンドキャ
ップに使用できるのは当然である。

第３図では、デバイスｌは、取り付けられた接地リード
９が供給されたスリーブを何して成る。

ハンダインサート３にリードの導体７が予備付けされて
いる状態を示している。所望により、接地リード９は、
別に供給でき、あるいは別の方法によりスリーブに固定
でき、ハンダインサートとの接触は、装着の間のみ生じ
る。そのような接地リードに、周囲にある接着剤（例え
ば、所望であれば、第２接着剤インサートを構成する高
粘度接着剤）のラップを供給してよい。第３図では、ハ
ンダインサートは、スリーブの周囲のある位置に局所的
に存在するように図示してｌ、Ｌるが、第１図または第
２図のようにリングの形態であってよいのは当然である
。同様に、局所的または非中空ハンダインサートを第１
図または第２図の態様に供給できる。

第３Ｂ図は、第３Ａ図の線ａ−ａ’に沿った横断方向断
面図であり、デバイスをワイヤーまたはケーブル１１の
回りに装着した後の図である。ハンダインサート３によ
り接地リード９をケーブルｌｌの接地導体に接続してい
る。

第４図は、双方の接着剤インサートから成る接着剤部材
を作る１つの方法を示している。材料のストリップ１２
を中央部分１２ｂを覆いながらも露出端部分１２ａを残
すシールド１３に隣接して配置する。電子線または他の
照射手段１４（模式的に矢印で図示）は、端部分１２ａ
を照射するが、中央部分１２ｂは遮蔽されている。従っ
て、端部分だけが架橋される（あるいは、シールドの透
過性に応じて架橋度がより高くなる）。それ故、端部分
は、より高粘度であり、第２インサート５として機能し
、一方、中央部分は、第１インサート４として機能する
。次に、ストリップ材料を巻いて円筒状または所望によ
り他の形状に形成し、回復性スリーブに挿入する。この
方法は、連続的に行うことができ、巻く前にストリップ
を所望の長さに切断する。別法では、インサートは、架
橋前に所望の形状に形成できる。架橋は、インサートを
スリーブ内の所定の位置に配置して行ってよい。

接着剤は、本質的にポリマー材料から成るのが好ましく
、実質的に金属または他の導電性充填材を含まないのが
好ましい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、円筒状開口端スリーブの形態のデバイスの図
、第２図は、エンドキャップの形態のデバイスの図、第
３図は、接地リードを組み込んだデバイスの図、第４図
は、接着剤インサートを作る方法を示す図である。ｌ・・・デバイス、２・・スリーブ、３・・・ハンダインサート、４・・・第１接着剤インサート、５・・・第２接着剤インサート、６・・・ワイヤー、７
・・・導体、８・・・端、９・・・接地リード、ｌト・
・ケーブル、１２・・・ストリップ、１２ａ・・・端部
分、１２ｂ・・・中央部分、１３・・・シールド。特許出願人　レイケム・コーポレイション代　理　人　
弁理士　青白　葆　ほか１名りリー／Ａ乙Ｇ二ＢＦＩＧ　　／ＣＦＩＧ　　２＋２０ＦＩＧ　　４ｂリ−ＪＡＦＩＧ　３Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】１、基体の間でハンダ接続を形成するハンダインサート
を含み、開口部を有する中空寸法熱回復性物品、ならび
に該開口部を環境的に封止する第１熱活性接着剤インサー
トおよび第２熱活性接着剤インサートを有して成る複数
の基体間でハンダ接続を形成するデバイスであって、該第２接着剤インサートは、物品の回復温度において、
該第１接着剤インサートより高い粘度を有し、物品の回
復力下、第１接着剤インサートの流れを制限するように
第１接着剤インサートに対して配置されているデバイス
。２、第１接着剤インサートおよび第２接着剤インサート
が、それぞれホットメルト接着剤を含んで成る特許請求
の範囲第１項記載のデバイス。３、２つの該第２接着剤インサートが、第１接着剤イン
サートに対して配置され、第１接着剤インサートが該開
口部に向かっておよび該開口部から遠ざかって流れるの
をそれぞれの第２接着剤インサートが制限するようにな
っている特許請求の範囲第１項または第２項記載のデバ
イス。４、第１接着剤インサートおよび第２接着剤インサート
が、一体となっている接着剤部材の部分を構成している
特許請求の範囲第１〜３項のいずれかに記載のデバイス
。５、第１接着剤インサートおよび第２接着剤インサート
がそれぞれポリマーのブレンドから成り、２つのブレン
ドは、実質的に同じポリマーから成るが、割合が異なる
特許請求の範囲第１〜４項のいずれかに記載のデバイス
。６、第１接着剤インサートおよび第２接着剤インサート
が、実質的に同じポリマーであり、第２接着剤インサー
トが第１接着剤インサートより架橋度が大きい特許請求
の範囲第１〜５項のいずれかに記載のデバイス。７、９０〜２００℃の温度範囲にわたり、第２接着剤イ
ンサートは、第１接着剤インサートより大きい粘度を有
する特許請求の範囲第１〜６項のいずれかに記載のデバ
イス。８、物品が、長さ０．５〜５ｃｍ、直径０．２〜３ｃｍ
の実質的に円筒状のスリーブを有して成る特許請求の範
囲第１〜７項のいずれかに記載のデバイス。