TW200950235A - Electrical connection - Google Patents

Description

200950235 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種第一導電組件與第二導電組件之間 的電連接，該第-導電組件由第—材料構成，該第二導電 組件由第二材料構成，其中，該第一材料不同於該第二材 料。 ❹ ❹ 【先前技術】 舉例言之，此類電連接用於在布置於基板上的加㈣ 置（尤為用於射出成型喷嘴之加熱裝置）與可接電源之岛 =間建立電連接。其中，加熱裝置之導電發熱體或力 …裝置之電端子構成第一導電組件，連接線則構成第二笔 電組件，抑或連接線構成第一導電組件，加熱裝置之" 發熱體或加熱裝置之電端子構成第二導電組件。 本發月之電連接用途廣泛，簡便起見，下文 涉及加熱裝置與連接線之間如上文所述之連接。5 建立上述類型之電連接的常規方法為，藉由接觸膏將 、線固疋於電熱袭置之發熱體上。接觸 在 導電組件之間建立電連接。 等電從而在 I71" %知電連接件ίο的示意圖。元件符 表示一導電基板，钤 +就12 元件符號14表示—介雷s ^入 物枓官。 板以上。介電層上安Γ二作為電絕緣體覆於基 电層上女裝有發熱體16,該發熱體由第— 材料構成’且為附圈導電 圖未咩加展示之電熱裝置的組成部分。 200950235 兀件符號18表不一連接線，該連接線直接或經由輸電線與 電源（未圖不）相連。該電源係用於為加熱裝置的發熱體 16提供電i。連接線18係由第二導電材料構成之電線或瓣 線’該第二導電材料不同於發熱艘16之導電材料。將連接 線之自由端弯曲或為連接線18配備扁平底腳，以形成 、 從而7該區域基本呈L形。藉由接觸膏2〇將連 接線18之連接面17固定在發熱體16上，令連接線18與 發熱體16電氣相連，從而產生電連接件1〇。 圖1所示之電連接件1G的抗勢強度主要取決於連接線 18與接觸膏20及接觸f20與發熱體16之間的黏附力、然 由於發熱體16之第_導電材料有別於連接線u之第二導 電材料’接觸膏20所選用之材料須滿足以下條件，即既能 對發熱體16之第-導電材料產生良好的附著力，亦能對連 =8之第二導電材料產生良好的附著力。此二點無法同 時實®而在接觸膏之選擇方面往往僅存在折衷方案。 二 述技術無法實現具有最佳抗剪強度的連接。 卜斤用接觸膏之具體類型，在溫度較高之情況下亦可 々產黏附問題，此等黏附問題若出現在熱流道喷嘴上， 則尤為不利，如若觸點完全或部分炫化，則情形尤甚。 【發明内容】 本發明之目的在於避免先前技術之上述缺點及 點’提供-種第一導電組件與第二導電組 有佳 黏附性的替代性電連接，該第-導電組件由第:材= 200950235 • 成，該第二導電組件由第二材料構成。本發明之目的尤在 於大幅改善該等導電組件之間的抗剪強度，以令該等導電 組件在機械負荷較大之情況下亦能固定相連。此外，本發 月亦力求實現一種溫度穩定之連接，此種連接可確保組件 之間持久存在可靠的電接觸。 本發明之主要特徵由請求項丨之特徵部分給出。設計 方案為請求項2至16之標的。 〇 針對由第一材料構成之第一導電組件與由第二材料構 成之第二導電组件之間的電連接，本發明之設計為，該等 導電組件m布置有至少兩個可建立該連接之導電黏附 層’其中’該等黏附層具有不同特性、不同組分及/或不同 之黏附層材料。 藉由此種布置方式可在由不同材料構成之第一組件與 第-、-且件之間建立最佳連接，其原因在於，設置於該等組 件之間的黏附層可在其特性、組分及/或黏附層材料方面逐 Φ 級或逐層地與待連接組件的各種材料相匹配。因此，若第 黏附層與第組件之第一材料匹配，第二黏附層與第一 黏附層之材料及第二組件之第二材料匹配，即可令由第一 材料構成之第一導電組件與由第二材料構成之第二導電組 件之間的過渡相對較為柔。藉由此種方式可在各層之間 實現取佳黏附強度，進而令各組件之間總是存在最佳抗剪 強度β 與此相應，本發明進一步規定，每個黏附層均與直接 相鄰布置之黏附層及/或直接相鄰布置之導電組件相匹配， 200950235 其中，每個黏附層較佳選擇或設計為，其特性、組分及/或 黏附層材料與直接相鄰布置之黏附層的特性、組分或^占 附層材料及/或直接相鄰布置之導電組件的特性、組^及/ 或材料相匹配。 在此情況下，不再僅存在一個用於將由不同材料構成 的兩個組件直接電氣相連的接觸層。更確切言之，本發明 所實現之連接係為具有一定層次之多級連接，其中，每層 句建立挪度穩疋之優化連接，從而令各組件持久固定相 連，可毫無問題地承受更強的機械負荷或出現於射出成型 過程_的熱循環，溫度較高時情況亦如此。 對此有利者為，為任一黏附層所選之特性、組分及/或 黏附層材料令任一黏附層之附著力與直接相鄰布置之黏附 層的附著力及/或直接相鄰布置之導電組件的附著力相匹 配。其Ψ ’各黏附層之附著力彼此不同。 全部之層藉此在其黏附性方面彼此逐步達到匹配，從 而在整體上產生極其牢固且持久穩定之連接，該連接之抗 剪強度大於上述類型之傳統電連接。 該等黏附層及該等組件間可相匹配之另一特性為熱膨 脹。由不同材料製成之待電連接組件的熱膨脹係數彼此往 往相差較大，因而在溫度較高時，該連接内部會產生應力。 此點會引起裂紋之產生或組件之脫落。藉由該等黏附層可 ^待連接組件之熱膨脹特性逐步趨近，從而避免在加熱裝 置工作過程中該連接内部產生應力。 該等黏附層以有利方式在其特性、組分、黏附層材料、 200950235 或最？脹特性方面構成-梯度結構’該梯度結構 僅建立起最佳之電連接，在機械及熱方面亦極為穩定。 焊料根改進方案，每個黏附層之點附層材料為 ' 真厚膜漿料’其中’每個黏附層之黏附層 及/或至夕一玻璃相成分。該等材料彼此可良 好組合，從而令各層具有預期特性及組分。加工亦易於實 U此情況下，該焊料、接觸膏或厚膜漿料可在網板印 用作覆層。整個層結構所佔空間極小，因而該連接 之總高度相對較小，此點有利於熱流道噴嘴。 、根據本發明之另一方案，其中一個導電組件為-射出 成型嗅嘴的電熱裝置’其中’較佳將所謂的厚膜加執裝置 用作加熱裝置。在此情況下，該導電組件為安裝於射出、成 型喷嘴之物料管上的發熱體的末端。 、另m件為-電線或辯線’抑或使用具有鎖形段 及連接段之導電端子銷。銷形段藉由進一步延伸之輸電線 與電源相連’連接段則用於將端子銷連接至其中—個黏附 層。 根據本發明之另__古查 , 另方案該連接段有利地設計成盤 狀。其直徑特定言之大於猫D f 穴於鈉形奴之直徑，以便將作用於端 子銷之拉伸負荷均勻分布5久 J刀布至各方向。藉此可進一步降低剪 斷風險。附著力在整體上得到進—步提高。 根據有利改進方牵，马* ;查&机i 茶 3連接氯朝向黏附層之一側的輪 廊較佳與另一導電纟且伴之絡蔽士 仵之輪廓相匹配。藉由此種輪廓匹配 可進一步改善該連接之強度及抗剪強度。 200950235 最後，銷形段與連接段之間較佳設置有至少一個過渡 段，該過渡段所採用之設計方式可令銷形段之直徑逐級或 不間斷地過渡至連接段之直徑’反之亦然。藉由此種過渡 可令此二段之間的強度得収善，從而相應延長該端子銷 之使用壽命。 貫狍万式 下文中的相同元件符號所涉及者係相同或同類組件。 圖2至圖6所示之整體用50或6〇表示的連接係用於 將熱流道噴嘴3G之（未詳細標示的）電熱裝置電連接至電 源，特定言之係電連接至（去圍_ , 电逆接主（未圖不的）溫度控制設備。熱 A喷嘴30 |用於熱塑性塑料加工之射出成型裝置（未 =)的=部分。該熱流道嘴嘴具有整體呈圓柱形的物 枓官32，該物料管藉由構建 v 、禾鳊的官座34固定在（同樣 未作圖不的）为配器上。該沿軸向 末端安裝有喷嘴尖口 36,該噴嘴尖口 1之料官32的 圖ΪΓ嘴:模穴(未圖示)所在之平面（亦未 =，Π 亦可採取與物料管32成-整體之設 汁方式其功能不變。 鋼製物料管32之壁部40的圓 42,該介電層上布詈右夕 °覆有一陶瓷介電層 狀、呈波形或以盆他方二八雷熱^ 44 ’該等發熱體呈軌道 人从具他方式沿介電層42 發熱體-上方設置有外側覆蓋“，“圓周延伸。此外， 電隔離發熱體44及位於其下方的介電= 200950235 計之發熱體44可按所需效率以不同厚度及布置方式安裝在 介電層42上。藉此可在需要時於物料管32内部實現明確 的溫度分布。發熱體44藉由連接錄」。 符田遇接線48與附圖未詳加圖示 的電源電氣相連，藉此為發熱體44提供電能。 圖3及® 4展不此等處於發熱體44與連接線μ或端 子銷62之間的本發明電連接件50、60的兩種實施方式。 圖3為本發明之電連接件5〇之第一實施方式的橫截面 圖。 ❹ ❹ 圖3展示物料管32、構建於物料管32上之介電層a 及布置於介電層42上之發熱體44，該發熱體用作第一導電 組件。該發熱體與構成第-邋 取弟一導電組件的連接線48相連。連 接線4 8之末端彎曲，以產生接自 生接觸面49，在此情況下，連接 線之自由端基本呈L形。 發熱體44係用第—導雷好 等電材抖（例如Ag、Pd)製成，且 視具體實施方式具有至少一個 1口玻璃相。連接線48係用第二 導電材料製成，在本實施例中係用銀或銀合金製成。發熱 體44舆連接線48之間依次設置第一導電黏附層”、第二 導電黏附層54、第三導雷斑ω a 导電黏附層56及接觸膏58，在 施例中，該第一導電黏附層 7增你用AgPd以3:1之比例製成， 該第一導電黏附層係用 以9:1之比例製成，該第三導 電黏附層係用AgPd以27.1 , . 比例製成，該接觸膏係用銀 i成。需要時’各層亦可合古尤门 J 3有不同之玻璃相成分。 該等導電黏附層52、54、以总、也 56係涉及焊料或網板印染中 所用之厚膜漿料。發熱 、賤44、第—導電黏附層52、第二導 200950235 、接觸膏58及連接線48 電黏附層54、第三導電黏附層％ 共同構成電連接件5〇 ^ 藉由為銀含量朝發熱體44方向減小之各導電黏附層 52、54、56選擇材料，可令連接線48之材料逐步過渡至發 熱體44之材料’藉此改善電連接件5〇各組件之間的附著 力’進而令整個電連接件50之抗剪強度得到改善。此外亦 可令電連接件5G之溫度穩定性受到有利影響，此點對於本 實施例所涉及之應用領域尤為有利。 導電黏附層之數量無需侷限於三層。只需設置兩個以 上之黏附層，即可達到本發明之要求。黏附層之最佳數量 可依據用it以實驗方式加以測$。此外，接觸1 Μ為可選， 可相應將其略去。 此外，若在本實施例中起基板作用之物料管32係用不 導電材料（例如陶兗或類似材料）製成，m亦可將介電層 42略去。 圖4為採用本發明第二實施方式之電連接件60的橫截 面圖。電連接件60如圖4所示之結構與圖3所示之電連接 件50之間的區別僅在於，此處用端子銷62代替連接線 以作為第二導電組件。 在本實施例中，端子銷62係用銀製成。其包括銷形段 64及連接段66，該連接段藉由接觸膏58與第三導電黏附 層56接觸。連接段66設計成盤狀，直徑大於銷形段之直 徑，以便增大接觸面67。銷形段64與連接段66之間設置 有過渡段68，該過渡段在本實施例中設計成戴錐形，以令 200950235 銷形段64之直徑可不間斷地過渡至連接段66之直徑，反 之亦然。過渡段68令端子銷62之強度增大，使用壽命延 長。過渡段68自然亦可為其他形狀，例如一種可令銷形段 64之直徑逐級過渡至連接段66之直徑以及反之亦然的^ 狀。 Ο Ο 相比如圖3所示之1^形彎曲連接線48，具有上述結構 之端子銷62具有可將作用於端子銷62之拉伸負荷更 地分布至各方向的優點。 圖5展示-替代性端子銷7()之示意圖，該端子銷可用 於如圖4所不之電連接件6〇。與端子銷62相似，端子銷 =亦包括銷形段72、基本呈盤狀之連接段％及將銷形段 與連接段74相連之過渡段76。與端子銷62不同之處在 :藉之接觸面78 (該接觸面在產生電連接之過程 藉由接觸膏58與第三導電黏附層56相接觸）設計為， 其輪廓與發熱體44之輪廓相匹配。由於物料管32及布晉 =料管上的介電層42如圖1所示設計成圓柱形，因而發 接觸而Μ有相應之弧形結構’端子銷7G之連接段74的 78與該弧形結構相匹配。#由此種方式可建立 t連接。 〜丨土 本發明可做多樣之變化，❿非偈限於上述之任 方式。舉例古夕 + 施例中係根據：料Π根據第一導電組件之輪廊（在本實 選用其他輪廟=輪廓）為端子銷7G之接觸面78 連接線48及該端子銷之端部可與進一步延 則1 (例如電纜）相連，該電纜連接在溫度控制設 11 200950235 備上。 本發明係關於一種第一導電組件與第二導電組件之間 的電連接’該第一導電組件由第—材料構成，豸第二導電 組件由第一材料構成’其中，該尊露曾*试 τ邊寻導電組件之間設置有至 少兩個可建立該連接之導電 电黏附層，該等導電黏附層係由 不同黏附層材料構成，該等黏附層姑祖叮本 寸舶丨竹增材枓可實現黏附性之逐 級匹配’從而令該等導電纽件#久固定相連。 源自申請專利範圍、 點’亦包括結構細節、空 自身’抑或作為各種形式 所在。 說明書及附圖之全部特徵及優 間布置及處理步驟在内，不論其 Ο 之組合，均可視為本發明之本質 L圃式間單說明】 圖1為習知電連接件之示意圖； 圖2為射出成型喷嘴之示意圖； 圖 圖3為採用本發明第一實施 ❹ 該電連^電連接件的示意 T用於圖2所不之射出成型喷嘴； 圖4為採用本發明第二 圖 方式之電連接件的示意 該電連接可用於圖2所示之射出成型噴嘴；以及 圖5為端子銷之替代 ：嘴以及 可用於圖4所示之配置。 #㈣不意圖’該端子銷 【主要元件符號說明】 10 ·電連接件 12 200950235 Ο :基板 :介電層 :發熱體 :連接線 :接觸膏 :射出成型喷嘴 :物料管 :管座 :喷嘴尖口 :流道 :壁部 :介電層 :發熱體 :覆蓋層 :連接線 :電連接件 :第一黏附層 :第二黏附層 :第三黏附層 :接觸膏 :電連接件 :端子銷 :銷形段 :連接段 200950235 68 :過渡段 70 :端子銷 72 :銷形段 74 :連接段 76 :過渡段 78 :接觸面

Claims (1)

1. 200950235 七、申請專利範圍： 1 _ 一種第一導電組件（44)與第二導電組件（48;62. 70 )之間的電連接件，該第一導電組件由第一材料構成， 該第二導電組件由第二材料構成，其特徵在於， 該等導電組件（ 44, 48; 62; 70)之間布置有至少兩 個可建立該連接之導電黏附層（ 52, 54, 56 )，其中，該 等黏附層（ 52, 54’ 56)具有不同特性、不同組分及/或不/ 同之黏附層材料。 ❹ 2_如申請專利範圍第1項之電連接件，其中： 每個黏附層（52，54，56)均與直接相鄰布置之黏附 層（52 ’ 54，56)及/或直接相鄰布置之導電組件（44，48 62 ; 70)相匹配。 3.如申請專利範圍第1或第2項之電連接件，其中： 每個黏附層（52，54，56 )選擇或設計為，其特性、 組分及/或黏附層材料與直接相鄰布置之黏附層（52，54 ’ 泛）的特J·生’”且刀及/或黏附層材料及/或直接相鄰布置之導 電組件（44 ’ 48 ; 62 ; 70 )的特性、組分及/或材料相匹配（ 4·如申請專利範圍第1或第2項之電連接件，其中： 為任一黏附層（52 ’ 54，56)所選之特性、組分及/或 黏附層材料令該黏附層之附著力與直接相鄰布置之黏附層 (2 54 56)的附著力及/或直接相鄰布置之導電組件（44, 48 ’ 62，70 )的附著力相匹配。 5.如申凊專利範圍第4項之電連接件，其中： 該等黏附層（52, 54, 56 )之附著力彼此不同。 15 200950235 6.如申請專利範圍第 闽乐1或第2項之電連接件，其 該等黏附層（52:54· ,甘士 η … 56)在其特性、組分、黏附層 材料、附著力及/或熱膨脹特性方面構成—梯度結構。 7.如申請專利範圍第i或苐2項之電連接件，盆令· 每個黏附層（52，g> '、 56 )之黏附層材科為焊料、接 觸膏或厚膜漿料。 I 8·如申請專利範圍第1 每個黏附層（52，54， 及/或至少一玻璃相成分。 或第2項之電連接件，其令： 56 )之黏附層材料包括銀、鈀

   9·如申請專利範圍第1或第2 其中一個導電組件（44 )為一 項之電連接件，其中·· 射出成型喷嘴的加熱裝 10.如申請專利範圍第9項之電連接件，其中： 該加熱裝置為厚膜加熱裝置。 "·如申請專利範圍第i或第2項之電連接件，立中： 其中一個導電組件（48)為—電線或辦線。 12·如申請專利範圍第1或第2項之電連接件，其中： 其中-個導電組件（62; 70)為導電端子銷。 13. 如申請專利範圍第12項之電連接件，其中： 該端子銷（62; 70)具有銷形段（64;川及連接段 (66 ; 74)。 14. 如申請專利範圍第13項之電連接件，其中： 該連接#又（66，74 ) s又什成盤狀，直徑大於該銷形段 (64 ; 72)之直徑。 200950235 】5.如’請專利範圍第〗2或 ί7Λ^ , 3項之電連接件，其中： 邊運接U ( 74 )朝向該黏m瓸 的輪虛心道· （52’ 54, 56)之-側 的輪靡與另一導電組件（44)之輪廓相匹配。 16·如_請專利範圍第12項之電連接件，其中·· 該銷形段（64; 72)與該連接段（％ …之間設置 有至少一個過渡段（68 ; 76 )，該過渡段所採用之設計方 式可令該銷形段（〇 4，7 2 )之直徑逐級或不間斷地過渡至 Ο 該連接段（66 ; 74 )之直徑，反之亦然。 八、圖式： (如次頁）

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