WO2018030423A1

WO2018030423A1 - 端子、端子付き筐体および端子の取付方法

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Publication number: WO2018030423A1
Application number: PCT/JP2017/028812
Authority: WO
Inventors: 晃奥野; 哲志森川; 太郎平井; 寿仁宮脇; 正弘武富; 善永濱口
Original assignee: ショット日本株式会社
Priority date: 2016-08-12
Filing date: 2017-08-08
Publication date: 2018-02-15
Also published as: WO2018029875A1; EP3396780A1; US20190036255A1; JP2018029055A; US10468801B2; CN108604744A; PH12018501654A1; EP3396780A4; CN108604744B; JP6971077B2

Abstract

大気中で簡便に接合することができる端子、この端子を備えた電気装置、および、表面に不動態膜を形成しやすい金属材からなる筐体への端子の取付方法を提供する。端子（１０）は、筐体に固着可能な端子であって、金属外環（１１）と、上記金属外環（１１）を貫通する導出リード（１３）と、上記金属外環（１１）と上記導出リード（１３）との間を封止する絶縁材（１２）と、を備えている。上記金属外環（１１）は、上記筐体に接合するための接合代（１４）を有し、少なくとも上記接合代（１４）に上記筐体の溶融温度未満の温度で液相に変化する被覆層（１５）が設けられている。

Description

端子、端子付き筐体および端子の取付方法

　本発明は、端子、端子付き筐体および端子の取付方法に関する。

　端子としては、絶縁コネクタ、絶縁ターミナル、フィードスルー、ハーメチック端子などがある。一例として特開２０１５－１９１７４８号公報（特許文献１）にはハーメチック端子が記載されている。特許文献１に記載のハーメチック端子は、金属外環の挿通孔に絶縁材を介してリードが封着されている。

　ハーメチック端子は、気密容器内に収容された電気機器や素子に電流を供給したり、電気機器や素子から信号を外部に導出したりする場合に用いられる。特に金属外環とリードを絶縁ガラスで封着するＧＴＭＳ（Ｇｌａｓｓ－ｔｏ－Ｍｅｔａｌ－Ｓｅａｌ）タイプの気密端子は、整合封止型と圧縮封止型の２種類に大別される。

　封止の信頼性を確保するには、外環およびリードの金属材の熱膨張係数と絶縁ガラスの熱膨張係数とが一致するように、これらの材料を適切に選択することが重要となる。封止用の絶縁ガラスは、金属外環およびリードの素材、要求温度プロファイルおよびそれらの熱膨張係数によって決定されている。

　整合封止の場合には、金属材と絶縁ガラスの熱膨張係数が可能な限り一致するように封止素材が選定される。整合封止型気密端子は、気密信頼性および電気絶縁性を確保するため、金属外環およびリード材に広い温度範囲でガラス材と熱膨張係数が一致しているコバール合金（Ｆｅ５４％、Ｎｉ２８％、Ｃｏ１８％）を使用し、両者をホウ珪酸ガラスなどの絶縁ガラスで封着するのが一般的である。

　従来からこれらの端子は、筐体の開口部周縁に、ロウ材やはんだなどの接合部材を用いて取り付けられることがある。特に酸化皮膜など表面化合物からなる不動態膜を形成しやすい金属材、たとえばアルミニウム合金やステンレス鋼などが筐体の材料として使用されている場合、端子を接合するためには、非酸化雰囲気において、還元性の元素などを含有させた特殊ロウ材や活性の強いフラックスを用いる必要があった。

特開２０１５－１９１７４８号公報

　しかしながら、上述のような従来の端子および接合部材を用いた接合方法においては、専用の特殊ロウ材や活性の強いフラックスが不可欠であり、腐食性のフラックス残渣を洗浄除去する必要があった。また、筐体の再酸化を防ぐため、窒素などの不活性ガス雰囲気や、水素還元雰囲気、あるいは真空中などの非酸化雰囲気で接合を行わなければならないなど、材料や工程に制約が大きい。その結果、従来の接合方法は、余分な時間や手間、高いコストを要するものであった。

　本発明は、上記課題を解消するため提案されたものであり、本発明の目的は、大気中で簡便に接合することができる端子、この端子を備えた端子付き筐体、および、表面に不動態膜を形成しやすい金属材からなる筐体への端子の取付方法を提供することにある。

　本発明の一実施形態に係る端子は、金属材からなる筐体に固着可能な端子であって、金属外環と、上記金属外環を貫通する導出リードと、上記金属外環と上記導出リードとの間を封止する絶縁材と、を備えている。上記金属外環は、上記筐体に接合するための接合代を有し、少なくとも上記接合代に上記筐体の溶融温度未満の温度で液相に変化する被覆層が設けられている。

　上記端子において、上記被覆層は、液相に変化する上記温度において上記金属外環の上記接合代を覆って一定時間上記筐体および上記金属外環の上記接合代の酸化を防ぐ流動性を有する金属材からなるようにしてもよい。

　上記端子において、上記被覆層は、Ｓｎ、Ｓｎ合金、Ａｕ合金、Ａｇ合金およびＣｕ合金の群から選択された金属材からなるようにしてもよい。

　上記端子において、上記接合代は、突起または窪みを有してもよい。
　上記端子において、上記突起は、上記接合代に途切れることなく周回するように設けられてもよい。

　上記端子において、上記窪みは、上記接合代に途切れることなく周回するように溝状に設けられてもよい。

　上記端子において、上記突起または上記窪みは複数設けられてもよい。
　本発明の一実施の形態に係る端子付き筐体は、電気機器を収納するための筐体と、上記筐体に直接接合された上記端子とを備えている。

　上記端子付き筐体において、上記筐体は不動態膜を形成し易い金属材または難はんだ付け性の表面化合物を有する金属材からなってもよい。

　上記端子付き筐体において、上記筐体は、アルミニウム、クロム、チタン、鉄、ニッケル、銅およびこれらの合金の群から選択された金属材からなってもよい。

　本発明の一実施の形態に係る端子の取付方法は、端子を筐体に取り付ける端子の取付方法であって、上記端子は、金属外環と、上記金属外環を貫通する導出リードと、上記金属外環と上記導出リードとの間を封止する絶縁材と、を備え、上記金属外環は、上記筐体に接合するための接合代を有し、少なくとも上記接合代に上記筐体の溶融温度未満の温度で液相に変化する被覆層が設けられている。端子の取付方法は、上記端子と、金属材からなり挿着孔を有する筐体とを準備する工程と、上記端子を上記筐体の上記挿着孔に位置決め載置する工程と、少なくとも上記端子と上記筐体との接合部を上記筐体の溶融温度未満の温度に加熱しながら、機械的方法を用いて上記筐体の接合部に形成された不動態膜を破壊すると共に、溶融した上記被覆層が上記金属外環と上記筐体の上記接合部との接触面間の隙間をシーリングし、上記筐体の上記接合部の再酸化を防止して上記金属外環と上記筐体とを固着する工程と、を備えている。

　上記端子の取付方法において、上記端子を上記取り付け孔に載置する工程と、上記端子と筐体とを固着する工程との間に、上記筐体を予め加熱する工程をさらに備えてもよい。

　上記端子の取付方法において、上記機械的方法は、上記接合代と上記筐体の上記接合部とを当接させて振動を与えることで、上記接合部表面を傷つけて、上記接合代と上記筐体とを圧接するようにしてもよい。

　上記端子取付方法において、上記機械的方法は、上記被覆層を加熱溶融させて上記接合代に超音波を印加することで、上記筐体の接合部の不動態膜を破壊して新生面を表出させてもよい。

　上記端子取付方法において、上記接合代に上記超音波を印加する工程においては、上記接合代に超音波ホーンを当接してもよい。

　上記端子取付方法において、上記超音波の周波数は、２８ｋＨｚを超え１ＭＨｚ未満としてもよい。

　上記端子の取付方法において、上記機械的方法は、上記接合代に設けた突起または窪みを上記筐体の上記接合部に当接させて押圧することで、上記突起または上記窪みが上記筐体の上記接合部の表面を傷つけて上記表面を摺動しながら貫入することで、上記接合代と上記筐体の上記接合部とを圧接してもよい。

　上記端子の取付方法において、上記筐体は、不動態膜を形成し易い金属材または難はんだ付け性の表面化合物を有する金属材からなるようにしてもよい。

　上記端子の取付方法において、上記筐体は、アルミニウム、クロム、チタン、鉄、ニッケル、銅およびこれらの合金からなる群から選択された金属材からなるようにしてもよい。

　本発明によると、大気中で簡便に接合することができる端子、この端子を備えた端子付き筐体、および、表面に不動態膜を形成しやすい金属材からなる筐体への端子の取付方法を提供することができる。

実施の形態１に係る端子を示す平面図である。実施の形態１に係る端子を示す図１ＡにおけるＩＢ－ＩＢ矢視断面図である。実施の形態１に係る端子を示す底面図である。実施の形態２に係る端子を示す平面図である。実施の形態２に係る端子を示す図２ＡにおけるＩＩＢ－ＩＩＢ矢視断面図である。実施の形態２に係る端子を示す底面図である。実施の形態３に係る端子を示す平面図である。実施の形態３に係る端子を示す図３ＡにおけるＩＩＩＢ－ＩＩＩＢ矢視断面図である。実施の形態３に係る端子を示す底面図である。端子の筐体への取付方法の工程を示すフローチャートである。図５は、一例として実施の形態１に係る端子を筐体に接合する工程を示す図である。一実施形態に係る端子付き筐体の、端子と筐体との取り付け部分を示す断面図である。

（実施の形態１）
　以下、実施の形態１に係る端子について図１Ａから図１Ｃに基づき説明する。本実施の形態に係る端子１０は、表面に不動態膜を形成し易い金属材からなる筐体に固着される端子である。端子１０は、金属外環１１と、金属外環１１を貫通する導出リード１３と、金属外環１１と導出リード１３との間を封止する絶縁材１２とを備えている。

　本明細書および特許請求の範囲において、不動態膜には、金属表面に存在しかつ接合の妨げとなる皮膜状物質、たとえば酸化物、硫化物、窒化物、塩化物、炭酸化合物、水酸化化合物などの化合物からなる被膜を含むことがある。

　金属外環１１は、中央部に貫通孔を有する環状の形状を有する。金属外環１１の外周部には外向きに張り出したフランジ部が設けられている。フランジ部の図１Ｂにおける底面は、筐体に接合するための接合代１４を構成する。フランジ部と金属外環１１の貫通孔が設けられた箇所との間には、段差が設けられている。

　金属外環１１の貫通孔には、導出リード１３が貫通している。金属外環１１と導出リード１３との隙間には、ガラス材、セラミック材、ガラスセラミック材、プラスチック材などの絶縁材１２が充填されて封止されている。導出リード１３は、絶縁材１２によって金属外環１１に封着されている。

　金属外環１１は、たとえば炭素鋼、ステンレス鋼、Ｆｅ－Ｎｉ合金、インバー合金、コバール合金などからなる。導出リード１３は、たとえばＦｅ－Ｎｉ合金、Ｆｅ－Ｃｒ合金、コバール合金などからなる。

　接合代１４は、金属外環１１および筐体の溶融温度未満で溶融する金属材からなる被覆層１５を有する。接合代１４の表面は被覆層１５により覆われている。被覆層１５を構成する材料として、たとえばＳｎ、Ｓｎ合金、Ａｕ合金、Ａｇ合金、Ｃｕ合金などが使用でき、特にＳｎ、Ｓｎ合金が好適である。Ｓｎ合金の一例としては、Ｓｎ－Ｃｕ合金、Ｓｎ－Ａｇ合金などが挙げられる。

　金属外環１１には、被覆層１５の下地層として、防蝕や拡散防止の目的でＡｕ、Ｎｉ、Ｎｉ－Ｐ合金などのめっき層を設けてもよい。被覆層１５を設ける方法は、金属外環１１に被覆層１５を固着または積層できる方法であればいずれでもよい。成膜方法または固定方法は特に限定されないが、たとえば、各種めっきやクラッドなどが好適に利用できる。

　実施の形態１の端子１０は、一例として以下のように構成することができる。ステンレス鋼の筐体に接合される端子１０であって、コバール合金の金属外環１１と、この金属外環１１に封着したソーダバリウムガラスの絶縁材１２と、この絶縁材１２に貫通封着したコバール合金の導出リード１３とを備える。金属外環１１は、その外周に接合代１４を設けている。この接合代１４にはＳｎ合金の被覆層１５が設けられている。
（実施の形態２）
　実施の形態２に係る端子について図２Ａから図２Ｃに基づき説明する。実施の形態１と相違する点について主に説明する。

　実施の形態２においては、接合代１４に突起２６を設けている。図２Ｂに示すように、突起２６は、金属外環２１の接合代２４、すなわち筐体と接合する接合面に設けられている。突起２６は、断面が凸形となるように成形するのが好ましい。突起２６は、被接合物である筐体に向かって突出するように設けられている。突起２６は、接合代２４上において、途切れることなく周回するように設けることが好ましい。突起２６を複数個設けてもよい。突起２６を２重に周回するように設けてもよい。言い換えると突起２６を平行に複数条設けてもよい。突起２６の先端部は本実施の形態ではエッジを有する形状、言い換えると尖った形状とされている。

　突起２６は、端子２０を筐体に接合する際に、筐体の接合部に存在する不動態膜を、界面摺動で引き伸ばして開裂させたり、エッジ部分で破壊したりして金属素地の新生面を表出させる働きをする。

　接合工程において、突起２６を筐体に当接して押圧すると、突起２６が筐体に貫入していく。筐体の界面摺動で両者の不動態膜が開裂し新生面が表出する。このとき、被覆層２５は、接合作業温度に加熱されて液相化しているので、筐体の接合部の接触面は、被覆層２５によって酸素等が侵入できないように隈なく隙間が埋められて、全体がシーリングされている。被覆層２５の液相中に表出された新生面は、さらに押圧により互いに摺動されるので筐体と端子２０とは容易かつ確実に接合される。

　本実施の形態では、突起２６は必ずしも途切れることなく周回するように設けなくても良い。たとえば複数の突起２６を一定間隔で配置することでも、不動態膜を破壊する効果は得られる。

　実施の形態２の端子２０は、一例として以下のように構成することができる。アルミ合金製の筐体に接合される端子２０であって、コバール合金の金属外環２１と、この金属外環２１に封着したホウ珪酸ガラスの絶縁材２２と、さらにこの絶縁材２２に貫通封着したコバール合金の導出リード２３とを備えている。金属外環２１は、その外周に接合代２４を設けている。この接合代２４はＳｎの被覆層２５を有する。接合代２４には、アルミ合金製の筐体の不動態膜に貫入して界面摺動で両者の不動態膜を開裂させて新生面を表出させる突起２６が設けられている。突起２６は、接合代２４を周回するように設けられている。
（実施の形態３）
　実施の形態３に係る端子について図３Ａから図３Ｃに基づき説明する。実施の形態２と相違する点について主に説明する。

　実施の形態２においては、接合代２４に突起２６を設けていた。本実施の形態では、図３Ｂに示すように、突起２６に代えて、接合代３４に窪み３６が設けられている。窪み３６は、金属外環３１の接合代３４、すなわち筐体と接合する接合面に設けられている。窪み３６は、断面が凹型となるように成形するのが好ましい。窪み３６は、接合代３４上において、途切れることなく周回するように、すなわち溝状に設けることが好ましい。窪み３６が２重に周回するように、窪み３６を設けてもよい。言い換えると、窪み３６からなる溝を平行に複数条設けても良い。

　窪み３６は、端子３０を筐体に接合する際に、筐体の接合部に存在する不動態膜を、界面摺動で引き伸ばして開裂させたり、表面部と窪み３６との間のエッジ部分で破壊したりして金属素地の新生面を表出させる働きをする。

　接合工程において、窪み３６が設けられた接合代３４を筐体に当接して押圧すると、窪み３６が設けられていることにより、筐体の界面摺動が促進され、両者の不動態膜が開裂し新生面が表出する。このとき、被覆層３５は、接合作業温度に加熱されて液相化しているので、筐体の接合部の接触面は、被覆層３５によって酸素等が侵入できないように隈なく隙間が埋められて、全体がシーリングされている。被覆層３５の液相中に表出された新生面は、さらに押圧により互いに摺動されるので筐体と端子３０とは容易かつ確実に接合される。

　本実施の形態では、窪み３６は必ずしも途切れることなく周回するように設けなくても良い。たとえば複数の窪み３６を一定間隔で配置することでも、不動態膜を破壊する効果は得られる。

　実施の形態３の端子３０は、一例として以下のように構成される。アルミ合金製の筐体に接合される端子３０であって、コバール合金の金属外環３１と、この金属外環３１に封着したホウ珪酸ガラスの絶縁材３２と、さらにこの絶縁材３２に貫通封着したコバール合金の導出リード３３とを備えている。金属外環３１は、その外周に接合代３４を設けている。この接合代３４はＳｎの被覆層３５を有する。接合代３４には、アルミ合金製の筐体の不動態膜に貫入して界面摺動で両者の不動態膜を開裂させて新生面を表出させる窪み３６が設けられている。窪み３６は、接合代３４を周回するように設けられている。
（端子の筺体への取付方法）
　各実施の形態に係る端子の筐体への取付方法を図４のフローチャート４０に基づき説明する。図４に示すように、本実施の形態の端子を筐体に取り付ける方法は、準備工程４１と、載置工程４２と、接合工程４３ｂとを備える。

　準備工程４１においては、上記実施の形態１から３に示されたような端子１０，２０，３０と、不動態膜を形成しやすい金属材からなり、挿着孔を有する筐体とを準備する。端子１０，２０，３０は、金属外環１１，２１，３１と、金属外環１１，２１，３１を貫通する導出リード１３，２３，３３と、金属外環１１，２１，３１と導出リード１３，２３，３３との間を封止する絶縁材１２，２２，３２とを備えている。金属外環１１，２１，３１は、筐体に接合するための接合代１４，２４，３４を有し、少なくとも接合代１４，２４，３４に筐体の溶融温度未満の温度で液相に変化する被覆層１５，２５，３５が設けられている。

　載置工程４２においては、端子１０，２０，３０を筐体の挿着孔の所定部に位置決めして載置する。

　接合工程４３ｂにおいては、少なくとも端子１０，２０，３０と筐体との接合部を筐体の溶融温度未満の温度に加熱しながら、機械的方法を用いて筐体の接合部の不動態膜を破壊すると共に、溶融した被覆層１５，２５，３５が金属外環１１，２１，３１と筐体の接合部との接触面間の隙間をシーリングする。溶融した被覆層１５，２５，３５により筐体の接合部の再酸化を防止して金属外環１１，２１，３１と筐体とを固着する。

　ここで、機械的方法として、接合代１４，２４，３４と筐体の接合部とを当接させて振動を与えることで、接合部表面を傷つけながら、接合代１４，２４，３４と筐体とを圧接してもよい。

　機械的方法として超音波を用いても良い。この方法については後述する。
　機械的方法として、接合代に設けた突起２６，５６または窪み３６を筐体の接合部に当接させて押圧することで、突起２６，５６または窪み３６が筐体の接合部の表面を傷つけて表面を摺動しながら貫入することで、接合代と筐体の接合部とを圧接してもよい。

　筐体は、たとえば、アルミニウム、クロム、チタン、鉄、ニッケル、銅およびこれらの合金などの、表面に不動態膜を形成し易い金属材から構成される。

　上記取付方法において、載置工程４２と接合工程４３ｂとの間に、必要に応じて筐体を予め昇温加熱する予熱工程４３ａを備えてもよい。

　上記の端子の取付方法を用いて、一例として以下の工程で、端子をアルミ合金製の筐体に取り付けることができる。

　準備工程４１において、接合代にＳｎの被覆層を有する端子と、アルミ合金からなる筐体とを準備する。次いで載置工程４２において、端子を筐体の挿着孔の所定部に位置決めし載置する。続いて接合工程４３ｂにおいて、端子と筐体の接合部を３００℃に加熱しながら接合代の突起を押圧する。これにより、アルミ合金製筐体の不動態膜を破壊すると共に、溶融したＳｎからなる被覆層が金属外環と筐体の接触面の隙間をシーリングし、被接合材の再酸化を防止しながら金属外環と筐体を接合する。
（端子の筺体への取付方法（超音波を用いる場合））
　上記の機械的方法として超音波を用いる場合の、各実施の形態に係る端子の筐体への取付方法について図４のフローチャート４０を再度参照ながら説明する。図４に示すように、本実施の形態の端子を筐体に取り付ける方法は、準備工程４１と、載置工程４２と、接合工程４３ｂとを備える。

　接合工程４３ｂにおいては、少なくとも端子１０，２０，３０と筐体との接合部を筐体の溶融温度未満の温度に加熱しながら、機械的方法として超音波を用いて筐体の接合部の不動態膜を破壊すると共に、溶融した被覆層１５，２５，３５が金属外環１１，２１，３１と筐体の接合部との接触面間の隙間をシーリングする。

　図５は、一例として実施の形態１に係る端子１０を筐体１００に接合する工程を示す図である。より具体的には、被覆層１５，２５，３５を加熱溶融させた状態で、図５に示すように、金属外環に設けたフランジ部（図５では接合代１４）に超音波ホーン３００を当接する。フランジ部に超音波を印加することで液相の被覆層１５，２５，３５にキャビテーションを発生させる。超音波を印加する方法は超音波ホーンを用いるものには限定されず、超音波の振動を伝達できるものであればどのような方法を用いてもよい。図５においては、超音波ホーン３００として軸形状のものを記載しているが他の形状であってもよい。複数の超音波ホーンを用いてもよい。

　超音波によりキャビテーションを発生させることにより、筐体の酸化膜などからなる不動態膜を破壊し開裂させて、新生面を表出させる。同時に金属外環１１，２１，３１に不動態膜などが形成されている場合には、それも開裂させて新生面を表出させることができる。

　溶融した被覆層１５，２５，３５により筐体の接合部の再酸化を防止して金属外環１１，２１，３１と筐体とを固着する。

　上記接合工程４３ｂにおいて照射する超音波としては、特に限定しないが、好ましくは周波数が２８ｋＨｚを超え１ＭＨｚ未満の超音波を用いる。さらに好ましくは、周波数が６０ｋＨｚ以上、１００ｋＨｚ以下の超音波を用いるとよい。周波数が低すぎる場合には、撹拌効果が課題となり、たとえばアルミニウムが接合面に浸潤し過ぎるため、脆い金属間化合物を生成して接合強度が弱くなる。周波数が高すぎる場合には、液相の被覆層に発生するキャビテーション泡が小さ過ぎるため、十分な不動態膜の破砕効果が得られない。
（端子付き筐体）
　実施の形態１から３に係る端子１０，２０，３０を用いた端子付き筐体５０について図６に基づき説明する。端子を、電気機器を収納するための筐体に直接接合して端子付き筐体５０を構成することができる。

　図６の部分断面図に示す筐体１００には、たとえば、センシング装置、モータ駆動装置、信号処理装置、外部記憶装置などの電気機器を収納することができる。この筐体１００に端子２００を直接接合している。筐体１００は、端子２００が挿着される挿着孔を有している。

　端子２００は、金属外環５１と、この金属外環５１に固着した絶縁材５２と、金属外環５１を貫通し絶縁材５２により封止され導出リード５３とを備えている。金属外環５１は、上記電気機器を収納するための筐体１００と接合した接合代５４を有する。

　筐体１００および端子２００の接合代５４にＳｎ、Ｓｎ合金、Ａｕ合金、Ａｇ合金、Ｃｕ合金から選択された材料で構成された被覆層５５を有する。被覆層５５は、筐体１００の挿着孔の縁を周回するように設けられている。接合代５４には突起５６が設けられている。

　筐体１００は、たとえば、アルミニウム、クロム、チタン、鉄、ニッケル、銅およびこれらの合金などの、表面に不動態膜を形成し易い金属材からなる。

　上記の端子付き筐体５０は、一例として以下のように構成される。端子付き筐体５０は、外部記憶装置を収納するためのアルミ合金製筐体１００と、この筐体１００に直接接合された端子２００とを備える。端子２００は、コバール合金の金属外環５１と、金属外環５１に封着されホウ珪酸ガラスの絶縁材５２と、この絶縁材５２により封着されたコバール合金の導出リード５３とを備える。金属外環５１は、筐体１００に接合された接合代５４を有する。筐体１００および端子２００の接合部が大気に触れないよう、少なくとも露出端面を覆ってシーリングしたＳｎ被覆層５５が設けられている。被覆層５５は、筐体１００に端子２００を挿着した挿着孔を有し、この挿着孔の縁を周回するように設けられている。端子付き筐体５０に外部記憶装置などの電気機器を収納することで電気装置を構成することができる。

　たとえば電気装置がハードディスク装置の場合には、電気機器は、記録ディスクと、記録ディスクにデータを読み書きする磁気ヘッドを有するボイスコイルモータと、記録ディスクを高速回転させるスピンドルモータとを含む。これらを含む電気機器がアルミ合金製筐体１００に気密収納される。

　上記の各実施の形態における被覆層の機能について説明する。被覆層は、予め端子の接合代に設けられている。この被覆層が溶融することで金属外環の接合代の表面からはじかれることなく、接合代に付着して表面を覆う。これにより、金属外環と筐体とを接合するため接触させた状態において、大気中の酸素などの酸化性物質が侵入できないように被接合材の合わせ面の隙間を埋めてシーリング（被覆）する。

　この状態で被接合材に機械的な力を加えて表面の不動態膜を破壊し金属素地の新生面を表出させると、被接合材は互いの新生面または被覆層金属と容易に接合される。すなわち、上記各実施の形態の被覆層は、金属外環および筐体の界面を直接被覆して被接合材の再酸化を防止し、その接合を補助する機能を有する。

　これに対し、被覆層を金属外環に施さない場合は、筐体が不動態膜を形成し易い金属材で構成されているので、被接合材に機械的な力を加えて不動態膜を破壊しても、すぐに新生面が再び酸化してしまう。そのため、全く接合できないか、あるいは接合できたとしても接合強度が弱く、また充分な気密性が得られない。また、被覆層を設けた金属外環と不動態膜を有する筐体とを上述したような機械的方法を用いることなく単に接触させて加熱し被覆層を溶融させても、不動態膜が被接合材の合金化を阻害するので接合することができない。

　上記の各実施の形態によると、フラックスを用いることなく端子を筐体に取り付けることができるのでフラックスフリーが可能となる。その結果、フラックスの塗布、洗浄、乾燥の各工程を省略することができる。しかも、接合は被接合材の溶融温度未満の温度で行なうので、被接合材の強度を低下させることがない。また、被接合材の加熱収縮に起因した歪みや反りも最小限に止めることができる。はんだやロウ材などで接合し難い金属同士であっても、接着剤などを使用することなく、簡便に高品質、高信頼性の接合を実現することができ、接合部の気密性も向上する。

　上述したように、上記の実施形態の構成にフラックスや還元剤等は必須ではない。しかしながら、上記の実施の形態の構成にフラックスまたは還元剤等をさらに適用することを除外するものではない。

　今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

　本発明は電気装置の端子に適用できる。特にこれに限定されないが、たとえば、Ｈｅガス等の低密度ガスを封入した筐体（密閉容器）を有する、高気密性が要求されるハードディスク装置（ＨＤＤ装置）などに好適に利用することができる。

１０，２０，３０，２００　端子、１１，２１，３１，５１　金属外環、１２，２２，３２，５２　絶縁材、１３，２３，３３，５３　導出リード、１４，２４，３４，５４　接合代、１５，２５，３５，５５　被覆層、２６，５６　突起、３６　窪み、４０　フローチャート、４１　準備工程、４２　載置工程、４３ａ　予熱工程、４３ｂ　接合工程、５０　端子付き筐体、１００　筐体、３００　超音波ホーン。

Claims

　金属材からなる筐体に固着可能な端子であって、
　金属外環と、前記金属外環を貫通する導出リードと、前記金属外環と前記導出リードとの間を封止する絶縁材と、を備え、
　前記金属外環は、前記筐体に接合するための接合代を有し、少なくとも前記接合代に前記筐体の溶融温度未満の温度で液相に変化する被覆層を設けた、端子。
　前記被覆層は、液相に変化する前記温度において前記金属外環の前記接合代を覆って一定時間前記筐体および前記金属外環の前記接合代の酸化を防ぐ流動性を有する金属材からなる、請求項１に記載の端子。
　前記被覆層は、Ｓｎ、Ｓｎ合金、Ａｕ合金、Ａｇ合金およびＣｕ合金の群から選択された金属材からなる、請求項１または請求項２に記載の端子。
　前記接合代は、突起または窪みを有する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の端子。
　前記突起は、前記接合代に途切れることなく周回するように設けられた、請求項４に記載の端子。
　前記窪みは、前記接合代に途切れることなく周回するように溝状に設けられた、請求項４に記載の端子。
　前記突起または前記窪みは複数設けられた、請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の端子。
　電気機器を収納するための筐体と、前記筐体に直接接合された請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の端子とを備えた、端子付き筐体。
　前記筐体は、不動態膜を形成し易い金属材または難はんだ付け性の表面化合物を有する金属材からなる、請求項８に記載の端子付き筐体。
　前記筐体は、アルミニウム、クロム、チタン、鉄、ニッケル、銅およびこれらの合金の群から選択された金属材からなる、請求項８に記載の端子付き筐体。
　端子を筐体に取り付ける端子の取付方法であって、
　前記端子は、金属外環と、前記金属外環を貫通する導出リードと、前記金属外環と前記導出リードとの間を封止する絶縁材と、を備え、前記金属外環は、前記筐体に接合するための接合代を有し、少なくとも前記接合代に前記筐体の溶融温度未満の温度で液相に変化する被覆層が設けられており、
　前記端子の取付方法は、
　前記端子と、金属材からなり挿着孔を有する筐体とを準備する工程と、
　前記端子を前記筐体の前記挿着孔に位置決め載置する工程と、
　少なくとも前記端子と前記筐体との接合部を前記筐体の溶融温度未満の温度に加熱しながら、機械的方法を用いて前記筐体の接合部に形成された不動態膜を破壊すると共に、溶融した前記被覆層が前記金属外環と前記筐体の前記接合部との接触面間の隙間をシーリングし、前記筐体の前記接合部の再酸化を防止して前記金属外環と前記筐体とを固着する工程と、を備えた、端子の取付方法。
　前記端子を前記取り付け孔に載置する工程と、前記端子と筐体とを固着する工程との間に、前記筐体を予め加熱する工程をさらに備えた、請求項１１に記載の端子の取付方法。
　前記機械的方法は、前記接合代と前記筐体の前記接合部とを当接させて振動を与えることで、前記接合部表面を傷つけて、前記接合代と前記筐体とを圧接する、請求項１１または請求項１２に記載の端子の取付方法。
[規則91に基づく訂正 01.12.2017]　
　前記機械的方法は、前記被覆層を加熱溶融させて前記接合代に超音波を印加することで、前記筐体の接合部の不動態膜を破壊して新生面を表出させる、請求項１１に記載の端子の取付方法。
[規則91に基づく訂正 01.12.2017]　
　前記接合代に前記超音波を印加する工程においては、前記接合代に超音波ホーンを当接する、請求項１４に記載の端子の取付方法。
[規則91に基づく訂正 01.12.2017]　
　前記超音波の周波数は、２８ｋＨｚを超え１ＭＨｚ未満である、請求項１４または請求項１５に記載の端子の取付方法。
　前記機械的方法は、前記接合代に設けた突起または窪みを前記筐体の前記接合部に当接させて押圧することで、前記突起または前記窪みが前記筐体の前記接合部の表面を傷つけて前記表面を摺動しながら貫入することで、前記接合代と前記筐体の前記接合部とを圧接する、請求項１１または請求項１２に記載の端子の取付方法。
　前記筐体は、不動態膜を形成し易い金属材または難はんだ付け性の表面化合物を有する金属材からなる、請求項１１から請求項１７のいずれか１項に記載の端子の取付方法。
　前記筐体は、アルミニウム、クロム、チタン、鉄、ニッケル、銅およびこれらの合金からなる群から選択された金属材からなる、請求項１１から請求項１８のいずれか１項に記載の端子の取付方法。