JPH0157769B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は特にケルセルの電気的接続導線のよう
に硝子壁または石英硝子壁を貫通する電気導線の
貫通部構造に関するものである。

ケルセルで形成されるデイジタル光偏向器の製
造にあたつては高度の精密性が要求されるので、
その製造方法は複雑となりかつ高価となる。

光偏向器は殆んどが石英溶融技術によつて作ら
れる。しかしその組立には約1000℃もの温度を必
要とするので製造偏差をμｍ範囲に保つことは困
難であつた。しかも製造中の不良率は極めて高
い。衝撃に対し感じ易いことならびに硝子内に残
存する引張り応力によつて製品のセルは最低２年
の所要寿命を呈し得ない。

ドイツ特許第964152号には例えばセラミツク、
ガラスまたは合成樹脂等の絶縁材料のコンテナま
たは壁内に金属貫通部をボルトまたはパイプ状に
して気密かつ水密に設け、この金属のコンテナま
たは壁内の貫通部を直接対象とする材料に埋設し
て絶縁を保つことが記載されている。すなわちこ
のドイツ特許第964152号は油密および気密にかつ
電気的に絶縁した貫通導線を有する金属壁を用い
る方法を記載している。しかしこの方法に対し本
発明の対象とする如くの貫通部では絶縁は問題と
ならない。これに反し本発明では石英ガラス溶融
技術の点で上述の難点を有する。

ドイツ特許第964152号には金属貫通ボルトを用
いこれを絶縁材料の中心保持部材に強固に連結す
ることが記載されている。この中心保持部材は、
尖つた突起を有している。この中心保持部材をそ
の突起部が金属壁に設けたこれに対応する直径方
向の孔内に入る様に配設する。更にこの場合金属
壁の両側にカツプ状のモールドを取り付ける。こ
れらのモールドおよびモールドの内側に存する空
所には揮発性の成分を発散せずに硬化後には再び
軟らかくならないモールド用樹脂を充填する。上
述のようにこの方法によれば絶縁の問題を解決す
ることはできるが、この方法は本発明の対称とす
る方法には使用することができない。これは本発
明の対象の要求は完成した貫通部は壁より突出し
ないことであるからである。この突起部の欠点に
ついては以下に詳細に説明する。

ドイツ特許公報第1045499号には複数の層によ
つて形成する電気絶縁部材が記載されており、こ
の部材は例えばハウジングより導体を絶縁するの
に用いる。この絶縁部材は充填材を収納している
モールド用樹脂の層よりなり、その充填材の種類
または量を各層毎に相違せしめる。更にドイツ特
許公報第1267737号には例えば変圧器およびチヨ
ークコイルのような電気装置を一つの工程によつ
て不揮発性モールド樹脂を用いモールド型又はハ
ウジング内で含浸させたり、さらにこの内に埋設
配置したり、また電気装置と巻線間のスペースあ
るいはハウジングの壁部またはモールドの壁部間
の空間には充填材を満し、これに純粋のモールド
用樹脂を充填することが記載されている。これら
２つの公知例では絶縁の問題が生ずる。

ドイツ特許公報第2356237号にはシアノアクリ
レートおよびタルカムのペーストを用いガラスの
真空密接着ジヨイントを製造し、これを侵食性の
ある液体に接触する個所に使用することが記載さ
れており、特にデイジタル光偏向器においてはそ
のハウジングを石英ガラスで作り、これに例えば
ニトロベンゼンの如き侵食性のある液体を充填す
ることが記載されている。しかしながらこのよう
な接着した結合部は本発明の対象とする貫通部材
と対比することはできない。何故ならこれら両者
はその厚さが数倍も極めて大きく異なるからであ
る。本発明を得るための調査研究によつてこの接
着技術はケルセルの電気接続の貫通部には用い得
ないことがわかつた。これはシアノアクリレート
タルカムセメントでは極めて僅かな剛性しか得ら
れず、所望の機械的負荷に耐え得ないからであ
る。さらに上述の貫通部材形成技術を本発明のケ
ルセルに応用する必要は全くない。これはケルセ
ルにおいては貫通部材の絶縁は問題とならないか
らである。

本発明の目的は、石英ガラス溶融技術を用いる
ことなく機械的に丈夫であり寸法が正確で、かつ
真空密な電気貫通導線部を得るにある。

本発明によれば、この貫通導線部は壁を通ずる
開孔のセルの内部に向う下側部分において導体が
開孔の中心に保持されるようにポリテトラフルオ
ロエチレンのリングによつて導体を固定し、この
開孔内のリングの上側にシアノアクリレートタル
カムセメントの層を設け、これにより形成されて
いる片側閉塞孔内の前記層の上側にシアノアクリ
レート接着剤に浸漬した粒状充填材の層を設け、
かつセルの外側に向う最上部にシアノアクリレー
トタルカムセメントの層を充填し封着を行つて、
粒状充填材の層６が貫通導線１の機械的支持を確
保する如くしたことを特徴とする。

本発明においてシアノアクリレート接着剤に浸
漬した粒状充填材の層は数個の副層により構成す
るを可とする。

本発明の長所は貫通部の機械的強度がガラス部
分よりなるケルセルのハウジングより遥かに大
で、かつ安定性を有することであり、これは例え
ば強制引張り試験により実証することができる。

本発明により形成した上述の如き貫通導線部は
壁部より突出しない。これはシアノアクリレート
を含有する層より形成された接着剤のプラグがセ
ル内の侵食性の液体に対しポリテトラフルオロエ
チレンの層により保護されているからである。

以下図面により本発明を説明する。

第１図において、例えばタングステンピンの如
き電気導体ピン１によつて電極２を支持する。こ
のタングステンピン１を石英ガラス壁３に設けた
開孔を挿通させる。この孔にはその下側より上側
に向つて次の如き層を充填する。

●ポリテトラフルオロエチレンの環状の円板４。

●シアノアクリレートタルカムセメントの層５。

●シアノアクリレート接着剤に浸漬した粒状充填
材の数個の層６。

●シアノアクリレートタルカムセメントの層７。

一番下側の層４にポリテトラフルオロエチレン
（PTFE）の円板を選択したのは、この材料がニ
トロベンゼンに対し全く侵食を受けないからであ
る。これは例えばタングステンピンの如き電気導
体の位置を保持し、かつ接着性セメントのスクリ
ーンとして作用する。しかしこの円板は100％の
完全な密閉部ではなく、まだ硬化していない接着
剤がこれより漏洩しないように防止するものであ
れば充分である。

その上側のシアノアクリレートタルカムセメン
トの層５は貫通導線に対しニトロベンゼンを通さ
ない防止層として作用する。純粋のシアノアクリ
レートモノマーはセメントのように硬くならない
ので充填材を加える。例えば120cP／25℃の粘度
を有するモノマーを用い、さらにこれと共に充填
材と僅かな液体混合物を用い硬化状態で最も有利
な柔軟性ある硬度を示すようにする。列えば
1500cP／25℃粘度の如くの他の市場で得られる
モノマーを用いても同じ硬度が得られるが、これ
はその使用上適当ではない。

充填材としては柔軟性、接着性、硬化性および
共存結合性の理由により、かつこれらの特性を有
利に発揮する理由によりタルカム（タルカン、滑
石）を選択した。体積比30％のシアノアクリレー
トモノヤーの混合物を用い40％の相対湿度で３〜
６分の有効ポツト寿命が得られた。このポツト寿
命は充填材をふやすことにより短縮され、かつ充
填材を少なくすればこれを長くできる。湿度を増
加させると混合物の表面はより一層速く硬化す
る。他の充填材を用いると、ポツト寿命は長過ぎ
たり短か過ぎたりし、またそれにより機械的な不
利な点が生ずる。例えば石英粉末の混合物を用い
ると脆性が大となり、また収縮性が大となり過ぎ
る。

タルカムと同様な良好な特性を示す充填材はプ
ラストライト、粉末石英を有するマスコバイト、
マイカ、クロライドおよび石英である。しかしこ
れらの充填材によるとポツト寿命が短くなり過
ぎ、しかもタルカムのような柔軟性が得られな
い。

次の層６は貫通導線の機械的支持を行なうプラ
グのような役割をし、硬質の固体および多孔体で
形成する。第２図はその微細構造の原理を示す拡
大図である。全ての必要な要求を満足させるため
この層は粒子８を有し、これらが互いにその鋭い
突起部により保持し合つているを要する極めて多
数の小粒子９は大きな粒子の表面に突き刺さり、
それらが互いに接触する個所でその間を保持持す
る。これによつて互いに容易に移動しないように
する。これは接着剤の粘着凝縮力を補償（打消
す）する役割をする。

種々の粒子寸法の多数の粒子の混合物を使用す
ると良好な結果が得られる。

試験を行なつた結果良好と判明した組成物の例
をそれぞれ定められた貫通導線の寸法に対して以
下に示す。

この例は次の如くである： 貫通導線のピン直径 ……1.2mm 開孔直径 ……４mm セルの壁の厚さ ……６mm 所望の硬度に対し： 体積比60％の微粒子石英スプリンター（粒子寸
法0.1mm）、 体積比20％のプラストライト 0.5（商品名）； 体積比10％のプラストライト 0 （商品名）； 体積比10％のプラストライト 00 （商品名）； “プラストライト”とは西独ナインシユ
（Naintsch）社の商標名であり、一般のペンキ、
ワニス、プラスチツク用の硬質混合材であり、そ
の組成は次の３成分よりなつている。

マイカ（雲母） クロライト（亜塩素酸塩：含水硅酸アルミニウ
ム・マグネシウム） 石英 その混合状況等により、 プラストライト 0.5 プラストライト ０ プラストライト 00 の別がある。

この混合物は極めて粗粒子であり液状の接着剤
を容易に吸収する。接着剤を最適に吸着させるた
め極めて粘性の低いモノマーを用い、これを強度
の毛細管特性を利用して数mmの深さに浸透させ
る。

まず第１にポリテトラフルオロエチレン
（PTFE）のリング４と接着性セメントのシール
５を形成する。かくして形成された片側閉塞孔の
前記シールの上側に、まず第１に粒子の混合物を
導入する。この混合物は上述の如き組成よりなつ
ていて、石英とプラストライト（商品名）との混
合物よりなる。

次で粘着性の極めて少い液状のシアノアクリレ
ートの接着剤を上記の粒子混合物上に注入し、こ
れら粒子混合物を接着剤の溶液で浸漬する。粒子
の混合物は毛細管現象でこの接着剤溶液を容易に
吸収する。

この例でこの孔内に粒子混合物を層厚４mmに充
填する。かく接着剤溶液を加えると、粒子層の上
側部分は、粒子層の下側部分より空気が脱け出す
前に閉塞が形成されてしまう。

極めて手数がかかる真空接着方法を用いること
なくこの難点を避けるため、プラグはそれぞれの
高さ1.5mmの３つの層によつて構成する。このよ
うにすれば空気が封入されることはなくなる。こ
の各工程はそれぞれ約５分間で終了する。

さらに付加的な保護のため、シアノアクリレー
トタルカムセメントの第４層７を設ける。

PTFEの円板４は中心固定部材として使用し、
これは貫通導線のピン部材１に極めて確固に接着
するものでなくてもよい。これは貫通導線の中心
の位置をさらに微細調節し、軸方向及び回転に対
し調節可能としてその位置を定めた後に電極２を
これに対しハンダ付けするからである。

この中心決定用の円板４は開孔内に圧入し接着
性のプラグ６を形成するためなるべく深く孔内に
押込んで一方を閉じた孔が形成されるようにす
る。次いで貫通導線のピン１をこれに挿し通し電
極２をその距離および回転位置を調整して固定す
る。このPTFEの円板はピンの中心を定めるが機
械的に完全にこれを固定するものでなく、また完
全に安定させるものでもなくてもよい。

シアノアクリレートタルカムセメントは真空密
の封着を形成するが、機械的な負荷を分担するこ
となく、厚さの厚いプラグが乾燥による収縮によ
つてピンを確実に締付け固定する。

シアノアクリレートの充填プラグは機械的安定
性を生ずるが、それ自体は真空密ではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の導線貫通部の一例を示す断面
略図、第２図はシアノアクリレートに浸漬した粒
状充填材により得られる層の構造を示す拡大図で
ある。 １…ピン、２…電極、３…ガラス壁、４…環状
円板、５，７…シアノアクリレートタルカムセメ
ント、６…粒状充填材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 特にケルセル用の電気接続の如く、硝子壁ま
   たは石英硝子壁を貫通する導線貫通部において、 壁３を通ずる開孔のセルの内部に向う下側部分
   において導体１が開孔の中心に保持されるように
   ポリテトラフルオロエチレンのリング４によつて
   導体１を固定し、 この開孔内のリングの上側にシアノアクリレー
   トタルカムセメントの層５を設け、 これにより形成されている片側閉塞孔内の前記
   層の上側に、前記導体１を孔内に良好に機械的に
   保持し、かつ液状接着剤の吸収が容易な粒状充填
   材の層で、シアノアクリレート接着剤に浸漬した
   粒状充填材の層６を設け、 かつ、セルの外側に向う最上部にシアノアクリ
   レートタルカムセメントの層７を充填し封着を行
   つて、前記粒状充填材の層６が貫通導線１の機械
   的支持を確保する如くしたことを特徴とする導線
   貫通部。 ２ シアノアクリレート接着剤に浸漬した粒状充
   填材の層６を複数個の副層によつて形成したこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の導線貫
   通部。