JPH05174884A - セラミックコネクタおよびこのコネクタにおける導体ピンのろう付け方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】所定量のろう材を所定箇所に正確かつ容易に供
給することができるようにすることにある。 【構成】コネクタ本体１１は、絶縁体としてのセラミッ
クスからなり、スルーホール１５が形成されている。ス
ルーホール１５に導体ピン１２が挿入され、コネクタ本
体１１にろう付けされる。加熱前のろう材３０はコイル
状をなしており、導体ピン１２の所定位置に取着されて
いる。このろう材３０はスルーホル１５の上端側に設け
られた口径拡大部２０に収容される。このように所定位
置にろう材３０を取付けた導体ピン１２をスルーホール
１５にセットしたのち加熱し、溶融したろう材３０の自
重を利用して、ろう材３０をスルーホール１５の下方に
流してろう付けを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、真空装置、通信機、コ
ンピュータ、各種電子機器および電気製品等において、
気密性あるいは耐熱性などが要求される部品の接続に使
用されるセラミックコネクタに関する。

【０００２】

【従来の技術】各種電子機器等に使われるコネクタは、
絶縁体としてのコネクタ本体と、コネクタ本体に設けら
れた複数の導体ピンを備えて構成されている。従来のコ
ネクタ本体の一例は熱可塑性樹脂からなり、このコネク
タ本体に上記ピンが圧接により接合されている。このよ
うな樹脂製コネクタは、コネクタ本体と導体ピンとの接
合部における気密性が低く、耐熱性も劣っている。

【０００３】そこで、セラミックス製のコネクタ本体を
用いたものも提案されている。従来のセラミックコネク
タは、箔やペースト状のろう材を使用して、導体ピンを
セラミック製のコネクタ本体に固定するようにしてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】箔のろう材を使用する
場合、ろう材をワッシャ状に加工しなければならないた
め、ろう材の材料歩留まりがきわめて悪い。また、ろう
材を所定の厚さにするためには箔を多数枚重ねる必要が
ある。このため、ろう付けを行なう際に、ろう材や導体
ピンのセッティングが難しく、作業に長時間を要してい
る。

【０００５】一方、ペースト状のろう材を用いる場合に
は、ディスペンサ等の注入機によってろう材を所定の狭
い箇所に適量塗布する必要があるが、塗布位置や塗布量
等が最適となるように制御することはきわめて難しい。
また、ペースト状ろう材の塗布制御を行うには、ろう材
の分散性を良くすることも必要であるが、ろう材の粘度
調整が困難であった。

【０００６】従って本発明の目的は、所定量のろう材を
所定箇所に正確かつ容易に供給することができるような
セラミックコネクタと、このコネクタにおける導体ピン
のろう付け方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を果たすために
開発された本発明のコネクタは、セラミックスからなり
かつスルーホールが形成されたコネクタ本体と、上記ス
ルーホールに挿入された状態で上記コネクタ本体にろう
付けされる導体ピンとを備えたものにおいて、上記スル
ーホールの両端開口部分のうち、ろう付けが行われる側
の開口部分に口径拡大部を設けるとともに、この口径拡
大部に上記導体ピンの所定位置に取着されたろう材を収
容したことを特徴とするものである。

【０００８】ろう材はコイル状あるいはパイプ状のもの
が使用され、ろう付け前に予め導体ピンに取付けられて
いる。導体ピンに対するろう材の位置決めは、所定厚み
のろう付け治具を使用するか、あるいは導体ピンの所定
位置に設けられた鍔状の凸部などによって行われる。ス
ルーホールの口径拡大部は、ろう材の外径よりも径の大
きいザグリ加工やＣ面取りあるいはＲ面取りなどによっ
て形成される。

【０００９】

【作用】上記ろう材を導体ピンの所定位置に予め取付け
ておき、ろう材がスルーホールの上端開口部分に位置す
るようにして導体ピンをセットする。そしてろう付け温
度まで加熱し、溶融したろう材の自重を利用して、ろう
材の一部をスルーホールの下方に流してろう付けをす
る。

【００１０】上記ろう材は導体ピンの上端側すなわちコ
ネクタ本体の上面側にあるため、ろう付け時には自然に
重力に従って下端へ向かってろう材が流れるので、導体
ピンの円周方向および長さ方向に均一なろう付け状態が
得られる。

【００１１】また、ろう付け時間を適宜に選定すること
により、ろう付け長さ（ろう付け下端の位置）を調整で
きる。例えば、導体ピンの接触抵抗や導体ピンのめっき
処理等の関係からコネクタ本体の下面よりも下側にろう
が流れて導体ピンの下部にろう材が付着することを避け
る必要がある場合には、コネクタ本体の下面でろうが止
まるようなろう付け時間を選択すればよい。

【００１２】

【実施例】以下に本発明の一実施例について、図１ない
し図５を参照して説明する。図５に示されるセラミック
コネクタ１０は、絶縁体としてのアルミナセラミックス
焼結体からなるコネクタ本体１１と、複数本の導体ピン
１２と、各導体ピン１２をコネクタ本体１１に接合する
ためのろう付け部１３とを備えて構成されている。導体
ピン１２の本数や配置は図示例に限るものではない。

【００１３】導体ピン１２は、熱サイクルがかかるよう
な使途に用いる場合には、熱膨張係数の関係からフェル
ニコ（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金）が好適である。なお、
用途によってはＣｕ合金、ステンレス鋼、あるいはＦｅ
−Ｎｉ合金等のコネクタ用ピン材を用いてもよい。

【００１４】図１に示されるように、コネクタ本体１１
に、導体ピン１２が挿通されるスルーホール１５が形成
されている。スルーホール１５はコネクタ本体１１の厚
み方向に貫通している。スルーホール１５は、図示上側
に位置する一方の開口部分１６と、図示下側に位置する
他方の開口部分１７と、これら開口部分１６，１７の間
に位置するストレート状の主孔部１８とを備えている。

【００１５】スルーホール１５の両端開口部分１６，１
７のうち、ろう付けが行われる側である上側の開口部分
１６に口径拡大部２０が設けられている。口径拡大部２
０は、いわゆるざぐり加工によって浅い丸穴状に形成さ
れている。

【００１６】また、スルーホール１５の主孔部１８と口
径拡大部２０の内面に、Ｍｏ−Ｍｎメタライズ層２５が
均一に形成されているとともに、メタライズ層２５の表
面に全面にわたってＮｉめっき層２６が施されている。

【００１７】Ｎｉめっき層２６に、Ａｇろうを用いたろ
う材３０によって、導体ピン１２がろう付けされる。ろ
う付けは、口径拡大部２０側から行われる。ろう付け深
さは、口径拡大部２０の開口端から主孔部１８の長手方
向中間部すなわち下端側開口部分１７の手前の位置、ま
たは下端側開口部分１７の位置までとする。

【００１８】本実施例のろう材３０は、ろう付けが行わ
れる前の状態（加熱前の状態）において、ワイヤ状のＡ
ｇろうを複数回巻いたコイル状をなしている。このろう
材３０は、内径を導体ピン１２の外径と同等もしくは導
体ピン１２の外径よりも僅かに小さくすることにより、
導体ピン１２に巻き締まるようにして導体ピン１２の長
手方向の所定位置に固定される。

【００１９】導体ピン１２の一例として、長手方向の途
中に凸部の無いストレートな形状のものを使用する場合
には、導体ピン１２の所定位置にろう材３０を取付ける
ための手段として、図４に示されるようなろう付け治具
３５を用いるとよい。ろう付け治具３５には、厚み方向
に貫通する導体挿通部３６が設けられていて、この挿通
部３６に導体ピン１２を通すことができるようになって
いる。

【００２０】ろう付け治具３５の厚さＴ1 は、ろう材３
０の取付け高さＬに応じて選定される。すなわち、ろう
付け治具３５の厚さＴ1 とコネクタ本体１１の厚さＴ2
との和が、導体ピン１２の先端１２ａからろう付け位置
までの高さＬに相当する。この場合、ろう付け治具３５
の厚さＴ1 を適宜に選定することにより、ろう材３０の
取付け位置を調整可能である。

【００２１】上記ろう付け治具３５を基盤４０の上に載
置し、ろう付け治具３５の上にコネクタ本体１１を乗せ
る。そして導体ピン１２をスルーホール１５と貫通孔３
６に通すとともに、ろう材３０が口径拡大部２０に入る
ようにする。これにより、ろう材３０が導体ピン１２の
長手方向の所定位置にセットされる。

【００２２】導体ピン１２のろう付けを実施する場合、
上記のようにして導体ピン１２の所定位置に予めろう材
３０を取付けておき、ろう材３０をスルーホール１５の
口径拡大部２０に入れた状態で、所定のろう付け温度ま
で加熱する。こうすることにより、溶融したろう材３０
の一部が、その自重によってスルーホール１５の内部を
下方に流れ、冷却されることで硬化して、図６に示され
るようにろう付けが完了する。

【００２３】上記のように、本実施例では導体ピン１２
に固定されるコイル状のろう材３０を採用したことによ
り、ろう材３０のセッティング作業を簡易化することが
でき、ろう付けに要する工数の削減化が図れる。

【００２４】また、ろう材３０の線径や長さを調整する
ことにより、ろうの定量化が容易となり、導体ピン１２
の径やスルーホール１５の内径、あるいはろう付け長さ
などが変化した場合にも対応が可能である。上記ろう材
３０は導体ピン１２に固定された状態で扱われるから、
ろう付け前にろう材３０が脱落したり紛失することがな
くなり、取り扱いも容易である。

【００２５】また、スルーホール１５の上端開口部分１
６に導体ピン１２の外径よりも大きい内径のザグリ加工
による口径拡大部２０を設けてあるので、ろう付け時に
溶融したろう材３０が、コネクタ本体１１の上面におい
て広がり過ぎることを防止できる。このため、導体ピン
１２の本数が多くて導体ピン１２のピン間隔が狭い場合
などにおいて、導体ピン１２，１２間でろう材３０が接
触して導通状態になってしまうことを防止する上で有効
である。

【００２６】なお、ろう材３０の位置決めをなすための
手段として、図６（ａ）に示されるように導体ピン１２
の長手方向中間位置に鍔状の凸部４５を設け、この凸部
４５の下側からろう材３０を凸部４５の位置まで挿着す
るようにしてもよい。あるいは図６（ｂ）に示されるよ
うに、鍔状の凸部４５の上方からろう材３０を挿着する
ことによって、ろう材３０の位置決めをなすようにして
もよい。

【００２７】また、図７（ａ）に示されるように、円筒
状のろう材５０を用いてもよいし、あるいは図７（ｂ）
に示されるように、円筒状のろう材５１に軸線方向のス
リット５２を形成したものを採用してもよい。上記いず
れのろう材５０，５１も、内径を導体ピン１２の外径と
同等もしくは導体ピン１２の外径よりも僅かに小さくす
ることにより、導体ピン１２に固定しておくことができ
る。なお、図７（ａ）に示した円筒状のろう材５０を設
けた導体ピン１２は、導体ピン１２の所定位置の周り
に、円筒状にろう材を鋳込んで形成した一体ものであっ
てもよい。

【００２８】また、ろう材５０，５１の内径や外径もし
くは肉厚を調整することにより、ろう材の定量化が容易
となり、導体ピン１２の径やスルーホール１５の径およ
びろう付け部の長さなどが変化しても対応できる。

【００２９】図８は本発明の他の実施例を示すものであ
り、前記実施例と同様のフェルニコ製の導体ピン１２の
所定位置に、Ａｇろうからなる円筒状のろう材５５が取
着されている。コネクタ本体１１はアルミナセラミック
スからなる。

【００３０】そしてスルーホール１５の上端開口部分１
６に、ろう材５５の外径以上のＣ面取りを施すことによ
って、口径拡大部５６を設けている。また、スルーホー
ル１５の主孔部１８と口径拡大部５６の内面に、Ｗメタ
ライズ層６０が形成され、かつその表面にＮｉめっき層
６１が施されている。このアルミナ製コネクタ本体１１
に、ろう材５５を取付けた導体ピン１２をセットする。
加熱によって溶融したろう材５５の一部がスルーホール
１５の内部を下方に流れ、硬化することによって、ろう
付けがなされる。

【００３１】図９に示される更に別の実施例において
は、フェルニコ製の導体ピン１２の所定位置に、Ｔｉ等
の活性金属入りのＡｇろうからなるパイプ状のろう材６
５が取付けられている。コネクタ本体１１には、絶縁体
の一例として窒化アルミニウムを使用する。スルーホー
ル１５のろう付け側である上端開口部分１６には、ろう
材６５の外径よりも大きいＲ面取りを施すことにより、
口径拡大部６５を形成しておく。このＲ面取りの凸形状
は、図９中に２点鎖線Ｐで示すように、逆方向すなわち
凹面状に窪む形状であってもよい。

【００３２】上記コネクタ本体１１に、ろう材６５を取
付けた導体ピン１２をセットし、加熱することにより、
溶融したろう材６５の一部を下方に流してろう付けを行
う。この場合、活性金属入りのＡｇろうによって導体ピ
ン１２がスルーホール１５に直接ろう付けされるから、
前記実施例で述べたようなメタライズ層２５，６０やＮ
ｉめっき層２６，６１を省略である。

【００３３】そして上記のようなＣ面取りあるいはＲ面
取りによる口径拡大部５６，６６を設けたことにより、
ろう付け時に溶融したろう材がコネクタ本体１１の上面
において広がり過ぎることを防止できる。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、ろう付けを行う際のろ
う材のセッティング作業を単純化することができ、作業
時間の短縮が図れる。また、従来の箔やペースト状のろ
う材を用いる場合に比べて、ろう材の歩留まりが格段に
向上する。本発明におけるろう材はコネクタ本体の上面
側にのみ取付けるので、ろう材の数が導体ピンと同数で
よい。そして上記ろう材は導体ピンの上端側すなわちコ
ネクタ本体の上面側にあるため、ろう付け時に加熱され
溶融したろう材が自然に重力に従って下端へ向かって流
れるので、導体ピンの円周方向および長さ方向に均一な
ろう付け状態が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すコネクタの一部のろう
付け前の状態を示す断面図。

【図２】図１に示されたコネクタに使われる導体ピンと
ろう材の斜視図。

【図３】図１に示されたコネクタの一部のろう付け前の
状態の斜視図。

【図４】図１に示されたコネクタのろう付けに使われる
治具を示す断面図。

【図５】ろう付けされたコネクタの一例を示す斜視図。

【図６】互いに異なる態様の凸部を備えた２種類の導体
ピンの変形例を示す斜視図。

【図７】ろう材の変形例を示す２種類の導体ピンの斜視
図。

【図８】本発明の他の実施例を示すコネクタの一部の断
面図。

【図９】本発明の更に別の実施例を示すコネクタの一部
の断面図。

【符号の説明】

１０…セラミックコネクタ、１１…コネクタ本体、１２
…導体ピン、１５…スルーホール、１６…開口部分、２
０…口径拡大部、３０…ろう材、３５…ろう付け治具、
４５…鍔状の凸部、５０，５１…ろう材、５５…ろう
材、５６…口径拡大部、６５…ろう材、６６…口径拡大
部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮原 淳一 神奈川県横浜市金沢区福浦３丁目10番地 株式会社日発グループ中央研究所内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】セラミックスからなりかつスルーホールが
   形成されたコネクタ本体と、上記スルーホールに挿入さ
   れた状態で上記コネクタ本体にろう付けされる導体ピン
   とを備えたセラミックコネクタであって、 上記スルーホールの両端開口部分のうち、ろう付けが行
   われる側の開口部分に口径拡大部を設けるとともに、こ
   の口径拡大部に上記導体ピンの所定位置に取着されたろ
   う材を収容したことを特徴とするセラミックコネクタ。
2. 【請求項２】上記ろう材がコイル状をなしている請求項
   １記載のセラミックコネクタ。
3. 【請求項３】上記ろう材が筒状をなしている請求項１記
   載のセラミックコネクタ。
4. 【請求項４】上記導体ピンの所定位置に、上記ろう材の
   位置決めをなすための凸部が設けられている請求項１記
   載のセラミックコネクタ。
5. 【請求項５】上記口径拡大部は上記ろう材の外径以上の
   ザグリ加工もしくはＣ面取りまたはＲ面取りによって形
   成されたものである請求項１記載のセラミックコネク
   タ。
6. 【請求項６】スルーホールを有する絶縁体からなるコネ
   クタ本体に導体ピンをろう付けする際に、上記導体ピン
   の所定位置に予めろう材を取付けておき、上記ろう材が
   上記スルーホールの上端開口部分に位置するようにして
   上記導体ピンを上記スルーホールにセットしたのち加熱
   し、溶融した上記ろう材の自重を利用してろう材の一部
   をスルーホールの下方に流してろう付けをすることを特
   徴とするセラミックコネクタにおける導体ピンのろう付
   け方法。
7. 【請求項７】上記ろう材がコイル状をなしている請求項
   ６記載のろう付け方法。
8. 【請求項８】上記ろう材がパイプ状をなしている請求項
   ６記載のろう付け方法。
9. 【請求項９】上記ろう材を上記導体ピンの所定位置に固
   定するための凸部が上記導体ピンに設けられている請求
   項６記載のろう付け方法。
10. 【請求項１０】上記ろう材を上記導体ピンの所定位置に
    取付けるために、上記導体ピンの先端からろう付け位置
    までの距離に応じた厚さのろう付け治具を用いる請求項
    ６記載のろう付け方法。