JPH0793403B2 - 多重電極コネクタ - Google Patents

多重電極コネクタ

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JPH0793403B2
JPH0793403B2 JP61079888A JP7988886A JPH0793403B2 JP H0793403 B2 JPH0793403 B2 JP H0793403B2 JP 61079888 A JP61079888 A JP 61079888A JP 7988886 A JP7988886 A JP 7988886A JP H0793403 B2 JPH0793403 B2 JP H0793403B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、主に反応性気体または液体からなる化学反応
性または腐食性環境をおいて、電力または電気信号を伝
導するために使用される化学的に不活性な、電気的なチ
ップ対入出力ピン接続システムに関する。
本発明は、特に腐食性流体の流れの中に浸漬された流体
マスフローセンサに於て、流体通路の壁部に設けられた
電気的貫通接続部を介して外部回路に接続するために利
用されるものである。
〈従来の技術〉 従来技術によれば、一般に入手可能なフレキシブルプリ
ント回路、テフロンで絶縁された電線、及び米国ミネソ
タ州ミネアポリスに所在するミンコ・プロダクツ・イン
コーポレイテッド（MINCO PRODUCTS,INC.）が製造して
いるような型式のテフロンで絶縁され、エッチングされ
た可撓性を有する箔の加熱要素などがある。
〈問題点を解決するための手段〉 本発明による耐食性接続システムは、その信号伝達特性
を低下させることなく、または腐食性媒体により汚染さ
れることなく、該腐食性媒体中を電力または電気信号を
伝導し得る装置及び方法からなる。
この伝達手段は、耐食性絶縁フィルム間に挟装された化
学的不活性なフレキシブルプリント回路である。この回
路の導体のコネクタ、センサまたはアクチュエータへの
端子には、接続部を被包することができ、かつ表面の汚
染または腐食性媒体中の伝導による表面分路抵抗から導
体を絶縁することができる埋込接点を使用する。
溶接された埋込接点は、抵抗式溶接電極からフレキシブ
ル回路及び貫通コネクタのテーパ付頂部を有する接続ピ
ンに力を加え、その頂部がフレキシブル回路の絶縁フィ
ルムを貫通して埋め込まれている導体と接触することに
より形成される。これを通電すると、接続ピンが導体に
溶接される。抵抗式溶接による熱が前記接続ピンを被覆
する同形絶縁層への前記絶縁フィルムの溶着を促進し、
電気接続部に気密シールを形成する。
また、埋込接点は、可撓性を有する露出導体フィンガを
センサボンティングパッド、即ち接触面に取付け、かつ
その接続部を同形絶縁フィルムでその露出面を被覆する
ことより被包することによっても形成される。この同形
絶縁フィルムの被覆は、保護フィルムを加熱しかつ前記
接続部周辺を真空状態とすることにより、または流体中
に分散された絶縁材料で被覆しかつそれを熱可塑性流れ
と言える程度に熱硬化させることにより、または接触面
周辺に絶縁材料を成形して流体状態の熱可塑性絶縁層を
形成することにより行なう。
本発明によれば、システムの動作に関して、高い信頼
性、長い寿命、及び腐食性気体または液体による汚染か
らの保護、または接続システムの破損その材料の剥離に
より生じる微粒子状物質からの保護が得られる。
更に本発明によれば、導体が流体から電気的に絶縁され
るので、該流体中に於ける導電作用または接続システム
の外面上に付着した汚染物の導電性によって生じる導体
間の電流を防止することができる。また本発明によれ
ば、十分な柔軟性を有するので製造、組立および補修が
容易であり、かつ通常の運転の際に動く要素同士間に於
ても使用することができる。
〈実施例〉 第１図は本発明の実施例であって、センサチップ２と貫
通コネクタ３とを電気的に接続させるフレキシブル耐食
性接続回路１を示す。センサボンディングパッド４が、
結合領域５に於て接続回路１から突出する露出導体5aに
治金的手法で接着されている。貫通コネクタピン８が、
フレキシブル回路絶縁層内に埋め込まれた埋込導体11に
位置６でスポット溶接されている。接続回路１のテール
部1aがセンサチップ２の上部に跨設されている。
埋込導体11は前記絶縁層から延出して、センサボンディ
ングパッド４に結合された露出導体、即ちフィンガ5aを
形成している。各フィンガ5aは、センサチップ２の上に
配置する前に、図示するようなストラドル形状に予備成
形される。このようなストラドル形状に予備成形するこ
とによって、接続されるフィンガ5aを対応するセンサボ
ンディングパッド４上にそれらと接合させて配置するこ
とができる。
第２図に示すように、貫通コネクタ３は円形凹入部7aを
有するステンレス鋼製の本体７からなる。電気的コネク
タチップ入出力用ピン８が、底部7bを貫通し、かつ底壁
7b内に絶縁シールガラス９によってシールされている。
好ましくは弗化エチレンプロピレン樹脂（FEP）テフロ
ンからなる厚さ約76ミクロン（３×10-3インチ）の同形
絶縁フィルム10が設けられている。フレキシブル回路用
埋込導体11が、フレキシブル回路絶縁フィルム12b及び
同形絶縁フィルム10をピン８の先端8aによって穿孔しか
つ除去した位置６に、溶接された埋込接点を形成するべ
くスポット溶接されている。
接続回路１の反対側の端部には、ヤンサボンディングパ
ッド４が位置13に於てフレキシブル埋込導体の露出導体
5aの端部に治金的手法で結合されている。露出し金属結
合部は、耐食性絶縁フィルム内の埋込接続部となるよう
に被包されている。
フレキシブル接続回路１は、それぞれFEPテフロンまた
はこれに類似の耐食性柔軟フィルムのような熱可塑性弗
素樹脂からなる通常厚さ約51〜76ミクロン（２〜３×10
-3インチ）のフィルム12a、12bを備える。これらのフィ
ルムは、通常約２ミクロン（１×10-3インチ）の厚さを
有しかつニッケルまたはステンレス鋼のような導電材料
からなるフレキシブルな耐食性金属箔の両面に熱的に結
合される。この金属箔はパターン成形され、エッチング
され、または所望の導体路に形成されて、フレキブルプ
リント接続回路となる。この金属箔からなる導体は絶縁
フィルム12a、12b内で終端するか、または位置15に於て
外部に延出している。これらの導体端部を、第３図に示
すように位置16で金または他の耐食性金属によってメッ
キされた線条に形成することにより、耐食性を向上させ
ることができ、かつピン８及びセンサボンディングパッ
ド４に超音波溶接または熱圧着するのに適した可鍛性面
が提供される。
第３図は、フィルムの導体11の周囲に同形に被覆されか
つ接着された上部絶縁フィルム12aと下端絶縁フィルム1
2bとを示す。通常導体11は、ピン８への埋込電気接続部
を形成するべく絶縁フィルム12a、12b内の位置14に於て
終端し、かつ位置15に於てセンサボンディングパッド４
に接続するべく外方に延出している。
第４図に示す別の実施例に於て、フレキシブル接続回路
は、センサチップ18の一端部に設けられた１例のボンデ
ィングパッド19a〜19xに接続される金属箔の端部を有す
るテール部17aを備える。
第５図に示すフレキシブル接続回路１はセンサチップ２
の上部に跨設されている。適当な金属メッキ面16を有す
る導体結合用露出フィンガ5aが、絶縁フィルム12a及び1
2bから延出し、センサボンディングパッド４に接合され
て、接続部21を形成している。これには、超音波溶接装
置または熱圧着装置を使用する従来の半導体の金属−金
溶接技術を用いて行なう。
第６図は、絶縁不動態化フィルム22を設けた後のセンサ
−接続回路接合状態を示す第５図に類似の断面図であ
る。溶接後、接続回路の金属箔とセンサのすべての金属
露出部は、液体分散形状のFEPテフロン樹脂のような熱
可塑性弗素樹脂からなる不活性フィルムで被覆される。
この被覆はセンサ基板を330℃（625゜F）で30分間加熱
することによって硬化する。これによって生じるピンホ
ールのない同形の絶縁フィルム22によって、溶接部が電
気的に絶縁されかつ腐食から保護される。
この溶接を不動態化するための別の技術として、真空成
形テフロン樹脂パウチを使用するものがある この場合に、溶接後のセンサとフレキシブル接続回路と
を組合せて前記テフロンパウチ内に挿入し、かつ該パウ
チ内を真空状態にしてこれらを300℃（572゜F）加熱す
る。この温度で、前記パウチは収縮してセンサ及び溶接
領域を同形に被覆し、効果的に電気絶縁しかつ腐食から
保護する。この場合に、センサ及び動態表面にフィルム
が接着されると共に、テフトロン製パウチの塑性変形及
び塑性流れが生じる。
第７図は、第１図示の円形フレキシブル接続回路の部分
ｂを取付ける前の貫通コネクタ３を示す。ステンレス鋼
からなる本体７は、底壁7b内の開口9aを貫通しかつ絶縁
ガラス９によって電気絶縁された、一般にコバル（Kova
r）金属からなる導電貫通ピン８を備える。ピン８に
は、腐食に対する保護を強化するために、金またなプラ
チナのような耐食性金属でメッキしても良い。
第８図は、本体７に於ける１個の貫通ピン８の位置及び
その絶縁ガラス９による本体７からの絶縁を示す。
第９図は第８図に類似しているが、円形凹入部7a内に於
て基体に露出する貫通コネクタ３の全表面に同形の絶縁
フィルム10が設けられている。貫通コネクタ３の一般的
な使用方法は昭和61年３月７日付特許出願（特願昭61−
050247号）明細書に第９図示の要素90として開示されて
いる。貫通コネクタの腐食からの保護及び電気絶縁は、
貫通コネクタの露出面及び貫通ピンの露出部にフィルム
状または液体分散形状のテフロン重合体のような絶縁フ
ィルム材料を被覆することによって行う。露出面へのフ
ィルムの接着を、熱可塑性流れを生じるような高温、例
えば316〜399℃（600゜F〜750゜F）で行なうことによ
り、所望のピンホールのない同形フィルムを形成するこ
とができる。
第10図は、貫通ピン８の上にフレキシブル接続回路１を
整合させた溶接前の状態を示す。埋込導体11またはパタ
ーン６を備えるフレキシブル接続回路１は、中心位置を
合せてピン８の円錐の頂点23の上に適合するように配置
される。絶縁フィルム12a及び12bが透過性を有すること
により、視覚を通じて位置を合せることができる。貫通
ピン８の端部を比較的鋭い円錐の頂点23に形成すること
によって、該ピンを絶縁フィルム内に埋め込まれた導体
と接続するためにフレキシブル接続回路の絶縁層の穿孔
過程を制御することができる。
第11図は、スポット溶接用電極25及び26間に押圧力を加
えることによって、フレキシブル接続回路１の部分と絶
縁されている貫通ピン８の円錐状頂点23との接触点に埋
込式スポット溶接部24を形成する様子を示す。
この溶接は、スポット溶接用電極を外側非絶縁部分27と
電気的に接触させ、かつ、溶接用電源28からスポット溶
接用電極25及び26に電流を供給することによって行なわ
れる。絶縁フィルム12aの厚さが薄いことによって、該
フィルムを溶接用電極25の接合面と適合させ、かつ両電
極25、26間に通電させることができる。ピン８の円錐状
頂点23と位置６に於ける箔状導体端部14との間の導電性
溶接部24は、スポット溶接用電極25によって除去される
小さな領域以外の上部絶縁フィルム12aのすべての領域
を連続的な絶縁フィルムに維持したまま形成される。電
極25、26に通電すると、溶接により発生する熱によって
溶接位置点付近の両絶縁フイルム12a、12bが熱可塑性溶
融を生じる。溶接の熱が強過ぎると、ガスが発生したり
絶縁フィルム内に泡または膨れが発生したまま残る。溶
接用電極の形状、その材料、溶接電流、溶接時間及び溶
接用電極の押圧力を適当に選択することによって、ガス
を発生させることなく溶接を行なうことができる。
第12図は、溶接後のピン対フレキシブル接続回路溶接部
24を示し、埋込導体の端部14が上部溶接用電極25によっ
て上部絶縁フィルム12aが除去された位置18aに露出して
いる。
第13図は、不活性絶縁フイルム29で被包した後の露出部
28aを示す。露出している溶接部の被包作業は、熱可塑
性弗化樹脂のフィルムまたは液体分散型溶液を使用し
て、加熱用端子、加熱空気のジェット流または放射熱を
用いて熱接着しかつ硬化させて行なう。別の方法とし
て、絶縁フィルムを超音波溶接し、露出した溶接部を被
包することもできる。
第14図は、マスフローメータのハウジング30の開放端部
内に装着された貫通コネクタ３を示す。チップ18は、前
述の特許出願の明細書に開示されているように、流体通
路36とセンサに電力及び電気信号を入出力するために外
縁部に設けられたボンディングパッド４とを有する。チ
ップ18は測定される気体のための流路32を有する円形開
放型スパイダ31または他の手段によって取付けることが
できる。ガスの流れは、流路32を介して流入する流れを
矢印34、34aによって、及び流路36を介して流出する流
れを矢印35を用いて図示する。接続回路１はチップ18の
センサボンディングパッド４に接続された金属結合領域
５を有する。図面から明らかなように、同形の被膜10が
ピン及びフレキシブル接続回路への接続部を保護してい
る。Ｏリング33によってコネクタ３はハウジング30内に
シールされている。
本発明による接続回路は、腐食性の汚染されたまたは高
純度の環境に於て使用される他の型式のセンサ、アクウ
チェータ及び電気装置に使用することができる。
以上本発明の実施例に基づいて例示的に説明したが、本
発明の技術的範囲はこれらの実施例に限定されるもので
はない。また上述の説明から本発明に様々な変形、変更
を加えて実施し得ることは当業者にとって明らかであ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図はフローセンサのハウジングの部分を貫通する貫
通コネクタに取付けられたフレキシブル接続回路の平面
図を示す。 第２図は第１図の線２−２に於ける断面図である。 第３図は第１図の線３−３に於けるフレキシブル接続回
路の断面図である。 第４図はセンサチップに接続されたフレキシブル接続回
路の別の実施例の平面図である。 第５図は被覆する前の第１図のセンサチップを左側から
見た詳細部分断面図である。 第６図は被覆後に於ける第５図に類似の詳細部分断面図
である。 第７図はフレキシブル接続回路を接続する前の貫通コネ
クタの平面図である。 第８図は円錐状にテーパが付された貫通ピンを示す第７
図の線８−８に於ける断面図である。 第９図は貫通ピンを被包した後に於ける第８図の詳細部
分断面図である。 第10図は溶接する前の貫通ピン及び耐食性フレキシブル
接続回路の部分を示す詳細部分断面図である。 第11図はピン対フレキシブル接続回路の接続部の溶接過
程を示す詳細部分断面図である。 第12図は溶接後の接続部を示す詳細部分断面図である。 第13図は溶接された接続部を被包した後の詳細部分断面
図である。 第14図はマスフローメータに使用された本発明の接続シ
ステムの詳細断面図である。 １……フレキシブル接続回路 1a……テール部、２……センサチップ ３……貫通コネクタ ４……センサボンディングパッド ５……結合領域、5a……露出導体 ６……位置、７……ステンレス鋼製本体 7a……円形凹入部、7b……底壁 ８……ピン、8a……先端 ９……絶縁シールガラス、9a……開口 10……同形絶縁フィルム 11……埋込導体フィルム 12a、12b……絶縁フィルム 14、15……位置、16……金属メッキ面 17a……テール部、18……センサチップ 19a〜19x……ボンディングパッド 20……位置、23……円錐の頂点 24……溶接部 25、26……スポット溶接用電極 27……外部非絶縁部分、28……溶接用電源 28a……位置、露出部、29……不活性絶縁フィルム 30……ハウジング、31……スパイダ 32……流路、33……Ｏリング 34、34a、35……矢印 36……流路
フロントページの続き (72)発明者 ロナルド・ジー・ペイン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94539・フリモント・オカソカミノ 2111 (56)参考文献 特開 昭58−102472（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−37274（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−110979（ＪＰ，Ｕ)

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】多重電極コネクタであって、 第１の熱可塑性耐食性絶縁フィルムと第２の熱可塑性耐
    食性絶縁フィルムとの間に接着された一つの耐食性金属
    導体パターンと、 一方の前記絶縁フィルムのみを穿孔して前記耐食性金属
    導体パターンと接触するための穿孔端部を備えると共に
    互いに絶縁された複数の金属ピンを備える貫通コネクタ
    と、 前記貫通コネクタと接触しかつ前記貫通コネクタと同形
    の機密シールとからなることを特徴とする多重電極コネ
    クタ。
  2. 【請求項２】一方の前記絶縁フィルムが前記金属ピンの
    一つによって穿孔されている領域内の前記絶縁フィルム
    の上に該領域を被包する層が設けられていることを特徴
    とする特許請求の範囲第１項に記載の多重電極コネク
    タ。
  3. 【請求項３】一対の前記熱可塑性耐食性絶縁フィルムが
    熱可塑性弗素重合体からなることを特徴とする特許請求
    の範囲第１項に記載の多重電極コネクタ。
  4. 【請求項４】前記一つの耐食性金属導体パターンが、ニ
    ッケル、ステンレス鋼、耐火性金属及び貴金属からなる
    群から選択される金属からなることを特徴とする特許請
    求の範囲第１項に記載の多重電極コネクタ。
  5. 【請求項５】耐食性を向上させかつ熱圧着及び超音波溶
    接をし得るように、前記一つの耐食性金属導体パターン
    の少なくとも一部が金属メッキされていることを特徴と
    する特許請求の範囲第１項に記載の多重電極コネクタ。
  6. 【請求項６】金属メッキが金メッキであることを特徴と
    する特許請求の範囲第５項に記載の多重電極コネクタ。
  7. 【請求項７】前記一つの耐食性金属導体パターンから延
    出し、かつセンサチップのボンティングパッドと結合さ
    れるべく電気的に接続されるように前記第１の絶縁フィ
    ルム層と前記第２の絶縁フィルム層との間から延出する
    露出された金属導体を備えることを特徴とする特許請求
    の範囲第１項に記載の多重電極コネクタ。
  8. 【請求項８】耐食性を向上させかつ熱圧着及び超音波溶
    接し得るように前記露出された金属導体が金属メッキさ
    れていることを特徴とする特許請求の範囲第７項に記載
    の多重電極コネクタ。
  9. 【請求項９】前記露出された金属導体の全露出面に亘っ
    て熱接着されると共に前記全露出面と同形の耐食性熱可
    塑性材料からなる絶縁フィルムを更に有することを特徴
    とする特許請求の範囲第７項に記載の多重電極コネク
    タ。
JP61079888A 1985-04-18 1986-04-07 多重電極コネクタ Expired - Lifetime JPH0793403B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US724743 1985-04-18
US06/724,743 US4647133A (en) 1985-04-18 1985-04-18 Electrical interconnect system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6224657A JPS6224657A (ja) 1987-02-02
JPH0793403B2 true JPH0793403B2 (ja) 1995-10-09

Family

ID=24911728

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61079888A Expired - Lifetime JPH0793403B2 (ja) 1985-04-18 1986-04-07 多重電極コネクタ

Country Status (3)

Country Link
US (1) US4647133A (ja)
EP (1) EP0198566A3 (ja)
JP (1) JPH0793403B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022537893A (ja) * 2020-05-20 2022-08-31 エルジー エナジー ソリューション リミテッド 内部圧力を測定する圧力感知装置を含むパウチ型二次電池

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