專利名稱:具有灌封在封裝化合物中的電連接體的裝置的制作方法
本發(fā)明涉及具有灌封在封裝化合物中的電連接體，防止電連接體接觸濕氣的裝置。
無(wú)線電遠(yuǎn)程通訊線路中的某些電連接體，例如接線盒，負(fù)載線圈等等暴露在濕氣中。而濕氣降低無(wú)線電遠(yuǎn)程通訊線路的傳輸特性。因此，將連接體灌封在封裝化合物中。
包裹著電連接體的封裝化合物承受可能從-40℃到61℃的大范圍的溫度變化。在一個(gè)例子中，低溫時(shí)，封裝化合物的收縮所產(chǎn)生的力使雙頭接線端的兩臂彼此相對(duì)地壓縮，切斷它們之間容納的導(dǎo)體。在某些情況下，兩臂翹曲，導(dǎo)體不再與兩臂接觸。高溫時(shí)，封裝化合物膨脹，由于封裝物合物在下面膨脹所產(chǎn)生的力使導(dǎo)體向上移動(dòng)。所有這些都使電連接不再存在。
在另外的例子中，當(dāng)負(fù)載線圈插入電路中時(shí)，從負(fù)載線圈中伸出一個(gè)導(dǎo)體作為外部接線端。負(fù)載線圈常常灌封在封裝化合物中以防止其接觸濕氣。如果離開(kāi)負(fù)載線圈的導(dǎo)體沒(méi)有足夠的松弛量，則封裝化合物的收縮與膨脹所產(chǎn)生的力將切斷導(dǎo)體，不再存在電連接。
實(shí)質(zhì)上，灌封在封裝化合物中的導(dǎo)體和電氣裝置之間的電連接是通過(guò)首先用粒狀物質(zhì)包裹連接體，然后將封裝化合物澆灌到粒狀物質(zhì)上來(lái)保護(hù)的。粒狀物質(zhì)使封裝化合物收縮或膨脹所產(chǎn)生的力既不切斷導(dǎo)體，也不損壞連接體或連接的電氣裝置。
更具體的，在一個(gè)實(shí)施例中，將粒狀物質(zhì)例如石英、涂覆陶瓷的石英、玻璃等澆灌到帶有限定其內(nèi)部空間的側(cè)壁的接線盒中，該接線盒的側(cè)壁圍住許多由底板伸到其內(nèi)部空間的接線端。粒狀物質(zhì)剛好復(fù)蓋住接線端的頂部做到最大的防護(hù)。但是，如果不需要最大的防護(hù)，則粒狀物質(zhì)只需要復(fù)蓋住導(dǎo)體和接線端之間的連接點(diǎn)。
然后，將例如用聚氨酯(polyurethanes)制成的封裝化合物澆灌到粒狀物質(zhì)上，直到側(cè)壁的頂部。封裝化合物填滿粒狀物質(zhì)的空隙。粒狀物質(zhì)防止封裝化合物收縮或膨脹所產(chǎn)生的力破壞導(dǎo)體之間在接線端的電連接。
另一種方法，不是首先用粒狀物質(zhì)復(fù)蓋電連接體，然后在粒狀物質(zhì)上澆灌封裝化合物，而是同時(shí)澆灌粒狀物質(zhì)和封裝化合物，這樣，兩者混合在一起。
使用粒狀物質(zhì)和封裝化合物的混合物的主要優(yōu)點(diǎn)導(dǎo)致熱膨脹系數(shù)總體上減小，由此避免單獨(dú)使用封裝化合物的不成功。
圖1表示用粒狀物質(zhì)復(fù)蓋接線端的接線盒;
圖2表示帶粒狀物質(zhì)和封裝化合物的接線盒;
圖3表示用沙子和封裝化合物同時(shí)澆灌的接線盒的第二個(gè)實(shí)施例;
圖4給出接線盒中的封裝化合物混有粒狀物質(zhì)和沒(méi)有粒狀物質(zhì)時(shí)的比較曲線;
圖5表示接線盒的部分剖面;
圖6表示用封裝化合物填滿的圖5的接線盒;
圖7表示負(fù)載線圈的平面視圖;
圖8表示裝有許多線圈的外殼。
參考圖5，它給出了接線盒10的部分剖面。用良絕緣體做成的接線盒10具有許多固定在支承件11中的接線端12。支承件11與接線盒10做成一體。接線盒10具有底座6和壁7、8、9。第四個(gè)壁沒(méi)有畫出，因?yàn)槠实袅恕?br>兩個(gè)支承件11剖開(kāi)了，以露出用良導(dǎo)電材料做成的雙頭接線端12。每個(gè)接線端12的端部分成兩個(gè)腳13和14，在腳13和14之間容納導(dǎo)體。一般地，在腳13和14之間放置一個(gè)絕緣的導(dǎo)體，并且用一種工具將該導(dǎo)體向下插入縫隙15中。腳13和14使絕緣剝?nèi)?，并且與導(dǎo)體保持電接觸。
參考圖5和圖6，在現(xiàn)有技術(shù)中，使導(dǎo)體和接線端接觸以后，將封裝化合物澆灌在接線端上直到壁的頂部。當(dāng)接線盒暴露在低溫中時(shí)(常常低到-40℃)，封裝化合物收縮。由封裝化合物收縮引起的力迫使腳13和14靠向一起，有時(shí)切斷導(dǎo)體16，并且失掉電連接而形成開(kāi)路。在另一種情況，腳13和14翹曲離開(kāi)導(dǎo)體16，形成開(kāi)路。
接線盒10也會(huì)暴露在高溫中，常常達(dá)到61℃。當(dāng)溫度升高時(shí)，封裝化合物在各個(gè)方向膨脹。封裝化合物的外層比內(nèi)層先軟化。這樣，封裝化合物的膨脹使腳13和14末端比兩個(gè)腳的連接處先不受力。而且，封裝化合物向上的膨脹在導(dǎo)體16下面施加一個(gè)力，使它向上離開(kāi)腳13和14。
圖1表示與圖5相似的接線盒10，其中導(dǎo)體16與裝在支承件11中的雙頭接線端相連。在如圖6用封裝化合物封裝連接體之前，先用粒狀物質(zhì)18澆灌到接線端12上，以復(fù)蓋住至少是導(dǎo)體16與接線端12的連接處。但是為了最大的防護(hù)，應(yīng)該用粒狀物質(zhì)復(fù)蓋接線端的頂部。
所選擇的粒狀物質(zhì)是一種電的良絕緣體。它是抗腐蝕的和耐火的。粒狀物質(zhì)具有低的熱膨脹系數(shù)和低因數(shù)的濕度吸收。粒狀物質(zhì)的尺寸應(yīng)可以在大范圍內(nèi)變化，其表面可以是光滑的，也可以是粗糙的。這種粒狀物質(zhì)的一些例子是石英、玻璃、云母和首先加熱去掉潮氣然后再涂復(fù)陶瓷的石英。
粒狀物質(zhì)的尺寸大小取決于澆灌深度。這意味著，從圖1的接線盒10中粒狀物質(zhì)18的頂部19到被封裝化合物灌封的最底部的距離越大，則粒狀物質(zhì)的尺寸必須越大。否則，封裝化合物可能穿透不到粒狀物質(zhì)的最底部。
圖2表示封裝化合物23從配料裝置22放出，并進(jìn)入預(yù)先已經(jīng)用粒狀物質(zhì)18填滿的接線盒10。封裝化合物填滿粒狀物質(zhì)18的空隙。在一個(gè)實(shí)例中，接線盒10的接線端12周圍的空間大約60%被粒狀物質(zhì)填滿，而其余40%被封裝化合物填滿。在做了很多實(shí)驗(yàn)以后發(fā)現(xiàn)，封裝化合物適合填滿半毫米大小的空隙。粒狀物質(zhì)和封裝化合物之間的這種百分比分配可以改變，所列的百分比只是用來(lái)說(shuō)明問(wèn)題，而不是限制性的。
粒狀物質(zhì)18起兩個(gè)作用它減少封裝化合物的體膨脹和收縮的有害影響;粒狀物質(zhì)比封裝化合物便宜，粒狀物質(zhì)用得越多，產(chǎn)品越便宜。
在較佳實(shí)施例中，用作密封劑的封裝化合物是聚氨酯家族的一員。所用的聚氨酯是在不含濕氣和氧氣的環(huán)境中將大約9份硬化劑與大約16份樹(shù)脂混合制備的。在較佳實(shí)施例中所用的環(huán)境是氮?dú)?。然后，在室溫下澆灌聚氨酯，如圖2所示。聚氨酯一離開(kāi)配料裝置22就與大氣中的氧氣相互作用，發(fā)生放熱效應(yīng)。聚氨酯在幾分鐘內(nèi)固化。
圖3表示配料裝置具有外裝置31和內(nèi)裝置30。粒狀物質(zhì)18通過(guò)內(nèi)裝置30流動(dòng)，封裝化合物23在外裝置31內(nèi)流動(dòng)。粒狀物質(zhì)18和封裝化合物23在落入接線盒10時(shí)，在裝置30和31的出口處混合。在這第二種方法中，粒狀物質(zhì)18的尺寸相對(duì)于封裝化合物填充的深度是不大的。只是需要粒狀物質(zhì)18具有足夠的大小而不漂浮到接線盒10的頂部。
圖2的接線盒10中的封裝化合物23在寬溫度范圍內(nèi)的收縮量由圖4中的線51表示。作為比較，圖2的接線盒10中的粒狀物質(zhì)18與封裝化合物的混合物在同樣溫度范圍內(nèi)的收縮量由圖4中的線52表示，線52表示整個(gè)熱膨脹的系數(shù)在一個(gè)寬溫度范圍內(nèi)基本上保持不變。當(dāng)溫度降到0°F以下時(shí)，整個(gè)熱膨脹的系數(shù)有一個(gè)小變化。但是，這個(gè)變化大大小于粒狀物質(zhì)18沒(méi)有與封裝化合物23混合時(shí)的變化。
圖7表示去掉頂蓋的殼體71中的負(fù)載線圈70的平面視圖。導(dǎo)線72和73由線圈外殼引出。
圖8表示主軸81上的一組負(fù)載線圈和外殼71，主軸81固定在園柱筒外殼80的頂部和底部之間。外殼80裝有許多組負(fù)載線圈。從所有負(fù)載線圈引出的導(dǎo)線82使負(fù)載線圈與電話線的導(dǎo)體連接。在所有的這些組負(fù)載線圈裝入外殼80以后，用封裝化合物填滿外殼。
在理想的情況下，導(dǎo)體，例如圖7中負(fù)載線圈的導(dǎo)線72和73應(yīng)有足夠的適當(dāng)?shù)乃沙诹俊＿@對(duì)于防止當(dāng)封裝化合物被置于極高或極低溫度時(shí)，由封裝化合物的膨脹和收縮引起的力切斷導(dǎo)體72和73，形成開(kāi)路。但是，有時(shí)導(dǎo)體可能并沒(méi)有足夠的適當(dāng)?shù)乃沙诹俊榱吮苊膺@種情況，在外殼80內(nèi)組裝好負(fù)載線圈組之后，在澆灌封裝化合物之前先用粒狀物質(zhì)填滿，如上文中的接線盒的情況。同樣地，許多其它灌封在封裝化合物中以抗?jié)駳獾碾姎庋b置，在遭受極高、極低的溫度時(shí)，由于封裝化合物的膨脹或收縮產(chǎn)生的力切斷導(dǎo)體或者損壞導(dǎo)體接線端，而引起開(kāi)路。
權(quán)利要求
1.包括至少一個(gè)電導(dǎo)體的裝置，該電導(dǎo)體與至少一個(gè)電氣裝置相連接，其特征在于，該連接處被一種絕緣的粒狀物質(zhì)和封裝化合物的混合物所包裹，該封裝化合物填滿該粒狀物質(zhì)的空隙。
2.如權(quán)利要求
1的裝置，其中的粒狀物質(zhì)是石英。
3.如權(quán)利要求
1的裝置，其中的粒狀物質(zhì)是被加熱過(guò)的，然后用陶瓷涂覆的石英。
4.如權(quán)利要求
1的裝置，其中的封裝化合物是聚氨酯(pel-yurethane)。
5.如權(quán)利要求
4的裝置，其中的聚氨酯包括樹(shù)脂和硬化物質(zhì)。
6.一種改進(jìn)的制造包括至少一個(gè)電導(dǎo)體的裝置的方法，該電導(dǎo)體與灌封在封裝化合物中的至少一個(gè)電氣裝置相連接，其改進(jìn)包括下述步驟用一種絕緣的粒狀物質(zhì)和封裝化合物的混合物填滿該電導(dǎo)體與該電氣裝置的連接處周圍的空間，該封裝化合物填滿該粒狀物質(zhì)的空隙。
7.如權(quán)利要求
6的方法，其中粒狀物質(zhì)是石英。
8.如權(quán)利要求
6的方法，包括下述步驟用絕緣的粒狀物質(zhì)填滿該連接處周圍的空間，該粒狀物質(zhì)至少?gòu)?fù)蓋住該連接處，將該封裝化合物澆灌到該粒狀物質(zhì)上，填滿該粒狀物質(zhì)之間的空隙。
9.如權(quán)利要求
6的方法，其中的封裝化合物是聚氨酯(po-lyurethane)。
10.如權(quán)利要求
9的方法，其中的聚氨酯包括樹(shù)脂和硬化物質(zhì)。
專利摘要
首先用絕緣的粒狀物質(zhì)(18)，象石英，覆蓋例如裝在接線盒(10)中的接線端(12)與導(dǎo)體(16)的電連接體，然后將封裝化合物(23)澆灌到該粒狀物質(zhì)上。當(dāng)接線盒置于劇烈的溫度變化下時(shí)，該粒狀物質(zhì)防止由封裝化合物的膨脹和收縮所產(chǎn)生的力切斷導(dǎo)體。
文檔編號(hào)H01R13/52GK87101152SQ87101152
公開(kāi)日1988年7月6日 申請(qǐng)日期1987年12月18日
發(fā)明者約翰·保爾·帕斯特耐克 申請(qǐng)人:美國(guó)電話電報(bào)公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan