专利名称：具有加强肋的实芯玻璃绝缘支撑密封件的制作方法
技术领域：
本公开涉及具有玻璃压缩密封件的经气密密封的电的多插脚馈通件。
背景技术：
本部分中的陈述仅提供与本公开相关的背景信息而可不构成现有技术。参照图1，具有压缩密封件且设计成在气密密封的电气装置中使用此类传统的多插脚馈通件10包括金属的壳体11和多个导电插脚16。金属的壳体11包括周边部12和中 央部14。中央部14限定有多个孔以容纳相关的导电插脚16。多个玻璃绝缘支撑件18被插入到多个孔中，并且与导电插脚16和中央部14熔合以提供气密的接合。所得到的玻璃对金属的密封件使相关导电引脚16相对于中央部14气密地密封。类似于图I中所示的传统的多插脚馈通件在美国专利No. 7，123,440( “‘440专利”)中公开。见例如‘440专利的图3A和图3B。如在‘440专利中所公开的，馈通件10可以安装至经气密密封的装置(在图I中未示出)如硬盘驱动器，例如使得导电插脚16的端部之一位于经气密密封的装置内，而导电插脚16的端部中的另外的端部位于经气密密封的装置外。在图I的典型馈通件的制造中，将大量(例如二十八个)导电插脚16和其相关联的玻璃绝缘支撑件18相对于金属壳体11的中央部14定位是困难且耗时的。此外，单独的玻璃绝缘支撑件18的尺寸由导电插脚16与孔壁之间的间距限制。如果导电材料在制造过程期间不期望地陷入单个玻璃绝缘支撑件18中，那么所陷入的导电材料可能由于其间的短距离而不利地影响导电插脚16与金属嵌件14的电绝缘。
发明内容
本部分提供了本公开的总体概要，而不是其完整范围或其所有特征的全面公开。在一种构型中，气密馈通件包括限定中空区的壳体本体、延伸穿过中空区的多个导电插脚、以及密封结构。所述密封结构设置在所述中空区中，并且包括单件式玻璃部件以使至少两个导电插脚相对于壳体本体气密密封。密封结构使所述至少两个导电插脚与壳体本体电绝缘以及使所述至少两个导电插脚彼此电绝缘。在另一种构型中，气密馈通件包括壳体本体、第一组多个导电插脚、第二组多个导电插脚、桥接件、第一单件式玻璃部件以及第二单件式玻璃部件。壳体本体限定长型中空区，并且包括沿着壳体本体的纵向方向延伸的一对纵向壁以及沿着垂直于纵向方向的横向方向延伸的一对端壁。第一组导电插脚和第二组导电插脚穿过长型中空区。桥接件在横向方向上延伸横过中空区，并且将第一组导电插脚与第二组导电插脚分隔开。第一单件式玻璃部件限定与第一组导电插脚相对应的多个孔并且使第一组导电插脚相对于桥接件和壳体本体密封。第二单件式玻璃部件限与第二组导电插脚相对应的多个孔并且使第二组导电插脚相对桥接件和壳体本体密封。第一单件式玻璃部件和第二单件式玻璃部件沿着壳体本体的纵向方向排列。端壁比纵向壁薄。
在又一种构型中，气密馈通件包括中空的壳体本体、多组导电插脚以及多个单件式玻璃部件。多组导电插脚延伸穿过中空的壳体本体，每组导电插脚包括至少两个导电插脚。多个单件式玻璃部件对应于多组导电插脚，以使多组导电插脚中的相应一组导电插脚相对于壳体本体密封。多个单件式玻璃部件沿着中空的壳体本体的纵向方向排列。多个桥接件将多个单件式玻璃部件中的两个相邻的单件式玻璃部件分隔开。其他应用领域将由在此提供的说明而变得显而易见。在本概要中的说明和特定示例仅用于说明而无意于限制本公开的范围。
在此所提供的图仅用于对所选取的实施方式而非所有可能的实施方案进行示例说明，并且无意于限制本公开的范围。图I示出现有技术的馈通件的立体图；图2示出根据本公开的第一实施方式的馈通件的立体图；·图3示出根据本公开的第二实施方式的馈通件的俯视图；图4示出馈通件的沿图3的线A-A截取的剖视图；图5示出根据本公开的第二实施方式的馈通件的立体图；图6示出根据本公开的第二实施方式的馈通件的俯视图；图7示出馈通件的沿图6的线B-B截取的剖视图；图8示出根据本公开的第三实施方式的馈通件的局部剖视立体图；图9示出根据本公开的第四实施方式的馈通件的局部剖视立体图；图10示出根据本公开的第五实施方式的馈通件的局部剖视立体图；图11示出导电插脚和密封结构的局部示意图；相应的参考标记数字在附图的多个视图中表示相应的部件。
具体实施例方式现在将参考附图更完全地说明示例实施方式。在此使用的术语仅用于描述特定的示例实施方式，而无意于进行限制。在此使用时，单数形式“一”、“一种” “所述”可趋于还包括复数形式，除非上下文以别的方法清楚指
示。术语“包括”、“包括有”、“包括......在内”和“具有”是开放性的，因此指定存在所述
的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组群的存在或附加。在此所描述的方法步骤、过程和操作不解释为必然要求以所讨论或说明的特定顺序执行，除非具体确定为执行顺序。还应理解的是，可采用额外的或替代的步骤。尽管术语第一、第二、第三等在此可用于描述多个元件、部件、区域、层和/或部分，这些元件、部件、区域、层和/或部分不应受这些术语限制。这些术语可仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与其他区域、层或部分区分开。术语如“第一”、“第二”和其他用数字表示的术语当在此使用时不表示次序或顺序，除非由上下文明确指出。因此，以下讨论的第一元件、第一部件、第一区域、第一层或第一部分可被称为第二元件、第二部件、第二区域、第二层或第二部分，而不脱离示例实施方式的教导。
为了便于描述，可在此使用空间相关的术语如“内”、“外”、“在......之下”、
“在......下方”、“下部”、“在......上方”、“上部”以及诸如此类，以对如附图中所图示
的一个元件或特征与其他元件或特征的关系进行描述。空间相关的术语可趋于包含装置的除了图中所示方向之外的在使用和操作中的不同的定向。例如，如果将图中的装置翻转，那么被描述为“在其他元件或特征下方”或“在其他元件或特征之下”的元件将因而被定向成
“在其他元件或特征的上方”。因此，示例术语“在......下方”可涵盖“在......上方”和
“在......下方” 二者的定向。装置可以其他方式定向(旋转90度或旋转到其他方向)，
而在此使用的空间相关的描述词作相应地解释。参照图2至图4，根据本公开的第一实施方式的气密馈通件20包括金属的壳体本体22、多个导电插脚24、以及用于使多个导电插脚24相对于金属的壳体本体22气密密封 的密封结构26.壳体本体22可由冷轧钢制成，并且镀有电解镍。壳体本体22限定沿着纵向方向X的长型形状。仅作为示例地，长型形状具有大的长宽比，即长度比宽度。壳体本体22限定沿着纵向方向X延伸的长型中空区。壳体本体22包括第一表面28和与第一表面28对置的第二表面30。周边凸缘32围绕壳体本体22的内周形成,并且从第一表面28和第二表面30向外且竖向地延伸。馈通件20可安装至经气密密封的装置(未示出)例如硬盘驱动器(例如见‘440专利)。导电插脚24的端部之一位于经气密密封的装置内，而导电插脚24的另外的端部位于经气密密封的装置外。壳体本体22包括沿着纵向方向X延伸的一对纵向壁34和在垂直于纵向方向X的横向方向Y上延伸的一对端壁36。多个导电插脚24穿过中空区，并且通过密封结构26相对于壳体本体22的内周表面气密密封。导电插脚24可由导电金属材料制成。另外，导电插脚24可镀有金属如铜、金、银、钼或者钯，以提高导电插脚24的电性能；依据特定的镀层金属，镀层可以在将导电插脚24相对于壳体本体22密封之前或之后完成。导电插脚24设置为将电力或信号从经气密密封的装置外传输到经气密密封的装置内。在图示示例中，设置有二十八个导电插脚24，并且二十八个导电插脚沿着壳体本体22的纵向方向X布置成两排。除了邻近于壳体本体22的端壁36之一的四个导电插脚24之外，导电插脚24以恒定的间隔分隔开。所述四个导电插脚24与另两个四个导电插脚24隔开间距S。当导电插脚24具有O. 46mm的直径时,在导电插脚24与邻近的壳体本体22的壁(也就是说纵向壁34或端壁36)之间的距离至少是O. 5_。密封结构26是呈玻璃绝缘支撑件形式的单件式玻璃部件，该单件式玻璃部件限定多个预成型的孔27，相应的多个导电插脚24穿过所述预成型的孔27。密封结构26相对于壳体本体22的内周表面密封。壳体本体22通常插入到经气密密封的装置的开口中并且焊接(或诸如此类)到经气密密封的装置的邻近的壁上。因此，壳体22的设计由设置在壳体待安装于其中的经气密密封的装置的开口的形状和尺寸所限制。由于壳体22的设计限制，密封结构26的设计也受到限制。通常，如果期望单件式密封结构，那么在用于诸如‘440专利中所公开的硬盘驱动器之类的应用的馈通件中的密封结构26可具有至少大约I : I至大约3. 8 I并且通常不大于4 I的长宽比(即长/宽比率)。密封结构26包括众所周知的密封玻璃材料。例如，密封玻璃材料通常可从Fusite(艾默生电力公司的一个部门，本专利申请的受让人和所有人)、Schott公司和Corning公司获得。任选地，密封玻璃材料可包括一种或多种不反应的添加剂，所述添加剂用作力学增强剂，并且用于提高密封结构26的断裂韧性，由此降低在热循环期间破裂的可能性。一种这样的添加剂是氧化铝。馈通件20允许通过如下方式将导电插脚24容易地插入到密封结构26中在中空区中使用单件式玻璃部件以使所有导电插脚24相对于壳体本体22密封。因此，可防止导电插脚24相对于壳体本体22的误定向。此外，使用单件式玻璃部件来取代二十八个玻璃部件减少了组装时间，因此减少了制造成本。参照图5至图7，根据本公开第二实施方式的气密馈通件40包括金属的壳体本体42、多个导电插脚24和密封结构46。除了桥接件48的设置以及密封结构的结构之外，气密馈通件40类似于第一实施方式的气密馈通件。相似的参考标记数字用于指示相似的部件，并且为清晰起见省略其描述。 更具体地，壳体本体22包括桥接件48，所述桥接件设置成横过中空区并且沿着垂直于纵向方向X的横向方向Y延伸，以将中空区分成第一容纳区52和第二容纳区54。桥接件48设置成接近于壳体本体22的中间部分。因此，第一容纳区52和第二容纳区54近似等尺寸。导电插脚24可被分成第一组56和第二组58，每组包括十四个导电插脚24。第一组56插入穿过第一容纳区52，并且第二组58插入穿过第二容纳区54。密封结构46包括沿着纵向方向X设置的第一密封部件60和第二密封部件62。第一密封部件60和第二密封部件62各自形成为呈玻璃绝缘支撑件形式的单件式玻璃部件。如在第一实施方式中那样，密封结构46可载有氧化招添加剂以提高密封结构46的断裂韧性，从而降低破裂可能性。第一密封部件60和第二密封部件62各自限定有预成型的孔以允许导电插脚24穿过。第一密封部件60和第二密封部件62分别使导电插脚24的第一组56和第二组58相对于壳体本体42和桥接件48气密地密封。第一密封部件60和第二密封部件62还使导电插脚24的第一组56和第二组58与壳体本体42和桥接件48电绝缘。密封结构46与桥接件48相组合在限定有具有相对较大的长宽比——例如超过3.8 I的长宽比——的中空区的壳体本体中是特别有利的。如果需要用于密封所有导电插脚24的单独的玻璃绝缘支撑件，那么具有相对较大的长宽比的中空区需要具有相对较大的长宽比的玻璃密封件。在压缩玻璃密封中，在具有相对较大的长宽比的密封结构46中可能由于暴露在波动温度下而产生热裂纹。在具有长型压缩玻璃密封结构的馈通件中，密封结构46沿着纵向方向X以及沿着横向方向Y承受不同的应力。当在纵向方向X上的应力与在横向方向Y上的应力之间的差异显著时，可能发生破裂，特别是在密封结构的具有相对较大的长宽比的区域中。例如，在纵向壁34与其邻近的导电插脚24之间的区域中应力差可能是相当大的。在这些区域中，破裂可能邻近于或切向于导电插脚24的外周边发生。因此，通过设置横贯壳体本体42的桥接件48，降低了处于导电插脚24与壳体本体42之间的区域中的玻璃结构46的长宽比。也使在纵向方向X上的拉应力与在横向方向Y上的拉应力之间的差异减小。因此，降低了产生热裂纹的可能性。第二实施方式的馈通件40可承受延长的热循环。例如，本公开的气密馈通件可承受超过100个处于从_40°C至80°C的温度的热循环，并且保持lX10-9cc/sec He的气密性。
参照图8，根据本公开的第三实施方式的气密馈通件70具有与第二实施方式的气密馈通件40的结构相似的结构，桥接件的位置有所不同。第三实施方式的气密馈通件70包括偏心的桥接件72，该桥接件72设置成接近于端壁36之一。返回参照图2至图4，在邻近于端壁36之一的四个导电插脚24与其余二十四个导电插脚24之间形成较大的间距S。第三实施方式的桥接件72可形成在间距S中。如图8所示，桥接件72将壳体本体74的中空区划分成第一容纳区76和第二容纳区78。第一容纳区76比第二容纳区78大，从而比第二容纳区78容纳更多的导电插脚24。例如，在图示示例中，被指定为第一组的二十四个导电插脚24容纳在第一容纳区76中，而被指定为第二组的四个导电插脚24容纳在第二容纳区78中。第一密封部件80和第二密封部件82分别使导电插脚24的第一组和第二组相对于壳体本体74和桥接件72气密地密封。第一密封部件80和第二密封部件82各自形成为呈单独的玻璃绝缘支撑件形式的单件式玻璃部件。参照图9，根据本公开的第四实施方式的气密馈通件90包括改型的壳体本体92、单独的玻璃部件94和多个导电插脚。改型的壳体本体92与第一实施方式至第三实施方式·的壳体本体的区别在于改型的壳体本体92具有厚度不相等的纵向壁和端壁。改型的壳体本体92包括沿着壳体本体92的纵向方向X延伸的一对纵向壁95和连接纵向壁94的相对端部98的一对端壁96。端壁96比纵向壁95薄。如上所述，当密封结构在其纵向方向X上和在其横向方向Y上受到不同应力时，在密封结构中可能发生破裂。在作为压缩密封件的玻璃对金属的密封件中，由于壳体本体与密封结构之间的热膨胀率的不同而在密封结构中产生应力。由金属制成的壳体本体具有比如本公开中所述可由玻璃制成的密封结构的热膨胀系数大的热膨胀系数。当密封结构的长宽比是I : I时，在密封结构中的纵向应力和横向应力大致相等。当密封结构的长宽比从I I增大时，在横向方向Y上的拉应力引起易破裂性。再次参照图9，馈通件90解决了在大长宽比的馈通件的密封结构中使纵向应力和横向应力平衡的需要。通过在壳体本体112的端壁96处减小壳体本体112的厚度，使密封结构中的在那些区域中的压应力相应地减小。因此，减小或消除了在密封结构中的纵向应力与横向应力之间的变化。改型的壳体本体92降低了在密封结构中产生裂纹的可能性，进而允许使用具有相对较大的长宽比的单独的玻璃部件来密封所有导电插脚24。参照图10，根据本公开的第五实施方式的气密馈通件110包括与图8的偏心的桥接件相似的偏心的桥接件72和与图9的改型的壳体本体相似的改型的壳体本体92。更具体地，气密密封件110包括壳体本体112、多个导电插脚24、具有第一密封部114和第二密封部116的密封结构、以及位于第一密封部114与第二密封部116之间的桥接件118。壳体本体112具有比图9中的纵向壁短的纵向壁。如前面联系第二实施方式和第四实施方式所描述的，第五实施方式的气密馈通件90具有桥接件和较薄的端壁的优点。参照图11，为了进一步降低在密封玻璃中产生热裂纹的可能性，在任一上述实施方式中，玻璃密封结构26、46、80、94、114、116的表面可设有凹部130。凹部130用作为应力消除部以减轻不规则的热应力的影响。另外，可围绕每一个导电插脚23以及在密封结构的表面上设置覆层132，以提高玻璃密封结构26、46、80、94、114、116的强度。可以理解以及意识到的是，虽然已联系第二实施方式、第三实施方式和第五实施方式描述了仅一个桥接件，但可沿着横向方向Y设置多于一个的桥接件，以进一步减小玻璃密封结构的长宽比。本描述本质上仅是示例性的，因此，不脱离本公开主旨的变型方案趋于包括在本公开的范 围中。本发明的其他应用领域由以下所提供的细节描述而变得显而易见。应理解的是，尽管描述和特定示例对本发明的优选实施方式进行了说明，但是描述和特定示例仅用于说明的目的，而无意于限制本公开的范围。
权利要求
1.一种气密馈通件，包括壳体本体，所述壳体本体限定中空区；多个导电插脚，所述导电插脚延伸穿过所述中空区；以及密封结构，所述密封结构设置在所述中空区中，其中，所述密封结构包括单件式玻璃部件，所述单件式玻璃部件用于使至少两个导电插脚相对于所述壳体本体气密地密封、以及使所述至少两个导电插脚与所述壳体本体电绝缘并使所述至少两个导电插脚彼此电绝缘。
2.根据权利要求I所述的气密馈通件，其中，所述密封结构具有唯一一个单件式玻璃部件，并且所述唯一一个单件式玻璃部件具有与所述中空区的形状相对应的形状。
3.根据权利要求2所述的气密馈通件，其中，所述单件式玻璃部件限定有与所述多个导电插脚相对应的多个孔。
4.根据权利要求2所述的气密馈通件，其中，所述单件式玻璃部件具有至少大于 I I、直至大约4 I的长宽比。
5.根据权利要求4所述的气密馈通件，其中，所述单件式玻璃部件呈如下长型形状具有大约I. 8 I至大约3. 8 I的长宽比。
6.根据权利要求2所述的气密馈通件，其中，所述单件式玻璃部件呈具有大约1.8 I 的长宽比的长型形状。
7.根据权利要求I所述的气密馈通件，其中，所述多个导电插脚被分成第一组和第二组，所述第一组包括多于一个的导电插脚，所述第二组包括多于一个的导电插脚，并且其中，所述密封结构包括第一单件式玻璃部件和第二单件式玻璃部件，所述第一单件式玻璃部件使第一组导电插脚相对于所述壳体本体密封，所述第二单件式玻璃部件使第二组导电插脚相对于所述壳体本体密封。
8.根据权利要求7所述的气密馈通件，其中，所述第一单件式玻璃部件和所述第二单件式玻璃部件沿着所述壳体本体的纵向方向排列。
9.根据权利要求7所述的气密馈通件，还包括位于所述第一单件式玻璃部件与所述第二单件式玻璃部件之间的桥接件。
10.根据权利要求9所述的气密馈通件，其中，所述第一单件式玻璃部件使所述第一组导电插脚相对于所述壳体本体和所述桥接件密封，所述第二单件式玻璃部件使所述第二组导电插脚相对于所述壳体本体和所述桥接件密封。
11.根据权利要求10所述的气密馈通件，其中，所述桥接件在与所述壳体本体的纵向方向相垂直的横向方向上延伸横过所述中空区。
12.根据权利要求11所述的气密馈通件，其中，所述第一单件式玻璃部件和所述第二单件式玻璃部件各自密封所述多个导电插脚的一半。
13.根据权利要求12所述的气密馈通件，其中，所述导电插脚沿着所述纵向方向排成两排。
14.根据权利要求I所述的气密馈通件,其中,所述壳体本体具有沿着所述壳体本体的纵向方向延伸的一对纵向壁和连接所述纵向壁的一对端壁，并且其中，所述纵向壁具有与所述端壁的厚度不相同的厚度。
15.根据权利要求14所述的气密馈通件，其中，所述端壁比所述纵向壁薄。
16.根据权利要求I所述的气密馈通件，其中，所述单件式玻璃部件具有形成有凹部的表面。
17.根据权利要求I所述的气密馈通件，还包括多个覆层，所述覆层位于所述单件式玻璃部件的表面上以及围绕所述多个导电插脚中的至少一个。
18.一种气密馈通件，包括壳体本体，所述壳体本体限定长型中空区，并且所述壳体本体包括沿着所述壳体本体的纵向方向延伸的一对纵向壁和沿着垂直于所述纵向方向的横向方向延伸的一对端壁；穿过所述长型中空区的第一组多个导电插脚；穿过所述长型中空区的第二组多个导电插脚；桥接件，所述桥接件在所述横向方向上延伸横过所述中空区，并且将第一组导电插脚与第二组导电插脚分隔开；第一单件式玻璃部件，所述第一单件式玻璃部件限定有与所述第一组导电插脚相对应的多个孔，并且使所述第一组导电插脚相对于所述桥接件和所述壳体本体密封；以及第二单件式玻璃部件，所述第二单件式玻璃部件限定有与所述第二组导电插脚相对应的多个孔，并且使所述第二组导电插脚相对于所述桥接件和所述壳体本体密封，其中，所述第一单件式玻璃部件和所述第二单件式玻璃部件沿着所述壳体本体的所述纵向方向排列，并且其中，所述端壁比所述纵向壁薄。
19.一种气密馈通件，包括中空的壳体本体；多组导电插脚，所述多组导电插脚延伸穿过所述中空的壳体本体，每组导电插脚包括至少两个导电插脚；多个单件式玻璃部件，所述多个单件式玻璃部件与所述多组导电插脚相对应用以使所述多组导电插脚中的相应一组导电插脚相对于所述壳体本体密封，所述多个单件式玻璃部件沿着所述中空的壳体本体的纵向方向排列；以及多个桥接件，所述多个桥接件各自使所述多个单件式玻璃部件中的相邻两个单件式玻璃部件分隔开。
20.根据权利要求19所述的气密馈通件，其中，所述多个密封部件具有不同的尺寸。
全文摘要
一种气密馈通件，包括限定有中空区的壳体本体、多个导电插脚和密封结构。所述多个导电插脚延伸穿过所述中空区。密封结构设置在中空区中，并且包括单件式玻璃部件。单件式玻璃部件使至少两个导电插脚相对于壳体本体气密密封，并且使所述至少两个导电插脚与壳体本体电绝缘。
文档编号H01B17/30GK102934177SQ201080040236
公开日2013年2月13日 申请日期2010年9月1日 优先权日2009年9月9日
发明者布赖恩·旺德内因登, 普拉萨德·S·卡德基凯尔, 斯科特·舒克曼, 孙剑, 加布里埃尔·拉克纳 申请人:艾默生电气公司