JP7370917B2 - 接続構造 - Google Patents
接続構造 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7370917B2 JP7370917B2 JP2020057132A JP2020057132A JP7370917B2 JP 7370917 B2 JP7370917 B2 JP 7370917B2 JP 2020057132 A JP2020057132 A JP 2020057132A JP 2020057132 A JP2020057132 A JP 2020057132A JP 7370917 B2 JP7370917 B2 JP 7370917B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon
- cnt
- wire
- coating layer
- less
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 119
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 73
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims description 72
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims description 39
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims description 38
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 34
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims description 31
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 26
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 26
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 27
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 8
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 7
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 7
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 7
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 3
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 239000002079 double walled nanotube Substances 0.000 description 2
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical class C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002048 multi walled nanotube Substances 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 239000002109 single walled nanotube Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical class C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 description 1
- 239000002134 carbon nanofiber Substances 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 239000002772 conduction electron Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 229910003472 fullerene Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical compound II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002110 nanocone Substances 0.000 description 1
- 239000002060 nanoflake Substances 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000269 nucleophilic effect Effects 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 239000012070 reactive reagent Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)
Description
(1)カーボンナノチューブ線材と、金属製の基材とを電気的に接続してなる接続構造であって、前記基材に、厚さが1μm以上800μm以下であるカーボン系被覆層が形成されており、前記カーボンナノチューブ線材と前記基材とが、前記カーボン系被覆層を介して電気的に接続されていることを特徴とする接続構造。
(2)前記カーボン系被覆層は、厚さが1μm以上500μm以下であることを特徴とする、上記(1)記載の接続構造。
(3)前記カーボン系被覆層は、厚さが2μm以上10μm以下であることを特徴とする、上記(1)記載の接続構造。
(4)前記カーボンナノチューブ線材と前記カーボン系被覆層とが、カーボン用のはんだによって電気的に接続されていることを特徴とする、上記(1)~(3)のいずれかに記載の接続構造。
(5)前記カーボンナノチューブ線材の撚り数が、1000T/m以下であることを特徴とする、上記(1)~(4)のいずれかに記載の接続構造。
(6)前記カーボンナノチューブ線材の撚り数が、700T/m以下であることを特徴とする、上記(1)~(4)のいずれかに記載の接続構造。
(7)前記カーボンナノチューブ線材の撚り数が、50T/m以上400T/m以下であることを特徴とする、上記(1)~(4)のいずれかに記載の接続構造。
(8)前記カーボンナノチューブ線材の撚り数が、80T/m以上200T/m以下であることを特徴とする、上記(1)~(4)のいずれかに記載の接続構造。
図1及び図2を用いて、本実施の形態に係るカーボンナノチューブと金属製の基材との接続構造について説明する。接続構造1は、カーボンナノチューブ電線(以下、CNT電線という)10を構成するカーボンナノチューブ線材(以下、CNT線材という)11と、金属製の基材20とを接続して構成されるものである。
この接続構造1においては、基材20上の一部にカーボン系被覆層30が形成されている。カーボンナノチューブ線材11と基材20とは、カーボン系被覆層30を介して電気的に接続されている。
また、この接続構造1においては、カーボンナノチューブ線材11とカーボン系被覆層30とは、カーボン用のはんだ40を用いて電気的に接続されている。
図1に示すように、CNT線材11は、1層以上の層構造を有するカーボンナノチューブ(以下、CNTという)が複数束ねられてなるCNT束11a同士を撚り合わせることによって構成されている。CNT線材11の外径は、例えば、0.01~1mmである。CNT線材11は、CNT束11aに異種元素がドープされてなるカーボンナノチューブ複合体を複数撚り合わせることにより構成されてもよい。
(NCNT(2)+NCNT(3))/NTOTAL×100(%)≧50(%)・・・(1)
またCNT線材11(CNT束11a)の撚り線の本数は10本以上200本以下であることが好ましい。撚り線の本数が10本以上200本以下であることによりカーボン用のはんだ40がCNT束11a同士の間に浸透しやすくなり接着効果を高めることができる。
またCNT線材11(CNT束11a)を構成する素線の直径は20μm以上100μm以下であることが好ましい。素線の直径が20μm以上100μm以下であることによりカーボン用のはんだ40がCNT束11a同士の間に浸透しやすくなり接着効果を高めることができる。
金属製の基材20は、例えば、図示しない外部端子と電気的に接続される端子である。基材20は、金属材料(銅、アルミニウム、鉄、またはこれらを主成分とする合金等)によって構成される。基材20は、金属材料のみから構成されてもよく、或いは、導電性と強度を確保するために母材上に金属を主成分とするメッキ層を設けることによって構成されてもよい。
カーボン系被覆層30は、カーボンを主成分として含有する。カーボン系被覆層30に占めるカーボンは、70重量%以上であることが好ましい。含有するカーボンとしては、特に制限はなく、例えば、カーボンブラック、グラファイト(人造黒鉛、鱗片状黒鉛、膨張化黒鉛)、グラフェン、カーボンナノフレーク、カーボンナノファイバー、カーボンナノホーン、カーボンナノコーン、カーボンナノチューブ、カーボンナノコイル、カーボンマイクロコイル、カーボンナノウォール、カーボンナノチャプレット、フラーレン、ダイヤモンド、アモルファスカーボンおよびこれらの誘導体などが挙げられる。
本実施の形態において、カーボン系被覆層30は、カーボンブラックまたはグラファイトを含有することが好ましく、カーボンブラックおよびグラファイト(なかでも膨張化黒鉛)を含有することがより好ましい。
また、カーボン系被覆層30は、カーボン以外の導電性材料を含有してもよい。
カーボン用のはんだ40は、カーボン素材に対して濡れ性の良いはんだである。カーボン用のはんだ40としては、例えば、C-Solder(Cametics社製)が挙げられる。
金属製の基材として、銅製又はアルミニウム製の端子を使用した。この端子の表面にカーボンコーターEC-32010CC(日本電子株式会社製)を用いてカーボン系被覆層を形成した。被覆層にCNT線材(素線の直径0.1mm、素線密度1.8g/cm3、CNT束の撚り本数18本)を接触させた状態において、カーボン用のはんだ(C-Solder(Cametics社製))を用いて、被覆層とCNT線材とを電気的に接続した。以上の方法により、カーボンナノチューブ線材と金属製の基材とを電気的に接続してなる接続構造を作製した。
ソースメータ(ケースレー2400(Keithley社製))を用いて、端子と線材の間に電流0.1mAを流したときの抵抗値を計測し、上記接続構造の接続抵抗値を計測した。測定は4サンプル行い、接続抵抗値の平均値を算出した。
マイクロオートグラフ(株式会社島津製作所製)を用い、端子と撚り線をそれぞれつかみ具で固定し、撚り線の長手方法に平行で、端子と撚り線を離す方向に試験速度試験速度0.05mm/minで引きはがし試験を実施した。線材は10cmとした。測定は4サンプル実施し、引張試験強度の平均値を算出した。
以下の手順で腐食処理を実施した。前記構造体に、5%塩化ナトリウム水溶液を試験温度35℃で96時間噴霧し、その後試験温度80℃、湿度95%で96時間保持した。その後接続抵抗値を計測した。サンプルは4サンプル行い、接続抵抗値の平均値を算出した。
腐食処理後の接続抵抗値の平均値が、腐食処理前の接続抵抗値の2倍未満であるものは「○」、2倍以上10倍未満のものは「△」とした。
11 CNT線材
20 金属製基材
30 カーボン系被覆層
40 カーボン用はんだ
Claims (8)
- カーボンナノチューブ線材と、金属製の基材とを電気的に接続してなる接続構造であって、
前記基材に、厚さが1μm以上800μm以下であるカーボン系被覆層が形成されており、
前記カーボンナノチューブ線材と前記基材とが、前記カーボン系被覆層を介して電気的に接続されていることを特徴とする接続構造。 - 前記カーボン系被覆層は、厚さが1μm以上500μm以下であることを特徴とする請求項1に記載の接続構造。
- 前記カーボン系被覆層は、厚さが2μm以上10μm以下であることを特徴とする請求項1に記載の接続構造。
- 前記カーボンナノチューブ線材と前記カーボン系被覆層とが、カーボン用のはんだによって電気的に接続されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の接続構造。
- 前記カーボンナノチューブ線材の撚り数が、1000T/m以下であることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の接続構造。
- 前記カーボンナノチューブ線材の撚り数が、700T/m以下であることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の接続構造。
- 前記カーボンナノチューブ線材の撚り数が、50T/m以上400T/m以下であることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の接続構造。
- 前記カーボンナノチューブ線材の撚り数が、80T/m以上200T/m以下であることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の接続構造。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019068757 | 2019-03-29 | ||
JP2019068757 | 2019-03-29 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020167160A JP2020167160A (ja) | 2020-10-08 |
JP7370917B2 true JP7370917B2 (ja) | 2023-10-30 |
Family
ID=72717418
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020057132A Active JP7370917B2 (ja) | 2019-03-29 | 2020-03-27 | 接続構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7370917B2 (ja) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013222527A (ja) | 2012-04-13 | 2013-10-28 | Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk | 接地用端子付電線及び接地用端子 |
JP2017174689A (ja) | 2016-03-24 | 2017-09-28 | 古河電気工業株式会社 | カーボンナノチューブ線材及びカーボンナノチューブ線材接続構造体 |
-
2020
- 2020-03-27 JP JP2020057132A patent/JP7370917B2/ja active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013222527A (ja) | 2012-04-13 | 2013-10-28 | Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk | 接地用端子付電線及び接地用端子 |
JP2017174689A (ja) | 2016-03-24 | 2017-09-28 | 古河電気工業株式会社 | カーボンナノチューブ線材及びカーボンナノチューブ線材接続構造体 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020167160A (ja) | 2020-10-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Jarosz et al. | Carbon nanotube wires and cables: near-term applications and future perspectives | |
WO2017033482A1 (ja) | カーボンナノチューブ集合体、カーボンナノチューブ複合材料及びカーボンナノチューブ線材 | |
JP2017174689A (ja) | カーボンナノチューブ線材及びカーボンナノチューブ線材接続構造体 | |
JP6868609B2 (ja) | カーボンナノチューブ複合体及びカーボンナノチューブ線材 | |
JP6767292B2 (ja) | カーボンナノチューブ線材及びカーボンナノチューブ線材接続構造体 | |
JP7214645B2 (ja) | カーボンナノチューブ複合線、カーボンナノチューブ被覆電線及びワイヤハーネス | |
JP6868402B2 (ja) | カーボンナノチューブ集合体、カーボンナノチューブ線材及びカーボンナノチューブ集合体の製造方法 | |
JP6738627B2 (ja) | カーボンナノチューブ線材及びカーボンナノチューブ線材接続構造体 | |
JP6928526B2 (ja) | カーボンナノチューブ線材、カーボンナノチューブ線材接続構造体及びカーボンナノチューブ線材の製造方法 | |
JP7370917B2 (ja) | 接続構造 | |
JP6719244B2 (ja) | カーボンナノチューブ線材の接続方法及びカーボンナノチューブ線材接続構造体 | |
RU178132U1 (ru) | Внешний проводник для электрических кабелей связи коаксиального типа | |
JP2018115086A (ja) | カーボンナノチューブ集合体及びカーボンナノチューブ線材 | |
JP7214644B2 (ja) | カーボンナノチューブ複合線、カーボンナノチューブ被覆電線、ワイヤハーネス、ロボットの配線及び電車の架線 | |
JP2019065431A (ja) | カーボンナノチューブ線材、カーボンナノチューブ線材接続構造体及びカーボンナノチューブ線材の製造方法 | |
CN111279439B (zh) | 碳纳米管复合线、碳纳米管包覆电线以及线束 | |
WO2019189831A1 (ja) | カーボンナノチューブ線材 | |
WO2020203726A1 (ja) | コアレスモータ | |
WO2021201097A1 (ja) | カーボンナノチューブ被覆電線 | |
JP7470554B2 (ja) | 接続構造体及び接続構造体の製造方法 | |
JP2020184422A (ja) | カーボンナノチューブ複合線、カーボンナノチューブ被覆電線及びワイヤハーネス | |
JP7166977B2 (ja) | 被覆電線 | |
JP7028688B2 (ja) | カーボンナノチューブ集合体 | |
JP2020181687A (ja) | カーボンナノチューブ線材、カーボンナノチューブ線材接続構造体及びカーボンナノチューブ線材の製造方法 | |
JP2020184421A (ja) | カーボンナノチューブ複合線、カーボンナノチューブ被覆電線及びワイヤハーネス |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD07 | Notification of extinguishment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7427 Effective date: 20210816 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220114 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230124 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230925 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20231003 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20231018 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7370917 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |