Жидкометаллический геркон и способ его изготовления

Номер патента: 1007139

Авторы: Бодунов, Закурдаев, Ротт, Зарецкас

Скачать ZIP архив.

Текст

. СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) (И) ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМУ С алГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(54) ЖИДКОМЕТАППИЧЕСКИЙ ГЕРКОНИ СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ,(57) 1, Жидкометаллический геркон, содержащий баллон, выполненный плоскослоистым и многополостным, с полостями в виде капилляров, расположенных поперек слоев баллона, неподвижные ленточные контактные электроды, расположенные в баллоне плоско-параллельнопо крайней мере на двух уровнях междуслоями, и плунжеры по количеству полостей, выполненные из ферромагнитного материала, причем контактирующиеповерхности неподвижных контактныхэлектродов и плунжеров смочены жидким металлом, о т л и ч а ю ш и й -с я тем, что, с целью повышения на(5 Н 01 Н 1/66 Н 01 Н 1 1/ дежности работы, неподвижные контные электроды выполнены так, что контактирующие поверхности соатад ют с боковой поверхностью полостикоторой они установлены, а торцовповерхности полостей и плунжеровсвободны от смачивания жидким мелом. 2. Способ изготовления жидкометаллического геркона, включающий в себя изготовление баллона геркона из диэлектрических слоев, между которыми размешают ленточные контактные электроды, выходящие наружу, замоноличивание этих слоев, выполнение полостей для плунжеров, смачивание контактирующих поверхностей неподвижных контактнык электродов и плунжеров жидким металлом, дозировку жидкого металла и герметизацию геркона в среде его инертно-восстановительного заполнителя, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что; с целью повышения технологичности, выполняют полости для плунжеров с одновременным обеспечением совпадения контактирующих поверхностей ленточных контактных электродов с боковой поверхностью полости, а замоноли- . чивают и герметизируют баллон капил-. лярным цроклеиванием диэлектрических слоев.1 1007Изобретение относится к электротехнике, в частности к жидкометаллическимкоммутационным аппаратам, и можетбыть использовано для коммутации электрических цепей, в также в аппаратах, Эпредназначенных для работы в аппаратуре широкого потребления, в частности,аппаратуре средств проводной связи,Известны жидкометаллические коммутационные аппараты с контактами, смоченными жидким металлом, переключениекоторых происходит за счет наклона гермртизированного корпуса и перемещенияв нем жидкого металла 1Недостатком данного аппарата являет- фся громоздкость и невозможность егоминиатюризации, а также выполнения еготрупповым на многие коммутируемыецепи,Известен также способ изготовления фжидкометаллического геркона, предусматриваюший смачивание контактирутотцихчастей жидким металлом. В данном способе поверхности контакт-деталей сразу после очистки покрывают слоем метал. ффла, который способен растворяться е жидком металле (ртути), обеспечивая приэтом смачивание жидким металлом чистых поверхностей контакт-деталей.Данный способ нетехнологичен при изто- Мтовлении простых и дешевых групповыхминиатюрных жидкометаллических герконов 21Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является жидко- Зметаллический геркон, содержащий баллон,выполненный плоскослоистьм и многополостным с полостями в виде капилляров, расположенных поперек слоев баллона, неподвижные ленточные контактные 4 вэлектроды, расположенные в баллонеплоско-параллельно по крайней мере надвух уровнях между слоями, и плунжеры,по количеству полостей выполненные из4ферромагнитного материала, причем контактируюшие поверхности неподвижных контактных электродов и плунжеров смоченыжидким металлом ( ЭНедостатком этого устройства является.низквя надежность работы зв счетналичия вибрации контактов.Целью изобретения является повышение надежности работы.Поставленная цель достигается тем,что в жидкометаллическом герконе, соЯдержащем баллон, выполненный плоскослоистым и многополостным, с полостями в виде капилляров, расположенныхпоперек слоев баллона, неподвижные ленточныеконтактные электроды, расположенные в баллоне плоскопврвллельнопо крайней мере нв двух уровнях междуслоями, и плунжерьт по количеству полостей, выполненные из ферромагнитного материала, причем контактирукяциеповерхности неподвижных контактныхэлектродов и плунжеров, смочены жидкимметаллом, неподвижные контактные электроды выполнены так, что их контактируюшие поверхности совпадают с боковой поверхностью полости, в которойони установлены, а торцовые поверхности полостей и плунжеров свободны отсмачивания жидким металлом,Наиболее близким к изобретению потехнической сушности является способизготовления жидкометаллических герконов, включающий в себя изготовлениегеркона из диэлектрических слоев, между которыми размещают ленточные контвктные электроды, выходящие наружу,замоноличивание этих слоев, выполнение полостей для плунжеров, смачиваниеконтактируюших поверхностей неподвижных контактных электродов и плунжеров жидким металлом, дизировку жидкого металла и герметизацию геркона всреде его инертно-восстановительногозаполнителя 3Недостатком этого способа являетсянизкая технологичность,Белью изобретения является повышение .технологичности.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу включающем всебя изготовление баллона геркона издиэлектрических слоев, между которыми размещают ленточные контактныеэлектроды, выходящие наружу, эамоно 1личиввние этих слоев, выполнение полос 1 тей для плунжеров, смачиввние контактирующих поверхностей неподвижныхконтактных электродов и плунжеров жидким металлом, дизировку жидкого металла и герметизацию герконв в средеего инертно-восстановительного заполнителя, выполняют полости для плунжеров с одновременным обеспечением совпадения контактируюших поверхностейленточных контактных электродов с боковой поверхностью полости, а замоноличивают и герметизируют баллон капиллярным проклеиванием диэлектрическихслоев.На фиг, 1 показана однорядная конструкция группового переключаюшего жидкометалличес кого геркона, поперечныйразрез;на фиг. 2 - фрагмент проекции3 10071 конструкции на фиг. 1, показывающий топологию - ленточных токопроводников на разных уровнях между диэлектрическими слоями, на фиг, 3 - фрагмент полости варианта конструкции гэркона с дру- % гим исполнением контактных электродов, поперечный разрез; на фнг, 4 - фрагмент проекции конструкции на фиг. 3, показывающий топологию токопроводников, поперечный разрез, еЖидкометаллический геркон (фиг, 1 и 2) содержит плоско-слоистый много-полостной баллон 1, состоящий в данном варианте иэ плоско-слоистой корпусной части заготовки 2 и крышек 3 и 4, не и смоченных жидким металлом, соединенных слоем герметика 5. Полости 6 в баллоне 1 расположены поперек слоев баллона 1, причем длина плостей больше их поперечного размера. Каждая полость 6 выполнена в виде короткого трубчатого, например, круглого капилляра и, содержит магнитно и механически управляемый подвижный плунжер 7, в виде сердечника, например, шарика из магнитного материала, установленного с возможностьюю возвратно-поступательного перемещения относительно .в данном .случае магнитных неподвижных ленточ-ных контактных электродов 8 - 11, которые расположены на двух уровнях между слоями в теле корпусной части 2 и имеют рабочие поверхности, совпадающие с боковой поверхностью полости 6.Поверхности контактных электродов, находящиеся в плости 6, смочены жидким металлом 12, например, амальгамированы, по крайней мере, в зоне возможного их взаимного соприкосновения, а сама полость 6 заполнена инертной или восстановительной газовой или газожидкост 40 кой средой, например, аргоно-водородно-гексановой смесью. Плунжер 7 находит. ся в постоянном контактте с боковой поверхностью полости, 6, а также попе. - ременно может находится в контакте с попарными контактными электродами 8 и 9, либо 10 и 11. Удержание плунжера 7 в приятном состоянии обеспечено за счет сил сцепления с контактными электродами жидкого металла и его поверхностного натяжения, Контактные электроды 8 - 11 выполнены воедино с ленточными, в данном случае магнитными, их выводами, которые расположены послойно попарно плосконараллельно на двух уровнях в теле баллона 1 геркона и выходят наружу через боковые поверхности баллона 1 геркона в виде гибких выводов. Выводы могут быть как из магнитного, так и иэ немагнитного металла.Возможны и другие варианты выполнения предложенного группового жидко- металлического геркона. Например, многополостной плоскослоистый баллон 1 (фиг. 3 и 4) может содержать неподвижные ленточные контаткные электроды, расположенные у самых крышек 3 и 4, закрываюших полости 6, а подвижный плу- жер 7 может бьгть выполнен с каналом для прохода газов и не смоченными жидким металлом торцовыми поверхностями. В даннск случае выводные концы контактных электродов, 8 - 11 расположены встречно-параллельно на одной линии с разных сторон баллона 1, Контакт в данном герконе мостиковый и предпочтительно линейный, так как рабочие поверхности неподвижных контактных электродов выполнены в форме прямоуголь ника с длиной 1-10 раз превышающей толщину этих же ленточных контактных электродов 8 - 11, чем достигают умень щения необходимого рабочего хода подвижного плунжера 7.Жидкометаллический геркон работает следукцим образом.При управляющем воздействии на плунжеры 7, например, внешним магнитным полем (не показано) они смешаися в полостях 6 до упора в одну иэ торцовых стенок полостей и, соприкасаясь сосмоченными жидким металлом рабочими поверхностями неподвижных контактных электродов 8 и 9, либо 10 и 11,.асушествляют электрическое "мостиковое переключение жидкометаллических контак- . тов посредством жидкометаллической пленки на поверхности плунжера 7. В полостях 6 (фиг. 1) плунжеры 7 показаны условно пунктиром в крайних переключен-, ных положениях,.причем стрелкой показаны направления их возвратно-поступаф: тельного движения во время переключения контактов. Удерживаются плунжеры 7 между неподвижными контактнымиэлектродами 8, 9 и 10,11 в показанных условных рабочих состояниях при отсутствии внешнего управляющего на них воздействия за счет сил сцепления с контактными электродами "мостиков жидкого металла 12 и сил капиллярной природы, обусловленных Ьовер- ностным натяжением. При подводе; например, к стенке полости 6 (фиг, 1) магнита или. электромагнтна с тыльной5 1007 стороны контактных электродов 8 и 9 при наличии раствора (зазора) между ней и плунжером 7, последний притягивается магнитом и, когда сила магнитного притяжения становится больше силы Ф удержания плунжера 7 в исходном состоя нии, он отрывается от неподвижных кон"тактных электродов 10 и 11 и, перемешаясь вдоль полости 6, входит в соприкосновение с контактными электродами 1 и 8 и 9. При этом мостики жидкого металла между контактными электродами 10 и 11 и плунжером 7 растягиваются вдоль 1боковой полости до состояния спонтанЪного распада и разрываются мгновенно, обеспечивая этим скачкообразный переход плунжера 7 в новое устойчивое состояние, а процесс образования удерживаших мостиков между контактными электродами 8 и 9 и плунжером 7 способ ф ствует гашению дребезгов в контакте (отскоков). Мостики между контактными электродами при снятом управляющем воздействии сохраняются постоянно и обеспечивают постоянное прижатие плун- И жера 7.Способ управления магнитным полем ие является единственно возможным. Подвижные плунжеры 7 геркона могут быть переключены из одного устойчивого 39 состояния в другое механическим импульсом сиды, получаемой за счет импульса ускорения (либо торможения), прикладываемого к баллону герконв,Предложенный спосо б изготовления жидкометаллического контакта включает щирокие возможности унифицированного изготовления групповых жидкометаллических герконов различной конструкции снк отдельными единицами, так и блоками в вице больших интегральных коммутационных микросхем, причем одновремен но представляет возможность выполнять необходимую разводку между контакт деталями и группами контактов герко-.Способ изготовления данного жидко- металлического контакта характеризуется тем, что баллон геркона изготавливают, послойно из диэлектрических слоев, Ф М между которыми размещают ленточные токопроводники и эамоноличивают их посредством полимерных композиций, после чего в них выполняют, сверлением .полости для плунжеров, причем одновременно выравнивают рабочие поЯ верхности неподвижных контактных электродов 8 - 11 со стенками полостей 6 баллона, придают им необходимые разме 139 Фры и обеспечивают качество локального взаимодействия с жидким металлом ихрабочих поверхностей посредством нескольких последовательных химическихи физических обработок любыми извест ными способами заготовок баллона и плунжеров 7 герконв. Затем дозируют количество жидкого металла в среде его инертно-восстановительного рабочего заполнения до сборки жидкометаллического контакта и производят сборкуи герметизацию геркона.Пример осуществления способа.Послойные пленочные изготовки диэлектриков и токопроводников выполняют иэ полимерных, предпочтительно плоскослоистых материалов, например стеклотекстопита, стеклоткани и а.тампованных из металлической фольги деталей, обладающих необходимой теплоустойчивостью, достаточной взаимной адгезией и стойкостью к воздействию на них жидкого металла и соединяют их, например, пропиткой полимерными композициями, В случае отсутствия некоторых иэ этих свойств их обеспечивают посредством использования соответствующих покрытий, например, наносимых методами тонкопленочной интегральной технологии и промежуточных клеющих пленок, преимущественно с толщиной2-60 мкм, Затем высверливают или вы.рубают полости и амальгамируюг поверхности контактных электродов 8 - 11 и плунжера 7 например, гальваническимнанесением на них ртути. При нанесениина них необходимой дозы ртути их отмывают и сушат. Затем вкладывают плунжеры 7 в полости 6 в боксе с рабочей газовой средой (аргоном) геркона, накладывают на заготовку 2 крышки 3 и 4 и совмещают их в пакет, после чего пакет сжимают и замоноличивают их в этой среде аргона путем герметиэируюшего капилляр- ,ного проклеивания слоев пакета и крышекполимерными материалами с выдержкой доих затвердеввния,Приведенный пример не исчерпываетвозможных вариантов реализации предложенного способа изготовления жидкометвллического геркона, так как он допускает также и использование современного высокочастотного, лазерного плазменного оборудования предназначенного для сборки микросхем. Следует отметить весьма широкие возможности варьировать при изготовленин конструкции и функциональные возможгности геркона, меняя лишь порядок расположения и количество послойных заготовок при их замоноличивачии в пакет, а7 10071 Й 9 Втакже меняя топологию и форму ленточ- надежностью и имеет широкие функпионых контакт деталей. нальные воэможности, а способ его иэТаким образом предложенный жидкоме- готовления технологичен и предполатает таллический геркои обладает повышенной массовое производство. гГ г.4 Составитель В. Чичерюкинтор Н. Пушненкова Техред М. Тепер Корректор Л. Бокша 701 Подпис сударс твенного комитета ам изобретениЯ и открыти осква, Ж, РаушскаяЗаказ 2146/74 Тир ВНИИПИ по дел 113035, аб;, д, 4/5 Патент" г Проектная лиал д

Смотреть

Заявка

3273672, 08.04.1981

ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ В-8753

БОДУНОВ ЮРИЙ ФЕДОРОВИЧ, ЗАКУРДАЕВ АНАТОЛИЙ ВАСИЛЬЕВИЧ, ЗАРЕЦКАС ВИНЦЕНТАС САУЛЮС СИМОНОВИЧ, РОТТ АДОЛЬФ ТИМОФЕЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: H01H 1/66

Метки: жидкометаллический, геркон

Опубликовано: 23.03.1983

Код ссылки

<a href="http://patents.su/5-1007139-zhidkometallicheskijj-gerkon-i-sposob-ego-izgotovleniya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Жидкометаллический геркон и способ его изготовления</a>

Похожие патенты