Жидкометаллический геркон и способ его изготовления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) 01 Зсю Н 01 Н 29/О ИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ ЕТЕЛЬСТ Н,АВТОРСМОМ непод имеющ стина,С.Лавретво ССС1980. ЕСКИЙ ГЕРКОН ИВЛЕНИЯ.аллический геркон,ионный баллон, вои которого размещены(54) ЖИДКОМЕ СПОСОБ ЕГО И (57) 1. Жидк содержащий и внутренней и ТАЛЛИЧ ЗГОТО ме золя ол ГОСУДАРСТНЕННЦй КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетелР 983788, кл. Н 01 Н 11/02 вижные контактные электроды, ие пленочные выводы, смоченные жидким металлом и утопленные в теле баллона, подвижный мостиковый контактный электрод, установленный с воможностью его переката, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью - . повышения чувствительности, он снабжен заглушками, в баллоне выполнень 1 отверстия, расположенные параллельно плоскости пленочных выводов и герметизированные заглушками, а неподвижные контактные электроды утоплены в теле баллона перпендикулярно плоскости их пленочных выводов.109124 2. Способ изготовления жидкометал лического геркона, включающий в себя послойное изготовление баллона геркона из незатвердевшего изоляционного материала с припуском на усадку при затвердевании, размещение в нем неподвижных контактных электродов и соединенных с ними пленочных выводов и контактных площадок, подвижного контактного электрода, стверждение баллона и придание ему необходимой Формы очистку рабочих поверхностей контактных электродов,смачивание их жидким металлом, дозировку рабочего наполнения баллона жидким металлом и и инертновосстановительным газом, герметизацию геркона в среде его Изобретение относится к электротехнике, в частности к жидкометалли-, ческим коммутационным аппаратам, Используемым в аппаратуре широкого применения, преимущественно в аппаратуре,Б оконечных средств проводной связи,Известен жидкометаллический геркон и способ его изготовления. Геркон выполнен в виде изоляционного корпуса с внутренней полостью и размещенными ь ней контактными электродами, смоченными жидким металлом, причем подвжкный мостиковый контактный элект род установлен с возможностью переката и контактирования за счет сил поверхностного натяжения жидкого . металла с несколькими неподвижными контактными электродами, выполненными в виде пленок, расположенных на нескольких плоскостях и утопленных в теле корпуса, а способ изготовления этого геркона включает послойное изготовление его баллона композитным . из сырого (незатвердевшего) изоляционного материала с припуском на усад.ку при погледуюп 1 ем эатвердевании бап. лона, размещение в нем между слоями неподвижных контактных электродов и дополнительных токопроводников, отвер ждение баллона,смачиваниерабочих по- ЗО верхностей контактных электродов жидким металлом, дозировку рабочего наполнения баллонажидким металлом и инертинертновосстановительного наполнения. о т л и ч"а ю щ и й с я тем, что, с целью повьдпения технологичности изготовления геркона, неподвижные контактные электроды вводят сквозь слои баллона, а очистку рабочих поверхностей контактных электродов, их смачивание жидким металлом и дозировку рабочего наполнения баллона жидким металлом и инертновосстаиовительным газом осуществляют через отверстия и закрывают их заглушками.3, Способ по п,З, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что в отверстия вста-, вляют заглушки путем импульсного нагрева со стороны внешней поверхности баллона герконя. новосстановительным газом, сборку и гер. метизацию геркона в среде его инертно; восстановительного заполнения 13.Недостатком указанного геркона является неличие неровностей и ступенек в полостях на их поверхностях, пересекающих слои баллона, обусловленных технологией послойной штампов ки полостей и веточным их совмещением при моноличивании. Эти неровности и ступеньки при коммутации препятствуют плавному перекату подвижного контактного электрода по стенке полости геркона, т.е, снижают качество геркона по чувствительности к управляющему воздействию и времени переключения.Недостатком способа изготовления геркона является ограниченная техно логичность, вызванная тем, что токо- проводники можно утопить в теле баллона только до моноличивания слоев баллона геркона, а их смачивание можно вести только перед сборкой баллона геркана, причем герметизация геркона затруднена тем, что металлические крышки необходимо скреплять с баллоном после их локального смачивания жидким металлом,Цель изобретения - повышение чувствительности технологичности изготовления геркона,Поставленная цель достигается тем,что жидкометаллическнй геркон, содер 109124150 жащий изоляционный баллон, во внутрен ней полости которого размещенш неподвижные контактные электроды, имеющие пленочные выводы, смоченные жидким металлом и утопленные в теле бал 5 лона, подвижный мостиковый контактный электрод, установленный с возможностью его переката, снабжен заглушками, в баллоне выполнены отверстия, расположенные параллельно плоскости пленочных выводов и герметизированные заглушками, а неподвижные контактные электроды утоплены в теле баллона перпендикулярно плоскости их пленоч 15 ных выводов.Поставленная цель достигается также тем, что согласно способу изготовления жидкометаллического геркона, включающему в себя послойное изготов 20 ление баллона геркона из незатвердевшего изоляционного материала с припуском на усадку при затвердевании, размещение в нем неподвижных контактных электродов и соединенных с нимФпленочных выводов и контактных площадок, подвижного контактного электрода, отверждение баллона и придание ему необходимой формы, очистку рабочих поверхностей контактных электродов и смачивание их жидким металлом дозировку рабочего наполнения баллона жидким металлом и инертновосстановительным газом, герметизацию геркона в среде его инертнавосстановительного наполнения; неподвижные контактные 35 электроды вводят сквозь слои баллона, а очистку рабочих поверхностей контактных электродов, их смачивание жидким металлом и дозировку рабочего наполнения баллона жидким металлом 40 и инертновосстановительным газом осуществляют через отверстия и закрывают их заглушками.Заглушки вставляют в отверстия путем импульсного нагрева со стороны 45 внешней поверхности баллона геркона,На фиг. показан единичный многопозиционный многонаправленный жидко- металлический геркон, вид сбоку; на фиг.2 - разрез А-А на фиг,1. Жидкометаллический геркон (фиг.1 и 2) содержит плоскослоистый однополостной баллон 1, выполненный в данном варианте композитным из четырех слоев диэлектрического субстрата, утопленные в нем токопроводники неподвижных контактных электродов 2, рабочей поверхностью которых является электропроводная жидкость 3, расположенные на внешней поверхности баллона1 толстопленочные выводы 4 неподвижные контактных электродов 2, а такжеметаллизированные участки 5 вокругтехнологических отверстий 6, выполненных вдоль слоев баллонаи герметизированных заглушками 7, например, импульсной сваркой непосредственно у внешней поверхности баллонагеркона. Заглушки 7 расположены вгнездовых углублениях на баллоне 1,образованных отверстиями в ободках8 (фиг.1), припаяных к металлизированным участкам 5, либо в металлизированных углублениях, выполненныхнепосредственно в теле баллона 1(фиг.2). Возможна герметизация заглушек 7 без сварки посредством замазкигерметиком 9 (фиг,2), но это менеетехнологично и надежно. В полости1 О баллона 1 геркон может содержатьподвижный контактный электрод 11,выполненный в виде накопления жидкос"ти 3 или смоченного ею твердого тела.В последнем случае размеры хотя быодного из отверстий 6 обеспечиваютвозможность ввода этого тела в полость 10. Остальное пространствополости 10 баллона геркона наполненоинертной или восстановительной газожидкостной средой.Жидкометаллический геркон работаетследующим образом,При управляющем воздействии наподвижный контактный электрод 11,например, внешним магнитным полем(если электрод 11 магнитный) илипростым изменением ориентации баллона1 геркона в гравитационном поле,электрод 11 смещается в полости 10,осуществляя электрическое мостиковоепереключение контактных электродов2 посредством взаимодействия с ихрабочими поверхностями, образованными полукапельками смачивающей ихжидкости 3. Обратное переключениеконтактных электродов 2 осуществляется аналогично при обратном управляющем воздействии. Способ изготовления предлагаемого жидкометаллического геркона характеризуется тем, что баллон 1 изготавливают из сырого диэлектрического субстрата в виде пленок и паст послойно с отверстиями и с учетом последующей усадки. В одни отверстия после моноличивания (например, прессованияи обжига) вделывают герметично токо проводниковый материал, например, в виде паст, неподвижных контактных электродов 2, который объединяют с пленочными выводами и одновременно выполняют металлизированные толсто- пленочные участки 5. Другие отверстия 6 используют для технологических цепей - через них осуществляют обра 1 О ботку рабочих поверхностей контактных электродов 2, смачивание их жидким металлом 3, дозировку рабочего наполнения баллона 1 жидкостью 3 и другими средами, При необходимости через одно из отверстий,6 может быть введен твердотельный подвижный контактный электрод 11. Обработку контактных электродов 2 и полости 10 проводят в среде рабочего заполнения геркона, хотя для данного геркона20 это не обязательно, так как наличие отверстия 6 позволяет провести финишную очистку и обезгаживание полости 10 баллона 1, изготовленного в обыч 25 ной газовой среде на воздухе),Предлагаемый способ изготовления жидкометаллического геркона предусматривает возможность монолитить и отверждать (спекать) заготовку баллона3 Г) 1 из диэлектрического субстрата с от- . верстиями 6 н окислительной среде на воздухе). После этого в отвержденную заготовку баллона 1 вделывают толстопленочные заготовки токопроводниковых элементов 2,4 и 5, которые3 атем моноличивают в восстановительной среде. Таким образом, способ позволяет разделить моноличивание диэлектрических и токопроводниковых субстратов и снизить технологические потери последних, так как на металли" зацию пойдут толькО годные диэлектрические заготовки баллонов. После наполнения полости 10 баллона 1 геркона рабочей средой отверстия 6 закрывают заглушками 7 и герметизируют в непосредственной близости к внешней поверхности баллона 1 геркона.При этом заглушки 7 вакуумно-плотно соединяют, например, сваркой лазером с ободками 8 и с металлизированными участками 5 на поверхности баллона 1 геркона. Использование промежуточного ободка 8 позволяет снизить тепловую нагрузку на диэлектрический субстрат баллона 1 и металлизированные участки 5 в процессе сварки.Технологическим преимуществом предлагаемого способа по сравнению с известными является и то, что заглушку 7 и ободок 8 можно делать одним инструментом - безотходным штампом. При этом обеспечивается тугая посадка заглушки 7 в ободке 8, что облегчает герметизацию геркона (снижается требуемая для их заварки энергия и время), Дополнительным преимуществом является то, что повышенная точность сопряжения заглушки 7 с ободком 8 по всему контуру герметизирующего шва позволяет уменьшить размеры заглушки 7 - делать ее лишь на несколько десятых долей миллиметра перекрывающей контур отверстия 6, т.е. минимизировать длину этого шва по контуру герметизируемого отверстия 6 что дает дополнительную экономию энергии и времени заварки.,Руднева Синицкая Заказ 30 Тираж 683 П 1 И Государственно по делам изобрете 3035, Москва,А,О/49 В 1 ПП Подписноо комитета СССРий и открытийРаушская наб., д. 4/5 е илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4