Резистор

(19) 111 А 3159 Н 01 С 7 12 ТЕН сочным покрытием, щ и и с я тем, чт щения надежности р предотвращения эле боя при перегрузка предохранительного композиция на осно ного полимера. и.ч аюлью повы ра эа счет. ского проачестве используется оэмульсионо, с.ц еэисто ктриче х, вк слоя ве вод Резист йся водоэ ительн щее пр ентов,основдополсвязуюкомпо тон- хракраВ Фо И ГОсудАРстВенный КОмитет сссРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ,АНИЕ ИЗОБ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) (57)1 РЕЗИСТОР, содержащий дэлектрическое основание с нанесными на него резистивным и преднительным слоями и защитным лак рпоп. 1, отличатем, что композиция иа мульсионного полимерасодержит фосфатное следующем соотноиении мас.Ъ: оэмульсионный полимер 20-99 ф фатное связующее 1-80Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при производстве радиокомпонентов, в частности в производстве пленочных резисторов.Известен резистор, содержащий 5 диэлектрическое основание, на котором расположены резистивный элемент, два колпачка с выводами, закрепленные на торцовых поверхностях основания и защитное покрытие. Полость 1 О в дйэлектрическом основании или между торцовой поверхностью диэлектрического основания и колпачком в месте размещения вывода заполнена тринитрофенолом. 15Этот резистор, включенный в электрическую схему при возникновении электрической перегрузки, нагревается, тринитроФеиол в полости образует газообразное вещество, вызывающее увеличение давления в полости, приводящее к срыву колпачка и размыканию электрической цепи. Таким образом, этот резистор обладает предохранительными свойствами: при работе в режиме перегрузок не перегре 2 вается и не воспламеняется. При значительных перегрузках (40 Рн, 63 Рн, 100 Рн) срыв колпачка происходят, как правило, на первой-третьей секунде после возникновения перегрузки 1,Однако на резисторах номиналами свыше 1 кОм при значительном превышении допустимого напряжения до момента срыва колпачка возникает электрический пробой (ЭП) между частямя резистора, т.е. искровой разряд или электрическая дуга длительностью 1-3 с.Небольшой участок поверхности электродов, на который опирается 40 разряд, быстро нагревается до очень высокой температуры (3500-8000 К), но поскольку время существования ЭП незначительно, то вероятность возникновения пожара от такого перегру женного резистора практически равна нулю при нахождении его в бытовой аппаратуре, например в телевизорах, магнитоФонах.в случае применения резисторов в аппаратуре, работающей в более опасных условиях эксплуатации, например.во взрывоопасных помещениях, встает задача полного исключения ЭП на резисторах при их перегрузке.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является резистор с ппаменестойким покрытием,.исключающий перегрев и воспламенение при появлении значительных перегрузок. Этот резистор содержит диэлектрическое основание с нанесенным на него резистивным и предохранительным слоями и защитным лакокрасочным покрытием. В качестве предохранительногослоя используют покрытие из стекла,неполностью покрывающее рззистивныйслой, При большой перегрузке стеклоплавится и разрушает резистивнуюпленку,. размыкается таким образом-цепь, в которую резистор включен.Йинимальное время от момента возникновения перегрузки на резисторе домомента его расплавления составляет10 с 2.Существенным недостатком такой,конструкции резистора является возникновение кратковременного ЭП домомента расплавления резистивнойпленки, так как на некоторых резисторах оно возникает на первой-третьей секунде после возникновения перегрузки, т.е. значительно раньше, чемсработает механизм защиты от перегрузки и сработает - расплавится реэистивная пленка.Как уже указывалось, в некоторыхжестких условиях эксплуатации резисторов возникновения ЭП на них небезопасно, поэтому необходимы технические решения, устраняющие этотнедостаток.Целью изобретения является повышение надежности резистора за счетпредотвращения электрического пробояпри перегрузках.Указанная цель достигается тем,щто в резисторе, содержащем диэлектрическое основание с нанесенным нанего резистивным и предохранительным слоями и защитным лакокрасочнымпокрытием, в качестве предохранительного слоя использована композицияна основе водоэьульсионного полимера,При этом композиция на основеводоэмульсионного полимера дополнительно содержит Фосфатное связующеепри следующем соотношении компонентов, мас.В:Водоэмульсионный полимер 20-99ФосФатное связующее 1-80Введение фосФатного связующего позволяет снизить температуру сушки композицииПри работе резистора в условиях, соответствующих номинальным условиям эксплуатации (т.е. при номинальной нагрузке в допустимом интервале рабочих температур) промежуточный предохранительный слой из предлагаемого материала не разрушается и не ухудшает электрические параметры резистора.При .работе резистора в аварийной ситуации, т.е. в режиме перегрузок, когда резистор нагревается выше максимальной рабочей температуры (до 300-700 фС и выше), промежуточный предохранительный слой, выполненный иэ предлагаемого материала,остается целым на колпачках, нотрескается и отслаивается от резистивной пленки вместе с защитным покрытием. Таким образом, хотя бы счасти резистивной пленки уда яется 5защитное покрытие, которое способствует возникновению ЭП на резисторепри перегрузках. Резистивная пленка остается без защитного покрытияи быстрее теряет проводимость и. разрывает электрическую цепь резистора,Разрыв цепи резистора наступает напервой - второй сеуиде, то доста-.точно дляпредотвращения ЭП.Сравнительные результаты испытаний при перегрузках для резисторовс защитным покрытием, незащищенныхи с предохранительным слоем показаны в табл. 1. Из табл. видно, чтона незащищенных резисторах ЭП невозникает совсем (вследствие быстройпотери проводимости реэистивнойпленки в центральной части), на не-,окрашенных - возникает, начиная спервой-третьей .секунды, на резисторах с предохранительным слоем, где"имеет место удаление защитного покрытия с пленки и сохранение его наконтактах,.также ЭП не возникает.Следовательно, защитное покрытиеспособствует возникновению ЭП приперегрузках, а удаление его хотя быс части резистивной пленки предотвращает возникновение ЭП, Но посколькурезисторы беэ защиты резистивной,нленки, как правило, не эксплуатируются, то задача устранения этогоявления остается,Технологические режим нанесенияпредохранительных слоев должны соответствовать режимам изготовления иусловиям эксплуатации резистора вцелом и его соетавных частей. Так,например, в резисторах МЛТ выводыоблужены припоем ПОСУ, температура плавления которого 237-248 С, Однако уже при температуре более145 С паяемость выводов резко ухудшается в результате взаимодействияприпоя с материалами проволоки,вследствие чего температура сушкипредохранительного слоя не должнапревышать 145 ОС.Другие типы резисторов (С 2-33 И,ОМЛТ; С 2"29 В), в которых применяются более туговавкие припои, допускают сушку защитных покрытий и предохранительных слоев при 190-200 ОС.Все опробованные водоэмульсионныеполимеры:при этой температуре высыхакут в течение 10 15 мин, а при 145 О СнекОторые из них (МБМ-З, МБИс) 60требуют для высыхания более длительного времени.Добавление к эмульсиям фосфатныхсвязующих позволяет варьировать режимы сушки получаемых при этом пре дохранительных слоев, и, в частности, для резисторов МЛТ позволяетполучить предохранительные слои, вы-,сыхающие при 145 С в течение 15 мин,В табл. 2 приведены сравнительныерезультаты испытаний при больших.перегрузках резисторов типа ИЛТ (2 Вт,4,7 кОм н С 2-ЗЗМ (0,7 Вт, 1,3 кОм),изготовленных;- соответственно по технологииМЛТ, и С 2-ЗЗИ;с введением в полость тринитрофенола,- по предложенному, способу с предохранительным слоем.В качестве материала для предохранительных слоев были опробованыводные эмульсии (суспензии) акриловых полимеров, выпускаемые под названиями фЭмульсия ИБСс", фЭмульсия МБМ-Зф, фЭмульсия СО" в индивидуальном виде и с добавкой следующих связующих: кальцийалюмохромфосфатнйх (КАХФС), алюмохрояфосфатных(АХФС), медьфосфатных (МФС).На фиг, 1-3 представлены предлагаемые резисторы.Резисторы с предохранительнымслоем были изготовлены следующим образом.После получения резистивногоэлемента 1 на диэлектрическом основании 2 он подвергался термообработке. Затем формировались контактныеузлы (колпачок 3 и вывод 4) и наносился предохранительный слой 5 иэводоэмульсионного полимера или иэкомпозиции, полученной смешиваниенводоэмульсионного полимера с фосфатным связующим с содержанием последнего 1-80 мас,Ъ, при этом допускается разбавленйе дисперсий водой до получения технологическойвязкости,Предохранительные слои высушивали при 145-200 С в течение 15 мин.Затем наносили защитные покрытия б,Из известных лакокрасочных мате-.риалов,:трименяемых в настоящее времярезисторостроении, были исполь"зованы в качестве защитных покрытий.для экспериментальных образцов резис,торов эмали марок ЭП, ЭП,лак ЭП.Варианты изготовления изследуеьыхпредохранительных слоев более деталь"но представлены в табл. 2.Как видно из табл. 2, электрического переирытия при перегрузках резисторов с предохранительными слоямии лакокрасочными покрытиями не возникает, в то время как на резисторахбез предохранительных слоев (вариан"ты 1 и 2).электрическое перекрытиевозникает.Результаты испытаний резисторовпредлагаемой конструкции (с предо;хранительным слоем) на соответствие1014047 резисторов, на которых полностьюисключается возникновение электрического перекрытия при значительныхперегрузках, установленных Международным электротехническим комитетомдля испытаний перегрузкой.Изобретение может быть применено в резисторах с контактными колпачками, а также в бесколпачковыхи безвыводных резисторах (фиг. 1-3), 10 Экономический эффект, полученныйза счет предотвращения возгорания ипорчи радиоэлектронного оборудованияв результате применения в нем пожаробеэопасных резисторов, ориентиро вочно составит 230 тыс.руб. в год.Таблица 1 Результаты испытания резисторов г ОкрашенныхВеличина пере"грузки, кратнаяноминальной мощности, ХРнХ С предохранительным слоем Неокрашенных МПТ (2 Вт, 47 кОм) С третьей секундывозникает электрическое перекрытиедлительностью6 с На второй секунде происходит разрыв цепи без образования электрического перекрытия 63 На второй секунде разрывается цепь резистора беэ образованияэлектрического перекрытия между колпачнами 100 На второй секунде происходит разрыв цепи беэ образова" ния электрического перекрытия Со второй секундывозникает ЭП длительностью 5 с На второй секундеразрывается цепьрезистора без образования ЭП междуколпачками С 2-33 И(ЗкОм, 0,7 Вт) 63 На первой секундеразрывается цепьрезистора беэ образования ЭП между колпачками С первой секунды возникает ЭП .длительностью 7-8 с На первой секунде разрывается электрическая цепь резистора без образования ЭП С первой секундывозникает ЭП длительностью7-8 с 100 На первЬй секунде разрывается электрическая цепь резистора без образования ЭП На первой секунде разрывается цепь резистора без образования ЭП между кол- пачками Т а б л и ц а 2 Режим испы- таний мого ЮетРезисторы МЛТ с из ЭП"921 и ЭПащитным покрытие 6 с защитным покрытием 2-3 Резисторы.из ЭП Резисторв полость технологии МЛТ с введением 63го тринитрофенола 100 требованиям ГОСТ 7113-77 (резисторы постоянные непроволочные типов МТ, МЛТ, МГП) представлены в табл. 3.Как видно иэ табл. 3, параметры исследуемых резисторов с большим запасом укладываются в нормы ГОСТ.Предохранительный слой можно на:носить на том же оборудовании, на котором формируются лакокрасочные защитные покрытия. Материалы для этого слоя выпускаются отечественной промжаленностью, недороги, обладают достаточно большим гарантийным сро;ком хранения.Таким образом, предлагаемое изобретение позволит обеспечить выпуск Технологические особенностиизготовления резисторов Время начала возникновенияэлектрического перекрытияпосле приложения испытуенапряжения, с. в) . водоэмульсионный полимер 63 СОЗ 100 г) водоэмульсионный полимер МБМс с добавлением фосфатных связующих, мас.Ъ 63 1.00ч арфеВ КАХФС в количестве 1, 10, 20, 30,40, 50,.80 АХФС в количестве 1, 30, 50, 80 63 100 . МФС в количестве 1, 30, 50, 80 63 100 д) водоэмульсионный полимер МБМс добавлениемфосфатного связующего КВХФС в количестве 1, 50, 80 63 100е) водоэмульсионный полимер СОЗ с добавлением фосфатных связующих, КАХФС в количестве 1, 30, 50, 80 63100 АХФС в. количестве 1, 30, 50, 80 63 100 МФС в количестве 1, 30, 50, 80 63100 ЕтшевЕЬвюевю 3. резисторы по предлагаемой конструкциис защитными покрытиями из эмалей ЭП, ЭН, лака ЭПс пРедохРанитзльными слоями следующих. вариантова) водоэмульсионный полимер,Таблица 3 Изменение сопротивления, Ф Вчд испытаний Норма по ГОСТ В результате 7113-77 испытаний+3 Испытание на влагоустойчивость,длительное 6,008в условиях повьааенной влажностипосле периода восстановления 0,15 Испытание на воздействие сменытемператур . 0,89 Испытание на долговечность, ч ЪОО 0,21аказ 3029/62 Тираж ВНИИПИ Государстве по делам изобрет 113035, Москва, Ж