Жидкометаллический геркон и способ его изготовления

 

1. Жидкометаллический геркон, содержащий изоляционный баллон, во внутренней полости которого размещены неподвкяшые контактные электроды, имеющие пленочные вьтоды, смоченные жидким металлом и утопленные в теле баллона, подвижньй мостиковый кон -актный электрод, установленный с воЗможностью его переката, о. т л и чающийся тем, что, с целью . повьшения чувствительности, он снабжен заглушками, в баллоне выполнены отверстия, расположенггые параллельно плоскости пленочных выводов и герметизированные заглушками, а неподвижные контактные электроды утоплены в теле баллона перпендикулярно плоскости их пленочных выводов.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) 01) ВСЮ Н 01 Н 29/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н .АВТОРСМОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3463920/24-07 (22) 06.07.82 (46) 07.05.84. Бюл. N -17 (72) В.-С.С.Зарецкас, Л.Г.Бастина, Ю.Н.Денисов, А.Б.Зубкова, С.С.Лавренов, E.Ä.Ðàäîâ и A.Ò.Ðîòò (53) 621.316.546.002.2 (088.8) (56) I. Авторское свидетельство СССР

Р 983788, кл. Н Ol Н 11/02, 1980. (54) ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИЙ ГЕРКОН И

СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ. (57) l. Жидкометаллический геркон, содержащий изоляционный баллон, во внутренней полости которого размещены неподвижные контактные электроды, имеющие пленочные выводы, смоченные жидким металлом и утопленные в теле баллона, подвижный мостиковый контактный электрод, установленный с во можностью его переката, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью — . повышения чувствительности, он снабжен заглушками, в баллоне выполнень» отверстия, расположеннь»е параллельно плоскости пленочных выводов и герметизированные заглушками, а неподвижные контактные электроды утоплены в теле баллона перпендикулярно плоскости их пленочных выводов.

1091241

2. Способ изготовления жидкометаллического 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,S оконечных средств проводной связи.

Известен жидкометаллический геркон и способ его изготовления. Геркон выполнен в виде изоляционного корпуса с внутренней полостью и размещенными 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,ем эатвердевании баллона, 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 шийся тем, что, с целью повьппения 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— шийся тем, что в отверстия вста-. вляют заглушки путем импульсного нагрева со стороны внешней поверхности баллона герконя. новосстановительным газом, сборку и герметизацию геркона в среде его инертно; восстановительного заполнения 513.

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 токопроводники можно утопить в теле баллона только до моноличивания слоев баллона геркона, а их смачивание можно вести только перед сборкой баллона геркона, 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, содер1091241

)!!идкометаллический геркон (фиг.l 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 жащий изоляционный баллон, во внутрен. ней полости которого размещенш неподвижные контактные электроды, имеющие пленочные выводы, смоченные жидким металлом и утопленные в теле бал5 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 пленоч15 ных выводов.

Поставленная цель достигается также тем, что согласно способу изготовления жидкометаллического геркона, включающему в себя послойное изготов20 ление баллона геркона из незатвердевшего изоляционного материала с припуском на усадку при затвердевании, размещение в нем неподвижных контактных электродов и соединенных с ним

t пленочных 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 жидкометаллический геркон, вид сбоку; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.l. электропроводная жидкость 3, расположенные на внешней поверхности баллона

1 толстопленочнъ|е выводы 4 неподвижные контактных электродов 2, а также металлизированные участки 5 вокруг технологических отверстий 6, выполненных вдоль слоев баллона I u герметизированных заглушками 7, например, импульсной сваркой непосредственно у внешней поверхности баллона геркона. Заглушки 7 расположены в гнездовых углублениях на баллоне 1, образованных отверстиями в ободках

8 (фиг.l), припаяных к металлизированным участкам 5, либо в металлизированных углублениях, выполненных непосредственно в теле баллона 1 (фиг.2). Возможна герметизация заглушек 7 без сварки посредством замазки герметиком 9 (фиг.2), но это менее технологично и надежно. В полости

10 баллона 1 геркон может содержать подвижный контактный электрод 11, выполненный в виде накопления жидкос" ти 3 или смоченного ею твердого тела.

В последнем случае размеры хотя бы одного из отверстий 6 обеспечивают возможность ввода этого тела в полость 10. Остальное пространство полости 10 баллона геркона наполнено инертной или восстановительной газожидкостной средой.

Жидкометаллический геркон работает следующим образом.

При управляющем воздействии на подвижный контактный электрод 11, например, внешним магнитным полем (если электрод ll магнитный) или простым изменением ориентации баллона

1 геркона в гравитационном поле, электрод il смещается в полости 10, осуществляя электрическое мостиковое переключение контактных электродов

2 посредством взаимодействия с их рабочими поверхностями, образованными полукапельками смачивающей их жидкости 3. Обратное переключение контактных электродов 2 осуществляется аналогично при обратном управляющем воздействии.

Способ изготовления предлагаемого жидкометаллического геркона характеризуется тем, что баллон l изготавливают из сырого диэлектрического субстрата в виде пленок и паст послойно с отверстиями и с учетом последующей усадки. В одни отверстия после моноличивания (например, прессования

1091241 и обжига) вделывают герметично токо. проводниковый материал, например, в виде паст, неподвижных контактных электродов 2, который объединяют с пленочными выводами и одновременно выполняют металлизированные толстопленочные участки 5. Другие отверстия

6 используют для технологических цепей — через них осуществляют обра1О ботку рабочих поверхностей контактных электродов. 2, смачивание их жидким металлом 3, дозировку рабочего наполнения баллона 1 жидкостью 3 и другими средами, При необходимости

1 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 геркона

20 это не обязательно, так как наличие отверстия 6 позволяет провести финишную очистку и обезгаживание полости

10 баллона 1, изготовленного в обыч25 ной газовой среде (на воздухе).

Предлагаемый способ изготовления жидкометаллического геркона предусматривает возможность монолитить и отверждать (спекать) заготовку баллона /}

1 из диэлектрического субстрата с от- - верстиями 6 н окислительной среде (на воздухе). После этого в отвержденную заготовку баллона l вделывают толстопленочные заготовки токопроводниковых элементов 2,4 и 5, которые 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.

1091241

Составитель N.Òðoôèìoâà

Техред Т,Маточка Корректор З.Синицкая

Редактор Н.Руднева

3090/49 Тираж 683 Подписное

В1ПП1ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, А -35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4