Способ изготовления вставки плавкой для поверхностного монтажа методом газодинамического напыления



Способ изготовления вставки плавкой для поверхностного монтажа методом газодинамического напыления
Способ изготовления вставки плавкой для поверхностного монтажа методом газодинамического напыления
Способ изготовления вставки плавкой для поверхностного монтажа методом газодинамического напыления
Способ изготовления вставки плавкой для поверхностного монтажа методом газодинамического напыления
Способ изготовления вставки плавкой для поверхностного монтажа методом газодинамического напыления
Способ изготовления вставки плавкой для поверхностного монтажа методом газодинамического напыления

 


Владельцы патента RU 2438207:

Открытое акционерное общество "Научно-производственный центр "Полюс" (RU)

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для изготовления предохранителей, вставок плавких, электрических контактов для всех видов электротехнической аппаратуры до 1000 В и токов до 100 А, в том числе для вторичных источников питания, где применяется поверхностный монтаж электрорадиоизделий. Способ изготовления электрических контактов вставок плавких на керамическом корпусе для поверхностного монтажа методом последовательного газодинамического напыления включает в себя изготовление электрических контактов с двух сторон корпуса направленной струей порошков металла, изготовление контактов вставок в виде трехмерной коробчатой конфигурации и обеспечивают их соединение с керамическим корпусом групповым методом в едином технологическом цикле. Техническим результатом является повышение технологичности, надежности, снижение теплового сопротивления корпус - печатная плата, повышение герметичности, повышение механической прочности соединения корпуса и контактов, уменьшение количества технологических операций и снижение трудоемкости, устойчивость к термоциклам, пожаро- и взрывобезопасность, низкую стоимость изготовления. 6 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к приборостроению и может быть использована для изготовления предохранителей, вставок плавких, электрических контактов для всех видов электротехнической аппаратуры до 1000 В и токов до 100А, в том числе для вторичных источников питания, где применяется поверхностный монтаж электрорадиоизделий (ЭРИ).

В авторском свидетельстве [1] приведена конструкция вставки плавкой (предохранителя), но не указан метод изготовления и крепления контактов к корпусу. В авторских свидетельствах [2-6] приведены методы и оборудование для нанесения покрытий на детали из металлов и керамики, но не указана возможность изготовления отдельных деталей.

Известен способ изготовления вставок плавких, контакты для которых изготавливаются в виде разрезных или цельнотянутых колпачков, которые присоединяются затем к корпусу методом приклеивания к корпусу [7].

К недостаткам относятся - взрывоопасность при токах срабатывания, превышающих 50А (режим отключающей способности), образование и распространение продуктов сгорания клея по пространству электронного прибора, в том числе выделение токсичных соединений, что уменьшает электрическую изоляцию и приводит к полному разрушению электронной схемы, необходимость изготовления дорогостоящих штампов и колпачков (контактов) методом штамповки и формовки, гальванического покрытия колпачков, ручная технология нанесения клея и сушки.

Известен способ изготовления вставок плавких, контакты для которых изготавливаются в виде разрезных или цельнотянутых колпачков, которые присоединяются затем к корпусу методом пайки на металлизированные части корпуса [7]. К недостаткам относятся сложность автоматизации способа метализации керамики с заданной конфигурацией и лужения металлизированных частей корпуса, необходимость изготовления дорогостоящих штампов и колпачков методом штамповки и формовки, гальванического покрытия колпачков, ручная технология установки и пайки колпачков на металлизированные части корпуса, применение драгоценных металлов, высокая трудоемкость.

Известен способ изготовления полупроводниковых ЭРИ, корпуса которых металлизируются с помощью молибденовой высокотемпературной пасты в среде водорода, осуществляется гальваническое наращивание меди, лужение металлизированных частей корпуса, пайка к ним контактов [8]. К недостаткам относятся - высокая трудоемкость и экологическая опасность технологии, наличие «мокрой» технологии, высокие температуры вжигания пасты, ручные операции лужения металлизированных частей корпуса, необходимость изготовления дорогостоящих штампов и колпачков методом штамповки и формовки, гальванического покрытия колпачков, ручная технология установки и пайки колпачков на металлизированные части корпуса. Эти технологические процессы относятся к опасным и вредным производствам и являются трудоемкими.

Целью предлагаемого изобретения является повышение технологичности, надежности, снижение теплового сопротивления корпус - печатная плата, обеспечение герметичности вставки плавкой, повышение устойчивости к термоциклированию в широком диапазоне температур, пожаро- и взрывобезопасности, повышения механической прочности соединения корпуса и контактов, уменьшения количества технологических операций и снижения трудоемкости, исключения применения драгоценных металлов, а также необходимости изготовления и монтажа контактных деталей (колпачков), в том числе изготовления дорогостоящих штампов.

Указанная цель достигается изготовлением групповым методом электрических контактов вставки плавкой и их соединением с корпусом методом формообразования на керамическом корпусе заданной трехмерной конфигурации последовательным газодинамическим напылением порошков алюминия, меди и припоя ПОС-63 заданной толщины. Созданные металлические контакты, изготовленные в едином технологическом цикле, представляют собой трехмерные коробчатые тепло- и электропроводящие элементы, прочно соединенные с керамическим корпусом. Покрытие припоем ПОС-63 обеспечивает качественное лужение и пайку плавкого элемента.

На фиг.1 изображен керамический корпус 1 вставки плавкой из керамики ВК-96 с изготовленными контактами 2 из композиции алюминий-медь-припой ПОС-63, полученными методом формообразования газодинамическим напылением металлов, а на фиг.2 изображена готовая вставка плавкая с впаянным плавким элементом 1 из серебряной проволоки заданного диаметра. На фиг.3 изображена блок-схема изготовления вставки плавкой с контактами полученными методом формообразования газодинамическим напылением металлов. Приведена последовательность операций подготовки, металлизации, оплавления припоя, промывочных операций и сушки, пайки плавкого элемента и приемосдаточных испытаний. Наглядно видны сокращение технологических операций и, соответственно, времени технологического цикла изготовления и трудоемкости.

На фиг.4 приведена технологическая оснастка для групповой металлизации керамических корпусов на 10 деталей.

На фиг.5 изображены экспериментальные образцы заготовок вставок плавких.

На фиг.6 в таблице приведены сравнительные характеристики различных методов изготовления вставок плавких.

Способ осуществляется следующим образом:

- Керамические корпуса укладываются и зажимаются в приспособление для групповой металлизации (фиг.4).

- На четыре незащищенные противоположные стороны и на торцы партии керамических корпусов методом газодинамического напыления на установке ДИМЕТ-404 последовательно наносятся с фиксированными временами воздействия порошки алюминия, меди и припоя ПОС-63 (фиг.1).

- Затем готовые корпуса с нанесенными контактами погружаются в лапрол, нагретый до 250°С и нанесенный припой оплавляется на каждом контакте.

- После промывки и сушки корпусов с нанесенными контактами в них устанавливаются плавкие элементы заданного номинала тока и запаиваются по торцам припоем ПОС-61 (фиг.2).

- После промывки и сушки вставок плавких они направляются на приемосдаточные испытания.

Изготовлена экспериментальная партия деталей для вставок плавких (фиг.5).

Литература

1. А.с. СССР №2744141. Высоковольтный прерыватель тока. // С.В.Лебедев, А.И.Савватимский, Г.И.Можаров. // Опубл. в Б.И. №2, 1981 г.

2. А.с. СССР №2181390. Установка для газодинамического напыления покрытий из порошковых материалов. // Ю.А.Дикун. // 2002 г.

3. А.с. СССР №2183695. Способ получения покрытий. // А.И.Каширин, О.Ф.Клюев, А.В.Шкодкин. // МКИ С23С 24 104 20.06.02, бюл. 17 2002 г.

4. А.с. СССР №2193454. Устройство для нанесения покрытий на внешние поверхности деталей. // П.В.Никитин, А.Г.Смолин // 2002 г.

5. А.с. СССР №2213805. Способ нанесения покрытий из порошковых материалов и устройство для его осуществления. // В.К.Крыса, А.Г Мухамедзянов, В.К.Семенченко. // 2003 г.

6. Patent US №6,896933. Method of maintaining a non obstructed interior opening in kinetie spray nossler. // Van Stenkiste T.N., Hubert T, Smith J.K. // et.al., 2005.

7. Разработка миниатюрных вставок плавких ВПП. Отчет технический ЕИЖА.646123.006Д20, ОАО «НПЦ «Полюс», г.Томск, 2009 г.

8. Материалы электронной техники. В.М.Андреев стр.144, - М.: Радио и связь, 1989 г.

Способ изготовления вставок плавких для поверхностного монтажа методом газодинамического напыления, включающий в себя изготовление электрических контактов с двух сторон корпуса направленной струей порошков металлов, обеспечивающее прочное диффузионное соединение с керамическим корпусом, отличающийся тем, что изготовление контактов вставок плавких в виде трехмерной коробчатой конфигурации и обеспечение их соединения с керамическим корпусом выполняют групповым методом в едином технологическом цикле.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при изготовлении плавких предохранителей с зернистым наполнителем. .

Изобретение относится к области электротехники. .

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройству для заполнения плавких предохранителей. .

Изобретение относится к электротехнике, к низковольтному электроаппаратостроению, в частности к плавким предохранителям. .

Изобретение относится к низковольтному аппаратостроению. .

Изобретение относится к электротехнике. .
Наверх