JP2011510473A - 水銀置換物を使用した、カプセル封入されたスイッチおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】傾斜スイッチにおける有害な水銀の使用を解消する。
【解決手段】水銀を無害なガリウム合金に置換する、カプセル封入されたスイッチが開示されている。一実施形態では、表面を電気的絶縁性無機非金属材料、例えばアルミナ、または硝酸ホウ素でコーティングすることにより、ハウジングの内側表面の湿潤化を防止する。別の実施形態によれば、パーフルオロカーボン液が湿潤防止剤として使用される。
【選択図】図１

Description

本願は、２００８年１月２２日に出願された「水銀スイッチの、無毒性材料から製造されたスイッチへの交換」を発明の名称とする、米国仮特許出願第61/022,758号の、米国特許法第119条（e）項に基づく優先権を主張するものであり、この米国特許出願の開示を本願で参考例として援用する。

本発明は、一般的には電気スイッチに関し、より詳細には、カプセル封入された液体金属スイッチおよびその製造方法に関する。

水銀に基づく電気スイッチはこれまで歴史的に電子工学、自動車、宇宙航空、軍事および工業的用途を含む広範な種々の分野で使用されてきた。一般的に述べると、かかるスイッチは電極間の導電路を選択的に形成するか、またはその形成を容易にするために、シールされたハウジング内に含まれる水銀のプール（水銀溜まり）を利用している。「傾斜スイッチ」と称される図示している例では、ハウジングの重力配向に応じてハウジングの内側容積部内の異なるスペースを水銀のプールが占めている。ハウジングがある配向（例えば直立）状態にあるとき水銀プールは２つ以上の電極に接触し、これら電極の間に電流が流れることができる。ハウジングが別の配向状態に位置すると、水銀プールは双方の電極に接触しないので、回路は開状態となる。水銀はこのタイプのスイッチに対して理想的な材料となるいくつかの特性を有する。すなわち広い範囲の作動温度にわたって水銀が液相状態のままであることを可能にする融点および沸点、低い抵抗率、およびガラス並びにその他の一般的に使用されるハウジング材料に対して低い湿潤性を有する。

水銀の毒性および水銀が環境に放出されることの影響に関する、問題が増大していることにより、商業的製品において水銀スイッチを廃止することを奨励したり、要求したりする政府の規制の採用が促進されている。しかしながら、今日まで全体に満足できる置換用デバイスが開発されていない。これまで広範に検討された１つの解決案は、カプセル封入されたスイッチ内の水銀をガリウムに基づく合金（ガリウム−インジウム共融合金）に置換することを求めている。かかるガリウム合金は、スイッチの作動温度の代表的レンジにわたって液体であり、低い抵抗率を呈する。水銀をガリウム合金に置換する上での主要な障害は、水銀と異なるガリウム合金は、ガラスおよびその他のハウジング材料を湿潤化する性質があることである。このようなハウジング表面の湿潤化は、持続的な電気通路を形成する可能性があり、この通路はスイッチがオフ状態となっても、開とはならなず（または極めてゆっくり開となる）、スイッチを部分的に、または完全に不作動にしてしまう。

従来技術では、ガリウム合金によるハウジング表面の湿潤化の問題に対する種々の解決案が提案されている。ローブレーに付与された米国特許第5,704,958号は、ガラスをシリル化剤、例えばトリメチルクロロシランで処理し、ガラス表面におけるＳｉ−ＯＨ結合を変え、よってこれら結合をガリウムおよびガリウム合金に対して不活性にすることを述べている。テイラー外に付与された米国特許第5,391,846号は、ハウジング表面をフルオロポリマー材料の膜でコーティングすることにより、湿潤化を低減または解消できることを教示している。同じくテイラー外に付与された米国特許第5,792,236号は、ハウジング表面の湿潤化はガリウム合金の酸化によるものであると見なしており、ガリウム合金またはその成分を予備的に処理し、ガリウム合金をハウジングに導入する前に酸化物を除くことを示唆している。

ハウジング表面の湿潤化の低減または解消に成功したと称されている上記およびそれ以外の技術は、従来のカプセル封入されたスイッチの製造技術で使用するには適さないことがある。例えば、一般的なスイッチ製造プロセスは、ハウジングを電極アセンブリにシールするために、ガラスのハウジングをその軟化点まで加熱しなければならない。これによって、湿潤化を低減するために従来技術で使用されている所定のコーティングの溶融または分解、例えばテイラー外に付与された上記米国特許第5,391,846号に提案されているフルオロポリマー材料の溶融または分解が生じることがある。従来技術で進歩した技術のうちの他のものも、異なるハウジング材料（ポリマー、ガラス、セラミックまたは金属）と共に使用するのに適当でないことがあるか、または製造プロセスをかなり複雑にし、コストを高くし得る。

本発明の一実施形態に従って製造されたカプセル封入されたスイッチは、内側容積部を有するハウジングと、内側容積部内に位置するガリウム合金液のプールと、第１および第２電極とを備える。ガリウム合金液のプールは、電極の間の電導通路を制御可能に形成するか、またはその形成を補助するように働く。ガリウム合金液による湿潤化を防止するよう、ハウジングの接触可能な表面は、電気的に絶縁性の無機非金属材料、例えばアルミナまたは硝酸ホウ素の膜でコーティングされている。この記載のコーティング材料は、一般的に耐熱性があり、従来の製造プロセス中、例えば電極をハウジングにシールするためにガラスハウジングをその軟化点まで加熱する間に受ける可能性がある高温に耐えることができる。

本発明の別の実施形態によれば、ガリウム合金液によるハウジングの湿潤化は、ハウジングの接触可能な表面にパーフルオロカーボン液の膜を塗布することによって解消できる。

本発明の別の様相によれば、電気的に絶縁性の無機非金属材料またはパーフルオロカーボン材料の膜のコーティングを塗布することにより、ハウジングの内側表面を調製するステップと、ハウジングへある量のガリウム合金液を添加するステップと、次に電極がハウジングの内部まで進入するよう電極アセンブリにハウジングをシールするステップとを含む、カプセル封入されたスイッチの製造方法が提供される。

本発明に含まれる装置および方法は、従来の水銀を使用したカプセル封入スイッチに類似する性能特性を有する、無毒性の材料を使用するカプセル封入されたスイッチの製造を可能にする。

オン状態の配向にある、本発明の一実施形態に従って構成された傾斜スイッチの横断面を示す。 オフ状態の配向にある、本発明の一実施形態に従って構成された傾斜スイッチの横断面を示す。 ガリウム合金の液体によるハウジングの湿潤化を解消するようコーティングが塗布されている傾斜スイッチハウジングの一部を部分図で示す。 コーティングがない場合のガリウム合金の液体によるハウジング表面の湿潤化を示す。 オン状態の配向にある、本発明の一実施形態に従って構成された湿潤化されたリードスイッチの横断面を示す。 オフ状態の配向にある、本発明の一実施形態に従って構成された湿潤化されたリードスイッチの横断面を示す。 カプセル封入されたスイッチを製造するための方法のステップを示すフローチャートである。

以下、本発明の所定の実施形態について説明する。これら実施形態は、発明を限定するものではなく、発明を説明するためのものであること、および任意の数のスイッチまたはアナログデバイスに関連して本発明の特徴を有利に使用できると理解すべきである。本明細書で使用するような「スイッチ」なる用語は、導線の間で電気的通路を選択的に形成できる任意のデバイスを意味し、この用語は、特にその範囲内で別の電気回路を介してスイッチ状態を制御するリレーまたは他の構造体も含むものである。

図１Ａおよび１Ｂは、本発明の一実施形態に従って製造された傾斜スイッチ１００をおおまかな横断面図で示す。以下、本明細書で更に説明するように、このスイッチ１００は、図１Ａではオン状態の配向に示されており、図１Ｂではオフ状態の配向に示されている。傾斜スイッチ１１０はハウジング１０５を含み、このハウジングはガリウム合金プール１１５と称す、ある量のガリウム合金液を含む、シールされた内側容積部１１０を構成している。ハウジング１０５は、一般に電気的に絶縁性の材料、例えばガラスまたはセラミックから形成されるが、所定の実現例に対しては、金属のような導電性材料も使用できる。ハウジング１０５は、一体的な構造にしてもよいし、またはその代わりに製造プロセス中に接合または他の方法で取り付けられる多数の部品から形成してもよい。

ガリウム合金プール１１５は、導電性の液体を構成し、この導電性の液体は、内容積部１１０内でこの液体が占める空間に応じて、電極１２０と１２５との間の電気的通路を形成したり、遮断したりする。図１Ａでは、スイッチ１００は直立オン位置に示されており、ここで、ガリウム合金プール１１５は電極１２０と１２５とを架橋する内側容積部１１０内の空間を占め、電流が電極間を流れることができるようにしている。代表的な実現例では、ガリウム合金はガリウムとインジウムおよびオプションの成分である錫、亜鉛、銀および／または鉛から構成される。かかる合金は、種々の業務用途で使用されており、ガリウム−インジウム−錫合金の供給元として、ガリスタン（Galistan）を商品名とする合金を販売している、ドイツ・ゲシュヴェンダーのゲラテルムメディカルＡＧ、および商品名インダロイ（Indalloy）４６Ｌでガリウム−インジウム合金を販売している米国ニューヨーク州ユティカのインジウムコーポレーションが挙げられる。これらガリスタンおよびインダロイ４６Ｌ合金は、−１９℃〜７℃の融点を有するので、これまで歴史的に水銀に基づくスイッチが使用されているほとんどの用途での代表的な作動温度で液相状態となっている。ガリスタンおよびインダロイ４６Ｌ合金を説明のための例として引用するが、本発明は特定のガリウム合金組成物と共に使用することだけに限定されると見なすべきでないことに留意すべきである。

適当な導電性材料またはこれら材料の組み合わせから製造された電極１２０および１２５は、ハウジング１０５を貫通し、ハウジングの内側容積部１１０内に延びている。内側容積部１１０が周辺環境から閉じられ、よってガリスタン合金プール１１５の漏れを防止するだけでなく、スイッチ材料と反応し、スイッチの性能を劣化させる周辺酸素および／またはその他のガスの進入も防止するよう、電極はハウジング１０５の隣接領域に対してシールされている。一般に内側容積部１１０は、非反応性ガスで満たされる。これとは異なり、内側容積部１１０が真空状態に維持されるよう、製造中に内側容積部１１０を真空にしてもよい。

背景技術の章で述べたように、ガリウム合金はガラスおよびその他の一般的に使用されるスイッチのハウジング材料を湿潤化するという望ましくない性質を有する。ハウジングの内側表面の湿潤化、およびそれに付随する問題を防止するために、ガリウム合金プール１１５が接触し得るハウジング１０５のすべての表面が、ガリウム合金によって湿潤化されないよう選択された材料の膜１３０によってコーティングされる。本発明は、非湿潤化条件を満たす２組の材料、例えば電気的に絶縁性の無機の非金属材料、例えばアルミナおよび硝酸ホウ素、およびパーフルオロカーボン液を含む。ハウジング１０５の一部を部分図で示す図２Ａを参照すると、ハウジング１０５の内側表面の上には上記材料のうちの１つの膜１３０が重なっている。図４を参照し、以下、スイッチ製造中に膜１３０を塗布するための方法について説明する。ある量のガリウム合金２１０は、非湿潤性に起因し、比較的狭い面積にわたって層２０５に接触するコンパクトな粒子を形成する。ガリウム合金２１０と膜１３０との間の引っ張り力は小さいので、ガリウム合金はハウジング表面から容易に変位することができ、例えば図１Ｂに示されるように、スイッチ１００の配向をオフ状態に変えることによって加えられる重力の作用により、内側容積内の異なる領域を占めるようになる。これと逆に、湿潤防止コーティングがない場合、ハウジング１０５の材料とガリウム合金との間の引っ張り力が比較的大きいことに起因し、図２Ｂに示されるように、ハウジング１０５の表面上でガリウム合金２１０が広がり、ガリウム合金は、スイッチの配向が変わっても、または他の力が加えられても、ハウジング１０５に連続して付着し得る。上記のように、このような挙動は望ましくない。その理由は、その結果、持続的な導電性通路が形成され、スイッチ１０５がオフ位置に移動しても、電極１２０の間で電流が流れ続けるような結果となることがあり得るからである。

図３Ａおよび３Ｂは、本発明の別の実施形態に従って構成され、湿潤化したリードスイッチ３００を示す。この湿潤化したリードスイッチ３００は、電極３０５および３１０を含み、これら電極はハウジング３１５を貫通して終端し、その終端部に磁化可能なリード３２０および３２５が接続している。リード３２０および３２５の端部、すなわち接触部分は、図３Ａに示されるように、スイッチ３００がオフ状態のときにギャップが生じるように分離しているので、このとき、電極３０５と３１０との間には電流は流れない。スイッチ３００に永久磁石を接近させるか、またはスイッチ３００に隣接する磁気コイルに電流を供給することにより発生できる磁界が存在すると、リード３２０と３２５が接触し、図３Ｂに示されるように電極３０５と３１０の間に導電性通路が形成される。

ハウジング３１５はガリウム合金液３３０のプールを含み、このプールは、毛細管作用により電極３０５から引き上げられた状態にあり、リード３２０および３２５の端部部分を湿潤化している。リードの端部部分にガリウム合金が存在していることにより、接点が閉鎖するための抵抗パスを下げ、接点のバウンドまたはチャッタリングを減衰によりなくし、よって広い範囲の温度および接点負荷電流にわたって一貫した予測可能な抵抗を生じさせている。ガリウム液のプール３３０によるハウジング３１５の内側表面の湿潤化から生じる問題（例えば電極３０５と３１０との間の意図しない導電路の形成）を防止するために、ハウジングの内側表面には湿潤化防止剤の膜３３５を塗布する。傾斜スイッチの実施形態に関連してこれまで説明したように、湿潤化防止剤は絶縁性無機非金属材料、例えばアルミナまたは硝酸ホウ素またはパーフルオロカーボン液の形態をとり得る。ハウジング３１５は、スイッチ材料と酸素との反応から生じる問題を防止するために、製造中に真空状態にするか、または非反応性ガスで満たすことが好ましい。

本発明の実施形態に従って構成できるカプセル封入スイッチの（発明を限定するのではなく、発明を説明するために示した）別の例として、変位リレーまたはプランジャースイッチがある。このスイッチでは、電磁的に作動されるプランジャー機構の作用により、スイッチの内側の内部でガリウム合金が変位する。かかるスイッチのハウジングの内側表面は、上記と実質的に同じように、絶縁性の無機非金属材料、例えばアルミナまたは硝酸ホウ素、もしくはパーフルオロカーボン液の膜でコーティングされており、ガリウム合金液によるハウジング表面の湿潤化を防止している。

図４は、本発明の一実施形態に係わるカプセル封入されたスイッチを製造するための方法のステップを示すフローチャートである。スイッチ４０５では、汚染物を除き、酸化物の形成を防止するように、スイッチのハウジング、例えば図１に示されたスイッチ１００のハウジング１０５および例えば電極１２０および１２５を含む電極アセンブリを、クリーニングし、処理する。このハウジングおよび電極アセンブリのクリーニングおよび処理は、濃縮された酸、例えば塩酸（ＨＣｌ）による洗浄を必要とし得る。しかしながら、製造されたスイッチ内に残留するＨＣｌまたは他の酸が存在することは、例えば高抵抗率のガリウム−インジウム塩化物の塩の形成により、性能を劣化させ得る。このような性質の問題を解決するために、最終組み立て前にスイッチコンポーネントからＨＣｌまたは酸のすべてを除去しなければならず、この除去はコンポーネントを、例えば３Ｍ社（米国ミネソタ州、メープルウッド）から入手できる一連のパーフルオロカーボン液であるフルオリナートのような適当な液体でコンポーネントのその後の洗浄を行うことによって達成できる。

次に、ステップ４１０にて、スイッチハウジングの内側表面、例えばガリウム合金が接触し得る表面に、湿潤化防止剤を塗布する。この湿潤化防止剤を塗布する方法は、コーティング材料の選択に応じて決まる。水中またはその他の液体キャリア内に無機非金属材料（例えばアルミナまたは硝酸ホウ素の粒子）の添加物を含むペイントを塗布し、次にキャリアを蒸発させ、コーティング（塗膜）を形成することにより、内側表面をコーティングできる。このタイプのペイントは、アレムコプロダクツ社（米国ニューヨーク州バレーコッテージ）から市販されている。無機非金属コーティングを塗布するのに適したその他の技術として、スパッタリング、物理的気相法および化学的気相法があるが、これらだけに限定されない。

湿潤化防止剤に対してパーフルオロカーボン液を使用する場合、ハウジングの内側表面に対する塗布は、ハウジングの内側を適当な量のパーフルオロカーボン液で洗浄し、ハウジング表面に付着する残留膜層を残すことによって簡単に実行できる。種々の組成のパーフルオロカーボン液は、例えば３Ｍ社によって販売されているフルオリナート液の上記ファミリーとして市販されている。この塗布に好ましいパーフルオロカーボン配合剤は、ＦＣ−４０フルオリナート液であり、この液は１２個の炭素原子を主に有するパーフルオロ化合物の混合物である。一般に、かかるパーフルオロカーボン液は電気的に絶縁性であり、化学的に不活性であり、代表的なスイッチ作動温度で液相のままである。上記のように、スイッチコンポーネントからＨＣｌを除くのに、フルオリナートまたは他のフルオロカーボン液も使用できるので、フルオロカーボン洗浄はＨＣｌ除去と湿潤化防止コーティングの塗布の二重の機能を奏することができる。

ハウジングの内側表面に湿潤化防止剤を塗布した後に、ハウジングに電極アセンブリを取り付け、スイッチを形成し、スイッチの内側容積部に適当な量のガリウム合金液を加える（ステップ４１５）。スイッチに加えるガリウム合金液の量は、スイッチの構造および寸法に応じて決まる。所定の実現例では、スイッチ内に注入する前にガリウム合金液をＨＣｌまたはその他の物質で処理し、形成されている酸化物と反応させることができる。しかしながら、上記のようにスイッチ内部に残留する酸が存在することは、性能にとって有害となり得るので、スイッチ内部にガリウム合金液をデポジットする前に、酸を除去しなければならない。

取り付け／ガリウム合金液添加ステップ４１５は、酸素またはその他の反応性ガスがスイッチの内側容積部を占めることを防止するように、制御された製造環境下で行うことが好ましい。一実現例では、内側容積部は、内部が真空となるようにステップ４１５で脱気する。別の実現例では、スイッチの内部は非反応性ガス、例えば窒素、（高電圧用途には）水素、またはヘリウムで満たす。

最後に、ステップ４２０において、スイッチの内側容積部を周辺環境から閉じて遮断するよう、ハウジングに電極アセンブリをシールする。上記のように、ガラスハウジングの場合、このステップはハウジングまたはその一部を材料軟化点まで加熱し、ガラスがハウジングと電極との間のギャップに流入し、これを塞ぐようにさせる。

図４に示され、これまで説明したような製造方法は、大いに一般化したものであり、本方法は追加ステップを組み込んだり、個々のステップをコンポーネントのサブ部品に加えたり、またはステップのシーケンスの順序を変えたりすることにより、特定のスイッチの構造および条件に適合させることができると理解できよう。

以上で、本発明の詳細な説明を参照して本発明について記載したが、上記記載は、特許請求の範囲に記載した発明の範囲を示すものであり、発明の範囲を制限するものではないことも理解できよう。特許請求の範囲において、他の特徴、利点および変更も可能である。

１００ スイッチ
１０５ ハウジング
１１０ 内側容積部
１１５ ガリウム合金プール
１２０、１２５ 電極
１３０ 膜
２０５ 膜
２１０ ガリウム合金
３００ リードスイッチ
３０５、３１０ 電極
３１５ ハウジング
３２０、３２５ リード
３３０ ガリウム液プール

Claims (31)

1. 内側容積部を構成するハウジングと、
   前記内側容積部内に位置するガリウム合金液のプールと、
   前記内側容積部内に位置する第１および第２電極とを備え、本スイッチがオン状態となっているときに、前記ガリウム合金液のプールは第１電極と第２電極との間の電気的導通路を形成するか、またはその形成を補助し、
   更に、前記ガリウム合金液による前記ハウジングの内側表面の湿潤化を防止するよう、前記ハウジングの前記内側表面の少なくとも一部に載る、電気的に絶縁性の無機非金属材料の層を含む、カプセル封入されたスイッチ。
2. 前記電気的に絶縁性の無機非金属材料は、硝酸ホウ素を含む、請求項１に記載のカプセル封入されたスイッチ。
3. 前記電気的に絶縁性の無機非金属材料は、アルミナを含む、請求項１に記載のカプセル封入されたスイッチ。
4. 絶縁性ガリウム合金液は、ガリウム−インジウム合金を含む、請求項１に記載のカプセル封入されたスイッチ。
5. 前記第１電極および第２電極は、第１リードおよび第２リードを含み、通常、これら第１リードと第２リードとは分離しているが、磁界の存在下で接触するように移動自在となっている、請求項１乃至４の何れか１項に記載のカプセル封入されたスイッチ。
6. 前記ガリウム合金液のプールは、前記第１電極と前記第２電極との間に導電路が存在しない第１位置と前記プールが導電路を形成する第２位置との間で変位自在となっている、請求項１乃至４の何れか１項に記載のカプセル封入されたスイッチ。
7. 前記スイッチの作動中に、前記スイッチの重力配置を変更することにより、前記ガリウム合金液のプールは第１位置と第２位置との間で変位する、請求項６に記載のカプセル封入されたスイッチ。
8. 前記ハウジングの少なくとも一部は、ガラス材料から製造されている、請求項１に記載のカプセル封入されたスイッチ。
9. 内側容積部を構成するハウジングと、
   前記内側容積部内に位置するガリウム合金液のプールと、
   前記内側容積部内に位置する第１および第２電極を備え、本スイッチがオン状態となっているときに、前記ガリウム合金液は、第１電極と第２電極との間の電気的導通路を形成するか、またはその形成を補助し、
   更に、前記ガリウム合金液による前記ハウジングの内側表面の湿潤化を防止するよう、前記ハウジングの前記内側表面の少なくとも一部に載る、パーフルオロカーボンの層を含む、カプセル封入されたスイッチ。
10. 絶縁性ガリウム合金液は、ガリウム−インジウム合金を含む、請求項９に記載のカプセル封入されたスイッチ。
11. 前記第１電極および第２電極は、第１リードおよび第２リードを含み、通常、これら第１リードと第２リードとは分離しているが、磁界の存在下で接触するように移動自在となっている、請求項９に記載のカプセル封入されたスイッチ。
12. 前記ガリウム合金液のプールは、前記第１電極と前記第２電極との間に導電路が存在しない第１位置と前記プールが導電路を形成する第２位置との間で変位自在となっている、請求項９に記載のカプセル封入されたスイッチ。
13. 前記スイッチの作動中に、前記スイッチの重力配置を変更することにより、前記ガリウム合金液のプールは第１位置と第２位置との間で変位する、請求項１２記載のカプセル封入されたスイッチ。
14. 前記ハウジングの少なくとも一部は、ガラス材料から製造されている、請求項９に記載のカプセル封入されたスイッチ。
15. ガリウム合金により表面の湿潤化の可能性を低減するように表面を処理するための方法において、電気的に絶縁性の無機非金属材料によって前記表面をコーティングするステップを含む方法。
16. 前記電気的に絶縁性の無機非金属材料は、アルミナを含む、請求項１５に記載の方法。
17. 前記電気的に絶縁性の無機非金属材料は、硝酸ホウ素を含む、請求項１５に記載の方法。
18. 前記表面をコーティングする前記ステップは、液体キャリア内に懸濁された電気的に絶縁性の無機非金属材料の粒子を有するペイントを塗布することを含む、請求項１５に記載の方法。
19. 前記表面をコーティングする前記ステップは、化学的気相法により電気的に絶縁性の無機非金属材料を塗布することを含む、請求項１５に記載の方法。
20. ガリウム合金により表面の湿潤化の可能性を低減するように表面を処理するための方法において、パーフルオロカーボン液によって前記表面をコーティングするステップを含む方法。
21. 電気的に絶縁性の無機非金属材料と、パーフルオロカーボン材料から成る群から選択された湿潤化防止剤のコーティングを、ハウジングの内側表面に塗布するステップと、
    ある量のガリウム合金を前記ハウジングの内側容積部に添加するステップと、電極アセンブリを前記ハウジングに取り付け、シールするステップとを含む、カプセル封入されたスイッチを製造する方法。
22. 前記湿潤化防止剤を塗布する前記ステップは、液体キャリア内に懸濁された電気的に絶縁性の無機非金属材料の粒子を有するペイントを塗布することを含む、請求項２１に記載の方法。
23. 前記湿潤化防止剤は、アルミナを含む、請求項２１に記載の方法。
24. 前記湿潤化防止剤は、硝酸ホウ素を含む、請求項２１に記載の方法。
25. 前記湿潤化防止剤を塗布する前記ステップは、化学的気相法により電気的に絶縁性の無機非金属材料を塗布することを含む、請求項２１に記載の方法。
26. 前記電極アセンブリを前記ハウジングにシールする前に、前記ハウジングの前記内側容積部を真空状態するステップを更に含む、請求項２１乃至２５の何れか１項に記載の方法。
27. 前記電極アセンブリを前記ハウジングにシールする前に、前記ハウジングの前記内側容積部を反応性ガスで満たすステップを更に含む、請求項２１乃至２５の何れか１項に記載の方法。
28. 前記ハウジングおよび前記電極アセンブリのうちの少なくとも１つを酸で洗浄するステップを更に含む、請求項２１に記載の方法。
29. 前記ガリウム合金を酸で洗浄するステップを更に含む、請求項２１に記載の方法。
30. 前記湿潤化防止剤を塗布する前記ステップは、物理的気相法により電気的に絶縁性の無機非金属材料を塗布することを含む、請求項１５に記載の方法。
31. 前記表面をコーティングする前記ステップは、物理的気相法により電気的に絶縁性の無機非金属材料を塗布することを含む、請求項１５に記載の方法。

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