RU2046431C1

RU2046431C1 - Commutation element and process of its manufacture

Info

Publication number: RU2046431C1
Authority: RU
Inventors: Валентин Вячеславович Соколов; Александр Игоревич Родионов; Иван Адольфович Бобко
Original assignee: Валентин Вячеславович Соколов; Александр Игоревич Родионов; Иван Адольфович Бобко
Priority date: 1992-04-07
Filing date: 1992-04-07
Publication date: 1995-10-20

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: commutation element has dielectric parts produced from high-temperature material, including ceramics, which makes it possible to use advanced methods of installation of printed circuit boards by infrared brazing. EFFECT: simplified production process thanks to exclusion of operation of reinforcement of case by immobile contacts, reduced usage of materials owing to arrangement of departing contacts sidewise to rolling of metal strip while forming contact groups. 4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в производстве кнопочных переключателей для телевизоров, приемников и других радиоэлектронных приборов. The invention relates to electrical engineering and can be used in the manufacture of push-button switches for televisions, receivers and other electronic devices.

Существующие технологии изготовления коммутационных элементов в целом схожи и отличаются лишь в деталях, продиктованных особенностями конструкций самих элементов. Existing technologies for the manufacture of switching elements are generally similar and differ only in the details dictated by the structural features of the elements themselves.

В качестве прототипа выбран коммутационный элемент, содержащий корпус, расположенные в нем центральный и боковой неподвижные контакты с боковыми отводящими выводами, подвижный изогнутый контакт и толкатель, установленный в отверстии корпуса с возможностью взаимодействия с подвижным изогнутым контактом. As a prototype, a switching element is selected comprising a housing, central and lateral fixed contacts located in it with lateral outlet leads, a movable curved contact and a pusher installed in the housing opening to interact with the movable curved contact.

Способ изготовления коммутационного элемента включает формирование из металлической ленты путем поэлементной штамповки центрального и боковых неподвижных контактов коммутационного элемента с отходящими выводами, направленными вдоль проката металлической ленты. Затем укладывают отрезок металлической ленты со сформированными контактами в пресс-форму и производят заливку синтетической смолой для формирования корпуса коммутационного элемента. Далее корпус с армированными неподвижными контактами и отходящими выводами поединично отсекают от металлической ленты, после чего следует сборка. В полость корпуса укладываются предварительно изготовленные подвижный изогнутый контакт и толкатель. Крепежная крышка неразъемно соединяется с корпусом для предотвращения выпадания толкателя из собранного коммутационного элемента. A method of manufacturing a switching element includes the formation of a metal strip by elementwise stamping of the central and lateral fixed contacts of the switching element with outgoing leads directed along the rolled metal strip. Then they lay a piece of metal tape with the formed contacts in the mold and fill it with synthetic resin to form the body of the switching element. Next, the housing with armored fixed contacts and outgoing leads is unitarily cut off from the metal strip, followed by assembly. A prefabricated movable curved contact and a pusher are laid in the body cavity. The mounting cover is permanently connected to the housing to prevent the plunger from falling out of the assembled switching element.

Данному методу изготовления присущи недостатки. Так, формирование неподвижных контактов производится с расположением выводов вдоль проката металлической ленты, что приводит к повышенному расходу материала. Формирование корпуса с армированными выводами является наиболее трудоемкой и малопроизводственной операцией за счет ручной установки арматуры в пресс-форму. Метод литья корпуса из синтетических смол накладывает ограничения на материал, так как исключается возможность использования высокотемпературных материалов типа АГ или ДСВ, для которых требуется прессование. This manufacturing method has inherent disadvantages. So, the formation of fixed contacts is made with the location of the terminals along the rolled metal strip, which leads to increased consumption of material. The formation of the housing with reinforced leads is the most time-consuming and low-production operation due to the manual installation of valves in the mold. The method of casting a housing made of synthetic resins imposes restrictions on the material, since the possibility of using high-temperature materials such as AG or DSV, which requires pressing, is excluded.

Конструкция коммутационного элемента продиктованная вышеописанным методом, также имеет недостатки, так как в силу использования синтетических смол ограничивает способы установки элементов на печатные платы. При пайке такого элемента возможна термическая деформация корпуса, что может привести к выходу элемента из строя. The design of the switching element, dictated by the above method, also has drawbacks, since, due to the use of synthetic resins, it limits the methods of installing elements on printed circuit boards. When soldering such an element, thermal deformation of the case is possible, which can lead to the failure of the element.

На фиг. 1 изображена металлическая лента с отформованными контактными группами; на фиг. 2 конструкция коммутационного элемента в порядке его сборки. In FIG. 1 shows a metal strip with molded contact groups; in FIG. 2 design of the switching element in the order of its assembly.

Сущность изобретения состоит в упрощении технологии изготовления за счет исключения армирования корпуса, увеличения коэффициента использования материала и возможности применения для корпуса высокотемпературных материалов, в том числе и керамики. Способ изготовления включает формирование неподвижных центрального 1 и боковых 2 контактов с отходящими выводами 3, расположенными поперек проката металлической ленты (фиг.1). Поэлементно разрезаются контактные группы по линиям А фиг.1. Изготавливаются нижняя часть 4 корпуса, верхняя часть 5 корпуса, подвижный контакт 6, толкатель 7 и накладка 8 (фиг.2). После этого производится сборка коммутационного элемента в следующей последовательности. В верхнюю часть 5 корпуса вставляются последовательно толкатель 7, подвижный контакт 6, неподвижные контакты 9, после чего нижняя часть 4 корпуса скрепляется с верхней частью 5 корпуса. На выступающую часть толкателя 7 надевается накладка 8. The essence of the invention is to simplify manufacturing technology by eliminating the reinforcement of the housing, increasing the utilization of the material and the possibility of using high-temperature materials, including ceramics, for the housing. The manufacturing method includes the formation of fixed central 1 and side 2 contacts with outgoing leads 3 located across the rolled metal strip (figure 1). Contact groups are cut elementwise along lines A of FIG. 1. The lower part 4 of the housing, the upper part 5 of the housing, the movable contact 6, the pusher 7 and the lining 8 are made (figure 2). After this, the switching element is assembled in the following sequence. A pusher 7, a movable contact 6, fixed contacts 9 are sequentially inserted into the upper part 5 of the housing, after which the lower part 4 of the housing is fastened to the upper part 5 of the housing. On the protruding part of the pusher 7 slips 8.

Описанная технология изготовления позволяет получать коммутационные элементы, соответствующие современным требованиям электронной промышленности. Последнее десятилетие развития зарубежной электронной промышленности характеризуется интенсивным внедрением технологии поверхностного монтажа. Предполагается, что в течение 90-х годов технология поверхностного монтажа заменит традиционные методы сборки печатных плат. Развитие данной технологии сдерживается отсутствием электронных компонентов, специально разработанных для использования технологии поверхностного монтажа. Одним из наиболее важных факторов, учитываемых при разработке электронных компонентов, являются термические перегрузки за счет более полного размещения компонентов на печатной плате, а также самих материалов этих компонентов. В основном в технологии поверхностного монтажа применяются три вида пайки компонентов на печатные платы. Это пайка волной, применение которой постепенно уменьшается в связи с проблемами непропаянных соединений и необходимостью использования специальных конструкторских ухищрений в выполнении выводных концов для исключения газовых карманов, появляющихся за конструкцией выводов вдоль направления волны припоя. Используются также инфракрасная (ИК) пайка оплавлением дозированного припоя, пайка оплавлением дозированного припоя в паровой фазе. Различие с технологической точки зрения между последними методами пайки заключается в разной степени термического удара. ИК-установки пайки обеспечивают величину термоудара, не превышающую 4^оС/с, как в зоне нагрева, так и в зоне
оплавления. Установки пайки в паровой фазе обеспечивают скорость нагрева в зоне оплавления от 12-50^оС/с. Некоторые поставщики компонентов для поверхностного монтажа (например, фирмы АХ и МРАТА) установили предельное значение скорости подъема температуры 2-4^оС/с. Установки ИК-пайки обеспечивают менее жесткие условия технологического процесса по сравнению с установками пайки в паровой фазе. В ИК-установках время воздействия высокой температуры составляет 10 с, а в установках пайки в паровой фазе 30-90 с. Избыточное время нагрева, а также термоудары способствуют образованию трещин и иных разрушений у армированных компонентов вследствие разных коэффициентов линейного расширения материалов выводов и корпусов, что вызывает термическую деградацию низкотемпературных пластиков, используемых для изготовления некоторых компонентов. Выполнение корпусов из керамических материалов в сочетании с вставными контактами позволяет избежать вышеуказанные проблемы.The described manufacturing technology allows to obtain switching elements that meet the modern requirements of the electronic industry. The last decade of the development of the foreign electronic industry is characterized by the intensive introduction of surface mounting technology. It is believed that during the 1990s, surface mount technology will replace traditional assembly methods for printed circuit boards. The development of this technology is hampered by the lack of electronic components specifically designed to use surface mount technology. One of the most important factors taken into account when developing electronic components is thermal overload due to more complete placement of components on a printed circuit board, as well as the materials of these components themselves. Basically, surface mount technology uses three types of component soldering onto printed circuit boards. This is wave soldering, the use of which is gradually decreasing due to the problems of unsoldered joints and the need to use special design tricks to make lead ends to exclude gas pockets that appear behind the lead design along the direction of the solder wave. Also used are infrared (IR) soldering by reflow of the dosed solder, reflow soldering of the dosed solder in the vapor phase. The difference from the technological point of view between the latest soldering methods lies in the varying degrees of thermal shock. IR soldering installations provide a thermal shock value not exceeding 4 ^° C / s, both in the heating zone and in the zone
reflow. Fitting soldering in the vapor phase to provide a heating rate of fusion zone from 12-50 ^{° C} / s. Some suppliers of components for surface mounting (for example, the company AX and MRAT) have set a limit value for the rate of temperature rise of 2-4 ^o C / s. IR soldering units provide less severe process conditions compared to vapor phase soldering units. In infrared installations, the exposure time to high temperature is 10 s, and in installations for soldering in the vapor phase, 30-90 s. Excessive heating time, as well as thermal shock, contribute to the formation of cracks and other damage to the reinforced components due to different coefficients of linear expansion of the materials of the leads and cases, which causes thermal degradation of the low-temperature plastics used for the manufacture of some components. The execution of cases made of ceramic materials in combination with plug-in contacts avoids the above problems.

Изготовление коммутационного элемента возможно на стандартном оборудовании и из традиционных материалов. Неподвижные контакты 9 изготавливаются из латуни Л-63 или аналогичной методом штамповки с помощью последовательного комбинированного штампа на оборудовании пресс-автомата типа ЩАМ. Скорость штамповки составляет около 120 ударов в минуту. Законченной деталью штамповки является лента с выштампованными выводами длиной около 20 м, свернутая в рулон на кассету с прослойкой типа "коррекс" специального прослоечного материала, не чувствительного к гальваническим электролитам. Далее кассета помещается в гальваническую установку для проведения процесса нанесения гальванического покрытия, представляющего собой многослойное пленочное образование с хорошими электропроводящими свойствами. В случае использования благородных металлов для ленты гальваническое покрытие не требуется. Подвижный контакт 6 выполняется аналогично с отличием лишь в проведении гальванических операций. Части 4 и 5 корпуса и толкатель 7 изготавливаются методом формования керамического порошка с последующим высокотемпературным (1800^оС) обжигом в течение 6-10 ч.The manufacture of the switching element is possible on standard equipment and from traditional materials. Fixed contacts 9 are made of brass L-63 or a similar stamping method using a sequential combined stamp on the equipment of a press machine type SCHAM. The stamping speed is about 120 beats per minute. The finished stamping part is a tape with stamped leads about 20 m long, rolled up onto a cassette with a “correx” type interlayer of a special interlayer material that is not sensitive to galvanic electrolytes. Next, the cassette is placed in a galvanic installation for carrying out the process of applying a galvanic coating, which is a multilayer film formation with good electrically conductive properties. In the case of using noble metals for tape, galvanic coating is not required. The movable contact 6 is performed similarly with the difference only in the conduct of galvanic operations. Parts 4 and 5 of the body and pusher 7 are made by molding ceramic powder followed by high-temperature (1800 ^° C) firing for 6-10 hours.

Claims

1. A switching element comprising a housing, central and lateral fixed contacts located therein with lateral outgoing leads, a movable curved contact and a pusher installed in the housing opening with the possibility of interaction with a movable curved contact, characterized in that it is provided with a patch of high-temperature material, the housing consists of lower and upper parts made with cavities in which the central and lateral fixed contacts with outgoing leads and the movable curved contact are placed , Said pusher situated in the upper housing bore, and said plate is fitted on the projecting portion of the housing.

2. The element according to claim 1, characterized in that the lower and upper parts of the housing, the pusher and the cover are made of ceramic.

3. A method of manufacturing a switching element, including the formation of a metal strip by elementwise stamping of the central and lateral fixed contacts with outgoing leads, the manufacture of a housing, a movable curved contact, a pusher, subsequent assembly, characterized in that the formation of the central and lateral fixed contacts is carried out with the location of the outlet conclusions across the rolled metal strip, make separately the upper and lower parts of the housing, the pusher and the lining of high temperature of material cut elementwise contact groups of fixed contacts and a switching element after assembling fasten the top and bottom of the housing.