RU2487788C2 - Solder wire and method of its production, hermetic connector and method of its production - Google Patents
Solder wire and method of its production, hermetic connector and method of its production Download PDFInfo
- Publication number
- RU2487788C2 RU2487788C2 RU2011128189/07A RU2011128189A RU2487788C2 RU 2487788 C2 RU2487788 C2 RU 2487788C2 RU 2011128189/07 A RU2011128189/07 A RU 2011128189/07A RU 2011128189 A RU2011128189 A RU 2011128189A RU 2487788 C2 RU2487788 C2 RU 2487788C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solder
- insulator
- turns
- spiral
- parts
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)
- Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)
Abstract
Description
Группа изобретений относится к области изготовления прецизионных приборов и изделий электронной техники. Они могут быть использованы, например, для получения вакуум-плотного и термостойкого спая между миниатюрными деталями.The group of inventions relates to the manufacture of precision instruments and electronic products. They can be used, for example, to obtain a vacuum-tight and heat-resistant junction between miniature parts.
Известная по заявке Японии №60-38080, (МПК B23K 35/40; опубл. В о/б "Промышленная собственность" ("Listes"), от 18.06.1985), конструкция проволочного припоя содержит виток.Known by the application of Japan No. 60-38080, (IPC B23K 35/40; publ. In o / b "Industrial Property" ("Listes", from 06/18/1985), the design of the solder wire contains a turn.
Недостатком данной конструкции проволочного припоя является то, что виток выполнен разомкнутым. При нагреве во время пайки разомкнутый виток имеет возможность деформироваться, отойти от охватываемой им первой детали и соприкоснуться с поверхностью второй детали. В этом случае, при расплавлении припой, в состав которого входят активные составляющие, начнет растекаться по поверхностям второй детали и только после этого начнет затекать в кольцевой зазор между соединяемыми деталями. В результате значительная часть припоя не попадет в кольцевой зазор. При изготовлении соединителей с несколькими проводниками существуют большая вероятность их замыкания друг с другом из-за растекания припоя по поверхности, то есть получение брака.The disadvantage of this design of wire solder is that the coil is made open. When heated during soldering, an open coil has the ability to deform, move away from the first part it covers and come into contact with the surface of the second part. In this case, when melting the solder, which includes active components, will begin to spread over the surfaces of the second part and only after that it will begin to flow into the annular gap between the parts to be joined. As a result, a significant portion of the solder will not fall into the annular gap. In the manufacture of connectors with several conductors, there is a high probability of their closure with each other due to the spreading of solder on the surface, that is, getting defective.
Данное устройство является аналогом.This device is an analog.
Известный по заявке Японии №60-38080 (МПК В23К 35/40; опубл. в о/б "Промышленная собственность" ("Listes"), от 18.06.1985) способ изготовления конструкции припоя включает формирование однорядной вичтовой спирали, путем навивки проволочного припоя на оправку, снятие навитых витков с оправки и их нарезку.Known by Japanese application No. 60-38080 (IPC V23K 35/40; published in the industrial property "Listes", 06/18/1985) a method of manufacturing a solder structure involves forming a single-row helical spiral by winding wire solder on the mandrel, removing the wound turns from the mandrel and cutting them.
Недостатком данного способа является получение витка разомкнутым, а также сложность его формирования, так как:The disadvantage of this method is to obtain an open loop, as well as the complexity of its formation, since:
- при изготовлении конструкции припоя, кроме указанных выше действий, необходимо осуществление фиксации витков проволоки на оправке путем их обмотки фольгой, а затем проведение термической обработки;- in the manufacture of the design of solder, in addition to the above steps, it is necessary to fix the turns of wire on the mandrel by wrapping them with foil, and then conducting heat treatment;
- нарезку витков спирали осуществляют в продольном направлении. Если принять во внимание то, что при изготовлении, например, миниатюрного соединителя для пайки его деталей припой выполняется, например, из проволоки диаметром 0,05…0,1 мм в виде витка с внутренним диаметром равным или меньшим 0,8 мм, то нарезка витков в указанном направлении проволоки припоя является трудновыполнимой задачей. В следствии виток получается разомкнутым (конструкция проволочного припоя).- cutting spiral coils is carried out in the longitudinal direction. If we take into account the fact that in the manufacture of, for example, a miniature connector for soldering its parts, the solder is made, for example, from a wire with a diameter of 0.05 ... 0.1 mm in the form of a coil with an inner diameter equal to or less than 0.8 mm, then cutting turns in the indicated direction of the solder wire is a difficult task. As a result, the coil turns open (wire solder design).
Данный способ является наиболее близким аналогом.This method is the closest analogue.
Известен по патенту РФ №2322718 (МПК Н01В 17/26; опубл. в БИ №11 от 20.04.2008, герметичный соединитель, содержащий проводник и керамический изолятор, между проводником и изолятором образован спай из материала припоя.Known by the patent of the Russian Federation No. 2322718 (IPC НВВ 17/26; published in BI No. 11 of 04/20/2008, a sealed connector containing a conductor and a ceramic insulator, a junction of solder material is formed between the conductor and the insulator.
Недостатком данной конструкции является то, что во время соединения изолятора с проводником существует большая вероятность растекания расплавленного припоя, в состав которого входят активные составляющие, по торцовой поверхности изолятора. При наличии в конструкции соединителя металлического корпуса между ним и проводником может произойти замыкание.The disadvantage of this design is that during the connection of the insulator with the conductor there is a high probability of the spreading of the molten solder, which includes active components, on the end surface of the insulator. If there is a metal housing in the connector design, a short circuit may occur between it and the conductor.
Известен по ас №555445 (МПК Н01В 17/26; опубл. в БИ №15 от 25.04.1977) герметичный соединитель, содержащий составной изолятор, по меньшей мере, один внутренний изолятор которого снабжен проводником, выполненным в виде нанесенного на его поверхность металлизированного покрытия, между наружным и внутренним изоляторами образован спай из материала припоя.Known by AC No. 555445 (IPC НВВ 17/26; published in BI No. 15 of 04.25.1977) a hermetic connector containing a composite insulator, at least one inner insulator of which is equipped with a conductor made in the form of a metallized coating applied to its surface A junction of solder material is formed between the outer and inner insulators.
В рассматриваемом соединителе внутренних изоляторов выполнено три.In the considered connector of the internal insulators, three are made.
Недостатками этого соединителя являются:The disadvantages of this connector are:
- возможность снижения надежности электрической проводимости из-за того, что проводник, выполненный в виде металлизированного покрытия, имеет пористую структуру;- the possibility of reducing the reliability of electrical conductivity due to the fact that the conductor, made in the form of a metallized coating, has a porous structure;
- большая вероятность замыкания между контактами из-за растекания расплавленного припоя во время пайки по поверхности наружного изолятора;- a high probability of short circuit between the contacts due to the spreading of the molten solder during soldering on the surface of the external insulator;
- необходимость выполнения спаев между наружным и внутренними изоляторами на обоих торцах наружного изолятора.- the need for junctions between the outer and inner insulators at both ends of the outer insulator.
Данное устройство является наиболее близким аналогом.This device is the closest analogue.
Известный по патенту РФ №2336980 (МПК В23К 01/00; опубл. в бюл. №30 от 27.10.2008) способ изготовления герметичного соединителя включает размещение на соединяемых деталях припоя, нагрев его до температуры плавления, заполнение путем капиллярного течения расплавленным припоем кольцевого зазора между этими деталями, последующее охлаждение припоя.Known according to the patent of the Russian Federation No. 2336980 (IPC V23K 01/00; published in Bulletin No. 30 dated October 27, 2008), a method for manufacturing an airtight connector includes placing solder on the parts to be joined, heating it to the melting temperature, filling the annular gap by capillary flow by molten solder between these parts, subsequent cooling of the solder.
Недостатком данного способа является сложность его осуществления при соединении миниатюрных деталей. Это объясняется тем, что:The disadvantage of this method is the difficulty of its implementation when connecting miniature parts. This is explained by:
- формирование витка, величина диаметра которого равна десяткам мкм, осуществляют вручную из материала припоя, выполненного в виде полоски фольги, толщина которой равна единицам мкм;- the formation of a coil, the diameter of which is equal to tens of microns, is carried out manually from solder material made in the form of a strip of foil, the thickness of which is equal to units of microns;
- установка такого витка между соединяемыми поверхностями деталей в кольцевой зазор, величина которого также равна единицам мкм, является практически невыполнимой задачей.- the installation of such a coil between the joined surfaces of the parts in an annular gap, the value of which is also equal to units of microns, is an almost impossible task.
Данный способ является наиболее близким аналогом.This method is the closest analogue.
Решаемыми задачами группы изобретений являются:The tasks of the group of inventions are:
- снижение себестоимости изготовления конструкции припоя;- reducing the cost of manufacturing the design of solder;
- снижение количества бракованных соединителей среди изготовленных изделий;- reduction in the number of defective connectors among manufactured products;
- увеличение надежности соединителя при эксплуатации в жестких режимах нагрева-охлаждения;- increase the reliability of the connector when operating in hard heating-cooling modes;
Технический результат, достигаемый при использовании настоящих изобретений, заключается в том, что они обеспечили:The technical result achieved by using the present inventions is that they provided:
- повышение надежности электрической проводимости;- improving the reliability of electrical conductivity;
- удержание припоя во время его нагрева около поверхности одной детали над кольцевым зазором, образованным соединяемыми поверхностями двух деталей;- holding the solder during its heating near the surface of one part above the annular gap formed by the joined surfaces of the two parts;
- ограничение области возможного растекания расплавленного припоя размером дополнительно выполненного кольцевого зазора между соединяемыми поверхностями деталей;- limiting the area of possible spreading of the molten solder by the size of an additionally performed annular gap between the joined surfaces of the parts;
- уменьшение габаритов соединителя;- reducing the dimensions of the connector;
- уменьшение количества операций, необходимых для изготовления конструкции припоя;- reducing the number of operations required for the manufacture of the solder structure;
- возможность отекания расплавленного материала припоя по первой детали к кольцевому зазору между соединяемыми поверхностями деталей и его заполнение без существенного растекания припоя по наружной поверхности второй детали;- the possibility of swelling of the molten solder material along the first part to the annular gap between the joined surfaces of the parts and filling it without significant spreading of the solder on the outer surface of the second part;
- в случае обнаружения брака, возникшего из-за растекания расплавленного припоя по торцевым поверхностям изолятора, возможность его исправления, независимо от количества контактов.- in case of detection of marriage resulting from the spreading of molten solder along the end surfaces of the insulator, the possibility of correction, regardless of the number of contacts.
Указанный выше технический результат достигается тем, что:The above technical result is achieved by the fact that:
- в конструкции проволочного припоя, сформированной в виде однорядной винтовой спирали, выполненной с количеством витков, суммарный объем припоя, в которых превышает объем кольцевого зазора предназначенного для образования спая между соединяемыми деталями, внутренний диаметр спирали выполнен с размером, обеспечивающим ее нанизывание на одну из соединяемых деталей с натягом;- in the design of wire solder formed in the form of a single-row helical spiral made with the number of turns, the total volume of solder, in which exceeds the volume of the annular gap intended for the formation of a junction between the joined parts, the inner diameter of the spiral is made with a size that ensures its stringing on one of the connected interference fit parts;
- в способе изготовления конструкции проволочного припоя, включающем формирование однорядной винтовой спирали путем навивки проволочного припоя на оправку, снятие навитых витков с оправки и их нарезку, нарезку витков выполняют в радиальном направлении к оси симметрии витков, отрезая от однорядной винтовой спирали кусок с несколькими витками. При этом общий объем отрезанных витков соответствует количеству проволочного припоя, достаточного для получения спая между соединяемыми деталями;- in a method of manufacturing a design of wire solder, including the formation of a single-row helical spiral by winding the wire solder on the mandrel, removing the wound turns from the mandrel and cutting them, cutting the turns is performed in the radial direction to the axis of symmetry of the turns, cutting off a piece with several turns from a single-row spiral spiral. Moreover, the total volume of cut turns corresponds to the amount of wire solder sufficient to obtain a junction between the parts to be joined;
- в герметичном соединителе, содержащем составной изолятор, по меньшей мере, один внутренний изолятор которого снабжен проводником, выполненным в виде нанесенного на его поверхность металлизированного покрытия, между наружным и внутренним изоляторами образован спай из материала припоя. Внутренний изолятор выполнен с возможностью нанизывания с натягом на него конструкции припоя, сформированной в виде винтовой однорядной спирали. При этом наружный и внутренний изоляторы образовали два кольцевых зазора с разными размерами, первый зазор заполнен путем капиллярного течения припоем с активной составляющей, а второй зазор, размер которого исключает возможность его капиллярного течения, заполнен припоем, по меньшей мере, частично. Внутренний изолятор может быть соединен с наружным изолятором таким образом, что его торец расположен в общей плоскости с торцом наружного изолятора или расположен на удалении от плоскости, проходящей через торец наружного изолятора, при этом величина размера удаления не превышает двух наружных диаметров внутреннего изолятора. Металлизированное покрытие может быть нанесено на оба торца внутреннего изолятора, при этом спай между наружным и внутренним изоляторами электрически соединен с обеими частями металлизированного покрытия;- in a sealed connector containing a composite insulator, at least one inner insulator of which is equipped with a conductor made in the form of a metallized coating deposited on its surface, a junction of solder material is formed between the outer and inner insulators. The internal insulator is made with the possibility of stringing with an interference fit on it a solder structure formed in the form of a single-row helical spiral. In this case, the outer and inner insulators formed two annular gaps with different sizes, the first gap was filled by solder with an active component by capillary flow, and the second gap, the size of which excludes the possibility of its capillary flow, is filled at least partially. The inner insulator can be connected to the outer insulator in such a way that its end is located in a common plane with the end of the outer insulator or is located at a distance from the plane passing through the end of the outer insulator, while the size of the removal does not exceed two outer diameters of the inner insulator. A metallized coating can be applied to both ends of the inner insulator, while the junction between the outer and inner insulators is electrically connected to both parts of the metallized coating;
- в способе изготовления герметичного соединителя, включающем размещение на проводнике и наружном изоляторе припоя, нагрев его до температуры плавления, заполнение путем капиллярного течения расплавленным припоем кольцевого зазора между проводником и наружным изолятором, последующее охлаждение припоя, проволочный припой, выполненный в виде однорядной винтовой спирали, нанизывают с натягом на проводник. Проводник пропускают через наружный изолятор так, чтобы витки спирали были расположены, по меньшей мере, частично в углублении, выполненном на одном из концов отверстия в наружном изоляторе.- in a method for manufacturing a sealed connector, including placing solder on the conductor and the external insulator, heating it to the melting temperature, filling the annular gap between the conductor and the external insulator by capillary flow, subsequent cooling of the solder, wire solder made in the form of a single-row helical spiral, string with an interference fit on the conductor. The conductor is passed through the outer insulator so that the coils of the spiral are located at least partially in the recess made at one end of the hole in the outer insulator.
Выполнение конструкции припоя в виде однорядной винтовой спирали обеспечило возможность удержания припоя при его нагреве около детали, на которую спираль нанизана. Выполнение спирали с количеством витков, суммарный объем припоя в которых достаточен для выполнения спая между соединяемыми деталями, обеспечило заполнение кольцевого зазора между соединяемыми деталями путем капиллярного течения припоя в расплавленном состоянии. При этом объем витков спирали припоя увеличен на величину, частично не попадающей в этот зазор. Выполнение внутреннего диаметра спирали с размером, обеспечивающим ее нанизывание на одну из соединяемых деталей с натягом, обеспечивает удержание припоя около поверхности этой детали до его расплавления. Предложенная новая совокупность признаков обеспечила получение нового результата, а именно, уменьшение вероятности растекания расплавленного припоя по торцовой поверхности наружного изолятора, соединяемого методом активной пайки с внутренним изолятором.The design of the solder in the form of a single-row helical spiral made it possible to hold the solder when it is heated near the part on which the spiral is strung. The execution of the spiral with the number of turns, the total volume of solder in which is sufficient to make a junction between the parts to be joined, ensured the filling of the annular gap between the parts to be joined by capillary flow of the solder in the molten state. In this case, the volume of the turns of the solder spiral is increased by an amount that partially does not fall into this gap. The implementation of the inner diameter of the spiral with a size that ensures its stringing on one of the connected parts with an interference fit, ensures that the solder is kept near the surface of this part until it is melted. The proposed new set of features provided a new result, namely, reducing the likelihood of molten solder spreading over the end surface of the external insulator connected by active soldering to the internal insulator.
Выполнение нарезки винтовой спирали в радиальном направлении обеспечило упрощение процесса резки проволоки независимо от размеров спирали. Отрезание от нее по нескольку витков обеспечило возможность точного дозирования расходуемого во время пайки объема припоя. Зная диаметр проволоки и витка спирали, легко определить его объем и подобрать необходимое количество расходуемого припоя. Предложенная новая совокупность признаков обеспечила получение нового результата, а именно, упрощение способа изготовления конструкции припоя и снижение его себестоимости.Radial cutting of a spiral helix simplified the process of cutting wire irrespective of the size of the spiral. Cutting off several turns from it made it possible to accurately dispense the volume of solder consumed during soldering. Knowing the diameter of the wire and the coil of the spiral, it is easy to determine its volume and select the required amount of solder to be consumed. The proposed new set of features has provided a new result, namely, a simplification of the method of manufacturing the design of the solder and reducing its cost.
Выполнение внутреннего изолятора таким образом, что его торец расположен в общей плоскости с торцом наружного изолятора или расположен на удалении от плоскости, проходящей через торец наружного изолятора, обеспечило возможность выполнения миниатюрных соединителей, у которых внутренний изолятор может иметь, например, диаметр меньше полутора миллиметров. Ограничение величины отклонения торца внутреннего изолятора от плоскости, проходящей через торец наружного изолятора до двух наружных диаметров внутреннего изолятора, исключило вероятность поломки концов внутреннего изолятора, выполненного, например, из керамики, склонной к сколам. При выступании внутреннего изолятора за пределы торца наружного изолятора на расстояние, ограниченное заданной величиной размера, концы внутреннего изолятора имеют достаточную прочность. Образование между наружным и внутренним изоляторами двух кольцевых зазоров с разными размерами исключило возможность растекания расплавленного припоя по поверхности торца наружного изолятора во время выполнения вакуумплотного соединения между изоляторами. Заполнение первого зазора путем капиллярного течения припоем с активной составляющей позволило получить вакуумплотное соединение между внутренним и наружным изоляторами с помощью одного шва. По меньшей мере, частичное заполнение второго зазора, величина размера которого исключает возможность его капиллярного течения припоем, обеспечило удержание припоя около внутреннего изолятора во время заполнения припоем первого зазора. Тем самым исключена возможность растекания припоя по поверхности торца наружного изолятора. При этом проводник, выполненный в виде металлизированного покрытия, может иметь различные варианты исполнения. В первом варианте покрытие наносится на оба торца и цилиндрическую поверхность внутреннего изолятора, а во втором варианте - только на оба торца. В обоих вариантах припой, заполнивший оба кольцевых зазора, выполняет дополнительную функцию электрического проводника, надежность электрической проводимости которого выше, чем у покрытия имеющего рыхлую структуру. Новая совокупность признаков обеспечила получение нового результата, который заключается в снижении количества бракованных соединителей среди изготовленных изделий.The execution of the inner insulator in such a way that its end face is located in a common plane with the end face of the outer insulator or is located at a distance from the plane passing through the end face of the outer insulator has provided the possibility of making miniature connectors in which the inner insulator may have, for example, a diameter of less than one and a half millimeters. The limitation of the deviation of the end face of the inner insulator from the plane passing through the end face of the outer insulator to the two outer diameters of the inner insulator eliminated the possibility of breakage of the ends of the inner insulator made, for example, of ceramic, prone to chips. When the inner insulator protrudes beyond the end of the outer insulator to a distance limited by a predetermined size, the ends of the inner insulator have sufficient strength. The formation between the outer and inner insulators of two annular gaps with different sizes excluded the possibility of spreading molten solder on the surface of the end face of the outer insulator during the implementation of the vacuum-tight connection between the insulators. Filling the first gap by capillary flow with solder with an active component made it possible to obtain a vacuum-tight connection between the inner and outer insulators with a single seam. At least partial filling of the second gap, the size of which eliminates the possibility of its capillary flow by solder, ensured that the solder was kept near the internal insulator during filling of the first gap with solder. This eliminates the possibility of spreading solder on the surface of the end face of the external insulator. In this case, the conductor, made in the form of a metallized coating, can have various options. In the first embodiment, the coating is applied to both ends and the cylindrical surface of the inner insulator, and in the second embodiment, only to both ends. In both versions, the solder filling both ring gaps performs the additional function of an electrical conductor, the reliability of which is higher than that of a coating having a loose structure. A new set of features has provided a new result, which is to reduce the number of defective connectors among manufactured products.
Нанизывание проволочного припоя, выполненного в виде однорядной винтовой спирали, с натягом на проводник обеспечило отекание расплавленного припоя по его поверхности к кольцевому зазору между соединяемыми деталями. Пропускание проводника через изолятор так, чтобы витки спирали были расположены, по меньшей мере, частично в углублении, выполненном на одном из концов отверстия в изоляторе, не позволило части расплавленного припоя, не попавшей в первый кольцевой зазор, заполнить, по меньшей мере, частично второй кольцевой зазор между проводником и изолятором. В результате исключена вероятность растекания расплавленного припоя по торцовой поверхности наружного изолятора. Предложенная новая совокупности признаков обеспечила получение нового результата, а именно, снижение брака среди изготовленных соединителей.Stringing wire solder, made in the form of a single-row helical spiral, with an interference fit on the conductor, ensured that the molten solder flows out over its surface to the annular gap between the connected parts. Passing the conductor through the insulator so that the coils of the spiral were located at least partially in the recess made at one end of the hole in the insulator did not allow the part of the molten solder that did not fall into the first annular gap to fill at least partially the second annular gap between the conductor and the insulator. As a result, the probability of molten solder spreading over the end surface of the external insulator is excluded. The proposed new set of features provided a new result, namely, a decrease in marriage among manufactured connectors.
Группа изобретений поясняется рисунками. На фиг.1 представлена конструкция проволочного припоя; на фиг.2 - проволочный припой, навитый на оправку; на фиг.3 - заготовка конструкции припоя; на фиг.4 - конструкция герметичного соединителя с одним контактом; на фиг.5 - конструкция керамического изолятора; на фиг.6 - вариант конструкции керамического изолятора; на фиг.7 - вариант конструкции керамического изолятора; на фиг.8 - конструкция герметичного соединителя с двумя контактами; на фиг.9 - соединяемые детали герметичного соединителя с установленным на них припоем (вариант 1); на фиг.10 - соединяемые детали герметичного соединителя с установленным на них припоем (вариант 2); на фиг.11 - конструкция припоя и миниатюрный герметичный соединитель, изображенные в оценочном масштабе (для сравнения приведено изображение спички); где 1 - проволочный припой; 2 - оправка; 3 - наружный изолятор; 4 и 8 - внутренние изоляторы; 5 и 9 - проводники; 6 - углубление; 7 - отверстие; dвн - внутренний диаметр спирали; N1, N2, M1, М2, - кольцевые зазоры; T1, Т2, Т3, Т4 - отклонения торцов проводника от торцов наружного изолятора; S - расстояние от нижнего витка спирали припоя до кольцевого зазора меньшего размера;The group of inventions is illustrated by drawings. Figure 1 shows the design of wire solder; figure 2 - wire solder wound on a mandrel; figure 3 - billet design solder; figure 4 - design of a sealed connector with one contact; figure 5 - design of a ceramic insulator; figure 6 is a design variant of a ceramic insulator; Fig.7 is a design variant of a ceramic insulator; on Fig - design of a sealed connector with two contacts; figure 9 - connectable parts of the sealed connector mounted on them solder (option 1); figure 10 - connected parts of a sealed connector mounted on them solder (option 2); figure 11 - design of solder and miniature sealed connector, depicted in the estimated scale (for comparison, an image of a match); where 1 is wire solder; 2 - mandrel; 3 - external insulator; 4 and 8 - internal insulators; 5 and 9 - conductors; 6 - deepening; 7 - hole; d vn is the internal diameter of the spiral; N 1 , N 2 , M 1 , M 2 , - annular gaps; T 1 , T 2 , T 3 , T 4 - deviations of the ends of the conductor from the ends of the external insulator; S is the distance from the lower coil of the solder spiral to the annular gap of a smaller size;
Q - торцевая поверхность.Q is the end surface.
Конструкция проволочного припоя 1 содержит виток.The design of the
Проволочный припой 1 сформирован в виде однорядной винтовой спирали (фиг.1). Спираль выполнена с количеством витков, суммарный объем проволочного припоя 1 в которых достаточен для выполнения спая между соединяемыми деталями. Внутренний диаметр dвн спирали выполнен с размером, обеспечивающим ее нанизывание на одну из соединяемых деталей с натягом.The
Проволочный припой 1 может иметь сечение, например, круглой, квадратной и прямоугольной формы.The
Способ изготовления конструкции проволочного припоя 1 включает следующее.A method of manufacturing a design of
Формирование однорядной винтовой спирали, путем навивки проволочного припоя на оправку 2 (фиг.2), снятие навитых витков с оправки и их нарезку.The formation of a single-row helical spiral by winding wire solder on the mandrel 2 (figure 2), removing the wound turns from the mandrel and cutting them.
Нарезку витков проволочного припоя 1 (фиг.3) выполняют в радиальном направлении к оси симметрии витков, отрезая от заготовки конструкции припоя кусок с несколькими витками (фиг.1), при этом общий объем отрезанных витков соответствует количеству материала припоя достаточного на получение спая между двумя соединяемыми деталями. Количество кусков, отрезаемых от заготовки конструкции припоя, соответствует количеству выполняемых паяных соединений.The cutting of the turns of wire solder 1 (Fig. 3) is performed in a radial direction to the axis of symmetry of the turns, cutting a piece with several turns from the workpiece of the solder structure (Fig. 1), while the total volume of cut turns corresponds to the amount of solder material sufficient to obtain a junction between two connectable parts. The number of pieces cut from the workpiece of the solder structure corresponds to the number of soldered joints to be performed.
Соединитель (фиг.4) содержит составной керамический изолятор, который состоит из наружного изолятора 3 и внутреннего изолятора 4. Проводник 5 выполнен в виде металлизированного покрытия, нанесенного на поверхность внутреннего изолятора 4. Между наружным изолятором 3 и внутренним изолятором 4 образован спай из материала припоя 1.The connector (figure 4) contains a composite ceramic insulator, which consists of an
Наружный и внутренний изоляторы (3 и 4 соответственно) могут быть выполнены, например, из корундовой (ВК 94-1) или форстеритовой (ВФ 52.42.1) керамики. Проводник 5, выполненный в виде электропроводящего слоя, может быть нанесен на поверхность внутреннего изолятора 4, например, плазменным напылением металла или вжиганием металлизационной пасты.The outer and inner insulators (3 and 4, respectively) can be made, for example, of corundum (VK 94-1) or forsterite (VF 52.42.1) ceramics. The
Соединение керамических изоляторов 3 и 4 может быть получено, например, многоступенчатым методом. В этом случае у внутреннего изолятора 4 металлизированное покрытие наносится на оба торца и цилиндрическую поверхность.The connection of
Металлокерамическое соединение может быть получено также одноступенчатым методом. В этом случае сопрягаемые поверхности соединяемых изоляторов 3 и 4 могут быть выполнены не металлизированные. Металлизированное покрытие наносится только на оба торца внутреннего изолятора 4 (на фиг. не показано).The ceramic-metal compound can also be obtained by a single-step method. In this case, the mating surfaces of the
В этом случае выполнение спая из материала припоя 1 с активной составляющей, которой могут являться, например, титан или цирконий, обеспечило высокое смачивание поверхностей керамики.In this case, the execution of the junction from the
В обоих случаях исполнения проводника спай из материала припоя 1 выполняет дополнительную функцию электропроводящего слоя между обоими металлизированными торцами внутреннего изолятора 4.In both cases, the execution of the conductor junction material of
Наружный и внутренний изоляторы образовали между собой два кольцевых зазора с разными размерами M1 и N1 (M1<N1). Для этого на одном из торцов наружного изолятора 3 выполнено углубление 6, расположенное вокруг отверстия 7 (на фиг.5 внутренний изолятор 4, проводник 5 и спай из материала припоя 1 условно не показаны). Внутренний изолятор 4 выполнен в виде цилиндрического стержня. Первый зазор M1 полностью заполнен путем капиллярного течения расплавленного припоя 1. Заполнение объема зазора M1 расплавленным припоем 1 осуществлено при величине зазора например, равного единицам мкм. Второй зазор N1 выполнен с величиной размера, исключающей возможность его заполнения путем капиллярного течения расплавленного припоя 1. Расплавленный припой 1, не попавший в зазор M1, заполнил этот зазор, по меньшей мере, частично. Надежность паяного соединения между наружным и внутренним изоляторами (3 и 4 соответственно) достигается с высокой степенью герметичности.The outer and inner insulators formed two annular gaps with different sizes M 1 and N 1 (M 1 <N 1 ). To do this, at one of the ends of the
Внутренний изолятор 4 может быть выполнен таким образом, что:The
- его торцы расположены в общей плоскости с торцами наружного изолятора 3 (фиг.4);- its ends are located in a common plane with the ends of the external insulator 3 (figure 4);
- его торцы утоплены относительно торцов наружного изолятора 3 (фиг.6);- its ends are recessed relative to the ends of the external insulator 3 (Fig.6);
- его торцы выступают относительно торцов наружного изолятора 3 (фиг.7);- its ends protrude relative to the ends of the external insulator 3 (Fig.7);
- один его торец утоплен относительно первого торца наружного изолятора 3, а второй - выступает относительно второго торца наружного изолятора 3 (на фиг. не показано).- one of its ends is recessed relative to the first end of the
Размеры отклонения T1…T4 торцов проводника 5 от торцов наружного изолятора 3 не превышают двух наружных диаметров внутреннего изолятора 4.The deviation sizes T 1 ... T 4 of the ends of the
В соединителе может быть выполнено внутренних изоляторов с проводниками больше одного, например, два (фиг.8). В этом случае второй внутренний изолятор 8 с проводником 9 выполнен идентично внутреннему изолятору 4 с проводником 5. При этом в наружном изоляторе выполнено второе отверстие, идентичное отверстию 7, изображенному на фиг.5. Между наружными и внутренними 8 изоляторами образованы спаи из припоя 1.In the connector, internal insulators with conductors of more than one, for example, two, can be made (for example, two (Fig. 8). In this case, the second
В случае выполнения одного или нескольких внутренних изоляторов (например, 4 и 8) с проводниками в одном наружном изоляторе при попадании части расплавленного материала припоя 1 на торцы наружного изолятора и замыкания проводников, торцы которых утоплены относительно торцов наружного изолятора, имеется возможность исправления брака. Для этого припой, попавший на торцы наружного проводника, срезается при дополнительной обработке наружного изолятора.If one or several internal insulators (for example, 4 and 8) are made with conductors in the same external insulator when a part of the molten material of
Способ изготовления герметичного соединителя, включает следующее.A method of manufacturing a sealed connector includes the following.
Размещение на соединяемых деталях, например, на наружном изоляторе 3 и внутреннем изоляторе 4 (фиг.4) припоя 1 (фиг.1), нагрев его до температуры плавления. Заполнение, путем капиллярного течения расплавленным припоем кольцевого зазора M1 между этими деталями. Последующее охлаждение припоя.Placement on the connected parts, for example, on the
При пайке можно использовать припой с активной составляющей, например, титаном или цирконием.When soldering, you can use solder with an active component, for example, titanium or zirconium.
Проволочный припой, выполненный в виде однорядной винтовой спирали, нанизывают с натягом на внутренний изолятор 4, который затем пропускают через отверстие 7 (фиг.5) в наружном керамическом изоляторе 3 так, чтобы витки спирали были расположены, по меньшей мере, частично в углублении 6, выполненном на одном из концов отверстия в наружном изоляторе 3. При этом внутренний изолятор 4 с проводником 5 и витками спирали из материала припоя 1 образует со стенками углубления 6 дополнительный кольцевой зазор N1 большего размера (Фиг.4), который препятствует его заполнению путем капиллярного течения расплавленным припоем 1. Расстояние S (Фиг.9) от нижнего витка спирали припоя 1 до кольцевого зазора меньшего размера равно нулю или больше нуля.The wire solder, made in the form of a single-row helical spiral, is strung with an interference fit on the
Во время заполнения путем капиллярного течения расплавленным припоем 1 кольцевого зазора M1 часть его при отекании по внутреннему изолятору остается в кольцевом зазоре N1, который препятствует растеканию припоя 1 по торцевой поверхности Q наружного изолятора 3.During filling by capillary flow with
Вышеописанным способом может осуществляться пайка (фиг.10) керамического наружного изолятора с проводником, выполненным в виде металлического штыря. Проводник типа тела вращения, изготовленный, например, из ковара (сплав 29НК), предпочтительно выполнять с глухим отверстием. В результате (патент РФ №2322718) проводник обладает податливостью и возможностью деформироваться при выполнении спая. Этим предотвращается растрескивание наружного изолятора из-за уменьшения напряжений, вызываемых различием в температурных коэффициентах линейного расширения соединяемых материалов. Выполнение припоя в виде спирали, а в наружном изоляторе кольцевых зазоров М2 и N2 обеспечивает получение вышеуказанного технического эффекта.The above method can be soldered (figure 10) of a ceramic external insulator with a conductor made in the form of a metal pin. A conductor such as a body of revolution made, for example, from Kovar (alloy 29NK), is preferably made with a blind hole. As a result (RF patent No. 2322718), the conductor has flexibility and the ability to deform when performing a junction. This prevents cracking of the outer insulator due to the reduction of stresses caused by the difference in the temperature coefficients of the linear expansion of the materials being joined. The implementation of the solder in the form of a spiral, and in the outer insulator of the annular gaps M 2 and N 2 provides the above technical effect.
Пример. При пайке наружного изолятора с проводником, выполненным в виде металлического штыря, количество витков спирали из материала припоя 1 (Фиг.1), будет задано объемом кольцевого зазора М2 между соединяемыми поверхностями этих деталей и объемом материала припоя 1, расходуемого при его растекании во время пайки в кольцевом зазоре N2. Количество материала проволочного припоя 1, растекающегося при пайке, определяется экспериментально при отработке технологии изготовления соединителя.Example. When soldering an external insulator with a conductor made in the form of a metal pin, the number of turns of the spiral from the solder material 1 (Fig. 1) will be determined by the volume of the annular gap M 2 between the surfaces of these parts to be connected and the volume of the
Нагрев припоя 1 и его охлаждение можно осуществить, например, по известному способу (патент РФ №2278007). Этот способ реализуется на распространенном электровакуумном термическом оборудовании в вакууме 1·10-3-1·10-4 мм. рт.ст. В качестве припоя используют сплав эвтектического состава медь-титан с добавкой легкоплавких металлов олово, индий. Нагрев производят до образования эвтектики медь-титан и выдерживают при этой температуре не менее 20 минут.The heating of the
При взаимном растворении титана, олова и индия в меди получают активный сплав, который обеспечивает при температуре плавления активного сплава смачивание паяемых материалов. Охлаждение производят до температуры 700…750° с выдержкой при этой температуре не менее 20 минут. Дальнейшее охлаждение производят до комнатной температуры.Upon the mutual dissolution of titanium, tin, and indium in copper, an active alloy is obtained, which provides wetting of the brazed materials at the melting temperature of the active alloy. Cooling is carried out to a temperature of 700 ... 750 ° with exposure at this temperature for at least 20 minutes. Further cooling is carried out to room temperature.
На предприятии проведены работы по изготовлению опытных образцов миниатюрных герметичных соединителей и отработаны приемы навивки микроспиралей, которые предназначены для изготовления конструкции проволочного припоя (фиг.1).The company carried out work on the production of prototypes of miniature sealed connectors and worked out methods of winding microcoils, which are designed to manufacture the design of wire solder (figure 1).
Использование данной группы изобретений позволило получить:Using this group of inventions allowed to obtain:
- удержание припоя во время его нагрева около поверхности одной детали над кольцевым зазором, образованным соединяемыми поверхностями двух деталей;- holding the solder during its heating near the surface of one part above the annular gap formed by the joined surfaces of the two parts;
- ограничение области возможного растекания расплавленного припоя размером дополнительно выполненного кольцевого зазора между соединяемыми поверхностями деталей;- limiting the area of possible spreading of the molten solder by the size of an additionally performed annular gap between the joined surfaces of the parts;
- уменьшение габаритов соединителя;- reducing the dimensions of the connector;
- уменьшение количества операций, необходимых для изготовления конструкции припоя;- reducing the number of operations required for the manufacture of the solder structure;
- возможность отекания расплавленного материала припоя по первой детали к кольцевому зазору между соединяемыми поверхностями деталей и его заполнение без существенного растекания припоя по наружной поверхности второй детали;- the possibility of swelling of the molten solder material along the first part to the annular gap between the joined surfaces of the parts and filling it without significant spreading of the solder on the outer surface of the second part;
- в случае обнаружения брака, возникшего из-за растекания расплавленного припоя по торцевым поверхностям изолятора, возможность его исправления, независимо от количества контактов.- in case of detection of marriage resulting from the spreading of molten solder along the end surfaces of the insulator, the possibility of correction, regardless of the number of contacts.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011128189/07A RU2487788C2 (en) | 2011-07-07 | 2011-07-07 | Solder wire and method of its production, hermetic connector and method of its production |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011128189/07A RU2487788C2 (en) | 2011-07-07 | 2011-07-07 | Solder wire and method of its production, hermetic connector and method of its production |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011128189A RU2011128189A (en) | 2013-01-20 |
RU2487788C2 true RU2487788C2 (en) | 2013-07-20 |
Family
ID=48791317
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011128189/07A RU2487788C2 (en) | 2011-07-07 | 2011-07-07 | Solder wire and method of its production, hermetic connector and method of its production |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2487788C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108406160A (en) * | 2018-01-31 | 2018-08-17 | 郑州机械研究所有限公司 | A kind of preparation method and its device of the compound medicine core solder cake of double helix state |
CN109500513A (en) * | 2018-12-30 | 2019-03-22 | 柳州凯通新材料科技有限公司 | A kind of processing method of no slag abrasion-resistant welding wire |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU555445A1 (en) * | 1974-02-08 | 1977-04-25 | Предприятие П/Я А-1857 | Vacuum tight electrical input |
SU1073053A1 (en) * | 1982-02-25 | 1984-02-15 | Предприятие П/Я А-7844 | Method of producing soldering rings |
SU1599173A1 (en) * | 1988-08-08 | 1990-10-15 | Институт Электросварки Им.Е.О.Патона | Composite solder |
JP2002252294A (en) * | 2001-02-22 | 2002-09-06 | Sumitomo Metal Electronics Devices Inc | Solder and semiconductor package using it |
JP2005052856A (en) * | 2003-08-01 | 2005-03-03 | Human Unitec Co Ltd | Linear lead-free solder wire, its manufacturing method, and solder joining method |
RU2322718C1 (en) * | 2006-10-03 | 2008-04-20 | Российская Федерация в лице Федерального агентства по атомной энергии | Hermetically sealed bushing insulator |
RU2336980C2 (en) * | 2006-10-03 | 2008-10-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственный заказчик - Федеральное агентство по атомной энергии | Method of ceramics soldering with metals and nonmetals |
-
2011
- 2011-07-07 RU RU2011128189/07A patent/RU2487788C2/en active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU555445A1 (en) * | 1974-02-08 | 1977-04-25 | Предприятие П/Я А-1857 | Vacuum tight electrical input |
SU1073053A1 (en) * | 1982-02-25 | 1984-02-15 | Предприятие П/Я А-7844 | Method of producing soldering rings |
SU1599173A1 (en) * | 1988-08-08 | 1990-10-15 | Институт Электросварки Им.Е.О.Патона | Composite solder |
JP2002252294A (en) * | 2001-02-22 | 2002-09-06 | Sumitomo Metal Electronics Devices Inc | Solder and semiconductor package using it |
JP2005052856A (en) * | 2003-08-01 | 2005-03-03 | Human Unitec Co Ltd | Linear lead-free solder wire, its manufacturing method, and solder joining method |
RU2322718C1 (en) * | 2006-10-03 | 2008-04-20 | Российская Федерация в лице Федерального агентства по атомной энергии | Hermetically sealed bushing insulator |
RU2336980C2 (en) * | 2006-10-03 | 2008-10-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственный заказчик - Федеральное агентство по атомной энергии | Method of ceramics soldering with metals and nonmetals |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108406160A (en) * | 2018-01-31 | 2018-08-17 | 郑州机械研究所有限公司 | A kind of preparation method and its device of the compound medicine core solder cake of double helix state |
CN108406160B (en) * | 2018-01-31 | 2020-08-28 | 郑州机械研究所有限公司 | Preparation method and device of double-helix composite flux-cored brazing filler metal cake |
CN109500513A (en) * | 2018-12-30 | 2019-03-22 | 柳州凯通新材料科技有限公司 | A kind of processing method of no slag abrasion-resistant welding wire |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011128189A (en) | 2013-01-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8754735B2 (en) | High temperature electromagnetic coil assemblies including braided lead wires and methods for the fabrication thereof | |
US9076581B2 (en) | Method for manufacturing high temperature electromagnetic coil assemblies including brazed braided lead wires | |
US9508519B2 (en) | Fuse and manufacturing method thereof | |
US8205786B1 (en) | Electromagnetic coil assemblies including aluminum wire splice connectors, aluminum wire splice connectors, and associated methods | |
US9027228B2 (en) | Method for manufacturing electromagnetic coil assemblies | |
JP2005183941A (en) | Composite conductor, superconductive device system, and manufacturing method of composite conductor | |
JP2009070824A (en) | Fuse equiped with fuse main body with slot | |
RU2487788C2 (en) | Solder wire and method of its production, hermetic connector and method of its production | |
TWM530462U (en) | Anti-surge wire wound resistor | |
JP2011138911A (en) | Wound coil component, and method of manufacturing the same | |
JP2009187743A (en) | Superconductive tape wire rod, and repair method of defective portion | |
US10340682B2 (en) | Electronic device and method of manufacturing the same | |
US11204370B2 (en) | Probe | |
US8212480B2 (en) | Ceramic discharge lamp including first and second layer of brazing material and method of manufacturing ceramic discharge lamp | |
JP4899735B2 (en) | Coaxial connector and manufacturing method thereof, superconducting device and manufacturing method thereof | |
KR20180103906A (en) | A corona igniter having a sealing burner at an inner diameter of an insulator | |
JPH09297069A (en) | Temperature detecting sensor | |
KR101645020B1 (en) | Temperature sensor and manufacturing method for temperature sensor | |
CN106683954B (en) | Fuse component, monomer preparation method and the Wound-rotor type safety device including monomer | |
RU2340036C1 (en) | Method of traveling-wave tube slow-wave structure manufacture | |
RU2560080C2 (en) | Sealed device with current conductor | |
TWI719679B (en) | Manufacturing process and structure of cylindrical resistor | |
RU108210U1 (en) | SURFACE INSERT FOR SURFACE MOUNTING | |
RU2344508C1 (en) | High-precision vacuum device and method of its production | |
RU169172U1 (en) | SURFACE INSERT FOR SURFACE MOUNTING |