Изобретение огносигс к электротехнике , в частности к жидкометаллическим коммутационным аппаратам, и может быть использовано дл коммутации элек трических цепей, а также в аппаратах, предназначенных дл работы в аппарату ре широкого потреблени , в частности, аппаратуре средств проводной св зи. Известны жидкометаллические комму таиионные аппараты с контактами, смоченными жидким металлом, переключени которых происходит за счет наклона гер pтизиpoвaннoгo корпуса и перемешени в нем жидкого металла L-Q Недостатком данного аппарата вл ет с громоздкость и невозможность его миниатюризации, а также вьшолнени ег т рупповым на многие коммутируемые цепи. Известен также способ изготовлени жид коме талличес кого геркона, предусма ривающий смачивание контактирующих частей жидким металлом. В данном способе поверхности контакт-деталей сразу после очистки покрывают слоем мета л а, который способен раствор тьс в жид ком металле (ртути), обеспечива при этом смачивание жидким металлом чистых поверхностей контакт-деталей. Данный способ кеТ хнологичен при изготовлении простых и дешевых групповых миниатюрньгх жидкометаллических герконов 2 Наиболее близким по технической сущности к изобретению вл етс жидко металлический геркон, содержащий балло вьшолненный пл(х;кослоисть;:м и многополостным с полост ми в Еиде капилл ров , расположенных поперек слоев баллона , неподвижные ленточные контактны электроды, расположенные в баллоне плоско-параллельно по крайней мере на двух уровн х между сло ми, и плунжеры по количеству полостей выполненные из ферромагнитного материала, причем конт тирующие поверхности неподвижных контактных электродов и плунжеров смочен жидким металлом З . Недостатком этого устройства вл ет с , низка надежность работы за счет наличи вибраций контактов. Целью изобретени вл етс повыщекие надежности работы. Поставленна цель достигаетс тем, что в жидкометаллическом герконе, содержащем баллон, вьшолненный плоскослоистым и многополостным, с полост ми в виде капилл ров, расположенных поперек слоев баллона, неподвижные ленточные контактные электроды, расположенные в баллоне плоскопараллельно по крайней мер)е на двух уровн х между сло ми, и плунжеры по кодгачеству полостей , выполненные из ферромагнитное го материала, причем контактирующие поверхности неподвижных контактных электродов и плунжеров. смочены жидким металлом, неподвижные контактные электроды вьтолнены так, что их контактирук цие поверхности совпадают с боковой поЕэрхностью полости, в которой они установлены, а торцовые поверхности полостей и плунжеров свободны от . смачивани жидким металлом. Наиболее близким к изофетению по технической сущности вл етс способ изготовлени жидкомегаллических герконов , включающий в себ изготовление геркона из диэлектрических слоев, между которыми размещают ленточные контактные электроды, выход щие наружу, замоноличива гае этих слоев, вьшолнение полостей дл плунжеров, смачивание контактирующих поверхностей неподвижных контактных электродов и плунжеров жидким металлом, дизировку жидкого металла и герметизацию геркона в среде его инертно-восстановительного заполнител з . Недостатком этого способа вл етс низка технологичность. Целью изобретени вл етс повьппение .технологичности. Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу включающем в себ изготовление баллона геркона из диэлектрических слоев, между которыми размещают ленточные контактные электроды, выход щие наружу, замонолнчивание этих слоев, вьшолнение полос (тей дл плунжеров, смачивание контактирующих поверхностей неподвижных контактных электродов и плунжеров жидким металлом, дизировку жидкого металла и герметизацию геркона в среде его инертно-восстановительного заполнител вьшолн ют полости дл плунжеров с одновременным обеспечением совпадени контактирующих поверхностей ленточных контактных электродов с боковой поверхностью полости, а замоноличивают и герметизируют баллон капилл рным проклеиванием диэлектрических слоев. На фиг. 1 показана однор дна конст рукшш группового переключающего жидкоме талличес кого геркона, поперечный разрез на фкг. 2 - фрагмент проекции конструкции на фиг. 1, показьгоаюший топологию - ленточных токопроводников на разных уроъи к между диэлектрически ми сло ми; на фиг. 3 - фрагмент полости верианта конструкшга геркона с другим исполнением контактных электродов поперечный разрез; на фиг. 4 - фрагмен проекшга конструкции на фш. 3, локазьт юший топологию токопроводников, поперечный разрез. Жидкометаллнческий геркон (фиг. 1 и 2) содержит плоско-слоистый многополостной баллон 1, состо щий в данном варианте из плоско-слоистой корпусной части заготовки 2 и крышек 3 и 4, не смоченных жидким металлом, соединенных слоем герметика 5. Полости 6 в баллоне 1 расположены поперек слоев баллона 1, причем длина-плостей больше их поперечного размера. Кажда полость 6 выполнена в виде короткого тру чатого, например, круглого капилл ра и содержит магнитно и механически управл емый подвижный плунжер 7, в виде сердечника, например, шарика из магнит ного материала, установленного с возможностью возвратно-поступательного перемещени относительно в данном случае магнитных неподвижных ленточных контактных электродов 8 - 11, которые расположены на двух уровн х меж ду сло ми в теле коретусной части 2 и имеют рабочие поверхности, совпадающие с боковой поверхностью полости 6. Поверхности контактных электродов, наход щиес в плости 6, смочены жидким металлом 12, например, амальгамирова ны, по крайней мере, в зоне возможного их взаимного соприкосновени , а сама полость 6 заполнена инертной или восстановительной газовой или газожидкост ной средой, например, аргоно-водородно-гексановой смесью. Плунжер 7 наход с в посто нном контактте с боковой поверхностью полости, 6, а также попеременно может находитс в контакте с попарнымиконтактньгми электродами 8 и 9, либо 1О и 11. Удержание плунжера 7 в при5гтном состо ний обеспечено за счет сил сцеплени с контактны ми электродами жидкого металла и его поверхностного нат жени . Контактные электроды 8-11 выполнены воедино с ленточньп ш, в данном случае магнитными , их выводами, которые расположены послойно попарно плоскопараллельно на двух уровн х в теле баллона 1 геркока и выход т наружу через боковые поверхности баллона 1 геркона в виде ибких выводов. Выводы могут бьпъ ак из магнитного, так и из немагнитого металла. Возможны и другие варианты вьтол- ени предложенного группового жидкоеталлического геркона. Например, мноополостной плоскослоистый баллон 1 (фиг. 3 и 4) может содержать неподвижые ленточные контаткные электроды, рас« положенные у самых крышек 3 и 4, закрывающих полости 6, а подвижный плунжер 7 может быть выполнен с каналом дл прохода газов и не смоченными жидким металлом торцовыми поверхност ми . В данной случае выводные концы контактных электродов 8-11 расположены встречно-параллельно на одной линии с разных сторон баллона 1. Контакт В данном герконе мостиковый и предпочтительно линейный, так как рабочие поверхности неподвижных контактных электродов выполнены в форме пр моуголь ника с длиной 1-10 раз превышакхцей толщину этих же ленточных контактных электродов 8 - 11, чем достигают умень шени нёобкодимого рабочего хода подвижного плунжера 7. I., . Жидкометаллический геркон работает следующим образом. . При управл ющем воздействии на плунжеры 7, например, внешним магнитным полем (не показано) они смешаклс в полост х 6 до упора в одну из торцовьпс стенок полостей и, соприкаса сь сосмоченными жидким металлом рабочими поверхност ми неподвижных контактных электродов 8 и 9, либо 1О и 11, осуществл ют электрическое мостиковое переключение жидкометаллических койтактов посредством жидкометаллической пленки на поверхности плунжера 7. В полост х 6 (фиг. 1) плунжеры 7 показаны условно пунктиром в крайних переключен- . ных положени х, причем стрелкой пока заны направлени их возвратно-поступа тельного движени во врем переключени контактов. Удерживаютс плунжеры 7 между неподвижными контактными электродами 8, 9 и 1О,11 в показанных условных рабочих состо ни х при отсутствии внешнего управл ющего на них воздействи за счет сил сцеплени с контактными электродами мосгнков жидкого металла 12 и сил капипл рной природы, обусловленных йоверкностным нат жением. При подводе-, например , к стенке полости б (фиг. 1) магнита или электромагнитна с тыльной стороны контактных электродов 8 и 9 при наличии раствора (зазора) между ней и плунжером 7, последний прит р ваегс магнитом и, когда сила магнитного прит жени становитс больше силы удержани плунжера 7 в исходном состо НИИ, он отрьгоаетс от. неподвижных контактных электродов 10 и 11 и, перемеща сь вдоль полости 6, входит в соприкосновение с контактными электродами 8 и 9. При этом мостики жидкого метал ла между контактными электродами 1О и 11 и плунжером 7 раст гиваютс вдол боковой полости до состо ни спонтанного распада и разрываютс мгновенно, обеспечива этим скачкообразный переход плунжера 7 в новое устойчивое состо ние , а процесс образовани удерживаЩИХ мостиков между контактными электродами 8 и 9 и плунжером 7 способствует гашению дребезгов в контакте (отскоков). Мостики между контактными электродами при сн том управл ющем воздействии сохран ютс посто нно и обеспечивают посто нное прижатие плун- К The invention of ognosigs in electrical engineering, in particular, in liquid metal switching devices, can be used for switching electric circuits, as well as in devices intended for work in a wide consumption equipment, in particular, equipment of wire communication. Liquid metal commutary devices with contacts wetted with liquid metal are known, which are switched by tilting the sealed housing and mixing liquid metal in it. LQ The disadvantage of this device is that it is cumbersome and impossible to miniaturize it, as well as execute it for many commutators. . A method of manufacturing a liquid-metal reed switch is also known, which involves wetting the contacting parts with a liquid metal. In this method, immediately after cleaning, the surfaces of contact parts are coated with a layer of methane, which is capable of dissolving in a liquid metal (mercury), while providing liquid metal wetting of clean surfaces of the contact parts. This method of keT is technologic in the manufacture of simple and cheap group miniature liquid metal reed switches 2 The closest in technical essence to the invention is a liquid metal reed switch containing a score of fine melt (x; slat;; m and multi-cavity with cavities in Eide, capillaries located across cylinder layers, stationary ribbon contact electrodes located in the cylinder flat-parallel at least at two levels between the layers, and plungers by the number of cavities made of ferromagnetic The contacting surfaces of the fixed contact electrodes and plungers are wetted with a liquid metal. The disadvantage of this device is that the reliability of operation due to the presence of contact vibrations is low. The aim of the invention is to increase the reliability of operation. containing a balloon, made flat-layered and multi-cavity, with cavities in the form of capillaries located across the layers of the balloon, fixed ribbon contact electrodes, are located e in a cylinder is plane-parallel at least at two levels between the layers, and plungers are made according to the quality of cavities made of a ferromagnetic material, with the contacting surfaces of fixed contact electrodes and plungers. moistened with liquid metal, fixed contact electrodes are made so that their contact surfaces coincide with the side surface of the cavity in which they are installed, and the end surfaces of the cavities and plungers are free from. wet metal wetting. The closest to isophobia by technical essence is a method of manufacturing liquid-metal reed switches, including the manufacture of a reed switch from dielectric layers, between which are placed tape contact electrodes extending outside, monolithic of these layers, filling cavities for plungers, wetting the contact surfaces of fixed contact electrodes and plungers with liquid metal, dizirovanization of liquid metal and hermetic sealing of the reed switch in the medium of its inert-reducing filling. h. The disadvantage of this method is low processability. The aim of the invention is to develop technology. The goal is achieved in that according to the method including the manufacture of a reed switch cylinder from dielectric layers, between which are placed ribbon contact electrodes that go outside, filling these layers, executing strips (for plungers, wetting the contacting surfaces of stationary contact electrodes and plungers with liquid metal , dizirovanie liquid metal and sealing the reed switch in the medium of its inert-reducing filler fill the cavity for the plungers while ensuring matching of contacting surfaces of contact electrodes with the side surface of the cavity, and capillary sizing of the dielectric layers monolithic and seal the balloon. In Fig. 1 shows a single bottom of the group of a liquid-gas group reed switch, a transverse section on the PCF 2 is a fragment of the projection of the design in FIG. 1, shown in the topology — of tape conductors at different levels between the dielectric layers; in fig. 3 - a fragment of the cavity of the Veriant construction of the reed switch with another design of the contact electrodes; cross-section; in fig. 4 - fragments of the design of the design on flash. 3, lokat yushi topology of conductors, cross section. Liquid metal reed switch (Fig. 1 and 2) contains a flat-layered multi-cavity cylinder 1, which in this embodiment consists of a flat-layered hull part of the workpiece 2 and caps 3 and 4, not wetted with liquid metal, connected by a layer of sealant 5. Cavity 6 in the cylinder 1 are located across the layers of the cylinder 1, and the length of the float is greater than their transverse size. Each cavity 6 is made in the form of a short tubular, for example, round capillary and contains a magnetically and mechanically controlled movable plunger 7, in the form of a core, for example, a ball of magnetic material that is reciprocally movable relative to in this case fixed ribbon contact electrodes 8 - 11, which are located on two levels between the layers in the body of the corsetus part 2 and have working surfaces that coincide with the lateral surface of the cavity 6. The electrodes in plosty 6 are wetted with liquid metal 12, for example, amalgamated, at least in the zone of their possible mutual contact, and the cavity 6 itself is filled with an inert or reducing gas or gas-liquid medium, for example, argon-hydrogen hexane mixture. The plunger 7 is in constant contact with the lateral surface of the cavity, 6, and also can alternately be in contact with paired contact electrodes 8 and 9, or 1 O and 11. The plunger 7 is kept in a priming state due to adhesion forces with contact electrodes liquid metal and its surface tension. Contact electrodes 8-11 are made together with tape, in this case magnetic, their conclusions, which are arranged layer-by-layer in pairs plane-parallel on two levels in the body of the herccock balloon 1 and exit out through the side surfaces of the reed switch balloon 1. Conclusions can be made from magnetic or non-magnetic metal. Other options are possible for the proposed group liquid-metal reed switch. For example, a multilayer flat-bed cylinder 1 (Figs. 3 and 4) may contain stationary tape contact electrodes located at the very caps 3 and 4 covering the cavities 6, and the movable plunger 7 may be made with a gas passage and not wetted with liquid metal end surfaces. In this case, the lead ends of the contact electrodes 8-11 are located opposite to each other on the same line from different sides of the cylinder 1. Contact In this reed switch is bridged and preferably linear, since the working surfaces of the fixed contact electrodes are made in the form of a straight pin with a length of 1-10 times greater than the thickness of the same ribbon contact electrodes 8 - 11, which achieve a reduction in the non-invisible working stroke of the movable plunger 7. I.,. Liquid metal reed switch works as follows. . When controlling the plungers 7, for example, by an external magnetic field (not shown), they mix in cavity 6 all the way into one of the end walls of the cavities and, in contact with coarse liquid metal, working surfaces of stationary contact electrodes 8 and 9, or 1О and 11, an electric bridge switching of the liquid-metal contacts is carried out by means of a liquid metal film on the surface of the plunger 7. In the cavity 6 (Fig. 1), the plungers 7 are shown conventionally by a dotted line in the extreme switching. their positions, with the arrow indicating the direction of their reciprocating motion during the switching of contacts. The plungers 7 are held between the fixed contact electrodes 8, 9 and 1 O, 11 in the shown conditional operating conditions in the absence of an external control effect on them due to the adhesion forces with the contact electrodes of the liquid metal 12 and capiplary nature due to iracidity . When leading, for example, to the wall of cavity b (Fig. 1) of a magnet or electromagnetic from the back side of contact electrodes 8 and 9 in the presence of a solution (gap) between it and plunger 7, the last attraction is a magnet and when magnetic force is becomes greater than the holding force of the plunger 7 in the initial state of the scientific research institute, it is denied. stationary contact electrodes 10 and 11 and moving along cavity 6 comes into contact with contact electrodes 8 and 9. In this case, the bridges of liquid metal between contact electrodes 1O and 11 and plunger 7 are stretched along the side of the lateral cavity to a state of spontaneous disintegration and breaking instantly, thereby providing a jump-like transition of the plunger 7 to a new stable state, and the process of forming holding bridges between the contact electrodes 8 and 9 and the plunger 7 contributes to damping bounce in contact (rebounds). The bridges between the contact electrodes, under the control action, remain constant and ensure a constant pressing of the plunger
жера 7.General 7.
Способ управлетга магнитным полем не вл етс единственна возможным. Подвижные плунжеры 7 геркона могут быть переключены из одного устойчивог состо ни в другое механическим импульсом силы, получаемой за счет импульса ускорени (либо торможени ), прикладываемого к баллону геркона. Предложенный способ изготовлени жид коме таллического контакта включает широкие возможности унифицированного изгхутовлени групповых жидкометалли 1еских герконов различной конструкции сак отдельными единицами, так и блокаДт в виде больших интегральных коммутационных микросхем, причем одновреме но представл ет возможность выполн ть необходимую разводку между контактдетал ми и группами контактов герко- на . Способ иаготовле1ш данного жидкометаллического контакта характеризуетс тем, что баллон геркона изготавливают послойно из Диэлектрических слоев, между которыми размещают ленточные токопроводники и замоноличивают их посредством полимерных композиций, после чего в них выполн ют, сверлением полости дл плунжеров, причем одновременно выравнивают рабочие поверхности неподвижных контактных электродов 8 - 11 со стенками полостей 6 баллоне, придают им нео&содимые The control method of the magnetic field is not the only one possible. The movable plungers 7 of the reed switch can be switched from one stable state to another by a mechanical impulse of force received due to an acceleration impulse (or deceleration) applied to the reed switch balloon. The proposed method for the manufacture of liquid-metal contact includes wide possibilities for unified elimination of group liquid metal reed switches of various designs with separate units, as well as a block in the form of large integrated switching circuits, and at the same time it is possible to perform the necessary wiring between the contact parts and contact groups. on . The method and method of this liquid metal contact is characterized in that the reed switch balloon is made in layers of dielectric layers, between which tape conductors are placed and monolithic by means of polymer compositions, after which they are made by drilling a cavity for the plungers, and at the same time level the working surfaces of the fixed contact electrodes 8 - 11 with walls of cavities 6 balloon, give them neo &
печивают посредством использовани соответствующих покрытий, например, наносимых методами тонкопленочной интегральной технологии и промежуточных клеюры и обеспечивают качество локального взаимодействи с жидким металлом их рабо шх поверхностей посредством нескольких последовательных химических и физических обработок любыми извесч ными способами заготовок баллона и плунжеров 7 геркона. Затем дозируют количество жидкого металла в среде его инертно-восстановительного рабочего заполнени до сборки жидкометаллического контакта и производ т сборку и герметизацию геркона. Пример осуществлени способа. Послойные пленочные изготовки диэлектриков и токопроводников вьшолн ют из полимерных, предпочтительно плоскослоистых материалов, например стеклотекстолитia , стеклоткани и и тампованных из металлической фольги деталей, обладающих необходимой теплоустойчивостью, достаточной взаимной адгезией и стойкостью к воздействию на них жидкого металла и соедин ют их, например, пропиткой полимерными композици ми. В случае отсутстви некоторых из этих свойств их обесших пленок, преимущественно с толщиной 2-6О мкм. Затем высверливают или вырубают полости и амальгамируют поверхности контактных электродов 8 - 11 и плунжера 7 например, гальваническим HaHeceimeM на них ртути. При нанесении на них необходимой дозы ртути loc отмывают и сушат. Затем вкладывают плунжеры 7 в полости 6 в боксе с рабочей газовой средой (аргоном) геркона, накладьтают на заготовку 2 крышки 3 и 4 и совмещают их в пакет, после чего пакет сжимают и замоноличивают их в этой среде аргона путем герметизирующего капилл р;ного проклеивани слоев пакета и крышек полимерными материалами с выдержкой до их затвердевани . Приведенный пример не исчерпьшает Возможных вариантов реализации предложенного способа изготовлени жидкометаллического геркона, так как он допускает также и использование современного высокочастотного , лазерного плазменного оборудовани предназначенного дл сборки микросхем. Следует отметить весьма широкие возможности варьировать при изготовлении конструкции и функциональные вoa foжности геркона, мен лишь пор док расположени и количество послойных заготовок при их замоноличивачпт в пакет, аbake by using appropriate coatings, for example, applied by thin-film integrated technology and intermediate gluers, and ensure the quality of local interaction with the liquid metal of their working surfaces by means of several consecutive chemical and physical treatments by any well-known methods of cylinder and reed switch 7 of the reed switch. Then, the amount of liquid metal in the medium of its inert-reducing working filling is metered up to the assembly of the liquid metal contact, and the reed switch is assembled and sealed. An example of the method. Layered film fabrication of dielectrics and conductors is made from polymeric, preferably flat-layered materials, such as fiberglass laminate, fiberglass and metal-tamped parts with the required thermal stability, sufficient mutual adhesion and resistance to the impact of liquid metal on them, and they are connected, for example, with impregnation polymeric compositions. In the absence of some of these properties of their surrounding films, mainly with a thickness of 2-6 O microns. Then, the cavities are drilled or cut down and the surfaces of the contact electrodes 8-11 and plunger 7 are amalgamated, for example, by electroplating HaHeceimeM on them of mercury. When the required dose is applied to them, the mercury is washed and dried. Then they put plungers 7 in cavity 6 in the box with working gas medium (argon) of the reed switch, put covers 2 and 3 on the workpiece 2 and combine them into a bag, after which the bag is compressed and monolithic in this medium of argon by sealing capillary; layers of the package and the lids of polymeric materials with an exposure to hardening. The above example does not exhaust the possible options for implementing the proposed method for manufacturing a liquid metal reed switch, since it also allows the use of modern high-frequency laser plasma equipment designed for assembling microchips. It should be noted that there are ample opportunities to vary the construction of the structure and the functional properties of the reed switch, only the order and the number of layered blanks when they are monolithic in a bag, and
710071Й98710071Y98
также мен топологию и форму ленгоч-надежностью и имеет широкие функпионых контакт-деталей,нальные возможности, а способ его иэТаким образом предложен1а 1й жидкоме- готовлени технологичен и предполагает талпический геркон обладает повьпиенной массовое производство.Also, the topology and form is langoch-reliable and has wide function-related contact details, wide possibilities, and the way it is proposed by the 1st liquid preparation is technological and assumes a talpic reed switch has mass production.
Фиг,, гFIG ,, g