SU1153306A1

SU1153306A1 - Способ устранени электрически слабых мест в тонкослойной электрической изол ции и устройство дл его реализации

Info

Publication number: SU1153306A1
Application number: SU833620188A
Authority: SU
Inventors: Николай Иванович Фальковский; Александр Васильевич Примак; Людмила Ивановна Фролова
Original assignee: Институт Электродинамики Ан Усср
Priority date: 1983-07-13
Filing date: 1983-07-13
Publication date: 1985-04-30

Abstract

1. Способ устранени электрически слабых мест в тонкослойной электрической изол ции, основанньш на пропускании электрического тока через дефектные места в изол ции путем наложени на изол ционный слой с двух сторон электродов, к которым подвод т напр жение, о т л и ч . а ю щ и и с тем, что, с целью повышени производительности труда и упрощени процесса устранени дефектов изол ционного сло , величину напр жени увеличивают до возникновени первого пробо в месте дефекта , без изменени величины приложенного напр лсени через место пробо , пропускаетс ток пробо в течение времени 1 , после чего напр жение с электродов полностью снимают, а затем на электроды;вновь подают напр жениеi которое увеличивают до возникновени нового пробо , вновь повтор ют этот процесс до достижени напр жением на электродах величины на дО меньшей среднестатической величины пробивного напр жени Uj.p (bU- разница между максимальным напр жением и Оср обеспечивающа безопасность изол ции. В), причем скорость подъема напр жени должна удовлетвор ть условию: и . р 3t к € -мэ а врем протекани тока пробо через (Л дефект Б с пл-Тр) tnp где и среднестатическое пробивное ср напр жение дл данного ди- . электрика, кВ; iL скорость подъема напр жеdi сд ни . В/с; ср Vвеличина токоограйичительОд ного резистора. Ом; о межэлектродна емкость, Ф; врем протекани тока через с дефект, с; S толщина диэлектрика изол ции, м; р - объемна плотность диэлектрика , кг/м ; теплоемкость диэлектрика, .град; fpA «То температуры соответственно плавлени и рабоча

Description

(при которой ведетс устранение дефектов ), ир- ток пробо , А. 2, Устройство дл устранени электрически слабых мест в тонкослой ной электрической изол ции, содержа-, щее электроды дл подачи напр жени на диэлектрик, отличающеес тем, что форма поверхности электродов, обращенных к диэлектрику , повтор ет форму диэлектрического сло , площадь каждого электрода или меньшего из них не меньше величины (loS), а кра электродов или меньшего из них имеют радиус закруглени не менее 58.

Изобретение относитс к электротехнике и может быть предназначено дл улучшени электроизол ционных свойств тонких диэлектрических слоев и готовой тонкослойной ИЭС1ЛЯ1|ИИ. Известен способ устранени дефектов в системах металл - диэлектрик - металл (МДМ) или металл - диэлектрик - полупроводник (ВДП) 3raKJno4aKrщийс в том, что на диэлектрик напыл ют тонкие слои металла-электроды и производ т пробой в дефектном месте. При пробое тонкий металлический слой вокруг диэлектрика выгорает , к этому -месту напр жение больше не подводитс и следзтощий про бой происходит в новом месте ij. Однако при известном способе происходит фактически не устранение дефекта в диэлектрическом слое, а изол ци его от остальной части системы ВДМ или ВДП в целом. Наиболее близким к предлагаемому вл етс способ залечивани дефектов тонких диэлектрических пленок, нанесенных катодным рдспылением на подложку из металла, способного оксидироватьс , заключакщийс в том, что диэлектрическую пленку помещают в раствор электролита, через электро JBJT и сквозь пленку длительно пропус кают оксидирукщий ток Электролит выполн ет функции одного из электродов , наложенных на диэлектрическую пленку, к которым подводитс напр жение . В процессе анодировани , при протекании ионного тока преймуществе : но по дефектам, оксвд металла под ложки образовываетс JB канале дефекта и под ним,изолиру электрически ела бый участок 2. Однако.известный способ характеризуетс сложностью процесса устранени дефектов и низкой производительностью труда. Цель изобретени - повышение производительности труда и з рощение процесса устранени дефектов изол ционного сло . Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу устранени электрически слабых мест в тонкослойной электрической .изол ции, основанному на пропускании электрического тока через дефектные места в изол ции путем наложени на изол ционный слой с двух сторон электродов, к которым подвод т напр жение, величину напр жени увеличивают до возникновени первого пробо в месте дефекта, без изменени величины лриложенного напр жени через место пробо , пропускают ток пробо в течение времени , после чего напр жение с электродов полностью снимают, а затем на электроды вновь подают напр жение, которое увеличивают до возникновени нового пробо , вновь повтор ют этот процесс .до достижени напр жением на электродах величины на U и меньше среднестатистической вапичины пробивного напр жени ОСР« гдейУ - разница между максимальным напр жением и Уср.; обеспечивающа безопасность изол ции, причем скорость подъема напр жени должна Удовлетвор ть условию а врем протекани тока пробо через дефект определ етс : uS pclTr, 4Ucp-lnp среднестатистическое пробивное напр жение дл даннрго диэлектрика, В; разница между максимальны напр жением и ср обеспе чивающа безопасность изо л ции, В; скорость подъема напр жени . В/с; t(f - .величина т око ограничитель го резистора, Ом| Cfn межэлектродна емкость, Ф о - врем протекани тока чер дефект, с; толщина диэлектрика изол ции , мм; объемна плотность диэлек трика, кг/м , теплоемкость диэлектрика, кДж/кг град; .. .. пд.Тртемпературы соответственно плавлени и рабоча (при которой ведетс устранени дефектов)°К; ток. пробо , А. Устройство дл устранени электрически слабых мест в тонкослойной электрической изол хцш,. содержащее электроды дл подачи напр жени на диэлектрик, выполн етс так, что форма поверхностей электрода, обращенных к диэлектрику, повтор ет форму диэлектрического сло , площадь каждого электрода или меньшего из них не меньше величины 10& , а кра электродов или меньшего из них имеют радиус закруглени не менее 5 S . На фкг. I представлена электрическа схема дл осуществлени предлагаемого способа; на фиг, 2 диаграммы изменени напр жени ; на фиг. 3 - схема устройства дл реали зации способа. Схема содержит электроды I и 2, упрочн емый слой 3 диэлектрика, содержащий дефекты в виде трещин 4, скозных трещин или пор 5 и раковин 6, устройство 7 дл осуществлени способа. Позици ми 8 обозначено паразитна емкость С « между электродами 1 и 3 устройства 7, регулйт 9 напр жени , источник 10 напр жени , 1I - демпферное сопротивление Rg-, ограничивающее величину тока после пробо (через дефект), коммутатор 12, электронное реле 13 времени , управл ющее коммутатором 12. На фиг. 2 показаны диаграммы изменени напр жени на устройство 7, крива I или l , изменение тока 1пр в месте дефекта после пробо , крива 2 в процессе осуществлени способа. Крива 2 показывает изменeниe тока, когда источник напр жени 10 не удовлетвор ет условию бесконечности мощности по отношению к цепи разр да. Конструктивна схема устройства 7 дл осуществлени способа с одновременным обнаружением и устранением дефектов содержит электроды 1 и 2, слой 3 диэлектрика, нанесенный на подложку или деталь произвольной формы (второй электрод), а - длина электрода, г - радиус закруглени его кромки. Способ осуществл етс следук цим образом. На дефектное место в слое 3 диэлектрика (фиг, 1 и 3) накладываетс электрод . К электроду 1 и электроду 2, вл ющемус в данном случае подложкой сло 3 диэлектрика, подводитс посто нное напр жение U от источника Ю напр жени . Регул тором 9 напр жение повышаетс до пробо в момент времени -t, (фиг. 2), при этом напр жение У достигает величины пробивного напр жени Упр в дефекте U-Unp . При этом через место пробо межр,у электродами 1 и 2 скачкообразно (крива 2, фиг. 2) протекает ток пробо Зпр , а напр жение tl скачком (крива 1, фиг. 1) падает, так как в момент пробо ti прекращают повышение напр жени D регул тором 9 Току т дают возможность в течение времени ь протекать через место пробо , а затем с помощью реле 3 времени и коммутатора 12 в момент времени i отключают ток от издели , а регул тор 9 Напр жени возвращают в исходное положение. Напр жение после пробо в момент времени t, может измен тьс не только скачком, но и плавно по экспоненте (крива 1 , фиг. 2), однако это не нагадывает никаких ограничений на реализацию способа, так как термический эффект в месте пробо опредеЧ л етс протекаемым током Тм.

толщиной 0,1-1,0 мм, пробивные напр жени накод тс в пределах I4 кВ. При времени протекани тока в месте дефекта примерно 1 мс требуетс величина тока пробо в пределах 40-100 мА. И наоборот, при Ю мА врем t должно находитьс в пределах 4-10 мс. Отсюда следует, что требуема мощность источника 10 напр жени

дл залечивани дефектов в тонких

сло х составл ет около 500 Вт.

I

Использование предлагаемого способа позвол ет повысить производительность труда, упростить лроцесс восстанрвлени дефектных участков и заменить отбраковку деталей их ремонтом .

Й/г. /

.

Inp

Фие. 2

Фиг.Ъ

Claims

1. Способ устранения электрически слабых мест в тонкослойной электрической изоляции, основанный на пропускании электрического тока через дефектные места в изоляции путем наложения на изоляционный слой с двух сторон электродов, к которым подводят напряжение, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения производительности труда и упрощения процесса устранения дефектов изоляционного слоя, величину напряжения увеличивают до возникновения первого пробоя в месте дефек- , та, без изменения величины приложенного напряжения через место пробоя, пропускается ток пробоя в течение времени ί, после чего напряжение с электродов полностью снимают, а затем на электроды вновь подают напряжениеj которое увеличивают до возникновения нового пробоя, вновь повторяют этот процесс до достиже ния напряжением на электродах величины на дО меньшей среднестатической величины пробивного напряжения U_c? (ди- разница между максимальным напряжением и Ь_Ср, обеспечивающая безопасность изоляции, В), причем скорость подъема напряжения должна удовлетворять условию:

U.cp

Ji Rg 'Смэ а время протекания тока пробоя через дефект где !)_Ср - среднестатическое пробивное напряжение для данного ди-. jy электрика, кВ;

-pj—· - скорость Подъема напряжения, В/с;

Rg· - величина токоограничительного резистора, 0м;

Смэ - межэлектродная емкость, Ф; ΐ - время протекания тока через дефект, с;

S - толщина диэлектрика изоляции, м; , р - объемная плотность диэлектрика, кг/м^;

с - теплоемкость диэлектрика, кДж/кг.град; _t

7рл »7р - температуры соответственно плавления и рабочая (при которой ведется устранение дефектов ),°К;

„ · ^пр- ток пробоя, А.

2. Устройство для устранения электрически слабых мест в тонкослойной электрической изоляции, содержа-, щее электроды для подачи напряжения на диэлектрик, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что форма поверхности электродов, обращенных к диэлектрику, повторяет форму диэлектрического слоя, площадь каждого электрода или меньшего из них не меньше величины (10&)^г, а края электродов или меньшего Из них имеют радиус закругления не менее 58 .