Устройство для удаления растворенных газов из изоляционного компаунда Российский патент 2017 года по МПК H01B19/00 C09K3/10 

Изобретение относится к области получения электроизоляционных компаундов, предназначенных для заливки деталей электронной техники, и может быть использовано для улучшения электроизоляционных свойств компаундов путем удаления из них растворенных газов.

При заливке изоляционными компаундами высоковольтных блоков существует проблема растворенных в компаунде газов. При застывании они собираются в пузырьки, через которые пробой сильно облегчен. Для удаления газов обычно откачивают воздух над залитыми компаундом деталями. Но это неэффективно, очень громоздко и неудобно, т.к. нельзя исправить недоливы компаунда, контролировать то, как он сохнет, и т.п.

Известны также другие технические решения, направленные на удаление растворенных газов из электроизоляционных компаундов.

В частности, известен способ заливки компаундом электроизделий и соответствующие ему технические средства, обеспечивающий снижение дефектов в виде трещин и воздушных пузырей в массе компаунда, что обеспечивает повышение качества заливаемых электроизделий, а именно, повышение их электрической прочности, а также снижение отхода изделий в брак [RU 2537862, С1, C09K 3/10, 10.01.2015], который включает смешение компонентов с получением компаунда и заливку электроизделий компаундом, при этом перед заливкой электроизделия дополнительно прогревают при температуре 50-55°С и остаточном давлении 10-15 мм рт.ст. в течение не менее 3 часов, компаунд получают смешением дополнительно осушенных от влаги компонентов при следующем соотношении, г: стирол - 50, масло касторовое - 38, продукт 102Т - 12, паста перекиси бензоила - 1, в качестве пасты перекиси бензоила применяют пасту, приготавливаемую предварительно путем смешивания просушенной перекиси бензоила с дибутилфталатом, перед заливкой компаунд также дополнительно вакуумируют при температуре 15-35°C и остаточном давлении 10-15 мм рт.ст. в течение 3-5 мин, подготовленные электроизделия и компаунд прогревают в одной печи при температуре 70°C в течение 1 часа, далее проводят ступенчатую заливку прогретых электроизделий горячим компаундом методом свободной заливки первоначально на 3/4 высоты или объема электроизделия с последующим вакуумированием залитых электроизделий при температуре 15-35°C и остаточном давлении 10-15 мм рт.ст. в течение 15-20 мин с последующим заполнением электроизделия этим же компаундом до необходимого уровня заливки и осуществляют ступенчатую полимеризацию компаунда, причем залитые вначале электроизделия выдерживают в разогретой до 70°C печи в течение 4 часов, а затем повторно заливают электроизделия тем же компаундом и вновь проводят полимеризацию компаунда при температуре 70°C в течение 4 часов.

Этот способ и соответствующие ему технические средства характеризуются относительно высокой сложностью.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство, описанное в техническом решении [RU 2063412, С1, C09K 3/10, 10.07.1996] и представляющее вибратор в виде или наконечника ультразвукового диспергатора или излучателя СВЧ генератора высокочастотных колебаний мощностью 400 Вт и частотой 18-44 кГц, введенный в размещенный в контейнере изоляционный компаунд и выполненный с возможностью вибрационного воздействия на изоляционный компаунд в течение 30-600 с.

Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно низкая эффективность удаления растворенных газов из изоляционного компаунда, поскольку вводимый наконечник (который может быть введен в емкость с изоляционным компаундом со стороны верхнего слоя) сам непосредственно препятствует выходу пузырьков газов через верхний слой, а излучение от наконечника действует в одном направлении, противоположном движению пузырьков газов.

Кроме того, использование наконечника затруднено в емкости, в которой компаундом залиты электронные компоненты, размещенные с высокой плотностью, что также снижает эффективность удаления растворенных газов из изоляционного компаунда.

Задача, которая решается в предложенном изобретении, заключается в повышении эффективности удаления растворенных газов из изоляционного компаунда.

Требуемый технический результат, реализуемый при использовании устройства, заключается в повышении эффективности удаления растворенных газов из изоляционного компаунда.

Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее первый вибратор, согласно изобретению введен второй вибратор, причем первый и второй вибраторы выполнены с возможностью передачи вибрационных воздействий в перпендикулярных направлениях под углом 20-50° к горизонту на нижнюю часть контейнера с изоляционным компаундом, которым залиты детали электронной техники.

На чертеже представлено устройство для удаления растворенных газов из изоляционного компаунда совместно с контейнером с изоляционным компаундом, которым залиты детали электронной техники, а также с пузырьками газов.

Устройство для удаления растворенных газов из изоляционного компаунда содержит первый 1 и второй 2 вибраторы, выполненные с возможностью передачи вибрационных воздействий в перпендикулярных направлениях под углом 20-50° к горизонту на нижнюю часть контейнера 3 с изоляционным компаундом 4, которым залиты детали 5 электронной техники и из которого удаляются растворенные газы (пузырьки 6 газов).

В качестве вибраторов могут быть использованы, например, магнитострикционные вибраторы типа ТМ30 или ТМ40, обеспечивающие стабильные колебания на частоте до 20 кГц независимо от присоединенной массы нагрузки. Выталкивающие усилия выбираются в зависимости от массы объекта воздействия с тем, чтобы обеспечить амплитуду линейных колебаний не менее 0,2 мм.

Работает устройство для удаления растворенных газов из изоляционного компаунда следующим образом.

Предлагается устройство, состоящее из контейнера 3 и соединенных с ним первого 1 и второго 2 вибраторов, расположенных горизонтально. Направления приложения силы первого 1 и второго 2 вибраторов ортогональны. Детали 5 закрепляются в контейнере 3 и заливаются изоляционным компаундом 4. Затем включаются вибраторы. Вибрация передается деталям 5 и изоляционному компаунду 4. В результате растворенные газы сбиваются в пузырьки 6, которые за счет большей плавучести поднимаются вверху и выходят из изоляционного компаунда 4.

Для эффективного удаления пузырьков 6 первый 1 и второй 2 вибраторы следует располагать в нижней части контейнера 3 под углом 20-50° к горизонту и выполнение первого 1 и второго 2 вибраторов с возможностью передачи вибрационных воздействий в перпендикулярных направлениях. При одном вибраторе, действии вибраторов не в перпендикулярных направлениях и меньшем угле их расположения эффект выталкивания пузырьков существенно уменьшается, а при большем угле сужается область воздействия вибрации на весь объем изоляционного компаунда, что также существенно снижает эффект выталкивания пузырьков. Это подтверждается проведенными экспериментальными исследованиями.

Таким образом, благодаря введению второго вибратора, когда первый и второй вибраторы выполнены с возможностью передачи вибрационных воздействий в перпендикулярных направлениях под углом 20-50° к горизонту на нижнюю часть контейнера с изоляционным компаундом, которым залиты детали электронной техники, существенно увеличивается эффективность удаления пузырьков воздуха из изоляционного компаунда, что обеспечивает достижение требуемого технического результата.

Изобретение относится к области герметизирующих составов для электронной техники. Устройство для удаления растворенных газов из изоляционного компаунда состоит из контейнера (3) и соединенных с ним вибраторов (1,2). Вибраторы выполнены с возможностью передачи вибрационных воздействий в перпендикулярных направлениях под углом 20-50° к горизонту на нижнюю часть контейнера (3) с изоляционным компаундом (4), которым залиты детали (5) электронной техники. Обеспечивается повышение эффективности удаления пузырьков воздуха (6) из изоляционного компаунда (4). 1 ил.

Устройство для удаления растворенных газов из изоляционного компаунда, содержащее первый вибратор, отличающееся тем, что введен второй вибратор, причем первый и второй вибраторы выполнены с возможностью передачи вибрационных воздействий в перпендикулярных направлениях под углом 20-50° к горизонту на нижнюю часть контейнера с изоляционным компаундом, которым залиты детали электронной техники.