Электрический соединитель-фильтр Советский патент 1991 года по МПК H01R13/646 

О

,

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим соедините- лям-фильтрам, предназначенным для использования в электрических цепях пита-: кия и управления между отдельными интегральными схемами, платами и модулями работающими при жестких механических и температурных воздействиях.

Цель - повышение надежности.

На чертеже показан общий вид предлагаемого соединителя-фильтра, разрез.

Соединитель-фильтр содержит металлический корпус 1 в виде стакана, в донной части 2 которого выполнены отверстия 3, и контактные элементы в виде токопроводя- щих стержней 4, установленных в корпусе 1. Диэлектрик 5 разделяет корпус 1 и стержни

4. На поверхности отверстий 3 нанесен собственный окисный слой б, а поверх него - металлизация 7. При этом стержни 4 отделены от стенок отверстий 3 СВЧ-поглощаю- щим композиционным материалом 8.

Корпус 1 соединителя имеет форму цилиндра диаметром 13,5 мм и толщиной стенки 0,3 мм. Металлические стержни 4 диаметром 0.8 мм изготовлены из ковара марки 29 НК. Диэлектрик 5 из стекла молибденовой группы - стекло С52-1, кл. 1 ОСТ 11.ПО 735.002-73. Корпус 1, стержни 4 и диэлектрик 5 соединяются между собой способом диффузионной сварки при 960°С (за счет чего создается единая герметичная конструкция электрического соединителя). После этого металлические конструкции:

«ш

и

о

ы о

Os Ю

корпус 1 и стержни 4 металлизируются слоем олово-висмут толщиной 6 мкм, служащим защитным покрытием,

Донная часть 2 корпуса 1 изготавливается из листового никеля толщиной 6 мм и диаметром 12,9 мм. В ней сверлятся отверстия диаметром 2,6 мм. После этого на по- верхностм никеля создается слой собственного окисла 6 зз счет нагрева в муфельной печи при 1100--1200°С в течение 2-3 ч. Внутреннюю поверхность отверстий 3 по слою окисла 6 покрывают слоем серебра 7 тола(имой 12 мкм методом вжигзния ссребросодержащей пасты. Изготовленную донную часть 2 механически обрабатывают абразивным материалом пс торцовой поверхности для снятия oiwcHorw слоя никеля. После этого донную часть 2 устанавливают в корпус 1, пропуская стержни 4 через отверстия 3. При этом внешнюю поверхность донной части 2, соприкасающуюся с корпусом 1, соединяюттокопроводящим клеем на основе эпоксидной смоль, с мелкодисперсным серебряным наполнителем для создания электрического контакта с корпусом 1.

Стержни 4 отделены от стенок отверстий 3 токопроводящей СВЧ-поглощающей композицией 8 состава, мас.%; эпоксидная смола 9,7; отверднтель IQ-3QQ 2,4; мелкодисперсный феррит 15,2; мелкодисперсное серебро 72,7.

Полимеризацию токопроводящего клея л токопроводчщей СВЧ-поглощающей композиции 9 осуществляют а сушильном шкафу при 80-90°С в течение 30-40 мин.

Введение в электропроводящую полимерную композицию наполнителя из измельченного феррита с высокой магнитной проницаемостью приводит к возникновению распределенной безвитковсй и п тивности. Наличие такой комтогициь1 создает дроссельный эффект, предотвращу ющий просачивание СВЧ-энергии медсду элементами фильтра и осуществляющий заграждение от попадания электромагнитного сигнала в электронное устройство, и повышает уровень ослабления СВЧ-сиг- нала,

Образованный окисным слоем 6, внешней обкладкой-донной частью 2 и внутренней обкладкой - металлизацией 7 электрический конденсатор осуществляет закорачивание СВЧ-сигнала на корпус. Без- витковый дроссель, созданный счет токопро водящего С В Ч-по тощающего композиционного материала 8, соединяющего металлизацию 7 конденсатора с металлическим стержнем 4, осуществляет

запирание прямого СВЧ-сигнала, предотвращая попадание его в электронную схему. Система конденсаторов с безвитковы- ми дросселями образует совокупность фильтров, заграждающих прохождение СВЧ-сигнала.

При прохождении электрического высокочастотного сигнала помехи через стержни 4 за счет емкостного эффекта конденсатора сопротивление цепи прохождения сигнала через указанную емкость будет пропорцио- 1

кально

О) С

где С -емкость конденсато

ра, а сс - частота сигнала помехи. Таким образом, при, увеличении частоты запирание фильтра СВЧ-сигнглу помехи будет зоз- растэть. Однако при уменьшении иасюты сигнал сравнительно проходит.

Для устранения этого недостатка создан безвитковый дроссель, образованный токопроводящим СВЧ-гюглощающим композиционным материалом 8, пои этом сопротивление цепи, создаваемое безвитковым дросселем, будет пропорционально.

Таким образом, при включении и работе фильтра высокочастотный сигнал помехи

проходит последовательно металлический стержень 4, безвитковый дроссель 8, внутреннюю обкладку конденсатора 7, оккеный слой б, внешнюю обкладку конденсатора 2 и корпус 1, где закорачивается на землю,

Граница раздела между обкладкой 7 и безвитковым дросселем 8 - это граница между материалами с высокой и низкой i ,po- водимостью соответственно, которые приводят к резкому ослаблению

высокочастотного сигнала помехи. С этой же целью безвитковый дроссель 8 представляет собой композицию, состоящую из доэ- лектрика (эпоксидной смолы), ферромагнитного материала (феррит) и

электропроводящего материала - мелкодисперсного серебра.

Большая совокупность тры-я-ш раздела приводит к интенсивному ослаолению высо- кочастотного сигнала помехи зе магни- тогистерезисных и диэлектрических потерь в токопроводящем СВЧ-поглошающем композиционном материале 8.

При этом си нал низкой чясюты, ис- пользуемый в цепях питании и цепях управления, беспрепятственно попадает в защищаемый электронный блок.

Такая конструкция глемт/ического соединителя-фильтра o6sen2 siBaei оояэбле- ние СВЧ-С д.нала еьчле . Э ,г5 в -л юсе

частот 1 МГц-1 ГГц. При этом за счет использования собственного окисла металла решетки повышается надежность работы электрического соединителя в широком диапазоне механических и тепловых нагрузок: вибрационные нагрузки в диапазоне частот 1-3000 Гц с ускорением до 20; многократные и одиночные удары с ускорением до 150 д; линейные нагрузки с ускорением до 500 g и термические нагрузки в диапазоне от-60 до 125°С. Столь высокие нагрузки, выдерживаемые соединителем, определяются высокой степенью адгезионных свойств окисного слоя и демпфирующими эластичными свойствами то ко про водящего СВЧ- поглощающегокомпозиционного

материала.

0

5

Формула изобретения

Электрический соединитель-фильтр, содержащий металлический корпус, контактные элементы в виде токопроводящих стержней, установленных в корпусе, и диэлектрик, разделяющий корпус и стержни, отличающийся тем. что, с целью повышения надежности, корпус выполнен в виде стакана с отверстиями в донной части. в которых размещены контактные элементы, стенки отверстий покрыты окисным слоем материала стакана, а поверх него нанесена металлизация, при этом контактные элементы отделены от стенок отверстий СВЧ-поглощающим композиционным материалом.

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение надежности. Устройство содержит металлический корпус 1 в виде стакана с донной частью 2, контактные элементы в виде токопроводящих стержней 4 и диэлектрик 5. разделяющий корпус 1 и стержни 4. В донной части 2 выполнены отверстия 3, на стенки которых нанесен собственный окис- ный слой 6 и металлизация 7. Стержни 4 отделены от стенок отверстий 3 СВЧ-погло- щающим композиционным материалом 8. Донная часть 2, окисный слой 6 и металлизация 7 образуют конденсатор, а СВЧ-по- глощающий композиционный материал 8 - безвитковый дроссель. Конденсатор обеспечивает закорачивание на корпус 1 поме- хового СВЧ-сигналэ на высоких частотах, а дроссель обеспечивает ослабление помехо- вого сигнала на низких частотах. Хорошие адгезионные свойства собственного окис- ного слоя 6 и демпфирующие эластичные свойства СВЧ-поглощающего композиционного материала 8 обеспечивают надежную работу устройства в широком диапазоне температур и механических нагрузок. 1 ил.