Способ термической обработки контактных пар с родиевым покрытием Советский патент 1980 года по МПК H01H11/04 

t

Изобретение относится к технологии электронных приборов и может быть использовано при термической обработке контактных пар реле и герконов с родиевым покрытием.

В современной технологии изтютовлевия реле и герконов применяются преиму, шественно контактные пары с родиевым покрытием, Заносимым гальваничбским способом.

Известные способы термической обработки контактных пар сводятся главным образом к полной очистке контактной поверхности путем здесмической обработки и отжига в восстановительной среде ц1.

Однако чистые,, полностыо восстанрвпенньте родиевые сонгчактные поверхности обладают каталическими свойствами и таким образом не обеспечивают низкого и стабильного сопротивления контакта при различных режимах эксплуатации, склонны к свариванию и схватыванию при предельных токах и не удовлетворяют треЬова.ниям к количеству срабатываний.

Известен способ термической обработки контактных пар с родиевым покрытием, включающий окисление родиевой поверхности 2 . Образующаяся пленка окяспа родия не адсорбирует органические примеси и не оказывает кaтaлитичecкotчJ действия на различные вредные газовые включения, приводящие к нестабильности контактного сопротивления и выходу из строя контакта,,

Однако этот способ обработки не позволяет получить надежные контакты, рассчитанные на большое количество срабатьь ваний для широких пределов коммутагдаи. I Целью изобретения является снижение

s и стабилизация переходного сопротивления расширение пределов коммутаций, увеличение количества безотказных срабатываний, повышение устойчивости против схватывания и сваривания при пропускани, че0рез замкнутые контакты П15едельных токов.

Это достигается тем, что после окисления проводят частичное восстановление родиевого покрытия от 5. до 30% площади .. 3 --- 716 покрытия. Этот процесс проводят в восстановительной среде при 350-550 С в течение 3-30 мин. За счет прямого восстановления и диссоциации окисной пленки достигается обнажение ее микроучастков до чистого родия и утонения полупрозрачного состояния. Эти частично восстановленные участки и бпрё пелй бт, в первую очередь, низкое и стабильное сопротивление контактных пар. За сЧёТ бСтйвшихся между гранями поликристалпов более плотных и Т&пстыХ окиспов родия блокируются его каталитические свойства, Одновременно связываются в видё1 Шб %ШсТМавПйВйемь1Х окислов раз ййЧйЫе примеси, что определяет низкое и стабйпьйбе сопротивление контакта и его свойства противостоять схватыванию и свариванию. П р и м е р. По описываемому способу производилась обработка трех типов родиевых контактных пар магнитоуправля eMbiX контактов, различных конструкций, рагзличного исполнения и назначения. 1.Сверхминиатюрный газонйполненный геркон (длина баллона мм, диаметр 2,2 мм, толщина родиевого iслоя 2 мкм, контактное нажатие 1,5 г, восстановленная поверхность ЗО%). 2.Измерительный вакуумный геркон (длина баллона 27 мм, диаметр 3,6 мм, толтодна родиевого слоя 3 мкм, контактное нажатие 14 г, еосстановпение контактной, поверхности ). .,. . 3, Импульсный газонаполненный герко : (длина баллона 36 MW, диаметр 6,4 мм, Толщина родие вого слоя 4 мкм, контактное нажатие 25 г, восстановление контактной поверхности 5%). KoHfafttHbie Парьг указанных типов г ерконов повергались термическо у окислению при температуре 42О-45О С. Дальнейший процесс обработки cocTOflin B iacтичном (до 30%) Восстановдении окисленных слоев родия. Частичное восстановле нШ И аиссоциация окислов контактт . тйф ЁЙкУУМНОго T pfebisi Процессе технологической операции откачки и обезгаживания в собраТййоМ виде при 42О°С, обеспечиваемой внешней электрической йечью, контактные пары выдё рживапись в течение 15-20 мин. Частичное восстановление контактных пир гаэЬйаполнешюго импульсного герконй прои13ВЬдипось в водородной печи при в течение 8 мин. Ча(5ШЩЬё ЬбсеТйновпенйГ кбнтагтных дпя г 1айойаполненного сверхминиатюрк 6 кого геркона производилось следующим образом,После откачки колбы, содержащей партию отдельных контактных пар до давления 5- 10 мм рт.ст., осуществляется прогрев их-при 42О°С в течение 20-30 мин, далее контактные пары поступали на заварку в баллон. Частично восстановленная поверхность родия площадью до 30% достаточна для обеспечения низкого и стабильного сопротивления контактов, а оставшаяся сильно окисленная (70%) блокирует их свойства к схватыванию и свариванию. При переходе за 30%-ную норму частично воестановленной площади тенденция к схватыванию и свариванию постепенно возобновляется, Дальнейшие испытания, проведенные на лабораторных образцах, показали, что для контак.тных пар мощных герконов (длина баллона 52 мм) требуется восстановительный отжиг в среде водорода при 550 С в течение 5 мин ( в среде вакуума 55О С30 мин), а для, микроминиатюрных (с дпи ной баллонаменее 10 мм) - в течение мин (в среде вакуума 420°С - 20 мин). Таким образом, для получения необходимого распределения окислов родия в местах контактирования для всего типоразмерного ряда герконов следует производить отиотг в диапазонах температур от 350 до 550 С и длительностей от 3 до 30 мин. Такое распределение окислов родня обеспечивается при обработке как отдельн х партий деталей, так и в процессе выполнения таких операций, как отка.чка, зав&рка и гаэонаполнение иотжиг герконов в присутствии восстановительной компоненты. Суммарные ЗО%-ые поверхности восстановленных микроучастков родия оцениваютс:я визуально (или методом фотографирования) с помощью электронного микроскопа (микроанализатора) со сканиру ошим электронным лучом типа А-5О А. Использование описываемого способа теркшческой обработки контактных пар Герконов С родиевым покрытием, которое § йастоящёе время является в производстве наиболее употребимым, обеспечивает следующие преимущества: а) даёт возможность расширить диапазон коммутируемых токов и напряжений в сторону микрорежимов, обеспечивает соз дание серии измерительных, импульсных 1 контактов с малым контактным нажатием и сверхминиатюрных контактов; б)обеспечивает низкое стабильное со противление контакта, за счет чего повУ шается точность аппаратуры, использующей контакты; в)значительно повышает надежность и количество безотказнь,1Х срабатываний, магнитоуправляемых контактов (особенно в микрорежимах); г)обеспечивает устойчивость против схватывания и сваривания при протеканийГ через контакт в замкнутом состояний больших импульсов тока и безотказно находитс я в длительно замкнутом состоянии при пропускании постоянного тока. Фор м у л а и 3 о б р е .т е ни я 1. Способ термической обработки контактных пар с родиевым покрытаем.вкпгочакии.ий окисление родиевой поверхности, отличающй я тем, что, с целью снижения и стабилизации переходного сопротивления, расширения пределов коммутаций, увеличения количества безотказных срабатываний, повышения устойчивости против схватывания и сваривания при пропускании через замкнутые контакты предельных токов, после окисления проводят частичное восстановление родиевого покрытия, 2.Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что восстановлению подвергают 5-30% площади покрытия. 3.Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, чTd процесс восстановления проводят в восстановительной среде при температуре ЗЗО-ббО С в течение 3-30 мин. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Ч епнин Н. В. Основы очистки, обезгажи&ания и откачки в вакуумной те:. нике, М.,Советское радио/1967, с. 160. 2. Патент США № 3857175, кл. 29-622, 1974.