Устройство для подгонки тонкопленочных конденсаторов Советский патент 1981 года по МПК H01C17/00 H01C17/16 

() УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДГОНКИ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ

1

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано для изготовления конденсаторов.

Известно устройство для подгонки тонкопленочных конденсаторов,содержащее инструмент для удаления части рабочей поверхности шлифовкой f1.

Однако это устройство обладает недостаточной точностью подгонки.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для подгонки тонкопленочных конденсаторов, содержащее источник сигнала подгонки, переключатель, один из контак-ов которого соединен с одной обкладкой подгоняемого конденсатора, и измерительный мост, подключенный к обкладкам подгоняемого конденсатора 2.

В схеме этого устройства напряжение от источника постоянного тока прикладывается между верхней обкладкой тонкопленочного конденсатора и электродом, находящимся на некотором расКОНДЕНСАТОРОВ

стоянии от верхней обкладки-конденсатора, в результате чего в этом промежутке образуется микроискра, которая выжигает часть рабочей поверхности верхней обкладки конденсатора и его емкость уменьшается, т.е. колденсатор подгоняется. Но для нормальной работы данному устройству требуется высококачественная заточка электрода, а также необходимо дополнительное устройство для его закрепления и обязательное наличие двухкоордичатного столика для точного перемещения верхней обкладки конденсатора относительно электрода. Точность подгонки конденсатора зависит от размера площади выжигаемой поверхности верхней обкладки, величина которой за-висит от качества заточки электрода (со временем он изнашивается), прикладываемого напряжения и расстояния между электродом и верхней обкладкой. Скорость подгонки конденсаторов данным устройством также ограничена из-за ручного перемещения конденсатора, находящегося на двухкоординатном столике, относительно электрода. Цель изобретения - повышение производительности и надежности подгонки и упрощения конструкции. Цель достигается тем, что в устройство для подгонки тонкопленочных конденсаторов, содержащее источник тока подгонки, переключатель, один из контактов которого соединен с одной обкладкой подгоняемого конденсатора, и измерительный мост, подклю ченный ко второй обкладке подгоняемого конденсатора,- введены шунтирующий резистор, резистор нагрузки, два встречно включенных диода, регулируемый резистор И ключевой элемент, при этом анод первого диода соединен с одним из полюсов источника тока додгонки, катод которого через резистор нагрузки соединен со вторым полюсом источника тока подгонки, анод второго диода соединен с соответствующим выводом переключателя, шунтирующий резистор и ключевой эле мент включены параллельно первому диоду, а регулируемый резистор включен параллельно второму диоду, анод которого подключен к контакту переключателя. На фиг. 1 представлена электриче кая принципиальная схема устройства для подгонки тонкопленочных конденс торов j на фиг. 2 - временные диагра мы напряжений,, поясняющие работу схемы. Электрическая схема устройства д подачи конденсаторов содержит источ ник тока подгонки, в качестве которого использован регулируемый источ ник переменного напряжения 1, к одн из клемм которого подключены два встречно включенных диода 2 и 3 один из которых зашунтирован резистором k и однополюсным переключателем 5, а другой - резистором 6, Другой конец двух встречно включенных диодов, подключен к одной из кле двухполюсного переключателя 7, сред .няя клемма которого подключена к одной из обкладок подгоняемого тонк пленочного конденсатора 8, а вторая клемма - к мосту для измерения емкости 9. Другая обкладка конденсатора и вторая клемма моста измерения емкостей соединены со второй клеммой регулируемого источника пер менного напряжения. Резистор нагруз . 4 ки 10 подключен одним электродом к точке соединения двух встречно включенных диодов, а другим - ко второй клемме регулируемого источника переменного напряжения. В этой схеме переход от режима пробоя к режиму восстановления конденсатора осуществляется с помощью приложенного к его обкладкам асимметричного переменного напряжения. Устройство работает следующим образом. Напряжение (Ug) с частотой 50 Гц от регулируемого источника переменного напряжения 1 подается на электрическую цепь, состоящую из резистора нагрузки 10 и диода 2, зашунтированного резистором k (однополюсный переключатель 5 разомкнут). На резисторе нагрузки 10 появляется асимметричное переменное напряжение Ц (фиг. 2). При положительной полуволне этого напряжения диод 3 заперт, а диод 2 открыт и через него напряжение от регулируемого источника переменного напряжения 1 подается на резистор нагрузки 10. Так как диод 2 открыт, ток через резистор практически не протекает. Напряжение на подгоняемый конденсатор 8 подается с резистора 10 через резистор 6,так как величина сопротивления резистора 6 много меньше величины сопротивления непробитого конденсатора 8 (двухполюсный переключатель 7 находится в положении О ). Когда величина положительной полуволны напряжения достигает пробивного значения Upp (фиг. 2) для подгоняемого конденсатора 8, последний пробивается, напряжение на нем падает до нуля и переходит на резистор 6, так как величина его сопротивления много больше величины сопротивления пробитого подгоняемого конденсатора 8. В этом случае резистор 6 играет роль ограничителя тока через подгоняемый конденсатор 8. При отрицательной полуволне напряжения диод 2 заперт, диод 3 открыт, а через резистор k напряжение от источника переменного напряжения 1 подается на резистор нагрузки 10. Цепочка резисторов 4 и 10 образует делитель напряжения, причем величина сопротивления резистора 4 (1-5 кОм) .больше величины сопротивления резистора 10 (10-100 Ом), поэтому при отрицательной полуволне напряжение 5 на резисторе 10 мало по сравнению с напряжением на этом резисторе при положительной полуволне. До наступления процесса восстановления подгоняемого конденсатора 8 напряжение с резистора 10 через открытый диод 3 подается на подгоняемый конденсатор 8, Так как диод 3 открыт, ток через резистор 6 практически не протекает; величина сопротивления резистора k выбирается много меньше величины сопротивления резистора 6, поэтому ток, который протекает через подгоняемый конденсатор 8, при отрицательной полуволне оказывается значительно большим, чем при положительной полуволне (резистор А при отрицательной полуволне намного меньше ограничивает ток через подгоняемый конденсатор 8, чем резистор 6 при положительной полуволне, так как величина сопротивления резистора (1-5 кОм) значительно ближе к величине сопротивления закороченного подгоняемого конденсатора 8 (не более 5 кОм), чем величина сопротивления переменного резистора 6 (50-200 кОм). В результате этого даже при небольшом напряжении Do (фиг. 2) перемычка между обкладками подгоняемого: конденсатора 8 перегорает и он восстанавливается. После завершения процесса восстановления величина напряжения на подгоня емом конденсаторе 8 не возрастает до .величины близкого к пробивному значе нию, так как она определяется величиной сопротивлений плеЧ делителя, состоящего из резисторов и 10 (величина сопротивления резистора мно го больше величины сопротивления резистора 10). При возникновении след ющей положительной и отрицательной полуволн указанные процессы многократно повторяются, что приводит к постоянному уменьшению величины емкости подгоняемого конденсатора 8 за счет выгорания части его рабочей поверхности. Кроме того, после пробо подгоняемого конденсатора 8 возможны два случая: в первом - величина сопротивления закороченного конденсатора оказывается много больше величи ны сопротивления резистора 10; во втором - много меньше его или близка к нему. В первом случае резистор 10 не шунтируется конденсатором 8, и устройство работает как описано. А во втором случае в работе устройства 3 отличие лишь в том, что резистор 10 оказывается зашунтированнь.к, в результате чего ток через подгоняемый конденсатор 8 еще больше, чем в предыдущем случае, и перемычка тем более перегорит. Резистор 6 в устройстве является переменным, так как с его помощью плавно регулируется скорость подгонки конденсатора 8. С увеличением величины сопротивления резистора 6 ток при пробое подгоняемого конденсатора 8 уменьшается, в результате чего уменьшается и величина искры между обкладками конденсатора, а следовательно, величина уменьшения рабочей поверхности подгоняемого конденсатора оказывается меньше.После прекращения процесса подгонки двухполюсный переключатель 7 переводят в положение Г для измерения величины емкости. Если при этом подгоняемый конденсатор 8 оказывается закороченным, то его восстанавливают, устанавливая на входе цепи напряжение (3-5 В с помощью регулируемого источника переменного напряжения 1), достаточное для сгорания перемычки и замыкания после этого, а затем размыкая переключатель 5 при переключателе 7, находящемся в положении «а . Использование введенных элементов значительно упрощает конструкцию устройства, так как не требуется дополнительного устройства для закрепления электродов и двухкоординатного столика для точного перемещения конденсатора относительно электрода, достигается большая скорость подгонки, которая не зависит рт перемещения верхней обкладки относительно электрода, в процессе подгонки увеличивается пробивное напряжение конденсатора в 5-10 раз, улучшается тангенс угла потерь и повышается надежность тонкопленочного конденсатора к воздействию тепловых нагрузок ввиду того, что удаляются не произвольные участки рабочей поверхности (как в известном устройстве), а наиболее слабые места, что расширяет сферу применения таких тонкоплеиочных конденсаторов. Формула изобретения Устройство для подгонки тонкопленочных конденсаторов, содержащее источник тока подгонки, переключатель; один из контактов которого соединен