Изобретение относится к средствам защиты электроизмерительной техники от влияния низкочастотных магнитных полей и может быть использовано для экранирования приборов, расположенных вблизи с высоковольтным оборудованием. Изобретение направлено на повышение эффективности экранирования, что обеспечивается за счет того, что магнитоэлектрический экран выполнен в виде замкнутой оболочки, окружающей экранируемую полость, при этом, согласно изобретению, оболочка выполнена из двух слоев, при этом...
Известны экраны магнитного поля, представляющие собой сверхпроводниковые или ферромагнитные полости (сферы, цилиндры, стаканы), внутри которых размещаются экранируемые устройства. Известны способы изготовления таких экранов: прессование с последующим спеканием сверхпроводника (ВТСП) или ферромагнитного порошка, нанесение ВТСП или ферромагнитного покрытия на изолирующую подложку - полость и его вжигание.
Наиболее близким техническим решением является корпус интегральной схемы, содержащий ферромагнитное пленочное покрытие верхней и боковых сторон и ферромагнитосодержащее основание, образующее магнитный экран [1].
Недостатком такого устройства является то, что ферромагнитные экраны обладают высокими собственными магнитными шумами, сильными остаточными магнитными полями в экранируемом объекте. Известен способ изготовления устройства, когда ферромагнитную пленку наносят на изолирующую крышку корпуса методом напыления или намазывания, основание корпуса изготавливают путем прессования или литья смеси нейтральной и ферромагнитной компонент [1]. Недостатком такого способа является его сложность (различные технологии для основания и крышки корпуса), а также наличие стыка между крышкой и основанием корпуса, через который могут проникать магнитные поля. Техническим результатом изобретения является повышение качества магнитного экрана: снижение шумов, остаточных магнитных полей путем использования в качестве экрана ВТСП пленочного покрытия корпуса. При переходе в сверхпроводящее состояние в ВТСП покрытии возникает эффект Мейсснера: магнитное поле выталкивается из материала покрытия. Причиной эффекта являются сверхтоки, которые возникают в сверхпроводнике и текут в его приповерхностном слое толщиной ~λ. На базе данного эффекта разработаны различные экраны как низко-, так и высокотемпературные. Для ВТСП материалов характерна малая длина когерентности (ζ0=1010-10-9 м) в сравнении с низкотемпературными сверхпроводниками (ζ0=10-6 м). Это приводит к тому, что потенциальный барьер шириной более ζ0 оказывается непрозрачным для сверхтока. Такой барьер возникает при контакте ВТСП покрытий основания и крышки корпуса при его сборке. Этот барьер будет препятствовать прохождению сверхпроводникового тока и создает участки, сквозь которые может проникнуть магнитное поле внутрь экрана. Для достижения технического результата потенциальный барьер должен быть уменьшен или ликвидирован. Технический результат достигается также тем, что после сборки к горизонтальным плоскостям крышки и основания корпуса прикладывают давление P, равное пределу текучести материала покрытия σТ, и разность потенциалов UПП. Давление P позволяет деформировать часть выступов пленки и обеспечить контакт. Напряжение UПП обеспечивает ток, с помощью которого разогревают зону контакта до подплавления материала ВТСП ТПП. В это же время Δt происходит электродиффузионное заращивание дефектной зоны в контактной области (Δt - время формовки контакта). Оно заканчивается, когда падение напряжения на контакте приближается к падению напряжения на аналогичном участке ВТСП пленки U0. Тогда ток отключают. Впоследствии корпус герметизируют, например, заливкой. Условия формовки контакта крышка корпуса - основание выбирают из следующих соображений. Известно, что при протекании тока через контакт, удельное сопротивление перехода которого больше удельного сопротивления материала, перегрев θ на контакте определяется следующей формулой [2, с.103]:
Известно, что с ростом температуры сопротивление растет. Для сопротивления стягивания контакта можно записать [2, с.83]:
rnrnrnrnrnrnrnrnrn
где α - температурный коэффициент сопротивления (определяют по таблицам или результатам измерений).
Теплопроводность материала k также является функцией температуры. В частности, можно использовать выражение:
где А и В - коэффициенты, зависящие от состава и структуры материала (определяют по таблицам или результатам измерений).
Используя выражения (4)-(6), можно определить напряжение, необходимое для формовки контакта. Время формовки контакта можно оценить по результату - удельному сопротивлению контакта ρK. Если оно становится сравнимым с удельным сопротивлением аналогичного участка ВТСП покрытия ρ0, формовку заканчивают. Этот момент определяют, сравнивая падение напряжения на контакте UK и вне его U0. Для этого к поверхности ВТСП покрытия подключаются контакты вдоль линии тока. Кроме того, условия перегрева в этом случае уменьшаются до нуля (ρK≈ρ0).
Именно такой способ позволяет уменьшить или ликвидировать барьер между крышкой и основанием корпуса и достичь технического результата. Это позволяет сделать вывод, что заявленные технические решения связаны между собой единым изобретательским замыслом.
Сопоставительный анализ признаков, изложенных в предложенном техническом решении, с признаками прототипов показывает, что заявленный корпус-экран отличается от прототипа наличием ВТСП экранирующего покрытия и отсутствием потенциального барьера в области контакта крышка-основание корпуса, а способ изготовления корпуса-экрана отличается тем, что после сборки к горизонтальным поверхностям крышки и основания корпуса прикладывают сжимающее давление P, равное пределу текучести ВТСП материала, и напряжение UПП.
с помощью которого ток через контакт приводит к подплавлению ВТСП материала, электродиффузии в зоне контакта, время воздействия заканчивается после формовки контакта, когда ρK≈ρ0(UK~U0). Все это говорит о соответствии технических решений критерию "новизна".
rnrnrnrnrnrnrnrnrn
Сравнение заявленных технических решений с другими техническими решениями в данной области техники показало, что корпус-экран, содержащий ВТСП покрытие крышки и основания корпуса и не имеющий потенциального барьера между ними, изготавливаемый с применением вертикального давления на корпус, равного пределу текучести, напряжения согласно (3) и контроля разности ρK и ρ0, неизвестен, кроме того, совокупность существенных признаков вместе с ограничительными позволяет обнаружить у заявленных решений иные, в отличие от известных свойства, к числу которых можно отнести следующие:
уменьшение остаточных магнитных полей;
повышение коэффициента ослабления экрана;
снижение собственных магнитных шумов;
повышение технологичности способа изготовления;
режимы обработки выбираются с учетом характеристики ВТСП материала.
Таким образом иные, в отличие от известных свойства, присущие предложенным техническим решениям, доказывают наличие существенных отличий, направленных на достижение технического результата. На фиг.1 представлен разрез корпуса экрана, на фиг.2 - увеличенный разрез области контакта до формовки. На фиг.3 показана схема формовки контакта, на фиг.4 - увеличенный разрез области контакта после формовки.
разрез корпуса магнитного экрана
Корпус-экран содержит основание корпуса 1 с выводами 2, на котором установлено экранируемое устройство, например микросхема 3. Он также содержит крышку корпуса 4 (фиг.1). Материал корпуса - керамика ВК-98 (Al 2O3). Реализация заявленного технического решения может быть выполнена следующим образом. На внутренние и внешние поверхности основания и крышки корпуса наносят ВТСП покрытие Y-123 5 с окнами 6 для выводов корпуса, после чего крышку и основание корпуса соединяют. Зона контакта 7 представлена на фиг.2. 8 - электроды. К верхней поверхности и нижней поверхности основания и крышки корпуса прикладывают давление 9 и разность потенциалов от источника 10 (фиг.2, 3). Давление составляло 10 ГПа. Разность потенциалов UПП выбирали согласно (3)-(6) и Т ПП=1030 К; Т0=300 К, , UПП=0,8 В. Параллельно линиям тока были размещены контакты 11 и 12, с помощью которых регистрировали уменьшение контактного сопротивления. Эту функцию выполнили коммутатор 13 и компаратор 14. Последний отключил источник питания 10 в момент приближения величины UK к U0. Время составило 15 с.
Графики работы схемы
Графики работы схемы
Графики работы схемы проиллюстрированы на фиг.5 и фиг.6. При включении разности потенциалов на корпусе температура контакта повышалась от Т0 до ТПП, в интервале t 2-t1 в зоне контакта происходила формовка, подплавление и диффузионное заращивание материала контакта. После окончания процесса формовки корпус герметизировали с помощью заливки эпоксидной смолой. Для проведения оценки магнитного поля внутрь корпуса-экрана непосредственно перед сборкой помещали датчик Холла, а после заливки корпус помещали в магнитное поле. Коэффициент ослабления внешнего магнитного поля составил порядка 3000.
увеличенный разрез области контакта до формовки.
схема формовки контакта
увеличенный разрез области контакта после формовки.
Таким образом, использование предлагаемого корпуса-экрана магнитного поля для микросхемы и способа его изготовления позволяет достигнуть поставленного технического результата.
Источники информации
1. Патент 7183617 B2, США, 27.01.2007.
2. Хольм Р. Электрические контакты. - М.: Изд. иностр. литературы, 1961. - 464 с.
3. Черняев В.Н. Физико-химические процессы в технологии РЭА - М.: Высш. шк. - 376 с.
Формула изобретения
1. Корпус-экран магнитного поля для микросхемы, содержащий экранирующее пленочное покрытие, нанесенное на поверхность крышки и основания корпуса, отличающийся тем, что покрытие выполнено из высокотемпературного сверхпроводникового (ВТСП) материала, содержит окна в местах выхода выводов корпуса, а также контакт между основанием и крышкой корпуса является сверхпроводящим с характеристиками сплошного ВТСП покрытия.
rnrnrnrnrnrnrnrnrn
2. Способ изготовления корпуса-экрана для микросхемы, при котором на поверхность основания и крышки корпуса наносят магнитоэкранирующее покрытие, отличающийся тем, что ВТСП покрытие наносят на внутренние и внешние поверхности основания и крышки корпуса, формируют в нем окна для выводов корпуса, после сборки корпуса к его верхней и нижней поверхностям прикладывают давление, равное пределу текучести ВТСП материала, и разность потенциалов Uпп для создания перегрева, т.е. подплавления и электродиффузионной формовки в зоне контакта
3. Способ изготовления корпуса-экрана для микросхемы по п.2, отличающийся тем, что в процессе формовки контакта измеряют падение напряжения на контакте и сравнивают его с падением напряжения на аналогичном участке ВТСП пленки вне контакта.
Имя изобретателя: Игумнов Владимир Николаевич (RU), Большаков Александр Павлович (RU) Имя патентообладателя: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Марийский государственный технический университет Почтовый адрес для переписки: 424000, Республика Марий Эл, г.Йошкар-Ола, пл. Ленина, 3, Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Марийский государственный технический университет, отдел интеллектуальной собственности Дата начала отсчета действия патента: 15.10.2009
Разместил статью: admin
Дата публикации: 25-07-2011, 14:53
Изобретение относится к средним для отвода на землю зарядов статического электричества с подвижных объектов, например, транспортных средств, перевозящих легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ) при их сливе - наливе. Технический результат заключается в надежности работы и простоте эксплуатации. Устройство содержит размещенные в колпаке втулки, между которыми установлены контактные элементы с зигами, входящими в центральный канал. Втулка имеет входное отверстие, у которого установлена...
Изобретение относится к патрону плавкого предохранителя для розеток с блокировкой и электрических приборов с высоким потреблением энергии. Патрон содержит лоток, который вставляется в посадочное место и который выполнен с возможностью вмещать плавкий предохранитель. Лоток является перемещаемым по прямолинейному пути, имея при этом, по меньшей мере, два положения: рабочее положение, в котором упомянутый плавкий предохранитель является работающим, и извлеченное положение, в котором плавкий...
Никакого начала не было - безконечная вселенная существует изначально, априори как безконечное пространство, заполненное энергией электромагнитных волн, которые также существуют изначально и материей, которая состоит из атомов и клеток, которые состоят из вращающихся ЭМ волн.
В вашей теории есть какие-то гравитоны, которые состоят из не известно чего. Никаких гравитонов нет - есть магнитная энергия, гравитация - это магнитное притяжение.
Никакого начала не было - вселенная, заполненная энергией ЭМ волн , существует изначально.
То есть, никакой энергетической проблемы не решилось от слова совсем. Так как для производства металлического алюминия, тратится уймище энергии. Производят его из глины, оксида и гидроксида алюминия, понятно что с дико низким КПД, что бы потом его сжечь для получения энергии, с потерей ещё КПД ????
Веселенькое однако решение энергетических проблем, на такие решения никакой энергетики не хватит.
Вместо трудновыполнимых колец, я буду использовать,цилиндрические магниты, собранные в кольцевой пакет, в один, два или три ряда. На мой взгляд получиться фрактал 1 прядка. Мне кажется, что так будет эффективней, в данном случае. И в место катушек, надо попробывать бифиляры или фрактальные катушки. Думаю, хороший будет эксперимент.
Проблема в том, что человечество зомбировано религией, что бог создал всё из ничего. Но у многих не хватает ума подумать, а кто создал бога? Если бога никто не создавал - значит он существует изначально. А почему самому космосу и самой вселенной как богу-творцу - нельзя существовать изначально?
Единственным творцом материального мира, его составной субстанцией, источником движения и самой жизни является энергия космоса, носителем которой являются ЭМ волны, которыми как и полагается богу заполнено всё космическое пространство, включая атомы и клетки.
От углеводородов кормится вся мировая финансовая элита, по этому они закопают любого, кто покусится на их кормушку. Это один. Два - наличие дешевого источника энергии сделает независимым от правительств стран все население планеты. Это тоже удар по кормушке.
Вначале было то, что существует изначально и никем не создавалось. А это
- безграничное пространство космоса
- безграничное время протекания множества процессов различной длительности
- электромагнитная энергия, носителем которой являются ЭМ волны, которыми как и положено творцу (богу) материального мира, заполнено всё безграничное пространство космоса, из энергии ЭМВ состоят атомы и клетки, то есть материя.
Надо различать материю и не материю. Материя - это то, что состоит из атомов и клеток и имеет массу гравитации, не материя - это энергия ЭМ волн, из которых и состоит материя
Изобретение относится к средствам защиты электроизмерительной техники от влияния низкочастотных магнитных полей и может быть использовано для экранирования приборов, расположенных вблизи с высоковольтным оборудованием. Изобретение направлено на повышение эффективности экранирования, что обеспечивается за счет того, что магнитоэлектрический экран выполнен в виде замкнутой оболочки, окружающей экранируемую полость, при этом, согласно изобретению, оболочка выполнена из двух слоев, при этом...
, UПП=0,8 В. Параллельно линиям тока были размещены контакты 11 и 12, с помощью которых регистрировали уменьшение контактного сопротивления. Эту функцию выполнили коммутатор 13 и компаратор 14. Последний отключил источник питания 10 в момент приближения величины UK к U0. Время составило 15 с.
Изобретение относится к средним для отвода на землю зарядов статического электричества с подвижных объектов, например, транспортных средств, перевозящих легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ) при их сливе - наливе. Технический результат заключается в надежности работы и простоте эксплуатации. Устройство содержит размещенные в колпаке втулки, между которыми установлены контактные элементы с зигами, входящими в центральный канал. Втулка имеет входное отверстие, у которого установлена...
Изобретение относится к патрону плавкого предохранителя для розеток с блокировкой и электрических приборов с высоким потреблением энергии. Патрон содержит лоток, который вставляется в посадочное место и который выполнен с возможностью вмещать плавкий предохранитель. Лоток является перемещаемым по прямолинейному пути, имея при этом, по меньшей мере, два положения: рабочее положение, в котором упомянутый плавкий предохранитель является работающим, и извлеченное положение, в котором плавкий...
Никакого начала не было - безконечная вселенная существует изначально, априори как безконечное пространство, заполненное энергией электромагнитных волн, которые также существуют изначально и материей, которая состоит из атомов и клеток, которые состоят из вращающихся ЭМ волн.В вашей теории есть какие-то гравитоны, которые состоят из не известно чего. Никаких гравитонов нет - есть магнитная энергия, гравитация - это магнитное притяжение.
