Устройство для крепления диодов

 

Изобретение относится к сверхвысокочастотной технике. Технический результат заключается в повышении надежности за счет устранения изгибающего усилия на диод при обеспечении электрического контакта и хорошего теплоотвода. Устройство для крепления диодов содержит корпус с контактным элементом, подпружиненный стержень, поджатый контактным колпачком в виде винта, две цанги, первая из которых размещена на корпусе, а вторая - на подпружиненном стержне. Согласно изобретению введены муфта, выполненная в виде диэлектрической втулки, установленной между двумя цангами. В муфте выполнена проточка для размещения одной из цанг. Наружная поверхность муфты разъемно соединена с накидной гайкой. Другая цанга размещена в проточке другой накидной гайки, также разъемно соединенной с диэлектрической муфтой. 3 ил.

Предлагаемое изобретение относится к технике СВЧ и, в частности, может быть использовано при конструировании устройств для крепления диодов.

При разработке СВЧ-устройств (переключателей, коммутаторов, фазовращателей, ограничителей и других) широкое применение нашли полупроводниковые диоды. Для обеспечения надежной работы СВЧ-устройств необходимо хороший электрический контакт диодов с другими элементами электрических устройств. Кроме того, в мощных устройствах необходим надежный тепловой контакт выводов для диода с радиатором для обеспечения хорошего теплоотвода.

Известно [1], что у полупроводниковых СВЧ-диодов максимально допустимое сжимающее усилие значительно превышает изгибающее усилие (для диода 2А535А,Б эти усилия составляют 19,6 Н и 0,588 Н соответственно).

Известно также устройство крепления диода, описанное в [2] и содержащее корпус с отверстием в основании, внутри которого установлена цанга с муфтой, поджатой накидной гайкой. Несоосность диода скомпенсирована тем, что цанга установлена в корпусе с радиальным зазором и снабжена фланцем, на поверхности которого, обращенной к основанию корпуса, выполнен кольцеобразный выступ треугольной формы в радиальном сечении, при этом фланец прижат к основанию корпуса дополнительно введенной втулкой, соединенной с помощью резьбы с корпусом.

Этому устройству присущ следующий недостаток. Из-за непараллельности широких стенок корпуса, которая приводит к несовпадению осей цанги и цангового гнезда, ухудшаются электрический и тепловой контакты. Кроме того, возникает изгибающий момент, действующий на диод, что приводит к нарушению механической целостности диода. Все это приводит к снижению надежности СВЧ-устройств.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является устройство для крепления диода, описанное в [3]. Устройство содержит корпус с контактным элементом, подпружиненный стержень и механизм его поджима, выполненный в виде цилиндрической втулки с подпружиненным контактным колпачком в виде винта, подпружиненную втулку и две цанги, одна из которых размещена на корпусе, а другая - на подпружиненном стержне, при этом цанга, размещенная на подпружиненном стержне, выполнена с конической наружной поверхностью, на которой установлена подпружиненная втулка.

Однако и этому устройству присущи следующие недостатки:

- наличие изгибающего момента из-за несовпадения осей первой цанги и стержня, воздействующего на диод (из-за непараллельности плоскости контакта первой цанги и контактной поверхности корпуса);

- наличие действующих на диод продольного сжатия при установке и растяжения при разборке конструкции, приводящих к нарушению механической целостности диода.

Таким образом, всем рассмотренным устройствам свойственные недостатки, связанные с наличием изгибающего момента, продольного растяжения или сжатия диода. Это снижает надежность СВЧ-устройств.

Целью изобретения является повышение надежности устройства за счет устранения изгибающего усилия на диод.

Дополнительной целью изобретения является увеличение надежности за счет устранения продольных сжатия и растяжения, действующих на диод.

Первая поставленная цель достигается тем, что в устройство для крепления диодов, содержащее корпус с контактным элементом, подпружиненный стержень, поджатый контактным колпачком в виде винта, двумя цангами, первая из которых размещена на корпусе, а вторая на подпружиненном стержне, введены муфта, выполненная в виде диэлектрической втулки, установленной между двумя цангами и имеющей ответную часть со стороны второй цанги по форме цанги, и накидная гайка, имеющая резьбовое соединение с муфтой. Кроме того, другая поставленная цель достигается введением дополнительной гайки с ответной внутренней частью со стороны первой цанги, по форме цанги, при этом гайка имеет резьбовое соединение с диэлектрической втулкой.

Указанное введение муфты, выполненной в виде диэлектрической втулки и установленной между двумя цангами, является существенным отличием и в известных технических решениях не обнаружено, что подтверждает существенность отличия предлагаемого технического решения.

Указанное введение дополнительной гайки с ответной контактной частью со стороны первой цанги по форме цанги и имеющей резьбовое соединение с диэлектрической втулкой в известных технических режимах не обнаружено, что подтверждает существенность отличия и второго предлагаемого технического решения.

Сущность изобретения будет более понятна из следующего описания и прилагаемых к нему чертежей, на которых изображено следующее:

на фиг.1 изображена конструкция прототипа;

на фиг.2 изображена конструкция заявляемого по п.1 устройства;

на фиг.3 изображена конструкция заявляемого устройства с отличительными признаками, указанными в п.2 формулы изобретения.

Устройство для крепления диодов содержит корпус 1 с контактным элементом 2, подпружиненный стержень 3, механизм его поджима, выполненный в виде цилиндрической втулки с подпружиненным контактным колпачком 4 в виде винта, цангу 5, размещенную на корпусе, цангу 6, размещенную на подпружиненном стержне 3, муфту 7, выполненную в виде диэлектрической втулки, которая установлена между цангами 5 и 6 и имеет ответную часть со стороны цанги 6 по форме цанги 6 и накидную гайку 8, имеющую резьбовое соединение с муфтой 7. Кроме того, в устройство введена дополнительная гайка 9 с ответной внутренней частью со стороны цанги 5, по форме цанги 5, при этом гайка 9 имеет резьбовое соединение с диэлектрической муфтой 7. В цангах 5 и 6 крепится диод 10.

Устройство для крепления диодов работает следующим образом. Для простоты рассмотрим случай крепления одного, например, ограничительного диода. Один вывод диода 10 устанавливается в отверстие цанги 6. Цанга 6 с диодом 10 вставляется в муфту 7, выполненную в виде диэлектрической втулки. В муфту вставляется цанга 5, в отверстие которой заходит второй контакт диода 10. На муфту навертывается накидная гайка 8, которая поджимает цангу 6. Внешняя поверхность цанги 6 скользит по внутренней поверхности диэлектрической муфты 7 и обжимает контакт диода 10, создавая постоянный надежный электрический и тепловой контакт между диодом 10 и цангой 6. В резьбовое отверстие корпуса 1 ввертывается до упора контактный элемент 2. Собранная конструкция, состоящая из диода 10, цанги 5, цанги 6 и диэлектрической муфты 7 между ними, зажатой накидной гайкой 8, вставляется в контактный элемент 2 и прижимается подпружиненным контактным колпачком 4 в виде винта.

Изгибающий момент, возникающий из-за непараллельности контактной плоскости цанги 5 и поверхности корпуса 1 передается на диэлектрическую муфту 7.

Для достижения дополнительной цели и устранения продольного давления на диод вывод диода 10 вставляется в отверстие цанги 6, на цангу 6 с диодом 10 надевается диэлектрическая муфта 7 и зажимается накидной гайкой, второй вывод диода вставляется в цангу 5 гайка 9 с ответной частью по форме цанги 5 при заворачивании в диэлектрическую муфту 7 сжимает цангу 5 с диодом 10, осуществляя надежный постоянный диэлектрический и тепловой контакт между диодом 10 и цангой 5 и гайкой 9. В остальном устройство работает так же, как и устройство по п.1. Этим достигается дополнительная цель, так как продольное давление сжатия и растяжения диода 10, возникающее при сборке и разборке, устраняется введением дополнительной гайки 9 с ответной внутренней частью со стороны цанги 5 по форме цанги 5, при этом гайка 9 имеет резьбовое соединение с диэлектрической муфтой 7.

Сущность изобретения останется неизменной в случае использования управляемых (переключаемых) диодов. В этом случае необходимо ввести диэлектрическую прокладку между корпусом и контактным элементом 2 для образования блокировочного конденсатора.

Предлагаемое устройство для крепления диодов может быть выполнено как для крепления одного, так и нескольких ограничительных или переключительных диодов. Сущность изобретения при этом не изменится, так как и в этом, и в другом случае муфта для крепления каждого из диодов выполнена в виде диэлектрической втулки, установленной между двумя цангами. Муфта конструктивно может быть выполнена из диэлектрического материала в виде единого монолитного узла с посадочными отверстиями для каждого из диодов. Относительное взаимное расположение этих отверстий может быть произвольным.

Проведенные механические испытания показали, что выходов из строя блоков, содержащих устройства для крепления диодов, по причине поломки диодов, вызванной наличием изгибающего момента и продольного сжатия и растяжения, не наблюдалось.

Устройство крепления диодов типа 2А509А,Б, 2А507А,Б выполнено из следующих материалов:

корпус 1 - алюминий АМГ 6;

контактный элемент 2 - сплав Бр КМц 3-1 ГОСТ 18175-78;

контактный колпачок 4, подпружиненный стержень 3, цанга 6, накладная гайка 8, 9 - ЛС 59-1 ГОСТ 2060-73;

цанга 5 - сплав БрБ-2, ГОСТ 15835-70;

муфта 7 - ПА6 блочный, сорт 1 ТУ 6-05-988-78.

Аналогичные корпуса имеют и другие типы диодов. По данному техническому предложению принято решение о дальнейшем использовании изобретения в разработках предприятия.

Источники информации

1. Переключательный СВЧ-диод 2А535. Технические условия aA0.339.113 ТУ.

2. Устройство для крепления диода, а.с. №693495, Кл. МКИ Н 01 P 1/15.

3. Устройство для крепления диода, a.c. №1027845, Кл. МКИ Н 05 К 7/02 (прототип).

Формула изобретения

Устройство для крепления диодов, содержащее корпус с контактным элементом, подпружиненный стержень, поджатый контактным колпачком в виде винта, цанги, одна из которых размещена в корпусе, а другая - на подпружиненном стержне, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности крепления за счет снижения изгибающего усилия на диод при сохранении электрического контакта и теплоотвода, оно снабжено муфтой, выполненной в виде диэлектрической втулки, установленной между цангами, причем в муфте выполнена проточка для размещения одной из цанг, наружная поверхность муфты разъемно соединена с накидной гайкой, а другая цанга размещена в проточке другой накидной гайки, также разъемно соединенной с диэлектрической муфтой.

РИСУНКИ