Способ повышения теплоотдачи и радиационной защиты электронных блоков
Владельцы патента RU 2488244:
Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское опытно-конструкторское бюро "Марс" (ФГУП МОКБ "Марс") (RU)
Изобретение относится к радиотехнике, в частности к электронным блокам, работающим в условиях действия повышенных радиационных и тепловых нагрузок. Технический результат - усиление радиационной защиты электронных блоков, их защиты от электростатических разрядов и электромагнитных помех и улучшение теплоотдачи блоков. Достигается тем, что аморфный элемент, помещенный в эластичный пакет, устанавливают между двумя печатными платами, прикладывают двухстороннее сжимающее усилие на печатные платы, обеспечивающее формирование «зеркального» рельефа поверхности аморфного элемента, и выдерживают заданное время до его отверждения, при этом аморфный элемент получают путем смешивания отвердителя с металлосодержащим наполнителем в соотношении 1:(1-3). 4 ил.
Изобретение относится к радиотехнике, в частности к электронным блокам, работающим в условиях действия повышенных радиационных и тепловых нагрузок.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ изготовления радиоэлектронного блока, в котором печатные платы с радиоэлементами с двух сторон заливают демпфирующим компаундом [1].
Недостатком известного способа является то, что демпфирующий компаунд слабо защищает радиоэлементы от радиации, а его демпфирующие свойства ухудшают отвод тепла от радиоэлементов.
Техническим результатом изобретения является улучшение радиационной защиты электронных блоков, их защиты от электростатических разрядов и электромагнитных помех и улучшение теплоотдачи блоков.
Указанный результат достигается тем, что в известный способ повышения радиационной защиты электронных блоков, заключающийся в размещении аморфного элемента между двумя печатными платами, дополнительно осуществляют предварительное размещение аморфного элемента в эластичном пакете, прикладывают двухстороннее сжимающее усилие на печатные платы, обеспечивающее формирование «зеркального» рельефа поверхности аморфного элемента, и выдерживают заданное время до отверждения аморфного элемента, при этом аморфный элемент получают путем смешивания отвердителя с металлосодержащим наполнителем в соотношении 1:(1-3).
На фиг.1 показан разрез двух печатных плат с установленными на них радиоэлементами и расположенным между платами аморфным элементом; на фиг.2 - формирование рельефа аморфного элемента в результате приложения двухстороннего сжимающего усилия на печатные платы; на фиг.3 - отвержденный аморфный элемент с указанием мест его обработки при необходимости; на фиг.4 - печатные платы с установленными между ними теплосъемными элементами, размещенные в корпусе электронного блока.
Способ теплоотдачи и радиационной защиты электронных блоков с использованием аморфных материалов осуществляется следующим образом.
Между двумя печатными платами 1 и 2 со стороны установленных на них радиоэлементов располагают аморфный элемент 3, помещенный в эластичный пакет (фиг.1). К печатным платам прикладывают двухстороннее сжимающее усилие, обеспечивающее формирование «зеркального» рельефа поверхности аморфного элемента на этапе его «текучего» состояния (фиг.2), и выдерживают заданное время до отверждения аморфного элемента 3. Аморфный элемент 3 получают путем смешивания отвердителя (клея) с металлосодержащим наполнителем в соотношении
1:(1-3). Использовать аморфный элемент необходимо до его отверждения, так как потеря текучести и пластичности не позволит ему принять необходимую форму. После отверждения аморфный элемент становится жестким съемным элементом необходимой формы, что позволяет собирать-разбирать электронный блок. Для улучшения теплового контакта с другими элементами конструкции осуществляют обработку торцов аморфного элемента (фиг.3), выступающих за размеры печатных плат. На фиг.4 показаны печатные платы с установленными между ними отвердевшими аморфными элементами 3, размещенными в корпусе 4 электронного блока.
«Зеркальный» рельеф поверхности аморфного элемента 3, сформированный на этапе «текучего» состояния, имеет большую эффективную поверхность поглощения тепла, что улучшает теплоотдачу электронных блоков. Повышение радиационной защиты блоков достигается применением в качестве наполнителя различных металлов в составе аморфного элемента, имеющих различные коэффициенты поглощения радиоактивного излучения, и более эффективным использованием объема между печатными платами, электронными устройствами и радиоэлементами, что позволяет сохранить прежние габаритные размеры электронных блоков. Повышение защиты электронных блоков от электростатических разрядов и электромагнитных помех достигается применением аморфных элементов с токопроводящим или экранирующим наполнителем, позволяющим заполнять объем в местах, где имеются щели между элементами корпуса.
Пример конкретной реализации предлагаемого способа.
Для изготовления аморфного элемента 3 в полиэтиленовый пакет помещают смесь отвердителя - клей ВК-9 ОСТ 180215-84 - с наполнителем в виде частиц меди размерами 30…60 мкм при их соотношении, равном 1:(1-3), и помещают его между двумя печатными платами 1 и 2 со стороны установленных и подпаянных на них радиоэлементов. К печатным платам прикладывают двухстороннее сжимающее усилие, обеспечивающее заполнение межплатного пространства смесью отвердителя и наполнителя, и выдерживают 6-7 часов при комнатной температуре. Эластичный пакет предотвращает затекание смеси под радиоэлементы, что могло бы сделать конструкцию неразборной. Усилие сжатия и размеры пакета подбираются в каждом случае индивидуально, исходя из состава смеси, размеров печатных плат, расположенных на них радиоэлементов и назначения аморфного элемента (радиационная защита, повышение отвода тепла или защита от электростатических разрядов и электромагнитных помех). Если отвердитель допускает ускоренное отверждение при повышенной температуре, то печатные платы с аморфными элементами помещают в термокамеру и выдерживают до отверждения аморфного элемента 3. После отверждения аморфного элемента печатные платы раздвигают, извлекают сам аморфный элемент и осуществляют обработку его торцевых поверхностей, обеспечивая необходимый для сборки пакета печатных плат размер.
Использование аморфных элементов в качестве элементов теплоотвода и экранов противорадиационной защиты, а также защиты от электростатических разрядов и электромагнитных помех, позволяет максимально использовать свободный объем между платами и радиоэлементами, не вводя дополнительные наружные защитные экраны.
Таким образом, предложенный способ защиты позволяет заводам-изготовителям электронных блоков и приборов повысить их радиационную защиту, защиту от электростатических разрядов и электромагнитных помех, а также улучшить отвод тепла от плат и радиоэлементов.
Источники информации
1. Патент РФ №2428824, H05K 7/00, 08.09.2009 г.
Способ повышения теплоотдачи и радиационной защиты электронных блоков, заключающийся в размещении аморфного элемента между двумя печатными платами, отличающийся тем, что аморфный элемент предварительно размещают в эластичном пакете, прикладывают двухстороннее сжимающее усилие на печатные платы, обеспечивающее формирование «зеркального» рельефа поверхности аморфного элемента, и выдерживают заданное время до отверждения аморфного элемента, при этом аморфный элемент получают путем смешивания отвердителя с металлосодержащим наполнителем в соотношении 1:(1-3).
