РАДИОЭЛЕКТРОННЫЙ БЛОК Российский патент 2004 года по МПК H05K1/00 H05K1/02 H05K7/00 

Предлагаемое изобретение относится к области разработки конструкций радиоэлектронных блоков, используемых в ракетах или в пусковых переносных установках.

К таким радиоэлектронным блокам предъявляются очень жесткие требования в отношении габаритно-весовых характеристик, надежности, технологичности, устойчивости к перегрузкам.

Известна конструкция электронного блока [1], состоящего из пакета печатных плат, расположенных параллельно друг другу на фиксированном расстоянии при помощи распорных втулок, сквозь которые проходят винты, стягивающие весь пакет в единый блок. Крайняя нижняя плата имеет концевые втулки с резьбой для стягивающих винтов, крепящих весь пакет в месте установки. При этом вдоль одной (предпочтительно продольной) кромки каждой печатной платы снизу прикрепляется профильная деталь из электроизолирующего материала, служащая одновременно распорной деталью между печатными платами пакета и для закрепления гибкого плоского кабеля, соединяющего между собой все платы пакета. Кроме того, у концов этих же кромок устанавливаются ленточные U-образные пружины, при помощи которых, предварительно сняв винты, стягивающие платы в пакет, можно весь пакет раскрыть подобно книге и получить хороший доступ к каждой плате.

Недостаток конструкции электронного блока состоит в плохом использовании объема из-за наличия U-образных пружин и низкой надежности коммутационных соединений, поскольку распорные втулки не закрепляют кромки печатных плат по всему периметру.

Известна также конструкция блока [2] на основе гибкой печатной платы, с одной стороны которой нанесены печатные проводники, а с другой приклеиваются платы с установленными на них радиодеталями. Гибкая печатная плата затем изгибается на 180° таким образом, что платы о радиоэлементами оказываются одна против другой и образуют пакет. Расстояние между наклеенными платами определяется высотой установленных на них радиодеталей. С помощью печатных проводников гибкой печатной платы осуществляются соединения не только внутри плат, но и между ними. Для фиксации плат в заданном положении применяются распорки.

Недостаток конструкции - недостаточно высокая плотность монтажа из-за недоиспользования объема в местах сгиба гибкой платы, так как в этих местах радиодетали не могут быть установлены из-за малого радиуса закругления и возможности вследствие этого возникновения механических напряжений в местах крепления радиодеталей.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому радиоэлектронному блоку является конструкция модуля [3], в котором все электрические детали с соответствующим образом подрезанными и согнутыми выводами укладываются на плоскость вспомогательной платы с фиксирующими отверстиями так, что выводы электродеталей в необходимых местах сопрягаются и затем спаиваются, после чего заготовка модуля сворачивается в виде цилиндра, на октальном стандартном цоколе электронной лампы, закрывается трубчатым кожухом из пластика и сверху заливается герметиком.

Недостатками конструкции являются малая плотность упаковки (небольшой коэффициент заполнения объема), например, при использовании в качестве электрорадиоэлементов микросхем внутри цилиндра модуля, недостаточная жесткость конструкции, так как усилию, приложенному к модулю, противодействует только герметик, чем снижается надежность электрических соединений. Кроме того, из-за дополнительной электрической связи между контактами модуля и цоколя также снижается надежность электрических соединений.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение плотности монтажа и надежности электрического соединения радиоэлектронного блока.

Поставленная задача достигается тем, что в радиоэлектронном блоке, содержащем размещенную на основании гибкую изогнутую печатную плату с токопродниками и контактными площадками, спаянными с функциональными узлами, радиоэлементами, электродеталью, и элемент фиксации печатной платы на основании, причем плата покрыта заливочным компаундом, новым является то, что он снабжен дополнительным основанием, расположенным параллельно основному, при этом оба основания жестко соединены с электродеталью.

На внутренней поверхности каждого основания выполнен спиральный канал для размещения торцевых поверхностей печатной платы и элемента фиксации. Причем фиксация одного конца печатной платы выполнена с помощью электродетали с контактными площадками, а другого конца - с помощью эластичной оболочки, покрывающей один из функциональных узлов и связанные с ним токопроводники.

Эластичная оболочка предохраняет функциональный узел от механических повреждений и дополнительно повышает надежность электрической связи между функциональным узлом и токопроводником непосредственно, чем обеспечивается лучшее, например, заземление радиоэлектронного блока в корпусе ракеты. Использование для фиксации гибкой печатной платы в основаниях функциональных узлов совместно с эластичной оболочкой увеличивает коэффициент заполнения объема радиоэлектронного блока.

На фиг.1 изображен вид конструкции описываемого радиоэлектронного блока; на фиг.2 - поперечное сечение (по А-А на фиг.1), где 1 - электродеталь, 2 - припой, 3 - контактные площадки, 4 - гибкая печатная плата, 5 - функционалъный узел, 6 - радиоэлемент, 7 - нижняя торцевая поверхность гибкой печатной платы, 8 - спиральный канал основного основания, 9 - основное основание, 10 - эластичная оболочка, 11 - токопроводник, 12 - дополнительное основание, 13 - верхняя торцевая поверхность гибкой печатной платы, 14 - спиральный канал дополнительного основания, 15 - заливочный компаунд, 16 - окно, 17 - выходные токопроводящие контактные площадки.

Предлагаемая конструкция радиоэлектронного блока выполнена следующим образом.

С двух концов на электродеталь 1 припоем 2 закрепляют через контактные площадки 3 гибкую печатную плату 4. Электродеталь 1 выполнена в виде отрезка проволоки. Гибкая печатная плата 4 с размещенными и припаянными к ней функциональными узлами 5 и радиоэлементами 6 вставляется своей нижней торцевой поверхностью 7 в начало спирального канала 8 основного основания 9. При этом один конец электродетали 1 вводится и закрепляется припоем 2 в основном основании 9.

Гибкая печатная плата 4 закручивается по спирали и удерживается в таком состоянии с помощью эластичной оболочки 10, нанесенной на функциональный узел 5 и токопроводник 11. Эластичная оболочка 10 представляет собой, например, резиноподобный токопроводящий состав, позволяющий фиксировать гибкую печатную плату 4 в спиральном канале 8 за счет трения и упругих сил эластичной оболочки 10. Затем сверху на гибкую печатную плату 4 и электродеталь 1 надевают дополнительное основание 12 так, чтобы верхняя торцевая поверхность 13 гибкой печатной платы 4 вошла в спиральный канал 14 дополнительного основания 12 с фиксацией эластичной оболочкой 10 аналогично фиксации в основном основании 9. Дополнительное основание 12 фиксируется электродеталью 1, например припоем 2. Конструкция в дальнейшем заливается компаундом 15 с обеспечением доступа через окно 16 к выходным токопроводящим контактным площадкам 17, а также к электродетали 1.

Предложенная конструкция радиоэлектронного блока по сравнению с прототипом отличается:

- более высоким коэффициентом заполнения объема функциональными узлами и радиоэлементами за счет огибания гибкой печатной платы по форме спирали;

- повышенной жесткостью конструкции за счет естественного "армирования" компаунда электродеталью, спирально-изогнутой печатной платой и фиксацией торца платы в введенном дополнительном основании эластичной оболочкой с функциональным узлом, что не позволяет при полимеризации компаунда спиральным слоям печатной платы перемещаться;

- повышенной надежностью электрических соединений за счет уменьшения их количества и начальной фиксацией гибкой печатной платы через ее контактные площадки и электродеталь и дополнительным закреплением выводов функциональных узлов с токопроводниками эластичной оболочкой за счет помехозащищенности входных сигналов низкого уровня от выходных сигналов высокого уровня путем эффекта экранирования спиральными слоями гибкой печатной платы за счет отвода тепла от мощных функциональных узлов при использовании в качестве эластичной оболочки теплопроводящей пасты, что позволяет уменьшить габариты блока;

- простотой конструкции за счет отсутствия сложного октального цоколя.

Источники информации

1. Патент США №3376479, кл.317-101 от 30.04.65 г. (аналог).

2. Патент Германии №115286, кл. 21а⁴75, H 05 K 1/14 от 27.11.74 г. (аналог).

3. Патент CША №3889365, кл. 29-627 от 15.08.73 г. (прототип).

Изобретение относится к области разработки конструкций радиоэлектронных блоков, используемых в ракетах или в переносных пусковых установках. Задача изобретения - повышение плотности монтажа и надежности электрического соединения радиоэлектронного блока. Радиоэлектронный блок содержит размещенную на основании гибкую изогнутую печатную плату с токопроводниками и контактными площадками, спаянными с функциональными узлами, радиоэлементами, электродеталью, и элемент фиксации печатной платы на основании, причем плата покрыта заливочным компаундом. Он снабжен дополнительным основанием, расположенным параллельно основному. При этом оба основания жестко соединены с электродеталью. На внутренней поверхности каждого основания выполнен спиральный канал для размещения торцевых поверхностей печатной платы и элемента фиксации. Причем фиксация одного конца печатной платы выполнена с помощью электродетали с контактными площадками, а другого конца - с помощью эластичной оболочки, покрывающей один из функциональных узлов и связанные с ним токопроводники. 2 ил.

Радиоэлектронный блок, содержащий размещенную на основании гибкую изогнутую печатную плату с токопроводниками и контактными площадками, спаянными с функциональными узлами, радиоэлементами, электродеталью, и элемент фиксации печатной платы на основании, причем плата покрыта заливочным компаундом, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным основанием, расположенным параллельно основному, при этом оба основания жестко соединены с электродеталью, на внутренней поверхности каждого основания выполнен спиральный канал для размещения торцевых поверхностей печатной платы и элемента фиксации, причем фиксация одного конца печатной платы выполнена с помощью электродетали с контактными площадками, а другого конца - с помощью эластичной оболочки, покрывающей один из функциональных узлов и связанные с ним токопроводники.