ГЕРМЕТИЧНЫЙ КОРПУС ДЛЯ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ ПЛАТ Российский патент 2004 года по МПК H05K5/06 

Изобретение относится к разделу электричества, к классу - специальные области электротехники, подклассу - печатные схемы, корпуса или детали электрических приборов, а именно к герметически закрытым корпусам.

Основное назначение герметичного корпуса - предотвращение воздействия внешних факторов на компоненты радиоэлектронных плат.

Наибольшее распространение получили корпуса, герметизированные вакуум-плотным паяным швом, для сохранения целостности герметизирующей оболочки радиоэлектронного блока в процессе разгерметизации в паз, образуемый соединяемыми частями кожуха и крышки, предварительно помещают прокладку из жаропрочной резины и луженую стальную проволоку, один конец которой находится вне зоны паяного соединения (Авторское свидетельство СССР №275694, МПК: Н 05 K 5/06, опубл. 1970 г.).

Известны герметичные корпуса, содержащие кожух и крышку, в которой пазы под резиновую прокладку, стальную проволоку и припой выполнены таким образом, что усилия, возникающие на крышке при наддуве герметичного корпуса или помещении его в разреженную атмосферу, воспринимают, в большей мере, стенки корпуса, а не паяный шов (Авторское свидетельство СССР №880235, МПК: Н 05 K 5/06, опубл. 1980 г.).

Корпусам, герметизируемым пайкой, присущи недостатки, заключающиеся в том, что конструкция кожухов и крышек сложна из-за наличия в них пазов и скосов, не обеспечивается надежность герметизации при эксплуатации корпуса в условиях повышенных механических воздействий, перепадов давлений и температур, возможен перегрев корпуса при пайке с передачей тепла на герметизируемый радиоэлектронный прибор.

Известен герметичный корпус, который содержит кожух и крышку, выполненные с покрытием в виде слоя металла, по их смежным плоскостям обладающего хорошей свариваемостью и малой теплопроводностью, например титановый сплав. В этом слое кожух и крышка снабжены буртами, совмещенными по периметру. Герметизация корпуса производится по стыку кожуха и крышки лазерной сваркой вакуум-плотным швом (Патент Российской Федерации №1780200, МПК: Н 05 K 5/06, опубл. 1992 г., прототип).

При значительном увеличении габаритных размеров герметичного корпуса герметизацию его можно производить электронно-лучевой сваркой.

Для вскрытия корпуса шов сфрезеровывается по всему периметру, причем число вскрытий определяется высотой бурта или толщиной стенки корпуса.

Недостатком прототипа является выполнение корпуса из металла и использование лазерной сварки или электронно-лучевой сварки, что может привести к перегреву герметизируемой радиоэлектронной платы, ее деформации.

У прототипа усложнен процесс герметизации. Возможны локальные проникновения пыли и влаги по периметру сварного шва из-за его неравномерности. Возможна разгерметизация при температурных изменениях из-за высокой теплопроводности корпуса.

Данное изобретение устраняет недостатки аналогов и прототипа.

Техническим результатом изобретения является повышение прочности и надежности герметизации, сохранность работоспособности электронной платы после герметизации корпуса, повышение производительности, снижение трудозатрат.

Технический результат достигается тем, что в герметичном корпусе для радиоэлектронных плат, содержащем основание корпуса и крышку, герметично соединяемые между собой, основание и крышка корпуса выполнены из термопластичного полимерного материала, основание и крышка корпуса содержат замковые элементы по всему периметру соединения, выполненные в виде выступа V-образной формы и канавки, на поверхности основания корпуса расположены V-образный выступ замкового соединения с углом раствора, не превышающим 90°, фиксирующие элементы для радиоэлектронной платы и герметичного ввода проводников, а также фиксирующие элементы крепления крышки корпуса, а на крышке выполнена канавка замкового соединения, на поверхности крышки расположены амортизаторы, а в крышке выполнены отверстия для герметичного ввода проводников и для фиксирующих элементов крепления корпуса. Высота V-образного выступа превышает глубину канавки на 0,01-0,5 мм.

В качестве термопластичного полимерного материала, обладающего хорошей свариваемостью ультразвуком использован полибутелентерфталат.

Сущность изобретения схематично поясняется чертежами.

На фиг.1 представлен вид сверху на внутреннюю поверхность основания корпуса, где 1 - V-образный выступ замкового соединения, 2 - фиксирующие элементы для радиоэлектронной платы, 3 - фиксирующий элемент ввода проводников, 4 и 5 - фиксирующие элементы крепления корпуса, выполненные в виде цилиндров круглой 4 и овальной 5 формы.

На фиг.2 представлен вид сверху на внутреннюю поверхность крышки, где 6 - канавка замкового соединения, 7 - амортизаторы, 8 и 9 - отверстия фиксирующих элементов крепления корпуса круглой 8 и овально 9 формы, 10 - отверстие для герметичного ввода проводников.

На фиг.3 представлен продольный разрез основания корпуса, где 1 - V-образный выступ замкового соединения, 2 - фиксирующий элемент для радиоэлектронной платы, 3 - фиксирующий элемент ввода проводников, 4, 5 - фиксирующие элементы крепления корпуса круглой 4 и овальной 5 формы.

На фиг.4а, 4б, 4в представлены варианты исполнения V-образного выступа.

При сборке корпуса электронного прибора плата, в которой выполнены центрирующие отверстия, располагается на фиксирующих элементах для радиоэлектронной платы 2, а на фиксирующий элемент ввода проводников 3 через отверстие 10 в крышке корпуса насаживают эластичный элемент с проводниками. Этот элемент герметично закрывает отверстие 10.

Радиоэлектронная плата (не показана) равномерно прижимается амортизаторами 7, выполненными, например, в виде брусков эластичного материала, к элементам фиксации 2, а V-образный выступ замкового соединения 1 по всему периметру входит в канавку замкового соединения 6. Между основанием корпуса и его крышкой остается зазор, определяемый высотой острия выступа. Фиксирующие элементы крепления корпуса 4 и 5 входят в соответствующие отверстия 8 и 9 крышки. Через эти же отверстия 8 и 9 прибор в сборе крепится на поверхности.

После сборки прибора по всему периметру одновременно проводят ультразвуковую сварку с выходной мощностью до 4,0 кВт при статической нагрузке от 1,5 до 6,0 атм, при которой V-образный выступ замкового соединения 1, являясь концентратором механических напряжений, размягчаясь, равномерно заполняет объем замкового соединения. При остывании под нагрузкой возникает герметичное замковое соединение.

После остывания корпус герметично закрыт и прибор можно поместить в любом месте, т.к. он выдерживает широкий температурный диапазон от -60°С до +220°С, пылевлагонепроницаем, защищает электронные элементы от воздействия ультрафиолетового излучения. Введение стеклонаполнителя расширяет защитный температурный диапазон до +300°С.

Разная форма фиксирующих элементов 4 и 5 и отверстий 8 и 9 крепления корпуса позволяют автоматизировать процесс сборки, контролировать правильное расположение платы и удобнее размечать точки крепления изделия на поверхности.

Изобретение относится к разделу электричества, к классу - специальные области электротехники, подклассу - печатные схемы, корпуса или детали электрических приборов, а именно к герметически закрытым корпусам. Технический результат изобретения - повышение прочности, надежности герметизации, сохранность работоспособности платы после герметизации корпуса, повышение производительности, снижение трудозатрат. Герметичный корпус содержит основание и крышку, герметично соединяемые между собой, основание и крышка выполнены из термопластичного полимерного материала и содержат замковые элементы, выполненные в виде выступа V-образной формы и канавки и фиксирующие элементы. В качестве термопластичного полимерного материала может быть использован полибутилентерефталат. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Герметичный корпус для радиоэлектронных плат, содержащий основание и крышку, герметично соединяемые между собой, отличающийся тем, что основание и крышка корпуса выполнены из термопластичного полимерного материала, основание и крышка корпуса содержат замковые элементы по всему периметру соединения, выполненные в виде выступа V-образной формы и канавки, V-образный выступ выполнен с углом раствора, не превышающим 90°, фиксирующие элементы для радиоэлектронной платы и герметичного ввода проводников, а также фиксирующие элементы крепления корпуса, на поверхности крышки расположены амортизаторы, а в крышке выполнены отверстия для герметичного ввода проводников и для фиксирующих элементов крепления корпуса, при этом высота V-образного выступа превышает глубину канавки на 0,01-0,5 мм.2. Герметичный корпус для электронных плат по п.1, отличающийся тем, что в качестве термопластичного полимерного материала использован полибутилентерефталат.