РАДИОЭЛЕКТРОННЫЙ БЛОК Российский патент 2005 года по МПК H05K1/00 H05K1/11 H05K1/18 

Предлагаемое изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в производстве радиоэлектронных блоков для противотанковых управляемых ракет или зенитных управляемых ракет.

В настоящее время, когда остро стоит вопрос повышения надежности летательных аппаратов, задача надежного монтажа радиоэлектронных блоков является одной из наиболее актуальных проблем.

В связи с миниатюризацией радиоэлектронной аппаратуры, применяемой в комплексах ПТУ и ЗУР, а также требованием снижения массы и трудоемкости ее изготовления в конструкциях радиоэлектронных блоков, являющихся составными частями радиоэлектронной аппаратуры, применяются гибкие тонкие печатные платы.

Гибкие платы, обладая недостаточной механической прочностью, требуют целого ряда дополнительных приемов для создания надежных конструкций радиоэлектронных блоков.

Известна конструкция радиоэлектронного блока [1], основой которой является гибкая печатная плата. С одной стороны гибкой платы нанесены печатные проводники, а с другой приклеиваются платы с установленными на них радиодеталями. Затем гибкая печатная плата изгибается на 180° таким образом, что платы с радиодеталями 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 внутри плат и между ними. Для фиксации плат в заданном положении применяются распорки.

Достоинством этой конструкции является относительно высокая плотность монтажа.

Недостаток конструкции заключается в малой надежности монтажа при воздействии значительных ударных и вибрационных нагрузок, возникающих при войсковой эксплуатации из-за распорок, которые закрепляют только локальные поверхности плат и создают блоки с низкой собственной частотой, соизмеримой с эксплуатационной, что вызывает резонанс печатных плат.

Известна также конструкция радиоэлектронного модуля [2], состоящего из радиодеталей с аксиальными проволочными выводами. Радиодетали располагаются в модуле вертикально между двумя тонкими горизонтальными платами. В обеих платах предусмотрены сквозные круглые отверстия под выводы. От центра каждого отверстия в радиальных направлениях лучами отходят прорези, образуя гибкие консольные язычки, сходящиеся к отверстию. Радиодеталь вставляется через отверстия в плате, разгибая язычки и проходя между ними своим корпусом. Затем язычки сходятся и зажимают вывод. Фиксируя радиодеталь между платами, к их выводам привариваются никелевые соединительные проводники, располагающиеся с внешней стороны каждой платы. Эти проводники служат как для межсоединений, так и для внешних соединений.

Недостатком конструкции является наличие дополнительных (не печатных) соединительных проводников, снижающих надежность монтажа из-за возможности внесения ошибки при монтаже большого количества отдельных проводников, присоединяемых к каждому выводу радиодетали, и наличие удерживающих радиодеталь за выводы гибких консольных язычков, которые снижают надежность монтажа за счет пружинящего эффекта, воздействующего в процессе длительного хранения блока на зону соединения вывода радиодетали с соединительным проводником. Кроме того, незакрепленный корпус радиодетали раскачивает место соединения вывода с никелевым проводником, чем значительно снижается надежность монтажа при длительном воздействии механических дестабилизирующих факторов, например, при транспортировании.

Наиболее близким к предлагаемому устройству радиоэлектронного блока в конструктивном отношении является конструкция модуля [3], в котором все радиоэлементы с соответствующим образом подрезанными и согнутыми выводами укладываются на плоскость вспомогательной платы с фиксирующими отверстиями так, что выводы радиоэлементов в необходимых местах сопрягаются и затем спаиваются. После пайки заготовка модуля сворачивается в виде цилиндра, монтируется на октальном стандартном цоколе электронной лампы и сверху заливается герметиком.

Достоинство конструкции состоит в том, что при относительно небольшой массе она обладает механической прочностью.

Недостатком конструкции является отсутствие ремонтоспособности из-за заливки модуля герметиком. Кроме того, современные радиоэлектронные блоки представляют собой сложные многофункциональные системы с большим количеством электрических связей между разногабаритными радиоэлементами, но более трех сопряжении выводов радиоэлементов между собой резко снижают надежность монтажа из-за отсутствия визуального контроля пайки и физической невозможности качественной пайки.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности монтажа с сохранением ремонтоспособности и массы блока.

Поставленная задача достигается тем, что в радиоэлектронном блоке, содержащем гибкую плату с проводниками и закрепленную на ней вспомогательную плату с радиоэлементами, выводы которых размещены в отверстиях этой платы, новым является то, что между отверстиями во вспомогательной плате выполнены углубления, в которых радиоэлементы установлены заподлицо. В проводниках гибкой платы выполнены выемки с пуклевками, размещенными в отверстиях вспомогательной платы. Причем выемки с пуклевками заполнены припоем.

Это позволяет повысить надежность монтажа за счет выемок и пуклевок, которые увеличивают поверхность паяных соединений, т.е. чем больше сопрягаемая площадь, тем прочнее соединение и тем ниже переходное сопротивление места спая.

На фиг.1 изображен вид конструкции описываемого радиоэлектронного блока, на фиг.2 - поперечное сечение (по А-А на фиг.1), где 1 - гибкая плата, 2 - вспомогательная плата, 3 - радиоэлемент, 4 - вывод радиоэлемента, 5 - проводник, 6 - выемка, 7 - пуклевка, 8 - углубление, 9 - отверстие, 10 - припой.

Предлагаемая конструкция радиоэлектронного блока выполнена следующим образом.

Гибкая тонкая плата 1, изготовленная, например, из фольгированного диэлектрика типа ФДЛ, наклеена своей диэлектрической основой на вспомогательную плату 2, изготовленную, например, из пористого заливочного материала типа пенопласта ЖT2. Такое соединение плат между собой необходимо для повышения надежности монтажа, потому что отдельная гибкая плата 1 из-за небольшой толщины диэлектрической подложки и ее эластичности не выдерживает массы радиоэлементов 3. Вспомогательная плата 2 не позволяет получить рисунок электрической схемы, надежно закрепленный на ее поверхности и пригодный для производства монтажных работ. Применение плат, например фольгированного стеклотекстолита больших толщин, не позволяет повысить надежность монтажа, так как увеличивается расстояние между корпусом радиоэлемента 3 и местом соединения его вывода 4 с проводником 5, что создает при ударных нагрузках дополнительный момент, разрушающий соединение вывода 4 с проводником 5. Пористая структура вспомогательной платы 2 и эластичность гибкой платы 1 позволяют простыми средствами, например штамповкой, выполнить выемки 6 и полые пуклевки 7 в проводниках 5 соединенных плат 1 и 2. Радиоэлементы 3 вставляют плотно в углубления 8. Их выводы 4 пропускают через отверстия 9 и вводят в полые пуклевки 7 и выемки 6, а затем соединяют выводы 4 с проводниками 5 припоем 10, который расплавляют в пуклевках 7 и выемках 6.

Предложенная конструкция радиоэлектронного блока по сравнению с известными конструкциями отличается:

- более высокой, порядка в 1,5...2 раза, надежностью монтажа за счет размещения радиоэлементов в углублениях вспомогательной платы из-за увеличения сопрягающей поверхности радиоэлементов с платой и создания крепления корпусов радиоэлементов из самой вспомогательной платы. Кроме того, выемка и пуклевка создают дополнительную механическую прочность спая и повышенную надежность за счет размещения рабочего объема припоя в полости (в теле) плат, что особенно важно в ПТУР, испытывающих значительные ударные нагрузки. Припой при воздействии вибрационных и ударных нагрузок не смещается за счет лучшего сцепления с большей поверхностью гибкой платы, составляя с ней прочный монолит. Тот же фактор повышает надежность монтажа за счет размещения радиоэлементов в углублениях вспомогательной платы. Корпуса радиоэлементов имеют большую площадь сопряжения с материалом платы;

- повышенной технологической надежностью за счет совмещения операций по изготовлению выемок с полыми пуклевками и фиксацией радиоэлементов вспомогательной платой в своих углублениях.

Кроме того, сохранена ремонтоспособность и масса блока, так как радиоэлементы легко извлекаются и в конструкции нет дополнительных крепежных деталей.

Источники информации

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

2. Патент США №3349289 кл. 317-101 от 24.12.64 г., аналог.

3. Патент CША №3889365, кл. 29-627 (Н 05 К 3/32) от 15.08.73 г., прототип.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в производстве радиоэлектронных блоков преимущественно для управляемых ракет противотанковых или зенитных комплексов. Технический результат - повышение надежности монтажа с сохранением ремонтопригодности и массы блока. Достигается тем, что радиоэлектронный блок содержит гибкую плату с проводниками и закрепленную на ней вспомогательную плату с радиоэлементами, выводы которых размещены в отверстиях этой платы. Между отверстиями во вспомогательной плате выполнены углубления, в которых радиоэлементы установлены заподлицо. В проводниках гибкой платы выполнены выемки с пуклевками, размещенными в отверстиях вспомогательной платы. Причем выемки с пуклевками заполнены припоем. 2 ил.

Радиоэлектронный блок, содержащий гибкую плату с проводниками и закрепленную на ней вспомогательную плату с радиоэлементами, выводы которых размещены в отверстиях этой платы, отличающийся тем, что между отверстиями во вспомогательной плате выполнены углубления, в которых радиоэлементы установлены заподлицо, а в проводниках гибкой платы выполнены выемки с пуклевками, размещенными в отверстиях вспомогательной платы, причем выемки с пуклевками заполнены припоем.