КОРПУС РАДИОЭЛЕКТРОННОГО УСТРОЙСТВА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2015 года по МПК H05K5/04 H05K5/06 H05K7/20 

Заявленная группа изобретений относится к области радиоэлектронной техники и может быть использована при конструировании корпусов радиоэлектронных устройств.

Известны различные корпусы радиоэлектронных устройств, имеющие дно, боковые стенки и крышку, выполненные, например, из сплава 29НК или титана (см. Кива Джуринский и др. «Конструктивные и технологические особенности модулей СВЧ», в ж. «Современная электроника», №1, 2008, стр. 22-27).

Недостатком известных корпусов является низкая теплопроводность дна, что не обеспечивает интенсивное отведение тепла от тепловыделяющих радиоэлектронных элементов при их контакте с дном таких корпусов, что, в свою очередь, снижает надежность работы радиоэлектронных устройств.

Известен корпус радиоэлектронного устройства, имеющий дно, боковые стенки и крышку, дно которого выполнено с возможностью отведения тепла, по меньшей мере, от одного тепловыделяющего радиоэлектронного элемента, находящегося с ним в контакте. Конкретно, дно выполнено из двухслойного металла, имеющего алюминиевый и медный слои, при этом в алюминиевом слое выполнен вырез, проходящий до медного слоя, позволяющий расположить на его поверхности, по меньшей мере, один тепловыделяющий радиоэлектронный элемент (см. RU 2455802 C2, 10.07.2012).

Известный корпус принят в качестве ближайшего аналога к заявленным корпусам.

Недостатки известного корпуса состоят в сложности и дороговизне его изготовления.

Задачей заявленной группы изобретений является создание корпусов радиоэлектронных устройств, лишенных указанных недостатков.

В результате достигается технический результат, заключающийся в обеспечении интенсивного отведения тепла от тепловыделяющих радиоэлектронных элементов при их контакте с дном заявленных корпусов при одновременной минимизации передачи тепла к радиоэлектронным элементам при герметизации корпусов при помощи пайки или сварки, что, в свою очередь, повышает надежность и долговечность работы радиоэлектронных устройств, а также в достаточной простоте и относительной дешевизне изготовления корпусов.

Конкретно, указанный технический результат достигается посредством создания первого варианта корпуса радиоэлектронного устройства, имеющего дно, боковые стенки и крышку, который выполнен из материала с коэффициентом теплопроводности не более 50 Вт/м·K, при этом в дне корпуса, по меньшей мере, в одной зоне, соответствующей контакту, по меньшей мере, с одним тепловыделяющим радиоэлектронным элементом, выполнен вырез, в котором установлена вставка из материала с коэффициентом теплопроводности не менее 200 Вт/м·K, соединенная с корпусом.

Кроме этого, указанный технический результат достигается посредством создания второго варианта корпуса радиоэлектронного устройства, имеющего дно, боковые стенки и крышку, который выполнен из материала с коэффициентом теплопроводности не более 50 Вт/м·K, при этом в дне корпуса, по меньшей мере, в одной зоне, соответствующей контакту, по меньшей мере, с одним тепловыделяющим радиоэлектронным элементом, выполнен вырез, в котором установлена вставка из двухслойного материала, верхней слой которой представляет собой слой материала, идентичного материалу корпуса, соединенный с корпусом при помощи сварного соединения, а нижний слой представляет собой слой материала с коэффициентом теплопроводности не менее 200 Вт/м·K, при этом в верхнем слое двухслойного материала выполнен вырез, проходящий до нижнего слоя двухслойного материала, позволяющий расположить на его поверхности упомянутый, по меньшей мере, один тепловыделяющий радиоэлектронный элемент.

Выполнение корпусов по обоим вариантам из материала с коэффициентом теплопроводности не более 50 Вт/м·K обеспечивает их относительную дешевизну и возможность герметизации при помощи пайки или сварки с минимальной передачей тепла к радиоэлектронным элементам, что, в свою очередь, повышает надежность и долговечность работы радиоэлектронных устройств.

Выполнение вставок по обоим вариантам обеспечивает интенсивное отведение тепла от тепловыделяющих радиоэлектронных элементов при их контакте с дном заявленных корпусов, что, в свою очередь, также повышает надежность и долговечность работы радиоэлектронных устройств.

Конструктивное выполнение корпусов по обоим вариантам в целом обеспечивает достаточную простоту их изготовления.

Согласно частному варианту, упомянутая вставка соединена с корпусом с помощью соединения, выбранного из группы, включающей в себя паяное, сварное и механическое соединения.

Согласно другому частному варианту, корпус выполнен из листового металла из отдельных частей, соединенных между собой при помощи сварных соединений.

Согласно предпочтительному варианту, в качестве сварных соединений использованы соединения, выполненные при помощи лазерной сварки.

Согласно еще одному частному варианту, в качестве материала с коэффициентом теплопроводности не менее 200 Вт/м·K использован материал, выбранный из группы, включающей в себя медь и алюминий.

Согласно еще одному частному варианту, корпус снабжен внутренними перегородками, разделяющими отсеки, имеющие различное функциональное назначение.

Согласно еще одному частному варианту, упомянутая вставка имеет форму круга.

Согласно еще одному частному варианту, в качестве материала с коэффициентом теплопроводности не более 50 Вт/м·K использована нержавеющая сталь.

На фиг. 1 показано схематичное изображение заявленного корпуса, согласно первому варианту.

На фиг. 2 показано схематичное изображение заявленного корпуса, согласно второму варианту.

Корпус радиоэлектронного устройства, показанный на фиг. 1 и 2, имеет дно 1, боковые стенки 2 и крышку 3.

Корпус выполнен из материала с коэффициентом теплопроводности не более 50 Вт/м·K (например, нержавеющей стали). В дне 1 корпуса, по меньшей мере, в одной зоне, соответствующей контакту, по меньшей мере, с одним тепловыделяющим радиоэлектронным элементом (например, транзистором 4), выполнен вырез 5.

Согласно первому варианту выполнения, показанному на фиг. 1, в вырезе 5 установлена вставка 6а из материала с коэффициентом теплопроводности не менее 200 Вт/м·K (например, алюминия). Вставка 6а соединена с корпусом при помощи сварного соединения.

Согласно второму варианту выполнения, показанному на фиг. 2, в вырезе 5 установлена вставка 6b из двухслойного материала. Верхней слой 7 вставки 6b представляет собой слой материала, идентичного материалу корпуса (например, слой нержавеющей стали). Верхний слой 7 соединен с корпусом при помощи сварного соединения.

Нижний слой 8 представляет собой слой материала с коэффициентом теплопроводности не менее 200 Вт/м·K (например, слой меди). В верхнем слое 7 двухслойного материала выполнен вырез 9, проходящий до нижнего слоя 8 двухслойного материала, позволяющий расположить на его поверхности упомянутый, по меньшей мере, один тепловыделяющий радиоэлектронный элемент (например, транзистор 4).

Значение коэффициентов теплопроводности указанных материалов взято для температуры 20°C.

Заявленный корпус по обоим вариантам используют для размещения в нем радиоэлектронных устройств различного назначения, например приемо-передающих модулей АФАР. Тепло, отводимое, по меньшей мере, от одного радиоэлектронного элемента, передается в систему охлаждения радиоэлектронного устройства, либо во внешнюю среду.

Группа изобретений относится к области радиоэлектронной техники и может быть использована при конструировании корпусов радиоэлектронных устройств. Технический результат - обеспечение интенсивного отведения тепла от тепловыделяющих радиоэлектронных элементов при их контакте с дном корпусов при одновременной минимизации передачи тепла к радиоэлектронным элементам при герметизации корпусов при помощи пайки или сварки, что повышает надежность и долговечность работы радиоэлектронных устройств. Достигается тем, что корпус имеет дно, боковые стенки и крышку и выполнен из материала с коэффициентом теплопроводности не более 50 Вт/м·K. В дне корпуса, по меньшей мере, в одной зоне, соответствующей контакту, по меньшей мере, с одним тепловыделяющим радиоэлектронным элементом, выполнен вырез. В вырезе установлена вставка из материала с коэффициентом теплопроводности не менее 200 Вт/м·K, соединенная с корпусом. Или в вырезе установлена вставка из двухслойного материала, верхней слой которой представляет собой слой материала, идентичного материалу корпуса, соединенный с корпусом при помощи сварного соединения, а нижний слой представляет собой слой материала с коэффициентом теплопроводности не менее 200 Вт/м·K. В верхнем слое двухслойного материала выполнен вырез, проходящий до нижнего слоя двухслойного материала, позволяющий расположить на его поверхности, по меньшей мере, один тепловыделяющий радиоэлектронный элемент. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Корпус радиоэлектронного устройства, имеющий дно, боковые стенки и крышку, дно которого выполнено с возможностью отведения тепла, по меньшей мере, от одного тепловыделяющего радиоэлектронного элемента, находящегося с ним в контакте, отличающийся тем, что он выполнен из материала с коэффициентом теплопроводности не более 50 Вт/м·K, при этом в дне корпуса, по меньшей мере, в одной зоне, соответствующей контакту, по меньшей мере, с одним тепловыделяющим радиоэлектронным элементом, выполнен вырез, в котором установлена вставка из материала с коэффициентом теплопроводности не менее 200 Вт/м·K , соединенная с корпусом.

2. Корпус по п. 1, отличающийся тем, что упомянутая вставка соединена с корпусом с помощью соединения, выбранного из группы, включающей в себя паяное, сварное и механическое соединение.

3. Корпус по п. 1 или 2, отличающийся тем, что корпус выполнен из листового металла из отдельных частей, соединенных между собой при помощи сварных соединений.

4. Корпус по п. 3, отличающийся тем, что в качестве сварных соединений использованы соединения, выполненные при помощи лазерной сварки.

5. Корпус по п. 1 или 2, отличающийся тем, что в качестве материала с коэффициентом теплопроводности не менее 200 Вт/м·K использован материал, выбранный из группы, включающей в себя медь и алюминий.

6. Корпус по п. 1 или 2, отличающийся тем, что корпус снабжен внутренними перегородками, разделяющими отсеки, имеющие различное функциональное назначение.

7. Корпус по п. 1 или 2, отличающийся тем, что упомянутая вставка имеет форму круга.

8. Корпус по п. 1 или 2, отличающийся тем, что в качестве материала с коэффициентом теплопроводности не более 50 Вт/м·K использована нержавеющая сталь.

9. Корпус радиоэлектронного устройства, имеющий дно, боковые стенки и крышку, отличающийся тем, что он выполнен из материала с коэффициентом теплопроводности не более 50 Вт/м·K, при этом в дне корпуса, по меньшей мере, в одной зоне, соответствующей контакту, по меньшей мере, с одним тепловыделяющим радиоэлектронным элементом, выполнен вырез, в котором установлена вставка из двухслойного материала, верхней слой которой представляет собой слой материала, идентичного материалу корпуса, соединенный с корпусом при помощи сварного соединения, а нижний слой представляет собой слой материала с коэффициентом теплопроводности не менее 200 Вт/м·K, при этом в верхнем слое двухслойного материала выполнен вырез, проходящий до нижнего слоя двухслойного материала, позволяющий расположить на его поверхности упомянутый, по меньшей мере, один тепловыделяющий радиоэлектронный элемент.

10. Корпус по п. 9, отличающийся тем, что упомянутая вставка соединена с корпусом с помощью соединения, выбранного из группы, включающей в себя паяное, сварное или механическое соединение.

11. Корпус по п. 9 или 10, отличающийся тем, что корпус выполнен из листового металла из отдельных частей, соединенных между собой при помощи сварных соединений.

12. Корпус по п. 11, отличающийся тем, что в качестве сварных соединений использованы соединения, выполненные при помощи лазерной сварки.

13. Корпус по п. 9 или 10, отличающийся тем, что в качестве материала с коэффициентом теплопроводности не менее 200 Вт/м·K использован материал, выбранный из группы, включающей в себя медь и алюминий.

14. Корпус по п. 9 или 10, отличающийся тем, что корпус снабжен внутренними перегородками, разделяющими отсеки, имеющие различное функциональное назначение.

15. Корпус по п. 9 или 10, отличающийся тем, что упомянутая вставка имеет форму круга.

16. Корпус по п. 9 или 10, отличающийся тем, что в качестве материала с коэффициентом теплопроводности не более 50 Вт/м·K использована нержавеющая сталь.