Устройство для климатических испытаний изделий электронной техники Советский патент 1990 года по МПК H05K13/00 

Изобретение относится к области испытательного оборудования и предназначено для испытаний под электрической нагрузкой в условиях повьгшенных температур для обеспечения контроля качества и надежности изде;ЛИЙ .электронной техники ИЭТ) на стадии их изготовления, а также при входном контроле на предприятиях потребителях.

-Целью изобретения является улучшение эксплуатационных возможностей путем повьшения эффективности использбвания испытательного объема устройства и обеспечения удобства его эксцлуатации.

На фиг.1 изображено предлагаеСО СП мое устройство, общий вцд; на фиг4-2.;сечение А-А на фиг.1 в аксонометрии;

00 на фиг.З - выдвижной-держатель в,.,:

I:D аксонометрии; на фиг.4 - детали задОдней стенки и:..вьщвижные держатели в аксонометрии; на фиг.5 - сечение Б-Б на фиг.4; на фиг.6 -. узел-I нафиг,4; на фиг-.7 уплотнителд ный элемент в аксонометрии; на фиг.8 бло1 р. в аксонометрии.

Устройство содержит термойзсщированный корпус 1, выполненный в вид4 прямоугольного шкафа, внутри которого размещены нагнетательный канал 2, испытательный объем 3, всасывающий канал 4, причем испытательный объем 3 расположен между нагнетательным каналом 2 и всасывающим каналом 4 и отделен от них боковыми перфорирова ными стенками 5, 6, Перфорированные стенки 5, 6 выпо нены в виде набора швеллеров 7 (фиг.2) нижние полки которых служа для установки выдвижных держателей 8, Внутри испытательного объема 3 между рядами вьщвижных держателей установлена внутренняя перфорирован ная стенка 9 (фиг.2). Швеллеры 7 прикреплены к рамам перфорированных стенок 5, 6, 9 (фиг,2) с определенным шагом, зазор между швеллерами в перфорированной стенке 5, отделяющей испытательный объем от нагнетательного канала 2, определяется расчетным путем и служит для прохождения воздушного потока. С целью снижения сопротивления воздушному потоку в перфорированных стенках 6 и 9 зазоры выполнены большими, чем зазоры в стенке 5, С передней стороны испытательный объем 3 через уплотнение 10 (фиг,2) закрьюается термоизолированной дверью (дверь условно не показана). На противоположной дверному проему 11 стороне испытательного объема расположены задняя стенка 12 и дополнительная стенка 13, установленная с наружной стороны термоизолированного корпуса 1 параллельно задней стенке 12. В задней стенке 12 и дополнительной стенке 13 выполнены щелевидные окна 14 и 15 для размещения держателей 8. Между задней стенкой 12 и дополнительной стенкой 13 закреплены два швеллера 16, служащих для установки в них уплотнительных элементов 17., Уплотнительные элемент 17 выполнены в виде пластин 18 (фиг из термостойкой резины, армированных по двум длинным сторонам металли ческими скобами 19. Размеры прямоугольных отверстий 2 (фиг.6) в стенках 21 швеллеров 16 и расстояния между ними выбраны таким образом, что при установке уплотни(ельных элементов 17 в о гверстия 20 каждый из них принимает форму сегмен та7 выпуклые части которых попарно сомкнуты друг с другом,Полости между сегментами уплотнительных элементов 17 (фиг.5) заполняются теплоизоляцией, например, ватой минеральной 75 ГОСТ 4640-76. Отверстия (окна 14) (фиг.5) с внутренней стороны дополнительной стенки 13 имеют заходную фаску и слу-. жат направляющими при сочленении держателей 8 с блоками разъемов 22, установленных на внешней стороне задней Стенки 13. Количество проходных каналов 23 (фиг.2), образованных ог.нами 14 и 15 и уплотнительными эле;ментами ,17, соответствует количеству устанавливаемых держателей 8. Блоки разъемов 22.содержат розетки 24 (фиг.. 8) для подачи питания на держатели 8 и розетки 25 для коммутации электрических цепей держателя 8 и блоков управления и контроля за процессом испытания (блоки условно не показаны) через платы формирователей 26. ; Розетки 25 (фиг.8) выполнен. в виде блока из двух розеток, соединенных ме;кду собой печатньтм.и платами 27 и удерживаемых в пазах стеклотакстолитовых пластин 28. Держатель 8 (фиг.З) состоит из печатной платы 29 с установленными на ней контактными элементами 30,- предназначенными для размещения и контак- тнрования испытуемых издедий 31, например микросхем. С одной стороны печатная плата 29 заканчивается печатными вилками 32, 33 для сочленения с соответствующими розетками 24. 25 (фиг,8) блока разъемов 22. С целью снижения сопротиБ.г1енил прохождению электрического тока по иечатным дорожкам, а также увеличения надежности дорожек печатной вилки 32 (фиг.З) они усилены шинами 34 из бронзовой фольги. Большая часть печатной платы 29 заключена в рамку 35, на которой закреплены рычаги 36, служащие для облегчения расчленения держателя 8 с блоком разъемов 22 при выгрузке его из испытательного объема 3 (фиг.2), В нижней части корпуса 1 (фигЛ) расположен центробежный вентилятор 37, над которым перед входным патрубком нагревательный элемент 38. Входной патрубок вентилятора 37 соединен с нагнетательным каналом 2, а всасывающий канал 4 соединен с входным патрубком вентилятора, образуя вместе с испытательным объемом 3 замкнутый воздушный контур.

В нагнетательном канале 2 на расстоянии не более половины поперечного сечения от термоизолированной, стенки 39 с равнь шаго по высоте установлены Г-образные. направляющие 40 воздушного потока, верхняя их часть вьшолнена ввиде гребенки, чер дующиеся выступы и впадины которых совпадают через одну направляющую 40 Угол наклона верхней части направ ляющих 40 воздушного потока относительно нижней зависит от скорости воздушного потока внутри нагнетатель ного канала 2 и выбирается в пределах 15-45°. Г-образные направляющие 40 воздушного потока закреплены на общей раме (условно не показана) и установлены внутри нагнетательного канала 2 (фиг.1) с возможностью перемещения от перфорированной стенки к термоизолированной стенке 39. В нижней части всасывающего канала 4 (фиг.1) перед вентилятором 37 в термоизолированной стенке 41 установлены два смежных воздуховода 42, 43,-сообщающихся с атмосферой и служащих для подачи атмосферного воздуха в испытательный объем 3 и выброса горячего воздуха из испытате с ного объема 3. : Перед воздз ховодами 42, 43 внутри всасывающего канала 4 на оси с возможностью поворота установлена заслонка 44, связанная с шаговым электродвигателем (на чертежах не показан) . При повороте заслонки 44 одновременно изменяются проходные сечени воздуховодов 42, 43 и всасывающего канала 4.. Устройство работает.следующим образом. Вьщвижные держатели 8 с установленными на них испытуемьши изделиями 31, например микросхемами, вставляют ся через дверной проем в испытательньй объем 3 и удерживаются на Гполка перфорированных стенок 5, 6 9,, При этом.конец печатной платы 29 держателя 8, проходя через отверстия (окн 15), в задней стенке 12 (фиг.5) корпуса 1 межд,у выпуклыми частями эластичных сегментов уплотнительных элементов 17, уплотняеся ими, а при выходе из отверстия окна 14) печатные вилки 32, 33 держателя 8 сочленяются

с соответствующими розетками 24, 25.. блока разъемов 22..

Воздушный поток, приводимый в движение от центробежного вентилятора 37, подается в нагнетательный канал 2,,затем проходит сквозь отверстия в перфорированных стенках 5, 6, 9, обдувая испытуемые изделия 31 и далее через всасывающий канал 4 и нагревательный элемент 38-вновь тюпадает к : центробежному вентилятору JV.Ha-. правление ;воздушного потока внутри устройства показано стред1 ами на ФВД. l) , При испытаний изделий электронной техники тепло может как ттодводиться к прибору, так и отводиться от него в зависимости от заданного режима испытания. Все температурные режимы работы устройства, то есть выход на температурный режим испытания изделийj поддержание его и снижение осуществляются- автоматически. Для дос.тижения заданной - емпературы внутри испытательного объема 3 нагревательный элемент 38 работает на максимальной мощности причем при достижении на нагревательном элементе напряжения, соответствующего мощности нагревателя 20% и более, заслонка 44 начинает одновременно перекрывать проходные сечения возду о ОДОз i 43 и открьтать проходнЬе сечение всасывающего канала 4, тем самым предотвращая выход нагретого . воздуха из испьттательного объема 3 в атмосферу. При достижении температуры заданной величины нагревательный элемент 38 работает в режиме компенсации тепловых потерь. С целью исключения колебаний температуры в режиме поддержания её относительно заданного значения введена зона нечувствительности Заслонки, которая находится в пределах от 10 до 20% мощности нагревателя. Отвод тепла от испытательного объема при повышении температуры внутри его из-за выделения мощности рассеяния от испытуемых изделий происходит путём снижения напряжения на нагревательном-элементе 38 и при доСтижёнии на нем напряжения, равного 10% и менее Гниже) мощности .натревателя заслонка начинает вращаться, тем самым открывая проходные сечения воздуховодов 42, 43 и частично пере-

крывая проходное сечение всасывающего канала 4 для выброса горячего воздуха в атмосферу через воздуховод 42 и забора свежего воздуха через воздуховод 43. Свежий воздух из воздуховода 43 и горячий воздух всасывающего канала, проходя через нагре|вательный элемент 38, перемешиваютСя вентилятором 37 и вновь направляются в нагнетательный канал 2,

Для повьшения качества испытаний

;изделий электронной техники в испытательном объеме 3 поддерживается тем:пература с высокой точностью, что достигается за счет выравнивания скорости воздуганого потока и равномерного распределения его внутри исрытател.ьного объёма . 3,

Воздушный поток, создаваемый вентилятором 37, попадая в нагнетательный канал 2, имеет различную скорост в начале и конце канала. К тому же изменение направления воздушного потока из горизонтального в вертикальнее в самом начале нагнетательного канала 2 вносит дополнительную неравномерность скоростного воздушного потока в поперечном сечении нагнетатедьного канала 2. Скорость возрастает с приближением к тёрмоизолированной стенке 39, а это ведет к неравномерности значений углов истечения и скоростей при прохождении воздушного потока через отверстия в перфорированной стенке 5.

Выравнивание и обеспечение по длине нагнетательного канала 2. близких

.друг к другу значений углов истечени

и скрростей осуществляется Г-образными направляющими воздушнсиго потока 40

Через блок разъемов 22 цодается питание на держатели 8 и производится коммутация электрических цепей, позволяющая передавать сигналы входных воздействий на выдвижные держатели В с плат формирователей 26 (фиг.8) и обратно на блок управления и контроля (условно не показаны) информа- цию о поведении испытуемых изделий, например микросхем, во время испыта ния.

После завершения испытания во избежание теплового удара температура в испытательном объеме 3 снижается по заданному режиму, а следовательно, происходит снижение напряжения на i нагревательном элементе 38. Причем при снижении напряжения на нагревательном элементе 38 менее 10% его мощности заслонка начинает вращаться, открьшая проходные сечения всасываю- щего канала 4, тем самым происходит выброс горячего воздуха в атмосферу, то есть продувка испытательного объема 3 свехсим воздухом.

После охлаждения испытательного объема 3 и открь тия двери корпуса поворотом рычагов 36 происходит рас членение держателей 8 с блоками разъ емов 22, ,что обеспечивает их свободную выгрузку из испытательного объема 3. По мере выдвижения держателей 8 из испытательного объема 3 эластичные сегменты уплотнительных элементе 17 плотно смыкаются. 7 3 8 8 Фиг. 7

Фцз. J

1.УСТРОЙСТВО ДЛЯ КЛИМАТИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ ИЗДЕЛИЙ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИ:КИ, содержащее термоизолированный |корпус с окнами для размещения дер жателей испытуемых изделий и уплот|нительными элементами, установленными у каждого окна, разъемы для злек.трической связи держателей испытуе;мых изделий с внешними электрическими цепями и средства нагрева и циркуляции воздуха внутри термоизолированного корпуса, отли гающеесй тем, что, с Целью улучшения эксплуатационных возможностей, термоизолированный корпус снабжен допогаютельной стенкой, установленной снаружи термоизолированного корпусов оараллельно его .задней стенке, окна для : размещения держателей испытуемых . изделий выполнены в задней и и дополнительной стенках термоизолнроваяного корпуса,, а уплотнительные элементы размещены между задней и дополнительной стенками термовэолированного корпуса. 2. Устройство по п.1, о т л и -° : чающееся тем, уплотнит тельные элементь выполнены.в вице . (Л упругих сегментоб, попарно сом1 нутык мезкду собой своими выпуклыми частями.

. L/f.

J2

I .

гпгп

1195893

ЬВ

/7

Фив.

0ue.G

78

Фие. 7