Радиоэлектронный узел Советский патент 1991 года по МПК H05K7/20 H05K5/06 

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано при разработке аппаратуры повышенной надежности, преимущественно высоковольтных узлов, содержащих электрорадиоэлементы в пла- нарном исполнении.

Цель изобретения - повышение надежности и расширение эксплуатационных возможностей путем увеличения допустимого уровня напряжения.

На чертеже изображен фрагмент радиоэлектронного узла с частичным вырезом.

Узел содержит выполненные из теплопроводного материала корпус 1 итеплоотво- дящее основание 2, установленную внутри корпуса 1 на теплоотводящем основании 2 печатную плату, состоящую из подложки 3 и печатных проводников 4, размещенные на печатной плате навесные и/или планарнью электрорадиоэлементы 5. Наиболее электри- чески нагруженные печатные проводники 4 и/или электрорадиоэлементы 5 покрыты слоем полимерного материала б, обладающего высокими теплопроводностью, электрической прочностью и адгезионной активностью (например, клеевая композиция на основе эпоксидных олигомеров), причем так, что он взаимодействуете прилегающей к проводникам 4 и/или электрорадиоэлементам 5 поверхностью подложки 3, выполненной из метталлооксидного материала с высокой теплопроводностью (например, брокерита, поликора). Внутреннее свободное пространство полости корпуса 1 заполнено эластичным компаундом 7 с высокой теплопроводностью, полученной, в частности, путем введения различных порошкообразных наполнителей (BeO, AlaOa, BN, окись гадолиния).

Эластичный теплопроводный компаунд 7 адгезионно взаимодействует со слоем полимерного материала бис непокрытой им поверхностью подложки 3. Толщина подложки 3 должна быть не менее половины величины наиболее электрически нагруженных изоляционных промежутков между печатными проводниками 4 и/или электрорадиоэлементами 5 в планарном исполнении. Рекомендуемая толщина слоя полимерного наполнителя 6 находится в пределах 1-2 мм, а ширина

покрываемой им поверхности подложки 3 у кромок, образующих изоляционный промежуток элементов печатного монтажа с наибольшей разностью потенциалов, - не менее 1,5-2,0 мм.

Повышение уровня рабочего напряжения узла достигается за счет увеличения электрической прочности вследствие затруднения развития процессов механической деструкции изоляции пограничных промежутков под действием как внутренних механических напряжений, так и возможных частичных разрядов Это получено благодаря тому, что малая толщина слоя 6 и площадь его адгезионного взаимодействия с подложой 3 гарантируют минимальные механические напряжения, а следовательно, и низкую вероятность потери этектропрочно- сти по причине его отслоения , а высокая адгезионная способность слоя 6 затрудняет отслоение под действием избыточного давления газообразных продуктов разложения этого слоя, возникающих в случае наличия частичных разрядов.

Уменьшение толщины и ширины слоя 6 за рекомендуемые пределы ухудшает электроизоляционную его способность, тогда как увеличение приводит к нежелательному росту механических напряжений,

Увеличение допустимого уровня перенапряжений обусловлено тем, что в /словиях быстронарастающего напряжения а пограничном межпроводниковом промежутке происходит смещение разрядного процесса с приэлектродной области, занятой полимерным слоем 6, вглубь металлоксидной подложки 3. Причем это сопровождается искривлением траектории потенциального пробоя 8, что равнозначно увеличению эффективной толщины изоляции, для пробоя которой необходимо более высокое напряжение.

Поскольку путь пробоя 8 минует участок границы сопряжения подложки 3 с компаундом 7, это позволяет снизить требования к его электроизоляционным и адгезионным свойствам, благодаря чему появляется возможность без всякого существенного ухудшения электропрочности узла применять в качестве компаунда 7, в частности, высоко

эластичные материалы либо обладающие другими хорошо выраженными необходимыми свойствами (влагозащитными, технологическими), наилучшим образом удовлетворяющими конкретным требованиям, определяемым ус- ловиями эксплуатации, и обеспечивающими те или иные дополнительные технические преимущества узла (например, помехозащищенность за счет введения в компаунд ферромагнитнго наполнителя)

Для исключения возможности замыкания канала разряда на основание корпуса необходимо соблюдение условия, чтобы толщина подложки была не менее половины допустимой длины наиболее нагруженных изоляционных промежутков между элементами по поверхности подложки, которая рассчитывается из условия отсутствия пробоя при ожидаемых эксплуатационых воздействиях.

Выполнение подложки из металлоок- сидного материала и указанная ее взаимосвязь с основанием корпуса одновременно с качеством узла позволяет обеспечить хороший отвод выделяемого электрорадиоэлемента- ми тепла независимо от их конструктивного исполнения.

Формулаизобретения

1. Радиоэлектронный узел, содержащий выполненный из теплопроводного материала корпус с теплоотводящим основанием и печатную плату с электрорадиоэлементами разного уровня электрической нагруженное™, на одной стороне ее подложки с печатными элементами разного уровня электрической нагружености, разделенными между собой изоляционными промежутками, которая размещена внутри корпуса с обеспечением теплового контакта с его теплоотводящим основанием и с образованием между внутрен- ними поверхностями стенок корпуса и поверхностями печатной платы и электрорадиоэлементов полости, которая заполнена разными мате0

5 0

5

5

0 5 0

риалами, в качестве одного из которых использован полимерный материал в виде слоя, размещенного на печатной платой на электрорадиоэлементах в части объема ука занной выше полости, а в качестве другого - герметик, расположенный в остальном объеме указанной выше полости, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и расширения эксплуатационных возможностей путем увеличения допустимого уровня напряжения, подложка печатной платы выполнена из теплопроводного материала и установлена на теплоотводя- щем основании корпуса своей свободной от электрорадиозлементов стороной с обеспечением теплового контакта по контактирующим поверхностям указанной стороны подложки и теплоотводящего основания соответственно, в качестве полимерного материала указанного выше слоя использована полимерная масса с высокой адгезионой активностью и высокой электрической прочностью, а в качестве герметика остального объема указанной выше полости использован эластичный полимерный материал с высокой теплопроводностью, причем толщина указанного выше слоя полимерного материала равна 1-2 мм, а он нанесен на наиболее электрически нагруженные электрорадиоэлементы, толщина подложки печатной платы не менее половины длины наиболее электрически нагруженных изоляционных промежутков между соответствующими печатными элементами.

2.Узел по п. 1,отличающийся тем, что в качестве материала с высокой теплопроводностью для подложки печатной платы использован металлооксид.

3.Узел по п.1,отличающийся тем, что, в качестве полимерной массы с высокой адгезионной активностью и высокой электрической прочностью использована клеевая композиция на основе эпоксидой смолы.

Изобретение относится к радиоэлектронике. Цель - повышение надежности и расширение эксплуатационных возможностей радиоэлектронного блока путем увеличения допустимого уровня напряжения. Она достигается тем, что наиболее электрически нагруженные печатные проводник 4 и/или электрорадиоэлементы 5 покрыты слоем полимерного материала 6, обладающего высокими теплопроводностью, электрической прочностью и адгезионной активностью (например, клеевая композиция на основе эпоксидных олигомеров). Он взаимодействует с прилегающей к проводникам 4 и/или электрорадиоэлементами 5 поверхностью подложки 3, выполненной из металлооксидного материала с высокой теплопроводностью (например, трокерита, поликора). Внутреннее свободное пространство полости корпуса 1 заполнено эластичным компаундом 7 с высокой теплопроводностью, полученной, в частности, путем введения порошкообразных наполнителей (например, AL₂O₃, окись гадолиния). 2 з.п. ф-лы, 1 ил.