РАДИОЭЛЕКТРОННЫЙ БЛОК
RADIO ELECTRONIC UNIT

Изобретение относится к области электротехники (радиоэлектроники), а более конкретно к конструкциям бортовой и наземной радиоэлектронной аппаратуры и оборудования и может быть использовано, например, при конструировании бортовых аналоговых и цифровых устройств с источниками питания, предназначенных для эксплуатации в составе космических аппаратов, в том числе работающих в условиях вакуума, например, в составе систем терморегулирования и систем трансляции команд и распределения питания, а также в составе подвижных и стационарных средств в приемо-передающей аппаратуре и других комплектациях.
Известен радиоэлектронный блок, содержащий печатные платы с контактными площадками, закрепленные на теплоотводящих рамках с установленными на них межплатными разъемами, соединенные в пакет, и поверхность для кондуктивного отвода тепла (патент RU №2231236).
Известен радиоэлектронный блок, содержащий корпус и функциональные ячейки, представляющие собой теплоотводящие основания с приклеенными к ним печатными платами с электрорадиоэлементами, при этом каждое теплоотводящее основание выполнено с верхним, нижним и боковыми теплостоками, а стенки корпуса образованы плотно прижатыми друг к другу и скрепленными между собой торцевыми поверхностями одноименных теплостоков соседних ячеек (патент RU №2322776).
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному техническому решению является радиоэлектронный блок, содержащий основание, набор печатных плат, механически параллельно соединенных между собой в пакет и электрически соединенных между собой по плоскостям их сопряжения с помощью разъемных соединителей, в корпусах которых расположены штыри и гнезда контактов, пересекающих плоскость платы каждый в отдельном электропроводящем отверстии платы, а корпуса соединителей опираются на одну из сторон печатной платы, причем печатная плата установлена в рамку из тепло и электропроводящего материала, опираясь на нее по периметру, и закреплена в рамке посредством крепежных элементов и стыковочных элементов в виде втулки, посадочной части резьбовой части и штыря-ловителя, при этом во втулке выполнено гнездо под штырь-ловитель смежной печатной платы, посадочная часть установлена в металлизированное электронепроводящее отверстие печатной платы по посадке, резьбовая часть установлена в бобышку рамки, и каждая рамка установлена торцом на основании и закреплена на нем посредством крепежных элементов (патент RU №2367124 - прототип).
Недостатком известного, а также вышеописанных технических решений, является то, что при изготовлении теплопроводящих рамок и основания, на которое они устанавливаются, имеется неплоскостность сопрягаемых поверхностей, из-за которой образуются пустоты в сборке, повышающие тепловое сопротивление между теплопроводящими рамками и основанием (установочной поверхностью). Данное тепловое сопротивление значительно ухудшает отвод тепла от теплопроводящих рамок, что приводит к перегреву электрорадиоэлементов установленных в них и, как следствие, снижает срок эксплуатации радиоэлектронного блока, а также надежность в целом. Вторым недостатков известного изобретения является незначительная его защита от воздействия внешнего электромагнитного поля. Данный недостаток может привести во время длительной эксплуатации к накоплению значительного электростатического заряда на внешних поверхностях каждой рамки из-за не обеспечения его достаточного стекания с рамки на рамку и как следствие на основание прибора, либо установочную поверхность и с прибора в целом, что может привести к значительным наводкам и даже к выходу из строя прибора.
Задачей заявленного технического решения является повышение эффективности его работы за счет обеспечения надежности посредством улучшения теплообмена и отвода электростатического заряда.
Поставленная задача решается тем, что в радиоэлектронном блоке, содержащим основание, набор печатных плат, механически параллельно соединенных между собой в пакет, в котором каждая печатная плата установлена в рамку из тепло и электропроводящего материала, и каждая рамка установлена торцом на основании и жестко закреплена на нем, согласно изобретению, между основанием и рамками размещена теплопроводящая прокладка, которая выполнена в виде минимум двух внешних слоев из фольги между которыми расположен слой из теплопроводной пасты или только в виде теплопроводной пасты, причем радиоэлектронный блок установлен на теплоотводящую поверхность через теплопроводную пасту, при этом рамки взаимодействуют между собой посредством пазов и выступов, которые выполнены по периметру торцевой поверхности каждой рамки с одной ее стороны пазами, а с другой выступами, образующие при их стыковке лабиринтное соединение, причем боковые рамки снабжены крышками, которые с внешними поверхностями рамок блока имеют токопроводящее покрытие и объединены планками посредством резьбового соединения, а одна из рамок соединена с основанием блока посредством электропроводящей перемычки.
На фиг. 1 представлен общий вид радиоэлектронного блока; На фиг. 2 вид А с местным разрезом; На фиг. 3 представлен вид Б с фиг. 2.
Заявленный радиоэлектронный блок содержит рамки 1 из тепло и электропроводящего материала, с закрепленными к ним (например, приклеенными любым способом, в том числе методом прессования) печатными платами 2. На каждой печатной плате 2 смонтированы электрорадиоэлементы 3. Рамки 1 жестко установлены торцом на основании 4 через теплопроводящую прокладку 5, выполненную в виде минимум двух внешних слоев из фольги 6, между которыми расположен слой из теплопроводной пасты 7 (кремний-органической 131-179) или только в виде теплопроводной пасты (на чертеже не показано). При этом стенки радиоэлектронного блока образованы стенками прижатых друг к другу торцевыми поверхностями рамок 1, и на торцевых поверхностях каждой рамки 1 выполнены по периметру с одной ее стороны пазы 8 и с другой выступы 9, а боковые рамки 1 закрываются крышкой 10. При прижатии друг к другу торцевых поверхностей рамок 1 обеспечивается лабиринтное соединение, исключающее прямое проникновение электростатического заряда внутрь радиоэлектронного блока. Дополнительно внешние поверхности рамок 1 и крышек 10 имеют токопроводящее покрытие, и каждая рамка 1 и крышки 10 соединены между собой по внешним поверхностям планками 11, а одна из рамок 1 соединена с основанием 4 радиоэлектронного блока посредством электропроводящей перемычки 12.
Радиоэлектронный блок может быть установлен на теплоотводящую поверхность 13, которой может служить, например, установочная поверхность космического аппарата, или другая поверхность, причем установка производится через теплопроводную пасту 14, например, кремний-органическую 131-179. Тепло от работающего блока может передаваться на теплоотводящую поверхность 13 и в окружающую среду.
Устройство работает следующим образом.
При включении радиоэлектронного блока мощность, рассеиваемая электрорадиоэлементами 3, передается через печатные платы 2, на рамки 1. По рамкам 1 тепловая энергия передается на основание 4 посредством теплопроводящей прокладки 5. Прокладка 5 представляет собой минимум два внешних слоя из фольги 6, между которыми расположен слой из теплопроводной пасты 7 или только слой из теплопроводной пасты. При установке рамок 1 на основание 4 теплопроводящая прокладка 5 деформируется по форме сопрягаемых поверхностей, которые всегда будут иметь неплоскостность. Далее тепловая энергия передается от основания 4 на теплоотводящую поверхность 13 через теплопроводную пасту 14 или в окружающую среду. При этом наличие пазов 8 и выступов 9 образует лабиринтное соединение, исключающее прямое проникновение электростатического заряда внутрь радиоэлектронного блока. Дополнительно внешние поверхности рамок 1 и крышек 10 имеют токопроводящее покрытие, а каждая рамка 1 и крышки 10 соединены между собой по внешним поверхностям планкам 11, осуществляющими в совокупности с токопроводящим покрытием необходимое стекание электростатического заряда с внешних поверхностей радиоэлектронного блока с обеспечением оптимального теплового режима его работы, тем самым повышая его помехоустойчивость и надежность в целом. Далее необходимое стекание электростатического заряда с внешних поверхностей радиоэлектронного блока на его основание 4 осуществляется через  электропроводящую перемычку 12. С основания 4 заряд стекает на теплоотводящую поверхность 13 или другую установочную поверхность.
Заявленное техническое решение позволит повысить эффективность работы радиоэлектронного блока за счет обеспечения его надежности посредством улучшения теплообмена и отвода электростатического заряда.