PL175966B1

PL175966B1 - Urządzenie zabezpieczające płytkę układową z czynnymi elementami elektronicznymi

Info

Publication number: PL175966B1
Application number: PL95317048A
Authority: PL
Inventors: Stephen Diaz; Dave Horsma; Narendra Kulkarni; Peter Lundquist; Akira Nakazato; Nelson Shen; Der Lippe Paul Von
Original assignee: Raychem Corp
Priority date: 1994-04-11
Filing date: 1995-04-06
Publication date: 1999-03-31
Also published as: FI964054A0; IL113065A0; CZ296496A3; DE69517586T2; CA2187653A1; ATE194052T1; IL113065A; FI964054L; HUT76009A; EP0755618B1; PL317048A1; SK130296A3; EP0755618A1; JP3626499B2; MX9604718A; CA2187653C; AU2280495A; AU690262B2; BR9507352A; WO1995028072A1

Abstract

1. Urzadzenie zabezpieczajace plytke ukladowa z czynnymi elementami ele- ktronicznymi, zawierajace opakowanie zdolne do pomieszczenia plytki ukladowej z czynnymi elementami elektronicznymi, znamienne tym, ze opakowanie stanowi obudowe (100) zabezpieczajaca przed wplywem gazu i cieczy ze srodowiska, cal- kowicie uszczelniona wokól calej plytki ukladowej (23) z czynnymi elementami elektronicznymi oraz urzadzenie zawiera element posredniczacy (18) uszczelniony wzgledem obudowy (100), do wlaczenia plytki ukladowej (23) z czynnymi elemen- tami elektronicznymi do urzadzenia ele- ktronicznego na zewnatrz obudowy (100). FIG. 1 P L 17596S B1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie zabezpieczające płytkę układową z czynnymi elementami elektronicznymi, zwłaszcza przed warunkami środowiska. Wynalazek dotyczy uszczelnionej obudowy układów elektronicznych do zabezpieczania przed warunkami środowiska płytek układowych z czynnymi elementami elektronicznymi, która umożliwia dostęp do tych płytek w celu naprawy i rekonstrukcji.

Znane układy elektroniczne w sieci telefonicznej są zwykle umieszczane w centrali lub w kilku dużych urządzeniach elektronicznych z dala od centrali. Te oddalone układy elektroniczne są zasilane energią pobieraną z sieci elektroenergetycznej i wspomaganą przez zasilanie bateryjne. Układy elektroniczne w centrali pracują w środowisku o dokładnie regulowanej temperaturze i wilgotności w celu zapewnienia prawidłowej pracy. Oddalone układy elektroniczne są zwykle również umieszczone w obudowach o kontrolowanym środowisku lub przynajmniej w osłonach, które są utrzymywane w temperaturze wyższej od temperatury otoczenia na zewnątrz w wyniku dużej ilości ciepła rozpraszanego przez układy.

Najnowszy postęp w przetwarzaniu sygnałów cyfrowych umożliwił powstanie nowych i wydajniejszych systemów transmisyjnych. Wiele z tych nowych systemów stworzyło konieczność oddalenia czynnych elementów elektronicznych w systemie telefonicznym od centrali o regulowanej temperaturze do zwykłego środowiska, w którym elementy są poddawane działaniu dużych zmian temperatury, wilgotności i substancji zanieczyszczających środowisko. W celu uzyskania w pełni zalet nowych systemów transmisyjnych, pożądane jest stosowanie oddalonych elementów elektronicznych w bardzo małych jednostkach zasilanych z centrali poprzez środki transmisyjne. Te wydajne energetycznie jednostki wytwarzają bardzo mało ciepła i są znacznie bardziej podatne na uszkodzenia wywołane wilgocią niż miało to miejsce w przeszłości, ponieważ w^i^t^tępuje brak wewnętrznego ogrzewania potrzebnego do utrzymania ich w stanie suchym. Powstało więc zapotrzebowanie na zabezpieczenie przed warunkami środowiska systemów z czynnymi elementami elektronicznymi wydzielającymi mało ciepła.

Typowa, mała, zdalna jednostka elektroniczna stosowana w sieci telefonicznej jest instalowana przez techników przy pomocy kilku narzędzi i przy ograniczonym nadzorze. Trwałość użytkowa tych układów elektronicznych jest szacowana na 20 lat. Jest ważne, żeby jednostki były możliwe do naprawy podczas produkcji i później, przy odzyskiwaniu. Systemy te wymagają ponadto pełnego zakresu elementów różnego typu wymaganego przez nowe architektury sieci.

Zabezpieczone przed warunkami środowiska elementy elektroniczne istnieją na świecie w zastosowaniach wojskowych i motoryzacyjnych. Sprzęt wojskowy jest oparty na zastosowaniu dokładnie wybranych i specjalnie opakowanych elementów, które są następnie użytkowane w drogich, uszczelnionych obudowach. Uszczelnienia obudów są konserwowane przez personel postępujący zgodnie ze ścisłymi procedurami konserwacji i okres ich użytkowania jest stosunkowo krótki. Stosowanymi materiałami są w większości metale i ceramiki, które są nieprzepuszczalne dla wilgoci i zanieczyszczeń środowiska. Takie hermetyczne systemy obudowania są trudne na dużą skalę. Przemysł motoryzacyjny jest oparty w dużym stopniu na zastosowaniu specjalnie wybranych elementów, które są uszczelniane przy użyciu polimerowego materiału obudowującego. To powoduje pogorszenie zdolności naprawczej i przywrócenia jednostki do pracy. Ponieważ te uszczelnione moduły zawierają stosunkowo małe, proste układy elektroniczne, które zwykle nie wymagają naprawy, użycie takich materiałów obudowujących zostało zaakceptowane w takich zastosowaniach.

175 966

Znane rozwiązania są niewystarczające dla nowych systemów telekomunikacyjnych, ponieważ są oparte na ograniczonym zespole elementów, dobrze wyszkolonym personelu konserwującym, środowisku o wysokiej temperaturze i możliwości usuwania uszkodzonych jednostek zamiast naprawiania ich. Pomiędzy fabryką i użyciem czynnego przyrządu elektronicznego, takiego jak zespoły mikroprocesorów, pamięć dynamiczna o dostępie bezpośrednim i/lub inne elementy, takie jak rezystory, kondensatory, transformatory, przyrządy zabezpieczające układy, przyrządy elektro-optyczne i podobne, przyrządy te często podlegają działaniu elektryczności statycznej i innego rodzaju niebezpieczeństwom, przed którymi należy je chronić. To zwykle jest osiągane przez uszczelnianie elementów w przewodzącej rurze z tworzywa sztucznego lub torbie z przezroczystego lub półprzezroczystego tworzywa sztucznego albo też tworzywa sztucznego pokrytego niklem. Jednak w stanie techniki miał miejsce całkowity brak rozeznania, że takie elementy, tj. przyrządy elektroniczne w stanie czynnym, gdy działają i wytwarzają ciepło, mogą być skutecznie uszczelnione bez przegrzania w układzie zabezpieczenia przed warunkami środowiska, który umożliwia następne wielokrotne wejście i dostęp do płytki układowej lub innych przyrządów elektronicznych w celu naprawy elementów dyskretnych i ponownego użycia płytki układowej lub innego przyrządu elektronicznego.

Znane jest także uszczelnianie wielowtykowego łącznika elektronicznego przy pomocy uszczelki gumowej. Łączniki uszczelnione w ten sposób pracują tam, gdzie połączenie jest wystawione na przypadkowe spryskiwanie wodą lub w sytuacjach, gdzie jest dostępne ciepło suszenia lub gdzie połączenie podlega programowi częstej konserwacji. Jednak w sytuacjach długotrwałego wystawiania na działanie bez suszenia, łączniki uszczelnione w ten sposób stają się wewnętrznie wilgotne w związku z przenoszeniem pary wodnej przez izolacyjne materiały polimerowe. Wilgoć powoduje upływ prądu i korozję prowadzącą do uszkodzenia połączenia.

Znane jest z opisu patentowego USA nr 5 005 106 urządzenie zabezpieczające przed warunkami środowiska przyrząd zawierający czynne układy i elementy elektroniczne, wyjmowalny i wymienialny. Urządzenie zabezpieczające zawiera giętką obudowę zdolną do pomieszczenia płytki układowej z czynnymi elementami elektronicznymi, która to obudowa jest uszczelniona wokół płytki układowej i stanowi konstrukcję przekładkową z warstwą z tworzywa sztucznego odpornego na rozerwanie, przy czym ta warstwa zawiera górną i dolną warstwę z giętkiego tworzywa sztucznego.

W urządzeniu według wynalazku opakowanie stanowi obudową zabezpieczającą przed wpływem gazu i cieczy ze środowiska, całkowicie uszczelnioną wokół całej płytki układowej z czynnymi elementami elektronicznymi oraz urządzenie zawiera element pośredniczący uszczelniony względem obudowy, do włączenia płytki układowej z czynnymi elementami elektronicznymi do urządzenia elektronicznego na zewnątrz obudowy.

Korzystnie obudowa stanowi osłonę.

Korzystnie obudowa stanowi konstrukcję warstwową utworzoną z warstw z tworzywa sztucznego odpornego na rozerwanie, po przeciwnych stronach metalowej warstwy stanowiącej przegrodę dla gazu i cieczy.

Korzystnie konstrukcja warstwowa zawiera górną i dolną warstwę z giętkiego tworzywa sztucznego o grubości około 200 mikrometrów, korzystnie z polietylenu, i wewnętrzne warstwy o grubości około 80 mikrometrów, korzystnie z poliamidu lub poliestru, oraz środkową metalową warstwę o grubości około 20 mikrometrów.

Korzystnie wnętrze obudowy zawiera czarną powłokę pochłaniającą promieniowanie podczerwone.

Korzystnie giętka obudowa zawiera co najmniej dwie warstwy z tworzywa sztucznego i środkową, metalową warstwę, przy czym najbardziej zewnętrzne warstwy z tworzywa sztucznego mają grubość około 75 i 200 mikrometrów, wewnętrzne warstwy z tworzywa sztucznego mają grubość od około 20 do 200 mikrometrów i środkowa, metalowa warstwa ma grubość od około 5 do 75 mikrometrów.

175 966

Korzystnie środkowa metalowa warstwa jest wybrana z grupy składającej się z glinu, cyny i stopów zawierających glin i/lub cynę.

Korzystnie urządzenie zawiera część obudowy nie zawierającą warstwy metalowej, tworzącą przezroczyste okno uwidaczniające wnętrze opakowania.

Korzystnie pomiędzy warstwami z tworzywa sztucznego jest umieszczona warstwa przezroczystego tlenku cynawego lub tlenku indowo-cynawego, dla widocznego dostępu do płytki, przy zachowaniu przegrody dla gazu i cieczy.

Korzystnie element pośredniczący obudowy jest przynajmniej częściowo wypełniony szczeliwem żelowym uszczelnienia styków elektrycznych płytki układowej z czynnymi elementami elektronicznymi.

Korzystnie urządzenie zawiera układ środka osuszającego/zmiatacza we wnętrzu obudowy.

Korzystnie obudowa ma kształt litery U i element pośredniczący stanowi gniazdko zdolne do odbioru styku wtykowego płytki układowej w zamkniętym końcu obudowy, zdolnego do włączenia do większego urządzenia elektronicznego na zewnątrz obudowy, obudowa w kształcie litery U ma głębokość większą niż płytka układowa z czynnymi elementami elektronicznymi dla umożliwienia uszczelnienia na otwartym końcu przy tylnej krawędzi po włożeniu płytki układowej.

Zaletą wynalazku jest to, że przy pomocy zabezpieczającego przed warunkami środowiska, sprężystego materiału obudowującego, stanowiącego przegrodę dla wilgoci, wraz z uszczelnionym sys^temem łącznikowym, chroni się elementy elektroniczne nawet podczas czynnej pracy z wytwarzaniem ciepła, bez przegrzewania elementów elektronicznych. System uszczelniający nie ma żadnego wpływu na proces montażu układów elektronicznych i jest przystosowany do usuwania i zastępowania wielokrotnie bez uszkadzania elementów elektronicznych, umożliwiając całkowitą naprawę elementów elektronicznych. Użycie tworzyw sztucznych na uszczelki i obudowania zapewnia niehermetyczną obudowę. Potencjalnie szkodliwe wpływy wilgoci i szkodliwych substancji chemicznych, które dyfundują przez tworzywa sztuczne, likwiduje się w wyniku absorbowania przez dowolne wprowadzenie małej ilości środka osuszającego/absorbenta do wnętrza obudowy. Zatem wynalazek zapewnia poprzednio wymagane cechy, jak również wiele innych korzyści oczywistych dla specjalisty po przeczytaniu korzystnych przykładów wykonania.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia uszczelnione względem środowiska opakowanie z uszczelnionym wtykiem i gniazdowym łącznikiem wielowtykowym, do którego wkłada się i następnie uszczelnia czynne elementy elektroniczne, fig. 2 - w przekroju poprzecznym przykład wykonania uszczelnionej konstrukcji warstwowej obudowy elementów elektronicznych, fig. 3 - w przekroju poprzecznym łącznik wtykowo-gniazdowy ze zwykłą uszczelką, fig. 4 w przekroju poprzecznym przykład wykonania łącznika wtykowo-gniazdowego, który jest uszczelniony przy użyciu sprężystego szczeliwa połączonego z konstrukcją przegrodową, fig. 4b - w przekroju poprzecznym, w położeniu roboczym łącznik wtykowo-gniazdowy z fig. 4, pokazujący blokowane tory upływu, fig. 5a i 5b - w przekrojach poprzecznych przykład wykonania uszczelnionego elementu pośredniczącego łącznika wtykowogniazdowego, opartego na zwykłym łączniku owijanym DIN, fig. 6 - w przekroju poprzecznym przykład wykonania uszczelnionego elementu pośredniczącego łącznika wtykowo-gniazdowego, opartego na zwykłej konstrukcji łącznika, fig. 7 - w przekroju poprzecznym przykład wykonania uszczelnionego elementu pośredniczącego łącznika typu krawędzi karły, wykorzystującego przegrodową konstrukcję uszczelniającą, fig. 8 - widok przykładu wykonania układu prowadzenia i blokowania do mocowania płytki z elementami elektronicznymi do elementu pośredniczącego bez bezpośredniego dostępu do mocowania części, fig. 9 - przykład wykonania mechanicznego zabezpieczania uszczelnionej obudowy elementów elektronicznych, fig. 10 - kilka uszczelnionych modułów czynnych elementów elektronicznych zamontowanych do kilku uszczelnionych płaszczyzn tylnych połączonych wzajemnie przez uszczelnione zespoły przewodów, fig. 11 - przykład wykona6 nia uszczelnionego modułu z czynnymi elementami elektronicznymi, wykorzystującego opakowanie bardziej odporne na rozgniecenie, fig. 12 - przykład wykonania do wydzielania dużych ilości ciepła przez opakowanie, fig. 13a i 13b - części pokazane na fig. 12 po montażu i w przekroju poprzecznym tor ciepła, fig. 13c - odmienny przykład wykonania do odprowadzania ciepła, fig. 14a i 14b - przykład wykonania uszczelnionego modułu czynnych elementów elektronicznych, w którym do połączenia wzajemnego jest stosowany uszczelniony kabel zamiast uszczelnionego łącznika wielowtykowego, fig. 15 - przykład wykonania uszczelnionego przed warunkami środowiska opakowania, w którym czynne elementy elektroniczne wkłada się, a następnie uszczelnia przy użyciu łącznika typu krawędzi karty, fig. 16, 16a i 16b - odmienny przykład wykonania do wkładania obudowy elementów elektronicznych do opakowania zabezpieczającego przed warunkami środowiska, przy użyciu łącznika typu krawędzi karty, fig. 17 - inny przykład wykonania, przy użyciu elementu pośredniczącego typu pierścieniowego i dwuczęściowego zamknięcia arkuszowego i fig. 18 - ulepszony system obudowania do użycia w zastosowaniach podziemnych lub gdy elementy elektroniczne zostaną prawdopodobnie zanurzone pod wodą na długie okresy czasu.

Figura 1 przedstawia uszczelnioną obudowę 100 elementów elektronicznych o kształcie zdolnym do odbioru całej płytki 1000 z czynnymi elementami elektronicznymi. Uszczelniona obudowa elementów elektronicznych ma dowolny, właściwy kształt zdolny do odbioru płytki elektronicznej o wymaganym kształcie. Obudowa jest wykonana z oddzielnych arkuszy zespolonych ze sobą lub pojedynczego arkusza złożonego tak, jak pokazano na rysunku. Bardziej szczegółowo, uszczelniona obudowa 100 elementów elektronicznych zawiera arkusz 10 materiału nieczułego na wilgoć, zabezpieczającego przed warunkami środowiska, uformowanego w rurę o wymiarach dostosowanych do odbioru płytki 1000 z czynnymi elementami elektronicznymi.

Rura jest wykonana przez uszczelnienie płytowe albo zakładkowe. Arkusz 10 jest uszczelniony klejem albo stopiony wzdłuż podłużnego szwu 12 i wokół modułu elementu pośredniczącego 18 ze stykami wtykowymi 16 przechodzącymi przez element pośredniczący i wystającymi do wewnątrz i na zewnątrz modułu elementu pośredniczącego.

Wokół styków wtykowych 16, przechodzących przez element pośredniczący 18 w sposób opisany poniżej, jest skonstruowana gazoszczelna uszczelka. Styki wtykowe 16 wystające do wnętrza obudowy 100 są zdolne do współpracy z łącznikiem 19 na płytce układowej 23, a styki wtykowe 16 wystające na zewnątrz obudowy 100 są zdolne do współpracy z uszczelnionym łącznikiem 20, który przenosi sygnały z płytki 1000 z czynnymi elementami elektronicznymi do pozostałej części systemu. Do płytki 1000 z czynnymi elementami elektronicznymi są zamocowane bloki stabilizujące 25 zapobiegające uszkodzeniu elementów elektronicznych. Ta cecha zostanie opisana bardziej szczegółowo poniżej. Płytka 1000 z czynnymi elementami elektronicznymi jest wkładana do otwartego końca przedstawionej obudowy 100, aż do łącznika 19 wejdą styki wtykowe 16 wystające do wewnątrz obudowy 100. W pewnych przypadkach płytka 1000 z czynnymi elementami elektronicznymi ma ostre punkty wystające na krótką odległość z jej powierzchni. Te ostre punkty mogą przebić arkusz 10 i powodować upływ. Ten problem związany z ostrymi punktami skutecznie pokonuje się przez otoczenie najpierw płytki 1000 z czynnymi elementami elektronicznymi rurą wytłoczoną z tworzywa sztucznego, z dużymi otworami, plastycznej pianki, papieru warstwowego lub papieru zawierającego materiały osuszające. Te materiały nie mają wpływu na przenoszenie ciepła oraz są dostatecznie grube i mocne, aby zapobiec dotknięciu arkusza 10 przez ostre punkty. Po włożeniu łącznika 19, układ środka osuszającego/zmiatacza 22 jest wkładany do otwartego końca obudowy 100 i tylna krawędź 14 jest uszczelniana przy użyciu prostego urządzenia do uszczelniania na gorąco.

W odmiennym przypadku uszczelka jest wykonana przy użyciu szczeliwa typu żelu i metalowego zacisku lub wytłoczonego zamka błyskawicznego. Tego typu uszczelki mają tę zaletę, że są łatwe do otworzenia i ponownego zamknięcia. Po zakończeniu uszczelnienia płytka 1000 z czynnymi elementami elektronicznymi jest zabezpieczana przed skutkami

175 966 działania wilgoci i innych zanieczyszczeń. W pewnych przypadkach jest wskazane, żeby użytkownik końcowego zespołu widział światła, które są zamocowane do krawędzi płytki 1000 z czynnymi elementami elektronicznymi. W arkuszu 10 jest wykonane przezroczyste okno 21, przez które widzi się te światła. Korzystnie okno jest nieprzepuszczalne dla wilgoci, na przykład z tworzywa sztucznego plus powłoka ITO. Ewentualnie stosuje się w opakowaniu zawór jednodrogowy do odprowadzenia nadmiernego ciśnienia, jeżeli opakowanie zostało uszczelnione na poziomie morza i następnie przemieszczone do zastosowania na dużych wysokościach albo korzystnie wprowadza się podczas końcowego uszczelniania objętość rezerwową tak, że przy zmianach temperatury lub ciśnienia, podczas pracy, objętość przegrody z giętkiego laminatu zmienia się bez wytwarzania ciśnienia wewnętrznego. Właściwy zakres temperatur roboczych wynosi od około 4,4°C do około 93,3°C. Ciśnienie zmienia się od poziomu wody około 6,1 m do skutecznej wysokości około 6096 m.

Figura 2 przedstawia warstwy arkusza 10 materiału i szczególnie korzystne przykłady wykonań, zwykle odporne na wejście wilgoci poprzez przebicie spowodowane przez ostry występ i zachowujące integralność przez okres użytkowania produktu. Właściwy do zastosowania jest dowolny laminat lub materiał podłoża zdolny do wytrzymania przebicia, odporny na wpływ środowiska chemicznego i skrajne temperatury, zachowujący wysoki poziom zabezpieczenia przed wejściem wilgoci i innymi niebezpieczeństwami stwarzanymi przez środowisko. Szczególnie korzystne są materiały, które są znane jako stabilne i niezmienne wraz z upływem czasu w tych środowiskach.

Korzystna struktura laminatowa ma grubość wystarczającą do stosowania jej bez przebicia, rozdarcia lub utraty integralności uszczelnienia. Zakresy grubości warstwy wynoszą do 304,8 mikrometrów dla warstw zewnętrznych, 101,6 mikrometrów dla warstw wewnętrznych i 25,4 mikrometrów dla warstwy środkowej. Szczególny arkusz 10 zawiera górną i dolną warstwę właściwego materiału, takiego jak polietylen o dużej gęstości, o grubości około 152,4 mikrometrów oraz z warstwami wewnętrznymi z jonomeru o grubości około 50,8 mikrometrów i warstwą środkową 25,4 mikrometrów, z metalu takiego jak aluminium lub inny właściwy materiał. Międzywarstwowa wytrzymałość spoiny pozostaje większa niż 0,772 N/m, jak w ASTM D 1876-93. Ewentualnie wewnętrzna powierzchnia materiału jest wykonana jako czarna dla pochłaniania ciepła promieniowanego przez elementy elektroniczne podczas działania. Dodatkowo powierzchnie zewnętrzna i/lub wewnętrzna są pokryte powłoką antystatyczną w celu zmniejszenia potencjału rozładowania elektrostatycznego ESD. W pewnych środowiskach opakowanie stanowią wewnętrzna i zewnętrzna warstwy z tworzywa sztucznego, ze środkową warstwą metalową. Właściwe grubości wynoszą odpowiednio 381 mikrometrów, 25,4 mikrometrów i 381 mikrometrów.

Ogólne parametry materiału arkusza muszą spełniać następujące wymagania: wytrzymałość na przebicie materiału podczas badań przy użyciu AsTM F 1306-90, przez końcówkę typu śrubokrętu większą od 0,245 N i przez końcówkę typu wtyku większą od 0,147 N. Korzystnie wytrzymałość na przebicie przez śrubokręt jest większa od 0,294 N, a wytrzymałość na wtyk 0,196 N. Materiał powinien mieć wytrzymałość na rozerwanie większe od 0,078 N, korzystnie większe od 0,117 N przy badaniach zgodnie z ASTM D 2582-93. Uszczelnienie na gorąco, uzyskane na szwach laminatu przy uformowaniu go w torbę, powinno wytrzymać rozdzielenie przez siłę większą od 0,294 N, najkorzystniej większą od 0,343 N przy badaniach według ASTM D 1876-93. Te charakterystyki osiągów nie powinny znacznie pogarszać się wraz z upływem czasu lub wystawieniem na działanie środowiska.

Właściwa do zastosowania jest dowolna warstwa laminatu zdolna do wytrzymania przebicia, przy zapewnieniu przeciwdziałania wejściu wilgoci i zabezpieczenia przed niebezpieczeństwami stwarzanymi przez środowisko, takimi jak zanieczyszczenia i podobne. Figura 2 przedstawia korzystną konstrukcję warstwową.

Zakresy dla warstw są pomiędzy około 75 i 350 mikrometrów dla warstw 10a i 10e, pomiędzy około 20 do 200 mikrometrów dla warstw 10b i 10d oraz pomiędzy około 5 do 75 mikrometrów dla warstwy 10c. Określony arkusz 10 zawiera górną i dolną warstwę 10a

175 966 i 10e z właściwego materiału, takiego jak polietylen o małej grubości około 200 mikrometrów i dwie warstwy wewnętrzne około 80 mikrometrów z lanego poliamidu lub poliestru oraz środkową warstwę około 20 mikrometrów z aluminium lub innego właściwego materiału. Ewentualnie, co nie jest przedstawione, wnętrze powierzchni materiału zawiera czarną farbę lub inny materiał do pochłaniania ciepła promieniowanego przez czynne elementy elektroniczne podczas pracy. Przez wnętrze rozumie się tę część arkusza, która po spojeniu w opakowanie lub obudowę ma czarne strony skierowane do siebie po przeciwległych stronach płytki elektronicznej.

W pewnych przypadkach jest pożądane, żeby laminat miał postać trójwymiarową zamiast płaskiej. Osiąga się to przez uformowanie arkusza przed spawaniem. Jeżeli jest wymagana obudowa o dużej objętości, warstwa aluminium jest zastąpiona przez metal o dużej sprężystości, taki jak zwykła cyna, stopy cyny i podobne materiały wytrzymujące duże odkształcenia. Materiał stosowany do wykonania okna 21 musi także, o ile jest to możliwe, wstrzymywać przechodzenie wilgoci, zanieczyszczeń chemicznych i zakłóceń elektronicznych, pozostając przezroczystym. Osiąga się to przy zastosowaniu przezroczystych tworzyw sztucznych pokrytych cienkimi powłokami z materiałów nieorganicznych, takich jak tlenek indowo-cynowy (ITO), SiO2, domieszkowane TiO2, domieszkowane /M2O3 i podobne. Dla przykładu wielowarstwowy laminat wykonany z poliestru i polietylenu o małej gęstości jest zastosowany z powłoką nieorganiczną lub bez niej.

Materiał arkusza 10 jest przytopiony do elementu pośredniczącego 18, jeżeli warstwa wewnętrzna giętkiego laminatu i element pośredniczący są wykonane z podobnych materiałów polimerowych. Przytapianie jest korzystnym rozwiązaniem. Dla przykładu, wykonuje się element pośredniczący z polietylenu lub właściwego materiału termoplastycznego wspólnego zarówno dla obudowania jak i formowania wtryskowego oraz wykonuje się warstwę wewnętrzną materiału arkusza również z tego samego materiału, przez dostarczenie właściwego ciepła do obszaru, na którym materiały stapiają się ze sobą. Poza tym, mając materiał warstwy zewnętrznej dopasowany do elementu pośredniczącego, umożliwia się przepływ i związanie warstwy zewnętrznej z materiałem elementu pośredniczącego, pokrywając pierwotną krawędź arkusza.

W innym przypadku krawędzie uszczelnia się spoiwem w celu wykonania obudowy. Arkusz 10 jest uszczelniony względem elementu pośredniczącego 18 przy pomocy kleju topliwego, zwłaszcza czynnego kleju topliwego. Szczególnie stosuje się klej topliwy na bazie styren-butadien-styren, poliamid lub poliester SBS lub termoutwardzalną żywicę epoksydową, poliuretan lub poliester. Jest ważne, żeby zakłócenia o dużych częstotliwościach były blokowane przed przechodzeniem przez obudowę 100 w wyniku otoczenia płytki 1000 z czynnymi elementami elektronicznymi warstwą przewodzącą. Zastosowanie warstwy folii w arkuszu 10 jest skuteczne do tego celu, a warstwę przewodzącą osadza się na powierzchniach wewnętrznych elementu pośredniczącego 18 w wielu różnych procesach, takich jak naparowywanie próżniowe, powlekanie galwaniczne lub malowanie farbą przewodzącą. Należy zapobiegać zwarciu styków wtykowych 16. W celu połączenia warstwy folii w arkuszu 10 z warstwą przewodzącą na powierzchni wewnętrznej elementu pośredniczącego, stosuje się przewodzący elektrycznie klej topliwy.

Przewodzące elektrycznie materiały topliwe wytwarza się przez dodanie przewodzących wypełniaczy do standardowych klejów topliwych. Podobne do takich materiałów, a także w innym przypadku wypełniacze ferromagnetyczne, stosuje się tak, że przemienne pole magnetyczne zapewnia ogrzewanie podczas montażu.

Nawet przy zastosowaniu tych środków, mała ilość wilgoci, około 30 mikrogramów/godz. i zanieczyszczeń, takich jak H2S, SO2, Cl2 i NO2, przechodzi przez polimerowe uszczelki obudowy 100 i uszkadza czynne elementy elektroniczne na płytce 1000. Układ środka osuszającego/zmiatacza 22 kieruje wielkością przechodzenia wilgoci, gdy stwarza to problem. Układ ten pochłania małą ilość wilgoci i zanieczyszczeń w ciągu 20-letniego użytkowania systemu. Do pochłaniania wilgoci i gazów zanieczyszczających są wykorzystywane żel krzemionkowy, tlenek glinowy i sita molekularne. Układ środka

175 966 osuszającego/zmiatacza 22 jest utrzymywany w stanie suchym, nieprzereagowanym, aż do czasu uszczelnienia obudowy 100. Układ 22 nie powinien także zostać nigdy przypadkowo pozostawiony poza obudową 100 podczas końcowego montażu. Układ 22 jest zamocowany wewnątrz obudowy 100 tak, że jest zachowany jasny widok przez okno 21.

Układ środka osuszającego/zmiatacza jest uszczelniony w opakowaniu polietylenowym, przy szybkości przenoszenia pary wodnej wystarczająco dużej do utrzymania wilgotności względnej małej wewnątrz uszczelnionej obudowy elektronicznej, lecz wystarczająco małej do zabezpieczenia środka osuszającego przed wilgocią przed uszczelnieniem obudowy elektronicznej. W innym przypadku materiał środka osuszzijącego/zmiatacza jest uszczelniony w nieprzepuszczalnej obudowie, która ma wykonany z jednej strony otwór. Ten otwór jest uszczelniony klejem zamocowanym do długiej, kolorowej taśmy. Przy użyciu kleju czułego na ciśnienie, pakiet jest mocowany w dogodnym miejscu wewnątrz obudowy 100, z taśmą wychodzącą na zewnątrz otwartego końca i ze swobodnym końcem zamocowanym na zewnątrz obudowy 100. Przed końcowym uszczelnieniem krawędzi 14 pakietu, montażysta wyciąga taśmę, wystawiając na działanie środek osuszający/zmiatacz w ostatnim momencie przed wykonaniem uszczelnienia. Po wykonaniu końcowego uszczelnienia, bada się integralność uszczelki przez ogrzanie uszczelnionej obudowy elektronicznej 100 w piecu przez kilka minut lub godzin. Ciepło powoduje rozszerzenie powietrza w obudowie 100 i wyciek lub widoczne rozszerzenie objętości obudowy w przypadku jednostki uszczelnionej prawidłowo. Po powrocie jednostek do temperatury pokojowej, wycieki zanikają i są łatwo wykrywane. W innym przypadku, przed wykonaniem końcowego uszczelnienia dokonuje się badania ciśnienia przez włożenie gumowego korka do otwartego końca obudowy, przy ciśnieniu atmosferycznym doprowadzonym przez korek, i zanurzenie systemu do wody. W wyniku utrzymywania obudowy pod wodą, każdy upływ jest widoczny jako pęcherzyki powietrza. Dalszym badaniem jest test próżniowy lub dociskowy, który jest stosowany w tym samym celu.

Skuteczne uszczelnienie czynnych elementów elektronicznych na płytce 1000 wymaga także uszczelnienia styków wtykowych 16 przy połączeniu z łącznikiem 10 w celu zapewnienia całego uszczelnionego systemu.

Figura 3 przedstawia w przekroju poprzecznym ogólnie dostępny, uszczelniony łącznik. Składa się on z wewnętrznej połówki wtykowej 1900, uszczelki 1901, wtyków 1902 łącznika, zewnętrznej połówki 1903 i gniazd 1904 łącznika. Wówczas gdy wewnętrzna połówka 1900 współpracuje z zewnętrzną połówką 1903, uszczelka 1901 jest dociskana ściśle do wierzchołka 1910 obudowy łącznika, tworząc uszczelnienie. Jeżeli strony tylne 1911 i 1912 łącznika są uszczelnione przez materiał osłaniający lub przez obudowę 100, woda nie może wpływać do wnęki wokół gniazd 1904 łącznika. Ten typ konstrukcji łącznika zapobiega tworzeniu się torów przewodzenia wewnątrz łącznika przez krótki okres czasu, lecz ponieważ wilgoć i zanieczyszczenia mogą przechodzić przez uformowany polimer utrzymujący wtyki, przy ciągłym wystawianiu na działanie wysokiej wilgotności i zanieczyszczenia, wnęka otaczająca gniazda 1904 staje się ostatecznie wilgotna i zanieczyszczona. To zanieczyszczenie wytwarza tory upływu pomiędzy gniazdami 1904 łącznika wtykowego i występuje korozja gniazd 1904 wtyków i samych wtyków 1902, pogarszając jakość połączenia.

Figury 4a i 4b pokazują w częściowym przekroju poprzecznym łącznik według przykładu wykonania, który zapewnia znacznie ulepszony uszczelniony łącznik. Połówka wewnętrzna 2000 jest identyczna jak zwykła połówka wewnętrzna 1900, jednak konstrukcja połówki zewnętrznej 2003 różni się od połówki zewnętrznej 1903. Połówka zewnętrzna 2003 jest wylwarzana w wyniku włożenia gniazdek 2004 do polimerowej płyty podstawy 2016. Następnie nad gniazdkami 2004 jest umieszczana polimerowa pokrywa górna 2015. Pokrywa górna 2015 jest formowana z przegrodami 2013, które otaczają każde gniazdko 2004 i rozciąga się prawie do płyty podstawowej 2016. Hydrofobowy materiał szczeliwa, taki jak smar stały lub korzystnie sprężysty żel, jest dodawany do połówki zewnętrzmej 2003, aż do prawie całkowitego wypełnienia wnęki w połówce zewnętrznej 2003. Żele silikonowe są szczególnie właściwe do tego celu, ponieważ przylegają

175 966 do powierzchni wewnątrz łącznika i jeszcze są wystarczająco sprężyste, żeby nie zakłócać odchylania gniazdka podczas wkładania styku wtykowego 2012. Żele są szczególnie skuteczne przy utrzymywaniu wody poza powierzchniami styku metalu i tworzywa sztucznego. Korzystnie żele mają tę cechę, że są hydrofobowe.

Łączniki zewnętrzne z przegrodami do podtrzymywania styków są zwykle dostępne. Szereg łączników DEN Per DIN 41612, IEC 603-2, produkowanych przez T&B i innych producentów, zawiera przegrody, które zapobiegają przypadkowemu stykowi gniazdek 2004 i wspierają małe kliny, które utrzymują sprężyste ramiona gniazdek 2004 w stanie naprężenia wstępnego korzystnego do wykonania dobrego styku. Te struktury są bardzo użyteczne dla celów uszczelniania. Dodatkową, zaskakującą zaletą silikonowego materiału żelowego jest to, że jego skrajnie mała energia powierzchniowa powoduje zwilżanie powierzchni w sposób agresywny. Duża powierzchnia zapewniana przez przegrody wewnętrzne 2013 umożliwia wypełnienie wnęki łącznika przez wlanie nieutwardzonego żelu przez małe otwory w wierzchołku 2010 obudowy. Mała energia powierzchniowa umożliwia pełzanie cieczy przez otwory, pokrycie ścian każdej powierzchni wewnętrznej i całkowite wypełnienie łącznika.

Lepkość mniejsza niż 1 Pa · s, korzystnie około 0,8 Pa · s, dla nieutwardzonego żelu jest wystarczająco mała dla umożliwienia wypełnienia łącznika na odległości pomiędzy wtykami około 2,54 mm. Obecność żelu lub smaru stałego w połówce zewnętrznej 2003, szczególnie na dnie, gdzie polimerowa płyta podstawowa 2016 styka się z polimerową pokrywą górną 2015 oraz przegroda 2013 zapobiega wytwarzaniu wilgoci i toru zanieczyszczeń pomiędzy gniazdkami 2004. Żel lub smar stały jest wystarczająco miękki dla umożliwienia obudowania współpracujących wtyków w połówce wewnętrznej 2000 bez użycia nadmiernej siły. Twardość w zakresie 15-50 gramów, mierzona przez analizator tekstury przy zastosowaniu standardowych procedur MQC, spełnia te warunki i jest czasami omawiana jako twardość Volanda. Uszczelka 2001 w połówce wewnętrznej 2000 jest wykonana z gumy lub materiału żelowego o większych modułach sprężystości i twardości. Twardość w zakresie 30-70 gramów spełnia wymaganie, żeby żel lub guma w połówce wewnętrznej wytrzymały wielokrotne wyjmowanie bez uszkodzenia żelu, powodującego utratę jego zdolności uszczelniania. Żel o twardości 30-50 gramów spełnia wymagania zarówno połówki zewnętrznej 2003 jak i połówki wewnętrznej 2000 i jest stosowany wymiennie w obu obszarach. Materiał żelowy ma tę zaletę, że łatwo przerywa tory wilgoci na wierzchołku 2010 obudowy w wyniku właściwości hydrofobowych materiału żelowego. Wobec tego łącznik działa w obecności wilgoci na powierzchniach i uzyskuje się dużą rezystancję izolacji.

Uszczelka typu żelu jest korzystnie utwardzana na miejscu w celu uzyskania znacznego przylegania do połówki wewnętrznej 2000. W odmiennym przykładzie wykonania uszczelka typu żelu jest wytworzona przez wykrojenie arkusza do postaci otwartej komory z żelem wzmocnionym pianką. Uszczelki są utrzymywane na miejscu dzięki zaciśnięciu formującym w elemencie pośredniczącym 18 z fig. 1 lub przy pomocy ramy mechanicznej, która jest unieruchomiona przy pomocy zatrzasków lub śrub.

Figura 4b przedstawia, że przy cyklach częstego włączania i wyłączania, naprężenia mechaniczne w żelu są duże tylko w przypadku materiału w pobliżu wierzchołka wnęki w połówce zewnętrznej 2003, więc straty żelu i wytwarzanie pustych przestrzeni 2100, które mogą stać się wilgotne, mają tendencję występowania tylko w tym obszarze. Te puste przestrzenie są jednak izolowane od siebie przez uszczelnienie żelem dolnego toru 2101 pomiędzy gniazdkami na dole połówki zewnętrznej 2003 i przez uszczelkę 2001 żelową lub gumową dociskaną do wierzchołka 2010 obudowy, która blokuje górny tor 2102. W pewnych przypadkach łącznik współosiowy jest stosowany do doprowadzania sygnałów o wielkich częstotliwościach do czynnych elementów elektronicznych płytki 1000. Tę samą technikę uszczelniania stosuje się z tego typu łącznikiem, gdzie środek styku wewnętrznego jest wypełniony żelem dla zapobiegania upływom zwarciowym ze styku środkowego do masy.

175 966

Figury 5a i 5b przedstawiają w przekroju poprzecznym element pośredniczący 18 lub 18b umieszczony w uformowanej wtryskowo części 2201 lub 2201b i uszczelniony przy zastosowaniu materiału uszczelniającego 2203 lub 2203b, takiego jak dwuskładnikowy, utwardzalny związek epoksydowy lub poliuretanowy. Figura 5a jest przykładem wykonania wtyczkowo-gniazdowym, natomiast fig. 5b jest przykładem wykonania gniazdkowowtyczkowym. Główną różnicą jest gniazdko 2250 na fig. 5a i układ wtyków 2240 na fig. 5b. Identyczne części są oznaczone tak samo, podczas gdy odmienne przykłady wykonania mają literę b umieszczoną za numerem na fig. 5b. Następnie do uformowanej części jest przyłączane giętkie opakowanie uszczelniające 10. W celu zapobiegania upływowi materiału uszczelniającego podczas procesu uszczelniania, na miejsce uszczelki 2001 wprowadza się dokładnie pasującą zatyczkę, aż materiał uszczelniający utwardzi się.

Figura 6 przedstawia element pośredniczący, w którym styki wtykowe 16 są włożone lub uformowane bezpośrednio w uformowanej części 2211 elementu pośredniczącego. Tak, jak na fig. 5, opakowanie uszczelniające 10 zostaje następnie zamocowane. To rozwiązanie unika etapu wprowadzania materiału uszczelniającego i w zasadzie daje jednoczęściowy interfejs łącznika DIN pomiędzy wnętrzem opakowania i środowiskiem zewnętrznym. Na fig. 5a i 5b, lecz również w rozwiązaniach z fig. 6, tylna płytka 2260 zawiera gniazdka 2261, 2262 uszczelnione w płytce. Uszczelniony układ elektroniczny wchodzi do płytki tylnej 2260.

Figura 7 przedstawia sposób uszczelniania łącznika 2300 typu krawędzi karty.· Uszczelka 2301 jest zamocowana do elementu pośredniczącego 500 tak, że gdy łącznik jest wkładany do połówki zewnętrznej 2320, uszczelka 2301 jest dociskana ściśle do krawędzi połówki zewnętrznej 2320 i pierścienia uszczelniającego 2330. W celu dalszego blokowania torów upływu w łączniku zewnętrznym 2320, jest w nim osadzany żel.

Figura 8 przedstawia mechanizm prowadzenia i blokowania, który umożliwia włożenie płytki 1000 z czynnymi elementami elektronicznymi do styków wtykowych 16 wystających we wnętrzu elementu pośredniczącego 18. Żebra prowadzące 2210 są stosowane do bezpiecznego doprowadzenia płytki 1000 z czynnymi elementami elektronicznymi do współpracy ze stykami wtykowymi 16 wystającymi we wnętrzu elementu pośredniczącego 18. Blokujący mechanizm hakowy 2211 wchodzi wówczas do otworu 2212 w płytce z czynnymi elementami elektronicznymi, mocując ją bezpiecznie do elementu pośredniczącego 18. Blokujący mechanizm hakowy 2211 zawiera blokadę dotykową i dodatnią, zapobiegającą niepożądanemu odblokowaniu płytki w warunkach drgań, jak również zapewniającą dodatni zwrot, gdy płytka jest zablokowana na miejscu w łączniku. Podatna struktura blokująca, na przykład obciążona sprężyną, oraz podatna podkładka miękka, na przykład guma piankowa, zainstalowane na dole, tj. przy podstawie żeber prowadzących 2210 wzdłuż i w pobliżu prostokątnej płaszczyzny czołowej elementu pośredniczącego 18, mogą być zastosowane do zmniejszenia sił działających na płytkę 100 z czynnymi elementami elektronicznymi, gdy spadnie ona przypadkowo podczas obsługi.

Jeżeli materiał arkusza 10 jest stosunkowo cienki i giętki, jest możliwe uszkodzenie czynnych elementów elektronicznych na płytce 1000, co jest niewidoczne, przez ciśnienie na zewnątrz obudowy 100.

Figura 9 przedstawia sposób zapobiegania powyższemu problemowi w sytuacjach, w których moduł może podlegać wstępnej obsłudze. Po uszczelnieniu obudowy 100 zespół jest wkładany do skrzynki ochronnej 101. Element pośredniczący 18 jest zaprojektowany tak, żeby pasować ściśle do otwartego końca skrzynki ochronnej 101, przy zastosowaniu śrub lub innych elementów mocujących do utrzymywania ze sobą części, tworząc gotowy moduł elektroniczny 102. Jeżeli są zastosowane śruby, wówczas moduł 102 można później łatwo otworzyć w celu dokonania napraw czynnych elementów elektronicznych na płytce 1000. W celu zapewnienia, żeby płytka 1000 z czynnymi elementami elektronicznymi była zamocowana i stabilna w skrzynce ochronnej 101, do płytki 1000 z czynnymi elementami elektronicznymi zostają zamocowane przed uszczelnianiem arkusza 10 bloki odległościowe 25 z fig. 1. Te bloki, korzystnie bloki piankowe, mają wymiary odpowiednio dopasowane do

175 966 wnętrza skrzynki ochronnej 101. To zapobiega uszkodzeniu przez zgięcie czynnych elementów elektronicznych i łącznika 19 podczas obsługi i drgań oraz pomaga chronić giętki laminat. W korzystnym przykładzie wykonania skrzynka ochronna 101 jest kształtowana przez dmuchanie i zaopatrzona w otwory do odprowadzania wody i umożliwienia widzenia świateł na płytce 1000 z czynnymi elementami elektronicznymi.

Figura 10 przedstawia montaż kilku modułów 102 do uszczelnionej płaszczyzny tylnej 203. Każda płaszczyzna tylna ma kilka łączników zewnętrznych 204 dołączonych elektrycznie do płytki układowej płaszczyzny tylnej i następnie uszczelnionych dla wykluczenia wilgoci ze ściany tylnej. Przewody dołączone również do płytki układowej płaszczyzny tylnej przenoszą sygnały do uszczelnionych bloków końcowych 205. Po włożeniu modułów 102 do uszczelnionych łączników zewnętrznych 204 jest zapewniany całkowicie uszczelniony układ do ochrony elementów elektronicznych. Dodatkową zaletą indywidualnego uszczelniania każdego czynnego układu elektronicznego jest większa niezawodność. Jeżeli jeden ma upływy, nie ma to wpływu na inne. W każdej uszczelnionej obudowie 100 elementów elektronicznych można również wprowadzić czujniki wilgotności. Jeżeli którakolwiek z jednostek stanie się wilgotna, odzywa się alarm i można wymienić tę jednostkę.

Skrzynka ochronna 101 ma wadę zmniejszania przenoszenia ciepła w systemie i wprowadza dodatkową objętość. W pewnych przypadkach, gdy wymagane jest tylko umiarkowane zabezpieczenie mechaniczne, używa się bardziej sztywnego materiału na arkusz 10, w którym grubość folii metalowej jest zwiększona w celu uzyskania większej odporności na zginanie.

Figura 11 przedstawia obudowę tego typu, w której ciężki materiał arkusza 200 jest uszczelniony cieplnie w kształcie rurowym, który jest dopasowany do elementu pośredniczącego 218. Pomiędzy elementem pośredniczącym 218 i materiałem arkusza 200 stosuje się połączenie przez stopienie na gorąco lub korzystnie taśma 202 skurczowa cieplnie, z klejem topliwym na wewnętrznej stronie, kurczy się na połączeniu pomiędzy elementem pośredniczącym 218 i arkuszem 200. Tylny koniec jest zamknięty przez uszczelnienie na gorąco i zagięcie w sposób podobny do kartonu na mleko lub przez włożenie zatyczki o kształcie podobnym do elementu pośredniczącego 218 i uszczelnienie w podobny sposób.

W pewnych przypadkach ciepło wytwarzane przez czynne elementy elektroniczne na płytce 1000 jest całkiem duże. Główną przeszkodą w przenoszeniu ciepła poza obudowę jest warstwa izolacyjna powietrza wewnątrz arkusza 10. Opór cieplny arkusza 10 jest sam całkiem mały, ponieważ jest on bardzo cienki i wykonany zwykle z metalu.

Figura 12 przedstawia elementy sprzężenia cieplnego gorącego elementu na płytce 1000 z czynnymi elementami elektronicznymi przez arkusz 10 i do rozpraszacza 250 ciepła w swobodnym strumieniu powietrza.

Figura 13 przedstawia zespół części z fig. 12. Po uszczelnieniu arkusza 10 rozpraszacz 250 ciepła jest zaciskany na płytce 1000 z czynnymi elementami elektronicznymi w punkcie, gdzie są zamocowane bloki stabilizujące 25. Z sekcji A-A na fig. 13a i 13b widać, że gorący element 252, który jest zamocowany do czynnych elementów elektronicznych na płytce 1000, jest wprowadzany w styk z przewodzącym cieplnie torem żelu 251, który został umieszczony wstępnie na gorącym elemencie 252 lub wewnątrz materiału arkusza 10. Dodatkowy tor żelu przewodzącego cieplnie nakłada się również pomiędzy powierzchnię zewnętrzną arkusza 10 i rozpraszacz 250 ciepła dla dalszej poprawy przenoszenia ciepła przez arkusz 10 do rozpraszacza ciepła. Figura 13c pokazuje odmienne rozwiązanie odprowadzania ciepła z gorącego elementu 252. Śruba 253 wchodzi do giętkiego laminatu i jest doprowadzona bezpośrednio do gorącego elementu 252. Pomiędzy giętkim laminatem i gorącym elementem jest wprowadzony materiał uszczelniający.

W pewnych przypadkach wymaganych jest jedynie kilka całkowicie trwałych połączeń z płytki 1000 z czynnymi elementami elektronicznymi.

Figura 14 przedstawia sposób zapewniania obudowy dla tego typu systemu. Łącznik 301 jest zamocowany do uchwytu 303 przewodów, który jest następnie wkładany do elementu pośredniczącego 302. W celu uzyskania niezawodnej uszczelki na przykład usuwa

175 966 się izolację z przewodu w uchwycie 303 w obszarze, gdzie przechodzi on przez element pośredniczący 302 dla blokowania przepływu .wilgoci pod izolacją przewodów w uchwycie 303. W innym przypadku stosuje się utwardzany materiał blokujący lub blokowany przewód, wytwarzany ze środkiem blokującym pomiędzy przewodem i izolacją. W celu montażu czynnych elementów elektronicznych w obudowie 100, płytka 1000 z czynnymi elementami elektronicznymi jest wkładana do otwartego końca obudowy 100, aż element zatrzaskowy 304, uformowany na elemencie pośredniczącym 302, wejdzie w otwory 305 w płytce 1000 z czynnymi elementami elektronicznymi. Po trwałym zamocowaniu w ten sposób, łącznik 301 jest dołączony do współpracującego z nim łącznika 300 na płytce 1000 z czynnymi elementami elektronicznymi. Po aktywacji układu środka osuszającego/zmiatacza, otwarty koniec uszczelnionej obudowy elektronicznej zostaje uszczelniony, jak zwykle przy pomocy uszczelki cieplnej. Figura 14b przedstawia inny przykład wykonania i potencjalnie prostszy sposób uszczelniania układów elektronicznych. Płaski kabel 306 jest dołączony do łącznika 307. Giętka przegroda warstwowa jest umieszczona nad płytką 1000 i uszczelniona cieplnie przy pomocy kleju topliwego względem płaskiego kabla 306 oraz przytopiona do niego po obu stronach 306 w celu wytworzenia całkowitej przegrody dla pary i wilgoci wokół płytki 1000.

W pewnych przypadkach jest korzystne stosowanie łącznika typu krawędzi karty zamiast typu wtyku i gniazdka do łączenia wzajemnego czynnych elementów elektronicznych na pł^ce 1000 przez uszczelnioną obudowę elementów elektronicznych.

Figura 15 przedstawia prosty sposób dostosowania tego typu łącznika. Taśma z klejem topliwym 420 jest umieszczona wokół łącznika krawędzi karty, który został wytworzony dla zapewnienia przestrzeni dla tego zastosowania. Palce stykowe łącznika 428 krawędzi karty nie mogą być zanieczyszczone klejem. W innym przypadku klej może być wprowadzony jako uformowany na przedłużeniu krawędzi karty. Materiał arkusza 10 jest przyspawany do obudowy 410 z jedną otwartą stroną 414. Płytka 1000 z czynnymi elementami elektronicznymi jest wkładana do obudowy 410 i otwarta krawędź 414 jest zamykana przez uszczelnienie na gorąco nad klejem topliwym 420. Do tej operacji jest potrzebny zmodyfikowany uszczelniacz opakowań o właściwym kształcie dla obszaru w pobliżu łącznika krawędzi karty. W innym przypadku element pośredniczący krawędzi karty jest wytworzony przy zastosowaniu małej karty łopatkowej i zewnętrznego łącznika krawędzi karty. Element pośredniczący jest tu montowany wstępnie w obudowie 410, pozostawiając otwartą stronę obudowy przeciwległą względem elementu pośredniczącego. W celu końcowego montażu płytka 1000 z czynnymi elementami elektronicznymi jest wkładana do tej otwartej strony i wtykana do zewnętrznego łącznika wewnątrz obudowy. Następnie otwarta strona jest uszczelniana na gorąco przy zastosowaniu zwykłego uszczelniacza na gorąco. To odmienne rozwiązanie ma zaletę polegającą na uproszczeniu działania uszczelniającego na gorąco, zapewnianego przez końcowy montaż.

Figury 16,16a i 16b przedstawiają inną konfigurację uszczelnionej obudowy elementów elektronicznych do zastosowania z łącznikami krawędzi karty. Element pośredniczący 500 jest uszczelniony względem czynnych elementów elektronicznych przy użyciu właściwego materiału uszczelniającego 505. Obudowa 510 jest uszczelniona względem elementu pośredniczącego 500, który zawiera płytkę z czynnymi elementami elektronicznymi, przy członie o kształcie litery U, przedstawionym na fig. 16a i 16b z pierścieniem dociskowym 520, który jest ostatecznie obudowany pomiędzy twardą skrzynką zewnętrzną 530 i członem podstawowym 500 bardziej specyficznie. Figura 16b przedstawia w częściowym przekroju poprzecznym proces wkładania płytki 1000 z czynnymi elementami elektronicznymi i uszczelniania do członu podstawowego.

Figura 17 przedstawia następny przykład wykonania, w którym element pośredniczący 618 jest przedłużony dla tworzenia pełnego pierścienia wokół płytki 1000 z czynnymi elementami elektronicznymi. Czynne elementy elektroniczne są wkładane do wewnętrznych wtyków łącznika 616 elementu pośredniczącego i następnie dwa arkusze 10 są uszczelniane na gorąco lub przyspawane do pierścienia 625 elementu pośredniczącego.

175 966

W celu dodatkowego wzmocnienia stosuje się nóż kształtowy 620 do kształtowania krawędzi zabezpieczającej 630 utrzymującej arkusze 10 na miejscu.

Figura 18 pokazuje ulepszony system obudowania do użycia w zastosowaniach podziemnych, gdy elementy elektroniczne zostaną ewentualnie zanurzone pod wodą na długie okresy czasu. Nad uszczelnionymi modułami elektronicznymi 702 i płaszczyzną tylną 701 jest umieszczony pojemnik dzwonowy 700. Pojemnik dzwonowy odprowadza ciekłą wodę z elementów 701 i 702.

Czynne elementy elektroniczne są uszczelniane we właściwym laminacie chronionym przed środowiskiem i nadal działają w niekorzystnych środowiskach, umożliwiając wyjmowanie opakowania przez rozmontowanie obudowy 100 po powrocie do fabryki. Przy wykonaniu wynalazku, dla przykładu, zamiast aluminiowego arkusza metalowego stosuje się miedź, srebro, złoto lub inny materiał. Laminat z tworzywa sztucznego jest jedną warstwą przytopioną do warstwy metalowej, zgiętą i przytopioną do niej samej. Samo opakowanie ma uszczelnione wejście w przypadku, gdyby nie miało być odrzucane przy wymaganiu dostępu do czynnych elementów elektronicznych, na przykład przy wykonywaniu napraw.

175 966

II

FIG. 18

175 966

wo

FIG. 16a

F/G. 16b

FIG. 16

505175 966

FIG. 1

428

175 966

Λ

J

175 966

300

1000

J > FIG. 1^4 a

175 966

FIG. 13c

175 966

> FIG. 12

250

175 966

202

203

205

FIG. 10

?02 li

175 966

FIG. 8

175 966 )0

22))

FIG. 6

175 966

2262

175 966

FIG. 4b

175 966

FIG. 4

175 966

FIG.

1911

175 966

FIG. 2

175 966

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 6,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Urządzenie zabezpieczające płytkę układową z czynnymi elementami elektronicznymi, zawierające opakowanie zdolne do pomieszczenia płytki układowej z czynnymi elementami elektronicznymi, znamienne tym, że opakowanie stanowi obudowę (100) zabezpieczającą przed wpływem gazu i cieczy ze środowiska, całkowicie uszczelnioną wokół całej płytki układowej (23) z czynnymi elementami elektronicznymi oraz urządzenie zawiera element pośredniczący (18) uszczelniony względem obudowy (100), do włączenia płytki układowej (23) z czynnymi elementami elektronicznymi do urządzenia elektronicznego na zewnątrz obudowy (100).
2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że obudowa stanowi osłonę.
3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że obudowa (100) stanowi konstrukcję warstwową utworzoną z warstw (10a, 10b, 10d, 10e) z tworzywa sztucznego odpornego na rozerwanie, po przeciwnych stronach metalowej warstwy (10c) stanowiącej przegrodę dla gazu i cieczy.
4. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że konstrukcja warstwowa zawiera górną i dolną warstwę (10a, 10e) z giętkiego tworzywa sztucznego o grubości około 200 mikrometrów, korzystnie z polietylenu, i wewnętrzne warstwy (10b, 10c) o grubości około 80 mikrometrów, korzystnie z poliamidu lub poliestru, oraz środkową metalową warstwę (10c) o grubości około 20 mikrometrów.
5. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2 albo 3 albo 4, znamienne tym, że wnętrze obudowy (100) zawiera czarną powłokę pochłaniającą promieniowanie podczerwone.
6. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2 albo 3 albo 4, znamienne tym, że giętka obudowa (100) zawiera co najmniej dwie warstwy (10a, 10b, 10d, 10e) z tworzywa sztucznego i środkową, metalową warstwę (10c), przy czym najbardziej zewnętrzne warstwy (10a, 10e) z tworzywa sztucznego mają grubość około 75 i 200 mikrometrów, wewnętrzne warstwy (10b, 10c) z tworzywa sztucznego mają grubość od około 20 do 200 mikrometrów i środkowa, metalowa warstwa (20c) ma grubość od około 5 do 75 mikrometrów.
7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że środkowa metalowa warstwa (10c) jest wybrana z grupy składającej się z glinu, cyny i stopów zawierających glin i/lub cynę.
8. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że zawiera część obudowy (100) nie zawierającą warstwy metalowej, tworzącą przezroczyste okno (21) uwidaczniające wnętrze opakowania.
9. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że pomiędzy warstwami z tworzywa sztucznego jest umieszczona warstwa przezroczystego tlenku cynawego lub tlenku indowo-cynawego, dla widocznego dostępu do płytki, przy zachowaniu przegrody dla gazu i cieczy.
10. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że element pośredniczący (18) obudowy (100) jest przynajmniej częściowo wypełniony szczeliwem żelowym uszczelnienia styków elektrycznych płytki układowej (23) z czynnymi elementami elektronicznymi.
11. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że zawiera układ środka osuszającego/zmiatacza (22) we wnętrzu obudowy (100).
12. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2 albo 3 albo 4, znamienne tym, że obudowa (100, 510) ma kształt litery U i element pośredniczący stanowi gniazdko (2004) zdolne do odbioru styku wtykowego (2012) płytki układowej w zamkniętym końcu obudowy, zdolnego do włączenia do większego urządzenia elektronicznego na zewnątrz obudowy, obudowa (100, 510) w kształcie litery U ma głębokość większą niż płytka układowa (23) z czynnymi

175 966 elementami elektronicznymi dla umożliwienia uszczelnienia na otwartym końcu przy tylnej krawędzi (14) po włożeniu płytki układowej (23).