CN108012472A - 防护电子设备 - Google Patents

防护电子设备 Download PDF

Info

Publication number
CN108012472A
CN108012472A CN201711047544.3A CN201711047544A CN108012472A CN 108012472 A CN108012472 A CN 108012472A CN 201711047544 A CN201711047544 A CN 201711047544A CN 108012472 A CN108012472 A CN 108012472A
Authority
CN
China
Prior art keywords
vibrationproof
gel
phase
purposes according
change material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201711047544.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108012472B (zh
Inventor
塞巴斯蒂安·昆纳尔德
莉娜·拉伊法
尤里奇·苏普雷马尼恩
海尔格·萨姆伯利克斯
奥利维尔·维尔瑟乌斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Airbus Operations SAS
Original Assignee
Airbus Operations SAS
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Airbus Operations SAS, Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA filed Critical Airbus Operations SAS
Publication of CN108012472A publication Critical patent/CN108012472A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108012472B publication Critical patent/CN108012472B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K5/00—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus
    • H05K5/02—Details
    • H05K5/0213—Venting apertures; Constructional details thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K5/00—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus
    • H05K5/02—Details
    • H05K5/0217—Mechanical details of casings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/42—Fillings or auxiliary members in containers or encapsulations selected or arranged to facilitate heating or cooling
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2039—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating characterised by the heat transfer by conduction from the heat generating element to a dissipating body
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D11/00—Component parts of measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
    • G01D11/10—Elements for damping the movement of parts
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D11/00—Component parts of measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
    • G01D11/24—Housings ; Casings for instruments
    • G01D11/245—Housings for sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/42—Fillings or auxiliary members in containers or encapsulations selected or arranged to facilitate heating or cooling
    • H01L23/427—Cooling by change of state, e.g. use of heat pipes
    • H01L23/4275—Cooling by change of state, e.g. use of heat pipes by melting or evaporation of solids
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/30—Transforming light or analogous information into electric information
    • H04N5/33—Transforming infrared radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2029—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant with phase change in electronic enclosures
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K9/00—Screening of apparatus or components against electric or magnetic fields
    • H05K9/0007—Casings
    • H05K9/0058—Casings specially adapted for optoelectronic applications
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/02—Constructional details
    • G01J5/04—Casings
    • G01J5/041—Mountings in enclosures or in a particular environment
    • G01J5/044—Environment with strong vibrations or shocks
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B17/00—Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
    • G03B17/55—Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor with provision for heating or cooling, e.g. in aircraft
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/51—Housings
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2039—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating characterised by the heat transfer by conduction from the heat generating element to a dissipating body
    • H05K7/20436—Inner thermal coupling elements in heat dissipating housings, e.g. protrusions or depressions integrally formed in the housing
    • H05K7/20445—Inner thermal coupling elements in heat dissipating housings, e.g. protrusions or depressions integrally formed in the housing the coupling element being an additional piece, e.g. thermal standoff
    • H05K7/20463—Filling compound, e.g. potted resin

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Casings For Electric Apparatus (AREA)
  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)

Abstract

本发明涉及一种防护电子设备。该电子设备，包括：电子部件(12)；防护罩，包括：相变温度在20℃和90℃之间的相变材料(20)，在20℃具有超弹性和/或粘弹性的防振凝胶(16)，设置成分离相变材料和防振凝胶的分隔屏障(18)，所述防振凝胶设置成至少部分地与电子部件接触，并且具有在20℃时大于1W/m.K的热导率。

Description

防护电子设备
技术领域
本发明涉及一种电子设备，所述电子设备包括免受热峰和振动的护罩。
背景技术
电子部件可用在恶劣的振动和热环境中，例如在汽车应用、航空应用或者空间应用中，尤其是在引擎附近。在这些环境中，温度可快速地升高至电子部件不能够承受的值。
例如，用于监控引擎的操作的红外线监控摄像机通常不能够承受高于85℃的温度，该温度可以在引擎附近短暂地达到。因此，防热罩是必须的。该防热罩可尤其包括能够在有限时间内吸收大量热能的相变材料(PCM)。
在汽车应用、航空应用或者空间应用中，还必须保护电子部件免受振动和/或冲击。振动环境根据应用而差别很大。特别地，振动频率可随着加速度峰值从5Hz到2KHz变化，其中对于一个峰值，加速度峰值可从0.1G到70G变化。
已知存在许多用于吸收振动的材料，尤其是硅酮基弹性体和/或凝胶。这些材料一般在高温下加工以能够实现大分子之间的桥接。这些材料的最大操作温度可达到150℃至250℃。它们在高于其玻璃化转变温度的温度下通常具有低的弹性模量、高的阻尼系数以及超弹性或者粘弹性。它们在环境温度下一般是可高度变形的。
此外，在汽车应用、航空应用或者空间应用中，电子部件可用的空间是有限的。防护必须特别有效。
存在对于可以有效地保护在恶劣的振动和热环境中使用的电子部件的解决方案的持续需求。
发明内容
本发明的一个目的在于至少部分满足该需求。
本发明提出一种电子设备，包括：
-电子部件；
-防护罩，旨在保护电子部件免受在高于80℃的温度具有热峰的振动环境，所述护罩包括：
-相变温度在20℃和90℃之间的相变材料，
-防振凝胶，在20℃具有超弹性和/或粘弹性，
-分隔屏障，该分隔屏障设置成分离相变材料和防振凝胶，
防振凝胶设置成至少部分地与电子部件接触，并且具有在20℃时大于1W/m.K的热导率。
发明人已经观察到，由电子部件释放的热能可以显著地促进电子部件的温度的升高。与主要用于促进电子部件的隔热的标准实践相反，发明人设想促进电子部件和相变材料之间的热交换可以是有用的，特别是通过设置与相变材料进行紧密的热交流的具有高导热性的防振凝胶。
如在说明书的其余部分中将更详细地看到的，防振凝胶不作为热屏障，而是促进与相变材料的热交换。因此，相变材料可以同时用于存储从外部环境接收的热能，以及还有从电子部件本身接收的热能。
相变材料的这种双重作用有利地能够在限制电子设备占用的体积的同时确保对电子部件的良好保护。
具有高导热性的防振凝胶的选择也能够在外部环境的温度恢复正常时，增进与该环境的热交换。
根据本发明的电子设备还可以包括以下可选特征和优选特征中的一个或多个：
-电子部件选自由以下项构成的组：
-供电电源，例如电池，
-数据存储器，例如SD卡，
-通信节点，例如无线网络的成员，以及
-测量装置，例如红外摄像机、温度传感器、加速度计、磁力计、角度计、压力传感器或高温计，
-防振凝胶选自由弹性体形成的组，弹性体优选地由硅酮制成；
-防振凝胶的热导率优选地大于1.5W/m.K、优选地大于2W/m.K、优选地大于2.5W/m.K、优选地大于3W/m.K；
-防振凝胶具有在20℃时小于1MPa的弹性模量；
-相变材料的相变温度优选地大于40℃、优选地大于60℃，和/或小于85℃、优选地小于80℃、优选地小于70℃；
-优选地，相变材料选自由有机相变材料(特别是石蜡和脂肪酸)，以及无机相变材料(特别是水合盐)形成的组；
-电子部件优选地嵌入在防振凝胶中；
-分隔屏障是热导率大于5W/m.K、优选地大于10W/m.K的材料；
-防振凝胶和/或相变材料以层的形式设置；
-防振凝胶至少部分地、优选完全地位于电子部件和相变材料之间，防振凝胶和相变材料优选至少部分地、优选完全地是层的形式；
-分隔屏障优选地由塑料制成或由金属(优选地选自铝、铜、钢、特别是不锈钢，以及这些金属的合金)制成；
-分隔屏障具有内壳的形状，优选地厚度小于3mm、小于2mm、优选地小于1mm；
-电子部件和防振凝胶容纳在内壳中；然而，在一个实施方式中，电子部件的一部分突伸超出内壳；
-所述防护罩包括复合层，所述复合层包括所述防振凝胶和所述相变材料的混合物；
-相变材料至少部分地、或者甚至完全地容纳在分散在防振凝胶内的囊体中，然后分隔屏障至少部分地、优选完全由所述囊体的壁形成，所述囊体优选地由陶瓷、二氧化硅或聚合物形成，优选地由聚乙烯型或聚酰胺型的塑料聚合物形成，优选地由热固性聚合物形成，任何一个囊体的最大尺寸优选地小于1000μm、小于100μm、小于50μm、或小于5μm，任何一个囊体的壁的厚度优选地在1μm和5nm之间；
-优选地，每个囊体容纳相变材料；
-电子设备包括外壳，该外壳优选地由铝、不锈钢或塑料制成，其中容纳有电子部件、相变材料和防振凝胶；然而，在一个实施方式中，电子部件的一部分突伸超出外壳；
-优选地，内壳和/或外壳具有肋部，内壳的肋部和外壳的肋部分别促进防振凝胶与相变材料之间的热交换、以及相变材料与外部环境之间的热交换；
-优选地，外壳和/或内壳具有电磁屏蔽。
本发明还涉及根据本发明的电子设备在如下的振动环境中的用途，该振动环境在5Hz至2000Hz的频率范围内，具有大于0.1G、大于1G、大于10G、大于30G、大于50G、大于60G或大于70G的加速度峰值，该振动环境在可以超过10分钟、或者甚至超过30分钟、超过1小时、超过2小时、超过2.5小时，并且，优选地小于5小时、优选地小于4小时、优选地小于3小时的时间段，温度可以超过90℃，或者甚至超过120℃。优选地，在这种环境中，温度不超过200℃。
本发明还涉及引擎单元，该引擎单元包括引擎、根据本发明的电子设备，以及可选地，“被监控”的构件，所述设备监控所述引擎的操作和/或所述被监控的构件的操作。
被监控的构件优选地定位成接近引擎、优选地定位成距引擎小于2米、优选地定位成距引擎小于1米。被监控的构件可以特别地是电子外壳、电子部件或电子装置、电子控制单元、机械部件或机械装置。
优选地，电子设备包括拍摄所述引擎的图像或所述被监控的构件的图像的红外摄像机。
本发明最后涉及车辆，特别是机动车辆、飞行器或航天器，其包括根据本发明的电子设备或引擎单元，特别是汽车、飞机、航天飞机或火箭。
定义
“电子部件”被理解为不仅是指单个电子部件(例如承载各个电子部件的芯片或印刷电路)，还指包含各个这些电子部件的装置，例如静态照相机或摄像机。
当分隔屏障在物理分离相变材料和防振凝胶的同时与它们接触时，该分隔屏障“分离”该材料和该凝胶。
通常将粘弹性定义为介于由弹性模量表征的理想弹性介质的性能和由粘性阻尼器表征的牛顿粘性液体的性能之间的性能。
除非另有说明，否则所有的性能、例如热导率是在常温和常压条件下测量的，即在1巴的压力、在20℃测量。
除非另有说明，否则应该以非限制性的方式解释“包括”、“包含”和“具有”。
附图说明
通过阅读下文的详细描述以及查阅附图，本发明的其他特征和优点将变得更加明显，其中：
-图1、图2和图3示意性地示出在不同实施方式中的根据本发明的电子设备；和
-图4示出所执行的测试的结果。
具体实施方式
附图示出了包括电子部件12和防护罩14的电子设备10。
电子部件12可为任何电子部件。特别地，电子部件12可由电子芯片构成或者包括电子芯片。电子部件12可选自PCB、CPU、MPU或LED。
在一个优选的实施方式中，如所示，电子部件为摄像机或者静物照相机。优选地，电子部件包括穿过防护罩的透镜25。有利地，利用该摄像机或者静物照相机获取的图像的质量由此被改善。
从外部环境接触该电子部件的其他路径也是可能的，例如利用给电子部件的电池再充电的连接器或者电子部件的控制构件，例如静物照相机的释放装置或者摄像机的释放装置。
在未示出的另一实施方式中，电子部件12通过防护罩与外部环境密封地隔离。
防护罩包括相变材料和防振凝胶。
相变材料的温度根据目标应用进行选择，使得该温度在电子设备的环境的潜在温度的范围内。
相变材料优选地选自：
-固/液相变材料，其尤其选自：
-水合盐，尤其是由PCM Products公司出售的水合盐，
-有机相变材料，诸如由Rubitherm公司出售的石蜡RT70HC，或者脂肪酸，例如硬脂酸，尤其是由Sigma Aldrich公司出售的硬脂酸，
-固/固相变材料，尤其是由PCM Products公司出售的X70。
相变材料优选地为石蜡(paraffin)或者水合盐。优选地，相变材料为石蜡，例如由Rubitherm公司出售的石蜡RT70HC。石蜡有利地具有低的传导率和高的潜热。
防振凝胶在20℃具有超弹性的和/或粘弹性的特性。它由于具有良好的阻尼系数而能够经受大的变形和/或耗散能量。
更优选地，防振凝胶选自被可选地掺杂的硅酮以改善传导性。掺杂剂可特别地包含陶瓷颗粒和/或金属颗粒，特别是氧化铝颗粒、氮化硼颗粒、氧化锌颗粒和/或氮化铝颗粒。防振凝胶优选地选自由Siliconrubber公司出售的硅酮LSG6931或者由Dow Corning公司出售的凝胶，优选具有大于2W/m.K的传导率的“TC-3040Thermally conductive gel(TC-3040导热凝胶)”凝胶或者“TC-6020Thermally conductive encapsulant(TC-6020导热胶囊密封材料)”凝胶。
防振凝胶可特别地是被称作“铂催化剂组分”的硅橡胶。该防振凝胶有利地很好地耐受高温、不渗出油、具有大于1W/m.K的热导率且是无毒的。
在一个实施方式中，防振凝胶的热导率大于相变材料的热导率。
防振凝胶优选地具有大于1kV/mm的介电强度以防止短路。
防振凝胶在振动期间有利地降低噪音以及降低使电子部件拆卸的风险(高的阻尼系数)。
在图1的实施方式中，从电子部件12至外部环境E，防护罩14包括防振凝胶制成的内层16、内壳18、相变材料制成的外层20和外壳22。
内层16的防振凝胶与电子部件12接触，且优选地包封电子部件12。内层16的厚度e16可以是恒定或者可变的。在一个实施方式中，内层16的厚度e16是基本上恒定的。优选地，厚度e16大于1mm且小于20mm。
内壳18可以是柔性的或者刚性的。优选地，内壳18优选地具有小于10mm的恒定厚度e18，并且优选地具有大于10W/mK的热导率，目的在于基本上不会损害防振凝胶和相变材料之间的热交换。内壳可特别地是由铝、钛或不锈钢形成，优选地由铝形成。
优选地，内壳18是密封的，即以不漏的方式围绕防振凝胶。
外层的厚度e20优选地大于1mm和/或小于50mm。优选地，外层的厚度e20基本上是恒定的。
优选地，外层20密封地包封内壳18。
使用具有高的热导率的外壳(该热导率优选地大于10W/mK、优选地大于20W/mK、优选地大于50W/mK、优选地大于100W/mK、优选地大于140W/mK)，有利地促进当外部环境的温度的回落至低于相变材料的温度时该相变材料的再凝固。
外壳22可具有内壳18的一个或多个特征。优选地，外壳22由铝制成。
在一个实施方式中，外壳22具有辐射件形式的肋部，该肋部促进与外部环境E的热交换。优选地，肋部布置成显著地增强外壳的机械性能。它们可以例如采用蜂窝的形式。
优选地，防护罩由相变材料、防振凝胶和外壳及内壳构成。
图2示出另一实施方式，其中，电子部件12嵌入在复合层26中，该复合层包括防振凝胶和含有相变材料的囊体的混合物。特别地，相变材料可包封在由陶瓷、二氧化硅或者聚合物制成的囊体中，该聚合物优选地为热固性聚合物(天然的或化学的、聚乙烯或者聚酰胺等类型的塑料聚合物)。囊体具有优选地小于1000μm、小于100μm、小于50μm、小于20μm和/或大于5μm或大于10μm的直径。
有利地，囊体可容易地与防振凝胶混合。囊体的壁有利地形成相变材料和防振凝胶之间的分隔屏障。
图3示出与图1类似的另一实施方式，但是在图3中防振凝胶形成外层20’且相变材料形成内层16’。外层20和内层16的其他特征分别适用于外层20’和内层16’。
围绕电子部件的防振凝胶以及相变材料的性质和布置没有限制。它们优选地根据外部环境E的限制条件以及电子部件对于振动和温度峰值的抵抗能力进行调节。
特别地，在与所示出的实施方式不同的实施方式中，防护罩包括多个防振凝胶层和/或多个相变材料层。防护罩也可包括复合层以及一个或多个相变材料层和/或一个或多个防振凝胶层。
这些层的次序是没有限制的。
根据本发明的电子设备的制造不会造成任何特殊的困难。所述壳可有利地保持相变材料和/或防振凝胶处于良好状态。
优选地，防振凝胶通过内壳被注入。
优选地，相变材料被注入在内壳和外壳之间。
实施例
图4沿着纵轴示出随着以秒表示的时间变化的电子部件的最大温度(℃)，在该示例中电子部件为摄像机，该摄像机被引入到在图1描述类型的防护罩中。
更具体地，摄像机以恒定的方式耗散2.35W。摄像机嵌入在由热导率为2.7W/m.K的防振凝胶(即Dow Corning“TC-6020”凝胶)形成的内层中，该内层本身包封在厚度为1mm的由铝制成的内壳中，该内壳本身嵌入在相变材料(石蜡RT70HC)层中，该相变材料的相变温度为70℃且热导率为0.2W/m.K。
防振凝胶层和相变材料层各自具有20mm的厚度。厚度为1mm的由铝制成的外壳容纳摄像机、内壳和两个防护层。环境的温度在1000s至5000s的时段内在40℃和120℃之间瞬时地变化。
图4的曲线图示出红外线摄像机随着以秒计的时间变化的最大温度。曲线示出在该温度下热导率为0.2W/m.K、0.4W/m.K、0.6W/m.K、0.8W/m.K、1W/m.K、2W/m.K和3W/m.K(从上方曲线到下方曲线)的防振凝胶的变化。
该曲线图说明了根据本发明的防护罩用于保护红外线摄像机免受高的瞬间峰值影响的显著的效果(在该示例中，瞬间峰值具有大于100℃的幅度)。
如现在明显可知的，本发明能够有效地保护遭受振动环境的电子部件，在该振动环境中，在可以持续数十分钟或者甚至数小时的峰值期间温度可以达到高的温度，特别是可达到120℃。
本发明还能够使电子部件的温度变化平滑从而改善通常与温度变化相关联的测量的精确度。最后，本发明限制对于随着温度变化校准测量设备的需求。
内壳和/或外壳的材料没有限制。特别地，内壳和/或外壳可由不锈钢或塑料形成。
形成壳体的材料的性质可根据目标应用而确定。
壳体也可实现和促进电磁屏蔽。电磁屏蔽主要地用于保护电子设备免受电气干扰和射频。壳体、材料和厚度可根据外部的电磁环境进行选择和调整。
特别地，金属丝网可通过各种组装模式(粘合剂粘结、螺接、焊接等)合并到内壳和/或外壳中。

Claims (21)

1.电子设备在具有大于0.1G的加速度峰值并且在超过10分钟的时间段温度大于90℃的振动环境中的用途，所述电子设备包括：
电子部件(12)；
防护罩，所述防护罩包括：
相变温度在20℃和90℃之间的相变材料(20)，
防振凝胶(16)，所述防振凝胶在20℃具有超弹性和/或粘弹性，
分隔屏障(18)，所述分隔屏障设置成分离所述相变材料和所述防振凝胶，
所述防振凝胶设置成至少部分地与所述电子部件接触，并且具有在20℃时大于1W/m.K的热导率。
2.根据权利要求1所述的用途，其中，所述防振凝胶具有在20℃时大于2W/m.K的热导率。
3.根据权利要求2所述的用途，其中，所述防振凝胶具有在20℃时大于2.5W/m.K的热导率。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的用途，其中，所述防振凝胶具有在20℃时小于1MPa的弹性模量。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的用途，其中，所述相变材料具有大于60℃的相变温度。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的用途，其中，所述相变材料选自由石蜡、脂肪酸和水合盐形成的组。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的用途，其中，所述防振凝胶至少部分地位于所述电子部件和所述相变材料之间。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的用途，其中，所述防振凝胶至少部分地位于所述电子部件和所述相变材料之间，所述分隔屏障具有厚度小于3mm的内壳(18)的形状，所述内壳的材料的热导率大于5W/m.K。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的用途，其中，所述分隔屏障由热导率大于10W/m.K的材料制成。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的用途，其中，所述相变材料至少部分地容纳在分散在所述防振凝胶内的囊体中，任何一个所述囊体的最大尺寸小于100μm。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的用途，其中，所述设备包括外壳(22)，所述外壳(22)容纳所述电子部件、所述相变材料、所述防振凝胶和所述分隔屏障。
12.根据权利要求11所述的用途，其中，所述电子部件的一部分突伸超出所述外壳。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的用途，其中，所述外壳和/或当引用权利要求8时所述内壳具有肋部，所述外壳的肋部和所述内壳的肋部分别促进所述相变材料与外部环境之间的热交换、以及所述防振凝胶与所述相变材料之间的热交换。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的用途，其中，所述外壳和/或当引用权利要求8时所述内壳具有电磁屏蔽。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的用途，其中，所述电子部件包括红外摄像机。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的用途，其中，所述电子部件嵌入在所述防振凝胶中。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的用途，用于监控引擎的操作。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的用途，其中，所述设备位于机动车辆、飞行器或航天器中。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的用途，所述用途用在具有大于10G的加速度峰值并且在超过30分钟的时间段温度大于90℃的振动环境中。
20.根据权利要求1至19中任一项所述的用途，所述用途用在具有大于50G的加速度峰值并且在超过60分钟的时间段温度大于90℃的振动环境中。
21.根据权利要求1-20中任一项所述的用途，用于热防护所述电子部件免受所述环境影响。
CN201711047544.3A 2016-10-31 2017-10-31 防护电子设备 Active CN108012472B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1660567A FR3058262A1 (fr) 2016-10-31 2016-10-31 Dispositif electronique protege
FR1660567 2016-10-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108012472A true CN108012472A (zh) 2018-05-08
CN108012472B CN108012472B (zh) 2020-10-27

Family

ID=58213192

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711047544.3A Active CN108012472B (zh) 2016-10-31 2017-10-31 防护电子设备

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10798850B2 (zh)
CN (1) CN108012472B (zh)
FR (1) FR3058262A1 (zh)
GB (1) GB2558723B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111447343A (zh) * 2020-04-09 2020-07-24 北华航天工业学院 一种摄像机专用低温防护装置
CN112312694A (zh) * 2019-08-01 2021-02-02 法国原子能源和替代能源委员会 电子模块的热和电磁管理装置

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111670063B (zh) 2017-12-14 2021-12-21 因凯恩迪姆首创公司 用于抑制大范围火灾的耐火飞行器
US10575393B1 (en) * 2018-11-13 2020-02-25 International Business Machines Corporation Heat-shielding microcapsules for protecting temperature sensitive components
CN109526172A (zh) * 2019-01-08 2019-03-26 中国联合网络通信集团有限公司 机箱及射频装置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5438162A (en) * 1992-09-10 1995-08-01 Alliedsignal Inc. Method and apparatus for isolating electronic boards from shock and thermal environments
US20030112603A1 (en) * 2001-12-13 2003-06-19 Roesner Arlen L. Thermal interface
JP2005129820A (ja) * 2003-10-27 2005-05-19 Mitsubishi Electric Corp 電子回路装置
US20050104029A1 (en) * 2002-01-07 2005-05-19 Mark Neuschuetz Use of paraffin-containing powders as phase-change materials (pcm) in polymer composites in cooling devices
EP2107864A2 (en) * 2008-03-31 2009-10-07 Hitachi Ltd. Control device
CN102548361A (zh) * 2011-12-21 2012-07-04 华中科技大学 利用潜热型功能流体的散热装置及其散热方法
KR20140053629A (ko) * 2012-10-26 2014-05-08 엔트리움 주식회사 열 계면 물질(접착제) 및 이를 포함하는 반도체 칩 패키지
CN103857264A (zh) * 2012-11-30 2014-06-11 通用电气航空系统有限责任公司 用于瞬态热管理的相变散热器

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1277801B1 (de) * 2001-07-19 2008-07-16 Otto Bock HealthCare GmbH Werkstoff aus einem Polyurethan-Gel, Herstellungsverfahren und Verwendungen
US20080131722A1 (en) * 2006-03-21 2008-06-05 Ephraim Suhir Single Layer Carbon Nanotube-Based Structures and Methods for Removing Heat from Solid-State Devices
US7498376B2 (en) * 2004-06-23 2009-03-03 Delphi Technologies, Inc. Thermal transient suppression material and method of production
FR2932944B1 (fr) * 2008-06-20 2010-09-03 Thales Sa Dispositif electronique comportant une interface thermique elastique avec des composants electroniques
CN201903400U (zh) * 2010-11-29 2011-07-20 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种小型红外系统
US8804331B2 (en) * 2011-12-02 2014-08-12 Ati Technologies Ulc Portable computing device with thermal management
US9757271B2 (en) * 2012-05-29 2017-09-12 Lih-Bin Shih Hemostasis wound healing device for dynamic elastic injury site
US9537344B2 (en) * 2013-02-21 2017-01-03 Cyberonics, Inc. Phase change material as a dynamic heat sink for trancutaneous energy transmission systems
JP2015056562A (ja) * 2013-09-12 2015-03-23 株式会社東芝 半導体装置及び放射線装置
US10431858B2 (en) * 2015-02-04 2019-10-01 Global Web Horizons, Llc Systems, structures and materials for electrochemical device thermal management

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5438162A (en) * 1992-09-10 1995-08-01 Alliedsignal Inc. Method and apparatus for isolating electronic boards from shock and thermal environments
US20030112603A1 (en) * 2001-12-13 2003-06-19 Roesner Arlen L. Thermal interface
US20050104029A1 (en) * 2002-01-07 2005-05-19 Mark Neuschuetz Use of paraffin-containing powders as phase-change materials (pcm) in polymer composites in cooling devices
JP2005129820A (ja) * 2003-10-27 2005-05-19 Mitsubishi Electric Corp 電子回路装置
EP2107864A2 (en) * 2008-03-31 2009-10-07 Hitachi Ltd. Control device
CN102548361A (zh) * 2011-12-21 2012-07-04 华中科技大学 利用潜热型功能流体的散热装置及其散热方法
KR20140053629A (ko) * 2012-10-26 2014-05-08 엔트리움 주식회사 열 계면 물질(접착제) 및 이를 포함하는 반도체 칩 패키지
CN103857264A (zh) * 2012-11-30 2014-06-11 通用电气航空系统有限责任公司 用于瞬态热管理的相变散热器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112312694A (zh) * 2019-08-01 2021-02-02 法国原子能源和替代能源委员会 电子模块的热和电磁管理装置
CN111447343A (zh) * 2020-04-09 2020-07-24 北华航天工业学院 一种摄像机专用低温防护装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN108012472B (zh) 2020-10-27
US10798850B2 (en) 2020-10-06
FR3058262A1 (fr) 2018-05-04
GB2558723A (en) 2018-07-18
GB2558723B (en) 2021-11-03
GB201717985D0 (en) 2017-12-13
US20180124945A1 (en) 2018-05-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108012472A (zh) 防护电子设备
Yu et al. A super‐stretchable liquid metal foamed elastomer for tunable control of electromagnetic waves and thermal transport
US5438162A (en) Method and apparatus for isolating electronic boards from shock and thermal environments
JP2006504272A (ja) 熱伝導性ｅｍｉシールド
CN100459837C (zh) 电子装置
CN103852109B (zh) 集成温度感测元件的方法
US9674976B2 (en) Wireless process communication adapter with improved encapsulation
KR101489225B1 (ko) 감자형 흑연 충전재, 열 계면재 및 emi 차폐
US10912224B2 (en) Thermally conductive vibration isolating connector
CN106686962B (zh) 可用作bls盖的导电多孔材料
CN106415820A (zh) 具有覆盖至少一个半导体组件的包封物质的半导体模块
US20130208428A1 (en) Integrated Direct Couple Heat Sink and Shock/Vibration Protection
JP6985542B1 (ja) インサート製品及びその製造方法
CN105210005A (zh) 使用热吸收且/或热绝缘组合物组装的电子设备
US11054193B2 (en) Vehicle with vibration isolated electronics
JP2002020637A (ja) 電子部品を製造するための電磁遮蔽特性を有する封止用又は埋込用コンパウンド
JP2015184044A (ja) 温度センサ及びその製造方法
US20160192541A1 (en) Electronic device cabinet and a dissipation board
CN209776819U (zh) 一种轻型飞行数据记录模块的保护装置
EP1041002A3 (en) Protective casing with cooling for equipment in air, space or land vehicles
US6867977B2 (en) Method and apparatus for protecting thermal interfaces
CN104802479B (zh) 导热emi抑制组合物
AU2004302871A1 (en) Protection device for electronic components
Meier et al. Lifetime assessment for bipolar components under vibration and temperature loading
JP2003086976A (ja) 電子機器の放熱構造

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20220602

Address after: Toulouse, France

Patentee after: AIRBUS OPERATIONS

Address before: Paris France

Patentee before: COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE ET AUX ENERGIES ALTERNATIVES

Patentee before: Airbus operations AG