CN109936969A - 一种宇航产品中有浮空金属壳的器件的孤立导体处理装置及安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种宇航产品中有浮空金属壳的器件的孤立导体处理装置及安装方法，所述装置包括软性绝缘导热膜和金属箔，金属箔贴合在软性绝缘导热膜的上下表面，器件和热量传导物上下设置，贴合有金属箔的软性绝缘导热膜贴合在器件和热量传导物之间，其中热量传导物为散热器或结构件；所述安装方法通过将热量传导物、缠绕有金属箔的软性绝缘导热膜和装焊有器件的印制电路板依次上下固定放置，来使金属箔贴合在热量传导物和印制电路板之间，既不影响原有散热装置的安装，又能使器件的浮空金属壳上的静电累积电荷有效迁移至散热器或产品的结构件上，防止浮空金属壳产生静电累积，以免器件受到静电损伤，具有良好的应用前景。

Description

一种宇航产品中有浮空金属壳的器件的孤立导体处理装置及 安装方法

技术领域

本发明涉及航天技术领域，具体为一种宇航产品中有浮空金属壳的器件的孤立导体处理装置及安装方法。

背景技术

宇航产品中有浮空金属壳的器件在宇宙飞行过程中，由于长时间工作在各种高能粒子射线的辐照环境，易在其金属壳表面产生静电累积，静电累积到一定程度产生静电放电现象会损坏器件，进而导致产品功能失效。根据中国空间技术研究院关于宇航产品的相关标准要求，宇航产品中表面积大于3cm²的孤立导体需进行接地处理；而上海微小卫星研究中心要求，宇航产品中所有的孤立导体均需进行接地处理。器件的浮空金属壳便是孤立导体，因此需要进行接地处理。

现有的孤立导体接地处理方式有两种：一种方式为在其浮空金属壳上焊一根导线，再将导线的另一端焊在印制电路板上的接地焊盘处，另一种方式为将导线的一端焊接在铜片上，然后将该铜片用导电胶粘接在器件的浮空金属壳上，导线的另一端焊在印制电路板上的接地焊盘处。然而，宇航产品的热设计对于有散热要求的具有浮空金属壳的器件，需要将其工作时产生的热量传导至散热器，为了保证热传导路径的有效性，需要在浮空金属壳的外壳表面贴装一块面积相当的软性绝缘导热膜，再与散热器通过螺钉等紧固方式进行紧密压接，利用软性绝缘导热膜可压缩的性能，使得软性绝缘导热膜与器件表面和散热器能够紧密相贴，达到良好的散热效果。散热器通常情况下由金属材料制成，而有些宇航产品无散热器，需要将器件热量直接传导至产品的结构件上。

软性绝缘导热膜具有良好的导热性能，可以将有散热要求的具有浮空金属壳的器件表面的热量有效传导至散热器或产品的结构件上，然而软性绝缘导热膜一般为绝缘材料，只能传导热量却不能为器件的浮空金属壳上静电累积产生的电荷提供静电泄放通路，因此这类器件的浮空金属壳在进行孤立导体处理时不能采用以上两种方式。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种宇航产品中有浮空金属壳的器件的孤立导体处理装置及安装方法，结构简单，成本低，操作方便，易于加工和安装，可根据实际需要修改尺寸，能防止宇航产品中有散热要求的器件的浮空金属壳产生静电累积，以免器件受到静电损伤。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种宇航产品中有浮空金属壳的器件的孤立导体处理装置，包括软性绝缘导热膜和金属箔；

所述的金属箔贴合在软性绝缘导热膜的上下表面，器件和热量传导物上下设置，贴合有金属箔的软性绝缘导热膜贴合在器件和热量传导物之间，其中热量传导物为散热器或结构件。

优选的，所述的金属箔缠绕在软性绝缘导热膜上。

进一步，所述的金属箔缠绕在软性绝缘导热膜的中间位置上。

进一步，金属箔的宽度与软性绝缘导热膜的长度比值为0.25～0.375。

进一步，所述的金属箔缠绕在软性绝缘导热膜上的厚度为0.010mm。

优选的，所述的金属箔为铜箔。

一种宇航产品中有浮空金属壳的器件的孤立导体处理装置安装方法，包括如下步骤，

步骤1，将金属箔缠绕在软性绝缘导热膜上，器件装焊在印制电路板上；

步骤2，将热量传导物、缠绕有金属箔的软性绝缘导热膜和装焊有器件的印制电路板依次上下放置，使缠绕有金属箔的软性绝缘导热膜贴合在器件和热量传导物之间，得到组合物A，其中热量传导物为散热器或结构件；

步骤3，用紧固件将组合物A中热量传导物和印制电路板的相对位置固定。

进一步，步骤1中金属箔缠绕在软性绝缘导热膜的中间位置上，金属箔的宽度与软性绝缘导热膜的长度比值为0.25～0.375。

再进一步，步骤1中金属箔缠绕在软性绝缘导热膜上的厚度为0.010mm。

再进一步，步骤3中软性绝缘导热膜处于压缩状态，压缩后软性绝缘导热膜的厚度为其自然状态下的50％～80％。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明的孤立导体处理装置，金属箔贴合在软性绝缘导热膜的上下表面，贴合有金属箔的软性绝缘导热膜贴合在器件和热量传导物之间，金属箔的厚度很薄，既不影响原有散热装置的安装，在满足热量传导要求的同时，又能使器件的浮空金属壳上的静电累积电荷有效迁移至散热器或产品的结构件上，为器件在宇宙飞行过程中辐照工作环境下产生的静电电荷提供静电泄放通路，防止浮空金属壳产生静电累积，以免器件受到静电损伤，解决了对宇航产品中有散热要求的器件的浮空金属壳进行孤立导体处理的问题，具有良好的应用前景。

进一步的，金属箔缠绕在软性绝缘导热膜的中间位置上，能够保证金属箔与软性绝缘导热膜的稳固接触，能满足宇航产品中八到十年使用的寿命要求。

进一步的，金属箔缠绕在软性绝缘导热膜的中间位置，且宽度与软性绝缘导热膜的长度比值为0.25～0.375，不会对相邻的电子元器件产生干扰。

本发明的孤立导体处理装置安装方法，通过将热量传导物、缠绕有金属箔的软性绝缘导热膜和装焊有器件的印制电路板依次上下放置，并使缠绕有金属箔的软性绝缘导热膜贴合在器件和热量传导物之间，这样金属箔便可贴合在器件和热量传导物之间，当用紧固件将热量传导物和印制电路板的相对位置固定，能使金属箔牢固贴合在器件和热量传导物之间，不仅满足了热量的传导，又使器件的浮空金属壳上的静电累积电荷有效迁移至散热器或产品的结构件上，防止了浮空金属壳产生静电累积，以免器件受到静电损伤。

附图说明

图1为本发明所述装置的结构示意图。

图2为本发明所述装置的安装侧视图。

图中：铜箔1，软性绝缘导热膜2，线性稳压器3，印制电路板4和结构件5。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，术语“上”和“下”指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的部件必须具有特定的方位，所述是对本发明的解释而不是限定。

本发明的应用对象为宇航产品中有散热要求且具有浮空金属壳的器件，为了不影响器件的散热，而又必须将该浮空金属壳与散热器或产品的结构件形成电导通，解决宇宙飞行过程中器件的浮空金属壳产生静电累积，进而损伤器件的问题而设计的一种孤立导体处理装置及相应的安装方法。

本发明的装置由软性绝缘导热膜2和金属箔两个部分组成，其中软性绝缘导热膜2中的“软性”指该绝缘导热膜是柔软的，金属箔为铜箔1。金属箔贴合在软性绝缘导热膜2的上下表面，器件和热量传导物上下设置，贴合有金属箔的软性绝缘导热膜2贴合在器件和热量传导物之间，其中热量传导物为散热器或结构件5。

在安装时，用铜箔1在软性绝缘导热膜2上缠绕一周，然后将缠有铜箔1的软性绝缘导热膜2贴在器件的表面，通过紧固方式，如采用螺钉，使得缠绕铜箔1的软性绝缘导热膜2紧贴在器件的表面和散热器或产品的结构件之间，利用铜箔1的导电性能使得浮空金属壳上的静电累积电荷能有效迁移至散热器或产品的结构件，防止浮空金属壳产生静电累积。本发明的孤立导体处理装置目前已经得到了应用，其中一个应用的产品上有1个采用SMD-0.5封装的MOS管和5个采用FP-10封装的线性稳压器，这两种器件为电源产品中的表贴封装器件，在热设计中需要进行散热设计，同时这两种器件都是典型的具有浮空金属壳的器件，需要进行孤立导体处理防止静电累积。

如附图1所示，铜箔1在软性绝缘导热膜2的中间位置上缠绕了一周，当缠绕在软性绝缘导热膜2的中心时能够保证铜箔1与软性绝缘导热膜2的稳固接触，并防止铜箔1对相邻元器件产生干扰。铜箔1的宽度和厚度可根据实际的器件大小和软性绝缘导热膜2的表面积来确定，本实施例中，软性绝缘导热膜2上下表面为相同形状的长方形，其长度为8mm，铜箔1的宽度为2～3mm，选取的铜箔1厚度为0.010mm。由于铜箔1的厚度仅为0.010mm，其缠绕在软性绝缘导热膜2上厚度可不计。如附图2所示，软性绝缘导热膜2与器件的表面面积相同，软性绝缘导热膜2的厚度为1mm，可压缩至其自然状态下厚度的50％～80％，具有浮空金属壳的器件为装焊在印制电路板4上的线性稳压器3。铜箔1和软性绝缘导热膜2构成了孤立导体处理装置，将其紧贴在线性稳压器3上，再将具有凸台的结构件5用螺栓与印制电路板4紧固在一起，其中的“凸台”表示结构件中表面突出的部分，结构件5为金属，螺钉在附图2所示区域的其他位置设置，使得缠有铜箔1的软性绝缘导热膜2压缩后紧贴线性稳压器3和结构件5上面的凸台。金属结构件5上的金属凸台距离印制电路板4表面的距离小于线性稳压器3和软性绝缘导热膜2的厚度总和，差值为软性绝缘导热膜2厚度的20％～50％，在本例中的差值为40％，软性绝缘导热膜2在具有绝缘导热的作用的同时具有修正零件加工误差的作用。

Claims (10)

1.一种宇航产品中有浮空金属壳的器件的孤立导体处理装置，其特征在于，包括软性绝缘导热膜(2)和金属箔；

所述的金属箔贴合在软性绝缘导热膜(2)的上下表面，器件和热量传导物上下设置，贴合有金属箔的软性绝缘导热膜(2)贴合在器件和热量传导物之间，其中热量传导物为散热器或结构件(5)。

2.根据权利要求1所述的一种宇航产品中有浮空金属壳的器件的孤立导体处理装置，其特征在于，所述的金属箔缠绕在软性绝缘导热膜(2)上。

3.根据权利要求2所述的一种宇航产品中有浮空金属壳的器件的孤立导体处理装置，其特征在于，所述的金属箔缠绕在软性绝缘导热膜(2)的中间位置上。

4.根据权利要求3所述的一种宇航产品中有浮空金属壳的器件的孤立导体处理装置，其特征在于，金属箔的宽度与软性绝缘导热膜(2)的长度比值为0.25～0.375。

5.根据权利要求4所述的一种宇航产品中有浮空金属壳的器件的孤立导体处理装置，其特征在于，所述的金属箔缠绕在软性绝缘导热膜(2)上的厚度为0.010mm。

6.根据权利要求1所述的一种宇航产品中有浮空金属壳的器件的孤立导体处理装置，其特征在于，所述的金属箔为铜箔(1)。

7.一种宇航产品中有浮空金属壳的器件的孤立导体处理装置安装方法，其特征在于，包括如下步骤，

步骤1，将金属箔缠绕在软性绝缘导热膜(2)上，器件装焊在印制电路板(4)上；

步骤2，将热量传导物、缠绕有金属箔的软性绝缘导热膜(2)和装焊有器件的印制电路板(4)依次上下放置，使缠绕有金属箔的软性绝缘导热膜(2)贴合在器件和热量传导物之间，得到组合物A，其中热量传导物为散热器或结构件(5)；

步骤3，用紧固件将组合物A中热量传导物和印制电路板(4)的相对位置固定。

8.根据权利要求7所述的一种宇航产品中有浮空金属壳的器件的孤立导体处理装置安装方法，其特征在于，步骤1中金属箔缠绕在软性绝缘导热膜(2)的中间位置上，金属箔的宽度与软性绝缘导热膜(2)的长度比值为0.25～0.375。

9.根据权利要求7所述的一种宇航产品中有浮空金属壳的器件的孤立导体处理装置安装方法，其特征在于，步骤1中金属箔缠绕在软性绝缘导热膜(2)上的厚度为0.010mm。

10.根据权利要求7所述的一种宇航产品中有浮空金属壳的器件的孤立导体处理装置安装方法，其特征在于，步骤3中软性绝缘导热膜(2)处于压缩状态，压缩后软性绝缘导热膜(2)的厚度为其自然状态下的50％～80％。