CN112384025A - 一种电子器件的防护装置及其封装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电子器件的防护装置，包括印刷电路板、耐压壳体和灌封材料层，所述印刷电路与所述耐压壳体形成封闭空间并被所述灌封材料层完全包覆，所述封闭空间大于待放置电子器件的体积。本发明所提供的所述防护装置能够在所述封闭空间内全封闭的容纳电子器件，并使得电子器件与所述封闭空间之间具有间隙，从而实现电子器件与外部压力尤其是深海压力的隔绝。

Description

一种电子器件的防护装置及其封装方法
技术领域
本发明涉及电子器件技术领域，尤其涉及一种电子器件防护装置及其封装方法。
背景技术
深海装备经常工作在几百米乃至数千米的深海中，环境的静水压力巨大，且海水为导体，故深海装备的电子元器件需要全密封保护。传统的金属耐压电子仓为抵抗压力需要有厚重的壳体与复杂的密封设计，使得装备灵活性差且经济成本高。
公开号为CN109729672A的专利公开了一种由高分子弹性体组成的外壳封装技术，可通过具有弹性模量梯度的软体外壳在全海深范围内保护电子器件不受压力破坏，并能实现设备的轻量化。但该技术只能保护本身无空腔的元器件，而诸如晶振、芯片屏蔽罩等有空腔的元器件在深海高静水压下仍然会遭到破坏。
若不使用传统的耐压电子仓，此类有空腔的元器件亦无法通过充油压力补偿等成熟的技术进行保护。
发明内容
本发明的目的在于克服现有深海压力自适应型封装对带空腔电子器件保护的不足，提出一种电子器件的防护装置，以及一种电子器件的防护装置的封装方法。
为解决上述技术问题，本发明提供一种电子器件的防护装置，其特征在于，包括印刷电路板、耐压壳体和灌封材料层，所述印刷电路与所述耐压壳体形成封闭空间并被所述灌封材料层完全包覆。
进一步的，所述防护装置还包括绝缘层，所述绝缘层设置在所述印刷电路板和耐压壳体之间，所述绝缘层、印刷电路板和耐压壳体共同形成封闭空间。
进一步的，所述防护装置还包括补强板，所述补强板设置在与远离所述封闭空间的印刷电路板的一侧，所述补强板的面积与所述封闭空间的面积至少部分或完全重叠。
进一步的，所述耐压壳和所述补强板均由金属、结构陶瓷、蓝宝石玻璃或特种工程塑料构成。
进一步地，所述灌封材料层由硅胶、橡胶或树脂材料构成。
进一步的，所述绝缘层由绝缘漆、树脂等高分子材料构成。
本发明还提供一种用于制造上述电子器件的防护装置的封装方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、准备一印刷电路板和具有凹槽空间的耐压壳体；
S2、将耐压壳体粘结贴合在印刷电路板上，所述耐压壳体与放置到所述封闭空间后的电子器件的周缘具有间隙；
S3、将步骤S2形成的结构放入模具中，并倒入搅拌均匀的灌封材料，抽真空除气泡并等待灌封材料固化以形成灌封材料层；
S4、将步骤S3形成的装置从模具中取出，从而形成防护装置。
进一步的，本发明还可提供另一种用于制造上述电子器件的防护装置的封装方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、准备一印刷电路板，并在所述印刷电路板的上表面用于放置电子器件的区域的四周涂覆绝缘层，所述绝缘层与放置到所述封闭空间后的电子器件的周缘具有间隙；待绝缘层干燥固化后继续涂覆，重复数次后可形成绝缘层；
S2、将具有凹槽的耐压壳体粘结贴合在绝缘层上，所述耐压壳体与放置到所述封闭空间后的电子器件的周缘具有间隙；
S3、将步骤S2形成的结构放入模具中，并倒入搅拌均匀的灌封材料，抽真空除气泡并等待灌封材料固化以形成灌封材料层；
S4、将步骤S3形成的装置从模具中取出，从而形成防护装置。
进一步的，本发明还提供另一种用于制造上述电子器件的防护装置的封装方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、准备一印刷电路板和具有凹槽空间的耐压壳体；将耐压壳体粘结贴合在印刷电路板上，所述耐压壳体与放置到所述封闭空间后的电子器件的周缘具有间隙；
S2、将补强板粘结贴合在印刷电路板的下表面，所述补强板的面积与所述封闭空间的面积至少部分或完全重叠；
S3、将步骤S2形成的结构放入模具中，并倒入搅拌均匀的灌封材料，抽真空除气泡并等待灌封材料固化以形成灌封材料层；
S4、将步骤S3形成的装置从模具中取出，从而形成防护装置。
进一步的，本发明还可提供另一种用于制造上述电子器件的防护装置的封装方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、准备一印刷电路板，并在所述印刷电路板的上表面用于放置电子器件的区域的四周涂覆绝缘层，所述绝缘层与放置到所述封闭空间后的电子器件的周缘具有间隙；待绝缘层干燥固化后继续涂覆，重复数次后可形成绝缘层；
S2、将耐压壳体粘结贴合在绝缘层上，所述耐压壳体与放置到所述封闭空间后的电子器件的周缘具有间隙；
S3、将补强板粘结贴合在印刷电路板的下表面，所述补强板的面积与所述封闭空间的面积至少部分或完全重叠；
S4、将步骤S3形成后的结构放入模具中，并倒入搅拌均匀的灌封材料，抽真空除气泡并等待灌封材料固化以形成灌封材料层；
S5、将步骤S4形成的装置从模具中取出，从而形成防护装置。
本发明所取得的有益技术效果是：本发明中的耐压壳由金属、结构陶瓷、蓝宝石玻璃或特种工程塑料等材料构成，起到抵抗深海静水压的作用。灌封材料层由硅胶，橡胶，树脂等材料构成，起到压力补偿与防水绝缘的作用。印刷电路板与耐压壳接触的部分区域，可加入绝缘层。所述绝缘层由绝缘漆，树脂或其他高分子材料构成，起到防止印刷电路板上接触区域短路的作用。带空腔元器件所在区域的印刷电路板背面，可加入补强板，所述补强板由金属、结构陶瓷、蓝宝石玻璃或特种工程塑料等材料构成，起到增强印刷电路板刚度的作用。本发明通过具有凹槽的半包围式的耐压壳实现对带空腔电子器件的保护，极大拓宽了压力自适应型封装技术在深海环境中的使用条件，有助于深海装备的进一步轻量化，且经济可靠绿色环保。本发明不仅适用于带空腔的电子器件，也同样适用于不带空腔的电子器件。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的一种封装方法的流程图；
图3是本发明另外三种实施例的结构示意图。
附图中：1-印刷电路板，2-电子器件，3-耐压壳体，4-绝缘层，5-补强板，6-灌封材料层，7-模具。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1和图3所示，本发明提供一种电子器件的防护装置，其特征在于，包括印刷电路板1、耐压壳体3和灌封材料层6，所述印刷电路1与所述耐压壳体3形成封闭空间并被所述灌封材料层6完全包覆，所述封闭空间大于待放置电子器件的体积。本发明所提供的所述防护装置能够在所述封闭空间内全封闭的容纳电子器件，并使得电子器件与所述封闭空间之间具有间隙，从而实现电子器件与外部压力的隔绝。
所述防护装置还包括绝缘层4，所述绝缘层4设置在所述印刷电路板1和耐压壳体3之间，所述绝缘层4、印刷电路板1和耐压壳体3共同形成所述封闭空间。所述绝缘层4可由绝缘漆，树脂或其他高分子材料构成，起到防止印刷电路板上接触区域短路的作用。
所述防护装置还包括补强板5，所述补强板5设置在远离所述封闭空间的印刷电路板的一侧，所述补强板5的面积与所述封闭空间的面积至少部分或完全重叠。所述补强板5由金属、结构陶瓷、蓝宝石玻璃或特种工程塑料等材料构成，能够增强印刷电路板机械-物理特性，如强度和刚度；并进一步的提高所述封闭空间底面的抗压能力。
所述耐压壳体3和所述补强板5均由金属、结构陶瓷、蓝宝石玻璃或特种工程塑料构成。
所述灌封材料层6由硅胶、橡胶或树脂材料构成，其具有压力补偿和防水绝缘的作用。
如图2所示，本发明还提供一种用于制造上述电子器件的防护装置的封装方法。
实施例1：
所述封装方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、准备一印刷电路板1和具有凹槽空间的耐压壳体3；
S2、将耐压壳体3粘结贴合在印刷电路板1上，所述耐压壳体3与放置到所述封闭空间后的电子器件的周缘具有间隙；
S3、将步骤S2形成的结构放入模具7中，并倒入搅拌均匀的灌封材料，抽真空除气泡并等待灌封材料固化以形成灌封材料层6；
S4、将步骤S3形成的装置从模具中取出，从而形成防护装置。
实施例2：
所述封装方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、准备一印刷电路板1，并在所述印刷电路板1的上表面用于放置电子器件的区域的四周涂覆绝缘层4，所述绝缘层4与放置到所述封闭空间后的电子器件的周缘具有间隙；待绝缘层4干燥固化后继续涂覆，重复数次后可形成绝缘层4；
S2、将具有凹槽的耐压壳体3粘结贴合在绝缘层4上，所述耐压壳体3与放置到所述封闭空间后的电子器件的周缘具有间隙；
S3、将步骤S2形成的结构放入模具7中，并倒入搅拌均匀的灌封材料，抽真空除气泡并等待灌封材料固化以形成灌封材料层6；
S4、将步骤S3形成的装置从模具7中取出，从而形成防护装置。
实施例3：
所述封装方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、准备一印刷电路板1和具有凹槽空间的耐压壳体3；将耐压壳体3粘结贴合在印刷电路板1上，所述耐压壳体3与放置到所述封闭空间后的电子器件的周缘具有间隙；
S2、将补强板5粘结贴合在印刷电路板1的下表面，所述补强板5的面积与所述封闭空间的面积至少部分或完全重叠；
S3、将步骤S2形成的结构放入模具7中，并倒入搅拌均匀的灌封材料，抽真空除气泡并等待灌封材料固化以形成灌封材料层6；
S4、将步骤S3形成的装置从模具7中取出，从而形成防护装置。
实施例4：
所述封装方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、准备一印刷电路板1，并在所述印刷电路板1的上表面用于放置电子器件的区域的四周涂覆绝缘层4，所述绝缘层4与放置到所述封闭空间后的电子器件的周缘具有间隙；待绝缘层4干燥固化后继续涂覆，重复数次后可形成绝缘层4；
S2、将耐压壳体3粘结贴合在绝缘层4上，所述耐压壳体3与放置到所述封闭空间后的电子器件的周缘具有间隙；
S3、将补强板5粘结贴合在印刷电路板1的下表面，所述补强板5的面积与所述封闭空间的面积至少部分或完全重叠；
S4、将步骤S3形成后的结构放入模具7中，并倒入搅拌均匀的灌封材料，抽真空除气泡并等待灌封材料固化以形成灌封材料层6；
S5、将步骤S4形成的装置从模具7中取出，从而形成防护装置。
本发明所取得的有益技术效果是：本发明中的耐压壳由金属、结构陶瓷、蓝宝石玻璃或特种工程塑料等材料构成，起到抵抗深海静水压的作用。灌封材料层由硅胶，橡胶，树脂等材料构成，起到压力补偿与防水绝缘的作用。印刷电路板与耐压壳接触的部分区域，可加入绝缘层。所述绝缘层由绝缘漆，树脂或其他高分子材料构成，起到防止印刷电路板上接触区域短路的作用。带空腔元器件所在区域的印刷电路板背面，可加入补强板，所述补强板由金属、结构陶瓷、蓝宝石玻璃或特种工程塑料等材料构成，起到增强印刷电路板刚度的作用。本发明通过具有凹槽的半包围式的耐压壳实现对带空腔电子器件的保护，极大拓宽了压力自适应型封装技术在深海环境中的使用条件，有助于深海装备的进一步轻量化，且经济可靠绿色环保。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种电子器件的防护装置，其特征在于，包括印刷电路板(1)、耐压壳体(3)和灌封材料层(6)，所述印刷电路板(1)与所述耐压壳体(3)形成封闭空间并被所述灌封材料层(6)完全包覆；所述防护装置还包括绝缘层(4)，所述绝缘层(4)设置在所述印刷电路板(1)和耐压壳体(3)之间，所述绝缘层(4)、印刷电路板(1)和耐压壳体(3)共同形成封闭空间；所述防护装置还包括补强板(5)，所述补强板(5)设置在与远离所述封闭空间的印刷电路板(1)的一侧，所述补强板(5)的面积与所述封闭空间的面积至少部分或完全重叠。
2.根据权利要求1所述的一种电子器件的防护装置，其特征在于，所述灌封材料层(6)由硅胶、橡胶或树脂材料构成，所述绝缘层(5)由绝缘漆、树脂等高分子材料构成，所述耐压壳和所述补强板(5)均由金属、结构陶瓷、蓝宝石玻璃或特种工程塑料构成。
3.一种制造权利要求1或2所述的一种电子器件的防护装置的封装方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、准备一印刷电路板(1)和具有凹槽空间的耐压壳体(3)；
S2、将耐压壳体(3)粘结贴合在印刷电路板(1)上，所述耐压壳体(3)与放置到所述封闭空间后的电子器件的周缘具有间隙；
S3、将步骤S2形成的结构放入模具(7)中，并倒入搅拌均匀的灌封材料，抽真空除气泡并等待灌封材料固化以形成灌封材料层(6)；
S4、将步骤S3形成的装置从模具(7)中取出，从而形成防护装置。
4.一种制造权利要求1或2所述的一种电子器件的防护装置的封装方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、准备一印刷电路板(1)，并在所述印刷电路板(1)的上表面用于放置电子器件的区域的四周涂覆绝缘层(4)，所述绝缘层(4)与放置到所述封闭空间后的电子器件的周缘具有间隙；待绝缘层(4)干燥固化后继续涂覆，重复数次后可形成绝缘层(4)；
S2、将具有凹槽的耐压壳体(3)粘结贴合在绝缘层(4)上，所述耐压壳体(3)与放置到所述封闭空间后的电子器件的周缘具有间隙；
S3、将步骤S2形成的结构放入模具(7)中，并倒入搅拌均匀的灌封材料，抽真空除气泡并等待灌封材料固化以形成灌封材料层(6)；
S4、将步骤S3形成的装置从模具(7)中取出，从而形成防护装置。
5.一种制造权利要求1或2所述的一种电子器件的防护装置的封装方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、准备一印刷电路板(1)和具有凹槽空间的耐压壳体(3)；将耐压壳体(3)粘结贴合在印刷电路板(1)上，所述耐压壳体(3)与放置到所述封闭空间后的电子器件的周缘具有间隙；
S2、将补强板(5)粘结贴合在印刷电路板(1)的下表面，所述补强板(5)的面积与所述封闭空间的面积至少部分或完全重叠；
S3、将步骤S2形成的结构放入模具(7)中，并倒入搅拌均匀的灌封材料，抽真空除气泡并等待灌封材料固化以形成灌封材料层(6)；
S4、将步骤S3形成的装置从模具(7)中取出，从而形成防护装置。
6.一种制造权利要求1或2所述的一种电子器件的防护装置的封装方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、准备一印刷电路板(1)，并在所述印刷电路板(1)的上表面用于放置电子器件的区域的四周涂覆绝缘层(4)，所述绝缘层(4)与放置到所述封闭空间后的电子器件的周缘具有间隙；待绝缘层(4)干燥固化后继续涂覆，重复数次后可形成绝缘层(4)；
S2、将耐压壳体(3)粘结贴合在绝缘层(4)上，所述耐压壳体(3)与放置到所述封闭空间后的电子器件的周缘具有间隙；
S3、将补强板(5)粘结贴合在印刷电路板(1)的下表面，所述补强板(5)的面积与所述封闭空间的面积至少部分或完全重叠；
S4、将步骤S3形成后的结构放入模具(7)中，并倒入搅拌均匀的灌封材料，抽真空除气泡并等待灌封材料固化以形成灌封材料层(6)；
S5、将步骤S4形成的装置从模具(7)中取出，从而形成防护装置。
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