CN113133207A - 一种深海油浸式电路板的隔离封装系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种深海油浸式电路板的隔离封装系统和方法，所述深海油浸式电路板的隔离封装系统采用油浸式设计并通过充油补偿进行油压平衡，并采用灌封胶的方式对电路板进行耐压封装处理，和将耐压封装后的电路板浸没在绝缘油中，既确保了深海设备的仪器舱内外压力平衡，又有效地减小了电路板承受的外界压力，能够保护其正常工作，同时，采用油浸式和灌封胶的方式对电路板进行隔离封装，简化了深海设备的仪器舱的整体结构，无需采用耐压罐，因此也有效减小了仪器舱的体积和重量，便于仪器舱的布放和作业。

Description

一种深海油浸式电路板的隔离封装系统和方法

技术领域

本发明涉及深海电路板封装技术领域，特别是涉及一种深海油浸式电路板的隔离封装系统和方法。

背景技术

当海洋观测设备放置于海底时，将承受海水的压力，会造成电路板上一些元器件的损坏，进而导致整个设备无法工作，现有做法是采用耐压罐对电路板进行封装，但是随着工作水深的增加，耐压罐的体积和重量也会明显的增大，增加了布放和作业的难度，同时也增加了整个观测设备的体积和重量。

发明内容

本发明的一目的是，提供一种深海油浸式电路板的隔离封装系统和方法，所述深海油浸式电路板的隔离封装系统的结构简单，封装方法简单有效，能够对深海压力下的电路板进行减压，并且能够减小仪器舱的体积和重量。

本发明在一方面提供了一种深海油浸式电路板的隔离封装方法，包括步骤：

S1、将铜针焊接于电路板的露铜区域，所述铜针用于信号传导或者热量传导；

S2、在电路板壳体中倒入灌封胶，将焊接有所述铜针的电路板放置在装有灌封胶的所述电路板壳体中，并形成所述铜针部分外露于所述电路板壳体的状态，静置至灌封胶凝固，得到隔离封装电路板；

S3、将所述隔离封装电路板浸没在充油舱壳体内的绝缘油中，并经由所述铜针将所述电路板的电源线和信号线引出至所述电路板壳体的外部，同时经由所述铜针将所述电路板的热量传导至所述绝缘油，进而经由所述绝缘油传导到水中。

可选地，在所述步骤S2中，所述铜针的高度高于所述电路板壳体内的灌封胶的高度，以能够形成所述铜针部分外露于所述电路板壳体的状态。

可选地，所述步骤S3具体包括步骤：

S31、将所述隔离封装电路板固定在充油舱壳体内；

S32、通过导线将所述隔离封装电路板的所述铜针和所述充油舱壳体的水密连接器连接，所述导线包括所述电路板的电源线和信号线；

S33、向所述充油舱壳体内灌入绝缘油，使得所述隔离封装电路板浸没在所述绝缘油中，其中所述铜针的外露于所述电路板壳体的部分裸露在所述绝缘油中，所述隔离封装电路板经由所述铜针将热量传导至所述绝缘油，进而经由所述绝缘油传导到水中。

可选地，在所述步骤S31中，通过抱箍将所述隔离封装电路板固定在所述充油舱壳体内的电路板固定架上。

可选地，在所述步骤S33中，通过油路连接器向所述充油舱壳体内灌入所述绝缘油。

可选地，所述步骤S3还包括步骤：S34、通过油管连接所述油路连接器和补偿器，通过所述补偿器实现所述充油舱壳体的内外压平衡。

本发明在另一方面还提供了一种深海油浸式电路板的隔离封装系统，包括：

充油舱壳体，所述充油舱壳体内充满绝缘油；

电路板固定架，所述电路板固定架固定在所述充油舱壳体内；

隔离封装电路板，所述隔离封装电路板被固定于所述电路板固定架并浸没在所述绝缘油中，所述隔离封装电路板包括电路板壳体和通过灌封胶固定在所述电路板壳体内的电路板，所述电路板的露铜区域焊接有铜针，所述铜针部分外露于所述电路板壳体并连接于所述电路板的信号线和电源线，所述铜针用于将所述电路板的热量传导至所述充油舱壳体内的所述绝缘油，并经由所述绝缘油将热量传导至水中。

可选地，所述深海油浸式电路板的隔离封装系统还包括充油补偿单元，所述充油补偿单元包括补偿器、油路连接器以及连接所述补偿器和所述油路连接器的油管，所述油路连接器设置于所述充油舱壳体，用于向所述充油舱壳体灌入所述绝缘油，所述补偿器用于补偿所述充油舱壳体内部的压力，以实现所述充油舱壳体的内外压平衡。

可选地，所述深海油浸式电路板的隔离封装系统还包括设置于所述充油舱壳体的水密连接器和导线，所述隔离封装电路板的所述铜针通过所述导线连接于所述水密连接器，所述导线包括所述电路板的信号线和电源线。

可选地，所述深海油浸式电路板的隔离封装系统还包括抱箍和充油舱盖，所述隔离封装电路板通过所述抱箍固定在所述电路板固定架上，所述充油舱盖螺纹密封连接于所述充油舱壳体。

本发明的所述深海油浸式电路板的隔离封装系统和方法具有以下有益效果：

(1)通过结合油浸和灌封胶的方式对电路板进行耐压封装处理，无需采用耐压罐，也无需单独设计耐压舱体，简化了仪器舱的结构设计，减小了仪器舱的体积和重量。

(2)通过在电路板的露铜区域焊接铜针的方式，经由所述铜针将电路板的电源线和信号线引出至外部，实现电路板与外界的通电和通信，无需设置耐压穿舱连接器，简化了仪器舱的结构设计，并且，通过铜针将电路板的热量传导至外部，优化了电路板的散热途径。

通过对随后的描述和附图的理解，本发明进一步的目的和优势将得以充分体现。

附图说明

图1为根据本发明的一优选实施例的所述深海油浸式电路板的隔离封装方法的流程框图。

图2为图1所示的所述深海油浸式电路板的隔离封装方法的具体流程框图。

图3为图1所示的所述深海油浸式电路板的隔离封装方法得到的隔离封装电路板的结构示意图。

图4为图1所示的所述深海油浸式电路板的隔离封装方法对应的系统的结构示意图。

附图标号说明：深海油浸式电路板的隔离封装系统100；隔离封装电路板10；电路板11；露铜区域110；铜针12；灌封胶13；电路板壳体14；充油舱壳体20；电路板固定架21；绝缘油22；补偿器23；油路连接器24；油管25；水密连接器26；导线27；抱箍28；充油舱盖29。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、形变方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“竖向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的深海油浸式电路板的隔离封装系统采用油浸式设计，仪器舱体不需要耐压，通过内部充油补偿进行油压平衡，简化了深海设备的仪器舱的整体结构，无需采用耐压罐，减小了仪器舱的体积和重量，但电路板仍需做耐压封装处理，因此本发明进一步采用灌封胶的方式对电路板进行耐压封装处理，并将耐压封装后的电路板浸没在仪器舱的绝缘油中，能够有效地减小电路板承受的外界压力，保护其正常工作。

如图1至图4所示，根据本发明的一优选实施的所述深海油浸式电路板的隔离封装方法和系统被具体阐明。

如图1和图2所示，本发明在一方面提供了一种深海油浸式电路板的隔离封装方法，包括步骤：

S1、将铜针12焊接于电路板11的露铜区域110，所述铜针12用于信号传导或者热量传导；

S2、在电路板壳体14中倒入灌封胶13，将焊接有所述铜针12的电路板11放置在装有灌封胶13的所述电路板壳体14中，并形成所述铜针12部分外露于所述电路板壳体14的状态，静置至灌封胶13凝固，得到隔离封装电路板10；

S3、将所述隔离封装电路板10浸没在充油舱壳体20内的绝缘油22中，并经由所述铜针12将所述电路板11的电源线和信号线引出至所述电路板壳体14的外部，同时经由所述铜针12将所述电路板11的热量传导至所述绝缘油22，进而经由所述绝缘油22传导到水中。

可以理解的是，在所述步骤S2中，通过采用灌封胶的方式对所述电路板11进行隔离封装，不需要单独设计耐压舱体，简化了仪器舱的结构设计，减小仪器舱的体积和重量。

进一步地，所述步骤S3具体包括步骤：

S31、将所述隔离封装电路板10固定在充油舱壳体20内；

S32、通过导线27将所述隔离封装电路板10的所述铜针12和所述充油舱壳体20的水密连接器26连接，所述导线27包括所述电路板11的电源线和信号线；

S33、向所述充油舱壳体20内灌入绝缘油22，使得所述隔离封装电路板10浸没在所述绝缘油22中，其中所述铜针的外露于所述电路板壳体的部分裸露在所述绝缘油中，所述隔离封装电路板10经由所述铜针12将热量传导至所述绝缘油22，进而经由所述绝缘油22传导到水中。

可以理解的是，在所述步骤S2中，所述铜针12的高度高于所述电路板壳体14内的灌封胶13的高度，以能够形成所述铜针12部分外露于所述电路板壳体14的状态，从而便于所述铜针12能够将所述电路板11的电源线和信号线引出，并便于所述铜针12与所述绝缘油22接触而将所述电路板11的热量传导到外部，所述铜针12用于信号传导或者热量传导。

值得一提的是，在所述步骤S31中，通过抱箍28将所述隔离封装电路板10固定在所述充油舱壳体20内的电路板固定架21上，所述电路板固定架21通过螺纹连接的方式固定在所述充油舱壳体20内。

可以理解的是，在所述步骤S32中，本发明通过所述铜针12将所述电路板11的电源线和信号线连接到外部的方式，实现电路板11与外界的通电和通信，无需设置耐压穿舱连接器，简化了仪器舱的结构设计。另外，本发明还通过铜针12将热量传递到电路板11外部，优化了电路板11的散热途径。

可选地，在所述步骤S32中，可通过接插件或者焊接等方式实现所述电路板11的信号线与外界通信，本发明对此不作限制。

值得一提的是，在所述步骤S33中，通过油路连接器24向所述充油舱壳体20内灌入所述绝缘油22。

此外，还值得一提的是，所述步骤S3还包括步骤：S34、通过油管25连接所述油路连接器24和补偿器23，通过所述补偿器23实现所述充油舱壳体20的内外压平衡。

可以理解的是，本发明结合油浸式和灌封胶13方式对电路板11进行耐压封装隔离。由于采用油浸设计，仪器舱不需要耐压，通过内部充油补偿进行油压平衡，以确保所述隔离封装电路板10本身就处于内外压平衡的空间内，从而有效减小了所述隔离封装电路板10受到的外界压力；并且所述隔离封装电路板10本身已进行了灌封胶13处理，能够进一步减小所述电路板11承受的外界压力，以此确保所述电路板11的正常工作。通过上述隔离封装方式，简化了深海设备的仪器舱的整体结构，无需采用耐压罐，有效减小了仪器舱的体积和重量。

如图3和图4所示，本发明在另一方面还提供了一种深海油浸式电路板的隔离封装系统100，所述深海油浸式电路板的隔离封装系统100包括充油舱壳体20、设置在所述充油舱壳体20内的电路板固定架21以及固定于所述电路板固定架21的隔离封装电路板10，其中所述充油舱壳体20内充满绝缘油22；所述隔离封装电路板10浸没在所述绝缘油22中，所述隔离封装电路板10包括电路板壳体14和通过灌封胶固定在所述电路板壳体14内的电路板11，所述电路板11的露铜区域110焊接有铜针12，所述铜针12部分外露于所述电路板壳体14并连接于所述电路板11的信号线和电源线，所述铜针12用于将所述电路板11的热量传导至所述充油舱壳体20内的所述绝缘油22，并经由所述绝缘油22将热量传导至水中。

可以理解的是，由于所述铜针12焊接在所述电路板11的露铜区域110，在水中工作时，所述铜针12浸没在所述绝缘油22中，所述电路板11的热量通过所述铜针12传导到所述绝缘油22，从而经由所述绝缘油22传导到所述充油舱壳体20，进而经由所述充油舱腔体传导到水中，以此完成所述电路板11的散热过程。

还可以理解的是，所述隔离封装电路板10由所述步骤S1-S2制备得到，如图3所示，由所述深海油浸式电路板的隔离封装方法得到的所述隔离封装电路板10的具体结构被阐明。

如图4所示，所述深海油浸式电路板的隔离封装系统100还包括充油补偿单元，所述充油补偿单元包括补偿器23、油路连接器24以及连接所述补偿器23和所述油路连接器24的油管25，所述油路连接器24设置于所述充油舱壳体20，用于向所述充油舱壳体20灌入所述绝缘油22，所述补偿器23用于补偿所述充油舱壳体20内部的压力，以实现所述充油舱壳体20的内外压平衡。

也就是说，本发明通过所述充油补偿单元进行压力补偿的同时，还利用了所述绝缘油22和所述铜针12配合实现所述电路板11的散热，优化了电路板11的散热途径。

值得一提的是，所述深海油浸式电路板的隔离封装系统100还包括设置于所述充油舱壳体20的水密连接器26和导线27，所述隔离封装电路板10的所述铜针12通过所述导线27连接于所述水密连接器26，所述导线27包括所述电路板11的信号线和电源线。

也就是说，本发明的所述电路板11的信号线和电源线通过所述铜针12直接焊接到所述电路板11上，无需采用耐压穿舱连接器，如此有利于简化所述电路板11在仪器舱内的装配设计，使得所述电路板11和外界通电和通信的方式更加简单、方便。

此外，还值得一提的是，所述深海油浸式电路板的隔离封装系统100还包括抱箍28和充油舱盖29，所述隔离封装电路板10通过所述抱箍28固定在所述电路板固定架21上，所述电路板固定架21螺纹连接于所述充油舱壳体20，所述充油舱盖29螺纹密封连接于所述充油舱壳体20。

总的来讲，本发明的所述深海油浸式电路板的隔离封装系统100采用油浸式设计并通过充油补偿进行油压平衡，并采用灌封胶13的方式对电路板11进行耐压封装处理，和将耐压封装后的电路板11浸没在绝缘油22中，既确保了深海设备的仪器舱内外压力平衡，又有效地减小了电路板11承受的外界压力，能够保护其正常工作，同时，采用油浸式和灌封胶13的方式对电路板11进行隔离封装，简化了深海设备的仪器舱的整体结构，无需采用耐压罐，因此也有效减小了仪器舱的体积和重量，便于仪器舱的布放和作业。

另外，本发明还通过铜针12将电路板11的电源线和信号线连接到外部的方式，实现电路板11与外界的通信，同时还通过铜针12将热量传递到电路板11外部，优化了电路板11的散热途径。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种深海油浸式电路板的隔离封装方法，其特征在于，包括步骤：

S1、将铜针焊接于电路板的露铜区域，所述铜针用于信号传导或者热量传导；

S2、在电路板壳体中倒入灌封胶，将焊接有所述铜针的电路板放置在装有灌封胶的所述电路板壳体中，并形成所述铜针部分外露于所述电路板壳体的状态，静置至灌封胶凝固，得到隔离封装电路板；

S3、将所述隔离封装电路板浸没在充油舱壳体内的绝缘油中，并经由所述铜针将所述电路板的电源线和信号线引出至所述电路板壳体的外部，同时经由所述铜针将所述电路板的热量传导至所述绝缘油，进而经由所述绝缘油传导到水中。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述铜针的高度高于所述电路板壳体内的灌封胶的高度，以能够形成所述铜针部分外露于所述电路板壳体的状态。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括步骤：

S31、将所述隔离封装电路板固定在充油舱壳体内；

S32、通过导线将所述隔离封装电路板的所述铜针和所述充油舱壳体的水密连接器连接，所述导线包括所述电路板的电源线和信号线；

S33、向所述充油舱壳体内灌入绝缘油，使得所述隔离封装电路板浸没在所述绝缘油中，其中所述铜针的外露于所述电路板壳体的部分裸露在所述绝缘油中，所述隔离封装电路板经由所述铜针将热量传导至所述绝缘油，进而经由所述绝缘油传导到水中。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述步骤S31中，通过抱箍将所述隔离封装电路板固定在所述充油舱壳体内的电路板固定架上。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述步骤S33中，通过油路连接器向所述充油舱壳体内灌入所述绝缘油。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤S3还包括步骤：S34、通过油管连接所述油路连接器和补偿器，通过所述补偿器实现所述充油舱壳体的内外压平衡。

7.一种深海油浸式电路板的隔离封装系统，其特征在于，包括：

充油舱壳体，所述充油舱壳体内充满绝缘油；

电路板固定架，所述电路板固定架固定在所述充油舱壳体内；

隔离封装电路板，所述隔离封装电路板被固定于所述电路板固定架并浸没在所述绝缘油中，所述隔离封装电路板包括电路板壳体和通过灌封胶固定在所述电路板壳体内的电路板，所述电路板的露铜区域焊接有铜针，所述铜针部分外露于所述电路板壳体并连接于所述电路板的信号线和电源线，所述铜针用于将所述电路板的热量传导至所述充油舱壳体内的所述绝缘油，并经由所述绝缘油将热量传导至水中。

8.根据权利要求7所述的深海油浸式电路板的隔离封装系统，其特征在于，所述深海油浸式电路板的隔离封装系统还包括充油补偿单元，所述充油补偿单元包括补偿器、油路连接器以及连接所述补偿器和所述油路连接器的油管，所述油路连接器设置于所述充油舱壳体，用于向所述充油舱壳体灌入所述绝缘油，所述补偿器用于补偿所述充油舱壳体内部的压力，以实现所述充油舱壳体的内外压平衡。

9.根据权利要求6所述的深海油浸式电路板的隔离封装系统，其特征在于，所述深海油浸式电路板的隔离封装系统还包括设置于所述充油舱壳体的水密连接器和导线，所述隔离封装电路板的所述铜针通过所述导线连接于所述水密连接器，所述导线包括所述电路板的信号线和电源线。

10.根据权利要求6所述的深海油浸式电路板的隔离封装系统，其特征在于，所述深海油浸式电路板的隔离封装系统还包括抱箍和充油舱盖，所述隔离封装电路板通过所述抱箍固定在所述电路板固定架上，所述充油舱盖螺纹密封连接于所述充油舱壳体。

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