【発明の詳細な説明】
部品を加熱する方法及び構成体発明の分野
本発明は、1つ又は複数の層を含む回路板上の少なくとも1つの部品を加熱す
る方法に係る。
又、本発明は、少なくとも1つの層を含みそして1つ又は複数の加熱されるべ
き部品を備えた回路板上の部品を加熱する構成体にも係る。先行技術の説明
広い温度範囲で使用される回路板は、通常、熱を充分発散するように設計され
る。熱は、部品から冷却素子、支持構造体及び/又は環境へ伝導又は伝達される
。この解決策は、温暖及び高温状態では充分に機能するが、低温状態では、冷却
がしばしば効き過ぎ、部品の温度が、関連装置の動作を妨げるほど低下する。
低温状態で機能する装置の動作は、広い温度範囲内で機能するように設計され
た軍用部品を使用するか、又は標準部品より成る装置を加熱することにより確保
できる。軍用部品は高価でありそして各部品は通常1つの製造者しかないので、
公知の解決策は、関連装置全体を加熱することに依存し、これは、一般に、回路
板に加えて、フレーム、装置内の空間及びその冷却フィンを加熱することを含む
。これは高い加熱電力を必要とする。このような加熱構成体は、関連装置のサイ
ズもしばしば増加させ、これは、サイズが小さいときに特に不都合であり、従っ
て、高度な一体化が目的とされる。加えて、全ての部品は、たとえその幾つかが
加熱を必要としなくても、同じ量の熱電力を受けることになる。
部品の加熱は、参考としてここに取り上げる米国特許第5,539,186号
にも開示されている。この米国特許第5,539,186号の解決策は、回路板
を加熱する抵抗性加熱膜を層が備えた多層基板に関するものである。発明の要旨
従って、本発明の目的は、全装置のフレーム、空間及び冷却フィンではなく、
加熱する必要のある部品のみを加熱することにより加熱電力を減少する部品加熱
方法及び構成体を提供することである。
これは、冒頭で述べた方法において、加熱されるべき1つ又は複数の部品を、
回路板に関連した少なくとも1つの加熱抵抗器で加熱し、そして回路板自身の導
通材料を加熱抵抗器の材料として使用することを特徴とする方法によって達成さ
れる。
本発明の構成体は、回路板がそれに関連して配置された少なくとも1つの加熱
抵抗器を備え、この加熱抵抗器は、回路板上の少なくとも1つの部品を加熱する
ように構成され、そして加熱抵抗器の材料が回路板の導通材料であることを特徴
とする。
本発明の方法は、顕著な効果を発揮する。公知技術に比して、必要な加熱電力
の量は相当に少なくなる。というのは、加熱を所望部品に入念に集中させること
ができ、必ずしも加熱する必要のない素子の加熱を回避できるからである。又、
この加熱構成体は、一体化の程度を高めることができる。図面の簡単な説明
以下、添付図面を参照して、本発明を詳細に説明する。
図1は、多層回路板を示す図である。
図2は、加熱抵抗器を含む回路板の層を示す図である。
図3は、複数の加熱抵抗器を含む回路板の層を示す図である。好ましい実施形態の詳細な説明
本発明の解決策は、種々の回路板解決策に使用することができ、特に、個別部
品を含む多層回路板に使用することができる。
本発明の方法を詳細に説明する。1つ以上の複数の層をもつ回路板上にあって
回路を実際に動作する役割を果たす1つ又は複数の加熱可能な部品は、回路板に
関連した少なくとも1つの加熱抵抗器を用いて加熱される。加熱抵抗器は、加熱
されるべき部品の至近にあるか又はそれと接触される。本発明の解決策では、回
路板の層に一体化された加熱抵抗器で加熱が行なわれるのが好ましい。加熱され
るべき部品は、回路板の実際の所望の動作、例えば、デジタル無線システムのト
ランシーバにおける信号処理を遂行する。本発明において、加熱可能な部品は、
いかなる部品でもよく、例えば、機械的、電子的又は光学的部品でよい。一般に
、信号処理に使用されるプロセッサの動作温度を安定化することが重要である。
加熱は、抵抗器に直流又は交流電力を供給して抵抗器をウオームアップすること
に
より行なわれる。いかなる通常の抵抗性の従来の抵抗材料も、抵抗器として使用
できる。回路板に使用される抵抗材料、例えば、銅は、抵抗器の材料として好ま
しく使用される。しかしながら、加熱抵抗器の材料は、電気を適度に良く導通す
る他の材料であってもよく、その典型的な例が金属である。加熱抵抗器に交流が
供給されるときには、少なくとも部分的に容量性又は誘導性の負荷インピーダン
スも抵抗器として働き得る。
特に、単一層の回路板では、回路板を実際に動作する役目を果たす充分に大き
な部品の真下に加熱抵抗器を配置することができ、このとき、加熱抵抗器は、そ
の上の部品を、好ましくは上記回路板を実際に動作する役目を果たす部品と同じ
動作電圧から加熱電力を得ることにより加熱する。
図1、2及び3を参照して本発明の構成体及び方法を説明する。図1は、回路
板を示す分解図である。回路板は、通常、偶数個の層を含むが、簡単化のために
、図1の回路板の構造体は、3つの層10及び11を備え、最も下及び最も上の
層10は、所望の動作を遂行する部品14のスイッチング回路板10であり、こ
れら層10間には、加熱抵抗器15をもつ加熱抵抗器層11がある。従って、関
連装置全体ではなく、回路板及びその部品に加熱を集中させることができる。本
発明の解決策では、加熱抵抗器の電源は、回路板を実際に動作するのに必要な部
品14に使用される電力即ち動作電圧であるのが好ましい。しかし、加熱抵抗器
15は、個別の電源12によって加熱することもできる。
加熱抵抗器15の加熱電力は、必要に応じて調整できるのが好ましく、このた
め、電源12は、部品14の温度を監視する制御手段13で制御される。制御手
段13は、部品の周りの温度、例えば、空気の温度、回路板10の温度又は加熱
可能な部品14の温度を監視することができ、温度が低過ぎる場合には、加熱が
開始される。回路板を実際に動作する役割を果たす部品14に対して所定の温度
変化が許される場合には、制御手段13は、その最も簡単なものとしては、低温
状態で加熱をオンにしそして温暖状態でオフにするスイッチである。しかしなが
ら、制御手段13は、電源12により抵抗器15へ供給される電力を制御できる
ことも好ましい。この場合には、環境、回路板10、或いは1つ又は複数の部品
14が低温であるほど、より多くの加熱電力が供給されるのが好ましい。制御手
段13は、公知技術に適合する電子式サーモメータであって、環境、回路板10
又は部品14の温度を測定する少なくとも1つの測定ヘッド131、132、1
33が設けられる。
図2は、回路板の層11を詳細に示す。この層11は、この例では、層10の
全ての部品を加熱するのに使用する1つの加熱抵抗器15を含む。加熱抵抗器の
形状は、本発明にとって重要でないから、図2に示すものとはかなり異なっても
よい。加熱抵抗器15は、層10の部品14に接近しているので、効率的に加熱
を行う。加熱抵抗器15は、図2に示すように回路板の全層11を実質的にカバ
ーしてもよいし、又は層11の表面の一部分のみに配置されてもよい。
図3は、上記より効率的に実施される本発明の解決策を示す。この例の加熱抵
抗器層11は、複数の加熱抵抗器15を備えている。従って、本発明の解決策は
、回路板を実際に動作する役目を果たす異なる部品14を異なるやり方で加熱す
ることができる。多量の熱をそれ自身の動作中に発生する部品は、あまり熱を発
生しない部品より加熱の程度が少なくてよい。例えば、異なる大きさのインピー
ダンスをもつ加熱抵抗器15を使用することにより加熱電力を変えることができ
る。これは、回路板の異なる層10で実際に所望の動作を行う役目を果たす部品
14を、互いに関わりなく、独立して加熱できるようにする。更に、図1に示す
ものと同様の解決策が使用されるときには、制御手段13は、測定ヘッド131
、132、133で各部品14の温度を別々に測定し、そして各部品へ別々に電
源12の加熱電力を誘導できるのが好ましい。回路板を実際に動作する役目を果
たす各部品14は、それ自身の加熱抵抗器15を有するので、抵抗器15の抵抗
値は小さくてよく、従って、それらに対して低い動作電圧で充分である。これは
、例えば、ロジックに意図された動作電圧を加熱抵抗器15の電源として使用す
ることもできる。しかし、手段12、13、131、132及び133は、本発
明にとって本質的なものではない。
添付図面の例を参照して本発明を詳細に説明したが、本発明はこれに限定され
るものではなく、請求の範囲に記載した本発明の範囲内で種々の変更がなされ得
ることが明らかである。BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention The methods and constructs invention for heating the parts, according to the method of heating at least one component on the circuit board comprising one or more layers. The invention also relates to an arrangement for heating a component on a circuit board comprising at least one layer and comprising one or more components to be heated. DESCRIPTION OF THE PRIOR ART Circuit boards used over a wide temperature range are usually designed to dissipate heat well. Heat is conducted or transferred from the component to the cooling element, support structure, and / or environment. This solution works well in warm and hot conditions, but in cold conditions cooling is often too effective and the temperature of the components is so low as to hinder the operation of the associated equipment. Operation of a device operating at low temperatures can be assured by using military components designed to function within a wide temperature range or by heating a device consisting of standard components. Since military components are expensive and each component usually has only one manufacturer, known solutions rely on heating the entire associated equipment, which generally involves adding frames, equipment in addition to circuit boards. Heating the interior space and its cooling fins. This requires high heating power. Such a heating arrangement often also increases the size of the associated device, which is particularly disadvantageous when the size is small and is therefore aimed at a high degree of integration. In addition, all parts will receive the same amount of thermal power, even if some of them do not require heating. Part heating is also disclosed in US Pat. No. 5,539,186, incorporated herein by reference. The solution of U.S. Pat. No. 5,539,186 relates to a multi-layer substrate having a layer provided with a resistive heating film for heating the circuit board. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a component heating method and structure that reduces heating power by heating only the components that need to be heated, rather than the frame, space and cooling fins of the entire device. It is. This means that in the method described at the outset, the component or components to be heated are heated by at least one heating resistor associated with the circuit board and the conducting material of the circuit board itself is replaced by the material of the heating resistor. This is achieved by a method characterized in that it is used as The arrangement of the present invention comprises at least one heating resistor having a circuit board associated therewith, the heating resistor configured to heat at least one component on the circuit board, and The material of the resistor is a conductive material of a circuit board. The method of the present invention has a remarkable effect. The amount of heating power required is considerably smaller than in the prior art. This is because the heating can be carefully concentrated on the desired parts, and the heating of the element that does not necessarily need to be heated can be avoided. Also, the heating arrangement can increase the degree of integration. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram showing a multilayer circuit board. FIG. 2 is a diagram illustrating the layers of a circuit board including a heating resistor. FIG. 3 is a diagram illustrating layers of a circuit board including a plurality of heating resistors. Solution DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention can be used for various circuit board solutions, particularly, can be used in a multilayer circuit board including a discrete component. The method of the present invention will be described in detail. One or more heatable components on the circuit board having one or more layers and serving to actually operate the circuit are heated using at least one heating resistor associated with the circuit board. Is done. The heating resistor is in close proximity to or in contact with the component to be heated. In the solution according to the invention, the heating is preferably performed with a heating resistor integrated in the layer of the circuit board. The component to be heated performs the actual desired operation of the circuit board, for example, signal processing in a transceiver in a digital radio system. In the present invention, the heatable component may be any component, for example, a mechanical, electronic or optical component. Generally, it is important to stabilize the operating temperature of a processor used for signal processing. The heating is performed by supplying DC or AC power to the resistor to warm up the resistor. Any conventional resistive conventional resistive material can be used as the resistor. Resistive materials used for circuit boards, such as copper, are preferably used as the material for the resistors. However, the material of the heating resistor may be any other material that conducts electricity reasonably well, a typical example being metal. When an alternating current is supplied to the heating resistor, an at least partially capacitive or inductive load impedance may also act as the resistor. In particular, in a single-layer circuit board, the heating resistor can be placed directly below a sufficiently large component that serves to actually operate the circuit board, where the heating resistor replaces the components above it. Preferably, the circuit board is heated by obtaining heating power from the same operating voltage as the parts that serve to actually operate. The structure and method of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an exploded view showing a circuit board. Although the circuit board typically includes an even number of layers, for simplicity, the circuit board structure of FIG. 1 comprises three layers 10 and 11, with the bottom and top layers 10 being the desired layers. The switching circuit board 10 of the component 14 that performs the above operation is provided. Between these layers 10 is a heating resistor layer 11 having a heating resistor 15. Therefore, the heating can be concentrated on the circuit board and its components instead of the entire related device. In the solution of the invention, the power supply of the heating resistor is preferably the power or operating voltage used for the components 14 necessary to actually operate the circuit board. However, the heating resistor 15 can also be heated by a separate power supply 12. Preferably, the heating power of the heating resistor 15 can be adjusted as needed, so that the power supply 12 is controlled by a control means 13 that monitors the temperature of the component 14. The control means 13 can monitor the temperature around the component, for example the temperature of the air, the temperature of the circuit board 10 or the temperature of the heatable component 14, and if the temperature is too low, the heating is started. . If a certain temperature change is allowed for the component 14 which plays the role of actually operating the circuit board, the control means 13 will, in its simplest case, turn on the heating in the cold state and in the warm state A switch to turn off. However, it is also preferred that the control means 13 can control the power supplied to the resistor 15 by the power supply 12. In this case, it is preferable that the lower the temperature of the environment, the circuit board 10, or the one or more components 14, the more heating power is supplied. The control means 13 is an electronic thermometer compatible with the known art, and is provided with at least one measuring head 131, 132, 133 for measuring the temperature of the environment, the circuit board 10 or the component 14. FIG. 2 shows the circuit board layer 11 in detail. This layer 11 comprises in this example one heating resistor 15 which is used to heat all the components of the layer 10. The shape of the heating resistor may be significantly different from that shown in FIG. 2 because it is not critical to the invention. Since the heating resistor 15 is close to the component 14 of the layer 10, it effectively heats. The heating resistor 15 may cover substantially all of the layers 11 of the circuit board, as shown in FIG. 2, or may be disposed on only a portion of the surface of the layers 11. FIG. 3 shows a solution of the invention that is implemented more efficiently than described above. The heating resistor layer 11 of this example includes a plurality of heating resistors 15. Thus, the solution of the present invention can heat different components 14 that serve to actually operate the circuit board in different ways. Components that generate large amounts of heat during their own operation may require less heating than components that generate less heat. For example, the heating power can be changed by using heating resistors 15 having different magnitudes of impedance. This allows the components 14 that actually serve the desired operation in the different layers 10 of the circuit board to be heated independently of each other. Furthermore, when a solution similar to that shown in FIG. 1 is used, the control means 13 measures the temperature of each part 14 separately with the measuring heads 131, 132, 133 and separately supplies the power supply 12 to each part. It is preferable that the heating power can be induced. Since each component 14 which serves to actually operate the circuit board has its own heating resistor 15, the resistance of the resistor 15 can be small, so that a low operating voltage for them is sufficient. . This can also use, for example, the operating voltage intended for the logic as the power supply for the heating resistor 15. However, the means 12, 13, 131, 132 and 133 are not essential to the present invention. Although the present invention has been described in detail with reference to examples of the accompanying drawings, it is apparent that the present invention is not limited thereto, and that various changes can be made within the scope of the present invention described in the claims. It is.
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Continuation of front page
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