SU1665555A1

SU1665555A1 - Radioelectronic equipment unit

Info

Publication number: SU1665555A1
Application number: SU884477718A
Authority: SU
Inventors: Алексей Николаевич Лысенко
Original assignee: Предприятие П/Я В-8616
Priority date: 1988-08-16
Filing date: 1988-08-16
Publication date: 1991-07-23

Abstract

Изобретение относитс к радиоэлектронике. Цель - повышение надежности и расширение эксплуатационных возможностей радиоэлектронного блока путем увеличени допустимого уровн напр жени . Она достигаетс тем, что наиболее электрически нагруженные печатные проводник 4 и/или электрорадиоэлементы 5 покрыты слоем полимерного материала 6, обладающего высокими теплопроводностью, электрической прочностью и адгезионной активностью (например, клеева композици на основе эпоксидных олигомеров). Он взаимодействует с прилегающей к проводникам 4 и/или электрорадиоэлементами 5 поверхностью подложки 3, выполненной из металлооксидного материала с высокой теплопроводностью (например, трокерита, поликора). Внутреннее свободное пространство полости корпуса 1 заполнено эластичным компаундом 7 с высокой теплопроводностью, полученной, в частности, путем введени порошкообразных наполнителей (например, AL₂O₃, окись гадолини ). 2 з.п. ф-лы, 1 ил.The invention relates to electronics. The goal is to increase the reliability and expand the operational capabilities of the electronic unit by increasing the allowable voltage level. It is achieved by the fact that the most electrically loaded printed conductor 4 and / or electrical radio elements 5 are covered with a layer of polymeric material 6 possessing high thermal conductivity, electrical strength and adhesion activity (for example, epoxy oligomer based adhesive composition). It interacts with the surface of the substrate 3 made of metal oxide material with high thermal conductivity (for example, trokerite, policor) adjacent to the conductors 4 and / or electro-radioelements 5. The internal free space of the cavity of the housing 1 is filled with an elastic compound 7 with high thermal conductivity, obtained, in particular, by the introduction of powdered fillers (for example, AL ₂ O ₃ , gadolinium oxide). 2 hp f-ly, 1 ill.

Description

Изобретение относитс к радиоэлектронике и может быть использовано при разработке аппаратуры повышенной надежности, преимущественно высоковольтных узлов, содержащих электрорадиоэлементы в пла- нарном исполнении.The invention relates to radio electronics and can be used in the development of equipment of increased reliability, mainly high-voltage nodes, containing radio-electronic components in a planar design.

Цель изобретени - повышение надежности и расширение эксплуатационных возможностей путем увеличени допустимого уровн напр жени .The purpose of the invention is to increase reliability and expand operational capabilities by increasing the allowable voltage level.

На чертеже изображен фрагмент радиоэлектронного узла с частичным вырезом.The drawing shows a fragment of the electronic node with a partial cut.

Узел содержит выполненные из теплопроводного материала корпус 1 итеплоотво- д щее основание 2, установленную внутри корпуса 1 на теплоотвод щем основании 2 печатную плату, состо щую из подложки 3 и печатных проводников 4, размещенные на печатной плате навесные и/или планарнью электрорадиоэлементы 5. Наиболее электри- чески нагруженные печатные проводники 4 и/или электрорадиоэлементы 5 покрыты слоем полимерного материала б, обладающего высокими теплопроводностью, электрической прочностью и адгезионной активностью (например, клеева композици на основе эпоксидных олигомеров), причем так, что он взаимодействуете прилегающей к проводникам 4 и/или электрорадиоэлементам 5 поверхностью подложки 3, выполненной из метталлооксидного материала с высокой теплопроводностью (например, брокерита, поликора ). Внутреннее свободное пространство полости корпуса 1 заполнено эластичным компаундом 7 с высокой теплопроводностью, полученной, в частности, путем введени различных порошкообразных наполнителей (BeO, AlaOa, BN, окись гадолини ).The assembly contains a body 1 made of thermally conductive material and a heat dissipating base 2 installed inside a housing 1 on a heat sink base 2, a printed circuit board consisting of a substrate 3 and printed conductors 4, mounted and / or planar radio elements 5 on a printed circuit board. electrically loaded printed conductors 4 and / or electrical radioelements 5 are covered with a layer of polymer material b, which has high thermal conductivity, electrical strength and adhesive activity (for example, glue comp epoxy-based oligomers), and in such a way that it interacts with the surface of the substrate 3 made of metal oxide material with high thermal conductivity (for example, brokerite, polycore) adjacent to conductors 4 and / or electro-radioelements 5. The internal free space of the cavity of the housing 1 is filled with an elastic compound 7 with high thermal conductivity, obtained, in particular, by introducing various powdered fillers (BeO, AlaOa, BN, gadolinium oxide).

Эластичный теплопроводный компаунд 7 адгезионно взаимодействует со слоем полимерного материала бис непокрытой им поверхностью подложки 3. Толщина подложки 3 должна быть не менее половины величины наиболее электрически нагруженных изол ционных промежутков между печатными проводниками 4 и/или электрорадиоэлементами 5 в планарном исполнении. Рекомендуема толщина сло полимерного наполнител 6 находитс в пределах 1-2 мм, а ширинаThe elastic heat-conducting compound 7 adheres adhesionly with the bis layer of the uncoated substrate surface 3 with a layer of polymeric material. The thickness of the substrate 3 must be at least half the most electrically loaded insulating gaps between the printed conductors 4 and / or electrical elements 5 in a planar design. The recommended thickness of the polymer filler layer 6 is within 1-2 mm, and the width

покрываемой им поверхности подложки 3 у кромок, образующих изол ционный промежуток элементов печатного монтажа с наибольшей разностью потенциалов, - не менее 1,5-2,0 мм.the surface of the substrate 3 covered by it at the edges forming the insulating gap of printed wiring elements with the greatest potential difference is at least 1.5-2.0 mm.

Повышение уровн рабочего напр жени узла достигаетс за счет увеличени электрической прочности вследствие затруднени развити процессов механической деструкции изол ции пограничных промежутков под действием как внутренних механических напр жений, так и возможных частичных разр дов Это получено благодар тому, что мала толщина сло 6 и площадь его адгезионного взаимодействи с подложой 3 гарантируют минимальные механические напр жени , а следовательно, и низкую веро тность потери этектропрочно- сти по причине его отслоени , а высока адгезионна способность сло 6 затрудн ет отслоение под действием избыточного давлени газообразных продуктов разложени этого сло , возникающих в случае наличи частичных разр дов.The increase in the level of the working voltage of the node is achieved by increasing the electrical strength due to the difficulty in developing the processes of mechanical destruction of the isolation gaps under the action of both internal mechanical stresses and possible partial discharges. This is due to the fact that the thickness of the layer 6 is small and its adhesion area interactions with the substrate 3 guarantee minimum mechanical stresses and, consequently, a low probability of loss of electric strength due to its detachment, and The high adhesiveness of the layer 6 makes it difficult for the gaseous decomposition products of this layer to detach under the action of an overpressure, arising in the presence of partial discharges.

Уменьшение толщины и ширины сло 6 за рекомендуемые пределы ухудшает электроизол ционную его способность, тогда как увеличение приводит к нежелательному росту механических напр жений,A decrease in the thickness and width of the layer 6 beyond the recommended limits impairs its insulating capacity, whereas an increase leads to an undesirable increase in mechanical stresses,

Увеличение допустимого уровн перенапр жений обусловлено тем, что в /слови х быстронарастающего напр жени а пограничном межпроводниковом промежутке происходит смещение разр дного процесса с приэлектродной области, зан той полимерным слоем 6, вглубь металлоксидной подложки 3. Причем это сопровождаетс искривлением траектории потенциального пробо 8, что равнозначно увеличению эффективной толщины изол ции, дл пробо которой необходимо более высокое напр жение.The increase in the permissible level of overvoltages is caused by the fact that, in a fast-growing voltage in the boundary interconducting gap, the discharge process is shifted from the near-electrode area occupied by the polymer layer 6 into the metal oxide substrate 3. Moreover, this is accompanied by the curvature of the potential sample path 8, equivalent to an increase in the effective insulation thickness, for the breakdown of which a higher voltage is required.

Поскольку путь пробо 8 минует участок границы сопр жени подложки 3 с компаундом 7, это позвол ет снизить требовани к его электроизол ционным и адгезионным свойствам, благодар чему по вл етс возможность без вс кого существенного ухудшени электропрочности узла примен ть в качестве компаунда 7, в частности, высокоSince the path 8 breaks through the interface of the substrate 3 with compound 7, this makes it possible to reduce the requirements for its electrical insulating and adhesive properties, which makes it possible to use the compound 7, in particular, without a significant deterioration in the electrical strength of the node. high

эластичные материалы либо обладающие другими хорошо выраженными необходимыми свойствами (влагозащитными, технологическими ), наилучшим образом удовлетвор ющими конкретным требовани м, определ емым ус- лови ми эксплуатации, и обеспечивающими те или иные дополнительные технические преимущества узла (например, помехозащищенность за счет введени в компаунд ферромагнитнго наполнител )elastic materials or possessing other well-expressed necessary properties (moisture-proof, technological) that best meet specific requirements, determined operating conditions, and provide some additional technical advantages of the node (for example, noise immunity due to the introduction of a ferromagnetic component into the compound). filler)

Дл исключени возможности замыкани канала разр да на основание корпуса необходимо соблюдение услови , чтобы толщина подложки была не менее половины допустимой длины наиболее нагруженных изол ционных промежутков между элементами по поверхности подложки, котора рассчитываетс из услови отсутстви пробо при ожидаемых эксплуатационых воздействи х .To eliminate the possibility of closure of the discharge channel to the base of the housing, it is necessary to observe the condition that the substrate thickness is not less than half of the allowable length of the most loaded insulating gaps between the elements on the substrate surface, which is calculated from the condition of no breakdown under the expected operational effects.

Выполнение подложки из металлоок- сидного материала и указанна ее взаимосв зь с основанием корпуса одновременно с качеством узла позвол ет обеспечить хороший отвод выдел емого электрорадиоэлемента- ми тепла независимо от их конструктивного исполнени .The construction of the substrate from the metal-oxide material and its interconnection with the base of the housing simultaneously with the quality of the assembly ensures good heat removal by the radio-electronic elements, regardless of their design.

Claims

1. An electronic unit containing a body made of thermally conductive material with a heat sink base and a printed circuit board with electrical radio elements of different levels of electric load ™, on one side of its substrate with printed elements of different levels of electrical load, separated by insulating gaps between them, which is placed inside the case with the provision of thermal contact with its heat-removing base and with the formation between the inner surfaces of the walls of the case and the surfaces of the printing oh board electroradioelements cavity, which is filled with different mate0

50

five

0 5 0

rials, one of which used a polymeric material in the form of a layer placed on a printed circuit board on radio electronic elements in the part of the volume indicated above the cavity, and the other - a sealant located in the rest of the volume specified above cavity, characterized in that increasing the reliability and expanding the operational capabilities by increasing the permissible voltage level; the substrate of the printed circuit board is made of heat conductive material and installed the side of the electroradio elements with thermal contact over the contacting surfaces of the specified side of the substrate and the heat sink base, respectively, a polymer mass with high adhesive activity and high electrical strength is used as the polymer material, and the rest of the above cavity is used as a sealant elastic polymeric material with high thermal conductivity, and the thickness of the above polymer layer is 1-2 mm, and it is applied to the most electrically laden electric radio, printed circuit board substrate thickness at least one half the length of the most loaded electrically insulating gaps between the respective printing elements.

2. A unit according to claim 1, characterized in that metal oxide is used as a material with high thermal conductivity for a printed circuit board substrate.

3. A unit according to claim 1, characterized in that an adhesive composition based on epoxy resin is used as a polymer mass with a high adhesive activity and high electrical strength.