Многослойная печатная плата, узел герметичного ввода, корпус радиоэлектронного устройства, набор для его изготовления и радиоэлектронное устройство, содержащее ее

Группа полезных моделей относится к электрорадиотехнике, в особенности к технологиям герметизации корпусов для высокочастотного радиоэлектронного оборудования. Предложена многослойная печатная плата узла герметичного ввода и/или вывода сверхвысокочастотного сигнала в корпус с отверстием и/или из него, содержащая непрерывный или по существу непрерывный металлический ободок, слой экранирующей фольги и электрические проводники, расположенные между ними, в которой упомянутый ободок выполнен с возможностью герметичного припаивания по контуру упомянутого отверстия. Также предложен узел герметизации, корпус и набор, содержащие упомянутую плату. Технический результат - возможность применения многослойных печатных плат, полученных по известным технологиям, для изготовления надежных узлов герметизации с низкими потерями сверхвысокочастотного сигнала и высокой степенью интеграции, простых в изготовлении и монтаже.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Герметичные корпуса для размещения радиоэлектронных устройств, чувствительных к помехам, а также радиоэлектронных устройств, создающих интенсивные помехи хорошо известны.

Герметизация позволяет повысить степень экранированности устройства от радиопомех, снизить потери сигнала, повысить устойчивость радиоэлектронной аппаратуры к вредным факторам внешней среды.

Известен корпус радиоэлектронного устройства, содержащий металлическую оболочку, многослойный керамический элемент, ободок, припаянный к нему по всему периметру и фланец, припаянный к ободку, при этом фланец в свою очередь сварен с металлическим корпусом с внутренней стороны (европейская заявка 0488193). Известный узел герметизации содержит большое количество деталей и требует использования сварки и монтируется с внутренней стороны корпуса.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

Задачей настоящей полезной модели является расширение арсенала герметичных корпусов, расширение арсенала узлов герметичного ввода и/или вывода сверхвысокочастотных сигналов, упрощение конструкции узлов герметичного ввода и/или вывода сверхвысокочастотных сигналов, упрощение технологии изготовления узлов герметичного ввода и/или вывода сверхвысокочастотных сигналов, миниатюризация узлов ввода и/или вывода сверхвысокочастотных сигналов, расширение сферы применения многослойных печатных плат.

Технический результат полезной модели состоит в том, что за счет использования металлического ободка стало возможным применение многослойных печатных плат для изготовления надежных узлов герметизации с низкими потерями сверхвысокочастотного сигнала и высокой степенью интеграции, простых в изготовлении и монтаже.

Вышеуказанные задачи решены благодаря тому, что многослойная печатная плата (далее для краткости - «плата») узла герметичного ввода и/или вывода сверхвысокочастотного сигнала в корпус с отверстием и/или из него, содержит непрерывный металлический ободок, слой экранирующей фольги и электрические проводники, расположенные между ними (упомянутым ободком и слоем), при этом упомянутый ободок выполнен с возможностью герметичного припаивания по контуру упомянутого отверстия.

Как будет понятно специалисту в данной области техники, экранирование электрических проводников, предназначенных для передачи сверхвысокочастотных и/или низкочастотных сигналов, достигается за счет их расположения между слоев экранирующей фольги. Металлический ободок опоясывает поверхность платы сверху, снизу и на торцах, что позволяет обеспечить полную герметичность после припаивания ободка к отверстию в корпусе радиоэлектронного устройства. Металлический ободок может быть выполнен конструктивно самостоятельным и частично припаян к внешнему слою металлической фольги, либо приклеен к слоям препрегов, либо впрессован. Альтернативно металлический ободок может быть сформирован из внешних слоев фольги, а части ободка на торцах по методу металлизации отверстий печатной платы.

Соединение печатной платы с радиоэлектронными устройствами может осуществляться посредством типичных монтажных элементов, выполненных на печатной плате и хорошо известных специалистам, например, посредством монтажа в металлизированные отверстия или посредством поверхностного монтажа.

Плата согласно может быть выполнена из любого известного материала с подходящим коэффициентом теплового расширения, например из текстолита, стеклотекстолита, гетинакса, фторопласта, армированного стеклотканью и др.

В одной из частных форм воплощения, упомянутые электрические проводники могут представлять собой полосковые линии.

В еще одной из частных форм воплощения, плата может быть дополнительно снабжена радиоэлектронным устройством, связанным с упомянутыми электрическими проводниками посредством кабелей, гибких шлейфов, проводов, проволоки или фольги, то есть плата и радиоэлектронное устройство могут быть отделены друг от друга гибким интерфейсом.

В альтернативной частной форме воплощения радиоэлектронное устройство, может быть смонтировано непосредственно на изобретенной плате.

В частной форме воплощения плата может быть выполнена из слоев фольги и препрегов, связанных между собой.

Вышеуказанные задачи также решены благодаря тому, что во второй полезной модели, а точнее в узле герметичного ввода и/или вывода сверхвысокочастотного сигнала в корпус с отверстием и/или из него, содержится вышеописанная плата как таковая или плата согласно любому из вышеописанных вариантов.

Вышеуказанные задачи также решены благодаря тому, что в третьей полезной модели, а точнее в корпусе радиоэлектронного устройства, имеющем отверстие, содержится вышеописанная плата как таковая или плата согласно любому из вышеописанных вариантов, ободок которой припаян по контуру упомянутого отверстия.

В одной из частных форм воплощения корпус может состоять, по меньшей мере, из двух металлических оболочек, спаянных или сваренных друг с другом по контуру.

В другой частной форме воплощения корпус может быть дополнительно снабжен крепежными средствами для жесткой фиксации, по меньшей мере, одного конца упомянутой платы.

Вышеуказанные задачи также решены благодаря тому, что в четвертой полезной модели, а точнее в корпусе радиоэлектронного устройства, узел герметичного ввода и/или вывода сверхвысокочастотного сигнала содержит вышеописанную плату как таковую или плату согласно любому из вышеописанных вариантов.

В одной из частных форм воплощения, корпус может состоять, по меньшей мере, из двух металлических оболочек, спаянных или сваренных друг с другом по контуру.

В другой частной форме воплощения, корпус может быть дополнительно снабжен крепежными средствами для жесткой фиксации, по меньшей мере, одного конца упомянутой платы.

Вышеуказанные задачи также решены благодаря тому, что в пятой полезной модели, а точнее в наборе для изготовления корпуса радиоэлектронного устройства, содержится вышеописанная плата как таковая или плата согласно любому из вышеописанных вариантов и корпус с отверстием или его части, при сварке или пайке которых может быть получен такой корпус, при этом упомянутый корпус выполнен с возможностью припаивания ободка упомянутой платы по всему контуру упомянутого отверстия.

Вышеуказанные задачи также решены благодаря тому, что в шестой полезной модели, а точнее в радиоэлектронном устройстве, содержится вышеописанный корпус.

Вышеописанные полезные модели могут применяться в сверхвысокочастотной технике и радиотехнике, в частности, для изготовления герметичных блоков микроэлектроники и радиоэлектронных блоков различного назначения, с повышенной степенью интеграции коммутирующих выводов, уменьшенными потерями в СВЧ в переходах, комплексированных изделий с высокой степенью интеграции в составе радиоэлектронных и радиотехнических устройств.

Конструкция и использование устройства наглядно иллюстрируется фигурами 1 -3 на примере частных и конкретных вариантов воплощения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг.1 изображен общий вид одного из вариантов конструкции корпуса согласно настоящему описанию.

На фиг.2 показана структура слоев платы согласно настоящему описанию.

На фиг.3 показан один из конкретных примеров платы согласно настоящему описанию.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

Нижеследующие примеры даются только для иллюстрации принципов конструирования и работы устройства. Ничто в настоящем разделе описания не должно быть истолковано как ограничение объема притязаний.

Типичный корпус 10 выполнен из цельнометаллических частей и содержит патрубок 12 для замены воздуха инертной средой. На одной или нескольких боковых стенках корпуса выполнено сквозное отверстие, по форме платы.

Плата 14 имеет непрерывный металлизированный ободок, образованный слоями медной фольги 16, 42 и торцевыми участками, сформированными по методу металлизации отверстий. Плата 14 выполнена из типичных фольгированных диэлектрических материалов для производства многослойных печатных плат по известным технологиям.

Как показано на фиг.2 типичная плата, содержащая полосковые линии 48 и проводники питания и управления, сформированные в слоях медной фольги 30, 34 и 38, состоит из слоев 16-42, а точнее из листового СВЧ-материала, содержащего слой медной фольги 16 и диэлектрика 18, листового СВЧ-материала, состоящего слои медной фольги 22, 26 и препрега 24, листового диэлектрика FR4, содержащего слои медной фольги 30, 34 и стеклотекстолита 32, листового диэлектрика FR4, содержащего слои медной фольги 38, 42 и стеклотекстолита 40, а также слои препрега 28 и 36 того же состава, что и 32 и 40.

Слой медной фольги 16, служащий экраном для сверхвысокочастотных полосковых линий 48, и снабженный защитным покрытием (не показано), обеспечивающим пайку, вместе со слоем медной фольги 42 и металлизированными зонами на торцах платы 14 формирует ободок 46 для запаивания платы 14 в корпус 10.

В слое медной фольги 22, снабженной защитным покрытием (не показано), улучшающим электрические характеристики, сформированы полосковые линии 48 для сверхвысокочастотного сигнала. В центральной части платы (в зоне припаивания платы к корпусу) сверхвысокочастотные полосковые линии 48 слоя 22 проходят между экранирующими слоями медной фольги 16 и 26, а по краям (на фиг2. - слева и справа и на фиг.3 на периферии платы) линии 48 открыты. Предпочтительно, когда линии 48 имеют разную ширину в центральной (экранированной) части и по краям. Такая конструкция позволяет избежать перехода линий 48 со слоя на слой и уменьшает потери. Открытая часть линий 48 предназначена для соединения с другими устройствами (не показаны).

Слой медной фольги 42 вместе со слоем 16, формирующий ободок 46 для запаивания платы в корпус 10, снабжен защитным покрытием (не показано), обеспечивающим пайку и служит для заземления и теплоотвода.

Для соединения слоев 30, 34 и 36 с проводниками, а также слоев экранов 26 и заземления 42 в плате 14 сформированы металлизированные переходные отверстия 44, выходящие на слой 22.

Плату 14 изготавливают методом металлизации сквозных отверстий 44: вначале формируют проводящий рисунок на каждом из вышеупомянутых листовых материалов, прокладывают листовые материалы слоями препрегов 28 и 36 и запрессовывают при повышенной температуре и давлении. Затем, в спрессованном материале сверлят отверстия 44, металлизируют, одновременно с формированием торцевых зон ободка 46 и, наконец, наносят защитное покрытие (не показано).

Готовую плату 14 вставляют в упомянутое отверстие в боковой стенке корпуса 10 параллельно основанию и герметично припаивают ободок 46 к корпусу 10 по всему периметру отверстия. Предпочтительно устанавливать плату 14 внутрь корпуса 10 таким образом, чтобы для улучшения теплообмена слой фольги 42 примыкал к внутренней поверхности корпуса 10. Особенно предпочтительно, когда плата 14 имеет дополнительное механическое крепление к корпусу 10.

Вышеприведенное описание следует толковать лишь как иллюстративное, не описывающее все и/или каждый возможный вариант воплощения полезных моделей, ибо такое описание было бы невыполнимым. Вышеописанные полезные модели можно воплотить самыми различными способами, в том числе посредством замены их существенных признаков уже известными эквивалентами или эквивалентами, которые станут известны в будущем, оставаясь при этом под охраной нижеприведенной формулы полезной модели.

1. Многослойная печатная плата узла герметичного ввода и/или вывода сверхвысокочастотного сигнала в корпус с отверстием и/или из него, содержащая непрерывный или по существу непрерывный металлический ободок, слой экранирующей фольги и электрические проводники, расположенные между ними, в которой упомянутый ободок выполнен с возможностью герметичного припаивания по контуру упомянутого отверстия.

2. Плата по п.1, в которой упомянутые проводники представляют собой полосковые линии.

3. Плата по любому из пп.1 или 2, дополнительно снабженная радиоэлектронным устройством, связанным с упомянутыми проводниками посредством кабелей, гибких шлейфов, проводов, проволоки или фольги.

4. Плата по п.1, дополнительно снабженная радиоэлектронным устройством, смонтированным непосредственно на ней.

7. Плата по п.1, которая выполнена из слоев фольги и препрегов.

8. Узел герметичного ввода и/или вывода сверхвысокочастотного сигнала в корпус с отверстием и/или из него, который содержит многослойную печатную плату по любому из пп.1-7.

9. Корпус радиоэлектронного устройства, имеющий отверстие, содержащий многослойную печатную плату по любому из пп.1-7, ободок которой припаян по контуру упомянутого отверстия.

10. Корпус по п.9, выполненный состоящим из, по меньшей мере, двух металлических оболочек, спаянных или сваренных друг с другом по контуру.

11. Корпус по п.9, дополнительно снабженный крепежными средствами для жесткой фиксации, по меньшей мере, одного конца упомянутой платы.

12. Корпус радиоэлектронного устройства, имеющий отверстие, содержащий узел герметичного ввода и/или вывода сверхвысокочастотного сигнала по п.8.

13. Корпус по п.12, выполненный состоящим из, по меньшей мере, двух металлических оболочек, спаянных или сваренных друг с другом по контуру.

14. Корпус по п.12, дополнительно снабженный крепежными средствами для жесткой фиксации, по меньшей мере, одного конца упомянутой платы.

15. Набор для изготовления корпуса радиоэлектронного устройства, содержащий плату по любому из пп.1-7 и корпус с отверстием или его части, при сварке или пайке которых может быть получен такой корпус, при этом упомянутый корпус выполнен с возможностью припаивания ободка упомянутой платы по всему контуру упомянутого отверстия.

16. Радиоэлектронное устройство, содержащее в себе корпус по любому из пп.9-14.