RU2671852C1 - Electronic heat-transfer unit - Google Patents

Electronic heat-transfer unit Download PDF

Info

Publication number
RU2671852C1
RU2671852C1 RU2017135611A RU2017135611A RU2671852C1 RU 2671852 C1 RU2671852 C1 RU 2671852C1 RU 2017135611 A RU2017135611 A RU 2017135611A RU 2017135611 A RU2017135611 A RU 2017135611A RU 2671852 C1 RU2671852 C1 RU 2671852C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat
printed circuit
conducting plate
circuit boards
sink base
Prior art date
Application number
RU2017135611A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Илья Юрьевич Шумских
Алексей Владимирович Костин
Сергей Александрович Маньшин
Тимофей Юрьевич Бусарев
Равиль Завидович Латыпов
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС" filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС"
Priority to RU2017135611A priority Critical patent/RU2671852C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2671852C1 publication Critical patent/RU2671852C1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2039—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating characterised by the heat transfer by conduction from the heat generating element to a dissipating body
    • H05K7/20436—Inner thermal coupling elements in heat dissipating housings, e.g. protrusions or depressions integrally formed in the housing
    • H05K7/20445—Inner thermal coupling elements in heat dissipating housings, e.g. protrusions or depressions integrally formed in the housing the coupling element being an additional piece, e.g. thermal standoff

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

FIELD: radio equipment; electronics.
SUBSTANCE: invention can be used in the design of on-board analog and digital devices with power supplies intended for operation as part of space vehicles. Electronic heat-transfer unit includes a heat sink base and a set of parallel flat printed circuit boards (PCB) electrically connected to each other, fastening elements. PCB installed on the heat sink base and above them are also placed additional PCB with electro radio cells. In this case, the sides of the heat sink base are heat sinks, on the side of which the heat-sink base has protrusions on which the heat-conducting plate for additional PCB is fixed. At the same time, a heat-absorbing coating is applied to the heat-conducting plate, in addition to the places of its attachment, which insulates additional PCBs electrically from the heat-conducting plate, and the heat-loaded electro-radio elements are installed as close as possible to the places of attachment of the heat-conducting plate. All PCBs are electrically connected to each other by flexible volumetric mounting, which ensures their mutual movement during assembly and disassembly. Heat-sinking base, on which the lid is mounted, is fixed to the mounting surface through the heat-conducting paste.
EFFECT: increased efficiency of the electronic unit and its operational capabilities.
1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники (радиоэлектроники), а более конкретно к конструкциям бортовой и наземной радиоэлектронной аппаратуры и оборудования, и может быть использовано, например, при конструировании бортовых аналоговых и цифровых устройств с источниками питания, предназначенных для эксплуатации в составе космических аппаратов, в том числе работающих в условиях вакуума, например в составе систем электропитания, терморегулирования и систем трансляции команд и распределения питания, а также в составе подвижных и стационарных средств в приемо-передающей аппаратуре и других комплектациях.The invention relates to the field of electrical engineering (electronics), and more particularly to the design of on-board and ground-based electronic equipment and equipment, and can be used, for example, in the design of on-board analog and digital devices with power sources intended for operation as part of spacecraft, including the number of people working in a vacuum, for example, as part of power supply systems, thermal control systems and command translation and power distribution systems, as well as as part of mobile and atsionarnyh funds in the receiving and transmitting equipment and other trim.

Известен радиоэлектронный блок, содержащий пакет печатных плат с радиоэлементами и стержни, соединяющие печатные платы (патент RU №2349059).Known electronic block containing a package of printed circuit boards with radio elements and rods connecting the printed circuit boards (patent RU No. 2349059).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному техническому решению является радиоэлектронный блок, состоящий из основания, набора параллельных плоских плат, электрически соединенных между собой по плоскости их сопряжения с помощью разъемных соединителей, выполняющих функцию схемной шины, в корпусах которых расположены штыри и гнезда контактов, каждый контакт которых пересекает плоскость платы через отдельное электропроводящее отверстие платы, и у которого первая плата устанавливается на основании, а остальные платы установлены над первой платой с помощью стоек и крепежных винтов, образуя пакет («Консорциум (РС/104 обсуждает стандарт PC/104 Express», статья от 14.07.06. http://www.ixbt.com/news/all/index.shtml?06/46/92 - прототип).The closest in technical essence and the achieved result to the proposed technical solution is a radio electronic unit, consisting of a base, a set of parallel flat boards, electrically interconnected along the plane of their interface using detachable connectors that perform the function of a circuit bus, in the housings of which there are pins and sockets contacts, each contact of which crosses the plane of the board through a separate conductive hole of the board, and in which the first board is installed on the base AI, and the remaining boards are installed above the first board using racks and mounting screws, forming a package (“Consortium (PC / 104 discusses the PC / 104 Express standard”, article from 07/14/06. http://www.ixbt.com/news /all/index.shtml?06/46/92 - prototype).

Недостатком известного, а также вышеописанного изобретения является плохая кондуктивная связь верхних плат с основанием, что приводит к перегреву электрорадиоэлементов и, как следствие, снижению эффективности блока и уменьшению срока его эксплуатации, и поэтому требует применения конструктивных мер в виде использования дополнительных радиаторов для тепловыделяющих электрорадиоэлементов или организации принудительной вентиляции, что усложняет конструкцию, и абсолютно теряет эффективность в условиях космического вакуума. Кроме того, стыковка многоконтактных разъемных соединителей при установке печатных плат в пакет осуществляется вручную путем совмещения штырей контактов соединителя верхней печатной платы с гнездами контактов соединителя нижней печатной платы без применения направляющих, что затрудняет процесс стыковки и расстыковки и не исключает повреждение контактов.A disadvantage of the known, as well as the above-described invention is the poor conductive connection of the upper boards with the base, which leads to overheating of the electrical components and, as a consequence, a decrease in the efficiency of the unit and a decrease in its life, and therefore requires the use of constructive measures in the form of the use of additional radiators for heat-generating electrical components or organization of forced ventilation, which complicates the design, and absolutely loses effectiveness in a space vacuum. In addition, multi-pin plug-in connectors are docked when installing printed circuit boards in a package by manually combining the pin pins of the connector of the upper printed circuit board with the contact sockets of the connector of the lower printed circuit board without the use of guides, which complicates the process of docking and undocking and does not exclude contact damage.

Задачей изобретения является повышение эффективности устройства за счет улучшения теплоотвода с печатных плат с электрорадиоэлементами на теплоотводящее основание радиоэлектронного теплонагруженного блока и далее на установочную поверхность и в окружающую среду с сохранением коротких электрических связей между печатными платами, ремонтопригодности и технологичности на этапе сборки и разборки.The objective of the invention is to increase the efficiency of the device by improving heat dissipation from printed circuit boards with electrical components to the heat sink base of the electronic heat-loaded unit and then to the installation surface and the environment while maintaining short electrical connections between the printed circuit boards, maintainability and manufacturability at the stage of assembly and disassembly.

Поставленная задача решается тем, что в радиоэлектронном блоке теплонагруженном, содержащем теплоотводящее основание и набор параллельных плоских печатных плат электрически соединенных между собой, при этом печатные платы установлены на теплоотводящем основании, над которыми также размещаются дополнительные печатные платы с электрорадиоэлементами, элементы крепления, согласно изобретению, боковые стороны теплоотводящего основания представляют собой теплоотводы, со стороны которых теплоотводящее основание имеет выступы, на которых закреплена теплопроводная пластина под дополнительные печатные платы, при этом на теплопроводную пластину кроме мест ее крепления наносится теплопоглощающее покрытие, изолирующее электрически от теплопроводной пластины дополнительные печатные платы, а теплонагруженные электрорадиоэлементы установлены максимально близко к местам крепления теплопроводной пластины, при этом теплоотводящее основание, на котором закреплена крышка, закреплено на установочную поверхность через теплопроводящую пасту.The problem is solved in that in a heat-loaded radio electronic unit containing a heat sink base and a set of parallel flat printed circuit boards electrically interconnected, while the printed circuit boards are mounted on a heat sink base, over which additional printed circuit boards with radio electronic elements are also placed, fastening elements, according to the invention, the sides of the heat sink base are heat sinks, on the side of which the heat sink base has protrusions on which x a heat-conducting plate is fixed for additional printed circuit boards, in addition to the places of its attachment, a heat-absorbing coating is applied to the heat-conducting plate, electrically insulating additional printed circuit boards electrically from the heat-conducting plate, and heat-loaded electro-radio elements are installed as close as possible to the places of fastening of the heat-conducting plate, with a heat-removing base on which the cover is fixed, fixed to the installation surface through a heat-conducting paste.

Заявленное устройство представлено на чертежах:The claimed device is presented in the drawings:

на фиг. 1 - заявленное устройство в собранном виде;in FIG. 1 - the claimed device in assembled form;

на фиг. 2 - общий вид устройства;in FIG. 2 - general view of the device;

на фиг. 3 - поперечное сечение с фиг. 1.in FIG. 3 is a cross section from FIG. one.

Радиоэлектронный блок теплонагруженный содержит теплоотводящее основание 1 и набор параллельных плоских печатных плат 2 электрически соединенных между собой, при этом печатные платы 2 установлены на теплоотводящем основании 1, над которыми также размещены дополнительные печатные платы 3 с электрорадиоэлементами 4. Боковые стороны теплоотводящего основания 1 представляют собой теплоотводы 5, со стороны которых теплоотводящее основание 1 имеет выступы 6, на которых закреплена теплопроводная пластина 7 под дополнительные печатные платы 3, при этом на теплопроводную пластину 7 кроме мест ее крепления нанесено теплопоглощающее покрытие, изолирующее электрически от теплопроводной пластины 7 дополнительные печатные платы 3, а теплонагруженные электрорадиоэлементы 4 установлены максимально близко к местам крепления теплопроводной пластины 7, причем все печатные платы 2 и 3 электрически связаны между собой гибким объемным монтажом 8, обеспечивающим их взаимное перемещение при сборке и разборке, а на теплоотводящем основании 1 вместе с дополнительными печатными платами 3 расположена крышка 9.The heat-loaded electronic unit contains a heat sink base 1 and a set of parallel flat printed circuit boards 2 electrically connected to each other, while the printed circuit boards 2 are installed on the heat sink base 1, over which additional printed circuit boards 3 with electrical elements 4 are also placed. The sides of the heat sink base 1 are heat sinks 5, from the side of which the heat-removing base 1 has protrusions 6, on which a heat-conducting plate 7 is fixed under additional printed circuit boards 3, p At the same time, on the heat-conducting plate 7, in addition to the points of its attachment, a heat-absorbing coating is applied that electrically isolates additional printed circuit boards 3 electrically from the heat-conducting plate 7, and the heat-loaded electrical radio elements 4 are installed as close as possible to the fastening points of the heat-conducting plate 7, and all printed circuit boards 2 and 3 are electrically connected flexible volumetric installation 8, ensuring their mutual movement during assembly and disassembly, and on the heat sink base 1 together with additional printed circuit boards 3 ene cover 9.

Радиоэлектронный блок теплонагруженный установлен на установочную поверхность 10, которой может служить, например, теплоотводящая поверхность космического аппарата, или другая поверхность, причем установка производится через теплопроводящую пасту 11, например, кремний-органическую 131-179. Теплопроводная пластина 7 под дополнительные печатные платы 3 закреплена на выступах 6 посредством средств крепления 12. Тепло от работающего радиоэлектронного блока теплонагруженного может передаваться на теплоотводящую поверхность и в окружающую среду.The heat-loaded electronic unit is mounted on the mounting surface 10, which can be, for example, the heat-removing surface of the spacecraft, or another surface, the installation being made through heat-conducting paste 11, for example, silicon-organic 131-179. A heat-conducting plate 7 for additional printed circuit boards 3 is mounted on the protrusions 6 by means of fastening 12. Heat from a working heat-loaded radio electronic unit can be transferred to a heat-removing surface and to the environment.

Устройство работает следующим образом. При включении радиоэлектронного блока теплонагруженного мощность, рассеиваемая электрорадиоэлементами 4, передается через печатные платы 2 и дополнительные печатные платы 3 либо напрямую на теплоотводящее основание 1, либо на теплопроводную пластину 7, с которой через выступы 6 на теплоотводящее основание 1. Далее тепловая энергия передается от теплоотводящего основания 1 на установочную поверхность 10 через теплопроводящую пасту 11 или в окружающую среду. Нанесенное на теплопроводную пластину 7 теплопоглощающее покрытие электрически изолирует проводники дополнительных печатных плат 3, а защищенные от покрытия места крепления теплопроводной пластины 7 с теплоотводящим основанием 1 на выступах 6 обеспечивает оптимальную передачу тепловой энергии. Гибкий объемный монтаж 8 обеспечивает короткие электрические связи между печатными платами 2 и дополнительными печатными платами 3 в совокупности с возможностью многократной и простой сборки разборки, а также ремонтопригодности и технологичности изготовления и испытания радиоэлектронного блока теплонагруженного. Крышка 9 расположена на теплоотводящем основании 1 вместе с дополнительными печатными платами 3 с целью их защиты от внешних воздействий и предотвращения попадания посторонних предметов в полость радиоэлектронного блока теплонагруженного.The device operates as follows. When the heat-loaded radio electronic unit is turned on, the power dissipated by the electric radio elements 4 is transmitted through printed circuit boards 2 and additional printed circuit boards 3 either directly to the heat sink base 1 or to the heat-conducting plate 7, from which through the protrusions 6 to the heat sink base 1. Next, the thermal energy is transferred from the heat sink the base 1 to the mounting surface 10 through a heat-conducting paste 11 or into the environment. The heat-absorbing coating applied to the heat-conducting plate 7 electrically insulates the conductors of the additional printed circuit boards 3, and the places of fastening of the heat-conducting plate 7 with the heat-removing base 1 on the protrusions 6, which are protected from the coating, ensure optimal transfer of thermal energy. Flexible volumetric installation 8 provides short electrical connections between the printed circuit boards 2 and additional printed circuit boards 3 in conjunction with the possibility of multiple and simple disassembly assembly, as well as maintainability and manufacturability of manufacturing and testing of the heat-loaded electronic unit. The cover 9 is located on the heat sink base 1 together with additional printed circuit boards 3 in order to protect them from external influences and to prevent the ingress of foreign objects into the cavity of the heat-loaded electronic block.

Заявленное техническое решение позволит повысить эффективность теплонагруженного радиоэлектронного блока и продлить срок его эксплуатации путем улучшения теплоотвода с высокомощных электрорадиоэлементов и печатных плат на теплоотводящее основание через теплопроводную пластину.The claimed technical solution will improve the efficiency of the heat-loaded electronic block and extend its life by improving heat dissipation from high-power radio electronic elements and printed circuit boards to the heat-removing base through a heat-conducting plate.

Claims (1)

Радиоэлектронный блок теплонагруженный, включающий теплоотводящее основание и набор параллельных плоских печатных плат, электрически соединенных между собой, при этом печатные платы установлены на теплоотводящем основании, над которыми также размещены дополнительные печатные платы с электрорадиоэлементами, элементы крепления, отличающийся тем, что боковые стороны теплоотводящего основания представляют собой теплоотводы, со стороны которых теплоотводящее основание имеет выступы, на которых закреплена теплопроводная пластина под дополнительные печатные платы, при этом на теплопроводную пластину кроме мест ее крепления нанесено теплопоглощающее покрытие, изолирующее электрически от теплопроводной пластины дополнительные печатные платы, а теплонагруженные электрорадиоэлементы установлены максимально близко к местам крепления теплопроводной пластины, причем все печатные платы электрически связаны между собой гибким объемным монтажом, обеспечивающим их взаимное перемещение при сборке и разборке, при этом теплоотводящее основание, на котором закреплена крышка, закреплено на установочную поверхность через теплопроводящую пасту.The heat-loaded radio electronic unit, comprising a heat sink base and a set of parallel flat printed circuit boards electrically connected to each other, while the printed circuit boards are mounted on the heat sink base, over which additional printed circuit boards with radio electronic elements are also placed, fastening elements, characterized in that the sides of the heat sink base are heat sinks, from the side of which the heat sink base has protrusions, on which a heat-conducting plate is fixed under additional printed circuit boards, in addition to the places of its attachment, a heat-absorbing coating is applied to the heat-conducting plate, electrically insulating additional printed circuit boards electrically from the heat-conducting plate, and heat-loaded electrical radio elements are installed as close as possible to the fastening points of the heat-conducting plate, and all printed circuit boards are electrically connected to each other by flexible volumetric installation, providing their mutual movement during assembly and disassembly, while the heat sink base on which the lid is fixed a, fixed to the installation surface through a heat-conducting paste.
RU2017135611A 2017-10-05 2017-10-05 Electronic heat-transfer unit RU2671852C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017135611A RU2671852C1 (en) 2017-10-05 2017-10-05 Electronic heat-transfer unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017135611A RU2671852C1 (en) 2017-10-05 2017-10-05 Electronic heat-transfer unit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2671852C1 true RU2671852C1 (en) 2018-11-07

Family

ID=64103219

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017135611A RU2671852C1 (en) 2017-10-05 2017-10-05 Electronic heat-transfer unit

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2671852C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU203464U1 (en) * 2020-07-17 2021-04-06 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Heat-loaded electronic device

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2231236C1 (en) * 2003-07-08 2004-06-20 Дьяченко Андрей Михайлович Radio-electronic unit
RU2365070C1 (en) * 2008-06-17 2009-08-20 Открытое акционерное общество "Климов" Radio-electronic block and method of its manufacturing
RU2367124C2 (en) * 2007-07-23 2009-09-10 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Radioelctronic unit
EP2495760A2 (en) * 2011-02-14 2012-09-05 Hamilton Sundstrand Corporation Thermal spreader with phase change thermal capacitor for electrical cooling
US20150289388A1 (en) * 2014-04-04 2015-10-08 Tyco Electronics Corporation Modular Enclosure
RU162252U1 (en) * 2015-11-30 2016-06-10 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" RADIO ELECTRONIC UNIT

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2231236C1 (en) * 2003-07-08 2004-06-20 Дьяченко Андрей Михайлович Radio-electronic unit
RU2367124C2 (en) * 2007-07-23 2009-09-10 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Radioelctronic unit
RU2365070C1 (en) * 2008-06-17 2009-08-20 Открытое акционерное общество "Климов" Radio-electronic block and method of its manufacturing
EP2495760A2 (en) * 2011-02-14 2012-09-05 Hamilton Sundstrand Corporation Thermal spreader with phase change thermal capacitor for electrical cooling
US20150289388A1 (en) * 2014-04-04 2015-10-08 Tyco Electronics Corporation Modular Enclosure
RU162252U1 (en) * 2015-11-30 2016-06-10 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" RADIO ELECTRONIC UNIT

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU203464U1 (en) * 2020-07-17 2021-04-06 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Heat-loaded electronic device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2385753B1 (en) Solid state switching device with integral heatsink
US7561430B2 (en) Heat management system for a power switching device
JP4619992B2 (en) Electrical junction box
KR100772201B1 (en) Thermoelectric element module
TWI495423B (en) Thermal module and electronic device incorporating the same
GB2052164A (en) Assemblies of electrical components
RU2671852C1 (en) Electronic heat-transfer unit
US7145774B2 (en) Backside cooling apparatus for modular platforms
JP2007325344A (en) Electrical connection box
CN107453104B (en) Connector, power supply module and terminal equipment
RU2676080C1 (en) Heat-loaded radio electronic unit
US11281264B2 (en) Power supply bus apparatus and server having same
CN109997421B (en) I/O circuit board for immersion cooled electronic devices
CN113853075B (en) Assembly with radiator core forming a load-bearing structure
CN110554754B (en) Power converging device and server with same
CN115241669A (en) Interposer assembly and electronic component
CN210120749U (en) Power supply structure
US9417670B2 (en) High power dissipation mezzanine card cooling frame
US10433452B2 (en) Electrical device, model series of electrical devices, and production method
CN113574971A (en) Electrical device comprising a power semiconductor module and at least one capacitor
JP2020120376A (en) Wireless communication device
RU2671004C1 (en) Radio electronic unit
ATE465624T1 (en) ELECTRONIC CONTROL UNIT WITH AN IMPROVED HEAT DISSIPATION SYSTEM, ESPECIALLY FOR MOTOR VEHICLES
WO2021186782A1 (en) Circuit board module
CN219205084U (en) Heat abstractor and electronic equipment that electronic equipment was used