устройство накопления и обработки информации

Формула изобретения

Устройство накопления и обработки информации, выполненное в виде модуля, содержащего первую печатную плату, на которой установлены электронные блоки, соединенные в микроэлектронную схему, информационные (приемопередающие) катушки и катушки электропитания, вторую многослойную плату, первый экран, металлическое основание, внешний герметичный корпус, в котором установлено основание, шлейф, и вязкий диэлектрический материал, отличающееся тем, что в него введена третья многослойная плата, внутренний несущий металлический корпус и второй экран, при этом информационные (приемопередающие) катушки и первый экран установлены на второй многослойной плате, а катушки электропитания и второй экран установлены на третьей многослойной плате, причем вторая и третья платы размещены с противоположных сторон основания, а информационные катушки и катушки электропитания электрически соединены с электронными блоками посредством шлейфа, первая плата размещена во внутреннем несущем корпусе, который установлен в основании между второй и третьей многослойными платами, пространство между стенками внутреннего несущего корпуса, первой платой и электронными блоками заполнено вязким диэлектрическим материалом, а внешний герметичный корпус выполнен цельнометаллическим, для прохода шлейфа к платам через внутренний несущий корпус и металлическое основание в них выполнены сквозные отверстия.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области радиоэлектроники и вычислительной техники и может использоваться при бесконтактном энерговводе электрической энергии из другого прибора в замкнутый объем герметичного модуля, передачи и приема между ними информации, при разработке портативных вычислительных устройств, систем контроля и сбора информации, систем предоставления банковских и медицинских услуг, энергонезависимых перепрограммируемых устройств долговременного хранения информации, кредитных карт, индивидуальных банков данных и программных средств.

Известен модуль с электронными компонентами, содержащий основание с ячейками, заполненными вязкой противоударной средой, электронные компоненты, установленные в ячейки и соединенные с общей платой, и шлейф для электрического соединения и электронными компонентами (патент Франции N 2624284, кл. G 06 K 19/02, 89 ИСМ вып. 117 N1-90).

Данное устройство, обладая определенной вибростойкостью, не имеет защиты от неблагоприятных воздействий внешней среды.

Известны и другие устройства, в которых кроме повышения виброустойчивости модуля, плотности монтажа, удобства в эксплуатации применяется и защита от коррозии и взрыва (а.с. СССР N 1451880, М.кл. H 05 K 5/06, 89).

Всем им присущ основной недостаток - наличие контактных с герметичным корпусом вводов и выводов электрической энергии в виде разъемов, контактов и др. , что значительно ослабляет защиту герметизируемых устройств от неблагоприятных воздействий внешней среды, в частности влаги, из-за неоднородности корпуса.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству является устройство накопления и обработки информации, содержащее металлический корпус, включающий крышку и дно с отверстием, в котором герметично установлена вставка из радиопрозрачного материала, первую многослойную плату, на которой установлены электронные блоки, соединенные в микроэлектронную схему, вторую многослойную плату, связанную с первой при помощи гибкого многожильного шлейфа и укрепленную напротив радиопрозрачной вставки, в которой установлены плоские информационные (приемо-передающие) катушки, катушки электропитания и экран, металлическое основание, размещенное внутри корпуса, при этом в основании выполнены ячейки для размещения электронных блоков первой платы, заполненные эластичным теплопроводным материалом, а с другой стороны основания выполнена выборка для второй платы, при этом крышка и дно корпуса выполнены из металла и герметично соединены по периметру, а для прохода шлейфа к платам в основании выполнено сквозное отверстие (патент РФ N 2046397 1995 г.)

Недостатками данного устройства являются низкие эксплуатационные качества и надежность, наличие которых обусловлено:

1. Возможность искажения или утраты информации из-за взаимного влияния потоков электрической энергии, воздействующих на катушки электропитания и информационные (приемо-передающие) катушки и низкого экранирующего действия конструкции при защите электронных блоков от статического электричества и внешних электрических полей.

2. Недостаточной жесткостью конструкции и возможностью нарушения герметичности корпуса вследствие применения составного разнородного корпуса.

3. Низкой теплопроводностью конструкции из-за применения в составе герметичного корпуса диэлектриков, что накладывает ограничения на требования к элементной базе и режимам работы элементов.

4. Низкой плотностью размещения электронных блоков на многослойной плате из-за наличия стенок основания между электронными блоками, что накладывает ограничения на интегральность.

Целью изобретения является повышение эксплуатационных качеств и надежности устройства.

Данная цель достигается тем, что в устройство накопления и обработки информации, выполненное в виде модуля, содержащего первую печатную плату, на которой установлены электронные блоки, соединенные в микроэлектронную схему, информационные (приемо-передающие) катушки и катушки электропитания, вторую многослойную плату, первый экран, металлическое основание, внешний герметичный корпус, в котором установлено основание, шлейф, и вязкий диэлектрический материал введены третья многослойная плата, внутренний несущий металлический корпус и второй экран, при этом информационные (приемо-передающие) катушки и первый экран установлены на второй многослойной плате, а катушки электропитания и второй экран установлены на третьей многослойной плате, причем вторая и третья платы размещены с противоположных сторон основания, а информационные катушки и катушки электропитания электрически соединены с электронными блоками посредством шлейфа, притом первая плата размещена во внутреннем несущем корпусе, который установлен в основании между второй и третьей многослойными платами, причем пространство между стенками внутреннего несущего корпуса, первой платой и электронными блоками заполнено вязким диэлектрическим материалом, а внешний герметичный корпус выполнен цельнометаллическим, при этом для прохода шлейфа в них выполнены сквозные отверстия.

На чертеже изображено устройство накопления и обработки информации, вид сбоку.

Устройство накопления и обработки информации содержит герметичный цельнометаллический корпус 1, металлическое основание 2, которое размещено внутри корпуса 1, первую многослойную печатную плату 3, на которой установлены электронные блоки 4, соединенные в микроэлектронную схему, вторую многослойную плату 5, в которой установлены информационные (приемо-передающие) катушки 6, обеспечивающие электромагнитную связь с внешними приемо-передающими устройствами, и первый экран 7, предназначенный для формирования направленного потока электромагнитной энергии, воздействующей на катушки 6, третью многослойную плату 8, в которой установлены катушки электропитания 9, обеспечивающие подачу питания в устройство от внешних устройств, и второй экран 10, предназначенный для формирования направленного потока электромагнитной энергии, воздействующей на катушки электропитания 9, внутренний несущий металлический корпус 11, в котором установлена первая плата 3, гибкий многослойный шлейф 12, который электрически соединяет информационные катушки 6 и катушки электропитания 9 с электронными блоками 4, при этом вторая плата 5 и третья плата 8 размещены с противоположных сторон основания 2 между второй платой 5 и третьей платой 8, причем пространство между стенками внутреннего несущего корпуса 11, первой платой 3 и электронными блоками 4 заполнено вязким диэлектрическим материалом 13, а для прохода шлейфа 12 к платам 3, 5 и 8 через внутренний несущий корпус 11 и основание 2 в них выполнены сквозные отверстия 14 и 15.

Работа устройства заключается в следующем. Энерговвод и ввод информационных сигналов в устройство осуществляется бесконтактным способом от других внешних устройств. Возможность бесконтактной передачи электропитания и информационных сигналов осуществляется благодаря электромагнитной связи катушек электропитания 9 и информационных катушек 6 с другими устройствами. При поступлении электромагнитной энергии на обмотки катушек 9 и 6 дальнейшая связь и электронными блоками 4 осуществляется с помощью шлейфа 12. После обработки сигналов в блоках 4 информация через шлейф 12 и катушки 6 поступает на другие внешние устройства.

Высокий КПД передачи электромагнитной энергии в заданном диапазоне частот обеспечивается наличием двух экранов 7 и 10, которые в совокупности с основанием 2 формируют направленные потоки электромагнитной энергии, воздействующие на катушки 9 и 6.

Введение новых отличительных признаков в устройство позволяют обеспечить:

1. Высокую достоверность приема, обработки и передачи информации за счет исключения возможности влияния потоков электромагнитной энергии, воздействующих на катушки электропитания и информационные катушки, а также за счет высокого экранирующего действия конструкции при защите электронных блоков от статического электричества и внешних электрических полей.

2. Высокие механические характеристики, исключающие повреждение элементов и обрывы внутренних соединений при воздействии значительных изгибающих, ударных и вибрационных нагрузок.

3. Высокую герметичность устройства, препятствующую воздействию неблагоприятных факторов внешней среды на конструктивные элементы устройства.

4. Высокоэффективный теплоотвод от электронных блоков.

5. Высокую плотность размещения элементов интегральных схем и других элементов.

Применение данного устройства наиболее перспективно для автоматических систем, т. к. его использование позволяет существенно расширить их функциональные возможности, области их применения и повысить их точность и быстродействие.