радиоэлектронный блок

Формула изобретения

1. Радиоэлектронный блок, содержащий платы с радиоэлементами, электрически связанные гибкие соединители с проводниками, выполненные в виде плоских лент с параллельными проводниками, размещенных с обеих сторон плат, причем ряды проводников одной ленты смещены по отношению к рядам проводников другой ленты, а гибкий соединитель изгибается таким образом, что платы с радиоэлементами оказываются одна напротив другой и образуют пакет плат, отличающийся тем, что, по меньшей мере, два гибких соединителя связаны как с одной общей платой, так и, по меньшей мере, с двумя параллельными платами, радиоэлементы и(или) группа радиоэлементов на смежных параллельных платах размещены в шахматном порядке на одном уровне физического пространства, по меньшей мере, одна торцевая часть пакета плат имеет С-образную форму с установкой в образовавшееся пространство радиоэлементов, причем штыревые и гнездовые соединители установлены между платами, а их хвостовики представляют собой многоступенчатые штыри.

2. Радиоэлектронный блок по п.1, отличающийся тем, что в радиоэлектронном блоке между смежными платами установлен экран для защиты от воздействия электромагнитных помех.

3. Радиоэлектронный блок по п.2, отличающийся тем, что экраном для защиты от воздействия электромагнитных помех является плата.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано при конструировании радиоэлектронных блоков, которые обеспечивают плотное размещение печатных плат в пакете и электронных компонентов на платах, а также уменьшенную длину межплатных соединений для снижения габаритно-весовых характеристик блока, повышения надежности работы, обеспечения ремонтопригодности и возможности его экранирования при воздействии электромагнитных помех.

Известны радиоэлектронные блоки (Ольга Гуреева. Особенности применения электромеханических соединителей для поверхностного монтажа, ж. «Современная электроника», 2006 г., стр.30-31, рис.1-6) с использованием на платах поверхностно монтируемых компонентов (SMT-компонентов) и соединителей, что значительно увеличивает плотность компоновки плат, следствием чего является миниатюрный радиоэлектронный блок. Однако недостатком этой конструкции является невысокая механическая прочность соединения выводов разъема с поверхностью печатного проводника. SMT-разъемы при длительной эксплуатации имеют повышенную вероятность повреждения тонкого слоя проводящих дорожек на плате. Это конструктивное решение имеет повышенную чувствительность разъема к ударам и вибрации, следствием чего является уменьшение надежности блока, контактные поверхности рисунка печатных плат не выдерживают большого количества распаек, из чего следует, что этот блок имеет ограниченную ремонтопригодность. Также в блоке отсутствует экран для защиты от воздействия электромагнитных помех.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является радиоэлектронный блок (Патент РФ №2237986, Н05K 1/00, опубл. 2004.10.10), содержащий радиоэлементы и платы, механически соединенные с гибкими соединителями с проводниками, причем соединители выполнены в виде плоских лент с параллельными проводниками, размещенных с обеих сторон плат, где ряды проводников одной ленты смещены по отношению к рядам проводников другой ленты, гибкий соединитель изгибается на 180° таким образом, что платы с радиоэлементами оказываются одна напротив другой и образуют пакет. Недостатками этой конструкции являются несистемное размещение радиоэлементов на печатной плате, большая длина трасс межплатных соединений в пакете плат, что значительно снижает плотность монтажа и надежность блока, снижение плотности монтажа ведет к увеличению габаритно-весовых характеристик, доступ к электронным компонентам при ремонте блока затруднен. Также в блоке отсутствует экран для защиты от воздействия электромагнитных помех.

Техническим результатом изобретения являются снижение габаритно-весовых характеристик блока за счет обеспечения более плотного размещения печатных плат в пакете и электронных компонентов на плате, уменьшение длины межплатных соединений, а также обеспечение надежности и ремонтопригодности радиоэлектронного блока.

Технический результат достигается тем, что в радиоэлектронном блоке, содержащем платы с радиоэлементами, электрически связанные гибкие соединители с проводниками, выполненные в виде плоских лент с параллельными проводниками, размещенных с обеих сторон плат, причем ряды проводников одной ленты смещены по отношению к рядам проводников другой ленты, а гибкий соединитель изгибается таким образом, что платы с радиоэлементами оказываются одна напротив другой и образуют пакет плат, по меньшей мере, два гибких соединителя связаны как с одной общей платой, так и, по меньшей мере, с двумя параллельными платами, радиоэлементы и (или) группа радиоэлементов на смежных параллельных платах размещены в шахматном порядке на одном уровне физического пространства, по меньшей мере, одна торцевая часть пакета плат имеет "С"-образную форму с установкой в образовавшееся пространство радиоэлементов, причем штыревые и гнездовые соединители установлены между платами, а их хвостовики представляют собой многоступенчатые штыри.

Кроме этого в радиоэлектронном блоке между смежными платами установлен экран для защиты от воздействия электромагнитных помех.

Кроме этого экраном для защиты от воздействия электромагнитных помех является плата.

Сущность изобретения заключается в том, что в отличие от прототипа, где расположение электронных компонентов не систематизировано, в предложенном радиоэлектронном блоке, содержащем платы с радиоэлементами, электрически связанные гибкие соединители с проводниками, выполненные в виде плоских лент с параллельными проводниками, размещенных с обеих сторон плат, причем ряды проводников одной ленты смещены по отношению к рядам проводников другой ленты, а гибкий соединитель изгибается таким образом, что платы с радиоэлементами оказываются одна напротив другой и образуют пакет плат, по меньшей мере, два гибких соединителя связаны как с одной общей платой, так и, по меньшей мере, с двумя параллельными платами, радиоэлементы и (или) группа радиоэлементов на смежных параллельных платах размещены в шахматном порядке на одном уровне физического пространства, по меньшей мере, одна торцевая часть пакета плат имеет "С"-образную форму с установкой в образовавшееся пространство радиоэлементов.

В отличие от прототипа, в котором межплатное соединение осуществляется только гибкими соединителями, имеющими большую длину трасс соединений, в предложенном радиоэлектронном блоке межплатное соединение осуществляется при помощи штыревых и гнездовых соединителей, установленных между платами, а хвостовики соединителей представляют собой многоступенчатые штыри. Это обеспечивает минимальную длину межплатных соединений и надежность радиоэлектронного блока в целом.

В отличие от прототипа в радиоэлектронном блоке между смежными платами установлен экран от воздействия электромагнитных помех.

В отличие от прототипа в радиоэлектронном блоке экраном для защиты от воздействия электромагнитных помех является плата.

На предлагаемых чертежах представлен радиоэлектронный блок, где на фиг.1 показан общий вид радиоэлектронного блока в аксонометрии с местным видом в увеличенном масштабе; на фиг.2 - продольный разрез радиоэлектронного блока; на фиг.3 - фрагмент радиоэлектронного блока, где условно показана плата первого, нижнего, уровня и расположение микросхем в трех уровнях; на фиг.4 - фрагмент радиоэлектронного блока, где условно показана плата первого уровня сбоку и расположение микросхем в трех уровнях; на фиг.3 - фрагмент радиоэлектронного блока, где условно показаны платы в трех уровнях и расположение микросхем в трех уровнях; на фиг.6 - фрагмент радиоэлектронного блока, где условно показаны платы трех уровней сбоку и расположение микросхем в трех уровнях; на фиг.7 - фрагмент радиоэлектронного блока, где условно показано межплатное соединение плат; на фиг.8 - фрагмент конструкции печатной платы в изометрии, где диэлектрическое основание платы условно прозрачно; на фиг.9 - фрагмент конструкции радиоэлектронного блока с указанием межплатных электрических связей.

1 - радиоэлектронный блок в виде цветного плазменного видеомодуля;

2 - общая плата (индикаторная цветная панель);

3 - экран для защиты от воздействия электромагнитных помех;

4 - пакет параллельных плат;

5 - платы: 5-1 - плата первого уровня, 5-2 - плата второго уровня, 5-3 - плата третьего уровня, 5-4 - плата четвертого уровня;

6 - уровни плат;

7 - торцевая часть пакета плат, образующая "С"-образную форму;

8 - первый уровень плат;

9 - устройство соединительное;

10 - устройство синхронизирующее логическое (УСЛ);

11 - контроллер;

12 - электрические связи;

13 - гибкие соединители (шлейфы);

14 - микросхемы: 14-1 - микросхемы, установленные на первом уровне, 14-2 - микросхемы, установленные на втором уровне, 14-2-1 - микросхемы, установленные на втором уровне плат со стороны первого уровня, 14-2-2 - микросхемы, установленные на втором уровне платы со стороны третьего уровня, 14-3 - микросхемы, установленные на третьем уровне;

15 - шахматный порядок компоновки микросхемы (группа элементов поверхностного монтажа);

16 - элементы поверхностного монтажа;

17 - группы элементов поверхностного монтажа: 17-1 - группа элементов поверхностного монтажа на первом уровне платы, 17-2 - группа элементов поверхностного монтажа на втором уровне платы;

18 - сторона платы, не прилегающая к индикаторной панели;

19 - второй уровень плат;

20 - устройство ключевое логическое (УКЛ), 20-1 - устройство ключевое логическое Y (УКЛ Y);

21 - расположение микросхем смежных плат на одном уровне физического пространства;

22 - расстояние между платами;

23 - высота микросхем;

24 - гнездовой соединитель;

25 - штыревой соединитель;

26 - сопрягаемые платы;

27 - ось сопряжения контактов;

28 - плоскости параллельных плат;

29 - хвостовик гнездовых и штыревых соединителей;

30 - двухступенчатая штыревая форма;

31 - металлизированное токопроводящее отверстие;

32 - ступенька хвостовика электрического соединителя;

33 - планарный электрический контакт;

34 - штыревой электрический контакт;

35 - электрический контакт;

36 - третий уровень плат;

37 - паз второго уровня;

38 - четвертый уровень плат;

39 - формирователь напряжения;

40 - плата питания;

41 - радиатор;

42 - габаритные радиоэлементы;

43 - фильтр;

44 - модуль питания;

45 - "С"-образное физическое пространство;

46 - плата-экран для защиты от воздействия электромагнитных помех;

47 - линия среза;

48 - трассировка печатной платы: 48-1 - трассировка печатной платы первого уровня, 48-2-1 - трассировка печатной платы второго уровня со стороны платы первого уровня.

Радиоэлектронный блок в виде цветного плазменного видеомодуля 1 (фиг.1-7, 9) состоит из:

- общей платы (индикаторная цветная плазменная панель) 2 (фиг.1, 2, 9);

- экрана 3 (фиг.2, 9) для защиты от воздействия электромагнитных помех;

- пакета 4 (фиг.1, 2, 5-8, 9) параллельных плат 5 (фиг.1-8, 9), где две торцевые части пакета 4 (фиг.1, 2, 5-8, 9) параллельных плат 5 (фиг.1-8, 9) имеют "С"-образную форму 7 (фиг.2, 7, 9).

Пакет 4 (фиг.1, 2, 5-8, 9) параллельных плат 5 (фиг.1-8, 9), механически закрепленных с экраном 3 (фиг.2, 9), состоит из четырех уровней 6 (фиг.2-8) плат 5 (фиг.1-8, 9). В свою очередь, экран 3 (фиг.2, 9) механически связан с общей платой (индикаторной панелью) 2 (фиг.1, 2, 9). На платах 5 (фиг.1-8, 9) размещены микросхемы 14 (фиг.2-8, 9) и элементы поверхностного монтажа 16 (фиг.2-7, 9), объединенные в группы 17 (фиг.2, 3, 7, 9), которые размещены в шахматном порядке 15 (фиг.3, 9).

На плате 5 (фиг.1-8) первого уровня 8 (фиг.2-8) размещены:

- устройство соединительное 9 (фиг.3, 5, 7);

- устройство синхронизирующее логическое 10 (фиг.2, 3, 7);

- контроллер 11 (фиг.3).

Плата имеет электрические связи 12 (фиг.1, 2, 7, 8, 9) через гибкие соединители (шлейфы) 13 (фиг.1, 2, 9), также гнездовые 24 (фиг.7, 9) и штыревые 25 соединители:

- четыреста восемьдесят одна связь 12 (фиг.1, 2, 7, 8) ведет от индикаторной цветной панели 2 (фиг.1, 2) к устройству соединительному 9 (фиг.3, 5, 7);

- шестьсот сорок четыре связи 12 (фиг.1, 2, 7, 8) ведут от индикаторной панели 2 (фиг.1, 2) к устройству синхронизирующему логическому 10 (фиг.2, 3, 7).

Индикаторная панель 2 (фиг.1, 2) электрически связана 12 (фиг.1, 2, 7, 8) с устройством синхронизирующим логическим 10 (фиг.2, 3, 7) через гибкие соединители (шлейфы) 13 (фиг.1, 2) с десятью микросхемами 14-1 (фиг.3-6, 8) например, типа IND 16337, через трассировку 48-1 (фиг.8) первого уровня 8 (фиг.2-8). Микросхемы 14 (фиг.2, 5-8) расположены на плате 5 (фиг.1-8) в шахматном 15 (фиг.2, 3, 5, 7, 8) порядке для обеспечения плотности монтажа. Элементы 16 (фиг.2-7) поверхностного монтажа на плате 5 (фиг.1-8) первого уровня 8 (фиг.2-8) объединены в группы 17-1 (фиг.3-6) и также размещены в шахматном 15 (фиг.3) порядке относительно группы 17-2 (фиг.2) на плате 5 (фиг.1-8) первого уровня 8 (фиг.2-8). Все элементы 16 располагаются со стороны 18 (фиг.2, 5, 7, 8), не прилегающей к индикаторной панели, для обеспечения ремонтопригодности платы 5 (фиг.1-8).

Неподвижность платы 5 относительно индикаторной панели 2 (фиг.1, 2) повышает надежность связей 12 (фиг.1, 2, 7, 8).

На втором уровне 19 (фиг.2, 5-8) размещено устройство ключевое логическое 20 (фиг.2, 5). Второй уровень 19 (фиг.2, 5-8) состоит из двух плат 5-2 (фиг.5, 6). Каждая плата 5-2 имеет по шестьсот сорок четыре электрических связи 12 (фиг.1, 2, 7, 8) с индикаторной панелью 2 (фиг.1, 2) через гибкие соединители (шлейфы) 13.

Индикатор 2 с гибкими соединителями (шлейфами) 13 связан 12 (фиг.1, 2, 7, 8) с двадцатью микросхемами 14-2 (фиг.3-6), в частности типа IND 16337, т.е. устанавливается по десять микросхем 14-2 на каждую плату 5-2 (фиг.5, 6) второго уровня 19 (фиг.2, 5-8) через трассировку 48-2-1 (фиг.8) второго уровня 19 (фиг.2, 5-8). Микросхемы 14-2 (фиг.3-6, 8) расположены с двух сторон платы в шахматном 15 (фиг.2, 3, 5, 7, 8) порядке, причем микросхемы 14-2-1 (фиг.4, 6, 8) второго уровня 19 (фиг.2, 5-8) относительно первого уровня 8 (фиг.2-8) расположены на одном уровне физического пространства 21 (фиг.2, 7) с микросхемами 14-1 (фиг.3-6, 8) первого уровня, т.е. расстояние 22 (фиг.2, 8) между платами 5 (фиг.1-7) имеет высоту 23 (фиг.2, 6, 7), соответствующую высоте микросхем 14-1 (фиг.3-6, 8) или микросхем 14-2 (фиг.3-6), например, IND 16337. Причем микросхемы 14-2-2 (фиг.4, 6) также установлены в шахматном порядке 15 (фиг.4).

Платы 5-2 (фиг.5, 6), при необходимости ремонта, откидываются на 90°.

Электрическая связь 12 (фиг.1, 2, 7, 8) двух плат 5-2 (фиг.5, 6) второго уровня 19 (фиг.2, 5-8) с платой 5-1 (фиг.8) первого уровня 8 (фиг.2-8) осуществляется через гнездовой 24 (фиг.7, 9) и штыревой 25 соединители, непосредственно расположенные на сопрягаемых 26 (фиг.7) платах 5 (фиг.1-8, 9), где ось 27 (фиг.7) сопряжения контактов перпендикулярна плоскостям 28 параллельных плат 5 (фиг.1-7). Хвостовики 29 (фиг.7, 9) гнездовых 24 и штыревых 25 соединителей имеют двухступенчатую штыревую форму 30, что позволяет установить соединители 24, 25 в соответствующие по размеру металлизированные токопроводящие отверстия 31 (фиг.7) платы 5 (фиг.1-7) таким образом, чтобы отрегулировать межплатное расстояние 22 (фиг.2, 6-8) по высоте 23 (фиг.2, 6, 7) элементов 16 (фиг.2-7) поверхностного монтажа или микросхем 14 (фиг.2, 5-8). Благодаря ступеньке 32 (фиг.7) хвостовик 29 имеет как планарный 33, так и штыревой 34 электрический контакт 35, что увеличивает надежность контакта. После монтажа соединителей оставшиеся ступеньки хвостовиков удаляются по линии среза 47 (фиг.7).

На третьем уровне 36 (фиг.2, 5-7) размещено устройство ключевое логическое Y 20-1 (фиг.5) в виде одной платы 5-3, которая через гибкие соединители (шлейфы) 13 связана 12 (фиг.1, 2, 7, 8) с двенадцатью микросхемами 14-3 (фиг.3-6), в частности, типа IND 16305.

Микросхемы 14-3 расположены с двух сторон в шахматном 15 (фиг.2, 3, 5, 7, 8) порядке, при этом микросхемы 14-3 (фиг.3-6) третьего уровня 36 (фиг.2, 5-7) относительно микросхем 14-2 (фиг.3-6) второго уровня 19 (фиг.2, 5-8) расположены на одном уровне физического пространства 21 (фиг.2, 6, 7), т.е. расстояние 22 (фиг.6) между платами 5 имеет высоту 23 микросхемы 14-3 (фиг.3-6), как, например, IND 16337. Платы 5-3 (фиг.6), при необходимости демонтажа, откидываются на 90°. Электрическая связь 12 (фиг.7) плат третьего уровня 36 с платой 5 первого уровня 8 осуществляется аналогично связям 12 второго уровня 19 через гнездовой 24 и штыревой 25 соединитель, непосредственно расположенный на сопрягаемых платах 5, при этом соединители 24, 25 проходят сквозь паз 37 второго уровня 19.

На четвертом уровне 38 (фиг.2, 7) на плате 5-4 (фиг.2) размещены формирователь напряжения 39 (фиг.2, 7) и плата питания 40 (фиг.2), выходящие на радиатор 41 (фиг.1, 2). На платах 5 (фиг.1-8) этого уровня 38 (фиг.2, 7) размещены габаритные радиоэлементы 42 (фиг.1, 2, 7, 9), в частности фильтр 43 (фиг.1, 2), например МРМ2-В5ДМУ БКЮС.468240.003ТУ; модули питания 44, например МДМ10-1Е15МУП БКЮС.430609.001ТУ, которые размещены с торца 6 (фиг.2-8) пакета 4 (фиг.1, 2, 5-8) параллельных плат 5 (фиг.1-8), имеющее "С"-образное пространство 45 (фиг.2, 9). Платы 5 (фиг.1-8), при необходимости демонтажа, откидываются на 180°.

Кроме этого в межплатном пространстве размещена плата-экран 46 (фиг.7, 9) для защиты от воздействия электромагнитных помех.

Вышеизложенные конструктивные решения позволяют максимально уменьшить габаритно-весовые характеристики радиоэлектронного блока, повысить его надежность и ремонтопригодность, а также позволяют блоку экранировать при воздействии электромагнитных помех.

Таким образом, из рассмотренного следует, что заявляемое изобретение промышленно применимо и решает поставленную техническую задачу.

Заявляемая конструкция может найти применение при конструировании малогабаритных радиоэлектронных блоков, в частности видеомодуля.