CZ296496A3 - Device having the form of a casing - Google Patents

Description

Oblast technikv

Vynález se týká zařízení ve formě pouzdra pro ochranu desek s plošnými spoji, obsahujících aktivní elektronické obvody, před znečištěním okolním prostředím. Zařízení je určeno pro utěsněné balení tištěných spojů aktivní elektroniky a podobných sestav pro jejich ochranu před působením vlivu okolního prostředí. Zařízení je zejména vhodné pro umožnění přístupu k tištěným spojům aktivní elektroniky za účelem oprav a rekonstrukce.

Dosavadní stav techniky

V minulosti byla většina elektronických prvků telefonní sítě umístěna v centrální kanceláři nebo v několika velkých zvláštních místnostech umístěných mimo centrální kancelář. Tyto elektronické součástky jsou napájeny elektřinou vedenou z centrální rozvodné sítě a napájení je zálohováno bateriemi. Elektronické součástky v centrální kanceláři pracují v prostředí s pečlivě regulovanou teplotou a vlhkostí, aby se zajistila jejich náležitá funkce. Tyto elektronické součástky byly obvykle rovněž instalovány ve speciálních místnostech s řízenými parametry okolního prostředí, nebo alespoň byla tato elektronika umísťována v takových místnostech, kde bylo možné udržovat teplotu nad hodnotou venkovního prostředí a to pomocí velkého množství tepla, které vydával ze sebe sám elektronický systém.

Nedávný pokrok v digitální zpracování signálů umožnil výrobu nových a schopnějších přenosových systémů. Mnoho z těchto nových systémů vyvolalo potřebu umístit součástky aktivní elektroniky mimo centrální místnosti, v normálním venkovním prostředí, kde jsou komponenty vystaveny velkým změnám teploty, vlhkosti a jsou zde rovněž vystaveny působení všech původců znečištění okolního životního prostředí. Aby bylo možné získat úplnou výhodu těchto nových přenosových systémů je nutné umístit tuto elektroniku ve velmi malých jednotkách, které jsou napájeny z centrálních uzlů, pomocí přenosových médií. Tyto jednotky samy o sobě generují jen velmi málo tepla a jsou tedy velmi citlivé na poškození vlivem působení vlhkosti, než tomu bylo u součástek, používaných kdysi, protože jejich nedostatečné generování vlastního tepla jim neumožňuje udržovat sebe sama v suchém prostředí. Výsledkem toho je nárůst požadavků na ochranu těchto aktivních elektronických prvků před působením vlivů okolního životního prostředí.

Typická malá elektronická jednotka, umístěná v telefonní síti bude instalována techniky jen s pomocí jednoduchého nářadí a jen s omezeným dohledem. Provozní životnost této elektronické jednotky je očekávána asi kolem 20 let. Protože tyto jednotky budou relativně drahé, je rovněž důležité, aby byly opravitelné během výroby a i poté, když budou vzaty zpět, z místa působení. Tyto systémy budou rovněž vyžadovat plný rozsah typů komponent, aby mohly

vykazovat vysoký poměr náklady/cena, vyžadovaný architekty nových telefonních sítí.

Elektronické komponenty, upravené k tomu, aby byly odolnější vůči působení vlivů okolního prostředí již dnes existují pro využití ve vojenských aplikacích a v automobilovém průmyslu. Vojenské vybavení se spoléhá na použití speciálně zvolených a pečlivě zastavěných komponent, které jsou pak rozmístěny na svá místa v drahých utěsněných obalech. Těsnění těchto obalů je udržováno personálem, který následuje přesně dané údržbové postupy k udržování těchto součástek a jejich provozní životnost je navíc relativně velmi krátká. Materiály použité v těchto aplikacích jsou většinou kovy a keramika, které jsou odolné vůči absorbci vlhkosti a znečisťujících prvků. Takovéto hermeticky zabalené elektronické systémy jsou však velmi drahé pro obyčejné využití pro komerční účely. Automobilový průmysl se v této oblasti spoléhá na použití speciálně zvolených komponent, které jsou utěsněny za použití technologie zalévání součástek polymerovým plastem. Toto však vylučuje možnost opravy těchto součástek a možný návrat komponenty do provozu. Protože tyto utěsněné moduly obsahují relativně malé a levné elektronické systémy, které jen nepravděpodobně budou kdy vyžadovat nějakou opravu, může být použití těchto zalévaných polymerů vhodné pro tuto uvedenou aplikaci.

Tato konvenční řešení jsou však nedostatečná pro nové telekomunikační systémy, protože se tyto spoléhají na omezené sady součástek, na dobře proškolený a kontrolovaný údržbářský personál a teplé okolní prostředí a na možnost tyto součástky vyhodit místo jejich další opravy.

Mezi továrním využitím a použitím aktivní elektroniky

jako například sestav mikroprocesorů, dynamických pamětí s náhodným přístupem (DRAM) a/nebo jiných komponent, jako jsou odpory, kondenzátory, transformátory, ochranná zařízení tištěných spojů, elektro-optická zařízení a podobné, jsou tato zařízení často subjektem vlivu statické elektřiny a dalších typů nebezpečných vlivů, proti kterým je třeba elektronické součástky chránit. Tohoto je obecně dosaženo pomocí utěsnění komponent ve vodivých plastikových trubicích, nebo v průhledných či poloprůhledných plastikových či niklem potažených plastikových sáčcích. Nicméně zatím nebylo brán na vědomí objev, že takovéto elektronické komponenty, tj. elektronická zařízení v aktivním módu při provozu, když generují teplo, mohou být účinně utěsněny bez možného přehřívání v systému, jenž by je chránil před působením okolních vlivů, a který by umožňoval následovný přístup k tištěným spojům nebo k jiným elektronickým zařízením za účelem opravy komponent a znovuužití tištěných spojů nebo jiných elektronických zařízení. Toto neočekávané poznání či objev, který byl učiněn vynálezci, je zvláštním faktorem ve zde uvedeném vynálezu.

Utěsnění vícekolíkových elektronických konektorů pomocí gumového těsněni je velmi dobře známo. Konektory utěsněné tímto způsobem budou pracovat tam, kde je spojení jimi provedené vystaveno působení náhodného smočení vodou nebo při situacích, kdy vysušující teplo je přístupné, nebo kde je spojení vystaveno programu časté údržby. Ale v situacích, kdy jsou součástky dlouhodobě vystaveny okolním vlivům bez působení vysoušečiho tepla, dojde k vnitřnímu zvlhnuti konektorů působením přenosu odpařené vody skrze izolační polymerový materiál. Tato vlhkost bude způsobovat současně průsak vody a korozi, což povede k závadám na spojení součástek. Použití bariérového systému, kombinované se zvoleným plastikovým těsnivem je unikátně účinné při blokování těchto průsakových cestiček, bez nepříznivého ovlivnění mechanického ohýbání kontaktů nebo povrchových kontaktů. Překvapivě, tato kombinace účinně zabraňuje proudovým zkratům, i když byl konektor spojen či rozpojen vícekrát.

Podstata vynálezu

Vynález se týká utěsněného balení součástek aktivní elektroniky, určeného pro její ochranu před působením vlivů okolního prostředí, a to pomocí ochranného pružného balicího materiálu, včetně bariéry proti vlhkosti, která je zkombinována s utěsfíovacím systémem konektoru, který chrání elektroniku rovněž během provozu, kdy dochází ke generování tepla elektronickými prvky a to bez případného přehřívání elektroniky. Těsnící systém nemá žádný vliv na proces elektronické sestavy a může být vyjmut a zase umístěn nazpět mnohokrát bez toho, že by došlo k poškození elektroniky a je zároveň tak umožněno celkové opravování elektronických prvků. Vynález rovněž poskytuje způsob výroby těsnících podsestav, do kterých mohou být aktivní elektronické prvky vloženy, což zjednodušuje konečné utěsnění aktivní elektroniky. Použití plastů pro těsnící a balicí materiály produkuje nehermetický obal, potenciálně nebezpečné účinky vlhkosti a dalších nebezpečných chemikálií, které mohou difundovat skrze plastikový materiál, mohou být absorbovány volitelným zahrnutím malého množství vysoušedla/absorbentu uvnitř obalu. Tak tedy

vynález poskytuje kromě již uvedených vlastností i mnoho dalších výhod, zjevných jistě tomu, kdo má jisté zkušenosti s oblastí, jíž se předchozí popis týká.

Přehled obrázků na výkresech a zásuvkami konektoru provedeno za použití

Obr.l ukazuje sáček utěsněný proti vlivu okolního prostředí, s utěsněnými kolíky a zásuvkami vícekolíkového konektoru, do kterého může být prvek aktivní elektroniky zasunut a následovně v něm může být utěsněn.

Obr.2 ukazuje průřez jedním provedením utěsněného obalu pro elektroniku laminátové konstrukce.

Obr.3 ukazuje průřez kolíky a zásuvkami konektoru s konvenčním těsněním.

Obr.4 ukazuje průřez kolíky v provedení, kdy je utěsnění elastického těsniva, zkombinovaného společně s bariérovou konstrukcí.

Obr.4b ukazuje průřez spojeným kolíkovým a zásuvkovým konektorem z obr.4, ukázána je zde zároveň zablokovaná cesta průsaku vlhkosti.

Obr. 5a ukazuje průřez utěsněnými kolíky a zásuvkami jednoho provedení adaptéru konektoru, které je založeno na konvenčním drátovém konektoru DIN.

Obr. 5b ukazuje průřez utěsněnými kolíky a zásuvkami jednoho provedení adaptéru konektoru, které je založeno na konvenčním drátovém konektoru DIN.

Obr. 6 ilustruje průřez utěsněnými kolíky a zásuvkami jednoho provedení adaptéru konektoru, které je založeno na konektoru obyčejné konstrukce.

Obr.7 ilustruje průřez utěsněným hranovým konektorem

tištěného spoje, který používá konstrukci těsnící bariéry na konektoru.

Obr.8 ukazuje pohled na provedení vodícího a západkového systému, kterým je provedeno připevnění tištěného k adaptéru bez nutnosti přímého přístupu při připevnění součástek.

Obr. 9 ilustruje provedení mechanicky chránící utěsnění obalu elektroniky.

Obr.10 ilustruje několik modulů utěsněné aktivní elektroniky, sestavených do několika desek, propojených pomocí utěsněného kabelu.

Obr.11 ilustruje modul utěsněné aktivní elektroniky, používající konstrukci, jenž je více odolnější proti nárazům a proti pomačkání.

Obr.12 ukazuje provedení pro získávání více tepelné energie z utěsněného obalu elektronického prvku.

Obr.13a ilustruje část, ukázanou na obr.12 poté, co byla sestavena a průřez cesty, odvádějící tepelnou energii.

Obr.13b ilustruje část, ukázanou na obr.12 poté, co byla sestavena a průřez cesty, odvádějící tepelnou energii.

Obr. 13c ukazuje alternativní provedení konstrukce pro odvod tepelné energie.

Obr.14a ukazuje provedení utěsněného modulu aktivní elektroniky, u kterého je použit utěsněný kabel pro propojení, místo utěsněného vícekolíkového konektoru.

Obr.14b ukazuje provedení utěsněného modulu aktivní elektroniky, u kterého je použit utěsněný kabel pro propojení, místo utěsněného vícekolíkového konektoru.

Obr.15 ukazuje provedení sáčku, utěsněného před vlivem okolního prostředí, sloužícího ke vložení elektronického prvku, s následujícím utěsněním za použití konektoru hranového typu.

Obr.16 ilustruje alternativní provedení obalu, kde je elektronický prvek vložen do ochranného sáčku a je zde použit konektor hranového typu.

Obr.16a ilustruje alternativní provedení obalu, kde je elektronický prvek vložen do ochranného sáčku a je zde použit konektor hranového typu.

Obr.16b ilustruje alternativní provedení obalu, kde je elektronický prvek vložen do ochranného sáčku a je zde použit konektor hranového typu.

Obr.17 ilustruje další alternativní provedení ochranného obalu, používající adaptér kroužkovitého typu a dva kusy plachtovítého uzávěru.

Obr.18 ilustruje vylepšený balící systém pro použití v podzemních aplikacích, nebo v případě, kdy bude elektronika případně ponořena pod vodní hladinu na dlouhou dobu.

Příklady provedení vynálezu

Obzvláště upřednostňované provedení vynálezu bude více objasněno vzhledem k připojeným nákresům. Specifičtěji, obr.l ukazuje utěsněný obal 100 elektronického prvku, který má takový tvar, jenž je schopen vložení celého tištěného spoje s prvky aktivní elektroniky 1000. Samozřejmě, že utěsněný obal elektronického prvku může mít jakýkoliv vhodný tvar, který bude umožňovat vložení požadovaného tištěného spoje. Obal může být vyroben z oddělených vrstev, spojených dohromady, nebo z jedné vrstvy materiálu, která bude přehnuta tak, jak je nakresleno na obrázku. Specifičtěji, utěsněný obal elektroniky 100 se skládá z vrstvy materiálu

10, který je schopný poskytnout ochranu před vlivem okolního prostředí (vlhkost), který je vytvarován do trubice takové velikosti, jenž je vhodná k zasunutí tištěného spoje s aktivními elektronickými prvky 1000.

Trubice může být vyrobena s přehybem, nebo se švem. Vrstva materiálu 10 je utěsněna buď s pomocí lepidla, nebo svařením podél podélného švu 12 a okolo modulu adaptéru 18 s kolíkovým konektorem 16 procházejícím skrze adaptér a přesahujícím dovnitř a ven z modulu adaptéru.

Vzduchotěsné utěsnění je zkonstruováno okolo kontaktu kolíkového konektoru 16, které prochází skrze adaptér 18 způsobem, jenž je popsán níže. Kontakty kolíkového konektoru 16, přesahující dovnitř obalu 100 jsou schopny spojení s konektorem 19 na elektronickém tištěném spoji 23 a kontakty kolíkového konektoru 16 přesahující ven z obalu 100 jsou schopny spojení s utěsněným konektorem 20, který přenáší signál z aktivní elektroniky 1000 do celého zbytku systému. Stabilizační bloky 25 jsou upevněny k aktivní elektronice 1000 tak, aby bránily poškození této vlastní elektroniky. Tato vlastnost bude popsána dále detailněji. Aktivní elektronika 1000 je vložena do otevřeného konce nakresleného obalu 100, až konektor 19 dosedne na konektorové kolíky 16, přesahující dovnitř obalu 100. V některých případech bude mít aktivní elektroniky 1000 ostré body, poněkud vystupující z jejího povrchu. Tyto ostré hroty by mohly propíchnout vrstvy materiálu 10 a způsobit možnost průsaku obalem. Mohou být účinně ošetřeny nejprve obalením prvků aktivní elektroniky 1000 pomocí protlačovanou plastikovou trubicí s velkými otvory, plastikovou pěnou, papírem, nebo papírem, který by rovnou obsahoval absorbční materiál. Uvedené materiály jsou levné, nemají žádný

nevhodný vliv na přenos tepla a jsou dost silné a pevná na to, aby zabránily ostrým hrotům v propíchnutí vrstvy materiálu 10. Poté, co je konektor 19 obalen ochrannou je k němu připojen balíček s absorpčním materiálem (sušidlo) 22, který je tedy vložen do otevřeného konce obalu 100 a zadní hrana 14 je utěsněna za použití jednoduchého stroje na utěsňování obalů, na tepelném principu.

Alternativně, může být toto utěsnění vyrobeno za použití gelového těsniva a kovové svorky, či suchého zipu, nebo normálního zipu. Tyto druhy těsnění mají výhodu v tom, že mohou být snadno otevřeny a znovu zavřeny. Jakmile je toto utěsnění kompletní, aktivní elektronika 1000 je chráněna před vlivy vlhkosti a dalších znečišťujících prvků. V některých případech je nutné, aby konečný uživatel elektronické sestavy mohl sledovat kontrolní světla, jenž jsou na hraně prvku aktivní elektroniky 1000. Průhledné okénko 21 je umístěno ve vrstvě materiálu 10, skrze nějž mohou být tato kontrolní světla sledována. Přednostně bude okénko neprůchodné pro vlhkost, může to být například plast s potahem ITO. Volitelně může být do obalu umístěn jednosměrný ventil, umožňující únik přetlaku v případě, že obal byl utěsněn za normálního tlaku u hladiny moře, a systém je pak používán v místě, kde je tlak stále nižší, například ve vysoké nadmořské výšce, nebo přednostně malý objem vzduchu může být do obalu zaveden po jeho konečném utěsnění, takže při případných změnách v teplotě či v tlaku během provozu elektronického prvku se bude objem pružné laminované bariéry moci měnit bez generování vnitřního přetlaku. Vhodný rozsah provozních teplot je od -40°C do 93°C (od -40°F do 200°F) . Tlak se bude měnit v rozsahu od tlaku na hladině moře 101,325 kPa do tlaku, který je ve

SKfT’ výšce 6080 m, tedy asi 43,165 kPa.

Vrstvy materiálu 10 a obzvláště upřednostňované provedeni jsou popsány na obr.2 a obecně musí odolávat přístupu vlhkosti, musí odolávat propíchnutí jakýmkoliv ostrým hrotem a musí si udržovat spojitost po celou dobu provozní životnosti výrobku. Jakýkoliv laminovaný nebo substrátový materiál, schopný odolávat propíchnutí, chemicky agresivnímu prostředí a teplotním extrémům a bude si zároveň udržovat vysokou úroveň ochrany proti průchodu vlhkosti a ochrany proti dalším nebezpečím, které vyvolává okolní prostředí, je vhodný pro použití s tímto vynálezem. Obzvláště materiály, které jsou známy jako stabilní a soudržné po dlouhou dobu v těchto provozních podmínkách, jsou vhodné pro použití.

Upřednostňované provedení laminované konstrukce by mělo dostatečnou tloušťku, která by umožňovala zacházení s elektronickým prvkem bez možného propíchnutí obalu, jeho roztržení, nebo ztráty integrity svaru. Rozsahy pro tloušťku vrstvy jsou až do 0,3 milimetrů pro vnější vrstvy obalů, 0,1 mm pro vnitřní vrstvy obalů a 0,0254 mm pro střední vrstvy obalů. Uvedená vrstva materiálu 10 se skládá z horní a spodní vrstvy z vhodného materiálu, jako například polyetylén s vysokou hustotou o tloušťce asi 0,15 mm a vnitřních vrstev, jenž jsou z ionomeru silného asi 0,05 mm, a nakonec je zde střední vrstva, jenž je silná asi 0,0254 mm a je z kovu, například z hliníku, nebo z jiného vhodného materiálu. Interlaminární pevnost spojení by měla zůstat nad hodnotou 35 kg.m^_1= 350 N.m’¹ (tj. 2 lbs.inch'¹), podle ASTM D 1876-93. Volitelně může být vnitřní povrch materiálu černý, aby absorboval teplo, vyzářené aktivními elektronickými prvky během provozu. Navíc vnější a/nebo vnitřní povrchy

mohou být vyrobeny s antistatickým povlakem aby bylo snížen elektrostatický vybíjecí potenciál (ESD). V jistých prostředích je obalem vnitřní a vnější vrstva plastu se střední kovovou vrstvou. Použitelné tloušťky jsou 0,38 mm, 0, 0254 mm a 0,38 mm.

Obecný vlastnosti vrstvy materiálu musí být následující (materiál jim musí vyhovět): odpor proti propíchnutí materiálu, když je tento testován za použití ASTM F 1306-90 s koncem podle šroubováku, musí být větší než 11,35 kg, a při použití konce jehlovitého, by měl být tento odpor větší než 6,81 kg. Přednostně by měl být odpor proti propíchnutí šroubovákem vyšší než 13,62 kg a proti propíchnutí jehlou větší než 9,08 kg. Materiál by měl mít odpor proti roztrženi větší než 3,623 kg, přednostně vyšší než 5,448 kg při testování podle ASTM D 2582-93. Tepelný svar, získaný na švu laminátu, když je tento vytvarován do sáčku, by měl odporovat oddělení silou vyšší než 13,62 kg., přednostně však síle vyšší než 15,89 kg, když je materiál testován podle ASTM D 187 6-93. Tyto výkonové charakteristiky by se neměly významněji snižovat s postupem času, nebo s vystavením působení okolního prostředí.

Vhodný laminát je prokreslen v Patentové přihlášce WO 92-19034, (U.S. No.:08/129201, podaná 13. Října 1993), jenž je zde zcela zahrnuta odkazem, ale i jakákoliv laminovaná vrstva, schopná odporu proti propíchnutí a současně zabraňující průniku vlhkosti a ochraňující elektroniku před nebezpečími okolního prostředí, jako například znečištěním, je vhodná pro použití s uvedeným vynálezem. Obr.2 ilustruje upřednostňované provedení laminované konstrukce.

Rozsahy tloušťek vrstev mohou být mezi 75 a 350 mikrony (mikrometry) u vrstev 10a a lOe, mezi 20 až 200 mikrony pro vrstvy 10b a lOd a asi mezi 5 až 75 mikrony pro vrstvu 10c. Materiál vrstvy 10 se skládá z horní vrstvy 10a a spodní vrstvy lOe, jenž jsou vyrobeny z vhodného materiálu, jako je například polyetylén s nízkou hustotou a o tloušťce asi 200 mikronů a dále se skládá ze dvou vnitřních vrstev silných asi 80 mikronů, z materiálu, jímž je odlévaný polyamid nebo polyester a nakonec je zde ještě střední vrstva silná asi 20 mikronů, vyrobená z hliníku, nebo z jiného vhodného materiálu. Volitelně, toto však není na obrázku nakresleno, může být vnitřní povrch materiálu opatřen černou barvou, nebo jiným materiálem, který absorbuje teplo, vyzařované aktivní elektronikou během jejího provozu. Vnitřkem je zde myšlena ta část vrstvy materiálu, která po svaření materiálu do „obálky nebo do uzavřeného obalu, bude mít černé strany, které budou umístěny čelně k opačným stranám desky tištěného spoje.

V některých případech je žádoucí, aby laminát měl třírozměrný tvar, místo toho, aby byl pouze plochý. Toho může být dosaženo vytvořením vrstvy materiálu ještě před jeho svařením. Pokud je požadován velký objem obalu, může být vrstva hliníku nahrazena vrstvou jiného kovového materiálu, který bude vysoce plastický, jako je třeba cín, slitiny cínu a podobné materiály, které jsou schopné vydržet veliké deformace. Materiál, použitý k výrobě okénka 21 musí rovněž, a to co nejlépe, blokovat průnik vlhkosti dovnitř obalu, také průnik chemických znečištění, a elektronického šumu, zároveň však musí ještě zůstat průhledný. Tohoto může být dosaženo použitím průhledného plastu, pokrytého tenkým povlakem z anorganického materiálu, jako je například indium cín-oxid (ITO), oxid křemičitý SiO₂, legovaný oxid titaničitý TiO₂, legovaný oxid hlinitý A1₂O₃, a podobné materiály.

Například více vrstevný laminát, vyrobený z polyesteru a polyetylénu s nízkou hustotou, může být použit s nebo bez anorganických povlaků.

Vrstva materiálu 10 může být slita s adaptérem 18 v případě, že vnitřní vrstva pružného laminátu a adaptér jsou vyrobeny z podobného polymerového materiálu. Slití je upřednostňované provedení. Například výroba adaptéru je možná z polyetylénu nebo z vhodného termoplastu, které jsou běžné pro balení i pro vstřikovací odlévání a výroba vnitřní vrstvy materiálu může být provedena z téhož materiálu, a to přivedením dostatečného množství tepla do oblasti, kde se materiály slinují dohromady. Navíc, pokud vnější vrstva materiálu bude odpovídat materiálu adaptéru, bude umožněno, aby vnější vrstva protékala a spojovala se s materiálem adaptéru a pokrývala tak hrubou hranu vrstvy materiálu.

Alternativně hrany mohou být adhesivně utěsněny tak, aby vytvořily uzávěr. U upřednostňovaného provedení vynálezu je vrstva materiálu 10 utěsněna a připevněna k adaptéru 18 pomocí horkého nataveného lepidla nebo reaktivního horkého nataveného lepidla. Výslovně je to horké natavené lepidlo založené na bázi styren-butadien-styren, SBS polyamid nebo polyester, nebo termosetové epoxidové lepidlo, polyuretan nebo polyester může být rovněž použit. Je důležité, aby vysokofrekvenční zvuky byly odblokovány a aby neprocházely skrze obal 100, čehož je dosaženo tím, že aktivní elektronika 1000 je uzavřena ve vodivé vrstvě. Vrstva fólie v materiálu 10 může být účinná právě k tomuto účelu, a vodivá vrstva může být nanesena na vnitřní povrchy adaptéru 18 pomocí rozličných procesů, jako je například odpařovací nanášení, plátování, nebo barvení vodivým lakem. Opatrnost je nutná k tomu, aby bylo možné se vyhnout zkratování kolíku nereagovaný, a to (uzavření) obalu _ v Patentové přihlášce konektoru 16. Ke spojení vrstvy fólie ve vrstvě materiálu 10 s vodivou vrstvou na vnitřním povrchu adaptéru 18 může být použito elektricky vodivého horkého nataveného lepidla.

Elektricky vodivá lepidla, tavící se při vysokých teplotách mohou být vytvořeny přidáním konduktivních plniv do obvyklého lepidla s vysokou teplotou tavení. Popis takových materiálů a rovněž alternativních feromagnetických plnidel by mohl být takový, že proměnná magnetická pole budou poskytovat vyhřívání během sestavy. Raychemova Patentová přihláška U.S.08/049900 popisuje právě takovéto materiály. Aplikace je zde zcela zahrnuta v rozsahu různých odkazů.

Rovněž s těmito opatřeními malé množství vlhkosti (asi tak 30 mikrogramů/hodinu) a znečišťující prvky jako jsou sirovodík H₂S, oxid siřičitý S0₂, chlór Cl₂, a oxid dusičitý NO₂ budou přenášeny skrze polymerové utěsněni obalu 100 a poškodí aktivní elektroniku 1000. Za tímto účelem je dovnitř obalu 100 vložen pytlíček se sušidlem, který by problém s přenosem vlhkosti měl vyřešit. Pytlíček absorbuje toto malé množství vlhkosti a znečištění ještě dost dlouho po uplynutí 20 let životnosti celého systému. U upřednostňovaného provedení vynálezu je použit k absorbci vlhkosti a znečištění silikagel, oxid hlinitý (alumina), a nebo molekulární sítka. Přirozeně že je důležité, aby pytlíček sušidla 22 byl uchováván v suchém stavu, až do doby, kdy dojde k zapečetění 100. Vhodné

No příklady jsou popsány :07/973922, podané 22.

U.S.

Listopadu 1992, která je zde zcela zahrnuta jako odkaz. Je rovněž dosti důležité, aby balíček se sušidlem 22 nebyl nikdy náhodně ponechán mimo obal 100 během konečného sestavování. Balíček 22 je ukotven uvnitř obalu 100 tak, že je udržen zcela jasný průhled okénkem 21 v obalu.

U upřednostňovaného provedení vynálezu je sušidlo utěsněno v polyetylénovém sáčku, jehož průchodnost pro vlhkost je natolik vysoká, že tak sáček dokáže udržovat nízkou vlhkost uvnitř balíčku s prvky aktivní elektroniky, ale ještě dostatečně nízká k tomu, aby bylo možné ochraňovat vlastní sáček se sušidlem před vlhkostí předtím, než dojde k jeho vložení do balíčku s prvky aktivní elektroniky. Alternativně, je sušidlo utěsněno v neprosakujícím obalu, který má na jedné straně propíchané otvory. Tyto otvory jsou utěsněny adhezivní záplatou, která je připevněna na dlouhé barevné pásce. Použitím adheziva citlivého na tlak je balíček přichycen na obvyklém místě uvnitř obalu 100 pomocí pásky, která prochází ven z otevřeného otvoru a svůj volný konec 'má připevněn ke vnější straně obalu 100. Před konečným utěsněním zadní strany 14 balíčku, musí technik, který toto sestavuje vytáhnout pásku a tak vystavit sušidlo na poslední chvíli působení vnějšího okolí tohoto sušidla ještě před tím, než je konečné uzavření balíčku s prvky aktivní elektroniky provedeno. Po tomto konečném uzavření balíčku 100 může být otestována integrita těsnícího uzávěru a to nahřátím utěsněného balíčku s prvky aktivní elektroniky 100 v peci po dobu několika minut, nebo hodin. Teplo způsobí, že vzduch v balíčku 100 se bude roztahovat a bude prosakovat, nebo viditelně roztáhne správně utěsněný balíček 100. Když je balíček ochlazen na pokojovou teplotu, pokud prosakuje, okamžitě splaskne a bude jednoduše zjistitelný. Alternativně, předtím, než je provedeno konečné utěsnění, tlakový test může být proveden vložením gumové zátky do otevřeného konce balíčku 100 a spojením tohoto balíčku se zdrojem tlakového vzduchu skrze uvedenou zátku a ponořením tohoto balíčku pod vodní hladinu. Natlakován! balíčku bude mít u prosakujících za následek únik bublinek z balíčku, což je snadno viditelné. Další alternativní test je podtlakování (vakuum) nebo stlačovací test, které mohou být rovněž použity ke stejným účelům.

Účinné utěsnění prvků aktivní elektroniky 1000 rovněž vyžaduje utěsnění kolíkového konektoru 16 v případě, kdy je tento zasunut do konektoru 20, kdy mají oba poskytovat celkově utěsněný systém. Obr.3 ukazuje pohled v průřezu na obvykle dosažitelný těsněný konektor. Skládá se ze samčího protikusu (zástrčka) 1900, těsnění 1901, konektorových kolíků 1902, samičího protikusu (zásuvka) 1903, a z kolíkových lůžek 1904. Když zástrčka 1900 dosedne do zásuvky 1903, je těsnění 1901 stlačeno pevně mezi vrcholem konektoru 1910 a je tak provedeno utěsnění. V souladu s uvedeným vynálezem, pokud zadní část konektoru 1911 a rovněž zadní část konektoru 1912 jsou utěsněny zalévacím materiálem nebo v baličku 100, voda nemůže prosakovat do dutin okolo konektorových lůžek 1904. Tento typ konstrukce konektorů bude bránit vytváření konduktivních cestiček v konektoru po krátkou dobu, ale protože se vlhkost a znečištění mohou přenášet skrze tvářený plastikový polymer, přidržující kolíky, pokud je neustále vystaven vysoké vlhkosti a znečištění, dutiny okolo konektorových lůžek 1904 budou eventuálně vlhké a znečištěné. Toto znečištění poskytne cestičky pro prosakující vlhkost mezi konektorovými lůžky 1904 a dojde rovněž ke korozi konektorových lůžek 1904 a i kolíků 1902 což bude snižovat kvalitu uskutečněného spojení.

Obr. 4 a obr.4b ukazují částečný průřez konektorem podle upřednostňovaného provedení vynálezu, který poskytuje mnohem lepšího utěsněného konektorového spojení. Zástrčka 2000 je identická konvenční zástrčce 1900, ale konstrukce zásuvky 2003 je odlišná od zásuvky 1903. Zásuvka 2003 je zhotovena vložením konektorových lůžek 2004 do polymerové deskové základny 2016. Pak horní polymerový kryt 2015 je instalován přes konektorová lůžka 2004. Horní polymerový kryt 2015 je zhotoven s příčkami 2013, které obklopují každé konektorové lůžko 2004 a přesahují až k základní desce 2016. Hydrofobní těsnivo, jako je například mazací tuk, nebo přednostně elastický gel, je dodáno do zásuvky 2003 tak, aby téměř úplně zaplnilo dutinu v zásuvce 2003. Silikonové gely, jak jej popisují Patentová přihlášky U.S., No.5111497, No.5246383, sériové číslo 07/006917, jenž jsou zde zcela zahrnuty jako odkazy, jsou obzvláště užitečné pro tento účel, protože tyto gely bude lpět na povrchu uvnitř konektoru a ještě budou dostatečně pružné k tomu, aby gely neinterferovaly s odklonem konektorového lůžka 2004 během vkládání kolíkového kontaktu 2012. Tyto gely jsou extrémně účinné pro udržování vody mimo kovové a plastikové kontaktní povrchy. Upřednostňované gely musí mít tu vlastnost, že jsou hydrofobické.

Zásuvky s přepážkami pro podporu kontaktů jsou běžně k dostání. Série konektorů DIN (podle DIN 41612, IEC 603-2), vyráběná společností T&B a dalšími výrobci, obsahuje přepážky, které zabraňují náhodnému kontaktu konektorových lůžek 2004 a podpírají malé klínky, která drží elastická raménka konektorových lůžek 2004 v předepjatém stavu, což je výhodné pro dobrý kontakt vodičů. Tato konstrukce je užitečná rovněž pro utěsnění konektoru. Dodatečnou překvapivou výhodou silikonového gelu je to, že jeho extrémně nízká povrchová energie způsobuje rychlé a snadné smáčení povrchu. Velké povrchové plochy, vzniklé vnitřními přepážkami 2013 umožňují vyplnit dutiny konektoru jednoduchým zalitím nezatuhnutého gelu skrze malé otvory do krytu 2010. Nízká povrchová energie umožňuje, aby kapalina protekla skrze otvory, pokryla stěny každého vnitřního povrchu a vyplnila zcela konektor. Viskozita méně než 1000 centipoise, přednostně však kolem 800 centipoise, pro nezatuhlý gel je dostatečně nízká k tomu, aby umožnila vyplnění konektoru se vzdáleností mezi kolíky asi 2,54 mm. Přítomnost gelu nebo mazacího tuku v zásuvce konektoru 2003 obzvláště na spodku, kde se polymerová základní deska 2016 setkává s polymerovým horním krytem 2015 a přepážkou 2013, bude bránit vytváření vlhkosti a znečištění mezi konektorovými lůžky 2004. Tento gel nebo mazací tuk by měl být dostatečně jemný, aby umožnil zapouzdření dosednuvších kolíků zástrčky 2000 bez nadměrné síly. Tvrdost v rozsahu 15-50 gramů, měřená strukturálním analyzérem používá standardní MQC procedury, které vyhovují těmto podmínkám. Patentová přihláška U.S. 4852636, jenž je zde zcela zahrnuta pomocí odkazů, popisuje proceduru, známou člověku zkušenému v této oblasti techniky pro určování tvrdosti materiálů v gramech. Toto je někdy zváno též Volandovou tvrdostí. Těsnění 2001 v zástrčce 2000 by mohlo být vyrobeno z gumy, nebo z gelového materiálu, s vyšším modulem pružnosti a tvrdostí. Tvrdost v rozsahu 30-70 gramů bude uspokojivá vzhledem k požadavku, aby gel nebo guma v zástrčce vydržely vícenásobné zasouvání, bez poškození gelu, které by umožnilo ztrátu těsnící schopnosti. Gel s tvrdostí okolo 30-50 gramů bude uspokojovat požadavky jak zásuvky 2003, tak i zástrčky 2000 a může být použit na obou těchto součástech. Gelový materiál má výhodu v tom, že bude porušovat cestičky, kterými se vlhkost dostává přes horní kryt 2010, z důvodu hydrofobických vlastností gelového materiálu. Tak konektory mohou dosednout i když je na povrchu přítomna vlhkost a i tak může být dosaženo vysokého izolačního odporu.

Těsnění gelového typu přednostně zatuhne na místě, aby bylo dosaženo vysoké adheze se zástrčkou 2000. U alternativního provedení může být toto těsnění gelového typu zhotoveno vyražením z desky vystuženého pěnového gelu s otevřenými buňkami, jak je to pospáno detailně v Patentové přihlášce U.S.4835905 a U.S. sériové číslo No.07/762533, podané 14. ledna 1992, kteréžto uvedené patenty a přihláška jsou zde uvedeny zcela s pomocí odkazů. Toto těsnění může být přidrženo na místě zaformováním přidržovacích prvků do adaptéru 18 (dle obr.l), nebo pomocí mechanického rámu, který je na místě přidržen šrouby, nebo západkami.

Obr.4b ukazuje další výhodu této konstrukce. Pokud dochází k sestavování a rozebírání sestavy, mechanické napětí v gelu je vysoké pouze na materiálu v blízkosti vrcholu dutiny v zásuvce 2003, takže ztráty gelu a vytváření prázdných prostor 2100, které mohou zavlhnout, se vytvářejí pouze v této oblasti. Tyto prázdné prostory 2100 nicméně jsou izolované jeden od druhého gelovým utěsněním spodní cestičky 2101 mezi konektorovými lůžky na spodku zásuvky 2003 a rovněž gelovým nebo gumovým těsněním 2001 stlačeným na horním krytu 2010, které tak blokuje horní cestičku 2102. V některých případech koaxiální konektor bude použit k zavedení vysokofrekvenčního signálu do prvků aktivní elektroniky 1000. Stejná těsnící technologie může být použita s tím typem konektorů, kde střední kontakt zásuvky je vyplněn gelem tak, aby zabraňoval průsakům, způsobujícím zkraty, od středu kontaktu k uzemnění.

Obr.5a a obr.5b ilustruje pohled v průřezu na adaptér 18 nebo adaptér 18b, instalovaný v součásti 2201 nebo 2201b, vyrobené vstřikovacím litím (pozice 18 na obr.l) a utěsněný za použití zalévacího materiálu 2203 nebo 2203b jako například vytvrditelný polyuretan nebo epoxidové sloučeniny. Obr.5a je provedení spojení zástrčka-zásuvka, zatímco obr.5b je spojení zásuvka-zástrčka. Hlavní rozdíl je zásuvka 2250 na obr.5a a provedení kolíku 2240 na obr.5b. identické části jsou označeny jako stejné, zatímco odlišná provedení zahrnují index „b, vedle čísla na obr.5b. Následovně pružný těsnící sáček 10 je spojen k formované části. Aby bylo zabráněno průsaku zalévaného materiálu během vlastního zalévání, na místo těsnění 2001 může být vložena uzavírací záslepka a uložena zde do té doby, než zalévací materiál zatuhne.

Obr.6 ilustruje konstrukci alternativního adaptéru, kde kontaktní kolíky 16 jsou vloženy nebo zaformovány do formovaného adaptéru 2211. Jak je vidět na obr.5, utěsněný sáček 10 je následovně připevněn. Toto provedení uspoří fázi se zaléváním a v podstatě vytváří jednu část konektoru DIN, mezi vnitřkem sáčku a vnějším prostředím. Na obr.5a a na obr, 5b ale rovněž i na provedení dle obr.6, zahrnuje zadní deska 2260 zásuvky 2261 a 2262 na desce. Utěsněná elektronické deska tištěného spoje pak dosedá do zadní desky 2260.

Obr. 7 ilustruje způsob utěsňováni konektorů hranového typu 2300. Těsnění 2301 je připevněno k adaptéru 500 tak, že když je konektor zasunut do zásuvky 2320 a těsnění 2301 bude stlačeno napevno naproti okraji zásuvky 2320 a těsnícímu kroužku 2330. K dalším zablokování průsakových stezek (cestiček) v zásuvce 2320 může být gel umístěn i do ní.

Obr.8 ukazuje mechanismus vodicí a mechanismus západek, které umožňují, aby byla aktivní elektronika 1000 zasunuta do konektorových kolíku 16, přesahujících dovnitř adaptéru 18. Vodicí žebra 2210 jsou použity k bezpečnému vedení aktivní elektroniky 1000 do polohy, ve které tato zabere s kolíky konektoru 16, přečnívajícími dovnitř adaptéru 18. Západkovitý mechanismus 2211 pak dopadne do otvoru 2212 v desce tištěného spoje aktivních elektronických prvků a přidrží ji bezpečně na adaptéru 18. Přednostně, západka 2211 se skládá ze „hmatového zámku a „zámku v poloze na-místě, které zabraňují nežádoucímu uvolnění desky tištěného spoje při vzniku vibrací, stejně jako poskytuje informaci o tom, zda je zámek západky na svém místě v uzamčené poloze, ve spojení s konektorem. Vhodná konstrukce západky, např. zatížení pružinou a vhodné lože, např. pěnová guma, instalovaná ve spodku, tj. v základně vodících žeber 2211 a přilehlá k obdélníkovému čelu adaptéru 18, může být použita ke snížení velikosti sil působících na aktivní elektroniku 1000, když je tato elektronika náhodně upuštěna na zem během manipulace.

Pokud vrstva materiálu 10 je relativně tenká a pružná, bylo by možné poničit aktivní elektroniku 1000 (není vidět) působením tlaku na vnějšek obalu 100. Obr.9 ilustruje způsob zabránění vzniku tohoto problému v situacích, kde modul může přetrpět hrubé zacházení. Po utěsnění obalu 100 je sestava vložena do ochranné krabice 101. Adaptér 18 by mohl být konstruován tak, aby zapadl přesně do otvoru ochranné krabice 101 s patřičnými otvory pro šrouby nebo jiné připevňovací prvky, které by přidržovaly součásti dohromady, čímž by tak byl vytvořen konečný modul elektroniky 102. Pokud jsou použity šrouby, pak modul 102 může být snadno otevřen později za účelem provedení oprav na prvcích aktivní elektroniky 1000. K umožnění upevnění prvků aktivní elektroniky 1000 a k jejich stabilizaci v ochranné krabici 101, jsou uvnitř krabice distanční bloky 25 (obr.l), jenž jsou připevněny k desce tištěného spoje aktivní elektroniky 1000 ještě předtím, než je svařena vrstva materiálu 10. Tyto bloky, volitelně pěnové bloky, jsou velikostí uzpůsobeny k tomu, aby přesně sedly dovnitř ochranné krabice 101. Toto zabrání poškozujícímu ohnutí desky tištěného spoje aktivní elektroniky 1000 a konektoru 19 během manipulace a vibrací a rovněž to pomůže ochránit pružný laminát obalu. U upřednostňovaného provedení vynálezu je ochranná krabice 101 formována lisováním pomocí tlaku vzduchu a otvory jsou zde umístěny za účelem odvádění vody a k umožnění průhledu dovnitř obalu za účelem zjištění stavu kontrolních světel na desce tištěného spoje aktivní elektroniky 1000.

Obr.10 ilustruje sestavu několika modulů 102 v jedné utěsněné matrici 203. Každá jednotlivá deska má několik zásuvek 204 elektricky spojených s matricí tištěných spojů a pak zalitých tak, aby byla vyloučena přítomnost vlhkosti na zadní straně. Kabely rovněž spojené s matricí tištěného spoje přenášejí signály do utěsněných koncových bloků 205. Jakmile jsou moduly 102 jsou zasunuty do utěsněných zásuvek 204, je vytvořen zcela utěsněný systém určený k ochraně elektroniky. Dodatečnou výhodou individuálního utěsnění každé desky tištěného spoje aktivní elektroniky je velmi vysoká spolehlivost. Pokud i tak nakonec dojde k prosáknutí u jedné, ostatní jsou ještě stále nedotčeny. Rovněž senzory vlhkosti mohou být zahrnuty v každém utěsněném balíčku s elektronikou 100. Pokud jedna z jednotek bude vlhká, rozezvučí se alarm což znamená, že jednotka by měla být vyměněna.

Ochranná krabice 101 má nevýhodu snížení tepelného přenosu systému a dodává ještě další nároky na náklady a objem balíku. V některých případech, kdy jenom mírná mechanická ochrana je vyžadována, může být použit jenom pevnější materiál vrstvy 10, kde tloušťka kovové fólie bude zvýšena za účelem vyššího odporu proti ohýbání. Obr.11 ilustruje uzávěr tohoto typu, u kterého je těžký materiál vrstvy 200 zavařen teplem do trubicovitého tvaru, který bude přesně dosedat k adaptéru 218. Spoj, může být proveden roztavením materiálu, mezi adaptérem 218 a materiálem vrstvy 200, nebo přednostně zde lze použít pásek 202, který se stahuje vlivem tepla společně s lepidlem rovněž tavícím se pod vlivem tepla, a to na vnitřní straně, spoj je stažen mezi adaptérem 218 a vrstvou 200. Zadní strana může být uzavřena utěsněním pomocí působení tepla a přehnutím tak, jak je to běžné u krabic s mlékem, nebo vložením uzávěru podobného tvaru, jako má adaptér 218 a jeho utěsněním podobným způsobem.

V některých případech teplo, vytvořené aktivní elektronikou 1000 bude docela vysoké. Hlavní překážkou pro přenos tepla ven z balíčku je izolační vrstva vzduchu uvnitř, pod vrstvou materiálu 10. Teplotní odpor vrstvy 10 samotné je velmi malý, protože je tato vrstva velmi tenká a většinou vyrobena z kovu. Obr.12 ukazuje způsob teplotního spojení zahřáté komponenty desky aktivní elektroniky 1000, skrze vrstvu 10 a do tepelného chladiče 250 ve volném proudu vzduchu. Obr.13 ukazuje sestavu součástí z obr.12. Po utěsnění vrstvy 10 je tepelný chladič 250 upevněn k desce chladiče 250. Obr.13c aktivní elektroniky 1000 v bodě, kde jsou připevněny stabilizační bloky 25. Ze sekce A-A na obr.13a a na obr.13b může být vidět, že horká součástka 252, která je upevněna k elektronice 1000 je stlačena a uvedena do kontaktu s tepelně vodivým gelem 251, který předem nanesen na horkou součástku 252, nebo na vnitřek materiálu vrstvy 10 Vhodný tepelně vodivý gel 251 pro tento účel je popsán poněkud detailněji v Patentové přihlášce U.S. No.4852646, která je zde zahrnuta jako odkaz. Dodatečná vrstva tepelně vodivého gelu by rovněž mohla být aplikována mezi vnější povrch vrstvy 10 a tepelný chladič 250, čímž by došlo k dalšímu vylepšení přenosu tepla skrze vrstvu 10 do ukazuje alternativní tepelného provedení zařízení k odnímání tepla z horké součástky 252. Šroub 253 prochází skrze pružný laminát a spojuje přímo součástku 252. Těsnící materiál utěsňuje prostor mezi pružným laminátem a horkou součástkou.

V některých případech je požadováno pouze několik stálých spojení u aktivní elektroniky 1000. Obr.14 ukazuje levný způsob poskytnutí obalu pro tento druh systému. Konektor 301 je upevněn ke kabelovému vedení 303, které je pak zasunuto do adaptéru 302. K dosažení spolehlivého utěsnění může být potřebné odejmout izolaci z kabelů na vedení 303 v oblasti, kde prochází skrze adaptér 302 a aby tak bylo možné zablokovat průtok vlhkosti pod izolací kabelů vedení 303. Alternativně jako blokovací materiál může být použit tvrdnoucí materiál, nebo kabel, který je vyroben s blokovacím činidlem mezi kabelem a izolací. K sestavení aktivní elektroniky do obalu 100, je aktivní elektronika 1000 vložena do otevřeného konce obalu 100 až dosednou západky 304 vytvořené v adaptéru 302 do otvorů 305 v bloku aktivní elektroniky. Jakmile jsou jednou pevně připojené tímto způsobem, konektor 301 může být spojen s odpovídajícím konektorem 300 na bloku aktivní elektroniky 1000. Poté je sušidlo aktivováno a otevřený konec obalu elektroniky může být zapečetěn jako obvykle s použitím tepelné svářečky. Obr.14b ukazuje další provedení a potenciálně levnější způsob pečetění elektronických bloků. Plochý kabel 306 je spojen s konektorem 307. Pružná laminátová bariéra je převlečena přes desku s tištěným spojem 1000 a teplem svařena s použitím i tepelně tavitelného lepidla s plochým kabelem 306 a slinuta sama se sebou na obou stranách kabelu 306, aby tak byla vytvořena celková bariéra proti vlhkosti okolo modulu aktivní elektroniky 1000.

V některých případech bude upřednostňováno použití konektoru hranového typu místo kolíkového a zásuvkového konektoru, ke spojení aktivní elektroniky 1000 skrze zapečetěný obal elektroniky 1000. Obr.15 ilustruje jednoduchou metodu pro zastavění tohoto typu konektoru. Pásek horkého nataveného lepidla 420 je instalován okolo hranového konektoru, který byl zhotoven tak, aby zde byl vytvořen prostor pro toto lepidlo. Musí být opatrně zajištěno, aby kontaktní prsty hranového konektoru 428 nebyly znečištěny právě tímto použitým lepidlem. Alternativně lepidlo může být vloženo na protažení hranového konektoru. Vrstva materiálu 10 je navařena do uzávěru 410 s jednou otevřenou stranou 414. Aktivní elektronika 1000 je vsunuta do uzávěru 410 a otevřená strana uzávěru 414 je teplem zavařena tak, že překryje teplem tavitelnou vrstvu lepidla 420. Modifikované zařízení pro zavařování obalů s vhodným reliéfem oblasti, kde se nachází hranový konektor karty tištěného spoje, je pro tuto operaci vyžadováno. Alternativně, hranový adaptér karty tištěného spoje může být vyroben za použití malé lopatkovité karty a zásuvkového hranového konektoru. Adaptér by mohl předem sestavený a zastavěný do uzávěru 410 se stranou uzávěru umístěnou protilehle k adaptéru, zanechanou v otevřeném stavu. Pro konečné sestavení aktivní elektroniky 1000 by tato měla být vložena do této otevřené strany a zasunuta do zásuvkového protikusu konektoru uvnitř uzávěru (obalu). Pak otevřená strana obalu může být zapečetěna při použití obvyklé tepelné svářečky. Tato alternativa má výhodu v tom, že zjednodušuje operaci tepelného sváření uzávěru, kterou provádí konečný uživatel.

Obr.16, obr.16a a obr.16b ukazují další konfigurace utěsněného balíčku s aktivními elektronickými prvky, s hranovým typem konektoru. Adaptér 500 je utěsněn a spojen s prvkem elektroniky za použití vhodného zalévacího materiálu 505. Obal 510 utěsní adaptér 500, který zahrnuje desky tištěných spojů aktivní elektroniky, a vytvoří prvek ve tvaru písmene U za pomoci kroužku 520 (toto je vidět na obr.16a a obr.16b), a bude nakonec uzavřen jako do pouzdra mezi pevným vnějším obalem 530 a základnou adaptéru 500, obr.16b pak ukazuje částečný průřez postupu při vkládání desky tištěného spoje aktivní elektroniky 1000 a její utěsnění k prvku základny 500.

Další alternativa je nakreslena na obr.17. U tohoto provedení vynálezu je adaptér 618 vytvořena tak, že tvoří ucelený kruh okolo spojů aktivní elektroniky 1000. Deska tištěného spoje aktivní elektroniky je zasunuta do vnitřních zásuvek konektoru adaptéru 616 a pak jsou dvě vrstvy materiálu 10 svařeny teplem a přivařeny k adaptéru 625.

K zajištění okraje 630 na nějž jsou připevněny vrstvy materiálu 10, může být použito tvářecí zařízení (přípravek) 620.

Obr.18 ukazuje vylepšený systém balení pro použití u takových aplikacích, kdy je aktivní elektronika ponořena pod hladinu vody na dlouhá období. Zvonovitá nádoba 700 je umístěna přes utěsněný modul aktivní elektroniky 702 a zadní desku 701. Zvonovitá nádoba udržuje vodu mimo přístup k utěsněnému modulu aktivní elektroniky 702 a zadní desce elektroniky 701.

Uvedený vynález je alespoň částečně založen na neočekávaném poznání vynálezců, že navzdory myšlení minulých dob, prvky aktivní elektroniky mohou být utěsněny ve vhodném laminovaném obalu, chráněny od působení okolních vlivů a ještě stále v provozuschopném stavu v drsném prostředí, zatímco současně je možný i opakovaný vstup do obalu elektronických prvků oddělením obalu 100 a návratem jednotky do výrobní společnosti.

Vynález byl popsán s ohledem na předchozí upřednostňovaná provedení podobných objektů. Modifikace, které budou techniku zkušenému na tomto poli jistě brzy zřejmé, jsou v rozsahu pole působnosti uvedeného vynálezu. Například hliníkové vrstvy mohou být z jiného materiálu, například z mědi, stříbra či zlata nebo z jiného vhodného materiálu. Plastikový laminát by mohl být složen z jedné vrstvy, svařené dohromady s kovovou vrstvou a přehnut a navařen (slinut) sám na sebe. Obal samotný může mít zavařený vstupní otvor, který by umožňoval v případě, že obal nebude po vstupu do něj za účelem oprav vyhozen, opakované použití, a podobně.

Claims (11)

1. Zařízení ve formě pouzdra pro ochranu desek s plošnými spoji, obsahujících aktivní elektronické obvody, před znečištěním okolním prostředím, vyznačující se tím, že pouzdro je tvořeno pružným obalem, tvořícím bariéru proti pronikání plynu a kapaliny z okolního prostředí, pro vložení desky s plošnými spoji, přičemž pružný obal je zcela utěsněn kolem desky s plošnými spoji, a dále propojovacím zařízením, připojeným k pružnému obalu, který obsahuje desku s plošnými spoji a rovněž umožňuje připojení desky s plošnými spoji k elektronickému systému nacházejícímu se mimo utěsněné pouzdro.

2. Zařízení podle nároku 1,vyznačující se tím, že obal má sendvičovou konstrukci sestávající z vrstev plastu odolného proti roztržení, uspořádaných na protilehlých stranách kovového obalu, tvořícího bariéru proti pronikání plynu a kapaliny.

3. Zařízení podle nároku 2,vyznačuj ící se tím, že vrstva sestává z horní vrstvy a dolní vrstvy z pružného polyethylenu o tloušťce asi 80 μπι, z vnitřní vrstvy z polyamidu nebo polyesteru o tloušťce asi 200 μιη a ze střední kovové vrstvy o tloušťce asi 20 μιη.

4. Zařízení podle jednoho z nároků laž3, vyznačující se tím, že vnitřek obalu je opatřen černým povlakem absorbujícím infračervené záření.

5. Zařízení podle jednoho z nároků laž4, vyznačující se tím, že pružný obal je složen z alespoň dvou plastových vrstev a ze střední kovové vrstvy, přičemž vnější plastové vrstvy mají tloušťku v rozsahu od asi 75 do asi 200 μιη, vnitřní plastové vrstvy mají tloušťku od asi 20 do

200 μπι a střední kovová vrstva má tlouštku od asi 5 do 75 Θιη.

6. Zařízení podle jednoho z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že kov je zvolen ze skupiny zahrnující hliník, cín a slitiny obsahující hliník a/nebo cín.

7. Zařízení podle jednoho z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že dále obsahuje část obalu prostou kovové vrstvy pro vytvoření okénka v obalu.

8. Zařízení podle nároku 7,vyznačuj ící se tím, že mezi plastovými vrstvami je uspořádána transparentní vrstva oxidu cínu a oxidu india pro umožnění nahlédnutí na desku s plošnými spoji při udržování bariéry proti pronikání plynu a kapaliny.

9. Zařízení podle jednoho z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že propojovací část obalu je alespoň částečně vyplněna gelovým těsnicím prostředkem pro utěsnění elektrických kontaktů v aktivních elektronických obvodech.

10. Zařízení podle jednoho z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že dále obsahuje balíček s pohlcovačem vlhkosti a čisticím válečkem, uspořádaným uvnitř obalu.

11. Zařízení podle nároku 1,vyznačující se tím, že obal má v podstatě tvar U s uzavřeným koncem a utěsnitelným otevřeným koncem protilehlým k uzavřenému konci.