防护电子设备制造技术

本发明专利技术涉及一种防护电子设备。该电子设备，包括：电子部件(12)；防护罩，包括：相变温度在20℃和90℃之间的相变材料(20)，在20℃具有超弹性和/或粘弹性的防振凝胶(16)，设置成分离相变材料和防振凝胶的分隔屏障(18)，所述防振凝胶设置成至少部分地与电子部件接触，并且具有在20℃时大于1W/m.K的热导率。

【技术实现步骤摘要】
防护电子设备
本专利技术涉及一种电子设备，所述电子设备包括免受热峰和振动的护罩。
技术介绍
电子部件可用在恶劣的振动和热环境中，例如在汽车应用、航空应用或者空间应用中，尤其是在引擎附近。在这些环境中，温度可快速地升高至电子部件不能够承受的值。例如，用于监控引擎的操作的红外线监控摄像机通常不能够承受高于85℃的温度，该温度可以在引擎附近短暂地达到。因此，防热罩是必须的。该防热罩可尤其包括能够在有限时间内吸收大量热能的相变材料(PCM)。在汽车应用、航空应用或者空间应用中，还必须保护电子部件免受振动和/或冲击。振动环境根据应用而差别很大。特别地，振动频率可随着加速度峰值从5Hz到2KHz变化，其中对于一个峰值，加速度峰值可从0.1G到70G变化。已知存在许多用于吸收振动的材料，尤其是硅酮基弹性体和/或凝胶。这些材料一般在高温下加工以能够实现大分子之间的桥接。这些材料的最大操作温度可达到150℃至250℃。它们在高于其玻璃化转变温度的温度下通常具有低的弹性模量、高的阻尼系数以及超弹性或者粘弹性。它们在环境温度下一般是可高度变形的。此外，在汽车应用、航空应用或者空间应用中，电子部件可用的空间是有限的。防护必须特别有效。存在对于可以有效地保护在恶劣的振动和热环境中使用的电子部件的解决方案的持续需求。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于至少部分满足该需求。本专利技术提出一种电子设备，包括：-电子部件；-防护罩，旨在保护电子部件免受在高于80℃的温度具有热峰的振动环境，所述护罩包括：-相变温度在20℃和90℃之间的相变材料，-防振凝胶，在20℃具有超弹性和/或粘弹性，-分隔屏障，该分隔屏障设置成分离相变材料和防振凝胶，防振凝胶设置成至少部分地与电子部件接触，并且具有在20℃时大于1W/m.K的热导率。专利技术人已经观察到，由电子部件释放的热能可以显著地促进电子部件的温度的升高。与主要用于促进电子部件的隔热的标准实践相反，专利技术人设想促进电子部件和相变材料之间的热交换可以是有用的，特别是通过设置与相变材料进行紧密的热交流的具有高导热性的防振凝胶。如在说明书的其余部分中将更详细地看到的，防振凝胶不作为热屏障，而是促进与相变材料的热交换。因此，相变材料可以同时用于存储从外部环境接收的热能，以及还有从电子部件本身接收的热能。相变材料的这种双重作用有利地能够在限制电子设备占用的体积的同时确保对电子部件的良好保护。具有高导热性的防振凝胶的选择也能够在外部环境的温度恢复正常时，增进与该环境的热交换。根据本专利技术的电子设备还可以包括以下可选特征和优选特征中的一个或多个：-电子部件选自由以下项构成的组：-供电电源，例如电池，-数据存储器，例如SD卡，-通信节点，例如无线网络的成员，以及-测量装置，例如红外摄像机、温度传感器、加速度计、磁力计、角度计、压力传感器或高温计，-防振凝胶选自由弹性体形成的组，弹性体优选地由硅酮制成；-防振凝胶的热导率优选地大于1.5W/m.K、优选地大于2W/m.K、优选地大于2.5W/m.K、优选地大于3W/m.K；-防振凝胶具有在20℃时小于1MPa的弹性模量；-相变材料的相变温度优选地大于40℃、优选地大于60℃，和/或小于85℃、优选地小于80℃、优选地小于70℃；-优选地，相变材料选自由有机相变材料(特别是石蜡和脂肪酸)，以及无机相变材料(特别是水合盐)形成的组；-电子部件优选地嵌入在防振凝胶中；-分隔屏障是热导率大于5W/m.K、优选地大于10W/m.K的材料；-防振凝胶和/或相变材料以层的形式设置；-防振凝胶至少部分地、优选完全地位于电子部件和相变材料之间，防振凝胶和相变材料优选至少部分地、优选完全地是层的形式；-分隔屏障优选地由塑料制成或由金属(优选地选自铝、铜、钢、特别是不锈钢，以及这些金属的合金)制成；-分隔屏障具有内壳的形状，优选地厚度小于3mm、小于2mm、优选地小于1mm；-电子部件和防振凝胶容纳在内壳中；然而，在一个实施方式中，电子部件的一部分突伸超出内壳；-所述防护罩包括复合层，所述复合层包括所述防振凝胶和所述相变材料的混合物；-相变材料至少部分地、或者甚至完全地容纳在分散在防振凝胶内的囊体中，然后分隔屏障至少部分地、优选完全由所述囊体的壁形成，所述囊体优选地由陶瓷、二氧化硅或聚合物形成，优选地由聚乙烯型或聚酰胺型的塑料聚合物形成，优选地由热固性聚合物形成，任何一个囊体的最大尺寸优选地小于1000μm、小于100μm、小于50μm、或小于5μm，任何一个囊体的壁的厚度优选地在1μm和5nm之间；-优选地，每个囊体容纳相变材料；-电子设备包括外壳，该外壳优选地由铝、不锈钢或塑料制成，其中容纳有电子部件、相变材料和防振凝胶；然而，在一个实施方式中，电子部件的一部分突伸超出外壳；-优选地，内壳和/或外壳具有肋部，内壳的肋部和外壳的肋部分别促进防振凝胶与相变材料之间的热交换、以及相变材料与外部环境之间的热交换；-优选地，外壳和/或内壳具有电磁屏蔽。本专利技术还涉及根据本专利技术的电子设备在如下的振动环境中的用途，该振动环境在5Hz至2000Hz的频率范围内，具有大于0.1G、大于1G、大于10G、大于30G、大于50G、大于60G或大于70G的加速度峰值，该振动环境在可以超过10分钟、或者甚至超过30分钟、超过1小时、超过2小时、超过2.5小时，并且，优选地小于5小时、优选地小于4小时、优选地小于3小时的时间段，温度可以超过90℃，或者甚至超过120℃。优选地，在这种环境中，温度不超过200℃。本专利技术还涉及引擎单元，该引擎单元包括引擎、根据本专利技术的电子设备，以及可选地，“被监控”的构件，所述设备监控所述引擎的操作和/或所述被监控的构件的操作。被监控的构件优选地定位成接近引擎、优选地定位成距引擎小于2米、优选地定位成距引擎小于1米。被监控的构件可以特别地是电子外壳、电子部件或电子装置、电子控制单元、机械部件或机械装置。优选地，电子设备包括拍摄所述引擎的图像或所述被监控的构件的图像的红外摄像机。本专利技术最后涉及车辆，特别是机动车辆、飞行器或航天器，其包括根据本专利技术的电子设备或引擎单元，特别是汽车、飞机、航天飞机或火箭。定义“电子部件”被理解为不仅是指单个电子部件(例如承载各个电子部件的芯片或印刷电路)，还指包含各个这些电子部件的装置，例如静态照相机或摄像机。当分隔屏障在物理分离相变材料和防振凝胶的同时与它们接触时，该分隔屏障“分离”该材料和该凝胶。通常将粘弹性定义为介于由弹性模量表征的理想弹性介质的性能和由粘性阻尼器表征的牛顿粘性液体的性能之间的性能。除非另有说明，否则所有的性能、例如热导率是在常温和常压条件下测量的，即在1巴的压力、在20℃测量。除非另有说明，否则应该以非限制性的方式解释“包括”、“包含”和“具有”。附图说明通过阅读下文的详细描述以及查阅附图，本专利技术的其他特征和优点将变得更加明显，其中：-图1、图2和图3示意性地示出在不同实施方式中的根据本专利技术的电子设备；和-图4示出所执行的测试的结果。具体实施方式附图示出了包括电子部件12和防护罩14的电子设备10。电子部件12可为任何电子部件。特别地，电子部件12可由电子芯片构成或者包括电子芯片。电子部件12可选自PCB、CPU、MPU或LED。在一本文档来自技高网...

【技术保护点】
电子设备在具有大于0.1G的加速度峰值并且在超过10分钟的时间段温度大于90℃的振动环境中的用途，所述电子设备包括：电子部件(12)；防护罩，所述防护罩包括：相变温度在20℃和90℃之间的相变材料(20)，防振凝胶(16)，所述防振凝胶在20℃具有超弹性和/或粘弹性，分隔屏障(18)，所述分隔屏障设置成分离所述相变材料和所述防振凝胶，所述防振凝胶设置成至少部分地与所述电子部件接触，并且具有在20℃时大于1W/m.K的热导率。

【技术特征摘要】
2016.10.31 FR 16605671.电子设备在具有大于0.1G的加速度峰值并且在超过10分钟的时间段温度大于90℃的振动环境中的用途，所述电子设备包括：电子部件(12)；防护罩，所述防护罩包括：相变温度在20℃和90℃之间的相变材料(20)，防振凝胶(16)，所述防振凝胶在20℃具有超弹性和/或粘弹性，分隔屏障(18)，所述分隔屏障设置成分离所述相变材料和所述防振凝胶，所述防振凝胶设置成至少部分地与所述电子部件接触，并且具有在20℃时大于1W/m.K的热导率。2.根据权利要求1所述的用途，其中，所述防振凝胶具有在20℃时大于2W/m.K的热导率。3.根据权利要求2所述的用途，其中，所述防振凝胶具有在20℃时大于2.5W/m.K的热导率。4.根据权利要求1至3中任一项所述的用途，其中，所述防振凝胶具有在20℃时小于1MPa的弹性模量。5.根据权利要求1至4中任一项所述的用途，其中，所述相变材料具有大于60℃的相变温度。6.根据权利要求1至5中任一项所述的用途，其中，所述相变材料选自由石蜡、脂肪酸和水合盐形成的组。7.根据权利要求1至6中任一项所述的用途，其中，所述防振凝胶至少部分地位于所述电子部件和所述相变材料之间。8.根据权利要求1至7中任一项所述的用途，其中，所述防振凝胶至少部分地位于所述电子部件和所述相变材料之间，所述分隔屏障具有厚度小于3mm的内壳(18)的形状，所述内壳的材料的热导率大于5W/m.K。9.根据权利要求1至8中任一项所述的用途，其中，所述分隔屏障由热导率大于10W/m.K的材料制成。10.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：塞巴斯蒂安·昆纳尔德，莉娜·拉伊法，尤里奇·苏普雷马尼恩，海尔格·萨姆伯利克斯，奥利维尔·维尔瑟乌斯，
申请(专利权)人：原子能与替代能源委员会，空中客车运作股份公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR