[發明專利]磁性元件與印制電路板一體化結構及安裝方法

有效

• 申請號: 201310408404.X
• 申請日: 2013-09-10
• 公開（公告）號: CN104427764B
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 瞿詩霞;張玉花;張婷婷;史源;劉勇;金波
• 申請（專利權）人: 上海空間電源研究所
• 主分類號: H05K1/18
• 分類號: H05K1/18;H05K3/34
• 代理公司: 上海航天局專利中心31107
• 代理人: 金家山

技術領域

本發明涉及一種應用于電源控制器磁性元件的安裝方法，尤其涉及一種模塊化電源控制器用磁性元件與印制電路板一體化結構和安裝方法。

背景技術

提高電源控制器功率密度是現今航天器電源發展的趨勢，相較于以往的航天器，現在的電源控制器在體積、重量、熱耗、力學性能等方面都提出了更高的要求。因此，在電源控制器的設計過程中要充分考慮結構與電氣性能的關系。其中，某些功能模塊上的磁性元件不僅體積大、重量重，還須使用專門的金屬外罩將其固定在主結構框架上，這必然給電源控制器的整體布局和重量控制帶來一定的影響。

當前，在航天器電源控制器磁性元件的安裝方法中，最常采用的是直接安裝和通過電磁純鐵外殼的安裝形式。直接安裝方法是指直接將繞好線圈的磁芯通過緊固件或環氧樹脂固定在印制電路板或電源控制器的結構件上；電磁純鐵外殼設計形式則是將繞好線圈的磁芯用環氧樹脂固定在由電磁純鐵做成的罐子里，再將罐子通過緊固件連接在電源控制器的結構上。直接固定的方法由于沒有采取絕緣隔離措施，導致在力學試驗中印制板或磁性元件摩擦短路，因此主要應用在磁性元件相對較小，重量較輕的場合。電磁純鐵外殼的方式可以很好解決重量、體積較大磁性元件的抗力學性能和電磁屏蔽問題，但由于電磁純鐵密度較大，且需要再次安裝，必然導致電源控制器重量增加，同時占用其他元器件和印制電路板的位置。

因此，從磁性元件的可靠性、重量以及安裝布局等角度考慮，目前亟需一種磁性元件與印制電路板一體化結構及安裝方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種磁性元件與印制電路板一體化結構，包括磁性元件、印制電路板和絕緣隔離墊，其中，所述印制電路板上設置有孔；所述磁性元件為中空的環形圓柱體，所述磁性元件用于一模塊化電源控制器，所述絕緣隔離墊的形狀與所述磁性元件的環形截面一致，所述絕緣隔離墊膠結在所述印制電路板上；所述磁性元件膠結在所述絕緣隔離墊上，并通過所述孔，用綁扎線將所述磁性元件綁扎在所述印制電路板上；所述磁性元件的引出線焊接在印制電路板的相應焊盤上以生成焊點；所述磁性元件和絕緣隔離墊的中空腔室內填充有環氧樹脂，所述磁性元件和絕緣隔離墊的外側壁與印制電路板圍成的空間區域填充有粘結劑。

進一步地，所述絕緣隔離墊與所述印制電路板之間以及所述磁性元件與所述絕緣隔離墊之間均通過環氧樹脂進行膠結。

進一步地，所述粘結劑為單組份硅膠GD414。

進一步地，所述磁性元件上纏繞有聚酰亞胺薄膜。

進一步地，所述焊點上覆蓋有單組份硅膠D04。

本發明的另一方面提供一種磁性元件與印制電路板一體化安裝方法，包括：將絕緣隔離墊與印制電路板膠結；將磁性元件膠結在所述絕緣隔離墊上，并通過所述印制電路板上預留的孔，用綁扎線將所述磁性元件綁扎在所述印制電路板上，其中，所述磁性元件為中空的環形圓柱體，所述磁性元件用于一模塊化電源控制器，所述絕緣隔離墊的形狀與所述磁性元件的環形截面一致；將所述磁性元件的引出線焊接在所述印制電路板的相應焊盤上以生成焊點；在所述磁性元件和絕緣隔離墊的中空腔室內填充環氧樹脂；在所述磁性元件和絕緣隔離墊的外側壁與印制電路板圍成的空間區域填充粘結劑。

進一步地，所述絕緣隔離墊與所述印制電路板之間以及所述磁性元件與所述絕緣隔離墊之間均通過環氧樹脂進行膠結。

進一步地，所述粘結劑為單組份硅膠GD414。

進一步地，將磁性元件膠結在所述絕緣隔離墊上之前還包括：在所述磁性元件上纏繞聚酰亞胺薄膜。

進一步地，將所述磁性元件的引出線焊接在所述印制電路板的相應焊盤上的步驟之后還包括：在所述焊點上覆蓋單組份硅膠D04。

與現有技術相比，本發明通過所述印制電路板上設置有孔用綁扎線；所述磁性元件為中空的環形圓柱體，所述磁性元件用于一模塊化電源控制器，所述絕緣隔離墊的形狀與所述磁性元件的環形截面一致，所述絕緣隔離墊與所述印制電路板膠結；所述磁性元件通過所述孔用綁扎線固定在所述印制電路板上，所述磁性元件的引出線焊接在印制電路板的相應焊盤上以生成焊點；所述磁性元件與絕緣隔離墊形成的中空腔室內填充有環氧樹脂，使所述磁性元件與絕緣隔離墊膠結，所述磁性元件和絕緣隔離墊的外側壁與印制電路板圍成的空間區域填充有粘結劑，能夠將磁性元件直接安裝在印制電路板上，省去結構件、蓋板、連接線等組件，避免多級連接，既滿足磁性元件的抗力學性能，又減小了模塊化電源控制器的尺寸和重量，從而有效減輕衛星的重量。

附圖說明

圖1是本發明一實施例的磁性元件與印制電路板的安裝俯視圖；