CN102548313A - 电子设备密封结构、电子电源及其灌封方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种电子设备密封结构，其包括有一外壳，安装有电子元器件的电路板设置于所述外壳之内，线材分别自所述外壳的两端引入所述外壳之内而电气连接入所述电路板，所述外壳包括有一底面形成开口的上壳体及一盖合于所述上壳体的开口处的盖板，于所述上壳体内腔的上部处灌封有一软质灌封胶层，所述软质灌封胶层至少将所述电路板的板体包裹于其内，而于所述软质灌封胶层下方处则灌封有一硬质灌封胶层。该电子设密封结构可避免灌封胶对电子元器件造成应力损害。本发明还公开了一种具有上述电子设备密封结构的电子电源及其灌封方法。
Description
技术领域
本发明涉及电子技术领域，尤其是指一种电子设备密封结构、具有此密封结构的电子电源及具有此密封结构的电子电源的灌封方法。
背景技术
对于室外使用的电子设备(例如电子电源)而言，其处于日晒雨淋、风雨雷电、酸雨、潮湿、冷热冲击等恶劣环境之中，故电子设备需具有较高防护等级的密封结构，以起到防水、防尘、耐高低温等作用，避免外部恶劣环境对于电子设备的损害。现有室外使用的电子设备，为了保证其密封性，大多将设有电子元器件的电路板设置于一外壳之内，再使用硬质灌封胶一次性进行灌封，硬质灌封胶虽具有粘结性好的优点，但由于受热胀冷缩因素的影响，易于对其内的电子元器件造成损害。
各类室外使用的电子设备或多或少设计有一定的密封结构，如国家知识产权局于2011年10月19日授权公告的CN202014427号实用新型专利公开了一种防水电源，其包括有一框形中空外壳及二固定于该外壳两侧的侧盖，电源电路板设置于该外壳内部，每一侧盖的内侧各设置有一防水挡板，于防水挡板和侧盖之间设有灌封胶层。藉由灌封胶层的设置，起到防水、密封之的目的。现有室外使用的电子设备所采用的密封结构虽具有一定的防护功能，但其防护等级较低，难以满足应付室外恶劣环境的使用需求。
发明内容
本发明在于解决现有电子设备密封结构采用硬质灌封胶一次性进行灌封所存在的易对电子元器件造成应力损害的技术问题，提供一种可避免灌封胶对电子元器件造成应力损害的电子设备密封结构。
本发明还在于解决现有电子设备密封结构所存在的密封性能不够的技术问题，提供一种结构可靠、具有高防护等级的电子设备密封结构，可以满足室外恶劣环境的使用需求。
此外，本发明还提供一种具有上述电子设备密封结构的电子电源及其灌封方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种电子设备密封结构，包括有一外壳，安装有电子元器件的电路板设置于所述外壳之内，线材分别自所述外壳的两端引入所述外壳之内而电气连接入所述电路板，所述外壳包括有一底面形成开口的上壳体及一盖合于所述上壳体的开口处的盖板，于所述上壳体内腔的上部处灌封有一软质灌封胶层，所述软质灌封胶层至少将所述电路板的板体包裹于其内，而于所述软质灌封胶层下方处则灌封有一硬质灌封胶层。
上述电子设备密封结构中，所述上壳体包括有一顶板、二自所述顶板的两侧边缘分别向下延伸形成的侧板及二自所述顶板的两端边缘分别向下延伸形成的端板，每一端板的外侧处形成有一凸包板，所述凸包板与端板结合而形成有一凹槽，且其外端面处形成有一外进线凹口，所述外进线凹口中设置有一护线环，所述端板上对应于所述外进线凹口处形成有一内进线凹口，线材顺次穿过所述护线环、内进线凹口而与设置于所述外壳之内的电路板电气连接，所述盖板将所述护线环压紧固定于所述外进线凹口之中。
一种电子电源，包括有一外壳及至少一设置于所述外壳内的其上安装有电子元器件的电源电路板，线材分别自所述外壳的两端引入所述外壳之内而电气连接入所述电源电路板，所述外壳包括有一底面形成开口的上壳体及一盖合于所述上壳体的开口处的盖板，于所述上壳体内腔的上部处灌封有一软质灌封胶层，所述软质灌封胶层至少将所述电路板包裹于其内，而于所述软质灌封胶层下方处则灌封有一硬质灌封胶层。
一种电子电源的灌封方法，包括有如下步骤：a、将线材焊接在电源电路板相应的位置上；b、将电源电路板以设有电子元器件的一面朝向开口的方式放入上壳体内；c、将软质灌封胶注入上壳体的内腔中，使软质灌封胶至少淹没电源电路板的板体，固化而形成至少将电路板的板体包裹于其内的软质灌封胶层；d、将硬质导热灌封胶注入上壳体内腔的剩余部分，固化而形成硬质灌封胶层；e、将盖板组装于上壳体。
本发明的有益技术效果在于：采用软质灌封胶和硬质灌封胶两层灌封的结构，由于软质灌封胶具有热传导性良好的特性，可藉由该软质灌封胶层而将电路板上所设置的电子元器件工作时所产生的热量迅速传导至上壳体并散发至外部环境中，提高电子设备的散热效果，且，相比于硬质灌封胶，软质灌封胶层可大幅度降低因热胀冷缩的影响而作用于电子元器件的应力，避免对电子元器件造成应力损伤，而硬质灌封胶具有粘结性强的特性，可藉由该硬质灌封胶层的设置，保证密封结构的密封效果，避免外部环境对于电路板的不良影响；进一步地，该上壳体的端板的外侧处各形成有一凸包板，该凸包板与端板结合而形成有一凹槽，且其外端面处形成有一外进线凹口，于该外进线凹口处设置有一护线环，线材穿过护线环而与设置于外壳之内的电路板电气连接，并由组装于上壳体的盖板将该护线环压紧固定于该外进线凹口之中，藉由该护线环的设置，使线材和外壳之间被紧密填充，保证了外壳的密封效果。
附图说明
图1是本发明的外形结构示意图。
图2是本发明的分解结构示意图。
图3是本发明的剖视结构示意图。
图4是本发明的电子电源的灌封方法的流程图。
具体实施方式
为使本领域的普通技术人员更加清楚地理解本发明的目的、技术方案和优点，以下结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。
本发明所公开的电子设备密封结构可应用于各种室外使用的电子设备，尤其适用于LED路灯电源、LED隧道灯电源、风能及太阳能逆变器电源等。在下面的叙述中，以电子电源为例对本发明进行说明，本领域的技术人员可以理解地，本发明并不限定于附图所示实施例中的电子电源，也可应用于其他适宜的电子设备。
参阅图1至图3，该电子设备密封结构包括有一外壳10，至少一其板体200上安装有电子元器件201的电路板20设置于该外壳10之内(附图所示的实施例中，电路板20为电源电路板)，线材30分别自该外壳10的两端引入该外壳10之内而电气连接入该电路板20。
该外壳10可采用铝合金材料制备，其包括有一底面形成开口100的上壳体101及一盖合于该上壳体101的开口100处的盖板102。结合图3所示，于该上壳体101内腔的上部处灌封有一软质灌封胶层103，该软质灌封胶层103至少将电路板20的板体200包裹于其内(可部分包裹该电路板20上的电子元器件201)。优选地，如该电路板20上设置有贴片式电子元器件，则使该软质灌封胶层103淹没其上所设的贴片式电子元器件。而于该软质灌封胶层103下方处则灌封有一硬质灌封胶层104，优选地，该硬质灌封胶层104与该上壳体101的底面齐平。采用软质灌封胶和硬质灌封胶两层灌封的结构，由于软质灌封胶具有热传导性良好的特性，可藉由该软质灌封胶层103而将电路板20上所设置的电子元器件201工作时所产生的热量迅速传导至上壳体101并散发至外部环境中，提高电子设备的散热效果，且，相比于硬质灌封胶，软质灌封胶层103可大幅度降低因热胀冷缩的影响而作用于电子元器件201(特别是贴片式电子元器件)的应力，避免对电子元器件201造成应力损伤；而硬质灌封胶具有粘结性强的特性，可藉由该硬质灌封胶层104的设置，保证密封结构的密封效果，避免外部环境对于电路板20的不良影响。
优选地，软质灌封胶采用固化后肖氏硬度ShoreA为40～50的灌封胶，例如固化后肖氏硬度ShoreA为45的导热硅胶；硬质灌封胶采用固化后肖氏硬度ShoreD为60～70的灌封胶，例如固化后肖氏硬度ShoreD为65环氧树脂。优选地，无论软质灌封胶还是硬质灌封胶，均采用导热系数大于0.8的灌封胶材料。
该上壳体101包括有一顶板105、二自该顶板105的两侧边缘分别向下延伸形成的侧板106及二自该顶板105的两端边缘分别向下延伸形成的端板107，每一端板107的外侧处形成有一凸包板108，该凸包板108与端板107结合而形成有一凹槽109，且其外端面处形成有一外进线凹口110，该外进线凹口110中设置有一护线环111，该端板107上对应于该外进线凹口110处形成有一内进线凹口112，线材30顺次穿过护线环111、内进线凹口112而与设置于外壳10之内的电路板20电气连接。该盖板102盖合于该上壳体101的开口100而与该上壳体101组装，并将该护线环111压紧固定于该外进线凹口110之中。藉由该护线环111的设置，使线材30和外进线凹口110之间被紧密填充，保证了外壳10的密封效果。
优选地，该护线环111采用硅橡胶材料制备，其具有耐高温、防火、耐油、耐候性强等优点。
为了便于该护线环111的定位且进一步提高护线环111与外进线凹口110两者间的密封程度，该护线环111形成有一匹配于该外进线凹口110的定位槽113，该外进线凹口110插入于该定位槽113之中，并藉由该盖板102压紧固定该护线环111。
优选地，于该凹槽109中灌封有硬质灌封胶114，以进一步保证电子设备密封结构的密封可靠性。
在附图所示的实施例中，该盖板102上形成多个通孔115，而该上壳体101上形成有多个对应于该通孔115的螺丝孔116，使用螺丝117穿过该通孔115而螺合于相应的螺丝孔116，从而实现盖板102和上壳体101的组合。
下面说明电子电源的灌封工艺。
首先，将线材30焊接在电源电路板20相应的位置上，并在线材30的合适位置处扎好扎带以固定线材30，将电源电路板20上所设置的电子元器件200包裹绝缘(步骤S01)。
然后，将电源电路板20以设有电子元器件201的一面朝向开口100的方式放入上壳体101内，线材30套入护线环111，再将护线环111装入上壳体101外侧处的外进线凹口110中(步骤S02)。
将软质灌封胶适量注入上壳体101的内腔中，使软质灌封胶至少淹没电源电路板20的板体200，如其上设置贴片式电子元器件，则优选使软质灌封胶淹没所有贴片式电子元器件，待其固化后形成至少将电路板20的板体200包裹于其内的软质灌封胶层103(步骤S03)。在此步骤中，可将注入软质灌封胶后的上壳体101置入烘烤箱进行烘烤而使软质灌封胶固化而形成软质灌封胶层103。优选地，在注入软质灌封胶后，可将上壳体101置入真空机中进行抽真空处理，以抽出软质灌封胶中的气泡。
随后，将硬质导热灌封胶适量注入上壳体101内腔的剩余部分，并置入红烤箱中进行烘烤，使硬质灌封胶固化而形成硬质灌封胶层104(步骤S04)。一般地，硬质灌封胶注入至与上壳体101的开口100齐平为止，同时，软质灌封胶可经内进线凹口112而流入凹槽109中。优选地，在注入硬质灌封胶后，可将上壳体101再次置入真空机中进行抽真空处理，以抽出硬质灌封胶中的气泡。
在上述的步骤中，也可采用其他的诸如红外加热等适宜的方式来固化软质灌封胶和硬质灌封胶，并不限定于使用烘烤方式。
最后，将盖板102组装于上壳体101，并使盖板102压迫护线环111，使其紧密填充于线材30和外进线凹口110之间，从而完成电子电源的灌封工作(步骤S05)。
以上所述仅为本发明的优选实施例，而非对本发明做任何形式上的限制。本领域的技术人员可在上述实施例的基础上施以各种等同的更改和改进，凡在权利要求范围内所做的等同变化或修饰，均应落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电子设备密封结构，包括有一外壳(10)，安装有电子元器件(201)的电路板(20)设置于所述外壳(10)之内，线材(30)分别自所述外壳(10)的两端引入所述外壳(10)之内而电气连接入所述电路板(20)，其特征在于：所述外壳(10)包括有一底面形成开口(100)的上壳体(101)及一盖合于所述上壳体(101)的开口(100)处的盖板(102)，于所述上壳体(101)内腔的上部处灌封有一软质灌封胶层(103)，所述软质灌封胶层(103)至少将所述电路板(20)的板体(200)包裹于其内，而于所述软质灌封胶层(103)下方处则灌封有一硬质灌封胶层(104)。
2.如权利要求1所述的电子设备密封结构，其特征在于：所述软质灌封胶层(103)为固化后肖氏硬度ShoreA为40～50的软质灌封胶层，所述硬质灌封胶层(104)为固化后肖氏硬度ShoreD为60～70的硬质灌封胶层。
3.如权利要求1所述的电子设备密封结构，其特征在于：所述硬质灌封胶层(104)与所述上壳体(101)的底面齐平。
4.如权利要求1所述的电子设备密封结构，其特征在于：所述上壳体(101)包括有一顶板(105)、二自所述顶板(105)的两侧边缘分别向下延伸形成的侧板(106)及二自所述顶板(105)的两端边缘分别向下延伸形成的端板(107)，每一端板(107)的外侧处形成有一凸包板(108)，所述凸包板(108)与端板(107)结合而形成有一凹槽(109)，且其外端面处形成有一外进线凹口(110)，所述外进线凹口(110)中设置有一护线环(111)，所述端板(107)上对应于所述外进线凹口(110)处形成有一内进线凹口(112)，线材(30)顺次穿过所述护线环(111)、内进线凹口(112)而与设置于所述外壳(10)之内的电路板(20)电气连接，所述盖板(102)将所述护线环(111)压紧固定于所述外进线凹口(110)之中。
5.如权利要求4所述的电子设备密封结构，其特征在于：所述护线环(111)形成有一匹配于所述外进线凹口(110)的定位槽(113)，所述外进线凹口(110)插入于所述定位槽(113)。
6.如权利要求4或5所述的电子设备密封结构，其特征在于：所述凹槽(106)中灌封有硬质灌封胶(114)。
7.一种电子电源，包括有一外壳及至少一设置于所述外壳内的其上安装有电子元器件的电源电路板，线材分别自所述外壳的两端引入所述外壳之内而电气连接入所述电源电路板，其特征在于：所述外壳包括有一底面形成开口的上壳体及一盖合于所述上壳体的开口处的盖板，于所述上壳体内腔的上部处灌封有一软质灌封胶层，所述软质灌封胶层至少将所述电路板包裹于其内，而于所述软质灌封胶层下方处则灌封有一硬质灌封胶层。
8.如权利要求7所述的电子电源，其特征在于：所述上壳体包括有一顶板、二自所述顶板的两侧边缘分别向下延伸形成的侧板及二自所述顶板的两端边缘分别向下延伸形成的端板，每一端板的外侧处形成有一凸包板，所述凸包板与端板结合而形成有一凹槽，且其外端面处形成有一外进线凹口，所述外进线凹口中设置有一护线环，所述端板上对应于所述外进线凹口处形成有一内进线凹口，线材顺次穿过所述护线环、内进线凹口而与设置于所述外壳之内的电路板电气连接，所述盖板将所述护线环压紧固定于所述外进线凹口之中。
9.一种如权利要求7所述的电子电源的灌封方法，其特征在于，包括有如下步骤：
a、将线材焊接在电源电路板相应的位置上；
b、将电源电路板以设有电子元器件的一面朝向开口的方式放入上壳体内；
c、将软质灌封胶注入上壳体的内腔中，使软质灌封胶至少淹没电源电路板的板体，固化而形成至少将电路板的板体包裹于其内的软质灌封胶层；
d、将硬质导热灌封胶注入上壳体内腔的剩余部分，固化而形成硬质灌封胶层；
e、将盖板组装于上壳体。
10.如权利要求9所述的电子电源的灌封方法，其特征在于，在步骤c中，注入软质灌封胶后，将上壳体置入真空机中进行抽真空处理，以抽出软质灌封胶中的气泡的步骤，而在步骤d中，注入硬质灌封胶后，将上壳体置入真空机中进行抽真空处理，以抽出硬质灌封胶中的气泡。
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