军用设备电子插件板环境适应性设计问题探讨

万方数据
电子机械工程第26卷
发生故障的主要原因之一,如图1所示。
图l电子产品主要故障原因
为提高电子设备的可靠性,开展作为设备基本组成形式之一的电子插件板热设计是产品设计中不可忽略的重要环节。
(1)对于可能存在散热问题的元器件和集成电路芯片等来说,应尽量保留足够的放置改善方案的空间,目的是为了放置金属散热片和风扇等;诺基亚cdma
(2)应将能够产生高热量的元器件和集成电路芯片等放在出风口,或者利于对流的位置;
(3)在进行印制电路板的布局过程中,各个元器件之间、集成电路芯片之间或者元器件与芯片之间应该尽可能地保留空间,目的是利于通风和散热;壁炉门
(4)应该考虑将印制电路板中的较高元器件放置在通风口,但不要阻挡风路;
(5)对于印制电路板中热量较大的元器件或者集成电路芯片以及散热元件等,应尽量将它们靠近印制电路板的边缘,以降低热阻;
(6)在规则容许之下,风扇等散热部件与需要进行散热的元器件之间的接触压力应尽可能大,同时确认两个接触面之间完全接触;
抓鸡工具(7)对于采用热管的散热解决方案来说,应尽量加大和热管接触的相应面积,以利于发热元器件和集成电路芯片等的热传导。
1.2印制电路板的电磁兼容设计口1
在进行印制板线路设计时,如果只注重提高密度、减少占用空间、制作简单、布置均匀,而忽视线路布局和电磁兼容的影响,就会使大量信号辐射到空间形成干扰。印制电路板的电特性设计是否得当,直接影响到板极控制辐射干扰,如果印制电路板设计不当,将使载有小功率、高精度的快速逻辑电路、或连接到高阻抗终端的一些导线受到寄生阻抗或介质吸收的影响,使印制板电路发生问题。
(1)从减小辐射干扰的角度出发,应尽量选用多层板。大量资料和实践表明,印制板从双面板改为四层板,其电磁辐射能量显著降低。内层分别做电源层、接地层,电源层与地线要尽量靠近,时钟线、信号线和地线位置尽量靠近,以获得最小接地线路阻抗,抑制公共阻抗噪声。对信号形成均匀的接地面,加大信号线和接地面间的分布电容,抑制其向空间辐射的能力;
(2)电源线、地线、印制板走线对高频信号应保持低阻抗,在频率很高的情况下,电源线、地线或印制板走线都会成为接收与发射干扰的小天线,降低这种干扰的方法除了加滤波电容的方法外,更值得重视的是减少电源线、地线、印制板走线本身的高频阻抗。因此,各种印制板走线要短而粗、线条要均匀;
(3)减少信号线与回线之间形成环路面积。电源线、地线、印制板导线的排列要恰当,尽量做到短而直(由于辐射与IAF乘积成正比,其中,I为环绕回路的电流;A为回路面积;F为辐射频率,因此,减小辐射就取决于IAF中的面积);
(4)当线路板上有不同功能电路时,不同类型电路(数字、模拟、电源)应分离,其接地也应分离;
(5)对于多层线路板,不同区域的地线面在边远处要满足20H法则(即地线面的边沿要比电源层或信号线层的边沿外延出20H,H是地线面与信号线层之间的高度);内嵌模组
(6)2W原则:当两条印制线间距比较小时,两线之间会发生电磁串扰,串扰会使有关电路功能失常。为避免发生这种骚扰,应保持任何线条间距不小于二倍数印制线条宽度,即不小于2W,W为印制线路的宽度;
(7)高速时钟线尽量短,不要换层,拐角不要90。,尽量远离L/0端口;
(8)L/O接口要靠近驱动电路,L/O接口上的滤波器尽量靠近电缆进出口。
1.3电子插件板的耐振冲设计
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面对复杂多变的战场环境,移动或车载电子设备越来越多,设备频繁地受到振动、冲击等机械环境的影响,造成设备在某一激振频率作用下发生共振而损坏,或是疲劳破坏,以及防潮和密封失效等。因此,必须从印制板组件、插件模块、盒式插件模块、插箱模块等一些典型通用模块的设计开始,到专用模块,如冷却模块、隔振模块等模块的设计,形成一个体系。解决好这些模块的密封、屏蔽、抗振设计,提高模块的抗恶劣环境的能力,从而提高整个设备对恶劣环境的适应性。
(1)增强电子插件板结构的强度、刚度,提高元器件承受振动、冲击的能力;强化小型化设计,选用小型化元件和标准电子模块,采用表面贴装技术和高密度组装技术,芯片焊接固定不采用插座;
(2)选用导热条(板)式印制板,电路固定采用楔
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形锁紧装置,其锁紧力大,维修性好,接触热阻也小;万方数据
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