军用电子产品可靠性设计研究

军用电子产品可靠性设计研究摘要:现代战争是信息化战争,电子产品在战争中起着举足轻重的作用;军用电子产品的可靠性直接关系战争成败;如何保证军用电子产品的高可靠性可以作?橐桓鲎?门研究课题。本文针对如何提高军用电子产品可靠性进行讨论。关键词:电子产品;可靠性;设计DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.09.123电子产品已深入人们生活。军队信息化也离不开电子产品的使用;电子产品已深入到军队作战指挥和日常生活中,其可靠性直接决定军队的战斗力。如何保证军用电子产品可靠性成为军用电子产品研制生产的首要问题。笔者根据多年来的实践经验,对军用电子产品可靠性设计进行了一些深入研究,论文将从五个方面进行阐述。1需求分析准确性对比民用电子产品来说,军用电子产品除了对电子产品的基本需求外,还有一些特殊需求――可靠、耐用、抗摔、抗震动冲击和适应复杂恶劣环境;因此,在军用电子产品研制时,必须考虑军品的特殊需求和使用场合,只有需求准确,才可能制定合适的实现方案和方法。2结构设计可靠性首先根据军用电子产品的使用场合考虑结构设计,包括大小、高度、机壳材质、外观喷涂材质、全密封机箱还是非全密封机箱、板卡布局、外部接口使用航空插座还是普通插座、散热方式选择等等。下面将对结构设计的几个重要考虑因素进行讨论:2.1布局结构布局好坏直接影响电子产品的加工难度、散热性能、使用维护、维修。结构布局始终应坚持一个原则:简单;简单包含两层含义:(1)装配简单、拆卸简单;(2)使用维护简单。如果结构布局不合理,就可能装配效率低,拆卸难;外部接口布局不合理,导致使用不便,同时也会带来可靠性降低的问题。内部线路走线必须整齐、规范,模拟信号线应该远离板卡高频信号和时钟信号。热敏感模块或器件应该远离发热源;针对高功率或发热部件进行散热处理。2.2电磁兼容性电磁兼容性作为军用电子产品的一个重要考核指标,在设计之初应整体考虑:首先应充分了解各种元器件的工作特性;各板卡的排版布局走线符合电气特性要求;电源模块及滤波模块设计、屏蔽结构设计和机壳设计都应作为整体考虑因素。只有全面考虑设备的电磁兼容性,才可能满足军用电子产品对EMC要求。2.3持续工作稳定性及保养维护便利性高发热模块或元器件必须采取散热措施;如果风冷散热,必须考虑风机的持续工作可靠性和持续工作时间。根据笔者经验,合格风机持续工作时间为5年左右,部分风机可能寿命会延长。对于军用电子产品来说,如果持续工作5年后需要对风冷设备进行维护保养。风机更换必须简单便捷。如果采用散热片散热,必须考虑散热片的散热面积能够满足模块或器件要求。设备供电模块至少需要考虑板级更换,目前电源供电模块持续工作的有效时间一般在5年至8年,部分模块工作寿命会延长。因此,必须考虑5年至8年后更换电源模块的可能性和便利性。3PCB设计可靠性PCB设计好坏直接关系到电路板加工成品率和工作稳定性。好的PCB设计必须坚持如下原则:3.1元器件选型军用电子产品具有特殊性,选用的电子元器件必须符合国军标要求,包括使用环境温度,抗湿热环境能力,抗冲击振动能力,抗盐雾能力,抗砂尘能力等要求。芯片最好选用陶瓷封装,抗湿热性能优于塑封产品;尽可能选用表面贴装元器件(SMD/SMC),且器件上表面需要一个密闭的平面,易于使用真空吸嘴吸取。对于SMD元器件,尽可能选引脚外伸型,便于贴装、检查和返修;尽量减少器件种类,同规格阻容器件尽量封装统一。元器件功耗必须作为器件选型的重要指标,功耗过高可能导致设备发热量过大,导致长时间工作后出现稳定性问题,严重的可能会烧毁器件;功耗过小,会导致负载工作电流或电压不稳定,也存在器件烧毁可能。3.2PCB布局元器件摆放坚持“先大后小,先难后易”;元器件分布尽可能均匀,疏密有序。大质量器件再流焊时热容量较大,过于集中容易造成局部温度低而导致虚焊,同时布局均匀也有利于重心平衡,在震动冲击实验中,不容易出现元件、金属化孔和焊盘被拉坏的现象;较重器件尽量不放B面;同类元器件尽可能按相同的方向排列,特征方向一致,便于元器件贴装、焊接和检测。如电解电容、二极管、三极管、集...

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