军用电子产品可靠性设计研究.doc

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1、.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

2、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

3、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。　　部线路走线必须整齐、规，模拟信号线应该远离板卡高频信号和时钟信号。　

4、　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

5、。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

6、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

7、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、集成电路等；重要元件不布局在P

8、CB板的边角，边缘或靠近接插件、安装孔、槽、拼版的切割、拐角处，上述位置是印制板的高应力区，容易造成焊点和元器件的开裂或裂纹；热敏器件应该布局到发热源较远位置；对于尺寸较大的PCB，BGA封装芯片尽量不放中间，否则，在PCB变形后，焊点容易受到应力而脱焊；去耦电容应该靠近芯片的电源引脚，保证其与电源和地之间的回路最短；器件距离螺钉安装孔距离最好不小于5mm..，防止装配后应力导致器件脱焊；模拟电路器件与数字电路器件尽量分区域摆放；I/O接口