Leiterplattentechnisch - Dynamische Analyse von PCB Bauteilen PCB Proofing?

Dynamische Analyse von Leiterplattenkomponenten Leiterplattenprofing

Bei der Avionik verringern Ausfälle, die durch Vibrationen und Schock verursacht werden, ihre Zuverlässigkeit erheblich und bringen extrem ernste Folgen mit sich. PCB erscheint auch häufig in Echtzeit-Schwingungstests von Avionik. Durch die dynamische Analyse und das Design von Leiterplattenkomponenten kann die Möglichkeit des Versagens von Umwelttests effektiv reduziert und die Zuverlässigkeit und Qualität der Avionik verbessert werden.

Dynamische Analyse basiert auf der dynamischen Kennlinienanalyse. Das dynamische Modell von Leiterplattenmontage kann durch dynamische Kennlinienanalyse ermittelt werden. Nur durch die Etablierung eines genauen kinetischen Modells kann die kinetische Analyse effektiv durchgeführt werden. Zu diesem Zweck, this article attempts to use the pre-test analysis techniques of finite element analysis (FEA) and experimental modal analysis (EMA) to analyze the dynamic characteristics of the Leiterplattenkomponenten of avionics (as shown in Figure 1), und die begrenzte Leiterplattenkomponenten Metadynamisches Analysemodell.

1. Begrenzte Verschlechterungsanalyse

Als ausgereifte numerische Analysetechnologie wird die Finite-Elemente-Analyse (FEA) häufig in der statistischen Analyse der dynamischen Eigenschaften von Leiterplattenkomponenten in elektronischen Geräten verwendet. Darüber hinaus kann FEA Ingenieuren helfen, zuverlässigere PCB-Komponenten zu entwerfen, um potenzielle Ausfälle und Ermüdungen zu Beginn des Designs vorherzusagen. Dieser Artikel nimmt die Leiterplattenaufbau der Avionik (Abbildung 1) als Forschungsobjekt. Seine Abmessungen (Länge x Breite x Dicke) sind 133,5mm x 79mm x 1,8mm, die an den vier Ecken der Leiterplatte auf dem Gehäuse des elektronischen Geräts durch Schrauben befestigt werden. Die Außenabmessungen und Befestigungsmethoden der Leiterplattenkomponenten sind hinsichtlich Größe und Befestigungsmethoden den geforderten Standardprüfplatinen ähnlich, aber ihre Dicke ist etwas dicker. Komponenten und Plug-ins werden mit PCB durch Oberflächenmontage-Technologie (SMT) montiert, und die Komponenten werden hauptsächlich in BGA, QFP und SOP verpackt.

2. Finite-Elemente-Analysemodell

Materialphysikalische Leistungsparameter jedes Teils der Leiterplattenmontage. Basierend auf den geometrischen Informationen von Leiterplattenkomponenten und verwandten Materialinformationen wurde ein Finite-Elemente-Analysemodell in ANSYS etabliert. Da das Ergebnis die dynamischen Leistungsdaten sind, die von der PCB-Baugruppe als Ganzes angezeigt werden, anstatt die detaillierten Daten der Baugruppe selbst, werden die Komponenten und Plug-ins beim Aufbau des Modells vereinfacht. Insbesondere werden rechteckige und quadratische Blöcke verwendet, um Komponenten zu simulieren, und ihre ungefähren Formen werden verwendet, um Plug-Ins zu simulieren. Jeder Teil des Finite-Elemente-Analysemodells verwendet dreidimensionale Festkörper-Elemente (SOLID187) zur Vernetzung (mit Festkörpern für Netzintrusion). Obwohl der Umfang der Berechnung gestiegen ist, wird der Arbeitsaufwand des Modells von CAD bis CAE stark reduziert. Leitend für die Förderung von technischen Anwendungen) und die Verwendung von Mehrpunktbeschränkungen (MPC), um die Verbindung zwischen dem Plug-in und der Leiterplatte zu simulieren. Da die Steifigkeit des elektronischen Gehäuses viel größer ist als die der PCB-Baugruppe, werden den Schraubenlöchern an den vier Ecken im Finite-Elemente-Modell feste Stützbeschränkungen auferlegt, um die Schraubverbindung der PCB-Baugruppe und des Gehäuses zum Gerätegehäuse zu simulieren.

3. Ergebnisse der Analyse der finiten Metamorphose

Das Finite-Elemente-Modell der Ziel-PCB-Komponente wird etabliert, und die Block Lanczos-Methode wird für die modale Analyse verwendet. Die Modalanalyse ist die Lösung der charakteristischen Gleichung des Systems. Die charakteristische Gleichung eines allgemeinen Mehrfachfreiheitssystems kann verwendet werden, um den Kennwert und den charakteristischen Vektor des Leiterplattensystems zu erhalten, der die Eigenfrequenz- und Schwingungsmodus des Vibrationssystems ist.

Bei der Finite-Elemente-Modalanalyse wird die Massenmatrix des Leiterplattensystems aus der Einheitsmassenmatrix zusammengesetzt. Die Steifigkeitsmatrix des Systems besteht aus der Einheitssteifigkeitsmatrix in der Analyse des endlichen Metamorphismus.

Durch Modalanalyse, die ersten und dritten Eigenfrequenzen und Schwingungstypen des Ziels Leiterplattenmontage mit vier Schrauben befestigt werden. Die Vibrationsart erster Ordnung Leiterplattenkomponenten Biegen erster Ordnung, und die zweite Ordnung ist Biegen zweiter Ordnung. Die Vibrationsart erster Ordnung ist Torsion, und der Schwingungstyp dritter Ordnung ist sinusförmiges Wellenbiegen. Diese Vibrationsmuster ähneln vier Schrauben, die auf einer JEDEC Standardplatine befestigt sind.