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电子线路承载安装基板结构设计

项目分类:通用机械零部件 发布时间:2021-11-04 ID:358347
  • 电子线路承载安装基板结构设计

  这款电子线路承载安装基板,是机载电子设备内部用于固定线路板与相关电子元件的核心结构支撑件,在小型通航飞行器的机载电控单元中承担着元件定位、线路排布、结构防护的多重作用。从实际应用场景来看,这类基板多安装在直升机航电设备舱的密闭安装腔体内,上方直接贴合固定柔性印刷线路板与贴片式电子元件,周边的安装柱与设备舱内壁的定位槽精准配合,能够在飞行器持续振动、温度交变的工况下保持线路连接的稳定性,避免元件松脱、线路移位引发的航电信号故障。

  从结构设计思路来看,整个基板采用一体化平板式构型,主体为矩形薄板结构,边缘做了微小的倒角处理,避免安装过程中锐边划伤线路绝缘层或是操作人员手部。基板上分布的多组圆柱形凸台,是专门设计的安装定位柱,柱体中心预留了安装孔位,既可以通过螺丝将上层线路板锁紧固定,也能在装配时起到预定位作用,让线路板的安装孔与基板柱体快速对齐,减少装配对位的调整时间。柱体的高度经过精准核算,刚好预留出线路板背面贴片元件的容纳空间,避免元件与基板平面直接接触造成挤压短路,同时也能在板间留出微小的空气流通间隙,帮助工作状态下的电子元件散出热量。

  基板表面开设的多组不同形状开孔,是结合线路排布与元件避让需求设计的:长圆形的腰型孔主要用于穿过跨板连接的排线与接线端子,腰型的设计能够允许排线安装时存在微小的位置偏差,降低装配公差要求;方形开孔则是为了避让线路板下方突出的高尺寸元件,比如接插件底座、电容元件等,避免元件与基板发生硬接触,同时这些开孔也能进一步提升基板的散热效率,让元件工作产生的热量能够通过开孔快速流通到设备舱的散热通道中。基板边缘分布的小型凸缘结构,是与设备舱卡槽配合的限位结构,安装时将基板顺着卡槽推入到位后,凸缘会卡入卡槽的定位缺口内,不需要额外增加侧向固定件就能限制基板的横向窜动,简化了整体装配流程。

  在安装边界的设计上,基板的整体外轮廓尺寸完全匹配航电设备舱的内部安装腔尺寸,长度方向预留了0.2mm的安装间隙,宽度方向预留0.15mm间隙,既能够保证基板顺利推入腔体,又不会因为间隙过大在振动工况下出现晃动。所有安装柱的位置度公差控制在0.1mm以内,保证上层线路板安装后,板上的接口位置能够与设备舱面板上的外接接口精准对齐,避免出现接口错位导致的外接插头无法插入的问题。基板的厚度经过力学仿真核算,在满足机载设备振动冲击强度要求的前提下做了减薄处理,尽可能降低结构件自重,符合航空设备轻量化的设计要求。

  从实际使用的功能特性来看,这款基板除了基础的承载固定作用外,表面的平整性经过严格控制,平面度公差不超过0.05mm,保证线路板安装后不会因为基板平面翘曲出现板体受力变形,避免板上的贴片元件因为长期应力出现焊点开裂的问题。所有开孔的边缘都做了去毛刺处理,不会出现锐边割破排线绝缘层的隐患,柱体的端面也做了平面度处理,保证与线路板接触时受力均匀,不会出现局部应力集中压坏线路板的情况。在材料选择的适配性上,这类结构件通常采用高强度工程塑料注塑成型,本身具备良好的绝缘性能,不需要额外做表面绝缘处理就能避免线路短路风险,同时材料的耐温范围覆盖机载设备的工作温度区间,在高低温交变环境下不会出现明显的形变,能够长期保持结构尺寸的稳定性。

  在装配逻辑的设计上,这款基板采用的是无额外紧固件的侧向推入式安装方案,配合柱体的螺丝固定上层线路板,整个装配过程不需要复杂的工装,一线装配人员只需要按照定位方向将基板推入腔体,再锁紧线路板的固定螺丝即可完成安装,后期维护时只需要松开固定螺丝就能抽出基板,对板上的线路与元件进行检修更换,大幅降低了航电设备的维护难度与时间成本。基板上的开孔位置也充分考虑了后期检修的操作空间,在需要频繁插拔的接线端子对应的位置,开孔尺寸做了适当放大,方便检修时手指或是工具伸入操作,不需要完全拆下基板就能完成接线的调整与更换。

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