Исследовано влияние трассировки печатных проводников на тепловые режимы печатных узлов в составе радиоэлектронных приборов (РЭП). Показано, что отсутствие учета теплового процесса в медных печатных проводниках при оценке теплового режима плат на этапе разработки может привести к большим ошибкам в оценке надежности РЭП. Для компьютерного моделирования тепловых режимов использовалась широко распространенная система автоматизированного проектирования SolidWorks. Сравнение результатов моделирования печатного узла дальномера с данными эксперимента позволило доказать необходимость учета тепловых процессов в печатных проводниках при проведении моделирования РЭП. Показано, что обычно используемые тепловые модели печатных узлов, выполненные без учета металлизации, могут привести к погрешности в определении температуры электрорадиоэлементов до 22 %. Это не дает возможности правильно принять решение по обеспечению надежности РЭП
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Информатика
Одним из важных факторов, который должен учитываться при обеспечении надежности радиоэлектронных приборов (РЭП), считается тепловое воздействие на свойства конструктивных материалов и электрорадиоэлементов (ЭРЭ) [1]. Нагрев ЭРЭ обусловлен как температурой окружающего воздуха и соседних частей РЭП, так и выделением тепловой энергии в ЭРЭ и в печатных проводниках [2, 3]. Поэтому при обеспечении надежности РЭП в формулы расчета, наряду с табличными значениями интенсивности отказов ЭРЭ, обычно вводят поправочные коэффициенты, зависящие от температурных режимов работы элементов [4]. Во время эксплуатации РЭП могут прийти в нерабочее состояние из-за отклонения рабочих температур ЭРЭ от расчетных проектных значений
Если у вас возникли вопросы или появились предложения по содержанию статьи, пожалуйста, направляйте их в рамках данной темы.
Список литературы
1. Алексеев В. Ф., Пискун Г. А., Лихачевский Д. В. Моделирование тепловых полей электронных систем в среде ANSYS // Big Data and Advanced Analytics. 2020. № 6-3. С. 282-286. EDN: VIMPYX
2. Ellison G. N. Thermal computations for electronics conductive, radiative, and convective air cooling. CRC Press Taylor & Francis Group, Boca Raton, USA, 2011.
3. Роткоп Л. Л., Спокойный Ю. Е. Обеспечение тепловых режимов при конструировании радиоэлектронной аппаратуры. М.: Сов. радио, 1976. 232 с.
4. Боровиков С. М., Цырельчук И. Н., Троян Ф. Д. Расчет показателей надежности радиоэлектронных средств: учеб.-метод. пособие. Минск: БГУИР, 2010. 68 с.
5. Raja B., Praveenkumar V., Leelaprasad M., Manigandan P. Thermal simulations of an electronic system using Ansys Icepak // Intern. Journal of Engineering Research and Applications. 2015. Vol. 5, is. 11. P. 57-68.
6. Evstatieva N., Evstatiev B. Modelling the Temperature Conditions of a Printed Circuit Board // 12th Intern. Symp. on Advanced Topics in Electrical Engineering (ATEE). 2021. P. 1-4. DOI: 10.1109/ATEE52255.2021.9425281
7. Москаленко К. И. Моделирование тепловых режимов элементов на печатной плате средствами САПР // Молодежн. науч.-техн. вестн. 2016. № 5. C. 31-38.
8. Карабан В. М., Суслов И. О. Возможности проведения расчета теплового режима печатных плат в системе имитационного моделирования Ansys Icepack // Решетневские чтения. 2012. № 16. C. 179-180. EDN: UNKWPT
9. Рыбаков И. М. Алгоритм исследования теплового режима печатной платы // Тр. междунар. симп..,Надежность и качество“. 2017. Т. 1. С. 362-364. EDN: ZDGRYJ
10. Рыбаков И. М. Методика применения печатных проводников в качестве системы охлаждения // Тр. междунар. симп..,Надежность и качество“. 2018. С. 48-51. EDN: VAEOKC
11. Карабан В. М., Сухоруков М. П., Морозов Е. А. Математические модели многослойных печатных плат для теплового моделирования электронных устройств и систем // Доклады ТУСУР. 2013. № 3(29). С. 170-174. EDN: RULWIV
12. Kofanov Y., Kuznetsov N., Sotnikova S. Evidence-Based Modeling of Thermal Processes in Printed Circuit Assemblies of Optoelectronic Devices // Quality Management, Transport and Information Security, Information Technologies (IT&QM&IS). IEEE, 2021. P. 1-4. DOI: 10.1109/ITQMIS53292.2021.9642785
13. Дульнев Г. Н. Тепло- и массообмен в радиоэлектронной аппаратуре. М.: Высш. шк., 1984. 247 с.
14. Kuznetsov E., Golyaev Y., Kolbas Y., Kofanov Y., Kuznetsov N., Vinokurov Y., Soloveva T. Thermal computer modeling of laser gyros at the design stage: a promising way to improve their quality and increase the economic efficiency of their development and production // Optical and Quantum Electronics Switzerland: Springer, 2021. Vol. 53, is. 10. Art. number 596. P. 1-15. DOI: 10.1007/s11082-021-03253-8
15. Гольдин В. В., Журавский В. Г., Коваленок В. И. и др. Исследование тепловых характеристик РЭС методами математического моделирования. М.: Радио и связь, 2003. 456 с.
16. Семененко А. Н., Кофанов Ю. Н., Роткевич А. С., Увайсов С. У. Тепловая модель радиаторов модулей электропитания электронных средств // Качество. Инновации. Образование. 2015. № 12(127). С. 44-52. EDN: VOTMXP
17. Захарьин К. Н., Сарафанов А. В., Егоров Н. М., Трегубов С. И. Компьютерные технологии в приборостроении. Основы математического и методического обеспечения. Версия 1.0. Красноярск: ИПК СФУ, 2008.
18. Rybakov I. M., Goryachev N. V., Kochegarov I. I., Grishko A. K., Brostilov S. A., Yurkov N. K. Application of the model of the printed circuit board concerning the topology of external conductive layers for calculation of the thermal conditions of the printed circuit board // Journal of Physics: Conference Series. 2017. Vol. 803, N 1. P. 1-6. DOI: 10.1088/1742-6596/803/1/012130 EDN: YVQINH
19. Дульнев Г. Н., Парфенов В. Г., Сигалов А. В. Применение ЭВМ для решения задач теплообмена: учеб. пособие для теплофизич. и теплоэнергетич. спец. вузов. М.: Высш. шк., 1990. 207 с. EDN: ZXURGX
Выпуск
Другие статьи выпуска
Предложена методика численного оценивания взаимного влияния двух соприкасающихся рупорных излучателей, возбуждаемых мощными широкополосными импульсами в Х-диапазоне. Методика базируется на положениях геометрической теории дифракции и теории антенных решеток, она включает численное решение задачи дифракции цилиндрической волны на выпуклой двугранной импедансной клиновидной структуре при возбуждении ее негармоническим импульсом. Излучаемое поле представлено в виде суперпозиции падающего, отраженного, преломленного и дифракционного полей. При таком подходе учет широкополосности возбуждаемого сигнала заключается в представлении спектра излучаемого поля в рассматриваемой области произведением спектра возбуждаемого негармонического сигнала на пространственно-частотную характеристику импедансной клиновидной структуры. Важное преимущество предложенной методики заключается в том, что точность расчета пространственно-частотной характеристики определяется точностью асимптотического решения задачи дифракции на клине для гармонического случая и выбором числа точек дискретизации. Установлено, что вид пространственно-частотной характеристики клиновидной структуры определяется ее электрофизическими и геометрическими параметрами, направлением возбуждения и наблюдения, он оказывает влияние на характеристики и параметры возбуждаемого импульса; при этом высокочастотные составляющие спектра подвергаются большему подавлению, по сравнению с низкочастотными, приводя к изменению его амплитуды и увеличению длительности, что в конечном итоге влияет на эффективность передаваемой мощности
Исследовано влияние каждого этапа изготовления фазовых оптических элементов (ФОЭ), включающего запись ФОЭ лазерно-индуцированной микроплазмой и постобработку, на параметры микрогеометрии формируемого микрорельефа на поверхности ФОЭ, обеспечивающие их высокое качество и эффективность конверсии энергии. Также приводятся условия реализации каждого из этапов изготовления ФОЭ, позволяющие обеспечить повторяемость результатов по глубине микрогеометрии формируемого рельефа и значениям шероховатости его поверхности. Все исследования выполнены при использовании многосекторных бинарных фазовых пластин, выбор которых обусловлен относительной простотой их конструкции, по сравнению с другими ФОЭ аналогичного назначения. Показано, что лучшие результаты по значениям шероховатости поверхности ФОЭ при полном устранении частиц графита, загрязняющих поверхность многосекторных бинарных фазовых пластин, и возможных микро/нанодефектов и напряжений, возникающих в ходе записи технологией лазерно-индуцированной микроплазмы, достигаются постобработкой в виде отжига при температуре 900 °С в течение 1 ч.
Статистическая оценка вторичных диагностических показателей акустической эмиссии (АЭ) является неотъемлемой частью процесса обработки сигнала после применения методов фильтрации. Представлены результаты анализа параметров АЭ с использованием метода полиномиальной цифровой двунаправленной фильтрации помехи АЭ, полученной при АЭ-контроле двух инструментов в процессе фрезерования. Проанализирована работоспособность данного метода фильтрации при определении различия между исходными и отфильтрованными сигналами АЭ. Выделены фрагменты информационной и помеховой составляющих сигнала, что позволило экспериментально определить показатель сигнал/помеха. Установлено, что использование полиномиального цифрового метода двунаправленной фильтрации повышает качество обработки сигнала и позволяет обнаружить статистически значимые корреляционные связи между параметрами АЭ-сигналов при контроле дефектного и бездефектного инструмента. Линейной регрессионной моделью охарактеризована зависимость, описывающая отношение вторичных диагностических показателей дефектного инструмента к показателям бездефектного инструмента при АЭ-контроле
Приведен пример выбора аппаратной и программной части оборудования для создания цифрового двойника гибридной автоматизированной сборочной линии. Описаны необходимые функции цифрового двойника гибридной сборочной линии светодиодных осветительных приборов, проанализированы функции моделей программных менеджеров системы (Менеджер ресурсов, Менеджер датчиков, Менеджер компоновки среды). Приведено UML-представление модели данных цифрового двойника
Представлена модель рабочего места поверки средств измерений как нестационарной системы обслуживания с относительными приоритетами поступающего потока заявок. Модель основывается на построении многомерного графа и соответствующей системы уравнений Чепмена—Колмогорова. Модель позволяет выявить и на качественном уровне объяснить основные закономерности и технологические параметры функционирования рабочего места. Представленную модель возможно использовать для расчета пропускной способности поступающих на поверку средств измерений, функционирующих в условиях изменяющейся рабочей нагрузки на определенном временном интервале. Также модель возможно применять для обоснования технических требований при проектировании рабочих мест, которые предполагается использовать в условиях изменяющейся рабочей нагрузки
Издательство
- Издательство
- МИНОБРНАУКИ РОССИИ
- Регион
- Россия, Москва
- Почтовый адрес
- Тверская ул., д.11, г. Москва, ГСП- 3, 125993
- Юр. адрес
- 125009, г Москва, Тверской р-н, ул Тверская, д 11 стр 1, кв 4
- ФИО
- Фальков Валерий Николаевич (МИНИСТР)
- E-mail адрес
- info@minobrnauki.gov.ru
- Контактный телефон
- +7 (495) 5471316