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刚挠印制板技术在军用传感器中的应用
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. j4 P+ Q1 @/ `姜志国，陈玉玲，史岩峰，李国珍，于洋 (北京强度环境研究所,北京100076)
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摘要：将刚挠结合印制板的设计理念引入到航天产品的电路板结构设计中，四块刚性印制板和三块挠性板进行一体化设计,实现了接口的高可靠性连接,并极大地节省了传感器的内部空间，便于传感器微型化。刚性印制板采用四层板设计,挠性板采用双层板设计,实现了小电路板上含有多种信号通道的目的。% R( l; Y* l5 f2 n, y1 X z3 T
通过振动试验、加速度试验、冲击试验、高低温循环试验等试验证明了高可靠性刚挠印制板可以应用于航天器等军用型号。
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关键词：刚挠结合印制板;传感器;四层板;航天器
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中图分类号: TP212 文献标识码: B 文章编号: 1000-9787 (2016) 10-0155-03
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Applications of flexible- rigid PCB technology in military sensor 7 C% v" w8 b5 l# t9 P6 F
JIANG Zhi-guo，CHEN YuHing，SHI Yan-eng, LI Guo zhen, YU Y ang ' A$ Y+ [ D2 l7 K! T5 V
( Beijing Institute of Structure and Environment Engineering，Beijing 100076, China)
/ d! L' s; p5 cAbstract：The idea of flexible rigid PCB is introduced into structure design of circuit board for aerospace .8 h: N2 K, H* U9 o! r
products. Integrating four rigid boards with three flexible boards realizes high reliable connect of inteRFace and
. m, U4 }' a* ^! x3 V/ ^infinitely saves inner space of the sensor and convenient for miniazation of sensor. The design of fourHayered rigid4 Y2 `: u8 b& C8 p. _4 a
boards and double Hayered flexible board implements that small circuit board can include multichannel of signal.
+ ~/ p R3 q2 Q" n% w: {Through vibration test, acceleration test, shock test , thermal cycle test,It is proved that the high reliability flexible-
5 @; x5 d* O" y1 P% zrigid PCB can be applied to military products such as aerospace.
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% |; D+ u6 G* Q+ @, T/ `Key words： flexible rigid PCB; sensor; four-Hayered board; aerospace product
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0 引言; X" ?8 ^, D% d3 s; v0 k, }
自20世纪80年代初期，刚挠结合板首次使用在高可靠性军事电子设备中以来,它在高科技领域得到了广泛的应用，如今已成为印制板工业中的研究热点之一。刚挠结合板兼具了刚性板的支撑功能和挠性板的高密度可挠曲功能，实现不同装配条件下的三维组装,适应了电子产品的轻、薄、短、小的要求,因而应用前景广阔1-31。
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) _; Z: U$ T+ N4 ?航天型号等军用三轴振动传感器电路板功能复杂且传感器内部安装空间有要求,不得不分为几块电路板共同实现电路功能。一般设计是将各个电路板分别设计，最后进行对接和联调。传统的电路板连接方式主要包括飞线连接和刚性板插针连接两种方式，飞线连接具有可靠性低，操作性差等缺点，刚性插针连接方式空间利用率低，插针易断裂，装配困难，可靠性差[5]。针对传统电路板连接方式的缺点,本文设计了一种新型的军用电路板。应用该刚挠结合板设计的三轴振动传感器通过了振动试验、加速度试验、冲击试验、高低温循环试验等试验的考核，可靠性高,可适应火箭、导弹等不同型号的环境需要。" {( P+ _. Q4 j* X H/ E
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3 z) k% P$ i; _% w$ Z& p1 刚挠印制板的特点
0 o& x3 h+ `; t J8 g( R# y所谓刚挠印制板是指一块印制板上包含-一个 或多个刚性区和一个或多个挠性区,由刚性板和挠性板有序地层压在一起组成，并以金属化孔形成电气连接。刚挠印制板既有提供刚性印制板应有的支撑作用，又有挠性板的弯曲性，能够满足三维组装的要求，为电气互联领域提供了新的解决方案[6~7]。5 v4 z3 ?7 l+ l
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% f+ E4 d& X7 `- }1 S刚挠印制板具有如下几个优点:1)便于电气性能的维修与管理;2)满足高密度化的发展与要求;3)体积小、重量轻,减少了系统内连所需的硬件，具有更高的装配可靠性;4)有利于三维立体组装,提高了电路设计和机械结构设计的自由度;5)保证了整个系统连接的可靠性。$ b7 P( R0 s8 o; y
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2刚挠结合电路板的结构设计5 |7 c3 k/ M& K2 v6 M
本文针对航天型号用三轴振动传感器的功能和需求特性，设计了一种新型的军用刚挠结合电路板，印制板实物图如图1所示，刚挠结合板主要由4块刚性板和3块挠性板一体化压接生产而成。刚性板采用4层板设计,顶层为信号层,中间2层为内部信号1层和内部信号2层，底层不布线，并进行绝缘处理,保证了电路信号层与壳体隔离。3块敏感芯体分别焊接在3块不同的刚性板上，另外一块刚性板为信号调理电路板。4块刚性板通过挠性板进行连接，挠性板具有优良的弯曲自由度，通过3块挠性板的不同弯曲度，便可以组成不同结构的加速度传感器。* w& T* Z2 h5 _% h8 p7 ~+ c
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发表于 2019-11-28 14:23
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