航空電子設(shè)備新型結(jié)構(gòu)功能模塊的設(shè)計開發(fā)與研究.pdf

1、航空電子設(shè)備是決定信息型戰(zhàn)爭勝負(fù)的關(guān)鍵因素之一，而目前我國的航空電子設(shè)備和發(fā)達國家相比還有很大的差距。結(jié)構(gòu)功能模塊集成制造技術(shù)課題正是為了解決集成制造中的一系列問題，研制高性能模塊而誕生的。
　　未來的航空電子設(shè)備及模塊向綜合化、模塊化、小型化、智能化、多功能化、高可靠性、可維修性和易擴展性的方向發(fā)展。這必然導(dǎo)致如散熱、電磁兼容和接口互聯(lián)等問題的出現(xiàn)。同時，電子設(shè)備的功能、體積、重量、可靠性以及對各種環(huán)境的適應(yīng)性等被納入結(jié)構(gòu)設(shè)計的

2、范疇，這給結(jié)構(gòu)設(shè)計提出了更高的要求。
　　隨著電路集成度的提高，熱流密度的增大，溫度成為影響電子設(shè)備可靠性最關(guān)鍵的因素，因此本文以解決散熱問題為主進行模塊的設(shè)計。在此基礎(chǔ)上，對比分析了國外現(xiàn)有的LRM模塊標(biāo)準(zhǔn)，選取VITA-48標(biāo)準(zhǔn)作為設(shè)計的參考；然后分析了現(xiàn)有的熱設(shè)計方法，根據(jù)指標(biāo)選取單相強迫液冷為主要的熱控制方法，并以此方法研制貫通式小通道液冷冷板。
　　結(jié)構(gòu)功能模塊液冷模塊的設(shè)計方案包括鈑金模型方案和銑削模型方案，其中

3、銑削模型方案中又包括盒式模型、夾心模型和夾心盒式模型。最終選取了盒式模型進行設(shè)計，并進行了模型部件的劃分及結(jié)構(gòu)設(shè)計，包括液冷冷板、鎖緊裝置、起拔器和蓋板屏蔽板等。
　　液冷冷板是集熱控、支撐和電路基板為一體的多功能部件，是結(jié)構(gòu)功能模塊設(shè)計的核心。文中分析了影響冷板散熱性能的關(guān)鍵因素，得出了通過焊接鋁基板減小冷板熱阻和增加導(dǎo)流柱增大對流換熱系數(shù)的方法，并提出了冷板設(shè)計的重點是導(dǎo)流柱及流道結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化。進而通過分析導(dǎo)流柱和功率器件的

4、串并聯(lián)關(guān)系，定義了柱群的概念及參數(shù)。然后綜合熱設(shè)計理論、試驗設(shè)計和仿真分析的方法，對矩形和梭形柱群的各參數(shù)進行了單因素分析和試驗設(shè)計分析，并得出了各參數(shù)在所選范圍內(nèi)的最佳組合。在流道分析一節(jié)中，得出了S形流道和兩種不同入口位置的螺旋形流道的均溫性能的好壞。然后，將柱群和流道分析的結(jié)果運用到冷板的設(shè)計中，建立了冷板的詳細模型，并簡化進行了熱仿真分析，分析結(jié)果滿足指標(biāo)要求。
　　最后，本文建立了模塊的熱測試方案，并提出試驗結(jié)果的處理方