중요 애플리케이션용 PCB 진동 분석

우주, 국방, 항공 및 운송 분야에 사용되는 인쇄 회로 기판(PCB)은 서비스 중 고장을 용납할 수 없습니다.

배포 전에 이러한 시스템은 진동, 충격, 열 주기, 방사선, 전자기 호환성(EMC) 및 침투 보호를 포함한 환경 적격성 테스트를 통과해야 합니다.

특히 진동 테스트에서 PCB 고장은 종종 다음으로 인해 발생합니다.

솔더 조인트 균열

부품 분리

패드 박리

트레이스 파손

이러한 모든 고장은 진동 하중 하의 동적 응답과 관련이 있으며 전체 임무 또는 시스템을 손상시킬 수 있습니다.

따라서 PCB가 하중 하에서 실제로 어떻게 변형되고 진동하는지 이해하는 것이 필수적입니다.

테스트 설정: 진동 여기 하의 PCB

부품이 실장된 PCB가 선형 셰이커에 장착되었으며, 보드 평면에 수직으로 진동이 가해졌습니다.

테스트 중인 CB, Ommatidia의 Q2 통합 카메라로 촬영되었습니다. 점선은 진동 측정을 위해 사용된 65개의 동시 측정 지점의 위치를 나타냅니다.

주요 설정 매개변수:

• Ommatidia의 Q2 레이저 도플러 진동계의 아날로그 출력을 사용하여 진동이 구동되었으며, 충분한 여기를 위해 증폭되었습니다.
• 처프 신호는 DC에서 600Hz까지였습니다.
• 부품 및 PCB 표면에 걸쳐 분포된 65개의 동시 LDV 측정 지점.

주파수 응답은 약 150Hz, 200Hz 및 250Hz에서 세 개의 뚜렷한 공진 피크를 나타냈습니다.

셰이커는 그 다음 각 공진 주파수에서 개별적으로 구동되어 작동 변형 형상을 캡처했습니다.

150Hz(왼쪽), 200Hz(중앙) 및 250Hz(오른쪽)에서 여기될 때의 PCB 진동 모드.

 

고밀도 측정에서 얻은 중요한 관찰 결과

진동 패턴은 단순한 평판에서 예상되는 것과 크게 달랐습니다.

부품은 주변 영역을 강화하여 국부적인 변형 패턴을 변경했으며, 150Hz 및 200Hz에서 마디선이 명확하게 보였습니다.

150Hz 및 200Hz에서 마디선의 존재 관찰.

이는 부품 배치가 진동 거동에 직접적인 영향을 미친다는 것을 확인시켜 줍니다.

고속 영역을 따라 또는 마디선 근처에 위치한 부품은 발사, 비행, 운송 또는 충격 조건에서 솔더 피로, 패드 박리 또는 파손의 더 높은 위험에 직면합니다.

이 기술은 고밀도 작동 변형 데이터를 제공하지만, 아직 완전한 실험 모달 분석은 아닙니다.

그러나 이는 엔지니어들이 설계 및 자격 부여 프로세스 초기에 실제 하드웨어가 하중 하에서 어떻게 작동하는지 볼 수 있도록 합니다.

우주, 국방 및 항공 분야에서 이것이 중요한 이유

우주선 항공 전자 장치, 미사일 유도 시스템, UAV 전자 장치, 철도 신호, 국방 레이더 시스템 또는 비행 제어 컴퓨터를 개발하는 팀에게 이 접근 방식은 실질적인 이점을 제공합니다.

• 가속도계가 필요 없습니다. 추가 질량 없음, 배선 없음

• 부품 수준에서의 정량적 진동 데이터

• 자격 부여 테스트 전 고장 발생 가능 영역 감지

• 시뮬레이션과 하드웨어 거동 간의 더 나은 상관관계
• 혹독한 환경을 위한 PCB 레이아웃 최적화 지원

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최종 의견

진동에 민감한 애플리케이션에서 PCB가 여기 하에서 어떻게 변형되는지 이해하는 것이 필수적입니다.

레이저 RADAR 및 간섭 측정에 기반한 대규모 병렬 레이저 도플러 진동계를 사용하여, 엔지니어는 이제 단순히 보드 수준의 움직임뿐만 아니라 부품 전체의 진동 속도를 관찰할 수 있습니다.

이 고밀도 진동 응답 데이터는 기존 도구의 해상도와 속도를 능가하는 후속 전체 모달 분석의 기초가 될 수 있습니다.

향후 기술 노트에서는 전체 모달 매개변수 추출 워크플로우를 시연할 것입니다.

우주, 국방, 운송 또는 항공 분야에서 근무하며 자신의 하드웨어에서 이 방법을 평가하고 싶다면, Ommatidia 팀이 테스트 설정 및 데이터 해석을 지원할 수 있습니다.

방문하십시오 ommatidia-lidar.com 또는 이메일을 보내십시오 sales@ommatidia-lidar.com.