Способ определения собственной частоты печатной платы с установленными на ней элементами

 

Союз Советскнк

Соцналнстнческнк

Респубпнк

О Il И С А ЙИi 681341

ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛ (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.06.73 (21) 19534 с присоединением заявкк У&в (23) Приоритет—

Опубликовано 25.08.79. Вктлле

Дата опубликования описанкя! )М. Кл.

01 M 7/00

Ci 01 % 31/26

Гесудврствеаны9 аатетат

СССР ав делам взабретанав

«OrII raII

3) УДК 621.361 (088.8) (72) Авторы изобретения

И. Я. Мансуров, В. П. Филипцов и А. М. Прапоров (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОБСТВЕННОЙ ЧАСТОТЫ

ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ С УСТАНОВЛЕННЫМИ НА НЕЙ

ЭЛЕМЕНТАМИ

Изобретение относится к радиоэлекгронике, касается способов определения собственной частоты печатных плах с установленными на них элементами и может быть использовано в радиоэлектронной промышленности при проектировании многослойных печатных плат на этапах конструкторских и технопогических отработок.

Известен способ определения собственной частоты механических колебаний конструкций полупроводниковых приборов, заключающийся в воздействии на объект вибрации с плавно меняющейся частотой. и определении собственной частоты механических копебаний (11.

Недостатком укаэанного способа определения собственной частоты является выход из строя на частоте резонанса отдельных эпектрорадиоэпементов и деталей, установленных на плате.

Известен также способ опрсдепения собственной частоты печатной платы с установпенными на H0II эпемепчами, эак2

-лючающийся в воздейсгвии на нее механических колебаний с частотой, изменяющейся во времени, и изменении резонансной частоты (21.

Этот способ определения является наиболее близким к изобретению.

Недостатком этого способа определения собственной частоты многослойных печатных плат явпяется необходимость тО наличия готовых смонтированных образцов, предназначенных для работы в эксплуатационных условиях, которые в случае возникновения отказа при виброиспытаниях не могут быть испопьзованы в

IS дальнейшем, а конструктивные и технологические доработки по результатам испытаний (дпя обеспечения требований вибропрочности и отсутствия резонанса) влекут за собой бопьшие экономические

10 затраты. Кроме тот-о, на частоте резонанса воэьтожны выходы иэ строя установленных HQ плате дорогостояших эпектрорадиоэлементов и деталей. вмэ и.

« о» l= у„=

Уо N

"макс" макс

$0 коэффициент Пуассона; оператор Лапласа; масса элемента; количество элементов.

b.

Р1

И

Йля повышений надежности в качестве элементов платы используют их эквивалент, масса которого равна сумме масс элементов, установленных на плате, причем эквивалент размещен в приведенном центре тяжести платы с элементами, собственную частоту которой определяют по формуле: о < "р< где — отношение кинетической энергии !

6 платы с эквивалентом к кинетической энергии платы с элементами;

» измеренная резонансная частота

Р платы с эквивалентом, 1Ю

В основу теоретического обоснования способа положен метод Penes-Ритца, по которому первая основная частота колебаний определяется из равенства потенциальной энергии платы сумме кинетических энергий платы и расположенных на ней элементов и деталей.

Тогда первая основная частота определяется иэ выражения де и „= 2 ГГЫ(540) -2(;I"5), 30 41 (+ ) с1 ч — потенциальная Д с) Ь )

1ма с=,Цсщ c3 d - кинетическая энермакс 2, 2 к у

9 гия платы;

ЗФ

< 1 п

Т - Р Rvn.Îç. кинетическая энермакс гия сосредоточенных на плате элементов Ф и деталей; — масса платы, отнесенная к едиГ нице поверхности;

P - собственная круговая частота платы; .(Ю - отклонение точки Х, 3 от положения равновесия (базисная функция2р <"- — - пииииирическии жесткость

12(-e 2: а

Если плату загрузить одной нагрузкой, эквивалентной по массе всем элементам и деталям, установленной на ней, и расположить ее в центре платы, первая основная частота будет определяться из выражения —. >

П мс кс макс макс где,< . я и мс кс д VQ)g +1YI1

1=1

C) - отклонение точки Х., > в центре платы от положения равновесия.

При этом отношение кинетических энергий определяется иэ выражения

2 с п я

S 1 1=4 гдес масса платы, отнесенная к единице поверхности.

Следовательно, искомая собственная частота колебаний платы определяется выражением „= g Х1Лля определения собственной частоты многослойной печатной платы необходимо:

- испытуемую тест-плату смонтиро- вать сосредоточенной массой, эквивалент-< ной по величине массе элементов, установленных на рабочей плате

- установить тест-плату с эквивалентом нагрузки на вибростенд;

- нагрузить тест-плату гармонической нагрузкой с частотой колебания, изменяющейся во времени;

- определить резонансную частоту тест-платы с эквивалентом нагрузки;

- рассчитать отношение кинетической энергии платы с эквивалентом к кинетической энергии платы с элементами. формула изобретения

Способ определения собственной частоты печатной платы с установленными на ней элементами, заключающийся в воздействии на нее механических колебаний с частотой, изменяющейся во:времени, и измерении резонансной частотьг, отличающийся тем, что, с . целью повышения надежности, в качестве элементов платы используют их эквивалент, масса которого равна сумме масс элементов, установленных на плате, причем эквивалент размещен в приведенном центре тяжести платы с элементами, 6Я 311

Р =т Г

Составитель В. Мамаев

Редактор Т. Шагова Техред О. Андрейко Корректор Г, Решетник

Заказ 5077/30 Тираж 1 090 Г!одписное

Ц11ИИГ1И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 l3035, Москва, Е-35; Раушская наб„д. 4/ >

Филиал ИП11 "Патент", r. Ужгород, ул. Г1роектная, собственную частоту которой определяют по формуле, где 11 - отношение кинетической энергии платы с эквивалентом к кинетической энергии платы с элементами; — измеряемая резонансная частоP та платы с эквивалентом. 1сточннкн информации, прцнятые во внимание при экспертизе

1. Авторское св щетельство СССР

- Ko 258462, кл. 9 01 Я 3 /26, 1968, 2.JEEE >nter>ationoC Convection

Яесог4 Рсм-1.9,МаесЬ,4966,р 1об-й4.