一种基于颗粒阻尼PCB板动力电路装置的制作方法

【技术领域】

本实用新型涉及一种用于电路板加工领域的基于颗粒阻尼pcb板动力电路装置。

背景技术：

随着社会不断向前发展和进步，伴随着对电子产品的高精度化的要求越来越高。电子产品的高精度发展直接向线路板加工提出更加高精度要求，与此同时，pcb板发展正向跨域化，高速化，多用化方向发展，电子系统能够实现导航，通讯，目标识别，跟踪定位等为一体化多功能技术。一旦内置的电子设备出现故障，而造成电路板失误，将会产生灾难性的后果。现有技术中，为了解决因内置电子设备出现故障而造成电路板失误的技术现象发生，而一般情况下，传统的减震措施有很多，使用较广的减振原件一般采用橡胶隔振器。但是，由于所述的橡胶隔振器存在如下技术问题：工作温度范围较窄，隔断热传导路径，带来热设计困难，橡胶材料容易老化，则需要定期更换。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够让pcb板在运输与使用过程中不受振动因素而产生橡胶隔振器产生弊端的基于颗粒阻尼pcb板动力电路装置。

为此解决上述技术问题，本实用新型中的技术方案所提供一种基于颗粒阻尼pcb板动力电路装置，其包括成品pcb板，颗粒动力基板，所述颗粒动力基板上设置有用于收容固定成品pcb板的阻尼安装箱体，该阻尼安装箱体内部设置用于增加抗振性能的阻尼器，该阻尼器设置在颗粒动力基板上面的敏感区的电子元器件周围，该阻尼器内部空间填充颗粒体。

进一步限定，所述的阻尼安装箱体包括直接焊接固定在颗粒动力板上面的下网格金属板，安装在下网格金属板上面的阻尼箱体骨架，安装在阻尼箱体骨架上面的上网格金属板。

进一步限定，所述阻尼箱体骨架是由未封闭矩形框构成，所述的矩形框一端外围设置有垂直状的尖角凹槽，所述矩形框内部的两侧内壁表面设置用于储存固定成品pcb板的长固定条，短固定条；在横向方向上，所述长固定条与长固定条之间形成长间隙凹槽，所述的短固定条与短固定条之间形成短间隙凹槽，长间隙凹槽与短间隙凹槽位于同一水平面上；在纵向方向上，复数条长固定条与复数条短固定条形成纵向间隙槽。

进一步限定，所述的上网格金属板和下网格金属板是由超薄金属板加工而成的，所述的超薄金属板上面设置有复数个金属散热孔。

进一步限定，成品pcb板的长宽厚度尺寸分别为192毫米×179毫米×2毫米，材料为fr-4，密度为1.9×103kg/m3，弹性模量为111mpa，泊松比为0.28。

进一步限定，所述阻尼器是采用正方形外框阻尼器件构成，外部尺寸为30毫米×30毫米×8毫米，阻尼器材质为zalzn6mg的铝合金，采用厚度为1.0毫米的铝板进行封闭，阻尼器与成品pcb板之间采用m2十字沉头螺栓进行连接。

本实用新型的有益技术效果：因所述颗粒动力基板上设置有用于收容固定成品pcb板的阻尼安装箱体，该阻尼安装箱体内部设置有阻尼器。该阻尼器设置在颗粒动力基板上面的敏感区的电子元器件周围，该阻尼器内部空间填充颗粒体。由于所述颗粒阻尼技术能够在高低温，辐射等恶劣环境下提供有效的宽频减振，并具有减振效果显著，各向同性，不增加线位移动，可靠性高，不会改变原来结构特点，通过设置于阻尼器内部的颗粒在腔壁中的摩擦与碰撞将动能消耗为热能，使得有效减少成品pcb板在运输与使用过程中的振动和冲击的影响，从而达到能够让pcb板在运输与使用过程中不受振动因素而产生橡胶隔振器产生弊端的技术问题。另外，所述颗粒阻尼pcb板动力电路装置不仅不需要隔断传热路劲，适用温度范围广，适用频带宽，而且不需要引入直线位移和角位移的功能。

下面结合附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

【附图说明】

图1为本实用新型中阻尼安装箱体的立体示意图；

图2为本实用新型中阻尼器的示意图。

【具体实施方式】

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参考图1及图2所示，下面结合实施例说明一种基于颗粒阻尼pcb板动力电路装置，其包括成品pcb板，颗粒动力基板1，阻尼安装箱体，阻尼器2，以及被填充的颗粒体。

成品pcb板的长宽厚度尺寸分别为192毫米×179毫米×2毫米，材料为fr-4，密度为1.9×103kg/m3，弹性模量为111mpa，泊松比为0.28。

所述的阻尼安装箱体包括直接焊接固定在颗粒动力板1上面的下网格金属板3，安装在下网格金属板3上面的阻尼箱体骨架4，安装在阻尼箱体骨架4上面的上网格金属板6。所述阻尼箱体骨架4是由未封闭矩形框构成，所述的矩形框一端外围设置有垂直状的尖角凹槽，所述矩形框内部的两侧内壁表面设置用于储存固定成品pcb板的长固定条，短固定条；在横向方向上，所述长固定条与长固定条之间形成长间隙凹槽，所述的短固定条与短固定条之间形成短间隙凹槽，长间隙凹槽与短间隙凹槽位于同一水平面上；在纵向方向上，复数条长固定条与复数条短固定条形成纵向间隙槽。所述的上网格金属板和下网格金属板是由超薄金属板加工而成的，所述的超薄金属板上面设置有复数个金属散热孔。

所述阻尼器2是采用正方形外框阻尼器件构成，外部尺寸为30毫米×30毫米×8毫米，阻尼器2材质为zalzn6mg的铝合金，采用厚度为1.0毫米的铝板进行封闭，阻尼器2与成品pcb板之间采用m2十字沉头螺栓进行连接。为保证阻尼器2与成品pcb板之间的固定相连，螺栓底部螺纹可以打上螺纹胶，防止长期使用过程中螺钉的脱落造成阻尼器松动。

安装时，所述下网格金属板3焊接固定在颗粒动力基板1上面，所述的阻尼箱体骨架4安装在下网格金属板3上面，所述的上网格金属板6固定安装在阻尼箱体骨架4上面，形成所述阻尼外壳体。所述阻尼器2安装在上网格金属板6或下网格金属板3上面。所述阻尼安装箱体主要是用于收容固定成品pcb板的功能。所述的阻尼器2主要是用于增加整个成品pcb板抗振性的功能，该阻尼器2设置在颗粒动力基板1上面的敏感区的电子元器件周围，该阻尼器内部空间填充颗粒体。

成品pcb板主要是由电路板和电子元器件经由机械与电气连接成为一个整体。通过有限元模态分析确立了颗粒阻尼安装的敏感区域。为了更进一步确定阻尼器2的安装位置，通过电路板的谐响应分析可以确定颗粒阻尼器2的安装位置并能得到pcb的峰值频率。由加速度频率曲线可知，电路板上的加速度幅值在频率为118hz，181hz，280hz时振幅出现了峰值分别为14.52m/s2，24.86m/s2，9.13m/s2且在频率为181hz时，峰值为最大值。

所述阻尼器2是高度的非线型阻尼器，这种阻尼器2制随着颗粒的材料，尺寸，填充率等参数的变化而变化。阻尼器的尺寸越大，能够填充的颗粒越多，一般阻尼器效应也有一定程度的提高，但是，pcb的使用面积也会大大减少。因此，在阻尼器2形状的选择上，需要考虑有效空间的最大利用率。此利用率是通过在振动的模态点位置合理的设计阻尼器，并进行阻尼器的优化，力争做到用最小的质量获得最优的质量比，从而得到最佳的使用面积。

颗粒体与颗粒体之间通过接触碰撞由此产生法向力与摩擦的切向力，阻尼器2的耗能包括碰撞耗能和摩擦耗能。为了使成品pcb板上模态敏感点处的阻尼器具有更高效的减振能力，针对阻尼器的粒径进行探索优化。在阻尼器填充空间有限的情况下，优选比重较大的颗粒。本实施例中，以钨合金为材料，泊松比为0.28，密度,19350kg/m3，弹性模量为3.24mpa。2毫米的钨合金颗粒耗散能量最大。细选粒径为1.8毫米，1.9毫米，2毫米，填充率为85％。

阻尼颗粒需要保证在有限空间内能够有一定的运动行程，这样才能增大颗粒与颗粒之间摩擦与碰撞的机会，现以填充率为75％，80％。不同的粒径有最佳的填充率1.5毫米粒径最佳填充率为85％。当选择1.9毫米粒径，填充率为90％时，总能耗值是最高的。当颗粒直径1.9毫米时，其所对应的最佳适配填充率为90％。

所述成品pcb板的结构及振动条件，在阻尼器2形状的选择上，需考虑有效空间的最大利用率，并通过敏感点的位置合理的设计阻尼器。在颗粒阻尼参数的选择上，采用钨基合金颗粒直径为1.9毫米，填充率为90％时，电路板达到最优化的减振效果。基于动力学特性分析的敏感区域，通过阻尼器安装位置的选择，在敏感区域安装阻尼器2能使成品pcb板在主振方向上达到50％减振效率。改善了成品pcb板的抗振特性，基于布线合理性，布通率与电气性，调整元器件位置与接线布置使得在电路板模态敏感点区域留出余裕。在非敏感区域设计电路，在敏感区域安装颗粒的阻尼器。针对颗粒阻尼器设计与构建，完成整个电路体系的设计，大大提升了电子设备的稳定性。

综上所述，因所述颗粒动力基板1上设置有用于收容固定成品pcb板的阻尼安装箱体，该阻尼安装箱体内部设置有阻尼器2。该阻尼器2设置在颗粒动力基板1上面的敏感区的电子元器件周围，该阻尼器2内部空间填充颗粒体。由于所述颗粒阻尼技术能够在高低温，辐射等恶劣环境下提供有效的宽频减振，并具有减振效果显着，各向同性，不增加线位移动，可靠性高，不会改变原来结构特点，通过设置于阻尼器2内部的颗粒在腔壁中的摩擦与碰撞将动能消耗为热能，使得有效减少成品pcb板在运输与使用过程中的振动和冲击的影响，从而达到能够让pcb板在运输与使用过程中不受振动因素而产生橡胶隔振器产生弊端的技术问题。另外，所述颗粒阻尼pcb板动力电路装置不仅不需要隔断传热路劲，适用温度范围广，适用频带宽，而且不需要引入直线位移和角位移的功能。

以上参照附图说明了本实用新型的优选实施例，并非因此局限本实用新型的权利范围。本领域技术人员不脱离本实用新型的范围和实质内所作的任何修改、等同替换和改进，均应在本实用新型的权利范围之内。