一种消除防滑刹车控制装置低温故障的方法，将防滑刹车控制装置功率大的元器件与功率小的相邻，在低温条件下给功率小的元器件提供热量，每一排高功率的元器件相对一排低功率器件。经故障物理分析，低温焊点开裂的原因是焊料填充不实，本发明专利技术针对焊料填充不实确定焊接技术，消除焊点开裂故障。涂覆防止凝露的绝缘漆，避免短路或击穿。采用加大管脚弯曲半径的方法控制塑性变形产生的微裂纹，排除故障。本发明专利技术在不改变壳体现有材料、不改变元器件质量等级的条件下，提高防滑刹车控制装置的耐低温能力，使防滑刹车控制装置在‑55℃低温和工作状态下，温度高于‑45℃，达到延长防滑刹车控制装置的使用寿命，减少产品浪费和资源消耗的目的。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及民用运输类飞机电子产品的低温故障分析领域，具体是一种采用计算机技术对防滑刹车控制装置的低温薄弱环节，进行结构改进。
技术介绍
防滑刹车控制装置是飞机电子防滑刹车系统中的附件，由飞机提供电源，接收机轮速度传感器感受的电信号，进行着陆防滑刹车过程中的刹车压力控制。能够完成正常着落防滑刹车控制，起飞线刹车控制，轮间保护控制，接地保护控制，起落架收上后的机轮止转刹车功能。由于电子元器件的最低环境温度为-55℃，在环境温度达到-55℃，由于一部分电子元器件在工作中自身产生的热量不足以补偿环境低温引起的温度下降，经实测一部分功耗小的元器件承受的低温低于-45℃。长期在低温条件下工作，就会发生低温故障。为了消除防滑刹车控制装置在低温条件下的故障，对防滑刹车控制装置进行结构改进。国外现状：国外针对电子产品的低温故障采取了下列措施：1）选用高等级耐低温元器件提高电子产品的低温性能；2）在低功耗的元器件旁边增加发热电阻，延长该元器件的低温寿命。国外采取的上述措施具有下列缺点：1)高等级耐低温元器件的售价是常规元器件的数十倍，费用太高；2)在低功耗的元器件旁边增加发热电阻，带来下列负面影响：a)提高了该电子产品的功耗，需要系统调整供电方案，影响面大；b)增加的发热电阻在环境高温条件下也增加了电子产品整机的热量，使电子产品产生高温损伤。国内现状：国外的耐低温设计成熟以后，国内才将耐低温设计列入电子产品的研制要求。国内电子元器件的使用温度大部分能达到-55℃，-55℃指在环境温度条件下，电子产品工作状态下承受的最低温度。当环境温度为-55℃时，若电子产品在额定电流下连续工作30min，其表面的温度会高于-55℃。根据防滑刹车控制装置低温步进试验的实测数据，当元器件的表面温度低于-45℃时，在长期低温环境条件下工作，元器件的寿命会缩短。国内采取了下列耐低温设计方法避免电子产品低温故障：1）选择高质量等级提高元器件的耐低温能力，-55℃是目前国内高质量等级提出元器件的低温使用范围，常用的标准体系有七专元器件，七专指：专人、专机、专料、专批、专检、专技、专卡；还有各种GJB标准规定的元器件，GJB元器件体系标准有：GJB33A-97半导体分立器件总规范、GJB597A-96半导体集成电路总规范、GJB2438-96混合集成电路总规范、GJB63B-2001有可靠性指标的固体电解质钽电容器；GJB65B-99有可靠性指标的电磁继电器总规范，等等。2）在低功耗的元器件旁边增加发热电阻，但带来下列负面影响：a)提高了该电子产品的功耗，需要系统调整供电方案，影响面大；b)增加的发热电阻在环境高温条件下也增加了电子产品整机的热量，使电子产品产生高温损伤。3）根据热辐射、热传导和热对流原理，将电子产品的壳体设计为密封壳体，降低防滑刹车控制装置工作过程中热对流产生的温升；4）避免在飞机的低温区安装电子设备。现有技术的缺陷综上所述，国内外现有技术存在下列缺陷：1）选用高等级耐低温元器件费用高，研制费用难以支持；2）采用板式密封壳体不利于散热，无法同时兼顾高温引起的故障；3）增加发热电阻可以缓解低温薄弱环节，但在环境高温条件下也增加了电子产品整机的热量，使电子产品产生高温损伤；4）避免在飞机低温区安装电子产品的方法可以有效提高其低温寿命，但是，这种方法影响飞机的动平衡，需重新进行飞机的平衡设计。
技术实现思路
为克服现有技术在电子产品低温设计中存在的板式密封壳体不能兼顾高温引起的温升、增加发热电阻在高温条件下会使电子产品产生高温损伤、避免在飞机低温区安装电子设备需重新进行平衡设计的不足，本专利技术提出了一种消除防滑刹车控制装置低温故障的方法。本专利技术的具体过程是：步骤1，确定高功耗元器件和低功耗元器件在电路板上的布局距离：将一排高功耗元器件与一排低功耗元器件间隔排列。相邻两排元器件之间的距离和同一排元器件之间的距离均为4mm～7mm；所述低功耗元器件指功耗＜0.05瓦的元器件；所述高功耗元器件指功耗功耗≥0.05瓦的元器件。具体过程是：第一步：准备工作在各低功耗元器件上分别粘贴热电偶，并将该热电偶与温湿度巡检仪连接；在各高功耗元器件上分别粘贴热电偶，并将该热电偶与温湿度巡检仪连接。第二步，确定相邻两排元器件之间的距离；将一排高功耗元器件与一排低功耗元器件相邻排列；通过测试确定相邻两排元器件之间的距离为4mm～7mm，该距离时，各个低功耗元器件的温度均高于-45℃、各个高功耗元器件的温度均低于100℃；第三步，确定同一排相邻两个元器件之间的距离；测试并调整同一排相邻两个元器件之间的距离为4mm～7mm，该距离时，各个低功耗元器件的温度均高于-45℃、各个高功耗元器件的温度均低于100℃。在测试确定高功耗元器件和低功耗元器件在电路板上的布局距离时，所设置的起始距离为2mm。测试高功耗元器件时：将防滑刹车控制装置放进温度为100℃的温度试验箱，处于工作状态并保持1h。进行热传导测试，当测试结果不满足热补偿效果时，以0.5mm的步长反复调整延长相邻两排元器件的距离；直至调整后的相邻两排元器件之间的距离使低功耗元器件的温度低于100℃为止。测试低功耗元器件时：将防滑刹车控制装置放进温度为-55℃的温度试验箱，处于工作状态并保持1h。进行热传导测试，当测试结果不满足热补偿效果时，以0.5mm的步长反复调整延长相邻两排元器件的距离；直至调整后的相邻两排元器件之间的距离使低功耗元器件的温度高于-45℃为止。步骤2，确定低温焊点的加热时间：确定电烙铁加热焊点时间范围为：2s～2.5s。步骤3，涂覆电路板防潮保护漆；步骤4，确定低温元器件管脚断裂、焊点断裂的改进措施：所述的改进措施包括重新确定元器件管脚弯曲半径和元器件管脚端头在电路板接插后伸出的长度；Ⅰ确定元器件管脚弯曲半径：通过元器件管脚弯曲工装的外圆弧半径确定元器件管脚弯曲半径；工装外圆弧半径ri=元器件管脚弯曲半径Ri；确定元器件管脚弯曲半径时，当元器件管脚直径为φ1=0.5mm～0.8mm时，元器件的管脚弯曲工装的外圆弧半径为当元器件管脚直径为φ2=0.9mm～1.2mm时，元器件管脚弯曲工装的外圆弧半径为当元器件管脚直径为φ3=1.3mm～1.5mm时，元器件管脚弯曲工装的外圆弧半径确定为Ⅱ确定元器件管脚端头在电路板接插后伸出焊料顶部的长度hi：通过管脚长度工装确定管脚端头伸出焊料顶部0.2mm～0.4mm。当元器件管脚直径φ1=0.5mm～0.8mm时，工装孔深Si=1.8φ1；当元器件管脚直径φ2=0.9mm～1.2mm时，管脚长度工装孔深S2=1.7φ2；当元器件管脚直径φ3=1.3mm～1.5mm时，管脚长度工装孔深S3=1.6φ3。所述管脚长度工装上孔的直径通过公式（2）确定：工装孔直径=1.4元器件管脚直径（2）该工装孔深度尺寸和元器件管脚直径成正比：Si=cφij（3）式（3）中，Si为第i组元器件管脚的工装孔深度尺寸，i=1,2,3；φij为第i组元器件的第j种元器件管脚直径。c为工装孔深度尺寸Si与元器件管脚直径之间的比例系数，c的起始值为1.1，c递增的步长为0.1；c的递增至确定元器件管脚伸出长度为止。步骤5，验证试验。根据GJB1032环境应力筛选标准中的温度循环方法制本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种消除防滑刹车控制装置低温故障的方法，其特征在于，具体过程是：步骤1，确定高功耗元器件和低功耗元器件在电路板上的布局距离：将一排高功耗元器件与一排低功耗元器件间隔排列；相邻两排元器件之间的距离和同一排元器件之间的距离均为4mm～7mm；步骤2，确定低温焊点的加热时间：确定电烙铁加热焊点时间范围为：2s～2.5s；步骤3，涂覆电路板防潮保护漆；步骤4，确定低温元器件管脚断裂、焊点断裂的改进措施：所述的改进措施包括重新确定元器件管脚弯曲半径和元器件管脚端头在电路板接插后伸出的长度；Ⅰ确定元器件管脚弯曲半径：通过元器件的管脚弯曲工装的外圆弧半径确定元器件管脚弯曲半径；管脚弯曲工装外圆弧半径ri＝元器件管脚弯曲半径Ri；Ⅱ确定元器件管脚端头在电路板接插后伸出焊料顶部的长度hi：通过管脚长度工装确定管脚端头伸出焊料顶部0.2mm～0.4mm；当元器件管脚直径φ1＝0.5mm～0.8mm时，工装孔深Si＝1.8φ1；当元器件管脚直径φ2＝0.9mm～1.2mm时，管脚长度工装孔深S2＝1.7φ2；当元器件管脚直径φ3＝1.3mm～1.5mm时，管脚长度工装孔深S3＝1.6φ3；步骤5，验证试验；根据GJB1032环境应力筛选标准中的温度循环方法制定试验方案；确定温度循环的最高温度为0℃，并且在0℃的保持时间为50min；最低温度为‑55℃，并且在‑55℃的保持时间为50min；0℃～‑55℃的降温速率为14℃/min，‑55℃～0℃的升温速率也为14℃/min；温度循环次数为4次；验证试验中，若焊点出现开裂，应针对故障迭代改进，改进后重新进行4个循环的验证试验，直至在4个循环的验证试验过程中不发生焊点开裂，结束试验；至此，消除防滑刹车控制装置低温的工作结束。...
【技术特征摘要】
1.一种消除防滑刹车控制装置低温故障的方法，其特征在于，具体过程是：步骤1，确定高功耗元器件和低功耗元器件在电路板上的布局距离：将一排高功耗元器件与一排低功耗元器件间隔排列；相邻两排元器件之间的距离和同一排元器件之间的距离均为4mm～7mm；步骤2，确定低温焊点的加热时间：确定电烙铁加热焊点时间范围为：2s～2.5s；步骤3，涂覆电路板防潮保护漆；步骤4，确定低温元器件管脚断裂、焊点断裂的改进措施：所述的改进措施包括重新确定元器件管脚弯曲半径和元器件管脚端头在电路板接插后伸出的长度；Ⅰ确定元器件管脚弯曲半径：通过元器件的管脚弯曲工装的外圆弧半径确定元器件管脚弯曲半径；管脚弯曲工装外圆弧半径ri＝元器件管脚弯曲半径Ri；Ⅱ确定元器件管脚端头在电路板接插后伸出焊料顶部的长度hi：通过管脚长度工装确定管脚端头伸出焊料顶部0.2mm～0.4mm；当元器件管脚直径φ1＝0.5mm～0.8mm时，工装孔深Si＝1.8φ1；当元器件管脚直径φ2＝0.9mm～1.2mm时，管脚长度工装孔深S2＝1.7φ2；当元器件管脚直径φ3＝1.3mm～1.5mm时，管脚长度工装孔深S3＝1.6φ3；步骤5，验证试验；根据GJB1032环境应力筛选标准中的温度循环方法制定试验方案；确定温度循环的最高温度为0℃，并且在0℃的保持时间为50min；最低温度为-55℃，并且在-55℃的保持时间为50min；0℃～-55℃的降温速率为14℃/min，-55℃～0℃的升温速率也为14℃/min；温度循环次数为4次；验证试验中，若焊点出现开裂，应针对故障迭代改进，改进后重新进行4个循环的验证试验，直至在4个循环的验证试验过程中不发生焊点开裂，结束试验；至此，消除防滑刹车控制装置低温的工作结束。2.如权利要求1所述消除防滑刹车控制装置低温故障的方法，其特征在于，确定高功耗元器件和低功耗元器件在电路板上的布局距离的具体过程是：第一步：准备工作；在各低功耗元器件上分别粘贴热电偶，并将该热电偶与温湿度巡检仪连接；在各高功耗元器件上分别粘贴热电偶，并将该热电偶与温湿度巡检仪连接；第二步，确定相邻两排元器件之间的距离；将一排高功耗元器件与一排低功耗元器件相邻排列；通过测试确定相邻两排元器件之间的距离为4mm～7mm，该距离时，各个低功耗元器件的...
【专利技术属性】
技术研发人员：乔建军，刘刚，彭娟，张宏艳，
申请(专利权)人：西安航空制动科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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