高功率密度DC/DC电源模块结构设计与封装

高效率、高功率密度是DC/DC电源模块永恒的发展趋势。以一种封装尺寸为38.72 mm×22.80 mm×7.21 mm、输出功率为320 W的DC/DC模块电源为研制对象,从结构设计、热设计、封装工艺等方面进行了系统的研究。DC/DC电源模块采用“夹心”工艺结构,以高导热塑封工艺封装,工作温度范围为-55~125℃,可靠性满足航空航天领域高可靠要求。

空港园区动力集中监控系统

本文以航天七七一研究所空港园区动力集中监控系统为例,从设计、运行、管理等方面,综合阐述了该系统在信息化、数字化、可视化方向的设计运行管理模式,使得动力系统具有更高的安全性、高效性,以及数据分析和决策支持能力,为该领域技术人员提供了一套可复制、操作性强、可靠性高的动力集中监控系统的设计构建、运维管理方案。

2.5D TSV转接板无损检测方法的研究

利用以硅通孔(TSV)为核心技术的硅转接板封装3D集成电路,可以有效缩短器件的互连长度。TSV转接板在微电子领域被广泛应用,但对其工艺制备过程中的检测技术研究相对较少。TSV转接板的检测对评估其良率与应用可靠性至关重要。因此,总结了7种非破坏性检测技术,探讨了无损检测技术的基本原理和优缺点,形成了1种系统的2.5D TSV转接板无损检测的评价方法。该方法不仅为2.5D微模组产品的研制与开发提供了支撑,还满足了3D封装的典型应用需求。

TSV硅转接基板的可靠性评价方法

硅通孔(Through Si Vias,TSV)硅转接基板技术作为先进封装的一种工艺方式,是实现千级IO芯片高密度组装的有效途径,近年来在系统集成领域得到快速应用。TSV硅转接基板的细线条和与芯片相近的热导率可以解决陶瓷基板和芯片之间线宽和热导率不匹配的问题。随着硅基板技术的推广,其可靠性评价是应用前急需解决的问题。目前并没有关于TSV硅转接基板的可靠性评价要求的国内相关标准。从TSV硅转接基板的结构出发,借鉴国军标相关标准,形成了针对硅转接基板的可靠性评价方法,并进行了工程验证。验证结果表明通过有针对性的评价方法,可以反映出TSV硅转接基板的质量特性,实现可靠性评价。

商业卫星计算机质量管控方法探索与实践

星载计算机是商业卫星的核心部件之一,文章针对商业卫星计算机产品的低成本、短周期、批量生产的需求,剖析目前星上计算机在研制阶段划分、长链条管控与评审、全过程和全要素的数据包编制、元器件严格的选用要求和筛选流程等方面存在的质量管控问题,提出阶段合并、简化过程质量控制及评审、简化数据包、优化元器件选型及筛选流程等解决措施,在保证可靠性的前提下满足未来商业卫星的需求,也为未来更科学更精准的卫星产品差异化管控提供数据和经验。

航天器总线管理系统的SOC设计与研究

高速、高可靠、低功耗的智能型串行系统总线是航天器进一步发展必须解决的一个关键问题。以1553B总线控制器为例,采用SOC设计方法,研究了航天器系统总线的设计和实现。首先按照1553B总线标准设计了总线管理SOC的系统结构,然后重点解决了SOC设计中的IP开发应用、可靠性设计、容错机制及低功耗实现等关键技术。采用这些SOC设计方法的1553B总线协议处理器取得了一次流片成功,为今后更高速率的航天器总线管理系统的SOC研究提供了一种思路和方法上的借鉴。

插板式PCB的内置式减振设计方法及其PSD动力学仿真

为降低军用电子设备中插板式PCB组件的随机振动响应,首先设计了三种边界配置,分析了振动传递途径,得出了可能的设计改进方案。随后按照G JB150随机振动试验要求,应用有限元方法建立了插板式PCB的动力学仿真模型,获得了减振设计改进前后PCB板面的随机振动响应加速度及PSD谱线。仿真和试验数据均证明,PCB板面加速度响应减小了约30%左右。

面向空间应用的片上系统集成技术研究

文章采用一种新颖方法对商用IP进行可靠性提升、完善,同时进行容错结构设计,建立了拥有自主知识产权的专用加固型标准单元库,构建了面向空间应用的SoC设计方法与流程,形成了面向空间电子系统的系统集成设计平台,用该技术实现了面向卫星等空间应用的32位嵌入式RISC处理器SoC芯片,获得了一次投片成功。

基于区间因子法的可靠度与参数敏感度分析

在基于区间参数可靠性的设计过程中,往往需要根据各设计参数的重要度次序,综合考虑加工成本因素而对关键参数的取值区间进行合理调整。文中通过理论推导,并结合算例说明,功能函数的区间因子半径与结构可靠度互为倒数;重要度越大的区间参数,其需要调整的范围可以越小。文中方法与有限元相结合可明显降低计算量,这对于那些无法给出显式函数的复杂工程问题的求解具有借鉴价值。

一种用于星载系统可靠性评测的软件故障注入工具

随着计算机应用的日益广泛和复杂,很多传统的故障注入技术及工具已经在很多领域面临着新的挑战.本文详细介绍了由本课题组自主研究开发的一种用于评测星载系统可靠性的软件故障注入工具(SFIOS),该故障注入工具针对星载系统这一特殊对象而开发,采用包括时间、空间、事件在内的多种故障触发方式,不仅能通过软件的方式随时随地注入接近实际的星载故障,而且操作简单,不需要修改星载系统的应用任务,对星载系统影响较小。实验结果表明,采用该故障注入工具评测星载系统可靠性的具有较多的优点和潜力。

不同状态的Si-Al丝对键合点根部损伤的影响

键合点根部损伤是Al丝超声键合工艺中最常见的问题,严重的根部损伤不仅使焊点的键合强度降低,甚至会使键合点失效。通过优化键合机器的工艺参数、分析键合丝的组分和采取不同的退火条件,研究Al丝超声键合中,键合点根部损伤的程度,为键合丝的选用和提高Al丝超声键合强度提供依据。

一种基于Markov模型的星载计算机系统可靠性评测的新方式

可靠性在星载计算机系统中具有非常重要的作用。现以Markov链为基础,提出了一种新的估计星载计算机系统可靠性的统计使用检测方法。首先通过对故障的传播进行分析,对检测过程中Markov链上由故障产生的状态转移描述方法进行了改进,将“故障不一定产生失效”的现象用Markov链描述出来。其次,提出了程序执行路径的概率计算方法,并且用该方法对星载计算机可靠性进行了估计。最后通过仿真实验表明了该计算方法的有效性。通过对故障状态转移的分析和路径概率计算方法的提出,使星载计算机系统可靠性评测更能反映实际情况。

空间单粒子故障容错设计的验证技术研究

由于空间环境的特殊性,可靠性成为航天器的重要指标,容错设计在航天关键电子元器件中必不可少。在航天器进入太空之前,为了模拟空间辐射效应,文中采用一种新颖方法对航天关键电子元器件进行单粒子故障注入,同时通过软件配合测试的方式,达到验证其容错结构的目的。采用了该技术的面向空间应用的高性能高可靠32位嵌入式RISC处理器取得了一次流片成功的结果。

软件实现的星载系统故障注入技术研究

结合软件故障注入的特点和星载系统的特殊性,给出了用于星载系统可靠性评测的软件实现的故障模型及其实现方案.该方法通过软件来模拟星载系统硬件由于太空辐射引起的单粒子事件,可以用来评测星载系统的可靠性及容错性.实验结果表明,本文提出的故障模型及其实现方案是可行的.

镍铬薄膜电阻器噪声特性研究

薄膜电阻器的低频噪声有别于常规电阻器的噪声特征,与其结构和工艺密切相关。通过溅射工艺生产的阻值为1.5k?镍铬薄膜电阻器分别在生产完成和1000h老化试验之后进行了低频噪声测量和分析得到器件低频噪声特征,结合电子元器件低频噪声理论探讨了器件中各种噪声成分的来源及产生机制并给出该镍铬薄膜电阻生产线降低噪声的工艺手段。并讨论了电迁移损伤对1/f噪声特征的影响,指出噪声的异常波动对电迁移损伤具有明确的指示作用。

具有频率约束的电路板抗振优化设计问题研究

为提高印刷电路板(Printed Circuit Board,简称PCB)的避振性能,对具有两阶频率约束的某电路板设计方法及解的存在性进行了研究。基于APDL语言建立该问题的有限元模型,采用Block Lanczos方法求解固有频率,选用双变量切比雪夫多项式拟合了前两阶固有频率的响应面。通过分析约束频率的边界曲线得到了可行解的存在性判据,并据此将原含有振动微分方程的优化问题转为等式约束极值问题,在保证精度的同时提高了求解效率。给出的算例表明,该方法合理有效,可作为工程中求解类似具有频率约束问题的参考。

PCI-Express总线技术研究

本文描述了一种更高性能的第三代I/O总线(PCI-Express),这种总线将被广泛应用于未来的计算机平台。它保留了PCI的关键特性,但总线的实现方式将从原来的并行总线改为串行总线。它采用一种分层传输协议来传输数据包。PCI-Express规范将综合考虑各种因素,完全兼容当前的PCI规范,并且具有新特性。同时,本文提出了一种基于背板形式的PCI-Express总线来适应专用计算机的应用需求。

电磁脉冲对双层屏蔽腔的孔洞耦合特性研究

用时域有限差分(FDTD)法对电磁脉冲与双层屏蔽腔上孔洞的耦合特性进行了研究,计算了不同类型的孔阵对腔体内电场耦合系数的影响。计算结果表明,采用双层屏蔽使得腔体的屏蔽性能大大提高;另外,在双层屏蔽腔体上开孔洞方向垂直的长方形孔阵可以在任意极化方向上改善腔体的屏蔽性能,并且纵横比较大时效果较好。

嵌入式高速USB设备接口结构设计

高速度、高可靠性、低功耗的串行系统总线是航天通信领域进一步发展必须解决的一个关键问题。简要地介绍了USB 2.0通信协议的基本原理、系统结构和数据传输,并以此为基础给出具有高可靠性的USB通信系统框架结构。并在此基础上提出具体的方案,经试验此USB设备接口可满足通信的性能要求。