整機機箱開發(fā)測試簡介

整機機箱開發(fā)測試簡介第一頁，共63頁。目錄一。整機/機箱簡介及應用二。整機/機箱開發(fā)流程三。高可靠測試標準第二頁，共63頁。整機/機箱簡介及應用第三頁，共63頁。1、嵌入式IPC系列電腦(IPC)第四頁，共63頁。應用范圍：

上架型計算機機箱，可廣泛應用于通信、網(wǎng)絡、金融、電力、交通、軍事、工業(yè)自動化等各領域。

第五頁，共63頁。2、嵌入式平板電腦(PPC)第六頁，共63頁。應用范圍：可廣泛應用于電信、電力、工業(yè)自動化設備、制造業(yè)、金融、交通等各領域的通訊、控制終端。

第七頁，共63頁。3、嵌入式一體化工作站(EWS)第八頁，共63頁。應用范圍：適合各種工業(yè)環(huán)境和車載使用。廣泛應用于軍事、電力、交通、自動化設備、工業(yè)制造、監(jiān)測等各領域。

第九頁，共63頁。4、嵌入式平板顯示器(PDS)第十頁，共63頁。應用范圍：高性價比的工業(yè)級平板顯示器，可廣泛應用于電信、電力、多媒體、國防、工業(yè)自動化設備、制造業(yè)等各領域，用作監(jiān)控設備。

第十一頁，共63頁。5、便攜式計算機(EPC)第十二頁，共63頁。應用范圍：廣泛應用于電信、電力、多媒體、國防、工業(yè)自動化設備、交通、野外勘探等各領域，用作通訊、控制終端.第十三頁，共63頁。6、軍用加固機(JPC)應用范圍：廣泛應用于電信、電力、多媒體、國防、工業(yè)自動化設備、交通、野外勘探等各領域，用作通訊、控制終端第十四頁，共63頁。應用范圍：廣泛應用于電信、電力、多媒體、國防、工業(yè)自動化設備、交通、野外勘探等各領域，用作通訊、控制終端.第十五頁，共63頁。8、緊湊型PCI(CPC)CompactPCI特點：具有開放性、高可靠性、可熱插拔（Hot

Swap），第十六頁，共63頁。CompactPCI技術是在PCI技術基礎之上經(jīng)過改造而成，具體有三個方面：

1.是繼續(xù)采用PCI局部總線技術;2.是拋棄IPC傳統(tǒng)機械結構，改用經(jīng)過20年實踐檢驗了的高可靠歐洲卡結構，改善了散熱條件、提高了抗振動沖擊能力、符合電磁兼容性要求；3.三是拋棄IPC的金手指式互連方式，改用2mm密度的針孔連接器，具有氣密性、防腐性，進一步提高了可靠性，并增加了負載能力。第十七頁，共63頁。應用范圍：

廣泛應用在通訊、網(wǎng)絡、計算機電話整和，也適合實時系統(tǒng)控制、產(chǎn)業(yè)自動化、實時數(shù)據(jù)采集、軍事系統(tǒng)等需要高速運算、智能交通、航空航天、醫(yī)療器械、水利等模塊化及高可靠度、可長期使用的應用領域。

第十八頁，共63頁。整機/機箱開發(fā)流程一。整機/機箱開發(fā)流程二。高可靠機算機設計方法第十九頁，共63頁。開發(fā)流程第二十頁，共63頁。第二十一頁，共63頁。高可靠機算機設計方法1.緩沖抗振設計；2.耐氣候環(huán)境設計;3.散熱設計4.冗余設計；5.電磁兼容設計；6.可維修性設計。第二十二頁，共63頁。緩沖抗振設計振動、沖擊失效模式：1）共振使單元、零件斷裂；2）線圈移動而使電感量變化，導線移位使分布電容變化；3）線材磨損而使絕緣系數(shù)降低；4）機械運動部件（如硬盤）失效；5）PCB板焊點脫焊；6）螺釘?shù)染o固件松動甚至脫落，并造成電路短路第二十三頁，共63頁?？拐裨O計實例a.硬盤減振對于硬盤等不耐振部件，采用被動隔離設計：降低振源對硬盤的影響。隔振器的選擇：載荷、頻率、隔沖傳遞率、行程※不能隔振安裝或隔振安裝滿足不了要求的，可采用電子盤:DOC、DOM或CF卡第二十四頁，共63頁?？拐裨O計實例b.板卡加固抗振1、對主板等剛性部件，盡量減小板卡的尺寸，對尺寸較大或較長的板卡，在適當?shù)木嚯x上增加固定孔位，以增加其剛性，改善其耐振性能。2、重量較大的雙端元器件，盡量縮短引線長度，貼板并采用固定夾安裝；3、重量較大的單端細引線元器件根部打膠加固；4、板卡三維加固安裝，主板CPU處加壓塊；第二十五頁，共63頁?？拐裨O計實例c.機箱減振1、大跨度的結構平面應加強筋，以增強其剛度；2、活動裝置，如抽屜件、門等，應該有銷緊裝置，以免振動時打開；3、非沉頭螺釘下加彈簧墊圈和平墊圈；螺釘應露出螺孔外3～4牙或擰入螺孔中4～5mm；沉頭螺釘上，必要時可打半圈黃膠。第二十六頁，共63頁。抗振設計實例d.

線纜加固安裝1、機箱內(nèi)部線纜應分類整理、捆扎、固定。2、插頭處的電纜應留有活動余地，防止振動中受干擾。3、機箱面板I/O口采用航空插頭座連接，機箱內(nèi)部板卡上的接插件，打熱塑膠加固。

第二十七頁，共63頁。2.耐氣候環(huán)境設計1、三防設計原理產(chǎn)品三防即防潮、防鹽霧、防霉菌；對金屬件采用防腐涂層進行保護；對電路板與非金屬部件，噴涂三防漆來保護，使其免遭腐蝕破壞；不同金屬件安裝在一起時，應注意防止電極腐蝕；第二十八頁，共63頁。2.1三防技術電路板三防技術1)噴漆前,電路板進行清潔和干燥處理; 2)漆層表觀要求：細密、均勻、平整、光潔、無流淌。漆厚度為：30-45μm 3)注意保護板上的接插件和接地面、散熱片，不能沾漆。第二十九頁，共63頁。3熱設計硅管結溫失效率55℃0.0275℃0.04100℃0.1150℃0.2器件溫度與故障率的關系結溫對硅晶體管影響第三十頁，共63頁。3.1自然冷卻

自然冷卻：利用熱傳導、自然對流和輻射換熱的一種不需外加動力（如風扇）的冷卻方法使產(chǎn)品內(nèi)部熱量以最小的熱阻通道散發(fā)到設備外部1、改善設備內(nèi)部的電子元器件向機殼的傳熱能力：減小熱阻；2、提高機殼向外界的熱傳遞能力：增加散熱面積、增加表面黑度，提高輻射熱能力

散熱器的選擇（熱阻）：Q耗散功率=(結溫Tj–環(huán)境溫度Ta)/熱阻R第三十一頁，共63頁。3.2強迫風冷

強迫風冷：安裝機箱風扇加快空氣流動，達到散熱目的。機箱通風窗設計與機箱的EMC性能、噪音、防塵需兼顧考慮。1、風扇進風孔要求：有效通風面積≥風扇窗口面積５５％。對于δ≤１.５mm的板材，宜采用尺寸3×（25～30）中心距為５mm的條形通風排孔或4×(25～30)中心距6mm的條形通風排孔；對于δ≥２mm的板材，宜采用尺寸４×（25～３０）和中心距為７mm的條形通風排孔，排間距５～７mm為宜第三十二頁，共63頁。

2、為便于機箱內(nèi)部熱量流通與排出，風道應暢通，盡量與板卡平行；為此機箱內(nèi)部部件的布局與布線應盡量合理、規(guī)范。3、為了減小噪聲，風扇底部與安裝面之間應保持一定間隙，此間隙四周應密封，以防熱風回流。4、適當設置機箱風扇和通風孔，使機箱內(nèi)風壓、風量適度。5、對不能安裝風扇的密封機箱，應采用良好導熱材料，將主板CPU等功率器件上的熱量，有效傳導到機箱外殼上散去。注意：接觸良好，傳導路徑短，散熱面積盡量大。第三十三頁，共63頁。3.3熱管技術

熱管：在密閉的銅管內(nèi)利用一些液態(tài)介質(zhì)的蒸發(fā)和冷凝過程傳遞熱量。第三十四頁，共63頁。4、冗余設計

系統(tǒng)或設備中具有一套以上能完成指定功能的單元，只有當所有單元都發(fā)生故障時，系統(tǒng)才失效。弊：增加了系統(tǒng)的復雜性、重量和體積。第三十五頁，共63頁。幾種常用的冗余設計1、并聯(lián)冗余。在可靠性框圖上反映為幾個并聯(lián)的單元電路，只要有一個單元有效，系統(tǒng)就能正常工作，當工作單元發(fā)生故障時，由轉換開關切換至另一路單元執(zhí)行任務。第三十六頁，共63頁。幾種常用的冗余設計2、替代功能冗余。在設計時，替代功能冗余能使完成不同功能的單元，一旦其中某單元發(fā)生故障，其它單元可轉換功能予以替代。3、余量功能冗余。設計時有一定功能余量，當其中部分發(fā)生故障，并不影響完成整體功能。第三十七頁，共63頁。5.EMC對策5.1機箱結構件的EMC措施1）采用金屬機箱，將產(chǎn)品屏蔽起來，屏蔽就近接地。金屬件安裝接觸面應導電良好。2）機箱上開孔的長度與數(shù)量要符合要求，機箱槽縫電接觸不良的長度應≤50mm長，否則就得加接地簧片或導電布。3)I/O口外殼和電纜線屏蔽層就近與機殼后面板良好接通。第三十八頁，共63頁。5.2系統(tǒng)接地與屏蔽

1)系統(tǒng)地（電源地）與機殼地（屏蔽地）分離，通過大電感接到機殼地上。 2）在系統(tǒng)各設備之間連接的信號電纜采用雙層電纜，且其屏蔽層在插頭處良好接地。 3）必要時還可以在電纜兩頭，屏蔽層外加高頻衰減磁環(huán)。第三十九頁，共63頁。6可維修性設計1、部件應具有可達性。產(chǎn)品安裝結構應方便維修，做到拆裝方便。打開二層到三層結構后，即可接觸到故障部位；2、模塊化設計，故障隔離設計。故障檢修中只需更換部件，不需現(xiàn)場修板。簡化使用與維修人員的工作，降低對使用和維修人員的技能要求。第四十頁，共63頁。6可維修性設計3、標準化、互換性。優(yōu)先選用標準件，提高互換性和通用化程度。以簡化維修作業(yè)，節(jié)約備品費用，實現(xiàn)部件互換通用和快速更換修理。4、檢測診斷迅速簡便。盡可能采用自動檢測裝置，以減少故障分析和診斷時間。5、防誤插措施及識別標志。要從產(chǎn)品結構上采取措施，消除接插件插錯的可能性。第四十一頁，共63頁。三。高可靠測試流程及標準第四十二頁，共63頁。

第四十三頁，共63頁。產(chǎn)品技術標準1.1產(chǎn)品技術要求類標準

GB/T9813-2000微型計算機通用規(guī)范 GJB322A-1998 軍用計算機通用規(guī)范 GJB2225.2-94 地面電子對抗設備通用技術要求環(huán)境要求1.2安全類標準 GB4943-2001 信息技術設備（包括電氣事務設備）的安全第四十四頁，共63頁。1.3環(huán)境試驗標準

（軍用設備環(huán)境試驗方法）1.3.1GJB150.3-1986 高溫試驗 高溫工作：產(chǎn)品置于試驗箱中，升溫到＋50（55/60）℃（升溫速度為：1～2℃/分鐘），保溫2h后開機工作，在此狀態(tài)下，運行檢測程序4h；產(chǎn)品應工作正常。然后降溫到室溫，并恢復2h，試驗結束。第四十五頁，共63頁。1.3.1GJB150.3-1986高溫試驗高溫貯存： 1）產(chǎn)品置于試驗箱中，升溫到＋60℃，并在此溫度下存放8h（12h）（升溫速度為：1～2℃/分鐘）； 2）然后將溫箱中溫度降到室溫，并恢復2h；再開機工作，運行檢測程序，產(chǎn)品應工作正常。第四十六頁，共63頁。1.3.2GJB150.4-1986 低溫試驗低溫貯存與低溫工作： 1）產(chǎn)品在－45（－40）℃下存放12h（24h）（降溫速度為：1～2℃/分鐘）； 2）然后將溫箱溫度升到－10℃，產(chǎn)品在此溫度下恢復4h； 3）產(chǎn)品開機工作，并運行檢測程序1h，產(chǎn)品應工作正常； 4）然后將溫箱溫度升到室溫，產(chǎn)品在試驗箱中恢復4h，試驗結束。第四十七頁，共63頁。1.3.3GJB150.9-1986濕熱試驗 1.濕熱交變貯存與工作： 試驗按濕熱貯存與工作試驗曲線進行（升溫階段產(chǎn)品上應有凝露產(chǎn)生）。在試驗結束前15分鐘開機測試（常溫高濕下），產(chǎn)品應工作正常。

第四十八頁，共63頁。濕熱交變試驗曲線第四十九頁，共63頁。2.恒定濕熱試驗

1)濕熱貯存：產(chǎn)品在規(guī)定的溫、濕度條件下（如：溫度40℃，相對濕度95％），貯存5晝夜。然后在常溫下恢復8小時，開機測試產(chǎn)品應工作正常。 2)濕熱工作：產(chǎn)品在規(guī)定的、濕度條件下（如：溫度40℃，相對濕度95％，無凝露，在溫均衡后加濕度），開機工作2小時，產(chǎn)品應工作正常。第五十頁，共63頁。1.3.4GJB150.11-1986鹽霧試驗 1)艦船加固機防鹽霧腐蝕要求 按GJB150.11，試驗時間96小時 2)試驗條件： 嚴酷等級按GB/T2423.18-2000中的嚴酷等級2執(zhí)行 鹽霧箱中溫度：35℃ 鹽霧沉降量：80cm2水平平面上1～2ml/h 鹽液濃度：5％ 濕熱條件：溫度40℃，相對濕度93％。第五十一頁，共63頁。1.3.5GJB150.16-1986 振動試驗

按GJB322A-983.9.4振動中的加固型要求（5～19Hz/2mm振幅，19～200Hz/1.5g正弦振動，水平方向振動30分鐘）和GJB150.16振動試驗方法進行。試驗中產(chǎn)品加電運行檢測程序，工作應正常，且無機械損傷和零部件松動、脫落。

第五十二頁，共63頁。1.3.6GJB150.18-1986沖擊試驗

按GJB322A-983.9.5沖擊中的加固型要求（加速度15g，持續(xù)時間11mS，半正弦波，水平方向，共3次）和GJB150.18沖擊試驗方法進行。試驗中產(chǎn)品加電工作，運行檢測程序，應工作正常。試驗后再對產(chǎn)品進行外觀與結構檢查，整機和零部件應無松動、脫落和損壞。開箱檢查應無多余物。第五十三頁，共63頁。第五十四頁，共63頁。1.4EMC方面的標準GB9254-1998 信息技術設備的無線電騷擾限值和測量方法GJB151A-1997 軍用設備和分系統(tǒng)電磁發(fā)射和敏感度要求GB/T17626.2-98 靜電放電抗擾度試驗GB/T17626.3-98 射頻電磁場輻射抗擾度試驗第五十五頁，共63頁。1.4EMC方面的標準GB/T17626.5-99 浪涌（沖擊）試驗GB/T17626.4-98電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗GB/T17626.6-98射頻場感應的傳導騷擾抗擾度GB/T17626.8-98 工頻磁場抗擾度試驗GB/T17626.9-98 脈沖磁場抗擾度試驗GB/T17626.11-98 電壓暫降、短時中斷和電壓變化抗擾度試驗第五十六頁，共63頁。GB9254 電磁輻射干擾限值類別頻率MHz限值dBuV/mA級30～23050B級40A級230～100057B級47第五十七頁，共63頁。GB/T17626.2 靜電放電抗擾度等級接觸放電（KV）氣隙放電（KV）1222443684