在無人機技術(shù)日新月異的當下,無人機被廣泛應(yīng)用于航拍、測繪、物流配送、電力巡檢等眾多領(lǐng)域,不同的應(yīng)用場景催生出多樣化的無人機機型。從小巧靈活的消費級四旋翼無人機,到執(zhí)行專業(yè)任務(wù)、體型較大的工業(yè)級固定翼無人機,無人機 HDI(高密度互連電路板)作為無人機電子系統(tǒng)的核心部件,如何優(yōu)化設(shè)計以適配這些多樣機型,成為關(guān)鍵問題。?
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尺寸與形狀設(shè)計適配?
不同機型的無人機,內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)差異巨大。消費級無人機為追求便攜性,機身小巧緊湊,留給 HDI 的空間極為有限。這就要求 HDI 在設(shè)計時采用高度集成化的電路布局,將各類電子元件,如飛行控制芯片、通信模塊、傳感器接口等,緊密排列,盡可能縮小電路板的尺寸。例如,通過采用先進的芯片倒裝技術(shù),減少元件引腳占用空間,實現(xiàn)更小的封裝尺寸。同時,針對一些特殊外形的無人機,如折疊式無人機,HDI 需具備可彎折、可折疊的特性。
無人機 HDI通過選用柔性基板材料,如聚酰亞胺,讓 HDI 能依據(jù)無人機內(nèi)部空間形狀進行彎曲或折疊,完美適配不規(guī)則的內(nèi)部空間,確保在有限空間內(nèi)實現(xiàn)高效的電路連接與功能集成 。?
電氣性能適配?
不同用途的無人機,對電氣性能的需求也不盡相同。以航拍無人機為例,其高清攝像頭在拍攝過程中會產(chǎn)生大量數(shù)據(jù),需要 HDI 具備高速的數(shù)據(jù)傳輸能力。此時,HDI 可通過優(yōu)化線路設(shè)計,采用低損耗、高速率的傳輸線,如差分信號線,減少信號傳輸過程中的衰減和干擾,保障圖像數(shù)據(jù)能夠快速、穩(wěn)定地傳輸至存儲設(shè)備或地面控制站。而對于用于測繪的無人機,其高精度的定位傳感器和復雜的導航系統(tǒng),要求 HDI 能提供穩(wěn)定的電源供應(yīng)和精準的信號處理。這就需要在 HDI 設(shè)計中,合理規(guī)劃電源層和接地層,采用多層電路板結(jié)構(gòu),降低電源噪聲對敏感電路的影響,提升信號完整性,確保測繪數(shù)據(jù)的準確性 。?
無人機高密度互連板可靠性設(shè)計適配?
無人機的工作環(huán)境往往較為復雜,無論是高溫的沙漠地區(qū),還是潮濕的沿海環(huán)境,亦或是高海拔的山區(qū),都對 HDI 的可靠性提出了嚴苛挑戰(zhàn)。在設(shè)計時,需選用耐溫、防潮、抗震動的材料。比如,使用具有良好耐溫性能的無鉛焊接材料,防止在高溫環(huán)境下焊點開裂;在防潮方面,對 HDI 表面進行特殊的三防處理,涂覆防水、防塵、防腐蝕的保護涂層,避免因潮濕空氣侵蝕導致電路短路。對于需要在惡劣環(huán)境下長時間飛行的工業(yè)級無人機,HDI 還需具備冗余設(shè)計,當部分電路出現(xiàn)故障時,備用電路能夠及時接管工作,保障無人機的安全飛行 。?
無人機 HDI 線路板通過在尺寸形狀、電氣性能和可靠性等方面進行針對性優(yōu)化設(shè)計,能夠更好地適配多樣化的無人機機型,為無人機在各個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用提供堅實的技術(shù)支撐,推動無人機技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展 。?