【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種宇航用深低溫紅外焦平面柔性電路設計方法，應用于紅外光學低溫低噪聲視頻處理電路。
技術介紹
1、空間紅外遙感器具有隱蔽性強、不受惡略天氣影響分辨率高等特點，在空間應用中具有極其重要的作用。降低探測器溫度，有利于提高系統的測量精度，獲得較高的信噪比，從而提升成像質量。近年來深低溫紅外探測器常用于空間紅外遙感器中。
2、受器件等性能所限，視頻處理電路一般獨立工作于常溫，與低溫運行的紅外探測器分開封裝。通常采用機械制冷機將空間紅外遙感探測器冷卻到工作溫度，而大量熱交換將對制冷機的工作造成巨大負擔，當制冷無法到溫時，探測器正常工作受到影響，成像質量下降。
3、現階段對于深低溫紅外成像系統探測器的處理方法和思路主要包括以下兩種：一種方法是提高制冷裝置的工作能力。這種方法通過提高制冷機的制冷量、改善制冷機工作溫度、改善深冷環路熱管等方法來保障探測器工作溫度。該方法伴隨著制冷機功耗的增大，缺少從根本上對柔性電路散熱的處理手段。另一種方法是設計高集成度、可深低溫工作的單片式模擬前端專用芯片。與傳統模擬前端處理電路相比，該芯片工作在低溫區，與探測器讀出電路直接互聯。該方法的優點是縮短了信號傳輸距離，降低了傳輸干擾和系統噪聲。從散熱角度考慮，這種輸出方式減少了與視頻處理電路的連接信號，從而在一定程度上降低了熱交換。但該方法增大了探測器端功耗，對制冷機溫度控制要求相對更高，設計難度較大，且由于集成芯片設計實現較為困難，目前該方法仍處于探索階段。以上兩種方法能適應紅外探測器工作在深低溫的要求，但是對降低柔性電路熱
技術實現思路
1、本專利技術要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，在降低熱交換的同時，保證信號的傳輸質量，降低信后耦合影響，從而提高圖像質量。
2、本專利技術目的通過以下技術方案予以實現：
3、一種宇航用深低溫紅外焦平面柔性電路設計方法，柔性電路主要由剛性區和撓性區組成，設計方法包括：
4、柔性電路的走線采用磷銅材料，成分含量為：2％～8％錫，0.1％～0.4％磷，其余為銅；
5、柔性電路撓性區采用如下三種疊層結構之一：
6、方式一：地平面層1—信號層1—地平面層2—地平面層3—信號層2—地平面層4；
7、方式二：地平面層1—信號層1—信號層2—地平面層2；
8、方式三：信號層1—信號層2；
9、各地平面層鋪完整磷銅或鋪設網格磷銅；
10、在剛性區進行器件布局，布局遵循以下原則：
11、探測器需外接去耦電容的信號，對應去耦電容布設在與探測器相連的柔性電路剛性區的該對應信號旁；測溫信號引線穿入綁扎孔內進行點膠固定，綁扎孔距離引出接口大于預設距離；
12、(1)相鄰信號層按如下方式進行布線設計：針對疊層結構方式二和方式三的非同一信號，相鄰層空間平行傳輸路徑不重合；減少傳輸路徑重合，當相鄰層信號交叉不可避免時，降低交叉面積，將兩信號傳輸線路空間夾角設定為45°～90°；對同一信號，相鄰層走線重合。方式一撓性區兩信號層不相鄰，無需特別考慮上述相鄰層布線方式。(2)相同層布線遵循以下原則：針對三種疊層結構，在所述柔性電路的剛性區，導線距離邊緣尺寸大于印制板厚度；在所述柔性電路的撓性區兩側設置地信號為邊緣保護銅線；撓性區的測溫信號緊鄰邊緣保護銅線布設在內側；整個柔性電路的模擬信號和數字信號分區布線不交叉并依據載流量要求和降額要求設置各信號線寬；針對方式三無地平面層的布線方式，撓性區的信號層布設地線作為回流線。
13、一種宇航用深低溫紅外焦平面柔性電路，主要由剛性區和撓性區組成，采用上述的設計方法確定疊層結構、器件布局和布線方式。
14、本專利技術相比于現有技術具有如下有益效果：
15、(1)本專利技術通過特性比對，選取了一種新型導電介質，改善了布線方式，能夠有效降低溫差較大的深低溫成像系統柔性電路的熱交換，改善制冷機工作環境。
16、(2)基于磷銅的選材，采用傳統柔性電路設計方式，可以大幅降低熱交換；進一步優化，去掉中間屏蔽地層，并對走線進行新的布線設計，通過降低輻射面積進一步減少散熱，優化系統；在此基礎上，將外層屏蔽地層改為網格磷銅或直接去掉，將大大改善熱交換問題。
17、(3)本專利技術對相鄰層和同層的電路信號進行了布線設計，降低了寄生電容和信號耦合影響，提高了信號完整性，提升了空間利用效率。
18、(4)本專利技術采用了點對點的設計方法，增強可靠性。
19、(5)本專利技術方案熱交換低、方法簡單、信號之間耦合小、適用范圍廣。
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1.一種宇航用深低溫紅外焦平面柔性電路設計方法，柔性電路主要由剛性區和撓性區組成，其特征在于，設計方法包括：
2.根據權利要求1所述的宇航用深低溫紅外焦平面柔性電路設計方法，其特征在于，在剛性區進行器件布局，布局還要遵循以下原則：
3.根據權利要求1所述的宇航用深低溫紅外焦平面柔性電路設計方法，其特征在于，剛性區頂底層距離板邊四周結構2mm范圍、內層距離板邊1.25mm范圍設置為禁止布線區。
4.根據權利要求1所述的宇航用深低溫紅外焦平面柔性電路設計方法，其特征在于，相同層布線還遵循以下原則：保護銅線寬度不小于40mil，平行于撓性區邊緣位置，并與地信號相連。
5.根據權利要求1所述的宇航用深低溫紅外焦平面柔性電路設計方法，其特征在于，相同層布線還遵循以下原則：撓性區邊緣2mm范圍應設置為禁止布線區。
6.根據權利要求1所述的宇航用深低溫紅外焦平面柔性電路設計方法，其特征在于，相同層布線還遵循以下原則：在撓性區，將測溫信號布局在保護銅線內側相鄰位置，與其他內側信號保持3倍線寬距離。
7.根據權利要求1所述的宇
8.根據權利要求1所述的宇航用深低溫紅外焦平面柔性電路設計方法，其特征在于，相同層布線還遵循以下原則：同層信號為了減少線間串擾，線間距遵循3W規則。
9.根據權利要求1所述的宇航用深低溫紅外焦平面柔性電路設計方法，其特征在于，對于方式三，為了保證信號的回流能力，每層的信號要就近布設地線作為回流線；且每隔2到3個信號布設一根地線作為回流線。
10.一種宇航用深低溫紅外焦平面柔性電路，其特征在于，主要由剛性區和撓性區組成，采用權利要求1至9中任一項所述的設計方法確定疊層結構、器件布局和布線方式。
...【技術特征摘要】
1.一種宇航用深低溫紅外焦平面柔性電路設計方法，柔性電路主要由剛性區和撓性區組成，其特征在于，設計方法包括：
2.根據權利要求1所述的宇航用深低溫紅外焦平面柔性電路設計方法，其特征在于，在剛性區進行器件布局，布局還要遵循以下原則：
3.根據權利要求1所述的宇航用深低溫紅外焦平面柔性電路設計方法，其特征在于，剛性區頂底層距離板邊四周結構2mm范圍、內層距離板邊1.25mm范圍設置為禁止布線區。
4.根據權利要求1所述的宇航用深低溫紅外焦平面柔性電路設計方法，其特征在于，相同層布線還遵循以下原則：保護銅線寬度不小于40mil，平行于撓性區邊緣位置，并與地信號相連。
5.根據權利要求1所述的宇航用深低溫紅外焦平面柔性電路設計方法，其特征在于，相同層布線還遵循以下原則：撓性區邊緣2mm范圍應設置為禁止布線區。
6.根據權利要求1所述的宇航用深低溫紅外焦平面柔性電路...
【專利技術屬性】
技術研發人員：夏丹妮，尤鑫川，董龍，夏秦，李云輝，蔡帥，王華，榮鵬，閆靜純，蘇浩航，
申請(專利權)人：北京空間機電研究所，
類型：發明
國別省市：
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