李剑平，李风新，景三辉

（中国电子科技集团公司第十五研究所，北京100083）

引 言

为了确保在振动、冲击、加速度、跌落等恶劣环境下印制电路板卡（Printed Circuit Board,PCB）的电气功能正常，防止PCB板卡在外部激励下产生共振现象，使得板卡产生较大振幅，进而破坏板卡自身结构以及表面焊接器件的电连接可靠性，对PCB板卡造成破坏性的损伤，需对PCB板卡进行刚性设计。PCB板卡的刚性设计是整机加固设计的一部分，也是重要的基础性加固设计。PCB板卡的刚性设计能够大幅提高板卡自身的结构强度，增加板卡的固有频率。

某2U机载加固计算机内布置主板模块、存储板模块和电源模块。其中主板是整机的核心部件，是设备内数据处理、交换单元，其加固设计是设备结构设计的重点。针对设备机箱特点和安装要求，设备直接经导轨安装在机柜内，无减振设计，所以针对主板的刚性设计是整机抗恶劣环境设计的重点。

1 刚性设计原则

电子设备的刚性设计以保证电子设备功能为基本目的，在具体设计中，需遵循刚性设计原则。假定矩形PCB板的外形尺寸为a（长边长度，X向）×b（短边长度，Y向）×h（厚度，Z向）。理论和实践证明，在PCB板三轴向的1阶固有频率中，Z向的1阶固有频率最低。Z向1阶固有频率的量值不仅与板自身的几何尺寸a，b和h有关，而且也与板边的支持状态（边界条件）、激励力的大小以及板上零件（元器件）的分布与重量等因素有关。

依据矩形PCB板四边结构固定的状态，求解PCB板卡在1阶固有频率时常用的工程近似公式。……