В отличие от стандартных печатных плат, сборка аэрокосмических печатных плат отличается. Платы должны сохранять верность производительности даже в суровых условиях. Несмотря на вибрации, колебания влажности и высокие температуры, аэрокосмические печатные платы должны обеспечивать неизменную производительность.
Итак, от выбора материала, оборудования и фактического процесса сборки, каждый шаг требует проницательности. Таким образом, пост освещает все, что вам нужно знать о сборке печатных плат в аэрокосмической отрасли.
Основы сборки печатных плат в аэрокосмической отрасли
Применение и роль ПХБ в аэрокосмической отрасли
Сборка аэрокосмических печатных плат играет важную роль в авиационной отрасли. Многие элементы оборудования и технологии в отрасли используют печатные платы. Некоторые конкретные применения печатных плат в аэрокосмической промышленности включают системы связи, спутниковые технологии и летные приборы.
К другим относятся радиолокационные установки, источники питания для бортовых систем, датчики температуры и бортовые приборы, такие как акселерометры и датчики давления.
Часть оборудования, в котором используются аэрокосмические печатные платы
Основные отличия и характеристики печатных плат для аэрокосмической промышленности по сравнению со стандартными печатными платами.
Если сравнить стандартные печатные платы с печатными платами для аэрокосмической отрасли, вы поймете существенную разницу между ними.
Аэрокосмические печатные платы кажутся прочными, поскольку они используют сверхпрочные материалы. Кроме того, их производственный процесс использует передовые технологии, чтобы сделать платы эффективными, безопасными и надежными. Кроме того, аэрокосмические области требуют точности, аккуратности и надежности в суровых условиях.
Поэтому в отрасли требуются прочные платы, выдерживающие экстремальные перепады температур, влажности и вибрации. Вот почему некоторые компании, занимающиеся сборкой печатных плат для аэрокосмической отрасли, используют на платах слой анодированного алюминия. Это защищает плату от окисления.
Основные компоненты и функции печатных плат для аэрокосмической промышленности.
Базовые компоненты включают полупроводниковые и неполупроводниковые приборы. Транзисторы, диоды, конденсаторы, разъемы и датчики играют важную роль. Именно эти компоненты объединяются, чтобы позволить печатным платам найти идеальное применение на платах управления, отображения и питания различных систем.
Принципы проектирования и производственный процесс
Долговечность
Большинство устройств в авиации работают в течение длительного периода без проверки. Таким образом, при рассмотрении производства печатных плат для аэрокосмической отрасли вам нужна конструкция платы, которая может эффективно работать месяцами, не выходя из строя часто.
И это требует высококачественных компонентов с увеличенным сроком службы. Хотя это может повлечь за собой высокую начальную стоимость производства, это окупается в долгосрочной перспективе.
Переносимость суровых условий окружающей среды
Печатные платы для аэрокосмической промышленности работают в среде, которая сталкивается с экстремальным давлением, теплом и радиацией. Таким образом, при производстве плат и оборудования это необходимо учитывать.
Поэтому защита корпуса от чрезмерных вибраций и выбор компонентов, выдерживающих высокую температуру и колебания уровня влажности, являются обязательными. Уровень тепла вокруг двигателя иногда может достигать высоких градусов, от -55 до 175 градусов по Цельсию. Тем не менее, у вас должны быть электронные устройства для отслеживания таких изменений.
С другой стороны, излучение может создавать помехи для беспроводной связи. Поэтому примите меры по защите от излучения.
Спецификации материалов для компонентов
Авиационные компоненты и устройства работают с высокой степенью точности и аккуратности. Поэтому компоненты платы должны быть очень конкретными в соответствии с заказом. Кроме того, дважды проверьте, что каждая часть работает и имеет широкий температурный допуск.
Компоненты военного класса (Mil-Spec)
Печатные платы для аэрокосмической отрасли должны сохранять высокую надежность даже в сложных ситуациях. Следовательно, компоненты должны иметь военную спецификацию, то есть допуск около 1-2 процентов.
Разделение низкочастотных и высокочастотных составляющих
Интерференция между высокочастотными и низкочастотными формами волн может привести к искажению сигналов. Поэтому печатные платы для аэрокосмической техники должны иметь четкое разделение высокочастотных и низкочастотных компонентов.
Производственный процесс и ключевые технологии в производстве печатных плат для аэрокосмической отрасли
Процесс сборки печатных плат для аэрокосмической промышленности отличается от стандартного процесса тем, что он включает в себя передовые технологии и требует высокой точности.
Начальный этап — очистка печатных плат сжатым воздухом и деионизированной водой для предотвращения коррозии и других дефектов. Затем проводятся дополнительные испытания для проверки на наличие дефектов.
После этого используйте трафарет для создания желаемых форм, прежде чем равномерно нанести паяльную пасту на плату. Автоматизированный процесс с использованием роботизированных машин помогает в нанесении пасты, позволяя ей затвердеть в нужных местах и размещая компоненты.
Используя конвейерную ленту, плата поступает в печь оплавления. Следующим этапом процесса сборки аэрокосмической печатной платы является проверка прототипа на соответствие установленным авиационным стандартам.
Стандарты контроля качества при проектировании и производстве
В целях безопасности существуют установленные стандарты качества для каждого процесса сборки печатных плат в аэрокосмической отрасли. Любой производитель должен гарантировать, что он соответствует как минимум требованиям AS 9100. Кроме того, все остальные аспекты производства печатных плат должны соответствовать стандартам SAE.
Даже этапы производства, задействованные сотрудники и оборудование должны соответствовать установленным стандартам Nadcap. Предварительно установленные стандарты Nadcap устанавливаются ведущими компаниями, такими как Boeing.
Выбор материала и компонентов
Существуют различные факторы, которые необходимо учитывать при выборе компонентов и материалов для проектов по сборке печатных плат в аэрокосмической отрасли. В целом, выбирайте только те компоненты и материалы, которые обладают высокой способностью к поглощению ударов, долговечны и не подвержены воздействию экстремальных температур.
Медные или алюминиевые подложки, таким образом, обычно являются первым выбором материалов для аэрокосмических плат. Кроме того, использование ламинатов укрепляет платы, тем самым повышая их долговечность.
В отличие от стандартных печатных плат, в аэрокосмических платах используются компоненты с запрессовкой. Таким образом, ограничивается возникновение неисправностей, связанных с вибрацией.
Также процесс сборки должен соответствовать выбранным вами материалам. Помните, что при соединении внутренних и внешних слоев вы можете использовать скрытую или слепую диагональ. Поэтому выбирайте материалы и компоненты с умом.
Помните, что ключевые компоненты, такие как разъемы, датчики и другие полупроводниковые приборы, также должны быть адаптированы к жестким требованиям авиации. Это требует разъемов, которые плотно соединяются, предварительно луженых проводов и термокомпаундов.
Как материалы и компоненты влияют на общую производительность и долговечность
Выбор компонентов и материалов влияет на производительность и долговечность плат во многих отношениях. Например, вместо использования принудительной конвекции и тяжелых медных слоев для рассеивания тепла, тонкие слои медно-графитовых материалов кажутся более эффективными по весу и производительности. Кроме того, использование интегрированного теплового ядра в многослойной печатной плате выглядит многообещающим.
Эти две технологии помогают минимизировать распространенные проблемы аэрокосмической отрасли, связанные с термическим напряжением компонентов. Кроме того, развивающаяся технология миниатюризации также помогла уменьшить размер, вес и количество печатных плат, используемых в аэрокосмическом оборудовании. Сокращение проблем с рассеиванием тепла делает компоненты более долговечными.
Помимо легкости, миниатюризация компонентов и HDI повышает функциональность и надежность платы. Таким образом, можно получить многофункциональную плату.
Улучшение процесса производства с использованием 3D-печати породило более доступное прототипирование. В более широком смысле, это сокращает период производства и стоимость. Быстрое прототипирование, которое является более настраиваемым и гибким, является стимулом для производства печатных плат для аэрокосмической промышленности.
Инновационные применения печатных плат в аэрокосмической отрасли
Печатные платы для аэрокосмической промышленности находят многочисленные применения, включая следующие:
Летные инструменты
Печатные платы для аэрокосмической отрасли находят применение в летных приборах. Сюда входят панели управления полетом, кабины экипажа и навигационные дисплеи.
Панель управления самолета также использует аэрокосмическую печатную плату
Светодиодное освещение
Система светодиодного освещения в экстерьере или салоне самолета использует аэрокосмические печатные платы. Платы помогают управлять схемами освещения, отображением и интенсивностью.
Спутниковая и радиосвязь
Системы спутниковой и радиосвязи самолетов подключаются к печатным платам аэрокосмической техники. Благодаря этому плата поддерживает четкую передачу сигнала и стабильную связь.
Система управления и распределения электроэнергии в аэрокосмической отрасли
Управление и распределение мощности в авиационной промышленности требуют надежных печатных плат. Такие платы выдерживают большие токи и напряжения, но при этом обеспечивают минимальные потери.
Радарные устройства
Аэрокосмическая промышленность использует радарные технологии для мониторинга погоды, управления движением и военного наблюдения. Поэтому аэрокосмические печатные платы с высокочастотной обработкой находят применение в этих случаях.
Влияние новых технологий на печатные платы для аэрокосмической промышленности.
Новые технологии оказывают влияние на аэрокосмическую отрасль. С каждым днем растет потребность мира в сложных устройствах искусственного интеллекта, таких как системы наблюдения. А с появлением Интернета вещей, IoT также расширяет потребность в легких, надежных и точных устройствах.
Например, ИИ сделал возможным появление автономных самолетов и транспортных средств. Все больше компаний инвестируют в производство небольших самолетов, дронов и летающих такси. Такие устройства постоянно повышают спрос на печатные платы для аэрокосмической отрасли, например, на платы управления и питания.
В то же время IoT плюс AI сделали возможным мониторинг транспортных средств и самолетов в реальном времени. Такой мониторинг в реальном времени помогает в раннем обнаружении проблем, плановом обслуживании и обеспечении безопасности самолетов. И такие устройства используют печатные платы аэрокосмического назначения.
Военные дроны
Отраслевые проблемы и решения
Основные проблемы, с которыми в настоящее время сталкивается сектор печатных плат для аэрокосмической отрасли.
Некоторые из основных проблем, с которыми сталкивается сектор сборки печатных плат в аэрокосмической отрасли, включают:
· Воздействие ионного и радиочастотного излучения в пространстве, которое может изменить характеристики платы.
· Сильное механическое и вибрационное воздействие, которое может привести к смещению компонентов с платы.
· Экстремальные уровни температуры
· Химические вещества в космосе окисляют и разъедают медь на плате
· Бюрократические правила, которых необходимо придерживаться
Решения и стратегии
Некоторые из возможных решений проблем, с которыми сталкивается отрасль, включают:
Использование жесткой гибкой или гибкой печатной платы
Использование гибкой или жестко-гибкой доски с полиамидом — разумная идея. Помимо легкости, материал подходит для небольших помещений, выдерживает вибрации и механические удары. Кроме того, такая доска устойчива к экстремальным температурам и атмосферным химикатам.
Технология тяжелой меди
Для аэрокосмических плат лучше всего придерживаться толщины меди около 3-4 унций на квадратный фут. Такая тяжелая медь легко проводит сильные токи.
Конформные покрытия
Конформные покрытия защищают платы от едких химикатов, экстремального тепла и влаги. Таким образом, лучше всего использовать твердый выравнивающий HASL с горячим воздухом, а затем завершить с помощью акрилового спрея. В качестве альтернативы вы также можете выбрать химическое никелирование с золотым иммерсионным покрытием.
Правильный угол маршрута
Многие эксперты в аэрокосмической отрасли рекомендуют придерживаться угла трассировки менее 45 градусов, чтобы обеспечить равномерную передачу сигнала. Необходимо дополнительно экранировать тактовые сигналы с помощью алюминиевого покрытия.
Лужение многожильного провода
Для печатных плат необходима хорошая паяемость. Поэтому перед присоединением многожильных проводов к разъемам залудите их расплавленным припоем.
Выбор подходящего поставщика печатных плат для аэрокосмической отрасли
Размер и сложность вашего проекта
Работая над сложным проектом или требуя массовых монтажных плат, обратитесь к опытному производителю с обширными знаниями в отрасли. Кроме того, для проектов с особыми требованиями выберите производителя, у которого есть специализированное оборудование, подходящее для этой задачи.
Если бы поставщик занимался такими проектами в прошлом, производителю было бы легче обеспечить качественную работу и адаптировать ваши требования к отраслевым стандартам. Аналогично, доверив такому поставщику заниматься вашими услугами по сборке печатных плат для аэрокосмической отрасли, вы сможете наслаждаться своевременной и экономически эффективной работой.
ПКбазисный работает в отрасли более 10 лет. По этой причине она собрала нужный персонал, оборудование и заложила правильную основу для управления таким проектом. И поэтому вы можете рассчитывать на производителя как на надежного и опытного.
Время и стоимость
Далее, рассмотрите приблизительную стоимость и продолжительность доставки прототипов плат поставщиком. При приблизительной оценке времени и стоимости производства прототипов учитывайте также время и стоимость доставки. Хороший поставщик отдает приоритет быстрым способам доставки.
Помните, что проекты, связанные с передовыми технологиями, могут потребовать больше времени. Поэтому мудрый поставщик проводит проверки SFM. ПКБейсик верит в проведение проверок SFM для выявления ошибок и упущений, которые в противном случае могли бы увеличить время и стоимость производства прототипов.
Важность и критерии выбора партнерства.
Авиакосмическая промышленность использует далеко идущие электронные технологии, касающиеся транспортных средств и оборудования. Таким образом, стандартные печатные платы, которые обычно устанавливаются в офисах, наверняка выйдут из строя, если их поместить в требовательную аэрокосмическую среду.
Вот почему вам нужно выбрать партнера, который понимает мельчайшие детали процесса сборки печатных плат в аэрокосмической отрасли. И это требует партнерства с поставщиком, сертифицированным по AS9100. Такой поставщик понимает необходимость надежности, производства долговечных продуктов и принимает во внимание вес и размер.
Истории успеха и передовой опыт.
Несколько космических челноков которые добились большого успеха в своих миссиях, демонстрируют практическое использование аэрокосмических печатных плат. Такие шаттлы, как Discovery, Endeavor и Atlantis, используют аэрокосмические печатные платы в системах управления, навигации и наведения. Выполнив более 30 космических миссий за пару лет, шаттлы s[ce продемонстрировали наилучшие практики использования аэрокосмических плат.
Вывод
Процесс сборки печатных плат для аэрокосмической отрасли требует проницательности и точности при выборе компонентов. Таким образом, выбирая партнера для изготовления прототипов плат, выбирайте мудро. Остановитесь на поставщике, который работает в этой области уже много лет, имеет опыт и сертификат на производство печатных плат для аэрокосмической отрасли. Вы можете рассчитывать на PcBasic как на надежного и квалифицированного партнера.
