Descripción
En la industria aeroespacial, la elección de materiales y componentes para placas de circuitos impresos (PCBA) no es una cuestión de azar. Imagínese que estos dispositivos electrónicos tienen que pasar por el lanzamiento de un cohete de vibraciones severas, cambios extremos de temperatura en el espacio y un entorno de fuerte radiación; Los materiales ordinarios simplemente no pueden resistir esta "tortura".
Pautas básicas de PCBA
1. Sustrato de PCB
El sustrato de la placa de circuito aeroespacial debe cumplir con los cuatro estándares de diamante:
Resistencia a altas temperaturas: para soportar el frío extremo al calor de la tortura repetida
Resistencia a la corrosión: todo tipo de radiación y productos químicos en el espacio no pueden dañarlo un poco
Buen aislamiento: la transmisión de la señal debe ser estable y fiable
Robusto y duradero: no se puede romper ni siquiera por la violenta vibración durante el lanzamiento.
Los materiales de "grado espacial" comúnmente utilizados incluyen:
Poliimida (PI): como un "chaleco antibalas" para placas de circuitos, es particularmente resistente a las altas temperaturas.
Cianoacrilato (CE): un "top performer" bien equilibrado.
Sustrato cerámico: rendimiento de disipación de calor de primera clase del "experto en refrigeración".
2. Selección de componentes
1. chip (IC) ¿cómo elegir?
Reconocer la certificación: La certificación QML-V/QML-Q es el "permiso de trabajo".
Diseño anti-radiación: los rayos cósmicos deben tener la "Máscara de la Campana Dorada".
No busque lo último, sino lo más estable: el proceso de 65 nm o más maduro es más confiable
2. Componentes pasivos
Condensadores: Los condensadores de tantalio son la fuerza principal, los condensadores cerámicos deben ser del tipo COG / NPO.
Resistencias: las resistencias de película son la primera opción, las resistencias de lámina metálica tienen el mejor rendimiento.
Inductores: los inductores de núcleo de ferrita o núcleo de aire son los más confiables.
3. Conectores
Estándar: MIL-DTL-38999/32139 es el requisito básico.
Chapado en oro: Los contactos deben estar chapados con al menos 50 micro pulgadas de oro.
Doble seguro: debe ser con mecanismo de bloqueo secundario
3. Procesos especiales
Tecnología de encapsulación
El paquete cerámico es la primera opción, como un "traje espacial" para el chip.
Los paquetes de plástico deben estar certificados por el ejército
Los paquetes BGA no deben usarse a menos que estén especialmente reforzados
Soldadura
La soldadura tradicional de alto Pb (Sn63Pb37) sigue siendo dominante
Si se utiliza un proceso sin plomo, se requiere una verificación adicional
"Revisión" de rayos X después de soldar para asegurarse de que no haya "lesiones internas".
Tratamientos protectores
Los recubrimientos deben cumplir con la norma militar MIL-I-46058.
Los recubrimientos de parileno son los más efectivos
El grosor del recubrimiento debe controlarse dentro del rango del grosor de un cabello.
4.Gestión de la cadena de suministro
Canal de Compras
Solo tome productos de la fábrica original o de distribuidores autorizados
Resiste los componentes falsificados
Cada componente debe tener una "tarjeta de identificación", todo el proceso se puede rastrear.
Inspección de calidad
Inspección del 100% de los materiales entrantes, nadie puede quedar fuera
Pruebas de desmontaje aleatorio, no menos del 10%.
Prueba de envejecimiento acelerado para predecir la vida útil
Gestión del cambio
Cualquier cambio debe volver a verificarse
El cambio de componentes equivale a la recertificación
Todos los registros de cambios deben conservarse por completo
Aeroespacial PCBA Proceso de soldadura
1. Proceso de soldadura
En el campo aeroespacial, una junta de soldadura no calificada puede ser el "talón de Aquiles" de toda la misión. Como el equipo tiene que experimentar repetidas "torturas" desde el frío extremo hasta el calor extremo, el proceso de soldadura debe ser infalible.
1. Proceso de soldadura: tres grandes diamantes
Soldadura por ola: adecuada para la soldadura de componentes de orificio pasante de alto volumen, como una montaña rusa, con la PCB pasando a través de la soldadura fundida
Soldadura por reflujo (elección principal): tecnología precisa de "calentamiento local", especialmente adecuada para componentes de chips
Soldadura selectiva por ola: tecnología de "soldadura por puntos de precisión" para uniones de soldadura específicas.
2. Proceso de reflujo
Los perfiles de temperatura son clave: como hornear un pastel, una temperatura demasiado alta quemará, una temperatura demasiado baja lo cocinará poco
Personalización de parámetros: diferentes materiales y componentes requieren diferentes "soluciones de cocción".
Selección de pasta de soldadura: para elegir la fórmula especial para grado aeroespacial, la pasta de soldadura ordinaria simplemente no puede soportar el entorno espacial
2. Procesamiento de placas de circuito de grado aeronáutico
1. Control de precisión: la búsqueda definitiva del nivel de micras
Posicionamiento láser: precisión de ± 5 micras (equivalente a 1/10 de cabello)
Alineación óptica: Error angular inferior a 0,001 grados (más preciso que una brújula)
Tratamiento de la superficie: suavidad de la lámina de cobre comparable a la del espejo (Ra≤0,3 μm)
2. Verificación de fiabilidad: Pruebas más duras que el entorno espacial
Prueba de tortura de temperatura: -65 °C a 150 °C lanzado repetidamente 1000 veces
Test de vibración: simula la violenta vibración del lanzamiento de un cohete
Prueba de vacío: 10-? El vacío Torr bajo la prueba extrema
Prueba de envejecimiento: 85 °C / 85% de humedad bajo la "sauna" continua durante 1000 horas
3. Control de calidad
Monitorización de procesos: monitorización en tiempo real de cada parámetro clave como una revisión médica.
Sistema de trazabilidad: cada placa tiene una "tarjeta de identificación", y se puede rastrear todo el proceso.
Estándares de certificación: cumplen con los estándares de calidad aeronáutica más estrictos (AS9100D, etc.)
4. Proceso especial S
Procesamiento microporoso: orificios perforados con láser más delgados que una línea de cabello (precisión de ±10 μm).
Procesamiento de señales de alta frecuencia: control de impedancia con una precisión del ±3% (comparable a los instrumentos de laboratorio)
Inspección en tres etapas: inspección de autoinspección inspección final, para asegurarse de que no se pierda nada.
Acabados de superficie de PCBA aeroespacial ##
En el entorno espacial, las placas de circuitos se enfrentan a retos que van mucho más allá de las aplicaciones terrestres. Para garantizar un funcionamiento fiable a largo plazo, se deben utilizar "trajes de protección" especiales:
1. Capa protectora metálica (tratamiento anticorrosión)
Níquel químico/oro impregnado (ENIG): como una "armadura dorada" para circuitos, protege contra la oxidación y garantiza una buena conductividad.
Recubrimiento químico de níquel/oro (ENEPIG): "armadura compuesta" más avanzada, especialmente adecuada para requisitos de alta fiabilidad.
Características: antioxidante, resistencia a la corrosión, para garantizar que el contacto del conector permanezca como nuevo.
2. Capa protectora orgánica (protección integral)
Recubrimiento de poliimida (PI): "ropa de protección" de grado aeroespacial, resistencia a altas temperaturas de hasta 300 °C o más
Encapsulado de silicona: circuitos sensibles para llevar "airbag antivibración", amortiguador mecánico
Efecto: a prueba de humedad, a prueba de golpes, a prueba de radiación, triple protección en un solo paso.
Rigurosas pruebas de productos
1. Prueba de adaptabilidad ambiental
Carrera de resistencia a la temperatura:
Ciclo de alta y baja temperatura (-65 °C ~ 150 °C lanzamiento repetido)
Choque de temperatura (cambio instantáneo de temperaturas extremas)
Ensayo de resistencia mecánica:
Prueba de vibración (simular la vibración violenta del lanzamiento de un cohete)
Prueba de choque (choque de aceleración de 1500G)
2. Verificación del rendimiento eléctrico
Prueba de aguja voladora: como un "maestro acupunturista" para detectar con precisión cada nodo
Verificación del bastidor de pruebas: "examen físico" exhaustivo para garantizar que todas las funciones sean normales.
Integridad de la señal: análisis de la calidad de la transmisión de señales de alta frecuencia
3. Prueba de envejecimiento acelerado
Predicción de vida: Envejecimiento acelerado a través de un ambiente de alta temperatura y alta humedad.
Monitoreo continuo: registre la tendencia de los parámetros de rendimiento
Análisis de fallas: Utilice un microscopio electrónico para detectar posibles defectos.
En conclusión, los requisitos especiales del proceso de PCBA aeroespacial se reflejan en la selección de materiales, el proceso de soldadura, el tratamiento de superficies, las medidas de protección y la verificación de pruebas, entre otros aspectos. Solo siguiendo estrictamente estos requisitos y llevando a cabo constantemente la innovación tecnológica y la mejora de procesos, podemos fabricar productos PCBA para satisfacer las necesidades del campo aeroespacial.