Beschrijving
In de ruimtevaartindustrie is de keuze van materialen en componenten voor printplaten (PCBA's) geen kwestie van toeval. Stel je voor dat deze elektronische apparaten de raketlancering van zware trillingen, extreme temperatuurschommelingen in de ruimte en een sterke stralingsomgeving moeten doorstaan; gewone materialen zijn gewoon niet bestand tegen deze "marteling".
Basisrichtlijnen PCBA
1.PCB substraat
Het substraat van ruimtevaartprintplaten moet voldoen aan de vier diamantstandaarden:
Bestand tegen hoge temperaturen: bestand tegen extreme kou tot de hitte van herhaalde martelingen
Corrosiebestendigheid: allerlei soorten straling en chemicaliën in de ruimte kunnen geen kwaad
Goede isolatie: signaaloverdracht moet stabiel en betrouwbaar zijn
Stevig en duurzaam: het kan’niet worden gebroken, zelfs niet door de hevige trillingen tijdens het lanceren.
Veelgebruikte "ruimtevaartmaterialen" zijn onder andere:
Polyimide (PI): als een "kogelvrij vest" voor printplaten is het bijzonder goed bestand tegen hoge temperaturen.
Cyanoacrylaat (CE): een uitgebalanceerde "topper".
Keramisch substraat: eersteklas warmteafvoer van de "koelexpert".
2. Componentenselectie
1. chip (IC) hoe te kiezen?
Erken de certificering: QML-V/QML-Q certificering is de "werkvergunning".
Stralingswerend ontwerp: kosmische straling moet het "Gouden Bel Masker" hebben.
Zoek niet het nieuwste maar het meest stabiele: 65nm of een meer volwassen proces is betrouwbaarder
2.Passieve componenten
Condensatoren:Tantaalcondensatoren zijn de belangrijkste kracht, keramische condensatoren moeten van het type COG/NPO zijn.
Weerstanden: filmweerstanden zijn de eerste keuze, metaalfolieweerstanden presteren het best.
Inductoren: spoelen met ferrietkern of luchtkern zijn het betrouwbaarst.
3. Aansluitingen
Norm:MIL-DTL-38999/32139 is de basisvereiste.
Vergulden:Contacten moeten verguld zijn met minstens 50 micro inches goud.
Dubbele verzekering: moet met secundair vergrendelingsmechanisme zijn
3.Speciale processen
Inkapselingstechnologie
Keramisch pakket is de eerste keuze, als een "ruimtepak" voor de chip.
Plastic verpakkingen moeten gecertificeerd zijn door het leger
BGA-pakketten mogen niet worden gebruikt, tenzij ze speciaal versterkt zijn.
Solderen
Traditioneel soldeer met hoog Pb-gehalte (Sn63Pb37) nog steeds dominant
Als een loodvrij proces wordt gebruikt, is aanvullende verificatie vereist
Röntgen "controle" na het solderen om er zeker van te zijn dat er geen "interne verwondingen" zijn.
Beschermende behandelingen
Coatings moeten voldoen aan de militaire norm MIL-I-46058.
Parylene coatings zijn het meest effectief
De dikte van de coating moet binnen het bereik van de dikte van een haar liggen.
4. Beheer van de toeleveringsketen
Inkoopkanaal
Neem alleen goederen af van de oorspronkelijke fabriek of van geautoriseerde distributeurs
Bestand tegen vervalste onderdelen
Elk onderdeel moet een "ID-kaart" hebben, zodat het hele proces kan worden getraceerd.
Kwaliteitsinspectie
100% inspectie van binnenkomende materialen, niemand mag buitengesloten worden
Willekeurige demontagetests, niet minder dan 10%.
Versnelde verouderingstest om de levensduur te voorspellen
Beheer van veranderingen
Elke wijziging moet opnieuw worden geverifieerd
Verandering van onderdelen staat gelijk aan hercertificering
Alle wijzigingsgegevens moeten volledig worden bewaard
Ruimtevaart PCBA soldeerprocedé
1.Soldeerproces
In de lucht- en ruimtevaart kan een ongeschikte soldeerverbinding de "achilleshiel" van de hele missie zijn. Aangezien de apparatuur herhaaldelijk "martelingen" moet ondergaan, van extreme kou tot extreme hitte, moet het lasproces waterdicht zijn.
1.Lasproces: drie grote diamanten
Golfsolderen: geschikt voor het in grote volumes lassen van componenten met doorlopende gaten, zoals in een achtbaan, waarbij de printplaat door het gesmolten soldeer gaat
Reflow-solderen (standaardkeuze): nauwkeurige "lokale verhittingstechnologie", vooral geschikt voor chipcomponenten
Selectief golfsolderen: "Precisieplaatsoldeertechnologie voor specifieke soldeerverbindingen.
2.Reflow-proces
Temperatuurprofielen zijn belangrijk: net als bij het bakken van een cake, zal een te hoge temperatuur de cake verbranden, een te lage temperatuur zal de cake ondergaar maken.
Aanpassing van parameters: verschillende materialen en onderdelen vereisen verschillende "kookoplossingen".
Soldeerpasta selectie: om de speciale formule te kiezen voor aerospace-grade, gewone soldeerpasta kan gewoon niet dragen de ruimte omgeving
2. Luchtvaart-grade printplaat verwerking
1. Precisieregeling: het ultieme streven naar microniveau
Laserpositionering: nauwkeurigheid van ± 5 micron (gelijk aan 1/10 van een haar)
Optische uitlijning: Hoekfout minder dan 0,001 graden (nauwkeuriger dan een kompas)
Oppervlaktebehandeling: koperfolie gladheid vergelijkbaar met spiegel (Ra≤0.3μm)
2. Betrouwbaarheidscontrole: Zwaardere tests dan de ruimteomgeving
Temperatuur marteling test: -65 ℃ tot 150 ℃ herhaaldelijk gegooid 1000 keer
Trillingstest: simuleer de hevige trillingen van een raketlancering
Vacuümtest: 10-⁶ torr vacuüm onder de extreme test
Verouderingstest: 85 ℃ / 85% luchtvochtigheid onder de continue "sauna" gedurende 1000 uur
3.Kwaliteitscontrole
Procesbewaking: realtime bewaking van elke belangrijke parameter zoals bij een medisch onderzoek.
Traceerbaarheidssysteem: elk bord heeft een "ID-kaart" en het hele proces kan worden getraceerd.
Certificeringsnormen: voldoen aan de strengste kwaliteitsnormen voor de luchtvaart (AS9100D, enz.)
4. Bijzonder proces
Microporeuze verwerking: Lasergeponste gaatjes dunner dan een haarlijn (±10 μm precisie).
Hoogfrequente signaalverwerking: impedantieregeling nauwkeurig tot ±3% (vergelijkbaar met laboratoriuminstrumenten)
Inspectie in drie fasen: zelfinspectie + inspectie + eindinspectie, om ervoor te zorgen dat er niets verloren gaat.
## Aerospace PCBA oppervlakteafwerkingen
In de ruimte krijgen printplaten te maken met uitdagingen die veel verder gaan dan die van aardse toepassingen. Om een betrouwbare werking op lange termijn te garanderen, moeten speciale "beschermingspakken" worden gebruikt:
1.Metalen beschermlaag (anticorrosiebehandeling)
Elektrolytisch nikkel/geïmpregneerd goud (ENIG): als een "gouden pantser" voor schakelingen, beschermt het tegen roest en zorgt het voor een goede geleiding.
Elektrolytisch vernikkelen/goud vergulden (ENEPIG): meer geavanceerde "composietbepantsering", vooral geschikt voor hoge betrouwbaarheidseisen.
Kenmerken: anti-oxidatie, corrosiebestendigheid, om ervoor te zorgen dat het connectorcontact als nieuw blijft.
2.Organische beschermlaag (all-round bescherming)
Polyimide (PI) coating: "beschermende kleding" van luchtvaartkwaliteit, bestand tegen hoge temperaturen tot 300 ℃ of meer
Siliconen inbedding: gevoelige circuits voor slijtage "anti-vibratie airbag", buffer tegen mechanische schokken
Effect: vochtbestendig, schokbestendig, stralingsbestendig, drievoudige bescherming in één stap.
Strenge producttests
1. Test van het omgevingsaanpassingsvermogen
Duurloop op temperatuur:
Hoge en lage temperatuurcyclus (-65℃~150℃ herhaald gooien)
Temperatuurschok (onmiddellijke omschakeling van extreme temperaturen)
Mechanische sterktetest:
Trillingstest (simuleer de hevige trillingen van een raketlancering)
Schoktest (1500G versnellingsschok)
2. Verificatie van elektrische prestaties
Vliegende naald test: als een "meester acupuncturist" om nauwkeurig elke knoop te detecteren
Test Rack Verification: Uitgebreid "lichamelijk onderzoek" om te controleren of alle functies normaal zijn.
Signaalintegriteit: analyse van de kwaliteit van hoogfrequente signaaloverdracht
3. Versnelde verouderingstest
Levensduur voorspelling:Versnelde veroudering door een omgeving met hoge temperatuur en vochtigheid.
Continue bewaking: de trend van prestatieparameters registreren
Defectenanalyse: Gebruik een elektronenmicroscoop om mogelijke defecten op te sporen.
Samenvattend kunnen we stellen dat de speciale procesvereisten van ruimtevaart-PCBA's tot uiting komen in materiaalselectie, lasproces, oppervlaktebehandeling, beschermende maatregelen en testverificatie en andere aspecten.Alleen door ons strikt aan deze vereisten te houden en voortdurend bezig te zijn met technologische innovatie en procesverbetering kunnen we PCBA-producten maken die voldoen aan de behoeften van de ruimtevaart.