Descrição
Na indústria aeroespacial, a escolha de materiais e componentes para placas de circuito (PCBAs) não é uma questão de acaso. Imagine que esses dispositivos eletrônicos tenham que passar pelo lançamento de foguetes de vibração severa, mudanças extremas de temperatura no espaço e um ambiente de forte radiação; materiais comuns simplesmente não podem suportar essa "tortura".
Diretrizes Básicas do PCBA
1. Substrato PCB
O substrato da placa de circuito aeroespacial deve atender aos quatro padrões de diamante:
Resistência a altas temperaturas: para suportar o frio extremo ao calor da tortura repetida
Resistência à corrosão: todos os tipos de radiação e produtos químicos no espaço não podem machucá-lo um pouco
Bom isolamento: a transmissão do sinal deve ser estável e confiável
Resistente e durável: não pode ser quebrado mesmo pela vibração violenta durante o lançamento.
Os materiais de "grau espacial" comumente usados incluem:
Poliimida (PI): como um "colete à prova de balas" para placas de circuito, é particularmente resistente a altas temperaturas.
Cianoacrilato (CE): um "top performer" bem equilibrado.
Substrato cerâmico: desempenho de dissipação de calor de primeira classe do "especialista em refrigeração".
2. Seleção de componentes
1. chip (IC) como escolher?
Reconheça a certificação: A certificação QML-V/QML-Q é a "autorização de trabalho".
Design anti-radiação: os raios cósmicos devem ter a "Máscara de Sino Dourado".
Não procure o mais recente, mas o mais estável: o processo de 65 nm ou mais maduro é mais confiável
2. Componentes passivos
Capacitores: Os capacitores de tântalo são a força principal, os capacitores de cerâmica devem ser do tipo COG / NPO.
Resistores: resistores de filme são a primeira escolha, resistores de folha de metal têm o melhor desempenho.
Indutores: os indutores de núcleo de ferrite ou núcleo de ar são os mais confiáveis.
3. Conectores
Padrão: MIL-DTL-38999/32139 é o requisito básico.
Revestimento de ouro: Os contatos devem ser revestidos com pelo menos 50 micro polegadas de ouro.
Seguro duplo: deve ser com mecanismo de travamento secundário
3. Processos Especiais
Tecnologia de encapsulamento
A embalagem de cerâmica é a primeira escolha, como um "traje espacial" para o chip.
As embalagens plásticas devem ser certificadas pelos militares
Os pacotes BGA não devem ser usados a menos que sejam especialmente reforçados
Solda
A solda tradicional de alto Pb (Sn63Pb37) ainda dominante
Se o processo sem chumbo for usado, é necessária uma verificação adicional
"Verificação" de raios-X após a soldagem para garantir que não haja "lesões internas".
Tratamentos de proteção
Os revestimentos devem estar em conformidade com o padrão militar MIL-I-46058.
Os revestimentos de parileno são mais eficazes
A espessura do revestimento deve ser controlada dentro da faixa da espessura de um fio de cabelo.
4. Gerenciamento da cadeia de suprimentos
Canal de Compras
Leve apenas mercadorias da fábrica original ou distribuidores autorizados
Resista a componentes falsificados
Cada componente deve ter um "cartão de identificação", todo o processo pode ser rastreado.
Inspeção de qualidade
100% de inspeção dos materiais recebidos, ninguém pode ficar de fora
Teste de desmontagem aleatório, não inferior a 10%.
Teste de envelhecimento acelerado para prever a vida útil
Gerenciamento de mudanças
Qualquer alteração deve ser verificada novamente
Alterar componentes equivale a recertificação
Todos os registros de alteração devem ser mantidos completamente
Aeroespaço PCBA processo de solda
1. Processo de soldagem
No campo aeroespacial, uma junta de solda não qualificada pode ser o "calcanhar de Aquiles" de toda a missão. Como o equipamento tem que sofrer repetidas "torturas" de frio extremo a calor extremo, o processo de soldagem deve ser infalível.
1. Processo de soldagem: três grandes diamantes
Soldagem por onda: adequado para soldagem de componentes de furo passante de alto volume, como uma montanha-russa, com o PCB passando pela solda fundida
Soldagem por refluxo (escolha convencional): tecnologia precisa de "aquecimento local", especialmente adequada para componentes de chips
Soldagem por onda seletiva: tecnologia de "solda a ponto de precisão" para juntas de solda específicas.
2. Processo de refluxo
Os perfis de temperatura são fundamentais: como assar um bolo, uma temperatura muito alta queimará, uma temperatura muito baixa o cozinhará mal
Personalização de parâmetros: diferentes materiais e componentes requerem diferentes "soluções de cozimento".
Seleção de pasta de solda: para escolher a fórmula especial para grau aeroespacial, a pasta de solda comum simplesmente não pode transportar o ambiente espacial
2. Processamento de placa de circuito de grau de aviação
1. Controle de precisão: a busca final do nível de mícron
Posicionamento a laser: precisão de ± 5 mícrons (equivalente a 1/10 de um fio de cabelo)
Alinhamento óptico: Erro angular inferior a 0,001 graus (mais preciso que uma bússola)
Tratamento de superfície: suavidade da folha de cobre comparável ao espelho (Ra≤0,3μm)
2. Verificação de confiabilidade: testes mais difíceis do que o ambiente espacial
Teste de tortura de temperatura: -65 °C a 150 °C repetidamente jogado 1000 vezes
Teste de vibração: simule a vibração violenta de um lançamento de foguete
Teste de vácuo: vácuo de 10-⁶ torr sob o teste extremo
Teste de envelhecimento: 85 °C / 85% de umidade sob a "sauna" contínua por 1000 horas
3. Controle de qualidade
Monitoramento de processos: monitoramento em tempo real de cada parâmetro-chave, como um check-up médico.
Sistema de rastreabilidade: cada placa possui um "cartão de identificação" e todo o processo pode ser rastreado.
Padrões de certificação: atendem aos mais rigorosos padrões de qualidade da aviação (AS9100D, etc.)
4. Processo especial
Processamento microporoso: Furos perfurados a laser mais finos que uma linha fina (precisão de ±10μm).
Processamento de sinal de alta frequência: controle de impedância com precisão de ±3% (comparável a instrumentos de laboratório)
Inspeção em três estágios: inspeção final de inspeção de auto-inspeção, para garantir que nada seja perdido.
Acabamentos de superfície do PCBA aeroespacial ##
No ambiente espacial, as placas de circuito enfrentam desafios muito além das aplicações terrestres. Para garantir uma operação confiável a longo prazo, "trajes de proteção" especiais devem ser usados:
1. Camada protetora do metal (tratamento anticorrosivo)
Níquel eletrolítico/ouro impregnado (ENIG): como uma "armadura dourada" para circuitos, protege contra ferrugem e garante boa condutividade.
Revestimento de níquel/ouro eletrolítico (ENEPIG): "armadura composta" mais avançada, especialmente adequada para requisitos de alta confiabilidade.
Características: anti-oxidação, resistência à corrosão, para garantir que o contato do conector permaneça como novo.
2. Camada protetora orgânica (proteção total)
Revestimento de poliimida (PI): "vestuário de proteção" de grau aeroespacial, resistência a altas temperaturas de até 300 °C ou mais
Envasamento de silicone: circuitos sensíveis ao desgaste "airbag antivibração", amortecedor de choque mecânico
Efeito: à prova de umidade, à prova de choque, à prova de radiação, proteção tripla em uma única etapa.
Testes rigorosos de produtos
1. Teste de Adaptabilidade Ambiental
Corrida de resistência de temperatura:
Ciclo de alta e baixa temperatura (-65 °C ~ 150 °C repetido de lançamento)
Choque de temperatura (comutação instantânea de temperaturas extremas)
Teste de resistência mecânica:
Teste de vibração (simule a vibração violenta de um lançamento de foguete)
Teste de choque (choque de aceleração de 1500G)
2. Verificação do desempenho elétrico
Teste de agulha voadora: como um "acupunturista mestre" para detectar com precisão cada nó
Verificação do rack de teste: "exame físico" abrangente para garantir que todas as funções estejam normais.
Integridade do sinal: análise da qualidade da transmissão do sinal de alta frequência
3. Teste de envelhecimento acelerado
Previsão de vida: Envelhecimento acelerado através de um ambiente de alta temperatura e alta umidade.
Monitoramento contínuo: registre a tendência dos parâmetros de desempenho
Análise de falhas: Use um microscópio eletrônico para descobrir possíveis defeitos.
Em conclusão, os requisitos especiais do processo de PCBA aeroespacial são refletidos na seleção de materiais, processo de soldagem, tratamento de superfície, medidas de proteção e verificação de teste e outros aspectos. Somente seguindo rigorosamente esses requisitos e realizando constantemente inovações tecnológicas e melhorias de processos, podemos fabricar produtos PCBA para atender às necessidades do campo aeroespacial.