Description
Dans l'industrie aérospatiale, le choix des matériaux et des composants pour les cartes de circuits imprimés (PCBA) n'est pas une question de hasard. Imaginez que ces dispositifs électroniques doivent subir, lors du lancement de la fusée, de fortes vibrations, des changements de température extrêmes dans l'espace et un environnement fortement irradié ; les matériaux ordinaires ne peuvent tout simplement pas résister à cette "torture".
Lignes directrices de base pour le PCBA
1.substrat de PCB
Le substrat des circuits imprimés aérospatiaux doit répondre aux quatre normes diamantées :
Résistance aux hautes températures : résistance au froid extrême et à la chaleur des tortures répétées.
Résistance à la corrosion : toutes sortes de radiations et de produits chimiques présents dans l'espace ne peuvent pas l'endommager.
Bonne isolation : la transmission du signal doit être stable et fiable
Robuste et durable : il ne peut pas être cassé, même par les violentes vibrations lors du lancement.
Les matériaux de qualité spatiale les plus couramment utilisés sont les suivants :
Polyimide (PI) : tel un "gilet pare-balles" pour les circuits imprimés, il est particulièrement résistant aux températures élevées.
Cyanoacrylate (CE) : un "top performer" bien équilibré.
Substrat en céramique : performance de dissipation thermique de premier ordre de l'"expert en refroidissement".
2. sélection des composants
1. puce (IC) comment choisir ?
Reconnaître la certification : La certification QML-V/QML-Q est le "permis de travail".
Conception antiradiation : les rayons cosmiques devraient avoir le "masque de la cloche d'or".
Ne cherchez pas le dernier cri, mais le plus stable : Le procédé 65nm ou plus mature est plus fiable.
2.Composants passifs
Condensateurs :Les condensateurs au tantale sont les plus courants, les condensateurs céramiques doivent être de type COG/NPO.
Résistances : les résistances à film sont le premier choix, les résistances à feuille métallique ont les meilleures performances.
Inducteurs : les inducteurs à noyau de ferrite ou à noyau d'air sont les plus fiables.
3. Connecteurs
Norme :MIL-DTL-38999/32139 est l'exigence de base.
Placage d'or :Les contacts doivent être plaqués avec au moins 50 micro-pouces d'or.
Double assurance : doit être dotée d'un mécanisme de verrouillage secondaire
3. processus spéciaux
Technologie d'encapsulation
L'emballage en céramique est le premier choix, comme une "combinaison spatiale" pour la puce.
Les emballages en plastique doivent être certifiés par l'armée
Les boîtiers BGA ne doivent pas être utilisés, sauf s'ils sont spécialement renforcés.
Soudure
La soudure traditionnelle à haute teneur en plomb (Sn63Pb37) reste dominante
En cas d'utilisation d'un procédé sans plomb, une vérification supplémentaire est nécessaire.
Contrôle radiographique après soudage pour s'assurer qu'il n'y a pas de "lésions internes".
Traitements de protection
Les revêtements doivent être conformes à la norme militaire MIL-I-46058.
Les revêtements en parylène sont les plus efficaces
L'épaisseur du revêtement doit être contrôlée dans les limites de l'épaisseur d'un cheveu.
4. gestion de la chaîne d'approvisionnement
Canal d'achat
N'achetez que des produits provenant de l'usine d'origine ou de distributeurs agréés.
Résister aux composants contrefaits
Chaque composant devrait avoir une "carte d'identité", ce qui permettrait de retracer l'ensemble du processus.
Inspection de la qualité
Inspection à 100 % des matériaux entrants, personne ne peut être laissé de côté
Essais de désassemblage aléatoires, pas moins de 10 %.
Test de vieillissement accéléré pour prédire la durée de vie
Gestion du changement
Tout changement doit être revérifié
Le changement de composants équivaut à une nouvelle certification
Tous les documents relatifs aux modifications doivent être conservés dans leur intégralité
Aérospatiale PCBA processus de brasage
1. le processus de soudage
Dans le domaine aérospatial, un joint de soudure non qualifié peut être le "talon d'Achille" de toute la mission. Comme l'équipement est soumis à des "tortures" répétées allant du froid extrême à la chaleur extrême, le processus de soudage doit être infaillible.
1.Processus de soudage : trois grands diamants
Brasage à la vague : convient pour le soudage de grands volumes de composants à travers les trous, comme dans une montagne russe, le circuit imprimé passant à travers la soudure en fusion.
Brasage par refusion (choix principal) : technologie précise de "chauffage local", particulièrement adaptée aux composants à puce.
Brasage sélectif à la vague : Technologie de "soudage par points de précision" pour des joints de soudure spécifiques.
2.Processus de refusion
Les profils de température sont essentiels : comme pour la cuisson d'un gâteau, une température trop élevée le brûlera, une température trop basse le cuira insuffisamment.
Personnalisation des paramètres : différents matériaux et composants nécessitent différentes "solutions de cuisson".
Sélection de la pâte à souder : choisir la formule spéciale pour l'aérospatiale, la pâte à souder ordinaire ne peut tout simplement pas supporter l'environnement spatial.
2. traitement des circuits imprimés de qualité aéronautique
1. Contrôle de précision : la quête ultime du micron
Positionnement laser : précision de ± 5 microns (équivalent à 1/10 de cheveu)
Alignement optique : Erreur angulaire inférieure à 0,001 degré (plus précise qu'une boussole)
Traitement de surface : feuille de cuivre d'une finesse comparable à celle d'un miroir (Ra≤0,3μm).
2. Vérification de la fiabilité : Tests plus sévères que l'environnement spatial
Test de torture de température : -65℃ à 150℃ jeté de façon répétée 1000 fois.
Test de vibration : simuler les violentes vibrations d'un lancement de fusée
Test de vide : Vide de 10-⁶ torr dans le cadre de l'essai extrême
Essai de vieillissement : 85 ℃ / 85% d'humidité sous "sauna" continu pendant 1000 heures
3. le contrôle de la qualité
Surveillance des processus : surveillance en temps réel de chaque paramètre clé, à l'instar d'un examen médical.
Système de traçabilité : chaque panneau possède une "carte d'identité" et l'ensemble du processus peut être tracé.
Normes de certification : respect des normes de qualité les plus strictes dans le domaine de l'aviation (AS9100D, etc.)
4. processus spécial
Traitement microporeux : Trous percés au laser plus fins qu'une ligne de cheveux (précision de ±10μm).
Traitement du signal à haute fréquence : contrôle de l'impédance avec une précision de ±3% (comparable aux instruments de laboratoire)
Inspection en trois étapes : auto-inspection + inspection + inspection finale, pour s'assurer que rien n'est perdu.
## Finitions de surface des PCBA pour l'aérospatiale
Dans l'environnement spatial, les circuits imprimés sont confrontés à des défis qui dépassent de loin ceux des applications terrestres. Pour garantir un fonctionnement fiable à long terme, des "combinaisons de protection" spéciales doivent être utilisées :
1.Couche de protection métallique (traitement anticorrosion)
Nickel chimique / or imprégné (ENIG) : telle une "armure d'or" pour les circuits, il protège de la rouille et assure une bonne conductivité.
Nickelage chimique/placage d'or (ENEPIG) : "armure composite" plus avancée, particulièrement adaptée aux exigences de haute fiabilité.
Caractéristiques : anti-oxydation, résistance à la corrosion, pour garantir que le contact du connecteur reste comme neuf.
2. couche protectrice organique (protection intégrale)
Revêtement en polyimide (PI) : "vêtements de protection" de qualité aérospatiale, résistance aux températures élevées jusqu'à 300 ℃ ou plus.
Silicone potting : circuits sensibles à l'usure "airbag anti-vibration", amortissant les chocs mécaniques
Effet : protection contre l'humidité, les chocs et les radiations, triple protection en une seule étape.
Tests rigoureux des produits
1. Test d'adaptabilité à l'environnement
Course d'endurance en température :
Cycle à haute et basse température (-65℃~150℃)
Choc thermique (passage instantané à des températures extrêmes)
Essai de résistance mécanique :
Essai de vibration (simuler les violentes vibrations d'un lancement de fusée)
Essai de choc (choc d'accélération de 1500G)
2. Vérification des performances électriques
Test de l'aiguille volante : comme un "maître acupuncteur" pour détecter avec précision chaque nœud.
Vérification du support d'essai : Examen physique complet pour s'assurer que toutes les fonctions sont normales.
Intégrité du signal : analyse de la qualité de la transmission des signaux à haute fréquence
3. Essai de vieillissement accéléré
Prédiction de la durée de vie :Vieillissement accéléré dans un environnement à température et humidité élevées.
Contrôle continu : enregistrement de la tendance des paramètres de performance
Analyse des défaillances : Utiliser un microscope électronique pour détecter les défauts potentiels.
En conclusion, les exigences particulières du processus de fabrication des circuits imprimés pour l'aérospatiale se reflètent dans la sélection des matériaux, le processus de soudage, le traitement de surface, les mesures de protection et la vérification des tests, entre autres aspects.Ce n'est qu'en respectant strictement ces exigences et en procédant constamment à des innovations technologiques et à des améliorations de processus que nous pouvons fabriquer des circuits imprimés répondant aux besoins du secteur aérospatial.