Elektronický systém kozmickej lode čelí problémom stability v prostredí vesmírneho žiarenia. Ako hlavný nosič prenosu signálu a pripájania komponentov elektronických zariadení je odolnosť dosiek plošných spojov voči žiareniu priamo spojená s efektívnosťou vesmírnych misií. Na zabezpečenie spoľahlivej prevádzky dosiek plošných spojov v prostrediach s extrémnym žiarením vo vesmíre priemysel vyvinul normy plošných spojov odolných voči žiareniu v kozmickom prostredí, ktoré pokrývajú výber materiálu, ukazovatele výkonu, overovanie výroby a ďalšie aspekty, čím sa vytvára prísny a komplexný regulačný systém na poskytovanie záruk pre elektronické zariadenia v letectve.
1, Základný základ pre štandardnú formuláciu
Vývoj štandardov plošných spojov odolných voči žiareniu vo vesmíre je založený na hlbokom pochopení prostredia vesmírneho žiarenia. Vo vesmíre existujú rôzne typy žiarenia, ktoré môžu mať viacero dopadov na dosky plošných spojov, vrátane rušenia prenosu signálu, zhoršenia výkonu komponentov, zlyhania obvodu a dokonca aj trvalého poškodenia. Hlavným cieľom normy je preto odolávať viacnásobnému žiareniu a zabezpečiť dlhodobú-stabilitu. V kombinácii s rozdielmi v intenzite žiarenia medzi rôznymi cyklami misií kozmických lodí je úroveň radiačnej odolnosti dosiek plošných spojov v rôznych aplikačných scenároch jasne definovaná, aby sa zabezpečilo, že štandard pokrýva všeobecné požiadavky a prispôsobuje sa špeciálnym požiadavkám misie.
2, Základné technické ukazovatele
Jadrom štandardu plošných spojov odolných voči žiareniu vo vesmíre je dvojité prísne obmedzenie vlastností materiálu a výkonu a všetky ukazovatele boli overené prostredníctvom experimentov so simuláciou vesmírneho prostredia, aby sa zabezpečila spoľahlivosť praktických aplikácií.
Pokiaľ ide o výber materiálu, štandardy poskytujú jasné požiadavky na kľúčové komponenty, ako je PCB substrát, medená fólia, spájkovacia maska atď. Substrát by mal byť vyrobený z kompozitných materiálov s nízkou stratou a vysokou stabilitou, aby sa zachovala štrukturálna stabilita v extrémnych teplotných rozsahoch a odolal pretrhnutiu molekulového reťazca spôsobeného žiarením; Medená fólia by mala byť typu s vysokou čistotou, s regulovanou odchýlkou hrúbky, aby sa zabránilo nerovnováhe distribúcie prúdu a miestnemu poškodeniu prehriatím spôsobenému nerovnomernou hrúbkou.
Pokiaľ ide o ukazovatele výkonnosti odolnosti voči žiareniu, norma stanovuje dva základné parametre: jedným je hodnota tolerancie celkového dávkového žiarenia, čo je kumulatívna dávka žiarenia, ktorej doska môže odolať počas celého cyklu úlohy; Druhým je prah efektu jednej častice, ktorý sa používa na meranie schopnosti dosky plošných spojov odolávať vysokoenergetickým nárazom ťažkých iónov, aby sa zabezpečilo, že plošné spoje si udržia normálny prenos signálu a logické prevádzkové funkcie v prostrediach náročných na žiarenie.
Okrem toho norma uvádza aj ďalšie požiadavky na mechanické a elektrické vlastnosti dosiek plošných spojov. Pokiaľ ide o strojové vybavenie, je potrebné zabezpečiť pevnosť v ohybe PCB, kontrolovať koeficient tepelnej rozťažnosti tak, aby zodpovedal konštrukčným komponentom kozmickej lode, a vyhnúť sa namáhaniu spôsobenému teplotnými zmenami vedúcimi k praskaniu PCB; Pokiaľ ide o elektrické aspekty, je potrebné riadiť hodnotu dielektrického tangenta, aby sa zabezpečil izolačný odpor, zachovala sa integrita-diaľkového prenosu signálu a znížil sa útlm signálu a rušenie.
3, Výrobné a skúšobné normy
Štandard plošných spojov odolných voči žiareniu pre priestory prechádza celým výrobným a testovacím procesom a zabezpečuje, že továrenské plošné spoje spĺňajú štandardné požiadavky prostredníctvom prísnej kontroly procesu a viacerých kôl overovania.
Vo výrobnom procese norma špecifikuje spresnené špecifikácie procesu. Napríklad kontrola presnosti vŕtania PCB, aby sa zabránilo zlému kontaktu medzi kolíkmi komponentov a spájkovacími plôškami spôsobenými odchýlkou otvoru; Zabezpečte rovnomerné rozloženie hrúbky medenej vrstvy počas procesu galvanického pokovovania, kontrolujte drsnosť povrchu a zabráňte slabým miestam radiačného útoku spôsobeného defektmi povlaku; Povlak spájkovacej masky využíva špecifický proces na kontrolu hrúbky a predchádzanie defektom, ako sú bubliny a dierky, aby sa zabezpečilo, že maska na spájkovanie izoluje žiarenie a vlhkosť od korózie vnútorných obvodov dosky plošných spojov. Výrobné prostredie musí zároveň spĺňať špecifické požiadavky na úroveň čistoty, kontrolovať koncentráciu prachových častíc vo vzduchu a vyhýbať sa priľnavosti prachu ovplyvňujúcej výkon PCB.
Vo fáze testovania a overovania je zostavený viacrozmerný a úplný systém testovania scenárov podľa noriem, ktorý pokrýva aspekty, ako je výkon žiarenia, adaptabilita na životné prostredie a-dlhodobá spoľahlivosť. Testovanie účinnosti žiarenia je potrebné vykonať v profesionálnom laboratóriu na simuláciu žiarenia, pričom sa simuluje celková dávka žiarenia a účinky jednotlivých častíc prostredníctvom špecifického zariadenia a monitorujú sa zmeny elektrických parametrov PCB v reálnom čase, aby sa potvrdilo, že indikátory spĺňajú normy; Testovanie environmentálnej adaptability zahŕňa cyklovanie pri vysokej a nízkej teplote, teplotný šok, vibračný šok atď., aby sa overila stabilita výkonu PCB v extrémnych podmienkach prostredia; Dlhodobé testovanie spoľahlivosti vyžaduje umiestnenie dosky plošných spojov do testovacej komory, ktorá simuluje vesmírne prostredie, a jej nepretržitú prevádzku, aby sa overila jej stabilita výkonu počas-dlhodobej prevádzky.
4, Aplikačná hodnota noriem
Implementácia štandardov plošných spojov odolných voči žiareniu v kozmickom prostredí poskytuje kľúčovú podporu pre rozvoj leteckého priemyslu. Na jednej strane štandardizácia priemyselnej definície a požiadaviek na dosky plošných spojov vesmírnej kvality môže zabrániť rozdielom v kvalite produktov spôsobeným nekonzistentnými podnikovými technickými normami a znížiť riziko výberu elektronických systémov kozmických lodí; Na druhej strane technická orientácia noriem podporuje technologickú modernizáciu priemyslu PCB, čo podnecuje podniky k zvýšeniu investícií do výskumu a vývoja nových materiálov odolných voči žiareniu a rafinovaných procesov, podporuje vyspelosť súvisiacich inovatívnych technológií a ďalej zvyšuje odolnosť voči žiareniu a integráciu dosiek s plošnými spojmi.