航空PCB裝配優(yōu)化設(shè)計(jì)

包括驅(qū)動(dòng)電子設(shè)備并通常控制機(jī)械和氣動(dòng)操作的PCB的開(kāi)發(fā)?？臻g給PCB制造帶來(lái)了特殊的挑戰(zhàn)，必須克服這些挑戰(zhàn)，以確保航空航天系統(tǒng)能夠安全可靠地完成其任務(wù)。對(duì)于板的制造，這些主要與維護(hù)有關(guān)結(jié)構(gòu)完整性用于變化的環(huán)境條件。PCB組裝不是很明顯。但是，在定義了發(fā)展障礙之后，我們將能夠定義一種方案來(lái)優(yōu)化航空PCB組裝，以應(yīng)對(duì)空間挑戰(zhàn)。

航空航天系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的挑戰(zhàn)

空間是充滿(mǎn)挑戰(zhàn)的環(huán)境?？雌饋?lái)很安詳，但也很危險(xiǎn)。溫度范圍從華氏一千多度到-455華氏度，這在航天器上施加了巨大的機(jī)械應(yīng)力。另外，存在各種尺寸的空間碎片碰撞的可能性。這些危害和其他危害可歸為軌道平臺(tái)和航天飛行器的外部挑戰(zhàn)。如下所列，還有一些挑戰(zhàn)威脅著航空系統(tǒng)開(kāi)發(fā)所必須面對(duì)的內(nèi)部系統(tǒng)。

l離子輻射

輻射是太空中所有車(chē)輛和系統(tǒng)的關(guān)注點(diǎn)。這更多是由于其對(duì)于無(wú)線通信的破壞性潛力而不是過(guò)度集中的破壞力，這可能是一個(gè)生物學(xué)問(wèn)題。

l射頻輻射

射頻輻射也可能是一個(gè)重要問(wèn)題。在電離層的大氣層中，這種危害最大。

l振動(dòng)和機(jī)械沖擊

正在研發(fā)可重復(fù)使用的用于太空旅行的火箭，這將大大降低發(fā)射和著陸的振動(dòng)影響。即使有了這些進(jìn)步，發(fā)射所需的能量可能仍將是航天器上巨大的機(jī)械應(yīng)力的來(lái)源，以及在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)內(nèi)部設(shè)備和系統(tǒng)的振動(dòng)來(lái)源。

l環(huán)境控制

由于空間飛行器的空間通常有限，并且需要溫度和壓力控制，因此與地面系統(tǒng)相比，散熱的選擇更少。

l極端溫度

盡管極端溫度通常與航空航天系統(tǒng)部署的外部障礙相關(guān)，但內(nèi)部設(shè)備也可能會(huì)對(duì)此感到擔(dān)憂。例如，通常由電子設(shè)備監(jiān)視和控制的發(fā)動(dòng)機(jī)附近的溫度可以是數(shù)千華氏度。

為了成功部署航天器，必須克服上述危害。對(duì)于電路板制造，可以通過(guò)以下方法解決選擇正確的材料可以確保在熱，電和機(jī)械環(huán)境條件下安全運(yùn)行。PCBA也可以按照下面的討論進(jìn)行處理。

優(yōu)化航空航天PCB組裝以應(yīng)對(duì)太空挑戰(zhàn)

您的設(shè)計(jì)必須結(jié)合良好的DFM指南，這一點(diǎn)始終很重要。的對(duì)PCB開(kāi)發(fā)的好處不能夸大其詞。但是，航空航天應(yīng)用要求的質(zhì)量和可靠性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于大多數(shù)商業(yè)應(yīng)用。這是由于法規(guī)要求通常適用于所有航空航天開(kāi)發(fā)，以及特定于您的太空系統(tǒng)及其部署的挑戰(zhàn)。這些命令要求您選擇合格的合同制造商（CM），申請(qǐng) DFM針對(duì)航空航天PCB開(kāi)發(fā)，雇用 組裝設(shè)計(jì)（DFA） 達(dá)到或超過(guò)IPC 3級(jí)電子組裝標(biāo)準(zhǔn)，并確保焊點(diǎn)和組件位置在空間中保持完整。

航天飛機(jī)上的電路板將面臨的最大挑戰(zhàn)之一就是輻射。無(wú)論是離子型還是射頻型，輻射都會(huì)通過(guò)引入電磁干擾（EMI）破壞電路板，從而干擾信號(hào)質(zhì)量，改變阻抗并在走線上產(chǎn)生串?dāng)_。因此，您的設(shè)計(jì)應(yīng)該是針對(duì)電源完整性進(jìn)行了優(yōu)化，合并 信號(hào)完整性的特殊考慮，并確保僅使用高性能組件。為促進(jìn)此過(guò)程，您應(yīng)采用符合以下條件的風(fēng)險(xiǎn)分析：AS9100包括對(duì)供應(yīng)鏈的監(jiān)控和可追溯性，并在組裝過(guò)程中加入適當(dāng)?shù)母郊咏M件，例如屏蔽。

應(yīng)對(duì)可能影響電路板的振動(dòng)或機(jī)械應(yīng)力影響的最佳方法是選擇材料；但是，如果您的電路板是撓性或剛性-撓性的，這些沖擊可能會(huì)很?chē)?yán)重，并可能導(dǎo)致您的電路板超過(guò)彎曲極限或組件脫落。確保您的PCB布局僅具有平坦的元件放置位置或要求添加支撐件才能幫助組裝，以確保形成良好的焊點(diǎn)和牢固固定元件。對(duì)于較重的組件或無(wú)法實(shí)現(xiàn)平面性的情況，可能需要讓您的CM使用加勁肋或增加對(duì)您的附著力組裝時(shí)的柔性板。

所有物質(zhì)的溫度都會(huì)使其失去形狀或形狀。這不僅適用于板材料，還適用于組件和焊點(diǎn)。在正常情況下，這應(yīng)該不是問(wèn)題。一樣，最好選擇將其制成的組件。NASA零件選擇表（NPSL）。如果商用現(xiàn)貨（COTS）組件 被利用，您可能需要執(zhí)行 AS9102B 進(jìn)行測(cè)試以確保組件符合航空航天工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

用于航空航天應(yīng)用的電路板設(shè)計(jì)與大多數(shù)其他商業(yè)應(yīng)用不同。首先，必須滿(mǎn)足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。然后，根據(jù)空間平臺(tái)的類(lèi)型以及它是在軌道上還是在太空飛行而產(chǎn)生特定的要求。