Радно окружење ваздухопловне опреме може се описати као „екстремно“ - од насилних вибрација током лансирања ракета, аеродинамичког загревања у атмосфери, до екстремних температурних разлика (-270 степени до преко 120 степени) и јаког зрачења у свемиру, квар било које електронске компоненте може довести до неуспеха мисије. Као „костур“ електронских система, штампана плоча треба да одржи стабилност веза кола и поузданост преноса сигнала у таквом окружењу, међу којима је отпорност на високе температуре један од кључних индикатора, а њени технички захтеви далеко надмашују захтеве обичних индустријских штампаних плоча.
Основни технички захтеви за ваздухопловну штампану плочу отпорну{0} на високе температуре
Штампана плоча отпорна-на високе температуре у области ваздухопловства не тежи само „вредностима отпорности на температуру“, већ треба да испуни више индикатора перформанси истовремено у окружењима са високим{1}}температурама, а њене техничке потешкоће се фокусирају на три аспекта:
Посебан избор система материјала је основа перформанси отпорности на високе температуре. Температура стакластог прелаза обичних ФР4 материјала је тешко да се носи са дуготрајним високим температурама и потребно је користити посебне подлоге као што су полиимид и керамичка пунила. Ови материјали не само да могу стабилно радити у окружењима изнад 200 степени дуго времена, већ такође морају имати ниску апсорпцију влаге, отпорност на зрачење и друге карактеристике како би се избегло распадање подлоге и деградација диелектричних перформанси на високим температурама. Истовремено, комбиновањем бакра без кисеоника високе{5} чистоће као проводног слоја, обезбеђује се проводљивост и антиоксидативни капацитет на високим температурама.
Повећање поузданости структуралног дизајна је кључ за суочавање са сложеним окружењима. Тренд минијатуризације у ваздухопловној опреми захтева да штампане плоче усвоје високу више-слојну мешовиту структуру притиска, интегришући функционалније модуле кроз дизајне као што су закопане слепе рупе и степенасти жлебови. Међутим, вишеслојне структуре су склоне међуслојном напрезању због разлика у коефицијентима термичког ширења различитих материјала током циклуса високе{4} температуре. Због тога је неопходно оптимизовати дизајн слагања (као што је додавање пуферских слојева) и побољшати процес компресије како би се осигурала чврстоћа међуслојног везивања и избегли проблеми као што су раслојавање и пуцање. На пример, у штампаној плочи сателитских комуникационих модула, висока вишеслојна структура-треба да истовремено носи РФ кола и кола за управљање напајањем, а међуслојни изолациони отпор треба да остане стабилан на високим температурама како би се спречиле сметње сигнала узроковане цурењем.
Прецизна контрола прецизних производних процеса одређује коначни учинак. Обрада кола штампаних плоча отпорних на-температуру треба да уравнотежи захтеве високе прецизности и отпорности на високе температуре: графика кола треба да постигне фину ширину линија и размак помоћу високо-технологије прецизног гравирања како би се обезбедила стабилност путање преноса сигнала; Метализоване рупе захтевају посебне процесе галванизације да би се обезбедила уједначена дебљина бакра и приањање премаза, избегавајући лом бакра на високим температурама. Поред тога, површинска обрада често користи процесе хемијског никалног злата или позлаћења како би се побољшала -отпорност на оксидацију при високим температурама јастучића за лемљење и осигурала дугорочна-поузданост лемљења компоненти.
Кључ за производњу штампаних плоча отпорних на високе температуре у ваздухопловству
Да би се постигли горе наведени технички захтеви, производни процес треба да успостави строге стандарде у контроли материјала, параметрима процеса, контроли квалитета и другим аспектима:
У процесу контроле материјала, неопходно је спровести свеобухватно тестирање на подлогама, полуочврснутим листовима, бакарним фолијама итд., укључујући тестове отпорности на високе температуре (као што су промене изгледа и перформанси након дуготрајног-печења на високим температурама-), тестове стабилности диелектричне константе итд., како би се обезбедила конзистентност сваке серије материјала. Посебно за специјалне материјале отпорне на високу{5} температуру, квалификације добављача морају да се контролишу из извора како би се избегле флуктуације у перформансама узроковане разликама у серијама материјала.
Оптимизација процеса треба да одговори на изазове које представљају високе температуре на циљани начин. На пример, током процеса ламинације, температурна крива и параметри притиска треба да се подесе у складу са карактеристикама подлоге како би се обезбедило довољно везивања између различитих слојева материјала; Процес гравирања захтева контролу брзине и уједначености гравирања како би се избегло оштећење површине на високо-температурним подлогама изазвано корозијом раствора за јеткање. У исто време, цео процес производње треба да се одвија у чистом окружењу како би се смањио утицај прашине и нечистоћа на перформансе изолације при високим температурама.
Тестирање квалитета треба да превазиђе конвенционалне стандарде, са фокусом на стабилност перформанси у окружењима са високим{0}}температурама. Поред основног испитивања проводљивости и испитивања изолације, потребно је и тестирање термичке импедансе (симулација карактеристика преноса сигнала на високим температурама) и тестирање складиштења на високим{2}}температурама (процена деградације перформанси након дуготрајних-високих температура) да би се верификовала поузданост штампаних плоча у екстремним условима. Међутим, треба напоменути да се ова врста тестирања фокусира на материјалну и структурну стабилност саме штампане плоче.