Was sind die wichtigen Richtlinien für das Design von Leiterplatten für die Luft- und Raumfahrt?

16. Oktober 2019

Die Luft- und Raumfahrt ist aufgrund des zunehmenden Luftverkehrs eine der am schnellsten wachsenden Industrien. Der Flugverkehr wird in den kommenden Jahren zunehmen, da er den Benutzern hilft, Reisezeit zu sparen. Dies bedeutet, dass die Nachfrage nach Leiterplatten für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt steigen wird. Diese Leiterplatten haben besondere Anforderungen als normale Unterhaltungs- oder Industrieelektronik. Die Anwendungen, die diese Leiterplatten verwenden, sind hohen Temperaturen und rauen Umgebungsbedingungen ausgesetzt, was ihre Lebensdauer einschränken kann. Daher müssen Elektronikingenieure, die Leiterplatten für die Luft- und Raumfahrt entwerfen, beim Entwerfen mehrere Dinge beachten. Was sind diese Richtlinien? Es gibt mehrere davon; Dieser Beitrag konzentriert sich jedoch auf einige wichtige Richtlinien, die PCB-Designer für Luft- und Raumfahrt-PCBs strikt befolgen müssen.

Welchen Bedingungen sind Leiterplatten für die Luft- und Raumfahrt ausgesetzt?

Leiterplatten für die Luft- und Raumfahrt sind einer Vielzahl von Umgebungsbedingungen ausgesetzt, darunter den folgenden:

• Hohe Temperaturen:

  Leiterplatten aus der Luft- und Raumfahrt können Temperaturen von bis zu 150 Grad Celsius ausgesetzt werden.

• Stoßdämpfung:

  Leiterplatten können im Weltraum übermäßigen Vibrationen und Stößen ausgesetzt sein.

• Funkfrequenzen:

  In der Luftfahrt werden verschiedene Funksignale zur Übermittlung von Nachrichten verwendet.

• Strahlung:

  Im Weltraum herrscht ein hohes Maß an Strahlung, und ein PCB-gesteuertes Gerät, das ihr für lange Zeit ausgesetzt ist, wird nicht funktionieren.

Wichtige Faktoren, die beim Design von Leiterplatten für Luft- und Raumfahrtanwendungen zu berücksichtigen sind

• Verwenden Sie die richtige Kupferstärke:

  Dies ist eine der wichtigsten Anforderungen für alle Arten von Leiterplatten. Die Strombelastbarkeit jeder Leiterplatte hängt von der Kupferdicke ab. Luft- und Raumfahrt-Leiterplatten erfordern schwere Kupfergewichte von bis zu 2 Unzen oder mehr. Diese schweren Kupfergewichte sorgen für eine bessere Wärmeableitung als dünnere Gewichte. Die meisten Hersteller verwenden mehrere thermische Vias sowie Chassis, um die Wärme zusammen mit hohen Kupferkonzentrationen abzuleiten. Ein besseres Wärmemanagement ist ein Schlüssel zur Leistung eines Flugzeugs oder eines Satelliten. Daher nutzen Hersteller die natürlichen Kühl- und Heizeigenschaften von Kupfer zu ihrem Vorteil, um bessere thermische Eigenschaften zu erreichen.

• Hochwertiges Material verwenden:

  Wie jede andere industrielle Elektronik können Flugzeug- und Satellitenanwendungen starr-flexible, starre und flexible Leiterplatten erfordern. Der einzige Unterschied besteht hier jedoch in der Materialwahl. Die meisten Industrieelektronikgeräte bestehen aus FR4-Material, während Leiterplatten für die Luft- und Raumfahrt aus Polyimidmaterial bestehen. Dieses Material ist leicht und sorgt für bessere Flexibilität, hohe Haltbarkeit und Wärmeableitungsfähigkeiten. Ihre Hitzebeständigkeit macht sie auch zur idealen Wahl für militärische Leiterplatten. Heutzutage ist es einfach, Polyimidmaterial in verschiedenen Konfigurationen zu finden, um Ihre Anwendungsanforderungen zu erfüllen. Viele Unternehmen wie Rogers bieten heutzutage viel bessere Materialien an, die zuverlässig, langlebig und zu erschwinglichen Preisen erhältlich sind. Viele Luft- und Raumfahrt-Leiterplattenhersteller verwenden auch eloxiertes Aluminium, das durch Hitze verursachte Probleme beseitigen kann.

Ist das alles? Nein, es gibt ein paar weitere Faktoren, die Designer und Hersteller beachten müssen, wenn sie Leiterplatten für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt entwickeln. Diese Faktoren werden im nächsten Beitrag ausführlich besprochen.