Nei circuiti stampati, l'affidabilità inizia dal design e fasi di fabbricazione.
Alcuni lavori di progettazione e assemblaggio PCB sono troppo importanti per essere gestiti da un gruppo di ingegneri. Potreste trarre vantaggio dalla collaborazione con un produttore a contratto che non solo è esperto nell'elettronica di Classe 3, ma assiste anche nel processo di progettazione.
Il PCB aerospaziale richiede circuiti stampati ad alta affidabilità in condizioni estreme. TCL Elektronika fornisce circuiti stampati che offrono un'ampia gamma di materiali, compositi, substrati e costruzioni molto efficaci nell'industria aerospaziale.
Seguire semplici best practice aiuta durante lo sviluppo e l'assemblaggio per il settore aerospaziale e dell'industria aeronautica. Alcuni di loro sono i seguenti:
L'industria aerospaziale e aeronautica segue standard come AMS2750E, AS478N, AS5553A, AS9006A, AS9100D, AS9101E e AS9102B. Vale la pena sapere quale dei gli standard e i regolamenti di cui sopra sono applicabili per un lavoro specifico. I circuiti complicati richiedono spesso schede multischeda e multistrato che devono interagire insieme. Pacchetti software di progettazione PCB con la capacità di simulare variazioni di temperatura e potenza insieme alla capacità di eseguire analisi agli elementi finiti di durezza o resistenza offrono indubbi vantaggi. Se stai utilizzando un partner di assemblaggio PCB per assemblare le tue schede, è essenziale garantire che siano in grado di soddisfare i requisiti di qualità e durata nel settore aerospaziale. Questo possono richiedere l'esame dei loro processi operativi e la documentazione del controllo di qualità per assicurati che possano aiutarti a soddisfare tutti gli adempimenti necessari.
È fondamentale utilizzare solo componenti di alta qualità che soddisfino e resistano ai rigori di ambiente spaziale. Adottare le misure necessarie per evitare l'uso di contraffazioni. Garantire l'approvvigionamento la logistica non provoca ritardi e/o interruzioni della produzione. L'elettronica aerospaziale e aeronautica richiede test approfonditi e sapere cosa specifico le prove sono necessarie è imperativo. Assicurarsi che l'attrezzatura di prova necessaria sia disponibile e pienamente operativi e gli operatori sono ben addestrati per gestirli.
PROGETTAZIONE DI PCB ELETTRONICA AEROSPAZIALE
Conoscete sicuramente tante grandi imprese e scoperte nel settore aerospaziale. Avrete anche sentito parlare delle tragedie che sono accadute quando un progetto è andato storto.
Non sorprende che la produzione e il design aerospaziale debbano soddisfare standard rigorosi. L'elettronica nel settore aerospaziale spesso affronta ambienti difficili e potrebbe essere impossibile ripararli mentre sono in uso: dopotutto sono migliaia di metri.
Con qualsiasi progetto di elettronica militare o aerospaziale, TCL Elektronika deve assolutamente considerare:
Gli standard di progettazione dei PCB aerospaziali si elevano molto al di sopra di quello che vedresti, ad esempio, in un tablet LeapFrog di un bambino.
I componenti elettronici aerospaziali possono essere critici o non critici. Ad esempio, ci sono PCB (schede a circuito stampato) nel sistema di pilota automatico su un aereo, ovviamente importanti per mantenere in vita le persone. Se falliscono, hai un grosso problema, Houston.
Al contrario, ci sono anche circuiti stampati nei comandi di regolazione del sedile di una compagnia aerea commerciale. Questi non sono considerati critici; se falliscono, le vite non sono a rischio. Tuttavia, devi progettare l'elettronica in modo che possa "fallire in modo sicuro" e non rappresentare un rischio di incendio.
Quando si considera come si progetta l'elettronica militare e aerospaziale, pianificare in anticipo per seguire i protocolli appropriati. I componenti e i materiali che usi dovrebbero riflettere i requisiti che devi soddisfare per l'uso finale del tuo prodotto. Se il tuo prodotto è mission-critical, aspettati tempi di consegna più lunghi. Il processo di approvazione sarà molto più lungo.
| IPC Class 1 | IPC Class 2 | IPC Class 3 | |
|---|---|---|---|
| Category | General Electronics | Dedicated service electronics | High-reliability electronics |
| Life Cycle | Short | Long | Very Long |
| Quality | Cheap | Good | Resistant to failure |
| Examples | Toys, flashlights, smartphones | Laptops, Microwaves, some mining equipment | Aerospace, military & medical appliances |
PROGETTAZIONE PCB DUREVOLE
Anche se il tuo progetto di elettronica aerospaziale non andrà in una galassia molto, molto lontana, sarà comunque una seccatura da sostituire.
Attenersi a componenti e materiali di alta qualità che saranno disponibili per future implementazioni di prodotti. Ciò è particolarmente importante quando il prodotto viene utilizzato per un'applicazione che rimarrà nell'aria per mesi o addirittura anni. Riparazioni e aggiornamenti potrebbero costare una fortuna all'utente finale.
SPECIFICHE ESATTE DEL MATERIALE
Le specifiche dei materiali per l'assemblaggio di PCB aerospaziali e i prodotti aerospaziali, in generale, sono molto pignoli. TCL Elektronika si assicurerà di utilizzare esattamente ciò che hai specificato nell'ordine. Qualsiasi cliente finale o ispettore con cui hai a che fare si aspetterà lo stesso.
Tutto ciò che viene utilizzato nella produzione e nell'assemblaggio verrà ispezionato secondo standard più elevati, controllato e ricontrollato. Ad esempio, un componente con una certa percentuale di miscela di due metalli dovrà rispettare tolleranze molto specifiche.
RESISTENZA AD AMBIENTI DIFFICILI
TCL Elektronika sa benissimo che l'industria aerospaziale e della difesa richiedono radiazioni speciali e considerazioni termiche.
Tutti noi associamo temperature estreme a sfide di progettazione esterna, come le fiamme che fuoriescono dal fondo di una navetta durante il lancio. Ma il calore può anche essere un problema per i dispositivi interni. Le temperature vicino al motore possono essere di diverse migliaia di gradi, ad esempio. Poiché i dispositivi elettronici controllano questi motori, devono includere componenti con un'elevata resistenza al calore.
La radiazione RF è un rischio significativo da tenere in considerazione a livelli atmosferici all'interno della ionosfera. La radiazione ionica è una preoccupazione per tutti i veicoli e i sistemi nello spazio, ma lo è ancora di più per il suo potenziale di interrompere le comunicazioni wireless.
I rivestimenti conformi sono un modo in cui i produttori di PCB possono proteggere le loro schede da calore, polvere o umidità.
COLLAUDO E ISPEZIONE
TCL Elektronika si assicura di eseguire i protocolli appropriati per i test e le ispezioni. Il test è estremamente importante perché è il modo migliore per garantire che il tuo prodotto regga quando conta. L'incapacità da parte del produttore dell'elettronica di condurre test PCB adeguati potrebbe mettere a rischio vite umane e aumentare la responsabilità.
I test termici e di vibrazione sono due dei test più rilevanti per i prodotti aerospaziali, sebbene sia possibile eseguire una varietà di test a seconda del prodotto.
La sicurezza intrinseca è un'altra considerazione qui. Alcune parti devono essere classificate come "a sicurezza intrinseca", il che significa che non sono in grado di rilasciare calore o energia elettrica che possono incendiare l'atmosfera intorno al prodotto. In altre parole, devono prevenire un'esplosione o un incendio.
CONFORMITÀ
Cos'è il design dell'elettronica aerospaziale, se non un gigantesco sistema di qualità? Quando produci parti aerospaziali, ogni parte deve avere una serie di "caratteristiche chiave". Questi tratti includono:
La produzione aerospaziale di PCB aderisce a AS 9100, che utilizza lo standard ISO 9001 come base e si aggiunge ad essi. AS 9100 è uno standard di qualità, ma esistono altri standard SAE che coprono diversi aspetti del processo di produzione.
Altri standard di produzione dell'elettronica vengono utilizzati per verificare i processi di produzione. Uno di questi standard è Nadcap. I fornitori del settore aerospaziale e della difesa sono rigorosamente testati per garantire che i loro processi, dipendenti e attrezzature soddisfino tutti gli standard Nadcap
Le principali aziende aerospaziali e della difesa come Boeing e Lockheed Martin fanno parte del consiglio di amministrazione di Nadcap e determinano lo standard che tutti i produttori devono soddisfare per ottenere la certificazione.
Un esempio più specifico è un componente che deve avere una tolleranza specifica perché ha un'influenza sul prodotto complessivo.
I regolatori sono ipersensibili a qualsiasi tipo di parte contraffatta o sostitutiva. Il produttore del contratto di elettronica deve garantire e dimostrare che il percorso del materiale proviene direttamente dal fornitore approvato. Non può assolutamente sostituire in un componente diverso senza il tuo via libera.
Può sembrare ovvio che le sostituzioni non autorizzate sarebbero disapprovate, ma nella produzione di componenti aerospaziali è un no-no ancora più grande. Le parti false o che non seguono le specifiche possono mettere in grossi guai sia te che l'appaltatore.
RISCHIO
Il rischio è una considerazione praticamente in tutto ciò di cui abbiamo parlato finora. Ma andiamo un po' più nello specifico.
Dovresti fare anche la tua valutazione dei rischi, inclusa la scelta di un produttore in grado di soddisfare le tue esigenze. Non scegliere un'azienda che non ha la capacità o l'abilità di stare al passo con i requisiti normativi e i tempi di assemblaggio e consegna del prodotto.
THERMAL MANAGEMENT
Una volta che un satellite sale, non c'è modo di scambiare una scheda difettosa al suo interno con una buona. Pertanto, il guasto dovuto all'accumulo di calore non è accettabile. Inoltre, la mancanza di aria preclude l'uso del raffreddamento a convezione: un ventilatore non serve a rimuovere il calore nello spazio. Ciò non lascia ai progettisti altra scelta che utilizzare le proprietà naturali del metallo, la conduzione, per dissipare il calore indesiderato da una fonte. Sebbene i progetti di PCB a 20 strati con rame da 4 once siano una caratteristica comune nell'industria aerospaziale, il rame pesante rappresenta una sfida sostanziale sia per la fabbricazione che per l'assemblaggio. Poiché la poliimmide è il materiale più comune da utilizzare come substrato ed è un sistema di resina difficile con cui lavorare, fabbricare un PCB multistrato con rame pesante e poliimmide è un compito difficile. Mentre il rame pesante aiuta a dissipare il calore indesiderato quando il PCB è in uso attivo, allontana anche il calore dai terminali SMD durante il processo di saldatura a riflusso durante l'assemblaggio. La mancanza di calore non consente alla saldatura di fondersi e fluire correttamente, risultando in un giunto non affidabile. Il processo di assemblaggio deve compensare questo con un tempo di preriscaldamento più lungo, ma questo aumenta anche la possibilità di delaminazione poiché le tracce di rame ora si riscaldano a una temperatura più elevata. Allo stesso modo, una volta terminato il processo di saldatura, anche il tempo di raffreddamento richiesto è maggiore, il che significa che la saldatura rimane allo stato fuso più a lungo del necessario. Ciò può consentire alle vibrazioni di spostare i componenti SMD dalle loro posizioni normali prima che la saldatura si solidifichi.
ELETTRONICA INCAPSULATA
In un aereo, la maggior parte dell'elettronica, come i motori, si trova in un ambiente esposto. L'unica elettronica interna sarebbe il tuo sistema di intrattenimento, tutti i sistemi di illuminazione della cambusa, ecc. Anche il pozzetto è un ambiente controllato. Tuttavia, non vi è alcuna distinzione tra fusoliera interna ed esterna. Costruisci l'elettronica allo stesso modo. Devono essere incapsulati e controllati. La fusoliera, il motore e l'elettronica dell'ala sono fondamentalmente incapsulati in scatole ermeticamente sigillate. Quindi le schede stesse non sono esposte ad alcun elemento. Ma sono esposti a temperature e cicli di caldo e freddo su base giornaliera.
SCEGLI UN PRODUTTORE DI PROCESSO STANDARDIZZATO
Quando scegli un produttore per costruire i tuoi circuiti stampati per l'aviazione e l'aerospaziale, assicurati che ogni processo sia standardizzato e ripetibile. TCL Elektronika dispone dei controlli e delle misurazioni del processo per garantire che la ripetibilità sia sempre al 100%. I clienti possono richiedere dati dai processi del fabbricante. Molti clienti satellitari chiederanno analisi di tipo DPA, fondamentalmente, distruggendo un buon prodotto per dimostrare di avere gli spessori di placcatura giusti, ecc., fino all'analisi di controllo del processo SPC per tutti i diversi processi. Il design deve essere progettato per essere affidabile.
Date : 28-09-2021
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TCL Elektronika can manufacture PCBs ranging from single-sided to complex boards in excess of 40x layers. Our in-house CAM engineering resource allows us to rapidly check, panelise and commercially optimise a fast turnaround prototype as well as small volumes.