Aviacijos ir kosmoso įrangos veikimo aplinką galima apibūdinti kaip „ekstremalią“ - nuo smarkios vibracijos raketų paleidimo metu, aerodinaminio įkaitimo atmosferoje iki ekstremalių temperatūrų skirtumų (nuo -270 laipsnių iki daugiau nei 120 laipsnių) ir stiprios spinduliuotės erdvėje, bet kurio elektroninio komponento gedimas gali lemti misijos gedimą. Kaip elektroninių sistemų „griaučiai“, spausdintinės plokštės turi išlaikyti grandinių jungčių stabilumą ir signalo perdavimo patikimumą tokioje aplinkoje, tarp kurių vienas pagrindinių rodiklių yra atsparumas aukštai temperatūrai, o jos techniniai reikalavimai gerokai viršija įprastų pramoninio lygio spausdintinių plokščių reikalavimus.
Pagrindiniai techniniai reikalavimai, keliami aviacijos ir kosmoso aukštai{0}} temperatūrai atspariai spausdintinei plokštei
Aukštai -temperatūrai atspari spausdintinė plokštė aviacijos ir kosmoso srityje ne tik siekia „atsparumo temperatūrai verčių“, bet ir turi atitikti kelis našumo rodiklius aukštoje{1}}temperatūroje vienu metu, o techniniai sunkumai yra susiję su trimis aspektais:
Specialus medžiagų sistemos pasirinkimas yra atsparumo aukštai temperatūrai pagrindas. Įprastų FR4 medžiagų stiklėjimo temperatūrą sunku atlaikyti esant nuolat aukštai temperatūrai, todėl reikia naudoti specialius pagrindus, tokius kaip poliimidas ir keraminiai užpildai. Šios medžiagos ne tik gali stabiliai veikti aplinkoje, aukštesnėje nei 200 laipsnių temperatūroje ilgą laiką, bet ir turi turėti mažą drėgmės sugėrimą, atsparumą spinduliuotei ir kitas charakteristikas, kad būtų išvengta substrato skilimo ir dielektrinių savybių blogėjimo esant aukštai temperatūrai. Tuo pačiu metu, kaip laidų sluoksnį sujungus didelio-grynumo deguonies neturintį varį, užtikrinamas laidumas ir antioksidacinė talpa aukštoje temperatūroje.
Struktūrinio projektavimo patikimumo didinimas yra raktas į sudėtingą aplinką. Orlaivių ir kosmoso įrangos miniatiūrizavimo tendencija reikalauja, kad spausdintinės plokštės būtų pritaikytos aukšto-sluoksnio mišraus slėgio struktūrai, integruojant funkcionalesnius modulius per tokius dizainus kaip palaidotos aklinos skylės ir pakopiniai grioveliai. Tačiau daugiasluoksnės struktūros yra linkusios į tarpsluoksnį įtempimą dėl skirtingų medžiagų šiluminio plėtimosi koeficientų skirtumų esant aukštai -temperatūrai. Todėl būtina optimizuoti krovimo konstrukciją (pvz., pridėti buferinių sluoksnių) ir pagerinti suspaudimo procesą, kad būtų užtikrintas tarpsluoksnių sukibimo stiprumas ir išvengta tokių problemų kaip delaminacija ir įtrūkimai. Pavyzdžiui, palydovinio ryšio modulių spausdintinėse plokštėse aukšta daugiasluoksnė struktūra turi vienu metu turėti RF grandines ir galios valdymo grandines, o tarpsluoksnio izoliacijos varža turi išlikti stabili esant aukštai temperatūrai, kad būtų išvengta signalo trukdžių, kuriuos sukelia nuotėkis.
Tiksli gamybos procesų kontrolė lemia galutinį našumą. Apdorojant aukštai -temperatūrai atsparias spausdintines plokštes, reikia suderinti aukšto tikslumo ir atsparumo aukštai temperatūrai reikalavimus: grandinės grafika turi pasiekti smulkų linijų plotį ir tarpą naudojant didelio-tikslios ėsdinimo technologiją, kad būtų užtikrintas signalo perdavimo kelio stabilumas; Metalizuotoms skylėms reikalingi specialūs galvanizavimo procesai, kad būtų užtikrintas vienodas vario storis ir dangos sukibimas, išvengiant vario lūžimo aukštoje temperatūroje. Be to, apdorojant paviršių dažnai naudojami cheminiai nikelio arba paauksavimo procesai, siekiant padidinti litavimo trinkelių atsparumą aukštai -temperatūros oksidacijai ir užtikrinti ilgalaikį -komponentų litavimo patikimumą.
Aerospace aukštai temperatūrai atsparių spausdintinių plokščių gamybos raktas
Norint pasiekti aukščiau nurodytus techninius reikalavimus, gamybos procese reikia nustatyti griežtus medžiagų kontrolės, proceso parametrų, kokybės tikrinimo ir kitus aspektus:
Medžiagų kontrolės procese būtina atlikti išsamius substratų, pusiau sukietėjusių lakštų, vario folijos ir kt. bandymus, įskaitant atsparumo aukštai temperatūrai bandymus (pvz., išvaizdos ir veikimo pokyčius po ilgo kepimo aukštoje temperatūroje), dielektrinės konstantos stabilumo bandymus ir kt., siekiant užtikrinti kiekvienos medžiagų partijos nuoseklumą. Ypač naudojant specialias aukštai temperatūrai atsparias medžiagas, tiekėjų kvalifikaciją reikia kontroliuoti iš pat pradžių, kad būtų išvengta našumo svyravimų dėl medžiagų partijų skirtumų.
Proceso optimizavimas turi kryptingai spręsti aukštų temperatūrų keliamus iššūkius. Pavyzdžiui, laminavimo proceso metu temperatūros kreivę ir slėgio parametrus reikia koreguoti pagal pagrindo savybes, kad būtų užtikrintas pakankamas skirtingų medžiagų sluoksnių sukibimas; Norint išvengti aukštos temperatūros substratų paviršiaus pažeidimo dėl ėsdinimo tirpalo korozijos, norint ėsdinti, reikia kontroliuoti ėsdinimo greitį ir vienodumą. Tuo pačiu metu visas gamybos procesas turi būti atliekamas švarioje aplinkoje, kad būtų sumažintas dulkių ir priemaišų poveikis izoliacijos veikimui esant aukštai temperatūrai.
Kokybės tikrinimas turi būti didesnis nei įprasti standartai, daugiausia dėmesio skiriant našumo stabilumui aukštoje{0}}temperatūroje. Siekiant patikrinti spausdintinių plokščių patikimumą ekstremaliomis sąlygomis, be pagrindinio laidumo ir izoliacijos bandymų taip pat reikia atlikti šiluminės varžos bandymus (modeliuojant signalo perdavimo charakteristikas esant aukštai temperatūrai) ir saugojimo aukštoje -temperatūroje (vertinant našumo pablogėjimą po ilgalaikės-aukštos temperatūros). Tačiau reikia pažymėti, kad tokio tipo bandymai yra skirti pačios spausdintinės plokštės medžiagai ir struktūriniam stabilumui.