Для касмічных караблёў характэрныя складаныя ўмовы. Таму неабходна пераканацца, што кампаненты, якія выкарыстоўваюцца ў касмічных караблях, могуць спраўляцца з такімі сітуацыямі. Электроніка касмічных караблёў не з'яўляецца выключэннем. Адпаведна, друкаваная плата аэракасмічнай тэхнікі павінна працаваць з высокай дакладнасцю і надзейнасцю.
Адной з найбуйнейшых праблем друкаваных плат у космасе з'яўляецца вібрацыя. Пры запуску касмічнага карабля ракетны рухавік стварае моцныя вібрацыі і шум. З іншага боку, турбулентнасць — распаўсюджаная з'ява ў самалётах. Гэтыя вібрацыі могуць пашкодзіць або вывесці з ладу аэракасмічную друкаваную плату і яе зборку. Каб вырашыць гэтыя праблемы, неабходна выбраць надзейнага вытворцу аэракасмічных друкаваных плат адпаведна.
Распаўсюджаныя тыпы вібрацый у касмічных апаратах
На лятальныя апараты могуць уплываць розныя тыпы вібрацый. Першы з іх — шум ракеты. Калі запальваецца ракетны рухавік, ён выдае гучны гук. Гукавыя хвалі адлюстроўваюцца як акустычныя хвалі, якія трасуць стартавую пляцоўку і касмічны карабель. Гэты шум можа пашкодзіць адчувальную электроніку.
Яшчэ адзін распаўсюджаны тып вібрацыі — аэрадынамічнае ўзбуджэнне. Падчас хуткасных палётаў вакол касмічнага карабля ўзнікаюць розныя схемы паветраных патокаў. Гэтыя схемы паветраных патокаў часта ствараюць вібрацыі рознага ўзроўню.
Ударныя хвалі, якія ўзнікаюць у выніку гэтых патокаў паветра, могуць рухацца туды-сюды. У некаторых сітуацыях паветра можа затрымацца ў поласцях, ствараючы змены ціску. Часам паветра цячэ асобна і зноў злучаецца, што выклікае яшчэ большую трасяніну. Акрамя таго, транспартны сродак можа вібраваць сам па сабе, калі паток паветра становіцца нестабільным.
Касмічны карабель таксама сутыкаецца з турбулентным асяроддзем. Магчыма, вы ўжо знаёмыя з гэтай сітуацыяй. Гэта хуткая і нерэгулярная змена патоку паветра або газу. Раптоўныя наступствы гэтага выклікаюць пастаянны рух і трасяніну лятальнага апарата.
Гэтыя вібрацыі могуць адрознівацца ў залежнасці ад місіі. На вібрацыі ўплываюць тып ракеты або самалёта, карысная нагрузка і план праекта.
Як вібрацыі ўплываюць на зборку друкаваных плат аэракасмічнай прамысловасці
Аэракасмічныя друкаваныя платы могуць пацярпець ад розных пашкоджанняў з-за вібрацыі. Найбольш распаўсюджанай праблемай з'яўляецца страта кампанентаў на друкаванай плаце. Калі інтэнсіўнасць вібрацыі занадта высокая, кандэнсатары могуць выйсці з ладу.
Паяныя злучэнні, якія злучаюць дэталі, могуць трэснуць. Дарожкі на плаце, якія перадаюць сігнал, могуць зламацца. Сама плата можа пачаць адслойвацца ў працэсе, які называецца распластоўваннем.
Цыліндры, сценкі ўнутры адтулін на друкаванай плаце, таксама могуць зламацца. Гэта яшчэ не ўсё. Штыфты ўнутры адтулін таксама могуць зламацца. Метал можа прывесці да аслаблення злучальных дэталяў з-за паўторных нагрузак.
Вібрацыі могуць выклікаць усе гэтыя пашкоджанні. У выніку ваша зборка друкаванай платы аэракасмічнай тэхнікі можа перастаць працаваць, што прывядзе да сур'ёзных праблем. Паколькі рамонт у космасе немагчымы, тут вельмі важна пазбегнуць паломак.
Як абараніць друкаваныя платы ад вібрацый
Правільнае праектаванне платы — ключ да забеспячэння найвышэйшай абароны. Вы таксама павінны правільна ўсталяваць кампаненты. Пераканайцеся, што вы надзейна размясцілі кожную дэталь на плаце. Прааналізуйце, як вы размяшчаеце гэтыя дэталі, каб пераканацца, што ўсё адпавядае належным правілам.
Падчас зборкі друкаванай платы можна таксама выкарыстоўваць клей або герметыкі. Гэтыя матэрыялы дапамагаюць паглынаць удары і памяншаць рух дэталяў пры вібрацыі платы. Аднак, каб стварыць трывалыя злучэнні, неабходна ідэальна выканаць пайку.
Яшчэ адна добрая практыка — пераканацца, што платы маюць гладкія і трывалыя краю. Усаджванне друкаванай платы аэракасмічнай прамысловасці таксама можа дапамагчы паменшыць пашкоджанні ад вібрацыі. Вы таксама можаце разгледзець магчымасць выкарыстання спецыяльных корпусаў. У гэтым выпадку вы можаце сабраць больш інфармацыі аб тым, наколькі моцна вібруе плата.
Антывібрацыйныя рамы — яшчэ адно карыснае рашэнне. Яны даражэйшыя, але надзвычай карысныя для абароны адчувальнай электронікі.
Механічныя хвалі таксама могуць праходзіць праз плату і пашкоджваць яе. Каб паменшыць гэта, можна размясціць раздымы побач з важнымі кампанентамі. Гэта дапамагае спыніць хвалі, перш чым яны распаўсюдзяцца занадта моцна.
Чаму надзейнасць зборкі друкаваных плат аэракасмічнай прамысловасці мае вырашальнае значэнне ў касмічных місіях?
Электронныя сістэмы ў касмічных караблях павінны быць надзейнымі. Адна памылка можа прывесці да вялікіх праблем. Пасля таго, як яны апынуцца ў космасе, ніхто не зможа іх адрамантаваць, пакуль яны не прызямляцца на Зямлі або на касмічнай станцыі. Праблема з друкаванай платай або ў яе зборцы можа прывесці да збою ўсёй сістэмы. Электроніка павінна працаваць шмат гадоў у працяглых місіях, такіх як спадарожнікавыя аперацыі. Вось чаму перад запускам неабходна праводзіць дбайнае тэставанне.
Правілы праектавання друкаваных плат аэракасмічнай прамысловасці для памяншэння пашкоджанняў ад вібрацыі
Існуюць пэўныя этапы вырабу друкаваных плат касмічнага класа. Працэс можа ўключаць улік розных фактараў. Такія меркаванні, як размяшчэнне схемы, кіраванне цяплом і дапушчальнасць ціску на друкаванай плаце, маюць вырашальнае значэнне.
#1 Зніжэнне намінальных значэнняў
Адно з найважнейшых правілаў называецца зніжэннем магутнасці. Гэта спецыялізаваны працэс, пры якім дэталі працуюць ніжэй за іх стандартную мяжу. Напрыклад, электрычны ток у ланцугу змяншаецца на 66%. Такім чынам, звычайна можна прадухіліць перагрэў. У космасе няма паветра, якое б адводзіла цяпло, таму цяпло трэба адводзіць толькі шляхам цеплаправоднасці або выпраменьвання.
#2 Платы для мадэлявання палётаў
Платы мадэлявання палётаў (FM) маюць строгія патрабаванні да дызайну. У іх павінны выкарыстоўвацца пэўныя тыпы адтулін. Скразныя адтуліны і схаваныя пераходныя адтуліны дапускаюцца, а глухія пераходныя адтуліны — не. Платы FM не могуць мець зменныя кампаненты, такія як падстроечныя кандэнсатары або рэгуляваныя рэзістары. Выкарыстоўваюцца толькі кампаненты з фіксаваным значэннем.
#5 Канструкцыя праваднікоў
Неабходна старанна праектаваць праваднікі. Пры падключэнні да ўнутранай плоскасці харчавання яны могуць адводзіць цяпло ад прыпоя. Гэта называецца халодным паяным злучэннем, тыпам дрэннага злучэння. Каб пазбегнуць гэтага, пераканайцеся, што шырыня і даўжыня правадніка складаюць 1 мм кожная. У гэтым выпадку звярніце ўвагу на суадносіны 1.5:1.
#6 Сіметрычны дызайн платы
Канструкцыя і зборка друкаваных плат аэракасмічнай тэхнікі павінны быць сіметрычнымі. Неабходна пераканацца, што медныя пласты і кампаненты правільна збалансаваны. Такім чынам, можна гарантаваць, што друкаваная плата не будзе скручвацца і згінацца.
#7 Скразныя адтуліны з пакрыццём (PTH)
Дапускаюцца толькі скразныя адтуліны з металічным пакрыццём. Іншыя элементы, такія як распоркі, заклёпкі або вушкі, не дапускаюцца.
#8 Спецыяльныя прыпоі і ламінаванне
Пры вытворчасці друкаваных плат, якія выкарыстоўваюцца ў паветры, паяльныя маскі не выкарыстоўваюцца. У космасе паяльныя маскі могуць адклейвацца або вылучаць газы. Гэта можа паўплываць на прадукцыйнасць або ўпасці дэталі.
Для стандартаў праектавання і зборкі друкаваных поплаткаў у аэракасмічнай галіне можна разгледзець ламінаванне медным пакрыццём. Слаі звычайна дрэнна раздзяляюцца і не прыліпаюць адзін да аднаго. Канформнае пакрыццё можа дапамагчы абараніць вашу друкаваную плату ад электрастатычнага разраду. Тэрмін ESD у гэтым выпадку адносіцца да электрастатычнага разраду. Тонкія пласты перашкаджаюць адначасоваму назапашванню і вызваленню зарада.
#9 Стандарты зборкі друкаваных поплаткаў
Пераканайцеся, што ўзоры на паверхні дастаткова вялікія. Дробныя дэталі могуць адвальвацца або адвальвацца. Шырыня праваднікоў павінна быць не менш за 0.1 мм.
Калі гэта жыццёва важна, злучэнне павінна праходзіць праз той жа ўзровень. Вы таксама можаце ўключыць дадатковы шлях і больш пераходных адтулін, калі прастора не дазваляе выкарыстоўваць першы варыянт. Ёсць шмат спосабаў прадухіліць адмову толькі аднаго элемента.
Увогуле, абавязкова правярайце ўсе дэталі. Дэфекты або падробленыя дэталі могуць значна пашкодзіць лятальны апарат. Надзейнасць касмічнай электронікі мае большае значэнне, чым кошт.
Conclusion
Экстрэмальныя вібрацыі і тэмпературы ў космасе могуць сур'ёзна пашкодзіць друкаваныя платы. Таму вам варта прытрымлівацца належнага працэсу вытворчасці і зборкі друкаваных плат аэракасмічнай тэхнікі. У гэтым працэсе важная кожная дэталь, ад таго, як мацуюцца дэталі, да таго, як кіруецца цяплом.
UETPCB з'яўляецца вядучым вытворцам высакаякасных кампанентаў для друкаваных плат аэракасмічнай прамысловасці. Калі вас цікавяць нашы... Паслугі па вытворчасці і зборцы друкаваных плат, смела звяжыцеся з намі.