Aviācijas un kosmosa iekārtu darbības vidi var raksturot kā "ekstrēmu" -, sākot no spēcīgām vibrācijām raķešu palaišanas laikā, atmosfēras aerodinamiskās uzkarsēšanas līdz ekstremālām temperatūras atšķirībām (no -270 grādiem līdz vairāk nekā 120 grādiem) un spēcīgam starojumam kosmosā, jebkura elektroniskā komponenta atteice var izraisīt misijas kļūmi. Iespiedshēmas platei kā elektronisko sistēmu "skeletam" ir jāsaglabā ķēžu savienojumu stabilitāte un signāla pārraides uzticamība šādā vidē, kurā viens no galvenajiem rādītājiem ir augsta temperatūras izturība, un tās tehniskās prasības ievērojami pārsniedz parasto industriālās kvalitātes iespiedshēmu plates.
Galvenās tehniskās prasības aviācijas un kosmosa augstas -temperatūras izturīgai iespiedshēmas platei
Augstas -temperatūras izturīgas iespiedshēmas plates kosmosa jomā ne tikai cenšas sasniegt "temperatūras pretestības vērtības", bet tai vienlaikus jāatbilst vairākiem veiktspējas rādītājiem augstas-temperatūras vidēs, un tās tehniskās grūtības ir vērstas uz trim aspektiem:
Īpaša materiālu sistēmas izvēle ir augstas temperatūras izturības pamats. Parasto FR4 materiālu stiklošanās temperatūru ir grūti izturēt ilgstoši augstās temperatūrās, un ir jāizmanto īpaši substrāti, piemēram, poliimīds un keramikas pildvielas. Šie materiāli ne tikai var ilgstoši stabili darboties vidē virs 200 grādiem, bet arī tiem ir jābūt ar zemu mitruma absorbciju, pretestību pret starojumu un citām īpašībām, lai izvairītos no substrāta sadalīšanās un dielektriskās veiktspējas pasliktināšanās augstās temperatūrās. Tajā pašā laikā, apvienojot augstas-tīrības skābekli nesaturošu varu kā vadošu slāni, tiek nodrošināta vadītspēja un antioksidanta spēja augstās temperatūrās.
Strukturālās konstrukcijas uzticamības uzlabošana ir atslēga, lai risinātu sarežģītās vides. Aviācijas un kosmosa aprīkojuma miniaturizācijas tendence prasa, lai iespiedshēmu plates pieņemtu augsta daudzslāņu jaukta spiediena struktūru, integrējot funkcionālākus moduļus, izmantojot tādus dizainus kā ieraktas aklos atveres un pakāpeniskas rievas. Tomēr daudzslāņu struktūras ir pakļautas starpslāņu spriedzei dažādu materiālu termiskās izplešanās koeficientu atšķirību dēļ augstas temperatūras cikla laikā. Tāpēc ir nepieciešams optimizēt sakraušanas dizainu (piemēram, pievienot bufera slāņus) un uzlabot saspiešanas procesu, lai nodrošinātu starpslāņu savienošanas izturību un izvairītos no tādām problēmām kā atslāņošanās un plaisāšana. Piemēram, satelītsakaru moduļu iespiedshēmu plates augstajai daudzslāņu struktūrai vienlaikus ir jāpārnes RF ķēdes un jaudas pārvaldības ķēdes, un starpslāņu izolācijas pretestībai ir jāpaliek stabilai augstā temperatūrā, lai novērstu signāla traucējumus, ko izraisa noplūde.
Precīza ražošanas procesu kontrole nosaka galīgo veiktspēju. Augstas -temperatūras izturīgas iespiedshēmas plates ķēdes apstrādei ir jāsabalansē augstas precizitātes un augstas temperatūras izturības prasības: shēmas grafikai ir jāsasniedz smalks līniju platums un atstarpes, izmantojot augstas-precizitātes kodināšanas tehnoloģiju, lai nodrošinātu signāla pārraides ceļa stabilitāti; Metalizētiem caurumiem ir nepieciešami īpaši galvanizācijas procesi, lai nodrošinātu vienmērīgu vara biezumu un pārklājuma saķeri, izvairoties no vara lūzuma augstās temperatūrās. Turklāt virsmas apstrādē bieži tiek izmantoti ķīmiskie niķeļa apzeltīšanas vai apzeltīšanas procesi, lai uzlabotu lodēšanas paliktņu izturību pret oksidēšanos augstā temperatūrā un nodrošinātu komponentu lodēšanas ilglaicīgu uzticamību.
Aviācijas un kosmosa augstas temperatūras izturīgas iespiedshēmas plates ražošanas atslēga
Lai sasniegtu iepriekš minētās tehniskās prasības, ražošanas procesā ir jāievieš stingri standarti materiālu kontrolē, procesa parametros, kvalitātes pārbaudē un citos aspektos:
Materiālu kontroles procesā ir jāveic visaptveroša substrātu, daļēji sacietējušu loksņu, vara foliju u.c. testēšana, tostarp augstas temperatūras izturības testi (piemēram, izskata un veiktspējas izmaiņas pēc ilgstošas -augstas-temperatūras cepšanas), dielektriskās konstantes stabilitātes testi utt., lai nodrošinātu katras materiālu partijas konsistenci. Īpaši īpašiem augstas -temperatūras izturīgiem materiāliem piegādātāju kvalifikācija ir jākontrolē no avota, lai izvairītos no veiktspējas svārstībām, ko izraisa materiālu partiju atšķirības.
Procesa optimizācijai mērķtiecīgi jārisina problēmas, ko rada augsta temperatūra. Piemēram, laminēšanas procesā temperatūras līkne un spiediena parametri ir jāpielāgo atbilstoši pamatnes īpašībām, lai nodrošinātu pietiekamu saķeri starp dažādiem materiāla slāņiem; Kodināšanas procesam ir jākontrolē kodināšanas ātrums un viendabīgums, lai izvairītos no virsmas bojājumiem augstas temperatūras substrātiem, ko izraisa kodināšanas šķīduma korozija. Tajā pašā laikā viss ražošanas process ir jāveic tīrā vidē, lai samazinātu putekļu un piemaisījumu ietekmi uz izolācijas veiktspēju augstās temperatūrās.
Kvalitātes pārbaudei ir jāsniedzas tālāk par tradicionālajiem standartiem, koncentrējoties uz veiktspējas stabilitāti augstas{0}}temperatūras vidēs. Papildus pamata vadītspējas un izolācijas testēšanai, lai pārbaudītu iespiedshēmu plates uzticamību ekstremālos apstākļos, ir nepieciešama arī termiskās pretestības pārbaude (simulējot signāla pārraides raksturlielumus augstā temperatūrā) un augstas -temperatūras uzglabāšanas pārbaude (novērtē veiktspējas pasliktināšanos pēc ilgstošas-augstas temperatūras). Tomēr jāņem vērā, ka šāda veida testēšana ir vērsta uz pašas iespiedshēmas plates materiālu un strukturālo stabilitāti.