Präzisions-Leiterplattenherstellung, Hochfrequenz-Leiterplatten, mehrschichtige Leiterplatten und Leiterplattenbestückung.
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Der Blick in den klaren Himmel in der Nacht kann faszinierend und sogar therapeutisch sein. Vom sicheren Standpunkt der Erde aus scheint der Raum ruhig und sicher zu sein. Bei Raumfahrzeugen, Umlaufbahnen und Interplanetaren ist die Situation jedoch genau umgekehrt. Die Weltraumumgebung wird viele Gefahren für mechanische und elektrische Systeme verursachen. Dazu gehören Strahlung, extreme Temperaturen und offensichtliche Schwingungen während des Fluges.
Elektronische Systeme und PCBAs sind in der Regel bis zu einem gewissen Grad immun gegen äußere Einflüsse des Raumschiffes, aber sie sind nicht immun. Beispielsweise können bestimmte Strahlungspartikel tatsächlich in jedes Material eindringen und eine Bedrohung für die Leiterplatte darstellen, hauptsächlich um die Verwendung von Strahlungselektronen zu verhindern. Diese Gefahren haben sich von einzelnen Leiterplatten und Komponenten bis hin zu größeren elektronischen Systemen ausgeweitet, was bedeutet, dass die Wahl der Leiterplattensteckverbinder für die Luft- und Raumfahrt entscheidend für die Systemleistung und Zuverlässigkeit ist.
Werfen wir einen Blick auf die Herausforderungen der Leiterplattenverbindung von Raumfahrzeugen und wie man die beste Wahl für das Luftfahrt-PCBA-Design trifft.
Die Herausforderung der PCB-Verbindung im Weltraum
Bevor wir die spezifischen Herausforderungen von PCB-Steckverbindern für die Luft- und Raumfahrt diskutieren, ist es hilfreich, die Arbeitsumgebung des Raumfahrzeugs zu verstehen. Der Weltraum umfasst alle Höhen über oder außerhalb der Erde.
Die Erdatmosphäre besteht aus fünf Schichten. Mit Ausnahme der mittleren Ebene, die von 50 km (31 mi) bis 85 km (53 mi) reicht, bestehen alle diese in der Regel aus Plattformen, die Avionik oder Elektronik in Flugzeugen, Raumfahrzeugen und Satelliten (den gebräuchlichsten Luft- und Raumfahrtfahrzeugen) enthalten. Jeder hat spezifische Umweltbedingungen und einige von ihnen sind gefährlich.
Die Gefahren von PCBA-Steckverbindern in der Weltraumumgebung
Beim Einsatz im Weltraum bestehen drei Hauptrisiken für Plattformen und elektronische Systeme, nämlich Platinen und Steckverbinder. Dies sind Vibrationen und Schock, extreme Temperaturen und Strahlung.
1. Vibrationsgefahr
Vibration ist das besorgniserregendste Problem aller Raumschiffe. Während des Starts trat ein Stromschlag auf. Die zerstörerischsten Auswirkungen sind Bruch oder Materialverformung (möglicherweise augenblicklich) und Materialermüdung, die langfristige Auswirkungen haben können.
2. Temperaturgefahren
Bei Leiterplattensteckverbindern ist die Gefahr extremer Temperaturen meist eher ein internes Problem als ein externes Problem. Zum Beispiel können während des Starts Temperaturen über 3.000°C (oder nahe 6.000°F) in der Nähe des Raketenantriebs auftreten. Diese überschreiten die PCBA-Temperaturgrenzen und gelten für die meisten Materialien, die in Avionik-Systemen verwendet werden. Daher sind Isolations- und Wärmeleitsysteme kritische luftgetragene Raumschiffe.
3. Strahlengefahren
Die gefährlichste Gefahr im Weltraum kann hochenergetische ionisierende Strahlung sein, die in jeder Erdatmosphäre darüber hinaus auftreten kann. Bestimmte Strahlungspartikel können praktisch jedes Material durchdringen und dazu führen, dass sich Ladungen auf leitenden Elementen ansammeln oder Atome dislokieren, wodurch die Funktion des Geräts beeinträchtigt wird. Ähnlich wie Vibration und Schock können einzelne Ereigniseffekte (SEE) oder Probleme auftreten.
Sobald Sie die Gefahren von PCB-Steckverbindern für die Luft- und Raumfahrt verstanden haben, hilft Ihnen eine Reihe von Richtlinien, die beste Wahl zu treffen.
Es gibt viele PCBA-Anschlüsse, und die Auswahl des besten Typs für Ihre Anwendung ist keine einfache Empfehlung. Die Auswahl der Steckverbinder kann nicht isoliert erfolgen. Es ist notwendig, den Steckertyp der Leiterplatte oder des elektronischen Geräts zu verstehen, an den Ihre Leiterplatte angeschlossen werden muss, um Signal TX/RX und Leistungsübertragung zu optimieren. Es gibt auch einige physikalische Probleme, wie Gehäusefreiheit und Verdrahtung, und Ausrichtung von Kabeln oder Steckerlöchern.
Da es sich bei dem Steckverbinder um eine Leiterplattenkomponente handelt, muss er zudem den Normen der Luft- und Raumfahrtindustrie für die Leiterplattenherstellung entsprechen. Dazu gehört auch, dass die Prüfanforderungen für geeignete Steckverbinder auf Raumebene erfüllt werden. Daher erfordert die beste Art, Luft- und Raumfahrtverbinder für Ihr Design zu wählen, dass Sie alle folgenden Elemente integrieren:
Vorsichtsmaßnahmen bei der Auswahl von Leiterplattensteckverbindern für die Luft- und Raumfahrt
1. Regulatorische Anforderungen
Steckverbinder, die auf Luft- und Raumfahrtplattformen verwendet werden, müssen die unter EIA/ECA-364-18B angegebenen Materialanforderungen erfüllen, die Standard-EIA-364-13E für das Verbinden und Entfernen, wie erwähnt, die Kontinuität während des mechanischen Schocks EIA-364-27C und andere Prüfprogramme basierend auf der Installationsumgebung erfüllen.
2. Externe Umweltbedingungen
Bei externen Kabeln und Steckverbindern sind Temperaturbereich und Strahlenbelastung die wichtigsten Überlegungen.
3. Interne Umweltbedingungen
Zu den internen Umweltproblemen gehören Temperaturbereich, Luftfeuchtigkeit, Umwelteinflüsse und externe Strahlung, die in das Innere des Raumschiffs eindringen kann.
4. Betriebsanforderungen
Bei den meisten Raumschiffen können elektronische Systeme einschließlich Steckverbinder nicht repariert oder ersetzt werden. Daher müssen bei der Auswahl des besten Steckers klare Betriebsanforderungen für die Lebensdauer festgelegt und verwendet werden.
Arbeiten im Weltraum kann gefährlich sein; Die strengen Vorschriften der Luft- und Raumfahrtindustrie müssen eingehalten werden. Die wichtigsten Überlegungen, die die Verbindungsentscheidung beeinflussen, umfassen die Bewertung der internen und externen Umgebung des Raumschiffs und ob PCBA Teil eines missionskritischen Systems ist.
Neben den oben genannten Überlegungen kann auch das Teilelieferkettenmanagement ein großes Thema sein.
In Beat Automation arbeiten wir mit den zuverlässigsten Lieferanten der Branche zusammen und übernehmen eine digitale Datenlieferkette, um Komponenten von Lieferanten und während des gesamten Bauprozesses zu verfolgen und zu überwachen. Diese zuverlässige Lieferkette kann die Verfügbarkeit von Komponenten, die Sicherheit und die Einhaltung von Luftfahrtvorschriften und QMS-Tracking-Anforderungen gewährleisten.
Um Ihnen zu helfen, den besten Pfad für die Leiterplatte zu bauen, versorgen wir Sie mit Informationen über DFM-Inspektion und ermöglichen es Ihnen, DRC-Dateien einfach anzusehen und herunterzuladen. Wenn Sie Altium Designer oder Cadence Allegro verwenden, müssen Sie diese Dateien nur der PCB Design Software hinzufügen. Für Mentor Pads oder andere Konstruktionspakete stellen wir DRC-Informationen in verschiedenen CAD-Formaten und Excel zur Verfügung.
Wenn Sie bereit für das Fertigungsdesign sind, versuchen Sie bitte unser Angebotstool, um Ihre CAD- und Stücklisten-Dateien hochzuladen. Wenn Sie mehr über die Auswahl von PCB-Steckverbindern für Ihr Design erfahren möchten, kontaktieren Sie uns.
