Aerospace PCB - Chinese PCB Manufacturer

항공우주 PCB의 의미

항공우주 전자 부품은 중요하거나 중요하지 않을 수 있습니다. 예를 들어 비행기의 자동 조종 시스템은 인쇄 회로 기판(PCB)을 사용합니다. 이러한 기판은 사람들의 안전을 지키는 데 매우 중요합니다. 고장이 나면 그 결과는 매우 심각할 수 있습니다.
이와 대조적으로 상용 여객기에는 좌석 제어를 위한 회로 기판이 있습니다. 이러한 보드는 중요하지 않습니다. 고장이 나더라도 사람이 위험하지 않습니다. 하지만 전자 장비는 화재가 발생하지 않고 “안전하게” 작동할 수 있도록 만들어져야 합니다.

군사 또는 항공 우주 전자 제품을 설계할 때는 올바른 규칙을 따르기 위해 미리 계획을 세워야 합니다. 선택한 부품과 재료는 최종 사용 요구 사항을 충족해야 합니다. 제품이 미션 크리티컬한 경우 리드 타임이 더 길어질 수 있습니다. 승인 단계에 더 많은 시간이 소요될 것입니다.

제조 단계 및 재료 선택

PCBA 제조에는 기판 제작과 조립이라는 두 가지 주요 단계가 있습니다. 가장 먼저 중요한 선택은 어떤 보드 재료를 사용할 것인지입니다. 이 선택에 충분한 주의를 기울이지 않는 경우가 너무 많습니다. 많은 PCB 설계 프로그램은 FR4를 기본 유전체로 사용합니다. FR4는 다양한 용도로 사용됩니다.
FR4로도 충분할 때가 있습니다. 다른 경우에는 그렇지 않을 수도 있습니다. 항공우주용 PCB의 경우 폴리이미드와 같은 대체 소재가 더 나은 선택일 수 있습니다. 더 나은 재료 선택은 재료의 특성과 이러한 특성이 보드 제작에 미치는 영향을 파악하는 데서 비롯됩니다. 우주 시스템은 혹독한 조건에서 작동해야 합니다. 따라서 소재 선택은 매우 중요합니다.

항공우주 PCB의 주요 재료 요소

항공우주 PCB용 소재를 선택할 때는 다음 주요 사항에 유의하세요:

강도
우주 발사 및 비행은 강한 진동과 기계적 스트레스를 유발할 수 있습니다. 보드 강도가 중요합니다.
내구성
대부분의 지상용 PCB와 달리 위성 기판은 발사 후 수리하거나 변경할 수 없는 경우가 많습니다. 내구성이 중요합니다.
내열성
보드는 극한의 더위와 추위 속에서 작동해야 하고 계속 작동해야 합니다. 이는 항공우주 PCBA의 가장 중요한 요구 사항 중 하나입니다.
안정성
우주 온도는 매우 높거나 매우 낮을 수 있습니다. 보드는 이러한 극한 환경에 견딜 수 있어야 합니다.
열 순환
시스템은 더위에서 추위로, 그리고 다시 더위로 돌아오는 반복적인 사이클을 처리해야 합니다.
유연성
모든 항공우주용 PCB가 구부러져야 하는 것은 아닙니다. 하지만 많은 설계에서 여러 개의 기판과 유연한 인터커넥트를 사용합니다. 예를 들어, 큐브샛과 같은 소형 위성을 들 수 있습니다.
내화학성
외부 오염과 내부 오염은 전자 영역에 해를 끼칠 수 있습니다. 우주 방사선이 가장 큰 걱정거리입니다. 그러나 다른 오염 물질, 특히 습기와 함께 다른 오염 물질이 나타날 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 제조업체는 종종 질소로 하우징을 퍼지하고 밀봉합니다. 또한 컨포멀 코팅을 사용하기도 합니다.

항공우주 보드에 가장 많이 사용되는 두 가지 재료는 FR4와 폴리이미드입니다. FR4는 많은 PCB에 일반적으로 사용됩니다. 폴리이미드는 뛰어난 유연성과 열 특성을 제공합니다. 따라서 일부 용도에 가장 적합합니다. 위에 나열한 사항에서 이러한 옵션을 살펴 보겠습니다.

항공우주 기판용 폴리이미드 대 FR4

항공우주 보드 제작은 많은 규칙과 표준을 따라야 합니다. 항공우주용 보드는 리지드 보드의 경우 IPC-6012D와 같은 특수 부록 및 사양을 충족해야 합니다. IPC-6013D 플렉스 및 리지드 플렉스 보드용. 폴리이미드와 일부 FR4 유형은 모두 항공우주 규정을 충족할 수 있습니다. 따라서 사용 용도에 맞는 세부 사항을 확인해야 합니다. 아래 표에는 재료를 선택할 때 확인해야 할 사항이 나와 있습니다.

참고: 많은 표에서 “FR4” 항목은 기본 FR4를 의미합니다. 다른 FR4 등급은 항공우주용으로 더 나은 특성을 보일 수 있습니다.

폴리이미드와 FR4는 항공우주용 PCB에서 주요한 면에서 차이가 있습니다. 한 가지 분명한 차이점은 유연성입니다. 폴리이미드는 플렉스 및 리지드 플렉스 보드에 사용되는 유연한 소재입니다. FR4는 리지드 보드용입니다. 그럼에도 불구하고 폴리이미드는 기본 FR4보다 더 강한 경우가 많습니다. 따라서 폴리이미드의 내구성이 더 뛰어납니다. 극한의 온도와 열 순환을 계획하고 있다면 폴리이미드가 최고의 선택입니다. 두 소재 모두 오염에 잘 견딥니다.

올바른 선택은 케이스에 따라 다릅니다. 일부 시스템의 경우 폴리이미드가 가장 좋습니다. 다른 시스템에서는 우주선 내부 열 제어를 통해 환경을 안정적으로 유지할 수 있습니다. 그런 경우에는 FR4로 충분할 수 있습니다. 보드 디자인도 결정을 바꿉니다. 플렉스 보드에는 다양한 설계 규칙이 있습니다. 예를 들어

구부러진 부분의 비아를 피하세요.
수명을 연장하기 위해 긴 호를 그리며 구부러지도록 흔적을 배치합니다.
교차점에서 45~60도 각도의 구리 필렛을 사용하여 구부릴 수 있도록 합니다. (일부 제조업체는 다른 각도를 사용합니다.)
레이어 수와 구부러진 반경을 확인하세요.
다른 설계 단계를 사용하여 구리 균열을 줄이세요.

다양한 산업 분야의 디자이너는 재료 선택 프로세스를 조정해야 합니다. 항공우주 분야에서는 이 단계가 더욱 중요합니다. 극한의 조건에 대비해야 하기 때문입니다.

PCB 제작에 적용되는 항공 우주 산업 표준

항공우주 PCB 표준에 대한 전체 가이드는 길다. 다음은 알아야 할 주요 표준입니다:

ISO 9100 - 기본적인 품질 관리 시스템 표준입니다. 다른 많은 표준은 ISO 사고방식에서 비롯됩니다. 고객 요구, 최고 경영진, QMS 프로세스 및 지속적인 개선에 중점을 둡니다.
AMS2750E - 열처리 장비의 고온 요구 사항을 충족합니다. 여기에는 열처리를 위한 센서, 계측기, 테스트가 포함됩니다.
AS478N - 항공우주 부품에 사용할 마크와 마크를 배치할 위치를 표시합니다.
AS5553A - 항공우주 플랫폼에 사용될 부품의 공급망에 대한 규칙을 설정합니다.
AS9006A - 우주선 시스템의 일부일 수 있는 소프트웨어 및 소프트웨어 지원에 대한 규칙을 설정합니다.
AS9100D - 항공우주 공급업체에 대한 QMS 요구 사항을 설정합니다. 사내 및 아웃소싱 제조 단계를 다룹니다. 고객의 요구를 강조합니다.
AS9101E - QMS 결과를 감사하고 보고하는 방법을 보여줍니다.
AS9102B - 첫 물품 검사(FAI) 기본 요구 사항을 나열합니다.

이러한 항공우주 표준은 전자제품과 PCB에 영향을 미치는 분야를 다룹니다. 또한 제품 또는 공급망에 적용되는 다른 규칙도 따라야 합니다.

항공우주 분야에서 PCB의 효과적인 열전도율이 중요한 이유

열 제어는 항공우주 PCBA의 핵심 문제입니다. 열 확산은 모든 보드에 중요합니다. 우주에서는 공기로 열을 이동시키기가 어렵습니다. 진공 상태에서는 공기에 의한 열 전달이 불가능합니다. 우주에서 열 손상을 입은 보드를 고칠 수 없습니다. 따라서 위험이 높습니다. 과열로 인해 보드가 고장 나면 우주선 전체가 작동을 멈출 수 있습니다. 보드 설계에는 PCB가 열을 멀리 이동시키는 방법이 포함되어야 합니다.

PCB 유효 열전도율이란 무엇인가요?

PCB 유효 열전도율은 보드가 여분의 열을 퍼뜨리고 제거하는 능력입니다. 이를 통해 어느 영역도 너무 뜨거워지지 않습니다. 부품이나 소재가 너무 뜨거워지면 조기에 고장이 날 수 있습니다.

열전도율이 너무 낮으면 어떻게 되나요?

낮은 유효 열전도율은 큰 문제를 일으킬 수 있습니다:

구조적 성능 저하
보드의 온도가 재료의 한계 이상으로 올라가면 보드가 변형되거나 고장날 수 있습니다. 열이 이동하지 않으면 고전력 부품 근처에 핫스팟이 형성될 수 있습니다.
구성 요소 손상
각 부품에는 최대 온도가 있습니다. 이를 초과하면 부품이 작동을 멈추거나 물리적 손상을 입게 됩니다.
박리
다층 보드의 경우, 라미네이션은 레이어를 하나의 구조로 누릅니다. 재료 선택에 따라 배치 후 고온으로 인해 레이어가 분해될 수 있습니다.
화재
극심한 열이 오래 지속되면 부품이나 보드에 발화할 수 있습니다. 과열된 절연체는 아크가 발생하여 화재를 일으킬 수 있습니다. 이는 치명적인 결과입니다. 보드 및 기타 주변 부품을 파괴할 수 있습니다.

이러한 위험 때문에 제조업체는 항공우주용 보드의 효과적인 열 전도성을 보장해야 합니다.

최고의 열 성능을 위한 항공우주 PCBA 제작 방법

지상 시스템과 달리 우주선 시스템은 열을 실내로 배출할 수 없습니다. 우주선의 전자 장치는 시스템 내부 또는 열 제어 시스템(TCS)이 설계한 영역으로 열을 이동시켜야 합니다. TCS는 우주선 설계의 일부입니다. TCS를 돕기 위해 PCBA는 여분의 열을 제거해야 합니다. 아래 가이드를 사용하여 이를 잘 수행하세요.

PCB 유효 전도성을 위한 열 설계 가이드라인

다음 사항을 숙지하세요. 온도 제한 를 사용하여 대상 환경의 보드에 맞게 설정합니다.
다음을 충족하는 구성 요소 사용 항공우주 제조 표준.
적합한 보드 소재 선택 우주 환경 요구 사항.
실행 열 분석 를 디자인에 적용했습니다. 이는 보드가 열을 방출할 수 있다는 것을 증명합니다.
필요한 경우 특수 부품과 재료를 사용하세요. 예를 들어, MMIC와 세라믹은 표준 부품보다 더 높은 온도에 견디는 경우가 많습니다.
높은 열 성능이 필요한 모든 보드에 대해 위의 단계를 따르세요.

이 단계는 보드의 열을 이동시키는 기능을 최적화하는 데 도움이 됩니다.

필리패스트에 대한 요약 및 참고 사항

우주 전자기기는 내구성과 신뢰성에 대한 더 높은 규정을 충족해야 합니다. 따라서 대부분의 PCB와는 설계 및 제작 방식이 다릅니다. 이러한 품질 요구 사항은 계약 제조업체(CM)와의 작업에 영향을 미치는 규칙과 표준에 나타납니다. CM은 첫날부터 설계의 일부가 되어야 합니다. 보드, 부품 및 모든 공정이 항공우주 표준을 충족하거나 초과하는지 확인해야 합니다.

Philifast는 항공우주 PCB의 설계 및 제조 지원을 제공합니다. 엄격한 기준에 따라 작업합니다. 올바른 재료를 선택하고, 열 연구를 실행하고, 필요한 품질 검사를 수행할 수 있도록 도와드립니다. 항공우주 PCB 설계, 프로토타이핑 또는 생산에 도움이 필요한 경우, 설계부터 납품까지 Philifast가 지원해 드립니다.

항공우주 PCB 프로젝트를 위한 빠른 체크리스트

제품이 미션 크리티컬한 경우 더 긴 승인 시간을 계획하세요.
필요한 강도와 열 특성을 가진 소재를 선택하세요.
리지드 플렉스 또는 플렉스 보드에 맞게 플렉스 영역을 신중하게 설계하세요.
열 분석을 조기에 실행하세요.
항공 우주 사용에 대한 IPC 및 AS 표준을 준수하세요.
필요한 경우 컨포멀 코팅 및 인클로저 퍼지를 사용합니다.

원한다면, 필리패스트 는 디자인을 검토하고 피드백을 제공하여 보드를 항공 우주용으로 사용할 수 있도록 준비할 수 있습니다.