محیطهای شدید حوزه هوافضا، الزامات قابلاعتماد فوقالعادهای را برای قطعات الکترونیکی اصلی ایجاد میکند. به عنوان "خط عصبی" سیستم های الکترونیکی فضاپیماها، کیفیت ساخت برد مدارهای دقیق به طور مستقیم موفقیت یا شکست ماموریت های فضایی را تعیین می کند. برخلاف بردهای مدار غیرنظامی، بردهای مدار دقیق-در هوافضا باید برای مدت طولانی تحت شرایط سخت مانند خلاء، تشعشعات قوی و تغییرات شدید دما، پایدار عمل کنند. این امر مستلزم آن است که هر مرحله از فرآیند تولید، از انتخاب مواد تا آزمایش محصول نهایی، استانداردهای بسیار بالایی از دقت و قابلیت اطمینان را رعایت کند.
انتخاب مواد: ایجاد یک پایه محکم برای تحمل محیطی شدید
تولید بردهای مدار دقیق درجه{0} هوافضا با انتخاب دقیق مواد آغاز میشود. بسترهای رایج مورد استفاده در مدارهای معمولی غیرنظامی فاقد مقاومت حرارتی و مقاومت در برابر تشعشع کافی برای برآوردن نیازهای محیط هوافضا هستند. برای ساختن سیستم زیرلایه هسته باید از مواد ویژه با کارایی بالا- استفاده شود. بسترهای پلی آمید، پلی تترا فلوئورواتیلن (PTFE) و سرامیکی به گزینه های اصلی تبدیل شده اند. این مواد دارای ضرایب بسیار پایین انبساط حرارتی هستند و پایداری ساختاری را در محدوده دمایی شدید حفظ می کنند. بسترهای پلیآمید، بهویژه، نرخهای تخریب عملکرد سالانه بسیار پایینی را در محیطهای خلاء نشان میدهند، که کاملاً برای نیازهای محیط خلاء فضایی مناسب است.
انتخاب مواد آبکاری نیز به همان اندازه مهم است. برای اطمینان از رسانایی قابل اعتماد، ضخامت مس در vias باید به طور قابل توجهی بیشتر از ضخامت مدارهای معمولی باشد. آبکاری مس تهیه شده با استفاده از فناوری آبکاری پالس می تواند ضخامت را بیشتر کرده و چسبندگی را به میزان قابل توجهی افزایش دهد و به طور موثر از لایه برداری آبکاری در حین پرتاب فضاپیما و عملیات در مدار- جلوگیری کند. برای مقابله با تهدیدات خوردگی ناشی از پلاسمای فضایی و ذرات پرانرژی-، پدها و ویاها به محافظت از آبکاری طلا نیاز دارند که نرخ خوردگی بسیار پایینی دارد و عمر طولانی مدت در مدار- را تضمین میکند. علاوه بر این، استفاده از مواد تقویتکننده با چگالی کم مانند فیبر کربن و الیاف آرامید، استحکام بستر را افزایش میدهد و در عین حال کاهش وزن را به همراه دارد و هزینههای پرتاب فضاپیما را بهطور قابلتوجهی کاهش میدهد.
پیشرفتهای فرآیند اصلی: غلبه بر چالشهای چگالی بالا و قابلیت اطمینان بالا فنآوری پردازش برای بردهای مدار دقیق درجه{0} هوافضا همچنان از دو هدف اصلی اتصال-تراکم بالا و پایداری ساختاری عبور میکند. چند لایه بودن و کوچکسازی ویژگیهای معمولی تختههای مدار هوافضا هستند، و تختههای{3} با چگالی بالا به یک امر عادی تبدیل شدهاند و نیازهای بسیار بالایی را برای اتصالات بین لایهای و فرآیندهای شکلدهی مدار ایجاد میکنند.
در مرحله پردازش از طریق، برای نیاز به قطرهای کوچک- با نسبتهای بالا، فرآیندهای سنتی آبکاری مس عمودی دیگر نمیتوانند یکنواختی آبکاری را تضمین کنند. فناوری آبکاری مس افقی به راه حل اصلی تبدیل شده است. استفاده از مخزن آبکاری افقی حلقه بسته به طور قابل توجهی یکنواختی آبکاری را بهبود می بخشد و چسبندگی دیواره سوراخ را افزایش می دهد و به طور موثر مشکل جداسازی دیواره سوراخ را در تخته های چند لایه حل می کند. برای پردازش میکرو{4}}حفره، فناوری حفاری لیزر فرابنفش مزایای منحصر به فردی را نشان میدهد. دقت بسیار بالای پردازشی آن امکان ایجاد ریز-حفره دقیق روی بسترهای{{7} بسیار نازک، افزایش تراکم مدار و در عین حال کاهش استفاده از مواد، دستیابی به تعادل بین چگالی بالا و طراحی سبک وزن را فراهم میکند.
لمینیت برای اطمینان از ثبات ساختاری تخته های چند لایه بسیار مهم است. استانداردهای کنترل خطای لمینیت برای بردهای مدار{1} درجه هوافضا بسیار بالاتر از برد مدارهای معمولی است. با استفاده از پرس گرم خلاء، تحت شرایط خاص-درجه حرارت و فشار{4} بالا، میتوان به پیوند کاملی بین بستر و مواد تقویتکننده دست یافت که در نتیجه استحکام لایهبرداری بین لایهای بهطور قابلتوجهی بهتر از تختههای مدار معمولی است و به طور موثری از ناهماهنگی بین لایهها و تشکیل حباب جلوگیری میکند. برای نیازهای خاص بردهای مدار انعطاف پذیر، فویل مسی نورد شده، با ساختار دانه متراکم تر و شکل پذیری برتر در مقایسه با مس الکترولیتی، به طور موثر تنش خمشی را پخش می کند. همراه با برش لیزری، زبری لبه بسیار کم را به دست میآورد و به طور قابلتوجهی خطر شکست مدار را در محیطهای ارتعاشی با فرکانس بالا کاهش میدهد.
کنترل دقیق: میکرومتر{0}}مدیریت سطح در کل فرآیند
دقت پردازش بردهای مدار دقیق درجه{0} هوافضا مستقیماً پایداری انتقال سیگنال و قابلیت اطمینان سازه را تعیین میکند. در سناریوهای ارسال سیگنال با فرکانس بالا، الزامات تحمل برای تطبیق امپدانس بسیار سختگیرانه است. این امر مستلزم استفاده هماهنگ از فناوری برش لیزری و تکنیکهای لمینیت دقیق برای کنترل دقیق ثابت دی الکتریک و ضخامت بین لایه، به حداقل رساندن تلفات درج تخته مایکروویو و اطمینان از انتقال کارآمد و با وفاداری سیگنالهای فرکانس بالا مانند ارتباطات بین{6}ماهواره است.
کنترل دقیق در طول تولید سبک وزن به همان اندازه دقیق است. برای دستیابی به هدف تختههای مدار سبک، به زیرلایههای{1} بسیار نازک همراه با فناوری فویل مسی نازک نیاز است. از طریق فرآیندهای آبکاری بهینه، چسبندگی ورق مسی نازک می تواند به سطح بالایی برسد، وزن را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد در حالی که فقط کمی رسانایی را کاهش می دهد، وزن سبک و الزامات عملکرد الکتریکی را کاملا متعادل می کند. علاوه بر این، پردازش ساختارهای نامنظم از ترکیبی از چاپ سه بعدی و برش لیزری استفاده میکند که دقت برش بسیار بالایی را حتی در پیکربندیهای پیچیده حفظ میکند و از نصب و انطباق در فضاهای محدود فضاپیما اطمینان میدهد.
پایان-تا-کنترل کیفیت پایان: ساختن یک سیستم تضمین نقص صفر-ماهیت پرخطر-ماموریتهای هوافضا حکم میکند که بردهای مدار دقیق باید به استانداردهای کیفیتی نزدیک به-صفر، با استانداردهای تحمل عیب بسیار فراتر از استانداردهای PCB معمولی{5} برسند. بنابراین، یک سیستم بازرسی خودکار که کل فرآیند تولید را پوشش دهد ضروری است. از AOI پس از تشکیل مدار گرفته تا AXI پس از لایهگذاری، و سپس تا-آزمایش پروب پرواز با سرعت بالا محصول نهایی، 100% پوشش بازرسی کامل به دست میآید و عیوب دقیقهای مانند اتصال کوتاه، مدارهای باز و ناهماهنگی بین لایهها را با دقت شناسایی میکند.
بازرسی های تخصصی مراحل کلیدی فرآیند، خط دفاعی با کیفیت را بیشتر تقویت می کند. مقدار باقیمانده اتصال رزین خلاء باید در سطوح بسیار پایین کنترل شود. فناوری آزمایش تزریق فشار میکرو میتواند کیفیت اتصال را در زمان واقعی نظارت کند و کانالهای یونیزاسیون ناشی از ذرات-پر انرژی را مسدود کند. دقت کنترل سوراخ بر روی دیواره های سوراخ بسیار بالاست. با استفاده از ابزارهای الماسی و فرآیندهای قبل از تراش و پس از برش، همراه با بازرسی نوری با دقت بالا، می توان از خطر اتصال کوتاه ناشی از فرزها جلوگیری کرد. برای آزمایش سازگاری مواد خاص، تأییدهای تخصصی مانند تست مقاومت لایه برداری بین لایه و آزمایش چسبندگی پوشش، پایداری ساختاری مجموعه مواد را در محیط های شدید تضمین می کند.
ساخت بردهای مدار دقیق درجه{0} هوافضا تلفیقی کامل از علم مواد، ساخت دقیق و کنترل کیفیت است. از انتخاب دقیق مواد ویژه گرفته تا پیشرفتهای مداوم در فرآیندهای اصلی، و کنترل سطح میکرونی{2}} در کل فرآیند، پیگیری دقیق تعالی در هر مرحله با هدف ایجاد پشتیبانی الکترونیکی قابل اعتماد در وسعت وسیع فضا است. با گسترش مستمر زمینه هایی مانند اکتشافات اعماق فضا و پروازهای فضایی سرنشین دار، الزامات برای دقت و قابلیت اطمینان ساخت برد مدار همچنان افزایش می یابد و تکرار فناوری پردازش را به سمت دقت، پایداری و وزن سبک بیشتر سوق می دهد، بنابراین پایه و اساس تکنولوژیکی محکم تری برای رویای بشریت برای کاوش در جهان ایجاد می کند.