طراحی برد مدار چاپی نظامی

طراحی برد مدار چاپی نظامی کاربردی کلیدی در میان حوزه های مختلف الکترونیک می باشد. با این حال، به دلیل ماهیت و حساسیت این بخش، ممکن است اطلاعات کمی در مورد PCB گرید نظامی داشته باشید. هدف این مقاله پاسخگویی به تمام زمینه های مهمی است که ممکن است بخواهید در مورد ساخت PCB نظامی بدانید. علاوه بر آن، همچنین در مورد ملاحظات طراحی نیز بحث خواهیم کرد.

کاربردهای طراحی برد مدار چاپی نظامی در دنیای امروزی

ارتش، برد مدار چاپی نظامی را به روش های بی شماری به کار می گیرد. برخی از کاربردهای حیاتی PCB نظامی شامل موارد زیر است:

• وسایل نقلیه بدون سرنشین
• سیستم های ناوبری دفاعی
• سیستم های رباتیک
• کامپیوترهای میدانی
• توپخانه و موتور
• سیستم های ارتباطی
• تجهیزات امنیتی
• زیر سیستم های ماهواره ای

اسنادی که قوانین طراحی برد مدار چاپی نظامی را مشخص می کنند MIL-PRF-31032/1، MIL-PRF-31032/2 هستند.

الزامات طراحی برد مدار چاپی نظامی

• کامپوننت های استفاده شده باید با گرید mil-spec مطابقت داشته باشند. برخلاف قطعات تجاری که دارای تلورانس 5 تا 10 درصد هستند، قطعات گرید نظامی حداکثر تلورانس 1 تا 2 درصد دارند.
• بردهای مدار چاپی نظامی باید بتوانند حداکثر بار فعلی را تحمل کنند.
• قطعات فرکانس پایین باید از قطعات فرکانس بالا جدا شوند. به این دلیل که قطعات فرکانس بالا ممکن است با القای نویز در عملکرد قطعات فرکانس پایین تداخل ایجاد کنند. از این رو، کیفیت سیگنال از بین می رود.

• سیگنال های ساعت باید با ایجاد یک محفظه شیلد شوند. این محفظه ها عموما از آلومینیوم ساخته شده اند.
• بردهای مدار چاپی نظامی باید از مواد با کیفیت مقاوم در برابر حرارت مانند Pyralux AP، FR408 و سایر اجزای هسته فلزی استفاده شود. این مواد به مقاومت در برابر درجه حرارت بالا کمک می کنند.
• ترکیبات حرارتی باید برای دفع گرما ترکیب شوند. طراح باید شبیه‌سازی‌های پیش‌آرایش و امپدانس را اجرا کند تا رفتار PCB را در محیط‌های واقعی درک کند.
• قطعات با گرمای زیاد نسبت به کامپوننتهای معمولی به کلیرنس بیشتری نیاز دارند. افزایش فاصله، از قطعات مجاور و کل PCB محافظت می کند. بنابراین، افزایش فاصله باید در مرحله طراحی برد مدار چاپی نظامی گنجانده شود.
• از آنجایی که گوشت پد (annular ring) برای قطعات و سوراخهای via یکی از ملزومات کارهای گرید mil-spec است، اطمینان حاصل کنید که گوشت پد کافی در طراحی بکار گرفته شده است.
• برای لحیم کاری بهتر، سیم های بهم تابیده باید از قبل قلع شوند. قبل از مونتاژ PCB، پروفیل های حرارتی برای فرآیندهای لحیم کاری wave , reflow باید تأیید شود. با اینکار از آسیب دیدن قطعه در هنگام مونتاژ جلوگیری می شود.
• برای محافظت از PCB، و پوشش یکدست PCB‌ها باید از اسپری‌های مبتنی بر اکریلیک استفاده شود.
• برای تایید طراحی برد مدار چاپی نظامی باید از برنامه های شبیه سازی نرم افزاری استفاده شود. این کار loadها را در لوکیشن های مختلف تأیید می‌کند و به درک مودیفای های طراحی مورد نیاز کمک می‌کند.

• در طراحی برد مدار چاپی نظامی باید از روتینگ در زوایای 45 درجه یا کمتر استفاده شود. اینکار به انتقال جریان روان در مدار کمک می کند.
• برد مدار چاپی نظامی و هوافضا باید مطابق با استانداردهای MIL-PRF-50884، MIL-PRF-31032 و MIL-PRF-55110 ساخته شوند.
• استک-آپ را روی نقشه fabrication ساخت PCB تعریف کنید و ضخامت دی الکتریک مورد نیاز را مشخص کنید.
• برد های گرید نظامی قبل از استفاده تحت آزمایش های غیرقابل سازش قرار می گیرند. قبل از آزمایش‌ها، طرح‌ها تحت طراحی قابلیت ساخت (DFM) قرار می‌گیرند. در اینجا، عملکرد اساسی و ویژگی های ضروری برد آزمایش می شود.

راهنمای طراحی فوق به طراحان کمک می کند تا نمونه اولیه طراحی برد مدار چاپی خود را با حداقل خطا بسازند. با این حال، چیدمان عالی برای یک برد مدار چاپی نظامی بستگی به برنامه ای دارد که برای آن طراحی شده است.

متریال پوشش نهایی برد مدار چاپی نظامی

متریال پوشش نهایی مناسب باید به گونه ای انتخاب شود که PCB عملکرد خود را در شرایط محیطی نامساعد انجام دهد. محبوب ترین مواد پوشش نهایی عبارتند از:

• نیکل و طلا الکترولیتی
• الکترولس نیکل با پوشش طلای غوطه‌وری (ENIG)
• HASL بدون سرب
• غوطه وری نقره
• طلای قابل اتصال سیم الکترولیتی
• HASL

این محتوا ادامه دارد …