Jump to content

    
Sign in to follow this  
bamgran

Особенности проектирования плат для спец. применения

Recommended Posts

Добрый день,

Решил как-то систематизировать для себя, чем же платы для применения в космосе или военной технике могут отличаться от обычных.

Интересуют конкретные примеры по выбору материалов, конструктива и тп. Особенности трассировки.

Вопрос именно с точки зрения тополога/конструктора. Подбор элементной базы или программные методы защиты от сбоев не рассматриваются.

 

Предлагаю поделиться имеющимися материалами (ссылками, руководствами, статьями).

 

Вот для затравки свежий "патент" от NASA:

https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntr...20170001259.pdf

Share this post


Link to post
Share on other sites
Добрый день,

Решил как-то систематизировать для себя, чем же платы для применения в космосе или военной технике могут отличаться от обычных.

Интересуют конкретные примеры по выбору материалов, конструктива и тп. Особенности трассировки.

Вопрос именно с точки зрения тополога/конструктора. Подбор элементной базы или программные методы защиты от сбоев не рассматриваются.

 

Предлагаю поделиться имеющимися материалами (ссылками, руководствами, статьями).

 

Вот для затравки свежий "патент" от NASA:

https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntr...20170001259.pdf

IPC-6012С к примеру

Share this post


Link to post
Share on other sites

в разных конторах разные требования.

общее (что помню)

хоть и закачивают газ внутрь корпуса, но все-равно много внимания теплоотводам: всякие толстые сплошные меди, метализация краев и т.п. - вакуум, если что, теплоизолятор :)

вибрация - то есть всякие технологии "привязывания веревочками" деталек, то есть дырки в плате. опять же механический конструктор должен покритиковать размещение деталек относительно крепежных элементов - без этого отрывается все во время испытаний на раз - 3Дплюсовские (ну это до импортозамещения) жельтые только так отрывались, если не привязывать, CGA (это космические BGA) тоже, хотя у меня подозрение, что наши их паять не умеют

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
в разных конторах разные требования.

общее (что помню)

хоть и закачивают газ внутрь корпуса, но все-равно много внимания теплоотводам: всякие толстые сплошные меди, метализация краев и т.п. - вакуум, если что, теплоизолятор :)

вибрация - то есть всякие технологии "привязывания веревочками" деталек, то есть дырки в плате. опять же механический конструктор должен покритиковать размещение деталек относительно крепежных элементов - без этого отрывается все во время испытаний на раз - 3Дплюсовские (ну это до импортозамещения) жельтые только так отрывались, если не привязывать, CGA (это космические BGA) тоже, хотя у меня подозрение, что наши их паять не умеют

Тепловой расчет без учета конвективных потоков - это обязательно, но не всегда теплоотвод реализован через плату, иногда проще подвести к нагруженной детали алюминиевый теплосъем.

Насчет 3Дплюс: если ничего не получается - прочитайте, наконец, инструкцию. 3Дплюс пишет, что надо приклеивать модули к плате сплошной заливкой под модуль эпоксидного компаунда, даже марку приводит. Всвязи с импортозамещением неплохо себя показала текстолитовая прокладка на клей ВК9, ни на вибрации, ни на ударах повреждений не было ни разу.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Что такое "3Дплюс"?

 

Может есть какие-то ОСТ по теме? Хочется хоть какой-то конкретики.

 

IPC-6012С относится к любым платам и там нет ничего про особенности изделий для использования в космосе.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Контактные площадки для распайки элементов должны быть пересчитаны в сторону увеличения (посмотрите старый IPC-758, проверяйте по нему).

Печатная плата не должна нести механическую нагрузку, все тяжелые элементы должны крепиться на железо.

Предусмотрите дополнительный крепеж платы в соответствии с группой эксплуатации.

Сама плата должна быть покрыта тремя слоями лака типа УР-232. Либо применяется заливка компаундом.

Все кабели и провода - подвязываются и приклеиваются.

В конструкции прибора соединения по максимуму выполняются пайкой, а разъемные соединения должны механически крепиться (соединители с защелками, фиксаторы для плат).

Припой - стандартный ПОС 61, безсвинцовые припои не применяются.

Если предусмотрена возможность подстыковки к прибору на орбите, внешние разъемы прибора закрываются крышками, крышки привязываются веревочками.

Про теплоотвод и крепление ЭРИ уже сказали, не буду повторяться.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Вообще есть классы узлов по МЭКовским стандартам, под них есть контактные площадки. Ориентируемся на них. Требования к пайке и к качеству по МЭКовским стандартам. для военой техники это класс С.  есть еще ГОСТ Р 56427-2015, который вводи ограничение на типы покрытий, сроки сохраняемости не плохо так описывает подготовку, ограничивает нас в выборе припоев и флюсов. БГА надо перегонять шары на свинец. Плату обязательно покрывать влагозащиткой. как показала практика при длительной эксплуатации при 100% влажности УР-231 и ЭП-730 не очень эффективны, банально набирают влагу и не просыхаю. Нужна гидрофобка. Гостовкая (97% бензина) весьма унылая, долго не прожила, используем Гаммавоск, к парилен не прижился - слишком сложно от него предохранять. В Авиации БГА заливают в рамочках компаундами, иногда такое и с CSP проделывают.

On 9/9/2018 at 6:28 AM, Jul said:

В конструкции прибора соединения по максимуму выполняются пайкой,

Мы потихоньку от пайки наоборот уходим, потому что слишком низкая у нее надежность, в эксплуатации показывает себя не очень эффективно, используем только там где выбора нет. Стараемся использовать непаяные методы - запрессовка или обжимка (есть отдельное РД107 по монтажу непаяными методами и ОСТ 4Г0 по тепроцессам). Запрессовка и обжимка проще герметизируются, сложности могут быть только с дополнительным креплением выхода кабеля в прямоугольных соединителях под обжимку, но тут нас спасает термоусаживающаяся лентам или Липка лента из полиимида.

On 9/9/2018 at 6:28 AM, Jul said:

Припой - стандартный ПОС 61, безсвинцовые припои не применяются.

Припои свиновые, мы применяем пасты по ОСТу на припои, флюсы, пасты припойные. в целом не плохо. Припой стоит подбирать аккуратно исходя из покрытия выводов микросхем, платы, температурных режимов. Бессвинцовые компоненты, которые имеют простые планарные выводы предпочитаю ставить на серебросодержащие припоиособенно по золоту. на практике применение припоев содержащие 2% серебра хорошо сказывается на пайке бессвенцовосовместимых компонентов, но лучше относиться к ним внимательно. Бывало так, что копонент просто на ПОС61 не паялся из-за странного комбинированного покрытия ножек, точнее паялся, но очень быстро качество пайки начинало падать, а сигнал биться.

Это требование скорее на плату, но обязательно требовать от производителя соответствия маски требованиям ГОСТ по классу Эйч, с проведением испытаний на пробой и сопротивление. Уже не первый раз сталкиваюсь, завод заявляет "паяльная маска не предназначена для электроизоляции" и многие ведутся на это, но это не так и их надо просто тыкать носом.

В зделиях работающих при постоянной вибрации 15g стоит либо относить крепеж чуть дальше от краев платы, либо сделать больше точек крепления, либо сделать плату толще, либо упрочнить ее плитой, либо добавить крепеж в центре, а не только по краям. К слову стандарт квази PC/104 с конструкциях на стойках показал себя довольна плохо. При лабораторных испытаниях резьба стоек давящая на отверстие в стеклотекстолите при вражении в одну сторону очень эффективно разрушала стеклотекстолит, так что отверстия скоро стали немного овальными, а земля стала звониться на стойку.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Там самое главное отличие от наземной аппаратуры - сильная электризация всего и вся. Космическими заряженными частицами.

А "на землю" провод заземления не кинешь

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this