自從過去幾年以來,我們正在目睹各種太空機構之間的競爭日益激烈。根據聯合國外層空間事務廳(UNOOSA)的報告,超過4,500顆人造衛星繞地球軌道運行,與前幾年相比增加了4.87%。此外,靈活PCB在衛星應用中的興趣日益增加,這歸因于更長的生命周期和更高的靈活性。用于衛星應用的柔性PCB的可行性取決于PCB設計能否在長達10年內無故障運行。
這也導致加強競爭,以及幾家PCB制造商在開發高端PCB方面發揮作用。電子設備需要承受惡劣的環境條件,并在空間應用中保持質量和可靠性方面的性能。幾年前,衛星技術被認為是一個精英領域。然而,相對較小的參與者在全球范圍內不斷增加的足跡可能會增加當地的競爭。
衛星應用的柔性PCB的開發已引起若干空間機構的極大興趣。柔性技術的眾多優勢是推動行業參與者采用柔性PCB的主要原因。很明顯,與其他電子產品和多氯聯苯相比,天基商用衛星產品的設計和開發是最重要的。
特別注意柔性電路板的設計和開發,以滿足高頻應用中的質量和可靠性。制造商需要確保印刷電路板的設計遵循高頻應用中的某些要求。
與商業衛星元素相關的復雜性
通常,衛星系統由三個主要電路組成,包括衛星,接收器和發射器。衛星和發射機之間的通信稱為上行鏈路,而從接收機到衛星的通信稱為下行鏈路。衛星越來越多地用于災害風險管理,天氣預報,遙感,地理定位和導航。衛星的其他應用包括電視和電信以及應急響應監測。這些電路中的電子元件設置為覆蓋高度特定的波長范圍。這些波長范圍在電磁波譜范圍內。衛星捕獲的數據包括圖像,大氣探測,通信,地理定位和導航。
所收集的信息在較長距離上傳輸,如果沒有嚴重依賴視距傳輸的地面系統,這是不可能的。形象地說,衛星被視為用于收集和處理來自地球,太空或其他衛星的信息,圖像和數據。對于商業衛星系統,衛星本身用作中繼站,允許遠距離的數據傳輸,這對于依賴于視距傳輸的地面通信系統是不可能的。商業衛星系統根據位置,地面設備和提供的不同服務分為三種主要類型。
衛星類型和PCB要求
固定衛星服務(FSS),移動衛星服務(MSS)和廣播衛星服務(BSS)是三個主要采用的衛星系統。固定衛星服務(FSS)使用固定接收站,提供給最終用戶。固定衛星服務(FSS)的共同應用包括有線電視和互聯網中繼站。移動衛星服務(MSS)處理移動地面系統和移動電話。這些服務還用于船舶和車隊車輛之間的通信。廣播衛星服務(BSS)直接向用戶廣播電視和無線電信號。例如,Dish Network用于向訂戶廣播電視頻道。因此,制造商在根據所需應用設計PCB時識別挑戰和要求變得至關重要。
Flex PCB設計的關鍵因素
在Flex PCBs設計中需要特別注意的重要因素包括:
溫度變化 - 從-100°C到120°C以上。
維持軌道碰撞。
硬質真空限制材料的除氣。
紫外線(UV)輻射。
電離輻射。
在克服這些挑戰同時使電路現代化以減少空間非常關鍵。商用衛星部件需要能夠承受發射和長期軌道期間的惡劣條件。 Flex PCBs制造商相應地理解和理解設計變更。
哪些航空航天工業標準適用于PCB開發?
此外,空間機構的數量正在實施自己的商業衛星產品開發標準。這些標準專門用于指導柔性PCB設計和開發過程。此外,這些標準有助于保持柔性PCB板的質量和可靠性。這些標準確保了重新設計,更換或召回等故障安全服務的適當機制。空間機構目前正在實施有助于納入保障設計和高端發展進程的戰略步驟。這將進一步防止實時場景中的突發事件。
遵循的一些常見標準包括:
AS 91000標準: -包括國際標準化組織(ISO)航空航天技術委員會,歐洲航空航天工業協會(AECMA)在內的多個國際組織,美國航空航天質量集團(AAQG)已經為航空航天業開發并重新設計了AS9100標準。
IPC,NADCAP,國防部和歐洲航天局(ESA)標準: -上述空間機構已制定了自己的PCB標準或審核清單,用于評估制造商的能力。這些空間機構密切監控先前已證明符合標準的供應商。這些供應商必須滿足并保持最低審核標準。一些PCB供應商遵守以下技術標準,以確保這些PCB的正常運行。
MIL-STD-55110: - 這些標準適用于印刷線路板,剛性,通用規格。
MIL-PRF-31032: - 這些標準適用于印刷電路板/印刷線路電路板。
ECSS-Q-ST-70-10C: - 這些標準適用于空間產品保證和測量印刷電路板的資格。
還有更多要遵循的標準。
衛星PCB中的材料
Rogers公司開發的陶瓷,碳氫化合物,熱固性聚合物復合材料,和Isola,Inc。已經允許制造商開發高度可靠的衛星PCB。這些材料中的大多數在z軸上具有3.27至12.85的介電常數(Dk值)。預期這些材料具有一組特定的特性。這些材料適用于軌道衛星的挑戰性操作條件。
低放氣被認為是選擇PCB材料之前需要考慮的主要參數之一。除氣是釋放固體內的氣體,例如PCB材料。除氣是釋放固體內的氣體,例如PCB材料。一旦釋放,氣體就會凝結在衛星內的不同表面上,可能會導致某些電路和子系統出現問題。
衛星PCB的未來前景全球
由于衛星應用的關鍵任務,高端柔性PCB的開發已成為PCB供應商的首要任務。預計越來越多的研發活動將在未來幾年促進行業增長。這些衛星PCB經過一系列測試,以確保其一致的性能。越來越多的私營空間機構在不久的將來擴大PCB供應商的增長機會。
衛星應用期間與柔性PCB設計相關的關鍵性在開發過程中不容錯誤。此外,在起飛前測試和驗證衛星的正常工作非常重要。衛星技術有助于使我們的生活更輕松,更簡單。很難想象沒有它我們的現代生活方式。實施徹底,詳盡和確鑿的流程至關重要。
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