항공우주 장비의 작동 환경은 로켓 발사 중 격렬한 진동, 대기 중 공기역학적 가열, 극한 온도 차이(-270도 ~ 120도 이상) 및 우주 내 강한 방사선에 이르기까지 "극단적"이라고 설명할 수 있습니다. 전자 부품의 고장은 임무 실패로 이어질 수 있습니다. 전자 시스템의 "골격"인 인쇄 회로 기판은 이러한 환경에서 회로 연결의 안정성과 신호 전송의 신뢰성을 유지해야 하며, 그 중 고온 저항은 핵심 지표 중 하나이며 기술 요구 사항은 일반 산업 등급 인쇄 회로 기판의 요구 사항을 훨씬 초과합니다.
항공우주 고온-내열 인쇄 회로 기판의 핵심 기술 요구 사항
항공우주 분야의 고온{0}내열 인쇄 회로 기판은 단순히 '온도 저항 값'을 추구하는 것이 아니라 고온 환경에서 여러 성능 지표를 동시에 충족해야-하며 기술적 어려움은 다음 세 가지 측면에 중점을 둡니다.
재료 시스템의 특별한 선택은 고온 저항 성능의 기초입니다. 일반 FR4 소재의 유리전이온도는 지속적인 고온에 대처하기 어려우며, 폴리이미드, 세라믹 필러 등 특수 기판을 사용해야 합니다. 이러한 재료는 200도 이상의 환경에서 오랫동안 안정적으로 작동할 수 있을 뿐만 아니라 고온에서 기판 분해 및 유전체 성능 저하를 방지하기 위해 낮은 흡습성, 방사선 저항성 및 기타 특성을 가져야 합니다. 동시에, 고순도 무산소 구리를 전도층으로 결합하여 고온에서의 전도성과 항산화 능력을 보장합니다.
복잡한 환경에 대처하기 위해서는 구조 설계의 신뢰성 향상이 핵심입니다. 항공우주 장비의 소형화 추세에 따라 인쇄 회로 기판은 높은 다층- 혼합 압력 구조를 채택하고 매설 막힌 구멍 및 계단식 홈과 같은 설계를 통해 더 많은 기능의 모듈을 통합해야 합니다. 그러나 다-층 구조는 고온-사이클 동안 다양한 재료의 열팽창 계수 차이로 인해 층간 응력이 발생하기 쉽습니다. 따라서 층간 결합 강도를 보장하고 박리 및 균열과 같은 문제를 방지하려면 적층 설계(예: 버퍼층 추가)를 최적화하고 압축 공정을 개선해야 합니다. 예를 들어, 위성 통신 모듈의 인쇄회로기판에서는 높은 다층 구조에 RF 회로와 전력 관리 회로를 동시에 탑재해야 하며, 누출로 인한 신호 간섭을 방지하기 위해 층간 절연 저항이 고온에서 안정적으로 유지되어야 합니다.
정밀 제조 공정의 정밀한 제어가 최종 성능을 결정합니다. 고온-내열 인쇄 회로 기판의 회로 처리는 고정밀도와 고온 저항 요구 사항의 균형을 맞춰야 합니다. 회로 그래픽은 신호 전송 경로의 안정성을 보장하기 위해 고정밀 에칭 기술을 통해 미세한 선 폭과 간격을 달성해야 합니다.- 금속화된 홀은 균일한 구리 두께와 코팅 접착력을 보장하고 고온에서 구리 파손을 방지하기 위해 특수 전기도금 공정이 필요합니다. 또한, 표면 처리에서는 화학적 니켈 금 또는 금 도금 공정을 사용하여-납땜 패드의 고온 산화 저항을 강화하고 부품 납땜의 장기적인-신뢰성을 보장합니다.
항공우주 고온 저항 인쇄 회로 기판 제조의 핵심
위의 기술 요구사항을 달성하려면 제조 공정에서 재료 관리, 공정 매개변수, 품질 검사 및 기타 측면에 대한 엄격한 표준을 확립해야 합니다.
재료 관리 프로세스에서는 각 재료 배치의 일관성을 보장하기 위해 고온 저항 테스트(장기-장기 고온-온도 베이킹 후 외관 및 성능 변화 등), 유전 상수 안정성 테스트 등을 포함하여 기판, 반경화 시트, 구리 호일 등에 대한 포괄적인 테스트를 수행해야 합니다. 특히 특수 고온-내열성 재료의 경우 재료 배치의 차이로 인한 성능 변동을 피하기 위해 공급업체 자격을 소스에서 제어해야 합니다.
공정 최적화는 고온으로 인한 문제를 목표한 방식으로 해결해야 합니다. 예를 들어, 적층 공정 중에 기판의 특성에 따라 온도 곡선과 압력 매개변수를 조정하여 서로 다른 재료 층 간의 충분한 결합을 보장해야 합니다. 에칭 공정에서는 에칭 용액 부식으로 인한 고온 기판의 표면 손상을 방지하기 위해 에칭 속도와 균일성을 제어해야 합니다.- 동시에 먼지와 불순물이 고온에서 단열 성능에 미치는 영향을 줄이기 위해 전체 제조 공정이 깨끗한 환경에서 수행되어야 합니다.
품질 테스트는 고온 환경에서의 성능 안정성에 중점을 두고 기존 표준을 뛰어 넘어야 합니다.- 극한 조건에서 인쇄회로기판의 신뢰성을 검증하려면 기본 전도도 테스트 및 절연 테스트 외에도 열 임피던스 테스트(고온에서 신호 전송 특성 시뮬레이션) 및 고온 저장 테스트(장기적인 고온 후 성능 저하 평가-)도 필요합니다. 그러나 이러한 유형의 테스트는 인쇄 회로 기판 자체의 재료 및 구조적 안정성에 중점을 둡니다.