军事上的强硬是一刀切的。不仅仅是坚强的人员,还有现场使用的电子设备和计算机。当然,这意味着国防领域使用的印刷电路板(PCB)需要像钉子一样坚硬。

虽然设计商用 PCB 并非易事,但设计和制造军用级 PCB 需要特别注意耐用性和合规性。所有组件都必须能够承受苛刻的环境。军用级电子PCB的要求包括:

与商业级电子 PCB 的 5-10% 相比,最小容差(在 1-2% 之间)。

预期产品寿命延长 5 – 15 年

处理极端条件的能力

严格而具体的设计和布局技术

更高的可靠性、更坚固、更坚固

实现这些条件中的每一个都需要从设计阶段开始进行充分的准备和考虑。

为了深入了解正确使用军用级 PCB 的重要性,以下是一些依赖于军用 PCB 的应用:

基地和营地保护和安全系统

无人驾驶车辆、军用大炮和迫击炮

机器人系统

加固型计算机

国防导航和通信系统

使用嵌入式处理器的卫星子系统

从事军用级电子设计的 OEM 工程师需要充分了解对可靠性和高质量性能至关重要的设计考虑因素。

军用级电子产品的一般设计注意事项

属于此类别的所有 PCB 都应符合 MIL 规格等级标准并通过最高性能和功能测试。军用 PCB 的一般注意事项包括:

军用级 PCB 应处理最大电流负载。

低频和高频分量之间应该有明显的区别。例如,某些高频分量可能会产生影响低频分量的波形。这些波形会增加噪声并降低信号质量。对于军方来说,这是不可接受的。

所有时钟信号都应该是干净和屏蔽的。

为使电流传输顺畅,所有 PCB 布线应保持 45° 角或更小。

最后,所有军用级 PCB 都应严格按照 MIL-PRF-50884、MIL-PRF-55110 和 MIL-PRF-31032 标准制造。

材料

在熟悉设计要求后,您还应该考虑设计和制造军用级电子 PCB的最佳 PCB 基板类型。

只有最好的质量和耐热材料才能放在桌子上。军用级电子产品通常用于恶劣条件,包括高温。即使在这些条件下,PCB 也应能承受并具有高水平的性能。

如果需要散热,则应使用导热膏。装修材料也应仔细考虑。它们应该支持 PCB 在恶劣的环境条件下运行。

可以承受极端天气和温度的高质量材料是必须的。在这个阶段,深入了解 PCB 中使用的不同复合材料、基材和元素是非常宝贵的。

它们必须满足特定的刚性、柔韧性、电气和热要求才能被视为军用级。用于军用 PCB 板的一些最佳材料是:

高温层压板

在某些情况下,阳极氧化铝也用于最大限度地减少热诱导氧化的影响。

涂层和表面处理

军方对表面处理有特定要求,以保护 PCB 免受恶劣环境条件的影响,包括灰尘、水、振动和极端温度。因此,涂层和表面处理是军用级电子产品的重要特征。铜涂层可保护 PCB 免于生锈。

根据 PCB 的功能,有多种表面处理材料可供选择:

热风焊料整平 (HASL)

电解线键合金

沉银

无铅喷锡

电解镍和金

具有浸金涂层的化学镀镍

丙烯酸基或酸基喷剂也可用于PCB 的保形涂层,以进一步保护它们免受天气和其他外部因素的影响。

耐用性

耐用性和可靠性是军方关注的主要问题。更重要的是,这些组件在不太理想的情况下使用,并且会因焊料开裂等损坏而受到损坏。

平均而言,军用电子设备的使用寿命为 5 至 15 年,确保耐用性、可靠性和使用寿命,从而最大限度地减少安装组件的振动。

对于许多军用 PCB,通孔安装是 PCB 组装过程中推荐的安装方法。使用这种技术制造的电路板非常耐用。此外,该方法利用电路板顶部和底部的焊接,在组件和电路板之间建立牢固的物理连接。

PCB 测试方法和注意事项

彻底的测试对于确认 PCB 在实际应用中的可靠性和耐用性至关重要。对于军用 PCB,MIL-STD-202 标准是所有电子产品测试方法的基础。

PCB 满足可制造性考虑的设计后,可以进行各种测试,包括:

X 射线检测– 也称为 AXI,该测试在 PCB 进入全面制造之前检查各种缺陷,如焊接连接、桶和内部走线。

功能测试——古老的功能测试检查 PCB 是否会通电。如何进行功能测试取决于应用。

军用 PCB 还可以进行各种其他测试,包括:

可焊性测试

PCB污染测试

时域反射计(高频板)

浮焊测试

MIL-STD/ITAR/NADCAP:了解不同的认证及其应用

MIL-STD、ITAR、NADCAP……很容易迷失在军事、国防和航空航天认证的字母汤中。

许多原始设备制造商经常相互混淆,认为只有一项认证就足够了,而不是所有三项认证。

为了帮助您了解差异以及为什么这三个标准都很重要,以下是每个标准的简要概述:

军用标准:

MIL-STD 标准涵盖产品的最终特性,以及生产过程、材料和安全标准。MIL-STD 包括五种类型的防御标准:

接口标准

设计标准

制造工艺标准

标准做法

测试方法标准

这些国防标准旨在确保军事装备的适当性能和后勤效用。

ITAR:

ITAR 标准侧重于军事装备和可能涉及军事装备的敏感信息。受 ITAR 法规约束的产品开发方面的数量很多——有些明显但不那么明显:

设计信息

发展信息

生产流程

制造步骤

装配图

特定组件的修复过程

测试协议

修改

优质电子合同制造商应在报价过程中预先验证是否必须符合 ITAR。这样,它可以确保参与该过程的每个人都遵守 ITAR 合规性检查表。

Nadcap:

Nadcap 是一项针对航空航天相关行业公司的认证计划。Nadcap 认证是在公司层面针对特定流程颁发的,例如:

涂料

化学加工

热处理

常规加工

焊接

非破坏性测试

这些标准通常协同工作。通常,根据 MIL-STD 合规性生产的一些技术将根据 ITAR 法规出口。Nadcap 认证在热处理、涂层等施工过程中发挥作用。

对于 MIL-STD 级电子产品,确保您的电子合同制造商拥有最新的 MIL-STD、ITAR 和 Nadcap 认证将确保您的 PCB 适用于所有军用级应用和销售。

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