航空电子设计的PCB温度限制是多少？

您是否看过火箭发射？即使您的观点来自电视广播，也几乎不可能不怀疑发射火箭所需的巨大力量。伴随着这种力的是强烈的热量。实际上，火箭发射过程中的发动机温度约为3200°C（5792°F）。这远远大于PCBA上最常用的金属。例如，铜，金和银的熔点分别约为1084°C，1,063°C和961°C。显然，这意味着必须保护航天器上的板免受这些过高的温度。

空间是一个严酷的环境，制造PCBA的关键在于 承受极端环境。与空间有关的许多困难（包括辐射，压力和腐蚀）中，温度可能是最重要且最难解决的。这是由于这样一个事实，即问题不仅限于高温，还包括极低的温度以及它们之间的循环。让我们看一下航空航天电子产品的PCB温度限制，以及如何设计能够在各种空间环境下可靠地满足其任务要求的电路板。

航空航天PCB温度限制

尽管这似乎违反直觉，但在设计和制造用于航空航天平台的PCBA时，发射时的温度过高并不是主要问题。平台的机械设计解决了这个问题。对于必须折返的车辆也是如此，其中产生的热量是车辆速度的函数。即使这样，与其他火箭相比，航天飞机再入的温度也相对较低，约为1,600°C（2,900°F）。这并不是说温度不是电路板的问题。它的确是。但是，根据车辆的任务，对温度的关注有所不同，如下所述。

运载火箭的温度限制

太空任务可以分为两种类型：飞行和轨道。太空飞行通常是往返探索性任务；如那个阿波罗登月之旅，其中包括运载火箭。在这些飞行中，航天器通过行星体的大气层和外层空间的上升和下降时可能会受到不同的温度区域的影响。例如，我们太阳系中的每个行星都有不同的表面温度范围。

在特定星球的大气中飞行的航天器会受到外部温度的影响，这些温度取决于与太阳之间的距离和交通工具表面与太阳的方向以及行星体上方的高度。例如，太空飞行器在地球大气层中的温度受太阳通量，来自地球的红外辐射和反照率（来自地球表面的反射光）的影响。从地球。在许多情况下，这些温度类似于该物体的表面温度。有趣的是，我们太阳系中行星的温度范围并未严格按照距太阳的距离进行调整，这表明大气条件对航天器热条件的重要性。

运载火箭也会由于运动而受到温度变化的影响。例如，为了逃避地球的引力，运载火箭必须达到7.9 km / s的速度（从角度来看，这大约是声速的20倍）。因此，火箭发动机附近的温度可能高于3,000°C（或接近6,000°F）。设计用于这些环境的运载火箭需要为其配备控制系统，以减轻这些极端温度的影响，就像绕地球运行的卫星所做的那样。

卫星温度限制

轨道或卫星也受到温度的限制，温度范围可能从烈热到极冷。卫星必须承受的温度范围取决于地球大气层在其中部署。通常，这些是大气层，电离层和热层。

显然，无论您是为太空飞行器还是为卫星开发板，都存在温度问题。在大多数情况下（但不是全部），PCBA不会直接暴露在大气的极端温度范围内。然而，这些温度如果不降低将影响车辆的内部环境。因此，航空航天器必须包括温度控制系统（TCS）。TCS监视人员舱，货物区域和航天器其他区域的内部环境，并根据需要调整加热或冷却以保持环境温度。TCS的有效性可能会因多种因素而变化很大，包括复杂性，任务和成本，并且在极端温度或循环的情况下，不应仅依靠TCS的有效性。

承受PCB温度限制的建筑板

PCBA设计的温度注意事项始于 制造热设计，其中包括根据热膨胀系数（CTE）进行材料选择，选择足够的铜重量和散热措施以及放置有助于 散热和分布。除了这些操作（应根据航天器的类型，任务和环境，以电路板可能遇到的实际PCB温度限制为指导）外，还应执行以下操作：

l选择可以承受环境条件的组件

组件的选择是航空航天板设计最重要的决定之一。必须确保您的供应链可追溯AS9100，并且组件满足其记录的热性能目标。

l验证组件的热额定值

重要的是，不仅要选择满足热量要求的组件，而且还要验证它们在操作环境中的性能。这可能需要进行特殊测试；例如在未经验证的新组件上进行的破坏性物理分析（DPA），因为在大多数情况下，一旦部署，就无法修复或更换电路板故障。

l选择可以承受热循环的材料

您的电路板很可能会经受反复的热循环。对于在轨道上停留多年的卫星，选择材料 能够承受日常温度波动的设计必须是主要设计目标。

l选择认证的合同制造商（CM）

为了确保董事会符合所有要求 航空航天标准， 包含 AS9100D要求 为了进行质量控制，必须与经验丰富且经过认证的航空航天CM合作。

设计和制造用于空间的PCBA要求您了解要在其中部署电路板的环境的PCB温度限制。基于此，您需要制定太空船的位置或路径的设计动作。