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航空航天用抗極端溫度 PCB 量產(chǎn)，嫦娥六號(hào)重點(diǎn)元件國(guó)產(chǎn)
航空航天領(lǐng)域?qū)﹄娮釉男阅芤髽O為苛刻，尤其是在極端溫度環(huán)境下的可靠性。某企業(yè)憑借深厚的技術(shù)積累和創(chuàng)新能力，成功為嫦娥六號(hào)探測(cè)器定制了抗極端溫度線路板，該線路板通過了嚴(yán)格的太空環(huán)境模擬測(cè)試，成為嫦娥六號(hào)月背采樣任務(wù)的重點(diǎn)元件之一，標(biāo)志著我國(guó)在航空航天 PCB 領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化突破。
該線路板采用 99.6%氧化鋁陶瓷基板，這種陶瓷基板具有優(yōu)異的絕緣性能和高達(dá) 230W/m·K 的熱導(dǎo)率，能夠有效傳導(dǎo)熱量，保證設(shè)備在極端溫度下的穩(wěn)定運(yùn)行。結(jié)合厚膜混合電路技術(shù)，使線路板耐受 - 180℃~200℃的巨大溫差循環(huán) 1000 次而無失效，在真空環(huán)境下的漏電流＜1pA，滿足了航天級(jí)設(shè)備對(duì)高可靠性的嚴(yán)格要求。其獨(dú)特的“多區(qū)域單獨(dú)散熱”設(shè)計(jì)，將發(fā)熱元件與敏感元件進(jìn)行分區(qū)布置，利用陶瓷基板的高導(dǎo)熱性實(shí)現(xiàn)熱隔離，確保各個(gè)元件在極端溫度下都能正常工作。
為應(yīng)對(duì)月球背面的極端溫差挑戰(zhàn)，企業(yè)創(chuàng)新性地開發(fā)了“相變材料填充”技術(shù)。在 PCB 夾層中巧妙地嵌入石墨烯 - 石蠟復(fù)合相變材料，當(dāng)溫度超過 60℃時(shí)，相變材料吸熱融化，吸收多余熱量，起到降溫作用；當(dāng)溫度低于 - 100℃時(shí)，相變材料凝固放熱，維持板內(nèi)溫度穩(wěn)定，保障探測(cè)器的電子系統(tǒng)正常運(yùn)行。經(jīng)中國(guó)空間技術(shù)研究院測(cè)試，該 PCB 在 - 180℃~200℃循環(huán)條件下，信號(hào)傳輸延遲變化＜1ns，滿足了探測(cè)器與地球之間實(shí)時(shí)、穩(wěn)定通信的需求。
“航天用 PCB 的篩選標(biāo)準(zhǔn)極為嚴(yán)格，一塊 200mm×200mm 的航天 PCB，從設(shè)計(jì)到量產(chǎn)需耗時(shí) 2 年，成本是普通 PCB 的 50 倍，但可靠性要求必須達(dá)到‘零缺陷’?！逼髽I(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人介紹道，“我們的產(chǎn)品需通過 100%X 射線檢測(cè)、粒子碰撞噪聲檢測(cè)（PIND）和氦質(zhì)譜檢漏等一系列嚴(yán)苛測(cè)試。”目前，該企業(yè)已成為中國(guó)航天科技集團(tuán)的重點(diǎn)供應(yīng)商，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于嫦娥、天問等系列探測(cè)器，2025 年航天業(yè)務(wù)營(yíng)收預(yù)計(jì)突破 3 億元，較 2020 年增長(zhǎng) 10 倍。該企業(yè)在航空航天 PCB 領(lǐng)域的成功，不僅提升了我國(guó)航天工程的自主可控能力，也為我國(guó)前列電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。
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