Las placas de circuito están presentes en prácticamente todos los equipos electrónicos, máquinas, dispositivos y vehículos de la era moderna. Aunque algunos tipos de electrónica son más críticos que el resto, en especial los que se usan en sectores como el médico, el militar y el aeroespacial, donde el fallo de un componente puede tener consecuencias fatales.
La electrónica aeroespacial, más concretamente, puede pasar por muchas penurias a bordo de plataformas orbitales o interplanetarias. Como todos sabemos, el espacio es un entorno hostil. Por esa razón, las placas construidas con este fin deben cumplir normas estrictas de PCB.
Este artículo repasa los atributos clave que necesita una PCB para su despliegue aeroespacial y cómo una formación IPC J-STD-001 puede ayudar a los fabricantes a satisfacer esas necesidades.
1. Absorción de impactos
Lanzar vehículos al espacio exige una energía inmensa. Las vibraciones y las fuerzas de choque llevan las placas y sus conectores hasta el límite. Ese nivel de maltrato mecánico puede pasar factura a las placas rígidas, por su menor margen de flexión frente a las flexibles.
Para que las PCB soporten el choque y la vibración excesivos, los fabricantes alteran a menudo el diseño de algunas placas: combinan patillas y soldadura para fijar los componentes en su sitio, o dejan un pequeño espacio entre los componentes y la superficie de la placa para aliviar parte de la tensión que puede sufrir la PCB.
2. Resistencia a temperaturas altas
En una plataforma aeroespacial, los cambios extremos de temperatura son bastante habituales en la operación diaria. Y da igual que sean temperaturas internas o externas.
Por esa razón, la selección del material de la PCB debe tener en cuenta la temperatura. Quien decide el material de la placa debe asegurarse de que ni un calor ni un frío extremos puedan superar los parámetros críticos de temperatura de la placa, como la temperatura de transición vítrea (Tg).
Para garantizar que las PCB sobrevivan a temperaturas extremas, los fabricantes emplean laminados de alta temperatura y sustratos de cobre y aluminio. También se usa habitualmente compuesto térmico para aislar el calor y evitar que se transmita a otros componentes electrónicos. Dejar un espacio entre los componentes y la superficie de la placa, un método que también sirve para absorber impactos, puede ayudar además a disipar el calor. Y el aluminio anodizado puede emplearse para contrarrestar la oxidación provocada por el calor extremo.
3. Resistencia a la humedad
Normalmente, la temperatura es inversamente proporcional a la humedad: cuando la temperatura sube, la humedad baja, y viceversa. En un sistema ecológico cerrado como la plataforma aeroespacial de la Estación Espacial Internacional (ISS), cualquier acumulación de humedad puede plantear problemas tanto a los astronautas como a la propia estación, donde hay mucho equipo electrónico que podría cortocircuitarse y provocar un incendio. Por eso la electrónica y sus placas de circuito deben resistir la humedad.
4. Resistencia a la radiación
Un vehículo espacial puede encontrarse con radiación meteorológica o con radiofrecuencia (RF) no deseada mientras está dentro de la atmósfera terrestre, sea durante el lanzamiento o en órbita. En el espacio, la radiación es más intensa.
Este tipo de interferencias puede dañar los equipos electrónicos y provocar problemas en las comunicaciones y en el funcionamiento de los circuitos. Lo ideal, por tanto, es elegir un material de PCB que resista la radiación. Otros métodos para blindar la electrónica frente a ella son reducir el tamaño de los componentes, usar capas de material más finas o colocar apantallado en puntos estratégicos de la PCB.
Conclusiones prácticas
- Las placas de circuito convencionales no pueden sobrevivir a las condiciones extremas del espacio, como las temperaturas y presiones elevadas. Requerirán soluciones especializadas que garanticen que aguantan ese entorno hostil.
- Al fabricar placas de circuito para sistemas aeroespaciales, las empresas de EMS deben atender los factores enumerados antes: absorción de impactos, resistencia a temperaturas altas, resistencia a la humedad y resistencia a la radiación.
- Las empresas de EMS pueden tener que sustituir materiales para crear placas más resistentes en un ámbito tan especializado como el aeroespacial. Por eso uno de los factores más críticos al fabricar una placa para el espacio es la selección del material de la PCB, que es una de las partes centrales de un curso de certificación IPC J-STD-001.
Conclusión
Si eres fabricante de electrónica, y especialmente si tienes contratos para construir y suministrar conjuntos electrónicos que deben sobrevivir a las condiciones extremas del espacio, necesitas que los operarios de tu línea de montaje, tus ingenieros de proceso y tu personal de calidad e inspección mantengan la norma de las interconexiones soldadas de alta calidad, lo que incluye materiales, métodos y criterios de verificación.
Invertir en la formación IPC J-STD-001 de tu personal puede ayudarte a superar brechas de destrezas y permitir a tu plantilla avanzar en su carrera y enriquecer su formación técnica, junto con muchas otras ventajas. Además, el módulo opcional de anexo de electrónica espacial puede ayudarte a crear productos aptos para aplicaciones aeroespaciales. Si quieres saber más sobre las certificaciones IPC J-STD-001, ponte en contacto con Blackfox en el (888) 837-9959 o escríbenos a sharonm@blackfox.com.
