PCB-DESIGN FÜR DIE FAA-LUFTFAHRT NACH FAA ZERTIFIZIERUNGSNORMEN

Zachariah Peterson
|  Erstellt: March 19, 2021

Man muss kein professioneller Flugzeugmechaniker oder Luftfahrtingenieur sein, um zu verstehen, dass es sich bei Flugzeugen um extrem komplizierte mechanische und elektrische Systeme handelt. Sie müssen extremen Witterungsbedingungen standhalten und strenge elektrische und elektromechanische Anforderungen an eingebettete Systeme einhalten – die US-Bundesbehörde für Luftfahrt (FAA) definiert Normen für jeden Bereich des Flugzeugdesigns. Das Ziel besteht darin, sicherzustellen, dass alle Flugzeuge die unverzichtbaren Sicherheits- und Qualitätsnormen erfüllen und die Elektroniksysteme bei hohen Belastungen nicht versagen.

PCBs für Elektroniksysteme müssen nicht nur wichtige Qualitäts- und Leistungsanforderungen einhalten, die Bauteile an sich müssen ebenfalls bedeutsamen Qualitätsstandards, Formfaktoren und Normen in Bezug auf die Nachvollziehbarkeit von Beschaffungsquellen entsprechen. Für das Designen gemäß dieser Normen, die Beschaffung konformer Bauteile für Ihr System, die Produktionsplanung und die Dokumentation der Gesamtheit Ihrer Platinen ist eine genaue Verwaltung und eine Designsoftware nötig, die für jede Anwendung angepasst werden kann, auch die Luftfahrtelektronik. Altium Designer ist die einzige Designplattform, die diese wichtigen Funktionen in einem einzelnen Programm miteinander verbindet.

PCB-DESIGN FÜR DIE FAA-LUFTFAHRT MIT ALTIUM DESIGNER®

Das einzige anpassbare PCB-Designpaket für alle Elektronikanwendungen. Altium Designer vereint Design-, Dokumentations- und Beschaffungsfunktionen in einer durchgängigen Designumgebung.

Wenn Sie PCBs für die FAA-Luftfahrt designen, müssen Sie sich mit den Normen für Avioniksysteme vertraut machen. Alle Avioniksysteme sind kompliziert in Bezug auf das Design. Sie zeichnen sich durch vielfältige Funktionen und strikte Leistungsanforderungen aus und müssen innerhalb größerer eingebetteter Systeme integriert werden, um das Flugzeug zu kontrollieren und zu verwalten. Die PCB-DesignZertifizierungsnormen für die FAA-Luftfahrt definieren alle Aspekte der mechanischen, elektronischen und betrieblichen Anforderungen in Zivilflugzeugen und sollten bei der Designstrategie an erster Stelle stehen.

Während der Fortschritt bei elektronischen Systemen in halsbrecherischer Geschwindigkeit hinsichtlich Funktionalität und Komplexität vorangetrieben wird, müssen Designer nachvollziehen können, wie sie ihre Systeme in größere eingebettete Systeme in Flugzeugen integrieren und gleichzeitig wichtige FAA-Normen einhalten. PCBs in Flugzeugen werden gebraucht, um die Leistungsverteilung, mechanische Systeme, Kommunikation und Datenverarbeitung an Bord zu kontrollieren. Eine falsche Entscheidung beim Design kann das gesamte Flugzeug gefährden und potenziell zu einer Katastrophe führen.

Die Sicherheit und Leistung von Flugzeugen hängt davon ab, dass diese Systeme so designt werden, dass sie jede Elektroniknorm der US-Behörde für Luftfahrt übertreffen. Die Umsetzung konformer PCB-Designpraktiken verlangt eine anpassbare PCB-Designsoftware, die alle Designaspekte in eine einzelne Umgebung integriert, darunter Tools für Schaltplan, Layout, Verifizierung und Simulation. Altium Designer integriert diese Tools in eine einzelne, umfassende Softwareplattform, die Ihnen bei der Arbeit im Rahmen von Normen in einer durchgängigen Designumgebung die vollständige Kontrolle über Ihr Design überlässt.

Normen für das PCB-Design für die FAA-Luftfahrt

Die IPC-Normen sollten stets an erster Stelle Ihrer Designstrategie stehen, doch Sie müssen zusätzlich standardmäßige FAA-Richtlinien, MIL-Normen und die AS9100 Qualitätsstandards berücksichtigen. Die FAA benötigt eine Sicherheit, dass Ihre Elektroniksysteme der potenziellen Leistungsfluktuation standhalten, innerhalb stabiler Toleranzen funktionieren und thermische Anforderungen verwalten, um ein Zertifikat für Flugtauglichkeit zu erlangen.

Da Elektroniksysteme in Flugzeugen Teil eines größeren eingebetteten Systems sind, müssen Sie die Rolle Ihrer Platine innerhalb eines Stromsystems, Kontrollsystems, Kommunikationssystems oder elektromechanischen Systems berücksichtigen. Als Teil eines Strom- oder elektromechanischen Systems muss Ihr PCB-Design die von der CBEMA-Kurve definierten Leistungsanforderungen erfüllen, wie in den FAA-Normen für die Luftfahrt festgelegt.

Elektrische Systeme und PCBs in Flugzeugen und anderen Avioniksystemen müssen langlebig sein, unmittelbare Leistung erbringen und die von der FCC spezifizierten EMC-Anforderungen erfüllen. Diese Systeme müssen so ausgelegt sein, dass sie die höchste Leistung bei extremen Bedingungen liefern. Egal ob Ihr Design für ein Zivilflugzeug, ein Ultraleichtflugzeug oder ein Leichtflugzeug gedacht ist, der FAA Aircraft Certification Service wird Ihre Designs innerhalb dieser Systeme rigoros bewerten, um deren Flugtauglichkeit sicherzustellen.

BESTEHEN SIE DIE FAA-LEISTUNGSPRÜFUNG, INDEM SIE IHR PCB NACH FAA-LUFTFAHRTNORMEN DESIGNEN

Ganz gleich, ob Sie einen eingebetteten Einplatinencomputer für Flugzeugsysteme entwerfen, Kommunikations- und Datenverarbeitungssysteme erstellen, eine sicherheitskritische Software für ein eingebettetes System programmieren oder komplexe elektromechanische Kontrollsysteme entwerfen, Sie benötigen die richtige Designsoftware mit den besten Layout- und Validierungstools. Jedes dieser Systeme hat seine eigenen Leistungs- und Designnormen und Sie müssen diese Normen als Designregeln innerhalb Ihrer PCB-Designsoftware codieren.

Sie können alle PCB-Leistungsanforderungen einhalten, wenn Ihre Designsoftware es Ihnen ermöglicht, Spezifizierungen als Designregeln zu integrieren. Eine Designsoftware, die sich komplett anpasst und sicherstellt, dass Ihre Designtools Ihr Layout im Vergleich zu den Normen überprüfen, während Sie in Echtzeit am Design arbeiten. Dadurch können Sie effektiv die wichtigen elektrischen Designfunktionen innerhalb Ihrer Software individualisieren und Ihr Layout beim Designen verifizieren. Dies ist bei Weitem die beste Möglichkeit, um sicherzustellen, dass Ihr PCB-Design den wichtigen Normen für die FAA-Luftfahrt entspricht und Ihnen dabei hilft, Ihr System im Hinblick auf eine gesteigerte Leistung unter Stress aufzubauen.

PCB-Design für FAA-Luftfahrt-Normen: High-Speed-Layout bei einem BGA in Altium Designer

PCB-Design für FAA-Luftfahrt-Normen: High-Speed-Layout bei einem BGA in Altium Designer

FAA-Luftfahrt-Zertifizierung und PCB-Design Zulassung

Die FAA stellt an Unternehmen im Bereich Luftfahrtelektronik eine Menge Anforderungen in Bezug auf die Leistung und Qualität ihrer Elektroniksysteme für Flugzeuge. Um ihre Flugtauglichkeit unter Beweis zu stellen, müssen Unternehmen in den Bereichen Luft- und Raumfahrt sowie Luftfahrtelektronik darlegen, dass ihr PCB-Design den durch die FAA festgelegten AS9100 Normen für die Luftfahrt entsprechen. Die Beschaffung von Bauteilen und das Datenmanagement sind zwei wichtige Prozesse in der Luft- und Raumfahrtbranche und die richtigen Dokumentationsvorgänge können Sie dabei unterstützen, eine unmittelbare Konformität an den Tag zu legen.

Wenn es um PCB-Designs für die Luftfahrt geht, sollte Ihre Designsoftware die vorherrschende Spannung in der Dokumentation erleichtern, indem Daten direkt an Ihre Dokumentationstools weitergegeben werden. Es ist nicht nötig, zwischen der Designsoftware und einer Software zur Textverarbeitung hin und her zu springen oder zwischendurch manuell Designänderungen und ECOs zu dokumentieren.

Wenn Ihre Designsoftware diese Funktionen in einer einzelnen Umgebung bietet, können Sie die Dokumentation, die Sie benötigen, um die Flugtauglichkeit in einer so stark regulierten Branche nachzuweisen, ganz einfach zusammenstellen. Sie können mehr Zeit damit verbringen, wichtigen Leistungsanforderungen entsprechend zu designen und weniger Zeit mit dem Kopieren von Beschaffungs- und Designinformationen zwischen den Programmen verschwenden.

WIE INTEGRIERTE BESCHAFFUNGS- und MANAGEMENT-TOOLS DIE KONFORMITÄT UNTERSTÜTZEN

Dokumentations- und Datenverwaltung sind wichtige Prozesse innerhalb jedes Unternehmens, das in einer stark regulierten Branche tätig ist. Bei der Dokumentation geht es um mehr als nur die Überprüfung der Lieferkette für Bauteile oder Herstellern und das Kopieren von Daten in Dokumente. Die ordnungsgemäße Dokumentation für Avioniksysteme beinhaltet alle Designaspekte, die in den Augen der FAA beim Nachweis der Flugtauglichkeit helfen. Doch wo soll die Zeit herkommen, um manuell ECOs zusammenzustellen und dafür zu sorgen, dass Hersteller Ihre Absichten beim Design voll und ganz verstanden haben?

Die Arbeit in einer Umgebung, die Elektronikdesigns mit standardisierten Dokumentationstools integriert, ist die beste Möglichkeit, um Ihre Produktivität für beide Prozesse am Laufen zu halten. Dabei sparen Sie Zeit beim Designprozess und können ohne Störung auf die Produktion hinarbeiten. Wenn es Zeit wird, die Produktion zu planen, steht Ihnen eine vollständige Ansicht Ihrer Lieferkette zur Verfügung, mit der Sie die Einhaltung von Beschaffungsanforderungen beweisen können.

Diese Art von Software ermöglicht es Ihnen, Ihr PCB-Designs so zu individualisieren, dass Ihre Designs die Anforderungen für die FAA-Luftfahrt erfüllen und den Branchennormen entsprechen. Sie haben die Gelegenheit, Ihre Daten in einem einzelnen Programm zu verwalten sowie verschiedene Veröffentlichungen und Überarbeitungen zu kontrollieren oder alte Designdaten als Vorlage für neue Systeme zu verwenden.

PCBs nach FAA-Luftfahrt-Normen designen: Natives mechanisches 3D Design mit Altium Designer

PCBs nach FAA-Luftfahrt-Normen designen: Natives mechanisches 3D Design mit Altium Designer

Regelbasiertes PCB-Design für die FAA-Luftfahrt-Anforderungen mit Altium Designer

Mit derart vielen Aspekten, für die man beim PCB-Design für die Luftfahrtelektronik, die zivile Luftfahrt und Luft- und Raumfahrtsysteme Rechenschaft ablegen muss, kann Ihnen die richtige Designplattform dabei helfen, mit allen wichtigen Designnormen Ihrer Branche fertigzuwerden. Die Arbeit mit einer integrierten Designplattform, die auf einem regelbasierten Design Engine beruht, ermöglicht es Ihnen, wichtige Leistungsnormen als Designregeln zu integrieren und so Ihre Chancen auf den Erhalt eines Zertifikats zur Flugtauglichkeit zu steigern.

Mit den in Flugzeugen benötigten diversen Funktionen brauchen Designer in den Bereichen Luft- und Raumfahrt sowie zivile Luftfahrt Designtools, die bei der Einhaltung von Branchennormen unterstützend wirken. Die Arbeit mit einer regelbasierten Designsoftware ermöglicht Ihnen die Überprüfung der Konformität Ihrer Designs in Echtzeit und die unmittelbare Umsetzung von Korrekturen. Jede mechanische und Leistungsanforderung kann als Designregel umgesetzt und angewendet werden, um sicherzustellen, dass Ihr Gerät den Leistungsnormen entspricht

ALTIUM DESIGNER: EIN EINZELNES PROGRAMM FÜR ALL IHRE DESIGNS

Die Arbeit mit strikten Designnormen und Beschaffungsregulierungen verlangt eine reale Integration und nicht die verlogene Art von Integration, die von den meisten Unternehmen für PCB-Designsoftware angeboten wird. Die meisten Unternehmen zwingen Sie dazu, aus mehreren Designtools von verschiedenen Anbietern einen Ad-hoc Arbeitsablauf zusammenzustellen. Ihnen fehlen unverzichtbare Funktionen, die dafür sorgen, dass Sie das wichtige Zertifikat zur Flugtauglichkeit erhalten.

Mit Altium Designer stehen Ihnen Funktionen für Layout, Schaltplan, mechanisches Design, Dokumentation, Verifizierung und Beschaffung innerhalb eines einzelnen Programms zur Verfügung, das auf einem regelbasierten Design Engine beruht. Sie müssen nicht mehr zwischen externen Programmen hin und her wechseln, wenn es um grundlegende und fortgeschrittene Designaufgaben geht. Stattdessen erhalten Sie Zugriff auf alle wichtigen Tools in einer einzelnen Umgebung.

Andere Designplattformen behaupten, eine durchgängige PCB-Designumgebung zu bieten, unterteilen die Tools aber immer noch in verschiedene Programme. Anstatt mit verschiedenen Tools verschiedener Software Unternehmen zu arbeiten, um gewöhnliche Designaufgaben zu erledigen, benötigen Sie eine vollständige Suite aus Designtools in einem einzelnen Programm. Nur Altium Designer bietet Ihnen die besten Tools zum Designen aller Elektroniksysteme.

Techniker im Bereich Luftfahrtelektronik und Luft- und Raumfahrt arbeiten in einer strikt regulierten Landschaft beim Designen von Zivilflugzeugen und den diese unterstützenden Systemen. Elektronikdesigner benötigen die besten Tools für Layout, Beschaffung, Verifizierung und Dokumentation, um sicherzustellen, dass sie Ihr Zertifikat für die Flugtauglichkeit erhalten. Am besten erreicht man all diese Ziele simultan, indem man mit dem branchenführenden Designsoftware-Paket arbeitet.

Wenn Ihre Designsoftware auf einem regelbasierten Design Engine beruht, kommunizieren Ihre Design- und Verifizierungstools mithilfe standardisierter Datenformate. Ihre Tools sollten Sie dabei unterstützen, produktiv zu bleiben und den Normen entsprechend zu designen, welche die Leistung in allen Branchen überwachen. Altium Designer, der Branchenstandard im PCB-Design, hilft Ihnen dabei, all dies und viel mehr zu erreichen.

Wenn Sie bei der Nutzung der Software nicht weiter wissen oder Ihre Fähigkeiten mit neuen Funktionen verbessern möchten, bietet Ihnen Altium die nötigen Ressourcen und Produkte, um Ihre Designsoftware so gut wie möglich zu nutzen. Sie haben Zugriff auf das AltiumLive Forum mit Tutorials, Podcasts und Webinaren mit PCB-Design Experten und einem umfangreichen Wissenspool. Altium bietet Ihnen den nötigen Support, um PCBs für jede Anwendung zu designen.

Der Prozess des PCB-Designs für die FAA-Luftfahrt-Zertifizierungsnorm ist schon schwierig genug und Ihre PCB-Designsoftware sollte Sie beim Design, der Konformität und Überprüfung unterstützen. Andere Designplattformen unterteilen Ihre wichtigen Designfunktionen in verschiedene Programme und ruinieren damit Ihre Produktivität. Außerdem werden so wichtige Designnormen auf mehrere Oberflächen verteilt. Nur Altium Designer integriert die von Ihnen benötigten wichtigen Funktionen im Bereich Luftfahrtelektronik in ein einzelnes Programm. Es wird Zeit, sich von den Nachahmern zu verabschieden und mit der branchenbesten Designsoftware zu arbeiten. Es wird Zeit, Altium Designer auszuprobieren.

Über den Autor / über die Autorin

Über den Autor / über die Autorin

Zachariah Peterson verfügt über einen umfassenden technischen Hintergrund in Wissenschaft und Industrie. Vor seiner Tätigkeit in der Leiterplattenindustrie unterrichtete er an der Portland State University. Er leitete seinen Physik M.S. Forschung zu chemisorptiven Gassensoren und sein Ph.D. Forschung zu Theorie und Stabilität von Zufallslasern. Sein Hintergrund in der wissenschaftlichen Forschung umfasst Themen wie Nanopartikellaser, elektronische und optoelektronische Halbleiterbauelemente, Umweltsysteme und Finanzanalysen. Seine Arbeiten wurden in mehreren Fachzeitschriften und Konferenzberichten veröffentlicht und er hat Hunderte von technischen Blogs zum Thema PCB-Design für eine Reihe von Unternehmen verfasst. Zachariah arbeitet mit anderen Unternehmen der Leiterplattenindustrie zusammen und bietet Design- und Forschungsdienstleistungen an. Er ist Mitglied der IEEE Photonics Society und der American Physical Society.

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