Design von Elektronik nach Militärstandard: PCB-Spezifikationen mit Altium Designer

Zachariah Peterson
|  Erstellt: März 19, 2021
Design von Elektronik nach Militärstandard: PCB-Spezifikationen mit Altium Designer

Militärtaugliche Leiterplatten unterliegen strengen Leistungs-, Beschaffungs- und Herstellungsanforderungen, die in einer Reihe von Standards kodifiziert sind. Die Vorbereitung Ihrer nächsten Leiterplatte für ein militärisches Elektroniksystem für die Fertigung und Montage muss ebenfalls wichtigen Beschaffungs- und Qualitätsstandards folgen. Alle diese Anforderungen zu erfüllen, ist am einfachsten, wenn Sie Zugang zu allen Ihren Entwurfs- und Produktionsplanungswerkzeugen in einem einzigen Programm haben. Nur Altium Designer bietet diese Art von Designumgebung.

ALTIUM DESIGNER®

Ein einheitliches PCB-Designpaket mit den besten Layout-, Simulations- und Beschaffungswerkzeugen in einem einzigen Programm.

Die Liste der Standards für militärische Leiterplatten ist zu lang, um sie aufzulisten, aber viele dieser Standards leiten sich von den IPC-A-610E Klasse 3 Standards ab. Diese Standards spezifizieren Leistungsanforderungen für Hochleistungselektronikprodukte, die in rauen Umgebungen eine dauerhafte Betriebsbereitschaft gewährleisten. Das bedeutet, dass Leiterplatten für den militärischen und Luft- und Raumfahrtbereich besondere Überlegungen in Bezug auf Design, Fertigung und Montage erfordern.

In der Avionik, Luft- und Raumfahrt sowie in militärischen Systemen sind Leiterplatten oft Teil eines größeren eingebetteten Systems, das fast immer eine Onboard-Verarbeitung mit kundenspezifischer Firmware, flüchtigem und nichtflüchtigem Speicher, Kommunikationsfähigkeiten und Signalverarbeitungskapazitäten umfasst. Komponenten in diesen Systemen müssen von konformen Anbietern bezogen werden, um die Funktionalität in diesen Systemen zu garantieren.

Angesichts der langen Liste von militärischen PCB-Spezifikationen benötigen Elektronikdesigner Software, die ihnen hilft, diese Standards bei der Erstellung ihrer Geräte einzuhalten. Diese Systeme unterliegen strengen Standards, die darauf ausgelegt sind, Leistungsanforderungen zu garantieren, und Designer können sicherstellen, dass sie mit diesen Standards konform bleiben, indem sie mit Designsoftware arbeiten, die auf einem regelbasierten Designmotor aufbaut. Nur Altium Designer macht diese Aufgabe einfach, indem es Ihnen hilft, kritische militärische PCB-Spezifikationen im Design zu berücksichtigen und Ihr Layout in Echtzeit zu überprüfen.

Militärische PCB-Spezifikationen für das Design

Die militärischen PCB-Standards gehören zweifellos zu den strengsten Elektronikstandards, die an hergestellte Produkte gestellt werden. Diese Systeme müssen harten Umgebungen standhalten, tendieren dazu, höhere Betriebsanforderungen zu haben, und müssen einen höheren Zuverlässigkeitsstandard erfüllen, um eine dauerhafte Betriebszeit zu gewährleisten. Insbesondere der MIL-PRF-31032 Standard ist einer der strengsten, die auf jede Gedruckte Schaltplatine angewendet werden können. Ihr PCB-Layout, Herstellungsprozesse und Materialien werden unter diesem Standard reguliert. Es gibt viele andere Aspekte im Zusammenhang mit Komponenten und Montage, die in militärischen Standards spezifiziert sind.

Leistungsanforderungen an militärische PCBs

Militärtaugliche Leiterplatten sollten so konzipiert sein, dass sie maximale Strom- und Wärmelasten aushalten können, um Zuverlässigkeit zu gewährleisten. Diese Geräte sollten auch so gestaltet sein, dass sie ESD widerstehen und unterdrücken können, wichtige FCC-EMV-Standards erfüllen und vieles mehr. Der Stromverbrauch kann auch bei mobilen militärischen elektronischen Geräten eine wichtige Überlegung sein, um die Batterielebensdauer zu verlängern. Die Arbeit mit der richtigen Designsoftware, die ein Simulations- und Analysepaket enthält, kann Ihnen helfen, Elektronik zu entwerfen, die den Spezifikationen für militärtaugliche Leiterplatten entspricht.

Screenshot of the IPC Compliant Footprint Wizard in Altium Designer

Erstellung von IPC-konformen Footprints in Altium Designer

Militärtaugliche Leiterplattenspezifikationen für die Fertigung

Einzelne PCBs für den Einsatz im Militär- und Luftfahrtbereich sollten gemäß den Standards MIL-PRF-50884, MIL-PRF-31032 und MIL-PRF-55110 hergestellt werden. Wenn PCBs Teil eines eingebetteten Systems sind, erweitert sich die Liste der Spezifikationen um Standards, die an anderer Stelle in den MIL-, IPC- und ISO-Normen festgelegt sind. Elektronische Komponenten werden auch unter ITAR reguliert und haben Qualitätsanforderungen, die im AS9100-Standard für Qualitätsmanagement festgelegt sind.

Militärstandard-PCB-Herstellung und -Standards

Militärqualitätsstandards für PCBs und Beschaffungsregeln begrenzen die Auswahl an akzeptablen Herstellern, die Elektronikunternehmen und Beschaffungsbeauftragten zur Verfügung stehen. Der Hersteller, den Sie wählen, sollte zertifiziert sein, um Elektronik für Luft- und Raumfahrtsysteme sowie militärische Systeme gemäß AS9100 herzustellen.

Angesichts der Beschaffungsvorschriften für Komponenten für militärische PCBs sollten Designer und Beschaffungsbeauftragte sich der Qualitäts- und Rückverfolgbarkeitsstandards für militärtaugliche Komponenten bewusst sein. Ob Sie eine kleine PCB-Prototypenserie produzieren oder sich auf die Vollproduktion vorbereiten, Ihre Designsoftware sollte Sie während des gesamten Beschaffungsprozesses unterstützen und sicherstellen, dass Sie Komponenten nur von konformen Distributoren beziehen.

Screenshot of the unified design environment in Altium Designer

Die einheitliche PCB-Designumgebung von Altium Designer

Wie unterstützt Altium Designer das Militär-PCB-Design?

Altium Designer bietet Elektronikingenieuren und Designern alle Werkzeuge, die sie benötigen, um eine gedruckte Schaltplatte von der Idee bis zur Produktion in einer einzigen Umgebung zu bringen. Die Designwerkzeuge in Altium Designer basieren auf einem einzigen einheitlichen Datenmodell, was sie leicht zu integrieren macht und es ihnen ermöglicht, auf Ihre Designdaten zuzugreifen und diese zu teilen. Wenn Ihre wichtigen Layout-, Schaltplan-, Simulation-, Dokumentations- und Verifikationswerkzeuge in einem einzigen Programm zugänglich sind, können Sie jede Funktion nutzen, ohne Daten in ein separates Programm exportieren zu müssen. Dies rationalisiert Ihren Arbeitsablauf und verbessert Ihre Produktivität.

Der regelbasierte Designmotor in Altium Designer

Die integrierte Designumgebung in Altium Designer basiert auf einem einzigen regelgesteuerten Designmotor. Dieser Motor ermöglicht es Ihnen, Designregeln zu definieren, die Leistung und Designaspekte Ihrer Leiterplatte steuern, und Ihre Designwerkzeuge können Ihr Layout in Echtzeit mit wichtigen Designregeln überprüfen.

Altium Designer bietet auch nützliche Ressourcen, um Ihnen den Einstieg zu erleichtern und Ihre Entwürfe erfolgreich abzuschließen. Sie haben sofortigen Zugang zu Design-Tutorials, dem AltiumLive-Forum, Webinaren und Podcasts mit Branchenexperten sowie einer umfangreichen Wissensdatenbank. Kein anderes Unternehmen für PCB-Designsoftware bietet dieses Niveau an Unterstützung oder Ressourcen für den Erfolg.

Keine andere PCB-Designplattform kann die Anpassungsfähigkeit und Zugänglichkeit von Altium Designer bieten. Wenn Sie in einer integrierten Designumgebung arbeiten, müssen Sie nicht zwischen mehreren Programmen wechseln und sie in einen einzigen Workflow zwingen. Stattdessen vereint Altium Designer wichtige Design-, Dokumentations- und Komponentenbeschaffungsmerkmale unter einem Dach, was Ihre Produktivität und Konformität verbessert. Es ist an der Zeit, in das beste Leiterplattendesign-Paket auf dem Markt zu investieren: Wechseln Sie zu Altium Designer.

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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