به عنوان حامل قطعات الکترونیکی هسته،چند لایه پی سی بی{0}}ارتباطات ماهواره ایمسئولیت های مهمی مانند انتقال سیگنال و یکپارچه سازی سیستم را بر عهده دارد. با توجه به محیط عملیاتی بسیار ویژه ماهواره ها و الزامات بالا برای عملکرد ارتباطی، بردهای مدار چاپی چندلایه{1}ارتباطات ماهواره ای دارای الزامات منحصر به فرد بسیاری هستند که با بردهای مدار چاپی معمولی متفاوت است.
الزامات عملکرد عالی انتقال سیگنال
ارتباطات ماهواره‌ای متکی به-انتقال سیگنال از راه دور و فرکانس بالا-است و از دست دادن سیگنال یک چالش اصلی است که باید بر آن غلبه کرد. برای سرکوب موثر تضعیف سیگنال، بردهای مدار چاپی چندلایه بالا باید از موادی با ثابت دی الکتریک پایین و ویژگی های تلفات دی الکتریک کم استفاده کنند. در باند فرکانس مایکروویو با فرکانس بالا، چنین موادی می‌توانند از وفاداری بالای سیگنال‌ها در طول-انتقال مسافت طولانی در خطوط چند لایه- اطمینان حاصل کنند و از دست دادن سیگنال را تا حد زیادی کاهش داده و کیفیت ارتباط را تضمین کنند.
در عین حال، برای دستیابی به انتقال و تطبیق سیگنال کارآمد، بردهای مدار چاپی چند لایه ارتباط ماهواره ای به دقت کنترل بسیار بالایی برای امپدانس خط نیاز دارند. در ساختارهای چندلایه پیچیده، امپدانس لایه‌های مختلف مدارها باید دقیقاً با مقادیر استانداردی مانند 50 Ω یا 75 Ω تطبیق داده شود و انحراف معمولاً باید در محدوده بسیار کمی کنترل شود. این امر مستلزم محاسبه دقیق پارامترهای کلیدی مانند عرض خط، ضخامت و ضخامت لایه دی الکتریک در مرحله طراحی و کنترل دقیق فرآیند در طول تولید برای دستیابی به تطابق دقیق امپدانس، جلوگیری از بازتاب سیگنال و تداخل و اطمینان از پایداری انتقال سیگنال است.
از آنجایی که ارتباطات ماهواره ای به سمت سرعت بالا و ظرفیت زیاد حرکت می کند، بردهای مدار چاپی چندلایه{0}بالا باید قابلیت پردازش سیگنال با سرعت بالا- قوی داشته باشند. طراحی مدار باید الزامات انتقال سیگنال با سرعت بالا را با بهینه سازی اقداماتی مانند کوتاه کردن طول مسیریابی، کاهش تعداد و اندازه vias ها، کاهش تاخیر سیگنال و تداخل، اطمینان از اینکه نرخ انتقال داده می تواند الزامات تعامل سریع داده های ماهواره ای عظیم را برآورده کند، و ارتقای توسعه کارآمد فناوری ارتباطی برآورده کند.
الزامات قابلیت اطمینان بسیار بالا
وقتی ماهواره‌ها در فضا کار می‌کنند، برای مدت طولانی در معرض محیط‌های تشعشع قوی قرار می‌گیرند، که برای داشتن عملکرد عالی مقاومت در برابر تشعشع، به بردهای مدار چاپی چندلایه{0} بالا نیاز دارد. از یک سو، از نظر انتخاب مواد، لازم است از موادی با مقاومت در برابر تشعشع عالی استفاده شود که بتواند خواص الکتریکی و مکانیکی پایدار را در یک محیط تابشی حفظ کند. از سوی دیگر، با بهینه سازی طراحی مدار و اجرای اقدامات جامع محافظ، می توان تاثیر تشعشع بر مدار را تا حد بیشتری کاهش داد و از عملکرد طبیعی مدارهای داخلی در محیط های پرتوهای پیچیده اطمینان حاصل کرد.
در طول عملیات مداری ماهواره ها، آنها با تغییرات دمایی بسیار ناهموار مواجه خواهند شد، از دمای بالا در سمت آفتابی تا دمای پایین در سمت سایه، با دامنه دمایی بسیار زیاد. بنابراین، بردهای مدار چاپی چندلایه بالا باید بتوانند در محدوده دمایی وسیع به طور پایدار عمل کنند. این امر باعث می شود که پایداری حرارتی مواد برد مدار چاپی بسیار بالا باشد، تضمین می کند که هیچ تغییر شکل برد، ترک خوردن اتصالات لحیم کاری، یا شکستگی مدارها در طول چرخه دمای بالا و پایین، حفظ اتصال خوب و عملکرد اتصال الکتریکی بین لایه ها، و اطمینان از عملکرد قابل اعتماد سیستم های ارتباطی ماهواره ای در شرایط دمایی شدید وجود ندارد.
با توجه به هزینه بالای پرتاب ماهواره و سختی زیاد نگهداری پس از ورود به مدار، بردهای مدار چاپی چندلایه{0}بالا باید عمر مفید بسیار بالایی داشته باشند. در فرآیند طراحی و ساخت، قطعات الکترونیکی با کیفیت- انتخاب می‌شوند و از فناوری بسته‌بندی پیشرفته برای افزایش قابلیت اطمینان و پایداری کلی PCB استفاده می‌شود. از غربالگری قطعات تا فرآیند بسته بندی، هر مرحله به شدت کنترل می شود تا خرابی های ناشی از خرابی قطعات یا اتصالات لحیم کاری کاهش یابد و اطمینان حاصل شود که PCB می تواند در طول سرویس ماهواره ای به کار خود ادامه دهد.
الزامات سازگاری منحصر به فرد برای محیط فضایی
ماهواره‌ها محدودیت‌های وزن سختی دارند، و طراحی سبک‌وزن بردهای مدار چاپی چندلایه{0}بالا به یک فاکتور مهم در نظر گرفته شده است. با فرض اطمینان از رعایت الزامات عملکرد، کاهش وزن PCB از طریق روش های مختلف ضروری است. مواد بستر سبک را انتخاب کنید، طراحی ساختار چندلایه-را بهینه کنید و استفاده از مواد غیر ضروری را ساده کنید. با بهینه سازی طرح مدار، کاهش تعداد و اندازه سوراخ های عبوری، کاهش بیشتر وزن، ایجاد فضای بیشتر برای بار ماهواره ای و استفاده از انرژی و بهبود عملکرد کلی ماهواره.
در طول فرآیند پرتاب، ماهواره‌ها در معرض ارتعاشات و ضربه‌های قوی قرار می‌گیرند، که برای داشتن مقاومت عالی در برابر ارتعاشات و ضربه‌ها، به تخته‌های مدار چاپی چندلایه{0} بالا نیاز دارد. با بهینه سازی طراحی ساختار مکانیکی PCB، افزودن نقاط ثابت و ساختارهای پشتیبانی، و افزایش استحکام کلی آن. در عین حال، از مواد با استحکام بالا و فرآیندهای جوشکاری قابل اطمینان برای اطمینان از پایداری و اطمینان قطعات الکترونیکی در محیط‌های ارتعاشی و ضربه‌ای، بدون سستی یا جدا شدن استفاده می‌شود، و از پایداری سیستم‌های ارتباطی ماهواره‌ای در حین پرتاب و عملیات مداری اطمینان حاصل می‌شود.