Ilmailu- ja avaruusteollisuudessa kaikki pienet virheet voivat johtaa katastrofaalisiin seurauksiin, joten elektronisten laitteiden luotettavuus on erittäin tärkeää. Avaruusalan elektronisten järjestelmien keskeisenä osana korkean luotettavuuden piirilevyjen suorituskyky vaikuttaa suoraan lentoturvallisuuteen ja tehtävän onnistumiseen tai epäonnistumiseen.
Ilmailuympäristö on erittäin monimutkainen. Ilmakehässä lentäessään lentokoneen on kestettävä voimakasta tärinää, merkittäviä ilmanpaineen ja lämpötilan muutoksia. Matkustajalentokoneen esimerkkinä ulkolämpötila voi matkalentokorkeudella nousta miinus 50 celsiusasteeseen, kun taas moottorin lähellä voi olla useita satoja celsiusasteita. Avaruudessa satelliitit ja muut avaruusalukset kohtaavat ankarat olosuhteet, kuten tyhjiö, kosminen säteily ja vuorottelevat korkeat ja matalat lämpötilat. Esimerkiksi satelliitin ollessa aurinkoisella puolella lämpötila voi nousta yli 100 celsiusasteeseen, mutta kun se tulee varjostetulle puolelle, se putoaa jyrkästi yli miinus 100 celsiusasteeseen. Tällaisissa äärimmäisissä ympäristöissä korkean luotettavuuden levyjen on varmistettava elektronisten järjestelmien vakaa toiminta.
Näihin äärimmäisiin olosuhteisiin sopeutumiseksi erittäin luotettavien levyjen materiaalien valinta on erittäin tiukka. Suorituskykyisiä materiaaleja, kuten polyimidia, käytetään usein substraatteina. Polyimidillä on erinomainen korkean lämpötilan-kestävyys, ja se voi säilyttää vakaat fysikaaliset ja sähköiset ominaisuudet korkeissa lämpötiloissa. Sen lasittumislämpötila on yleensä 250 astetta -350 astetta, mikä voi tehokkaasti välttää alustan muodonmuutoksen, joka vaikuttaa piirin suorituskykyyn korkeissa lämpötiloissa. Samaan aikaan sen matalan lämpötilan-kestävyys on myös erinomainen, se ei haurastu matalissa lämpötiloissa ja voi silti säilyttää hyvän mekaanisen lujuuden. Lisäksi polyimidillä on hyvä eristyskyky, mikä voi estää piirien oikosulkuja ja varmistaa vakaan signaalinsiirron.
Suunnittelun suhteen korkean luotettavuuden piirilevy omaksuu redundanssisuunnittelun konseptin. Esimerkiksi kriittisille piireille suunnitellaan useita piiripolkuja, joilla on sama toiminto. Kun piiri katkeaa, muut piirit voivat välittömästi ottaa vallan ja varmistaa järjestelmän keskeytymättömän toiminnan. Satelliittien ohjausjärjestelmässä piireihin muodostetaan usein useita redundansseja avaintoimintoja, kuten asennonohjausta varten. Lisäksi johdotus on optimoitu huolellisesti suunnittelemalla linjajärjestelyt järkevästi, vähentämällä signaalin häiriöitä ja parantamalla signaalin lähetyksen tarkkuutta. Ottamalla käyttöön monikerroksinen johdotustekniikka lisää johdotustilaa samalla kun maa- ja tehokerroksia käytetään suojaukseen, mikä vähentää sähkömagneettisten häiriöiden vaikutusta signaaleihin.
Erittäin luotettavilla levyillä on korvaamaton rooli erilaisissa ilmailujärjestelmissä. Lennonohjausjärjestelmässä se varmistaa lennonohjauskäskyjen tarkan välittämisen ja suorittamisen, mikä liittyy lentokoneen lentoasennon säätöön ja turvalliseen laskuun. Satelliittiviestintäjärjestelmissä varmistetaan vakaa tiedonsiirto monimutkaisissa sähkömagneettisissa avaruusympäristöissä ja saavutetaan luotettava viestintä satelliittien ja maa-asemien välillä. Avaruusluotainten navigointijärjestelmässä korkean luotettavuuden piirilevy varmistaa, että luotain voi vastaanottaa ja käsitellä navigointisignaaleja tarkasti kaukaisessa tähtienvälisessä avaruudessa ja lentää ennalta määrätyn kiertoradan mukaisesti.
Korkean luotettavuuden levyjen laadun varmistamiseksi ilmailuteollisuus on perustanut tiukan laadunvalvontajärjestelmän. Raaka-aineiden hankinnasta alkaen jokaiselle materiaalierälle tehdään tiukat testit standardien noudattamisen varmistamiseksi. Reaaliaikainen seuranta ja laaduntarkastus suoritetaan jokaiselle tuotantoprosessin prosessille. Tuotannon päätyttyä on suoritettava tiukat ympäristösimulaatiotestit, kuten korkean ja matalan lämpötilan kiertotestit, tärinätestit, säteilytestit jne. Korkean ja matalan lämpötilan syklitesteissä simuloi lämpötila-aluetta, jonka tuote voi kokea koko sen elinkaaren ajan, tee tuhansia tai useampia syklitestejä ja testaa, voiko tuote toimia normaalisti eri lämpötiloissa. Ainoastaan erittäin luotettavat levyt, jotka läpäisevät kaikki testit, voivat päästä ilmailualan tuotteiden toimitusketjuun.