Consejos esenciales de DFM para proyectos aeroespaciales

Diseño para Fabricación (DFM) puede ser bastante complejo. Implica crear productos que sean fáciles de fabricar asegurando al mismo tiempo alta calidad, fiabilidad y rentabilidad. DFM también abarca conceptos relacionados como Diseño para Fiabilidad (DFR), Diseño para Testabilidad (DFT) y Diseño para Ensamblaje (DFA).

En la industria espacial, las demandas de DFM son aún mayores. Los diseñadores deben tener en cuenta entornos extremos, incluyendo temperatura, radiación y vacío. La complejidad aumenta debido a estrictos requisitos de fiabilidad y estándares variables entre diferentes agencias espaciales como la ESA y la NASA. Los componentes que cumplen con estos estándares pueden ser extremadamente costosos, y cada revisión de la placa añade más gastos. Ya sea que estés diseñando tu primera PCB para el espacio o simplemente tengas curiosidad sobre el proceso, sigue leyendo. Incluso los usuarios experimentados pueden encontrar aquí valiosos conocimientos.

Mantén un Contacto Temprano con tu Fabricante de PCB

Esto puede parecer obvio, pero es crucial. Desde el principio, necesitas seleccionar el apilado y los materiales que cumplan con tus requisitos de diseño y calidad. Asegúrate de que el prepreg y el núcleo tengan propiedades de baja desgasificación, especialmente si tu placa estará cerca de elementos ópticos. Decide desde el principio si utilizarás HDI (Interconexión de Alta Densidad), lo que puede hacer que el PCB sea más pequeño y fiable, aunque conlleva mayores costos de fabricación y pruebas. Puedes definir fácilmente μvias en tu apilado.

Para aumentar la fiabilidad de las conexiones, usa dos o más vias láser, incluso para señales que transportan corrientes bajas.

Dos vias en el pad. El color de las vias indica la capa inferior y la capa justo por encima de ella.

Mantén un Contacto Temprano con tu Casa de Ensamblaje

Este punto crucial a menudo se pasa por alto. Cada casa de ensamblaje tiene procesos específicos para diferentes huellas, lo que significa que el tamaño de la huella debe coincidir con los requisitos de la casa de ensamblaje. Para un Modelo de Ingeniería (EM), podrías usar componentes no calificados para el espacio con diferentes huellas. Es una buena práctica reservar espacio en tu placa para los componentes del Modelo de Vuelo (FM). Además, asegúrate de que todas las huellas estén actualizadas utilizando un Informe de Comparación.

Vista de muestra del informe de comparación

Considera el Uso de Adhesivo para Componentes Pesados

Los componentes más pesados requieren adhesivo para estabilidad. Deja espacio en la huella para este adhesivo. Puedes indicarlo colocando información en otra capa o designando una región de exclusión para asegurar que nada más se coloque en esa área.

Huella donde la colocación del adhesivo está marcada por región de exclusión (dos rectángulos rojos en ambos lados)

No Olvides Sobre las Pruebas

Las pruebas son cruciales en la industria espacial porque las reparaciones en órbita no son posibles. Evita sondear señales en las uniones de soldadura, ya que esto puede añadirles estrés. En su lugar, coloca puntos de prueba en tu placa para una revisión exhaustiva. Es útil colocar puntos de GND cercanos.

Símbolo esquemático típico para puntos de prueba

Punto de prueba en el PCB

Permite que tu Placa Desgasifique

Incluso los materiales que cumplen con los requisitos de la industria espacial pueden desgasificar ligeramente. Para facilitar esto, usa polígonos tramados en el PCB. Sin embargo, recuerda considerar la Integridad de Señal y la Red de Distribución de Energía, ya que habrá casos en los que un tierra sólido sea necesario.

Propiedades del polígono

Ten Cuidado con el Equilibrio de Cobre

Mantener el equilibrio de cobre entre cada capa es crucial para prevenir la deformación y asegurar un proceso de grabado confiable. El equilibrio de cobre suele tomar la forma de pequeños cuadrados, círculos o un plano vertido básico y no está conectado a ninguna red.

Ejemplo del equilibrio de cobre

Sin embargo, ¡ten cuidado! El cobre no conectado en tu placa puede cargarse debido a la radiación y eventualmente descargar, causando daños.

Para verificar fácilmente la capa de relleno de cobre capa por capa, ve a Informes -> Información de la Placa; marca Área de Cobre, y haz clic en Informe:

Pensamientos Finales

Los diferentes estándares (como ECSS, MIL, etc.) pueden ser difíciles de leer, pero proporcionan las mejores pautas disponibles. Este artículo solo ha rozado la superficie del DFM en la industria espacial de una manera más accesible. La industria espacial prioriza la fiabilidad y las consideraciones de entornos extremos, lo que la hace distinta del diseño de PCB en la Tierra. Espero que estos puntos te guíen en la dirección correcta, asegurando un proceso de producción fluido con revisiones mínimas.