Conseils essentiels de DFM pour les projets aérospatiaux

Conception pour la Fabrication (DFM) peut être assez complexe. Elle implique de créer des produits faciles à fabriquer tout en assurant une haute qualité, fiabilité et rentabilité. Le DFM englobe également des concepts connexes tels que la Conception pour la Fiabilité (DFR), la Conception pour la Testabilité (DFT) et la Conception pour l'Assemblage (DFA).

Dans l'industrie spatiale, les exigences du DFM sont encore plus importantes. Les concepteurs doivent tenir compte des environnements extrêmes, incluant la température, la radiation et le vide. La complexité augmente en raison des strictes exigences de fiabilité et des normes variées entre différentes agences spatiales comme l'ESA et la NASA. Les composants répondant à ces normes peuvent être extrêmement coûteux, chaque révision de carte ajoutant des dépenses supplémentaires. Que vous conceviez votre première PCB pour l'espace ou que vous soyez simplement curieux du processus, continuez à lire. Même les utilisateurs expérimentés peuvent trouver ici des informations précieuses.

Maintenez un Contact Précoce avec Votre Fabricant de PCB

Cela peut sembler évident, mais c'est crucial. Dès le début, vous devez sélectionner le stackup et les matériaux qui répondent à vos exigences de conception et de qualité. Assurez-vous que le prepreg et le noyau ont des propriétés de faible dégazage, surtout si votre carte sera à proximité d'éléments optiques. Décidez dès le début si vous utiliserez le HDI (High Density Interconnect), ce qui peut rendre le PCB plus petit et plus fiable, bien que cela entraîne des coûts de fabrication et de test plus élevés. Vous pouvez facilement définir des μvias dans votre stackup.

Pour augmenter la fiabilité des connexions, utilisez deux vias laser ou plus, même pour les signaux transportant de faibles courants.

Deux vias dans le pad. La couleur des vias indique la couche inférieure et la couche juste au-dessus.

Maintenez un contact précoce avec votre maison d'assemblage

Ce point crucial est souvent négligé. Chaque maison d'assemblage a des processus spécifiques pour différents empreintes, ce qui signifie que la taille de l'empreinte doit correspondre aux exigences de la maison d'assemblage. Pour un Modèle d'Ingénierie (EM), vous pourriez utiliser des composants non qualifiés pour l'espace avec des empreintes différentes. Il est bon de réserver de l'espace sur votre carte pour les composants du Modèle de Vol (FM). De plus, assurez-vous que toutes les empreintes sont à jour en utilisant un Rapport de Comparaison.

Vue échantillon du rapport de comparaison

Envisagez l'adhésif pour les composants plus lourds

Les composants plus lourds nécessitent un adhésif pour la stabilité. Laissez de l'espace sur l'empreinte pour cet adhésif. Vous pouvez indiquer cela en plaçant des informations sur une autre couche ou en désignant une région de non-placement pour s'assurer que rien d'autre n'est placé dans cette zone.

Empreinte où le placement de l'adhésif est marqué par une région de non-placement (deux rectangles rouges de chaque côté)

N'oubliez Pas les Tests

Les tests sont cruciaux dans l'industrie spatiale car les réparations en orbite ne sont pas possibles. Évitez de sonder les signaux sur les joints de soudure, car cela peut leur ajouter du stress. Placez plutôt des points de test sur votre carte pour une vérification approfondie. Il est utile de placer des points GND à proximité.

Symbole schématique typique pour les points de test

Point de test sur le PCB

Permettez à Votre Carte de Dégazer

Même les matériaux qui répondent aux exigences de l'industrie spatiale peuvent légèrement dégazer. Pour faciliter cela, utilisez des polygones hachurés sur le PCB. Cependant, n'oubliez pas de prendre en compte l'Intégrité du Signal et le Réseau de Distribution d'Énergie, car il y aura des cas où un solide plan de masse est nécessaire.

Propriétés du polygone

Faites Attention à l'Équilibre du Cuivre

Maintenir un équilibre de cuivre entre chaque couche est crucial pour prévenir le gauchissement et pour garantir un processus de gravure fiable. L'équilibre du cuivre prend généralement la forme de petits carrés, cercles, ou d'un plan versé de base et n'est pas connecté à un réseau.

Exemple de l'équilibre du cuivre

Cependant, soyez prudent ! Le cuivre non connecté sur votre carte peut se charger en raison des radiations et finalement se décharger, causant des dommages.

Pour vérifier facilement la couche de remplissage de cuivre couche par couche, allez à Rapports -> Informations sur la carte ; cochez Zone de cuivre, et cliquez sur Rapport :

Réflexions finales

Les différentes normes (telles que ECSS, MIL, etc.) peuvent être difficiles à lire, mais elles offrent les meilleures directives disponibles. Cet article n'a fait qu'effleurer la surface de la DFM dans l'industrie spatiale de manière plus accessible. L'industrie spatiale privilégie la fiabilité et prend en compte les conditions extrêmes, ce qui la distingue de la conception de PCB sur Terre. J'espère que ces points vous guideront dans la bonne direction, assurant un processus de production fluide avec un minimum de révisions.