航空宇宙プロジェクトのための必須DFMのヒント

製造のための設計（DFM）はかなり複雑になることがあります。製造が容易でありながら、高品質、信頼性、およびコスト効率を確保する製品を作成することを含みます。DFMは、信頼性のための設計（DFR）、テスト可能性のための設計（DFT）、組み立てのための設計（DFA）などの関連概念も包含します。

宇宙産業では、DFMの要求はさらに大きくなります。設計者は、温度、放射線、真空などの極端な環境を考慮に入れなければなりません。ESAやNASAなどの異なる宇宙機関の厳格な信頼性要件と様々な基準のために複雑さが増します。これらの基準を満たすコンポーネントは非常に高価になることがあり、ボードのリビジョンごとにさらなる費用が加わります。宇宙用の最初のPCBを設計している場合でも、プロセスについて単に好奇心がある場合でも、読み続けてください。経験豊富なユーザーでもここで貴重な洞察を得ることができるかもしれません。

PCBメーカーとの早期連絡を維持する

これは明らかに思えるかもしれませんが、非常に重要です。最初から、設計と品質の要件を満たすスタックアップと材料を選択する必要があります。プリプレグとコアが低いアウトガス特性を持っていることを確認してください、特にあなたのボードが光学要素の近くにある場合は特にです。早期にHDI（High Density Interconnect）を使用するかどうかを決定してください。これにより、PCBを小さく、より信頼性の高いものにすることができますが、製造およびテストのコストが高くなります。スタックアップでμviasを簡単に定義できます。

接続の信頼性を高めるために、低電流を運ぶ信号であっても、2つ以上のレーザービアを使用してください。

パッド内の2つのビア。ビアの色は、最下層とその直上の層を示しています。

組立工場と早期に連絡を取り合う

この重要な点はしばしば見落とされます。各組立工場は異なるフットプリントに対して特定のプロセスを持っており、フットプリントのサイズは組立工場の要件に合わせる必要があります。エンジニアリングモデル（EM）の場合、異なるフットプリントを持つ宇宙用には認定されていないコンポーネントを使用するかもしれません。フライトモデル（FM）コンポーネント用にボード上にスペースを確保することは良い習慣です。さらに、比較レポートを使用して、すべてのフットプリントが最新であることを確認してください。

比較レポートのサンプルビュー

重いコンポーネントには接着剤を検討する

重いコンポーネントには安定性のために接着剤が必要です。この接着剤のためのスペースをフットプリント上に残してください。これを示すには、別のレイヤーに情報を配置するか、そのエリアに他のものを配置しないようにキープアウト領域を指定することができます。

接着剤の配置がキープアウト領域によってマークされたフットプリント（両側に二つの赤い長方形）

テストを忘れないでください

宇宙産業では、軌道上での修理が不可能なため、テストは非常に重要です。はんだ接合部での信号のプロービングは避けてください。これはそれらにストレスを加える可能性があります。代わりに、徹底的なチェックのために基板上にテストポイントを配置してください。GNDポイントを近くに配置すると便利です。

テストポイントのための典型的な回路図シンボル

PCB上のテストポイント

基板をアウトガスさせることを許可してください

宇宙産業の要件を満たす材料であっても、わずかにアウトガスすることがあります。これを容易にするために、PCB上でハッチングされたポリゴンを使用してください。しかし、信号の整合性と電力分配ネットワークを考慮することを忘れないでください。固体のグラウンドが必要な場合があります。

ポリゴンの特性

銅のバランスに注意してください

各層間の銅のバランスを保つことは、反りを防ぎ、信頼性の高いエッチングプロセスを確保するために重要です。銅のバランスは通常、小さな正方形、円、または基本的な注ぎ込み平面の形をとり、どのネットにも接続されていません。

銅のバランスの例

しかし、注意してください！ボード上の接続されていない銅は放射線によって充電され、最終的に放電し、損傷を引き起こす可能性があります。

層ごとの銅の充填を簡単に確認するには、レポート -> ボード情報に移動し、銅面積にチェックを入れ、レポートをクリックします：

最終的な考え

TRANSLATE: さまざまな規格（ECSS、MILなど）は読みにくいことがありますが、最良のガイドラインを提供しています。この記事では、宇宙産業におけるDFM（設計製造のための設計）について、よりアプローチしやすい方法で表面をかすめただけです。宇宙産業は、信頼性と極端な環境への考慮を優先するため、地球上のPCB設計とは異なります。これらのポイントが、スムーズな生産プロセスを確保し、最小限の修正で済むように、正しい方向へ導くことを願っています。