Podstawowe wskazówki DFM dla projektów lotniczych

Projektowanie z myślą o produkcji (DFM) może być dość skomplikowane. Polega na tworzeniu produktów, które są łatwe do wyprodukowania, jednocześnie zapewniając wysoką jakość, niezawodność i opłacalność. DFM obejmuje również pokrewne koncepcje, takie jak Projektowanie z myślą o niezawodności (DFR), Projektowanie z myślą o testowalności (DFT) oraz Projektowanie z myślą o montażu (DFA).

W przemyśle kosmicznym wymagania DFM są jeszcze większe. Projektanci muszą uwzględnić ekstremalne środowiska, w tym temperaturę, promieniowanie i próżnię. Złożoność wzrasta ze względu na ścisłe wymagania dotyczące niezawodności i różnorodne standardy obowiązujące w różnych agencjach kosmicznych, takich jak ESA i NASA. Komponenty spełniające te standardy mogą być niezwykle kosztowne, przy czym każda rewizja płytki dodaje dalsze wydatki. Niezależnie od tego, czy projektujesz swoją pierwszą PCB dla przestrzeni kosmicznej, czy po prostu jesteś ciekaw procesu, czytaj dalej. Nawet doświadczeni użytkownicy mogą znaleźć tutaj cenne wskazówki.

Utrzymuj wczesny kontakt z producentem PCB

To może wydawać się oczywiste, ale jest to kluczowe. Od samego początku należy wybrać układ warstw i materiały, które spełniają wymagania projektowe i jakościowe. Upewnij się, że prepreg i rdzeń mają niskie właściwości wygazowywania, szczególnie jeśli twoja płyta będzie znajdować się w pobliżu elementów optycznych. Zdecyduj wcześnie, czy będziesz używać HDI (High Density Interconnect), co może sprawić, że PCB będzie mniejsza i bardziej niezawodna, chociaż wiąże się to z wyższymi kosztami produkcji i testowania. Możesz łatwo zdefiniować μvias w swoim układzie warstw.

Aby zwiększyć niezawodność połączeń, użyj dwóch lub więcej laserowych vias, nawet dla sygnałów przenoszących niskie prądy.

Dwie vias w padzie. Kolor vias wskazuje dolną warstwę i warstwę tuż nad nią.

Utrzymuj wczesny kontakt z Twoją firmą montażową

Ten kluczowy punkt jest często pomijany. Każda firma montażowa ma specyficzne procesy dla różnych obrysów, co oznacza, że rozmiar obrysu musi odpowiadać wymaganiom firmy montażowej. Dla Modelu Inżynieryjnego (EM) możesz użyć komponentów niekwalifikowanych dla przestrzeni z różnymi obrysami. Dobrą praktyką jest zarezerwowanie miejsca na płycie dla komponentów Modelu Lotniczego (FM). Dodatkowo, upewnij się, że wszystkie obrysy są aktualne, używając Raportu Porównawczego.

Przykładowy widok raportu porównawczego

Rozważ użycie kleju dla cięższych komponentów

Cięższe komponenty wymagają użycia kleju dla stabilności. Pozostaw miejsce na śladzie montażowym dla tego kleju. Możesz to zaznaczyć, umieszczając informacje na innej warstwie lub wyznaczając region, w którym nic nie może być umieszczone.

Ślad montażowy, gdzie miejsca na klej są oznaczone jako regiony, których należy unikać (dwa czerwone prostokąty po obu stronach)

Nie Zapominaj o Testowaniu

Testowanie jest kluczowe w przemyśle kosmicznym, ponieważ naprawy na orbicie nie są możliwe. Unikaj sondowania sygnałów na złączach lutowniczych, ponieważ może to dodać im stresu. Zamiast tego, umieść punkty testowe na swojej płytce dla dokładnej kontroli. Przydatne jest również umieszczenie punktów GND w pobliżu.

Typowy symbol schematyczny dla punktów testowych

Punkt testowy na PCB

Pozwól Twojej Płytce na Odprowadzanie Gazów

Nawet materiały spełniające wymagania przemysłu kosmicznego mogą nieznacznie wydzielać gazy. Aby to umożliwić, użyj przekreślonych wielokątów na PCB. Jednak pamiętaj, aby wziąć pod uwagę Integralność Sygnału oraz Sieć Dystrybucji Mocy, ponieważ będą sytuacje, gdy konieczne jest użycie solidnej masy.

Właściwości wielokąta

Bądź Ostrożny z Balansem Miedzi

Utrzymanie równowagi miedzi między każdą warstwą jest kluczowe, aby zapobiec wykrzywianiu i zapewnić niezawodny proces trawienia. Równowaga miedzi zazwyczaj przyjmuje formę małych kwadratów, kółek lub podstawowej wypełnionej płaszczyzny i nie jest połączona z żadną siecią.

Przykład równowagi miedzi

Jednak bądź ostrożny! Niepołączona miedź na twojej płytce może stać się naładowana przez promieniowanie i ostatecznie rozładować się, powodując uszkodzenia.

Aby łatwo sprawdzić warstwę wypełnienia miedzią warstwa po warstwie, przejdź do Raportów -> Informacje o płytce; zaznacz Powierzchnia miedzi i kliknij Raport:

Ostateczne przemyślenia

Różne standardy (takie jak ECSS, MIL itp.) mogą być trudne do przyswojenia, ale dostarczają najlepszych dostępnych wytycznych. Ten artykuł jedynie musnął powierzchnię DFM w przemyśle kosmicznym w bardziej przystępny sposób. Przemysł kosmiczny przykłada priorytet do niezawodności i rozważań dotyczących ekstremalnych warunków, co odróżnia go od projektowania PCB na Ziemi. Mam nadzieję, że te punkty poprowadzą cię we właściwym kierunku, zapewniając płynny proces produkcji z minimalną liczbą poprawek.