Principales directives de conception pour les PCB aéronautiques et spatiaux : garantir la fiabilité et la conformité

16 octobre 2019

L'industrie aéronautique et spatiale est l'une des plus dynamiques, portée par l'augmentation du trafic aérien. Cette croissance devrait se poursuivre, car le transport aérien permet de gagner un temps précieux. Par conséquent, la demande de circuits imprimés (PCB) pour applications aéronautiques et spatiales va augmenter. Ces PCB ont des exigences bien plus strictes que ceux de l'électronique grand public ou industrielle. Les applications qui les utilisent sont soumises à des températures élevées et à des conditions environnementales extrêmes, ce qui peut limiter leur durée de vie. Les ingénieurs électroniciens conçant ces PCB doivent donc tenir compte de nombreux facteurs. Quelles sont ces directives ? Il en existe plusieurs ; cet article se concentre sur les plus importantes que les concepteurs de PCB aéronautiques et spatiaux doivent suivre scrupuleusement.

Quelles sont les conditions auxquelles les PCB aéronautiques sont exposés ?

Les PCB aéronautiques et spatiaux font face à une variété de conditions environnementales, notamment :

• Températures élevées : Les PCB peuvent être exposés à des températures allant jusqu'à 150 °C.
• Absorption des chocs : Vibrations excessives et chocs dans l'espace.
• Fréquences radio : Divers signaux radio sont utilisés pour les communications en aviation.
• Radiation : Un niveau élevé de rayonnements dans l'espace peut dégrader les performances d'un dispositif piloté par PCB après une exposition prolongée.

Facteurs clés à considérer lors de la conception de PCB pour applications aéronautiques et spatiales

• Utiliser la bonne épaisseur de cuivre :

  C'est une exigence fondamentale pour tous les types de PCB. La capacité de transport de courant dépend de l'épaisseur du cuivre. Les PCB aéronautiques et spatiaux nécessitent des poids de cuivre élevés, jusqu'à 2 oz ou plus. Ces épaisseurs assurent une meilleure dissipation thermique que les couches plus fines. La plupart des fabricants utilisent également des vias thermiques et le châssis pour évacuer la chaleur, en tirant parti des propriétés naturelles de conduction du cuivre. Une gestion thermique efficace est cruciale pour la performance d'un avion ou d'un satellite.

• Utiliser des matériaux de haute qualité :

  Comme pour l'électronique industrielle, les applications aéronautiques et spatiales peuvent nécessiter des PCB rigides-flex, rigides ou flexibles. La différence majeure réside dans le choix du matériau. Alors que l'électronique industrielle utilise souvent le FR4, les PCB aéronautiques privilégient le polyimide. Ce matériau est léger, offre une meilleure flexibilité, une grande durabilité et d'excellentes capacités de dissipation thermique. Sa résistance à la chaleur en fait aussi un choix idéal pour les PCB militaires. Aujourd'hui, le polyimide est disponible en différentes configurations pour répondre aux besoins spécifiques. Des entreprises comme Rogers proposent des matériaux encore plus performants, fiables et durables à des prix abordables. De nombreux fabricants utilisent également de l'aluminium anodisé pour résoudre les problèmes thermiques.

Est-ce tout ? Non, d'autres facteurs doivent être respectés par les concepteurs et fabricants. Ils seront abordés en détail dans un prochain article.