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1 - CONTRAINTES ENVIRONNEMENTALES

2 - TECHNOLOGIES

3 - CONCLUSION

4 - GLOSSAIRE

5 - SIGLES

Article de référence | Réf : E3572 v2

Glossaire
Conception de cartes électroniques pour équipements spatiaux

Auteur(s) : David VIALA

Date de publication : 10 août 2019

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NOTE DE L'ÉDITEUR

Cet article est la version actualisée et complétée de l’article E3572  intitulé « Conception de cartes pour équipements spatialisables» rédigé par Claude DREVON et José ALDEGUER  paru en 2005.

18/08/2019

RÉSUMÉ

Les cartes électroniques pour les applications spatiales (satellites) exigent un niveau élevé de fiabilité et une tenue à des contraintes environnementales sévères spécifiques du domaine spatial. L’article présente les différentes exigences à respecter pour garantir la fiabilité et pour assurer la mission. Les environnements que subissent les cartes électroniques sont détaillés en quatre parties : les sollicitations de type mécanique, thermique, rayonnement et radiatif. Tous ces aspects imposent des limitations technologiques au niveau des matériaux de base, des moyens et des outils. Une attention particulière sera portée sur les règles de conception et les procédés de fabrication des cartes électroniques incluant les contrôles de fiabilité.

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ABSTRACT

Electronic boards design for Space Equipment

The electronic boards for the space applications (satellites) require a high level of reliability and a respect for high environmental constraints specific to spatial domain. The article presents the various requirements to be respected in order to guarantee the reliability and to assure the mission. The environments which undergo the electronic boards are detailed in four parts: the requests of mechanical, thermal, EMC and radiations. All these aspects impose technological limitations at the level of raw materials, means and tools. A particular attention will be mentioned on design and the manufacturing processes of the electronic boards including reliability  controls.

Auteur(s)

  • David VIALA : Responsable bureau d’études cartes électroniques-équipements numériques, - Thales Alenia Space, - Thales, Toulouse, France

INTRODUCTION

Les cartes électroniques doivent répondre à un critère de niveau de fiabilité de 15 ans en vol pour les missions géostationnaires, dans un environnement spécifique en termes mécaniques, thermiques, rayonnements et radiatifs. De plus, le stockage et le conditionnement au sol avant d’être en vol peuvent durer plusieurs mois voire années. Cette longévité est parfois limitée à quelques années pour des missions plus scientifiques sur des orbites basses de type Leo stationnaire.

Ce qui était vrai dans les années 2000, concernant les faibles quantités inhérentes au marché spatial ne permettant pas de profiter de l’effet de masse nécessaire à l’introduction de nouvelles technologies ou limites technologiques, n’est plus le cas maintenant. En effet, même si la notion de série n’existe pas comme dans les domaines automobile ou grand public (exemple de la téléphonie mobile), les volumes se comptant par dizaines d’unités, il est primordial d’embarquer les nouvelles technologies, afin de disposer d’équipements électroniques performants répondant au besoin des clients. Les applications sont diverses, commerciales ou militaires, elles concernent la navigation, l’optique et les télécommunications. Les opérateurs de satellites doivent disposer en vol de solutions flexibles à forte capacité.

Suite à une description des contraintes environnementales, l’article détaille le domaine de qualification pour les technologies des cartes électroniques qui couvre trois domaines :

  • le support de base qui est le circuit imprimé (PCB) ;

  • les composants électroniques et non électroniques assemblés sur le PCB ;

  • les modes d’assemblage (brasage, collage, vissage…).

Les principales règles de conception et d’industrialisation sont illustrées, leur respect est primordial pour garantir un niveau de fiabilité conforme au besoin des missions spatiales.

Les points majeurs concernant les contraintes environnementales sont détaillés dans un premier temps. Puis, sont analysées les phases de développement souvent itératives. Les étapes principales pour la réalisation des cartes électroniques et une accentuation sur les contrôles sont présentées en fin du document.

Le lecteur trouvera en fin d'article un glossaire et un tableau des sigles utilisés.

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De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

KEYWORDS

reliability   |   manufacturing   |   PCB   |   electronic boards design

VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-e3572


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4. Glossaire

PCB : Printed Circuit Board

Circuit imprimé ou support de base pour reporter les composants électroniques.

stackup HDI : empilage High Density Interconnect

Empilage des couches d’un circuit imprimé avec une technologie microvias nécessaire pour l’utilisation des composants numériques avec de nombreuses entrées/sorties.

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - ALAY-EDDINE (M.) -   Méthode d’analyse des cartes électroniques soumises à des vibrations environnementales.  -  [E 3 954] (2013).

  • (2) - CADALEN (E.) -   Conception et fabrication des circuits imprimés rigides.  -  [E 3 342] (2013).

  • (3) -   *  -  Cartes électroniques : technologies et conception [42287210].

  • (4) - COLONNA CECCALDI (M.) -   Cartes imprimées.  -  [E 3 910] (1988).

  • (5) - LEROSE (S.) -   Intégrité de signal et compatibilité électromagnétique (CEM) des cartes électroniques.  -  [E 3 455] (2015).

  • (6) - POUPON (G.) -   Procédés de packaging et d’interconnexion de composants électroniques.  -  [E 3 401]...

1 Outils logiciels

http://www.escies.org

http://www.pwbcorp.com

http://www.iftec.fr http://www.cnes.fr

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2 Événements

Salons :

IPC APEX EXPO (États-Unis)

ELECRONICA (Munich – Allemagne)

Journées RT CNES (Centre national d'études spatial)

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3 Normes et standards

ECSS-Q-ST-70-60CECSS standards for PCB.

ECC-E-ST-10CECSS standards for system engineering general requirements.

MIL-STD-883MIL standards for test method for Microcircuits.

IPC-1-610IPC standards electronics assembly.

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