TI：以太空強化型塑料裝置因應(yīng)低軌道衛(wèi)星應(yīng)用挑戰(zhàn)

新興的太空市場中，近年大量低地球軌道 (LEO) 衛(wèi)星的發(fā)射令人振奮，這些衛(wèi)星體積小、成本合理，能夠耐輻射并且非?？煽?。這些衛(wèi)星可以對全世界擴展通訊和聯(lián)機。不同于傳統(tǒng)的衛(wèi)星市場，大多數(shù)任務(wù)都在距離地球 22,236 英哩的地球同步軌道上，預(yù)計將持續(xù) 10 年以上，LEO 衛(wèi)星的軌道距離地球更近，不超過 1,300 英哩。由于這些衛(wèi)星相對容易替換，因此任務(wù)壽命通常不到七年。

太空強化型塑料裝置將有助于因應(yīng)低地球軌道應(yīng)用的挑戰(zhàn)

LEO 衛(wèi)星電子設(shè)計必須同時滿足嚴(yán)格的預(yù)算并保持競爭力，因此面臨的的主要挑戰(zhàn)包括：
?使用體積更小、整合度更高的組件來縮小電路板尺寸。
?尋找交貨時間短的裝置進行快速設(shè)計。
?采用能夠承受太空嚴(yán)苛條件的電子組件。
對于剛接觸太空市場的設(shè)計師來說，為地面市場設(shè)計的產(chǎn)品無法解決太空中的特定挑戰(zhàn)，其中包括：
?輻射性能。
?控制商業(yè)現(xiàn)貨 (COTS) 裝置中常見的制程和材料變化。
?衛(wèi)星環(huán)繞地球時，熱循環(huán)會經(jīng)歷極端的溫度波動。
?將非密封的塑料包裝釋氣。
TI 的太空強化型塑料 (EP) 認(rèn)證程序能夠解決這些挑戰(zhàn)，而且能消除有時用于這個市場的高風(fēng)險和資源密集型篩檢方法。篩檢是對零件進行電氣或環(huán)境測試而在產(chǎn)品規(guī)格表規(guī)格之外使用的做法。雖然篩檢有助于對裝置的太空性能進行分類，不過仍然存在許多風(fēng)險，而且，如果不完全了解裝置的「原理」以及測試向量，這可能會導(dǎo)致現(xiàn)場故障，而且衛(wèi)星將在任務(wù)期間出現(xiàn)錯誤的安全感。
耐輻射塑料裝置如何降低風(fēng)險
TI 的認(rèn)證太空產(chǎn)品可供設(shè)計人員和組件工程師設(shè)計和驗證自己的電路板，完全不需要顧慮衛(wèi)星在 LEO 太空環(huán)境中的具體考慮因素。太空 EP 產(chǎn)品因應(yīng)的一些考慮因素包括：
?受控制的基準(zhǔn)流程：TI 在單一制造設(shè)施、組裝地點和測試地點制造每個太空 EP 裝置，藉以控制材料組、輻射容限和電氣規(guī)格之間的現(xiàn)場差異。
?輻射批次驗收測試。太空 EP 裝置至少要對每個晶圓批次的總游離劑量 (TID) 保證進行測試，藉以確實達到 20 krad (Si)，對能夠滿足更高 TID 等級的裝置進行更高等級的測試，藉此消除批次間輻射變化的任何風(fēng)險。在額外輻射性能的鑒定期間，這些裝置的一般表征是 30 至 50-krad (Si) TID。(對于需要更高等級 TID 性能的計劃，TI 的傳統(tǒng) QMLV 空間產(chǎn)品通常額定為 100 krad (Si) 或更高。)
?金線：太空 EP 裝置僅使用金鍵合線，在更嚴(yán)格的容差要求下消除銅可能出現(xiàn)的鍵合完整性和可靠性問題。
?沒有錫須的風(fēng)險：由于太空的嚴(yán)苛條件，即使使用保形涂層，錫須也是一大問題。為了避免這種風(fēng)險，太空 EP 產(chǎn)品不使用錫含量高的端子。飾面則是鎳鈀金或 63% 錫/37% 鉛。
?擴大的溫度范圍：太空環(huán)境通常需要 -55℃至125℃的溫度容差。促使太空 EP 零件符合此溫度范圍的要求，就完全不需要為擴展的溫度范圍進行篩檢，這將導(dǎo)致 TI 的保固失效，并且可能損害飛航中使用的裝置。
?嚴(yán)苛環(huán)境鑒定：由于擴展的高加速應(yīng)力測試、每個裝置上的溫度循環(huán)和強化的材料集，太空 EP 產(chǎn)品獲得太空環(huán)境的流程有關(guān)的附加功能，藉以滿足 NASA 推動的美國測試和材料協(xié)會 E-495 釋氣規(guī)格。
加快發(fā)布時程
TI 太空 EP 裝置的質(zhì)量和可靠性有助于設(shè)計人員加速洗板和驗證新設(shè)計。在 TI.com 上的裝置產(chǎn)品文件夾中，提供針對 LEO 要求進行優(yōu)化的裝置有關(guān)的所有輻射數(shù)據(jù)，以及釋氣數(shù)據(jù)和可靠性報告。使用TI的詳細(xì)報告可以節(jié)省大量成本，因為在 LEO 衛(wèi)星應(yīng)用中使用 COTS 產(chǎn)品時，對于輻射測試、篩檢和低產(chǎn)量方面進行大量投資。TI的報告包括：
?針對 TID 提供的輻射報告，其中包括 30-50 krad (Si) 的表征資料和 20-50 krad (Si) 的抗輻射保證數(shù)據(jù)
?單一事件效應(yīng)的輻射報告、43 MeVcm2/mg 的單一事件閂鎖報告以及電源管理產(chǎn)品的其他破壞性單一事件和單一事件瞬態(tài)表征。
?釋氣和可靠性報告，提供有關(guān)產(chǎn)品流程、可靠性數(shù)據(jù)、可追溯性和釋氣測試的信息。報告中的信息有助于加快電路板認(rèn)證并減少對外部認(rèn)證工作的需求，盡可能降低選擇新產(chǎn)品時的風(fēng)險，并讓這些裝置從一開始就可以正常運作。
嚴(yán)苛的太空環(huán)境需要更高等級的可靠性來確保系統(tǒng)的安全。使用太空 EP 裝置組合，為日后進行發(fā)布時，節(jié)省時間并降低風(fēng)險。