|t为了解决低轨道卫星应用问题使用空间增强塑料装置

在新兴航天市场,近年来发射了大量低地球轨道(LEO)卫星,体积小、成本低、耐辐射,非常可靠。这些卫星可以向全世界扩展通信和在线。与传统卫星市场不同,大多数任务预计将在距离地球22,236英里的地球静止轨道上持续10年以上,LEO卫星的轨道将更接近地球,不会超过1,300英里。因为这些卫星比较容易更换,所以任务寿命一般不到7年。

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空间强化塑料装置将有助于低地球轨道应用的挑战。

LEO卫星电子设计需要满足严格的预算并保持竞争力,因此面临着以下主要挑战:

使用更小、集成性更高的组件来减小电路板大小。

寻找交货时间短的装置,进行快速设计。

用能承受宇宙严酷条件的电子元件。

对于第一次接触宇宙市场的设计师来说,为地面市场设计的产品不能解决宇宙中的某些问题,例如:

辐射性能。

控制商业现货(COTS)装置中常见的过程和材料变化。

卫星环绕地球时,热循环会经历极端的温度波动。

包装未密封的塑料释放气体。

TI的空间强化塑料(EP)认证计划将应对这些挑战,并消除这个市场上偶尔使用的高风险和资源密集型筛选方法。鉴定是对零部件进行电气或环境测试,在产品规格表规格之外使用的方法。筛选有助于对设备的空间性能进行分类,但仍然存在很多风险,如果不完全理解设备的“原理”和测试矢量,可能会出现现场错误,在任务期间卫星会产生错误的安全感。

辐射防护塑料装置如何降低风险

TI的认证太空产品允许设计师和组件工程师在LEO太空环境中设计和验证自己的电路板,完全不考虑卫星的具体考虑。空间EP产品需要解决的一些考虑因素包括:

控制标准流程:TI在单个制造设施、装配地点和测试地点制造每个空间EP装置,以控制材料组、辐射允差和电气规格之间的现场差异。

辐射批量接受测试。空间EP装置至少应测试每批晶片的总自由剂量(TID)保证,以便实际达到20 krad (Si),并对能够满足更高TID等级的装置进行更高级别的测试,从而消除批次间辐射变化的危险。在进一步辐射性能验证期间,这些设备的典型表征为30 ~ 50-krad (Si) TID。(对于需要高TID性能的程序,TI现有的QMLV空间产品通常额定为100 krad (Si)以上。)。

金线:宇宙EP装置仅使用金钥匙接合线,根据更严格的公差要求,消除铜中可能出现的接合完整性和可靠性问题。

没有石胡子的危险:由于宇宙的苛刻条件,即使使用保形涂层,石胡子也是个大问题。为了避免这种危险,宇宙EP产品不使用锡含量高的终端。涂层是镍钚或锡63%/铅37%。

扩大的温度范围:宇宙环境通常需要-55至125的温度公差。如果宇宙EP部件满足此温度范围的要求,则完全不需要筛选扩展的温度范围。这可能会使TI的保修失效,并损坏飞行过程中使用的设备。

严格的环境验证:由于扩展的加速应力测试、每个单元的温度循环和改进的材料集,空间EP产品提供了与空间环境过程相关的附加功能,以满足NASA推动的美国测试和材料协会E-495发射规范。

缩短上市时间

TI空间EP装置的质量和可靠性有助于设计师加快洗牌,验证新设计。TI.com上的“装置产品”文件夹提供了与为满足LEO要求而优化的设备相关的所有辐射数据、发射数据和可靠性报告。使用TI的详细报告可以节省大量成本,因为在LEO卫星应用程序中使用COTS产品时,可以在辐射测试、筛选和低产量方面进行大量投资。TI的报告包括:

TID的辐射报告,包括30-50 krad (Si)的表征数据和20-50 krad (Si)的辐射保证数据

单个事件效果的辐射报告、43 MeVcm2/mg的单个事件闩锁报告、电源管理产品的其他破坏性单个事件和单个事件过渡特性。

“发射和可靠性报告报告”中的信息,提供了有关产品流程、可靠性数据、可追溯性和发射测试的信息,有助于加快电路板认证,减少对外部认证工作的需求,最大限度地减少选择新产品时的风险,并确保这些设备从一开始就能正常工作。

严酷的宇宙环境需要更高水平的可靠性来保证系统的安全。使用空间EP装置组合,在未来发布时节省时间,降低风险。

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