航天级耐辐射产品系列为新兴近地轨道商业应用的设计师提供了新的解决方案

航天级耐辐射产品系列为新兴近地轨道商业应用的设计师提供了新的解决方案

（2024年11月22日更新）

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新兴太空领域更令人兴奋的是发射大量近地轨道(LEO)卫星体积小，经济可行，具有抗辐射性和可靠性，增强了世界通信和连接性。在以前的卫星领域，大部分任务都是在距地球222236英里的地球同步轨道上执行的，预计会持续10多年。不同的是，LEO卫星的轨道离地球更近，不超过1300英里。由于这些卫星相对容易更换，其工作寿命通常不到七年。

在符合严格预算并保持竞争力的情况下，LEO卫星电子设计的主要挑战是：

● 使用更小、更集成的元件来减少电路板的尺寸

● 为短周期设计找到交货周期短的设备

● 使用能够承受恶劣太空条件的电子元件

除了包括250多个合格制造商的V级名单外(QMLV)除现有的密闭空间级设备产品系列外，TI最近推出了全新的耐辐射产品系列(航天)EP）。航天EP产品系列包括工作寿命短的产品LEO塑料器件的卫星设计。

对于刚进入航天领域的设计师来说，航天领域具有陆地产品无法解决的具体挑战，包括：

● 辐射性TI官方代理能

● 商用现成(COTS)典型的控制过程和材料变化

● 卫星绕地球运行时的热循环

● 未密封塑料封装释气

TI的航天EP认证过程克服了上述挑战，因此无需使用高风险升级筛选方法（以前偶尔使用）。升级筛选是在数据表规格以外的条件下测试设备的电气或环境。如果升级筛选不完全了解设备的配方及其测试向量，可能会导致现场故障，错误地认为卫星将在任务执行期间正常运行。

如何降低耐辐射装置的风险？

利用TI设计师和设备工程师可以在不考虑卫星的情况下设计和验证航天产品的电路板LEO航天环境中的具体注意事项。EP产品不需要考虑的部分注意事项包括：

● 受控基线流程。对于每款航天EP器件，TI为了减少材料组合、辐射耐受性和电气规格的差异，在制造工厂、装配场所和测试场所进行了制造。

● 辐射批验收试验。航天EP测试后，确保各晶圆批电离辐射总剂量(TID)为20krad(Si)，从而消除任何批次之间辐射差异的风险。这些设备在认证期间高达30个krad(Si)的TID，额外的辐射性能可以实现。(需要更高的层次TID性能项目，TI以前的QMLV航天产品的额定值通常是100krad(Si)或更高。）

● 金线。航天EP该装置仅使用金键合线，以消除铜在更严格的容差要求下可能出现的键合完整性和可靠性问题。

● 无锡需要风险。由于空间条件恶劣，即使使用塑料涂层，也要考虑锡须问题。为了避免这种风险，太空EP该产品不使用锡含量高的端子。相反，涂层使用镍-钯-金或63%锡/37%铅。

● 工作温度范围。航天环境通常要求-55°C至125°C温差EP设备限制在温度范围内后，无需升级和筛选工作温度范围，否则会使设备TI飞行中使用的设备可能会因保修失效而损坏。

● 恶劣环境资质认证。EP产品接受更严格的高加速应力认证过程，如更严格的高加速应力试验、各设备和增强材料的温度循环试验，以满足要求NASA美国材料与试验协会牵头E-495释气规格要求。

加快产品推出时间表

凭借TI航天EP设计师可以更快地开发和验证设备的质量和可靠性。在TI.com在上述设备产品文件夹中，我们提供了LEO所有辐射数据、释气数据和可靠性报告都需要优化设备。使用我们的详细报告可以节省很多成本，因为LEO使用卫星应用COTS在产品中，会在辐射测试、升级筛选和易生不良品分析上投入大量资金。

我们的报告包括：

● 针对TID辐射报告包括30份krad(Si)特征数据和高达20krad(Si)耐辐射加固保证数据

● 对于单粒子效应的辐射报告，43MeVcm2/mg电源管理产品的单粒子锁定数据和附加单粒子瞬态特性。

● 释放和可靠性报告提供产品流程、可靠性数据、可追溯性和释放测试信息。报告中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，从而最大限度地降低选择新产品时面临的风险，并确保设备从一开始就能正常工作。

表1列出了我们产品系列中的六个航天EP计划推出更多主要功能类别的设备。

表1 已发布的航天EP器件