TI：以太空强化型塑料装置因应低轨道卫星应用挑战

新兴的太空市场中，近年大量低地球轨道 (LEO) 卫星的发射令人振奋，这些卫星体积小、成本合理，能够耐辐射并且非常可靠。这些卫星可以对全世界扩展通讯和联机。不同于传统的卫星市场，大多数任务都在距离地球 22,236 英哩的地球同步轨道上，预计将持续 10 年以上，LEO 卫星的轨道距离地球更近，不超过 1,300 英哩。由于这些卫星相对容易替换，因此任务寿命通常不到七年。

太空强化型塑料装置将有助于因应低地球轨道应用的挑战

LEO 卫星电子设计必须同时满足严格的预算并保持竞争力，因此面临的的主要挑战包括：
‧使用体积更小、整合度更高的组件来缩小电路板尺寸。
‧寻找交货时间短的装置进行快速设计。
‧采用能够承受太空严苛条件的电子组件。
对于刚接触太空市场的设计师来说，为地面市场设计的产品无法解决太空中的特定挑战，其中包括：
‧辐射性能。
‧控制商业现货 (COTS) 装置中常见的制程和材料变化。
‧卫星环绕地球时，热循环会经历极端的温度波动。
‧将非密封的塑料包装释气。
TI 的太空强化型塑料 (EP) 认证程序能够解决这些挑战，而且能消除有时用于这个市场的高风险和资源密集型筛检方法。筛检是对零件进行电气或环境测试而在产品规格表规格之外使用的做法。虽然筛检有助于对装置的太空性能进行分类，不过仍然存在许多风险，而且，如果不完全了解装置的「原理」以及测试向量，这可能会导致现场故障，而且卫星将在任务期间出现错误的安全感。
耐辐射塑料装置如何降低风险
TI 的认证太空产品可供设计人员和组件工程师设计和验证自己的电路板，完全不需要顾虑卫星在 LEO 太空环境中的具体考虑因素。太空 EP 产品因应的一些考虑因素包括：
‧受控制的基准流程：TI 在单一制造设施、组装地点和测试地点制造每个太空 EP 装置，藉以控制材料组、辐射容限和电气规格之间的现场差异。
‧辐射批次验收测试。太空 EP 装置至少要对每个晶圆批次的总游离剂量 (TID) 保证进行测试，藉以确实达到 20 krad (Si)，对能够满足更高 TID 等级的装置进行更高等级的测试，藉此消除批次间辐射变化的任何风险。在额外辐射性能的鉴定期间，这些装置的一般表征是 30 至 50-krad (Si) TID。(对于需要更高等级 TID 性能的计划，TI 的传统 QMLV 空间产品通常额定为 100 krad (Si) 或更高。)
‧金线：太空 EP 装置仅使用金键合线，在更严格的容差要求下消除铜可能出现的键合完整性和可靠性问题。
‧没有锡须的风险：由于太空的严苛条件，即使使用保形涂层，锡须也是一大问题。为了避免这种风险，太空 EP 产品不使用锡含量高的端子。饰面则是镍钯金或 63% 锡/37% 铅。
‧扩大的温度范围：太空环境通常需要 -55℃至125℃的温度容差。促使太空 EP 零件符合此温度范围的要求，就完全不需要为扩展的温度范围进行筛检，这将导致 TI 的保固失效，并且可能损害飞航中使用的装置。
‧严苛环境鉴定：由于扩展的高加速应力测试、每个装置上的温度循环和强化的材料集，太空 EP 产品获得太空环境的流程有关的附加功能，藉以满足 NASA 推动的美国测试和材料协会 E-495 释气规格。
加快发布时程
TI 太空 EP 装置的质量和可靠性有助于设计人员加速洗板和验证新设计。在 TI.com 上的装置产品文件夹中，提供针对 LEO 要求进行优化的装置有关的所有辐射数据，以及释气数据和可靠性报告。使用TI的详细报告可以节省大量成本，因为在 LEO 卫星应用中使用 COTS 产品时，对于辐射测试、筛检和低产量方面进行大量投资。TI的报告包括：
‧针对 TID 提供的辐射报告，其中包括 30-50 krad (Si) 的表征资料和 20-50 krad (Si) 的抗辐射保证数据
‧单一事件效应的辐射报告、43 MeVcm2/mg 的单一事件闩锁报告以及电源管理产品的其他破坏性单一事件和单一事件瞬态表征。
‧释气和可靠性报告，提供有关产品流程、可靠性数据、可追溯性和释气测试的信息。报告中的信息有助于加快电路板认证并减少对外部认证工作的需求，尽可能降低选择新产品时的风险，并让这些装置从一开始就可以正常运作。
严苛的太空环境需要更高等级的可靠性来确保系统的安全。使用太空 EP 装置组合，为日后进行发布时，节省时间并降低风险。