1 摘要

一直以來，衛(wèi)星計劃使用航天級、密封封裝、經(jīng) QML-V 認證的元件來提高可靠性和耐輻射性。隨著發(fā)射的用于新商業(yè)和政府計劃的星座和近地軌道衛(wèi)星越來越多，人們越來越需要滿足嚴格預(yù)算的更小型元件。因此，出于各種原因，人們對在太空中使用塑料封裝的微電路 (PEM) 產(chǎn)生了更濃厚的興趣。PEM 變得更具吸引力，因為前沿產(chǎn)品不符合航天標準，而且 PEM 通常具有更小的尺寸且比航天級產(chǎn)品使用的陶瓷封裝更輕。人們已經(jīng)認識到，使用現(xiàn)成的商用 (COTS) 產(chǎn)品存在質(zhì)量和可靠性風(fēng)險，一些太空計劃一直在研究使用具有更嚴格鑒定要求的汽車級 AEC-Q100 產(chǎn)品。但是，Q100 器件中的額外鑒定步驟并不能滿足航天應(yīng)用的所有要求，即使對于那些要求降低的航天應(yīng)用也是如此。例如，預(yù)計使用壽命為三年的商業(yè)近地軌道 (LEO) 應(yīng)用仍然必須滿足許多 PEM 產(chǎn)品無法承受的輻射目標。衛(wèi)星計劃的主要挑戰(zhàn)之一是找到并測試那些可滿足輻射目標的產(chǎn)品。

盡管輻射性能可能是在太空中使用某些 COTS 或汽車產(chǎn)品的主要障礙，但還有許多其他風(fēng)險和因素需要考慮，例如錫晶須、銅鍵合線、額定溫度范圍和封裝釋氣。事實證明，尋找能夠承受惡劣太空環(huán)境的器件既費時又具有挑戰(zhàn)性。

除了德州儀器 (TI) 用于常規(guī)和高風(fēng)險航天任務(wù)的全系列抗輻射 QML-V 產(chǎn)品外，TI 還推出了采用 PEM 封裝的耐輻射增強型航天塑料 (Space EP) 產(chǎn)品系列，用于降低使用 PEM 執(zhí)行要求較低任務(wù)的風(fēng)險。Space EP 產(chǎn)品具有以下特征：

• 單粒子閂鎖 (SEL) 的抗擾度為 43MeV-cm²/mg，且某些元件（例如電源管理）具有額外的破壞性單粒子效應(yīng)和單粒子瞬變特性。每個產(chǎn)品都在最大工作電壓和 125°C 下進行測試。
• 在 30 至 50krad(Si) 的條件下無 ELDRS.每個雙極和 BiCMOS 產(chǎn)品都以 10mrad(Si)/s 的低劑量率 (LDR) 進行 ELDRS 表征。
• 20 至 50krad(Si) 的輻射批次驗收測試 (RLAT)。每個晶圓批次都經(jīng)過測試并符合 20krad(Si) 的要求，同時提供 RLAT 報告。具有更高 TID 特征值的器件通?？梢源_保具有相同的 RLAT 級別。
• 一些元件也報告有中子置換損壞
• 軍用級溫度范圍：-55°C 至 +125°C.
• 無銅鍵合線。所有產(chǎn)品都有金鍵合線。
• 無霧錫。引線鍍層是 NiPdAu 或其他不含純錫的鍍層。
• 采用增強型塑封實現(xiàn)低釋氣。
• 每個組裝批次都經(jīng)過擴展鑒定，包括 HAST 和溫度循環(huán)。
• 100% 溫度循環(huán)。每個器件都接受溫度循環(huán)或等效測試。
• 單一生產(chǎn)流程。一個晶圓廠和組裝場地，盡可能減少批次間的差異。
• 較長的產(chǎn)品生命周期。
• 每個產(chǎn)品在 DLA 網(wǎng)站上都有自己的供應(yīng)商項目圖 (VID)。

本應(yīng)用手冊討論了在航天應(yīng)用中使用 PEM 的風(fēng)險以及 TI 的 Space EP 產(chǎn)品如何應(yīng)對這些風(fēng)險。