Kenny Matthews

새롭게 떠오르는 우주 시장에서 가장 흥미로운 측면 중 하나는 작고 경제적이면서도 방사능에 강하고 신뢰할 수 있는 대용량 저궤도(LEO) 위성을 발사하는 것입니다. 이러한 위성은 전 세계 어디에서나 확장된 통신 및 연결을 지원합니다. 대부분의 임무가 지구에서 최대 22,236마일 떨어진 정지 궤도에 있고 10년 이상 지속될 것으로 예상되는 기존 위성 시장과 달리 LEO 위성은 1,300마일도 채 되지 않는 지구에 훨씬 더 가까운 궤도를 돌고 있습니다. 상대적으로 교체가 쉽기 때문에 일반적으로 임무 수명은 7년 미만입니다.

저궤도 위성을 위한 전자 설계의 주요 과제는 엄격한 예산을 충족하고 경쟁력을 유지하는 동시에 다음과 같습니다:

• 더 작고 더 통합된 부품을 사용하여 보드 크기를 줄입니다.
• 빠른 회전 설계를 위해 리드 타임이 짧은 장치를 찾습니다.
• 우주에서 가혹한 조건에서도 견딜 수 있는 전자 부품 보유하기.

우주 시장을 처음 접하는 디자이너에게는 다음과 같이 지상 시장용으로 설계된 제품이 해결하지 못하는 우주에서의 특정 과제가 있습니다.

• 방사능 성능.
• 일반적으로 상업용 기성품(COTS) 장치에서 프로세스 및 재료 변형 제어.
• 위성이 지구 주위를 이동하면서 극심한 온도 변동을 경험하는 열 순환.
• 밀봉되지 않은 플라스틱 패키지에서 가스 방출.

TI의 우주 항공 강화 제품(EP) 인증 프로세스는 이러한 과제를 해결하고 이 시장에 종종 사용되는 고위험 및 리소스 집약적 업스크리닝 방법의 필요성을 제거합니다. 업스크리닝은 데이터시트 사양을 벗어나는 용도로 부품을 전기적으로 또는 환경적으로 테스트하는 방법입니다. 업스크리닝은 기기의 우주용 성능을 분류하는 데 도움이 될 수 있지만, 여전히 수많은 위험이 존재하며 장치의 '레시피'와 테스트 벡터를 완전히 이해하지 못하면 현장에서 실패할 수 있고 위성이 임무 기간 동안 작동할 것이라는 잘못된 확신을 갖게 할 수 있습니다.

방사선 내성 플라스틱 장치가 위험을 줄이는 방법

TI의 인증된 우주 항공 제품을 사용하면 설계자 및 부품 엔지니어가 LEO 공간 환경에서 위성의 특정 고려 사항에 대해 걱정하지 않고 보드를 설계 및 검증할 수 있습니다. 우주 항공 EP 제품이 처리하는 몇 가지 고려사항은 다음과 같습니다.

• 제어된 기준 흐름. TI는 물질 세트, 방사능 내성 및 전기 사양 사이의 사이트 간 변화를 제어하기 위해 단일 제조 시설, 조립 위치 및 테스트 사이트에서 각 우주 항공 EP 장치를 제조합니다.
• 방사선 로트 인수 테스트. 우주 항공 EP 장치는 각 웨이퍼 로트에 대해 최소 20krad(Si)의 총 이온화 선량(TID) 보증을 위한 테스트를 거치며, 더 높은 TID 등급을 충족할 수 있는 장치에 대해서는 더 높은 등급의 테스트를 거쳐 로트 간 방사선 변동 위험을 제거합니다. 이 장치는 일반적으로 추가 방사능 성능 검증 중에 30~50krad(Si) TID로 특성화됩니다. (더 높은 수준의 TID 성능이 필요한 프로그램의 경우 TI의 기존 QMLV 우주 제품은 일반적으로 100krad(Si) 이상의 등급을 받았습니다.)
• 금 와이어. 우주 항공 EP 장치는 금 본드 와이어만 사용하여 더 엄격한 공차 요구 사항에서 구리의 본드 무결성 및 안정성 문제를 해결합니다.
• 주석 수염이 생길 위험이 없습니다. 컨포멀 코팅을 사용하더라도 우주 공간의 열악한 조건으로 인해 주석 수염이 생기는 것은 우려할 만한 일입니다. 이러한 위험을 피하기 위해 우주 항공 EP 제품은 주석 함량이 높은 마감을 사용하지 않습니다. 대신, 마감은 니켈-팔라듐-금 또는 63% 주석/37% 납입니다.
• 확장된 온도 범위. 우주 환경에서는 일반적으로 -55°C ~ 125°C의 온도 허용 오차가 필요합니다. 이 온도 범위에 맞게 우주 항공 EP 부품을 인증하면 온도 범위를 확장하기 위해 업스크리닝할 필요가 없으며, 이 경우 TI의 보증이 무효화되고 비행 중에 사용되는 장치가 손상될 가능성이 있습니다.
• 혹독한 환경에 사용되는 제품 우주 항공 EP 제품은 NASA 주도의 미국 재료 시험 협회 E-495 가스 방출 사양을 충족하기 위해 확장된 높은 가속 응력 테스트, 모든 장치의 온도 사이클링 및 향상된 재료 세트를 통해 우주 환경에 특정한 흐름을 추가합니다.

TI의 우주 항공 EP 인증에 대한 자세한 내용은 애플리케이션 노트를 참조하십시오. "우주 항공 강화 플라스틱 제품으로 낮은 지구 궤도 임무의 위험을 줄입니다."

발사 일정 가속화

TI 우주 항공 EP 장치의 품질과 안정성은 설계자가 새로운 설계를 더 빠르게 회전하고 자격을 검증할 수 있게 해줍니다. TI.com의 장치 제품 폴더 내에서, TI는 장치에 대한 모든 방사능 데이터를 제공하며, LEO 요구 사항뿐 아니라 가스 분출 데이터 및 안정성 보고서를 위해 최적화되어 있습니다. LEO 위성 애플리케이션에서 COTS 제품을 사용할 때 방사선 테스트, 업스크리닝 및 낮은 수율을 설명하는 데 상당한 투자가 이루어지기 때문에 당사의 상세 보고서를 사용하는 것은 엄청난 비용 절감이 될 수 있습니다.

TI 보고서 내용:

• 30-50krad(Si)의 특성화 데이터 및 20-50krad(Si)의 방사능 손상 방지 보증 데이터를 포함하여 TID에 대한 방사능 보고서가 제공됩니다.
• 단일 단일 이벤트 효과에 대한 방사선 보고서, 43MeVcm²/mg에 대한 단일 이벤트 래치업 보고서, 전력 관리 제품에 대한 추가적인 파괴적 단일 이벤트 및 단일 이벤트 과도 특성 분석이 제공됩니다.
• 제품 흐름, 신뢰성 데이터, 추적 및 외부 가스 테스트에 대한 정보를 제공하는 가스 분출 및 신뢰성 보고서. 이 보고서의 정보는 보드 인증을 신속하게 처리하고 외부 검증 작업의 필요성을 줄여 신제품 선택 시 위험을 최소화하고 처음부터 장치가 작동한다는 확신을 주는 데 도움이 됩니다.

TI는 더 많은 우주 항공 EP 인증 제품에 지속적으로 투자하고 있습니다. 사용 가능한 장치의 전체 목록은 우주 항공 EP 매개 변수 표를 참조하십시오.

혹독한 우주 환경에는 시스템 안전을 보장하기 위해 향상된 수준의 안정성이 필요합니다. 이러한 당면 과제 외에도 발사 주기와 프로젝트 일정이 지속적으로 가속화되고 있습니다. TI의 우주 항공 EP 장치 포트폴리오로 시간을 절약하고 위험을 줄이십시오.

추가 리소스

• "TI 우주 항공 제품 가이드"를 사용하여 새로 출시된 방사능 내성 및 방사능 강화 우주 항공 제품에 대한 최신 정보를 확인하십시오.
• TI의 우주 항공 장치 분류 다이어그램을 통해 귀사의 미션 품질 요구 사항에 맞는 적절한 장치를 선택하십시오.