SpaceX公司商用塑封器件质量保证措施

调研了商用塑封器件用于宇航任务时的一般质量保证要求,重点分析美国太空探索技术(SpaceX)公司基于实际工况的器件级、板级相结合的筛选、考核试验方法和选用策略。在此基础上提出国内航天任务用商用塑封器件质量保证方法改进建议,例如适当降低器件级试验要求并增加板级筛选和考核试验。最后,给出典型电装后单板筛选的低成本质量保证方案,在保证器件应用可靠性的同时能有效优化流程、降低成本。     

航天器用高性能塑封器件的板级鉴定方法

由于技术进步和设计需要,航天应用中不可避免地会遇到选用低质量等级塑封器件的情况。随着器件功能的日益复杂和封装的多样化,实现器件级的鉴定越来越困难。文章提出了基于板级系统对塑封器件进行鉴定的方法,包括几个标准的评估方面,如器件级筛选、破坏性物理分析、特殊的设计评估等;并介绍了一种基于局部加热技术,能够考核器件热温度特性的板级评估方法。     

一种串并转换器件单粒子效应试验研究

针对型号用新型器件抗辐射能力评估的需要,研制了串并转换器件单粒子效应检测系统,并对卫星型号中准备使用的一款26位串并转换器件进行了单粒子效应评估试验,得到了器件抗单粒子锁定的阈值,并发现该器件在单粒子辐照下会出现连续位输出错误。结合器件版图、结构分析了单粒子效应造成连续位错误的原因,为器件厂家后续设计改进和卫星型号进行系统级抗辐射加固设计提供了依据。     

一种基于COTS器件的SiP微系统的抗总剂量效应加固设计与试验评估

总剂量效应是制约COTS器件空间应用的主要因素之一。为满足空间应用对电子系统高性能、小型化及抗辐射的需求,对一种基于COTS器件的SiP微系统的抗总剂量效应加固方案进行设计,采用模型分析与地面试验结合的方法对微系统的抗总剂量辐射能力进行评估。该评估方法将微系统作为设备与器件的一种结合体,先按照设备进行整体模型评估,后按照器件进行试验评估,提高了评估的效率,具有较强的工程实用价值。⁶⁰Co γ射线辐照试验结果表明：加固后SiP微系统的抗总剂量能力不低于150 krad(Si),可以满足相关任务应用需要。该微系统的抗总剂量效应加固设计和总剂量效应评估方法可为相关微系统研制提供参考。     

光电耦合器件中子辐照位移损伤效应试验研究

空间高能粒子引发的位移损伤效应会引起光电耦合器件饱和压降、电流传输比、击穿电压和正向电压等参数发生变化以致器件失效。为研究低地球轨道中子环境产生的位移损伤效应对该轨道航天器上光电耦合器件的影响,文章利用中子辐照源,在不同注量下对不同型号的光电耦合器件进行试验研究,得出器件饱和压降、电流传输比、击穿电压及正向电压随中子辐照注量的变化规律。研究结果表明：饱和压降、电流传输比和击穿电压对中子辐照的敏感度较高,而正向电压对辐照并不敏感。分析表明,辐照引起的位移损伤效应是导致器件电流传输性能退化的一个重要原因。研究结果可为光电耦合器件在空间环境中的使用提供试验依据和参考。     

高速帧转移型面阵CCD器件的时序设计

介绍了512×512高速帧转移面阵CCD器件时序设计的方法。在分析器件结构和时序关系的’基础上,确定了时序设计的主要参数,并利用复杂可编程逻辑器件（CPLD）EPM7256AETC100—5实现了CCD器件工作所需的各种时序信号。通过时序仿真证明,设计方法正确可行,运行稳定。     

塑封微电路老炼研究综述

文章介绍了塑封微电路在高可靠性领域的应用,塑封微电路可靠性研究的现状,以及塑封微电路老炼研究在塑封微电路可靠性研究中的地位。具体分析了商用塑封器件老炼当前所面临的主要问题,其中重点介绍了随着器件集成度和工艺水平的提高,元器件漏电流的增加和元器件参数差异增大是老炼研究中不可忽略的因素。针对上述问题,指出了塑封微电路老炼过程热稳定研究的迫切性,尤其对我国高可靠应用领域,并介绍了国内外相关研究现状和我国在这一领域的差距。     

用于军用环境的塑封器件可靠性研究

对塑封器件鉴定试验中的强加速试验和温度循环试验进行了研究．对国外增强型塑封器件进行了简介，并对国外增强型塑封器件和国内定制塑封器件进行了可靠性对比试验研究。     

一种基于快速可恢复电机驱动电路的单粒子锁定防护设计方法及应用验证

随着航天器负载对功率需求的不断增大,产品设计中对电机驱动电路的可靠性提出了更高的要求,而选用一体化集成电路是电机驱动电路设计的一种成熟方案。文章针对商用现货器件MSK4351的空间应用需求,提出了一种应用快速、可恢复电机驱动电路的单粒子锁定防护设计方法,通过模拟试验验证了该防护电路能够自动探测和迅速解除单粒子锁定现象;并结合设备的在轨工况开展了器件空间应用的单粒子风险分析,结果表明器件的使用风险可接受。目前已应用的电机驱动电路在轨工作稳定,表明该防护设计方法具有一定的工程应用价值。     

国产非加固CMOS电路低剂量率辐射效应的研究

在不同剂量率下进行辐照试验,半导体器件的失效剂量和失效机理可能不同。文章对国产非加固 CMOS 电路 CC4007分别在低剂量率和高剂量率下进行辐照试验,并将试验结果进行比较。辐照剂量率为0.0001、0.001、1Gy(Si)/s。对高剂量率辐照的器件进行了100℃168h 退火试验。试验结果表明,在低剂量率下辐照器件电参数退化相对小些,但失效模式同高剂量率下的一样,失效是由于静态漏电大。试验还表明对国产非加固 CMOS 电路用高剂量率辐照试验进行评估是不准确的。     

高分辨率遥感相机CCD器件精密热控制

针对某高分辨率空间遥感相机电荷耦合器件（Charge-Coupled Device,CCD）体积小、功耗大但温度稳定性要求高的特点,提出了通过相机发送指令控制补偿加热回路通、断电对CCD器件进行温度控制的方法,并利用IDEAS-TMG软件进行了仿真分析,分别给出了无补偿功率、补偿功率为10W、12.5W、15W与17.5W这5种情况下CCD器件的温度变化曲线。仿真分析结果表明：补偿功率为12.5W时CCD器件的温度波动最小,热设计结果满足各项温度指标。为了验证热设计的可靠性,焦面组件参加了整机的热平衡试验,得到了满意的结果。该设计方法对各类空间遥感相机高温度稳定性要求的CCD器件的热设计和热分析有一定的指导和借鉴作用。     

一种防继电器弹跳电路在导弹时间测量中的应用

结合某型导弹时频测量装备研制，针对电磁式继电器接点通断瞬间的抖动会对其控制的电路（测试电路）产生很大影响，造成被控电路（测试电路）的工作状态不稳定；介绍了一种ISP—CPLD（ISP—In System Programmability；CPLD-Complex Programmable Logic Device）器件—MACH4系列器件，给出了开发设计流程，详细讨论了基于ISP—CPLD器件的防继电器弹跳电路的设计方法。     

几种微波半导体器件的辐射试验及分析

为了对国产微波半导体器件的抗辐射能力进行验证,我们于1994年9月对4种器件进行了总剂量效应实验。1 实验方案及要求 由于设备空缺,或虽有设备但测量范围不够、精度不够等原因,本次实验采取如下方案: 1)采用稳态总剂量辐照; 2)辐射源为60Co r射线; 3)采用移位测试,静态,辐照未加偏压; 4)专门设计印刷线路板和夹具,辐照中所有器件都固定在夹具上,用转换开关依次更换器件;     

某高码率通信终端处理机热设计与仿真分析*

处理机是飞行器高码率通信终端核心电子设备,处理机稳定性与可靠性的高低直接关系到整个终端系统设备的可靠性工作。介绍高码率通信终端处理机热设计的特点与方法,针对不同的功率器件和组件,与结构设计相结合,探索合理的散热途径,特别是许多热耗较大的功率器件的热设计。通过热仿真分析,优化热设计方案,控制每个器件的温升满足设计要求,并进行了热真空、热平衡试验验证。     

商用现货器件在卫星中的应用

在卫星设计过程中,采用商用现货(COTS)电子器件替代传统卫星研制中昂贵的高等级产品来降低研制成本是行之有效的方法。文章总结了商用现货器件在卫星中应用时所面临的空间环境干扰,并针对单粒子翻转问题提出冗余设计和特定电路设计等策略。对当前国内外卫星中采用的各种COTS器件设计方法进行了论述,分析了各种提高商用现货器件可靠度方法的优缺点,并结合已经发射的BIRD、ARGOS等卫星和正在研制的容错结构,综述了COTS器件在卫星中的应用,分析了COTS器件的作用和使用方法。文章内容可为工程实践提供一定的参考。     

陶瓷柱栅阵列封装器件高可靠性植柱工艺技巧

随着航天电子产品向小型化、集成化方向发展,陶瓷柱栅阵列封装器件在星载产品中的应用越来越广泛.但陶瓷柱栅阵列封装器件装联工艺却存在着焊接工艺难度大,过程难以控制等问题,各个环节控制稍有误差,极易出现单个焊点虚焊、裂纹、气孔过多等问题,导致器件无法正常使用,甚至单板报废.仅仅因为陶瓷柱栅阵列封装器件焊接问题致使整板报废,不...     

一种抑制微放电的宽带大功率定向耦合器设计

在卫星有效载荷系统中,3dB定向耦合器作为微波工程关键器件已得到广泛应用,而此类器件在太空真空环境中,常因真空环境下大功率工况引发的微放电效应形成谐振放电现象,影响耦合器性能与寿命,对于卫星系统日益增多的小型化及大功率需求,在器件设计时应充分考虑微放电效应并兼顾小型化要求,采用有效抑制手段以确保器件在轨稳定可靠。通过分析定向耦合器工作原理与不同结构耦合器之间的差异,阐述了真空环境下的微放电效应产生机理,针对性地采取基于奇偶模分析法的耦合线结构耦合器设计方法,选用高导热材料Rogers TC350+作为耦合器介质,利用软基板多层混压方式进行产品加工,通过仿真试验与真空环境实测,表明此类设计既具有体积小、重量轻的特点,又可有效抑制器件微放电效应,确保了耦合器的工作性能,满足卫星系统使用工况。     

谈谈高低温工作试验中的保温时间

文章介绍和分析了温度试验中的试验箱温度稳定和试件温度稳定的定义,民用标准和军用标准有关试件温度稳定的定义及其区别,温度稳定时间的确定方法,特别是确定试件温度稳定的三种方法及其优缺点和应用情况;介绍了保温时间的概念及其在高低温工作试验中的组成,分析了各组成部分的含义以及GJB 150和MIL-STD-810两个系列标准中这一组成部分的变化情况;最后提出了确定受试产品温度稳定时间一些建议。     

消除残余内应力提高惯性器件稳定性途径的初探

本文从“内应力破坏惯性器件的稳定性”观点出发,着重在生产过程中对平台的精密零件,组件和元件采用消除内应力的稳定处理,获得了较好的效果。对稳定处理工艺方法也作了较详细的阐述。     

宇航用双极器件和光电耦合器位移损伤试验研究

文章针对器件的位移损伤效应,利用质子加速器产生的质子及反应堆中子对化合物器件和硅器件位移损伤进行试验研究,得到了GaAs光电耦合器的电流传输比(CTR)和硅晶体管电流增益hFE的退化率随等效剂量的变化规律。研究结果表明,在质子70 MeV以上高能量范围,对于硅器件适用的位移损伤等效原理对于GaAs化合物器件则不再适用,需要修正。根据试验数据,给出了经验的修正系数。