Ausfallraten von Dünnfilm-Widerständen nach ESA-R-Raumfahrt-Qualifikation und MIL-R vergleichen

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Nur wenige Unterschiede zwischen ESA-R und MIL-R

Beim Vergleich von ESA-R-Ausfallraten und MIL-R-Ausfallraten-Sampling-Plänen und Ablauf-Vorschriften, zeigt sich, dass die ESA- und MIL-Spezifikationen sehr ähnlich sind (Tabelle 1).

Die einzigen Unterschiede zwischen den beiden Spezifikationen sind zum einen die Regelmäßigkeit der Sampling-Pläne zum Erhalt der Ausfallrate. Die MIL-Spezifikationen weisen eine Regelmäßigkeit von 9 Monaten auf, während die ESA-Spezifikation 15 Monate vorschreibt. Diese Abweichung basiert auf der Menge gefertigter qualifizierter Bauteile, die in den USA wesentlich größer ist als in Europa. (CECC-Spezifikation EN140401 schreibt eine Regelmäßigkeit von nur 48 Monaten vor).

Ein weiterer Unterschied ist die Dauer des Lebensdauertests pro Einheit: Die 8000 h für die ESA-Spezifikation sind strenger als die von der MIL-Spezifikation geforderten 1000 h.

Erste R-Ausfallraten-qualifizierte Produkte

Die ersten nach R-Ausfallrate qualifizierten passiven Bauelemente sind Dünnfilm-Widerstände, die nach der allgemeinen Spezifikation ESCC 4001 und der detaillierten Spezifikation ESCC 4001/023 entsprechend der M55342-Spezifikationen gefertigt wurden. Sowohl die Allgemeine als auch die Detail-Spezifikation wurden um den Begriff Ausfallrate angepasst. Aus diesen Vorgaben entfernte man die Einstufung Grad B, der Grad C blieb unbenannt erhalten, und man führte die R-Ausfallrate ein.

Unterschiede beim Kurzzeit-Überlastungstest

Beim Vergleich von ESA-R-Ausfallrate und MIL-R-Ausfallrate-Endfertigungstests zeigt sich, dass beide Vorgaben „End of Production“-Screening-Tests vorschreiben. Der Hauptunterschied liegt im kurzzeitigen Überlastungstest (Tabelle 2).

Mithilfe dieses Kurzzeit-Überlastungstests überprüft man, ob sich Feuchtigkeit unter Schutzschichten befindet, die während des Fertigungsprozesses in die Bauteile gelangte (menschliche Verunreinigung). In einem solchen Fall beginnt das Bauteil zu driften und wird schließlich einen unendlichen Ohmwert haben. Bei 100% Überlast eines „End of Production“-Screening-Tests bietet die ESA-Spezifikation die Sicherheit, dass kein Bauteil im Feldeinsatz ausfallen wird.

Die MIL-Spezifikation schreibt die Ausführung dieses Tests nur ein mal pro Jahr vor. Sucht man nach Bauteilen, die von dieser Art von Ausfall betroffen sind, kann dies ein Problem darstellen.

Qualifizierung des Technologieflusses beim Hersteller

Zusammen mit dem neuen Begriff Ausfallrate für passive Bauelemente hat die ESA in ihren Spezifikationen den Begriff „Qualification of a Technology Flow“ für passive Bauelemente eingeführt. Die Basis-Spezifikation wurde also verändert, um passive Bauelemente mit zu berücksichtigen, und zur Einführung einer neuen Vorgabe für Filmwiderstände:

• SPEC 2544001: Anforderungen an die Technologiefluss-Qualifizierung für elektronische Bauelemente in Weltraum-Applikationen

• SPEC 2544001: Technologiefluss-Anforderungen für Filmwiderstände

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