Pre-Evaluación de Condensadores de Silicio en el Espacio

Pre-Evaluación y Desarrollo de Condensadores de Silicio en el Espacio

Juan Moreno & Demetrio López
( Alter Technology )
Denis Lacombe & Leo Farhat
( European Space Agency )
Charlotte Jennequin & Laurent Lengignon
( IPDIA )

Motivación

Se cree que la reciente mejora en la tecnología del condensador de silicio podría proporcionar ventajas muy interesantes, tales como un valor de capacitancia estable en el rango de temperatura de funcionamiento (hasta 200C-250C) o dimensiones pequeñas. Además, estos nuevos tipos de condensadores de silicio podrían usarse en diferentes tipos de aplicaciones (convertidor CC / CC, desacoplamiento de energía, aplicación de RF, etc.) con un voltaje bastante bajo.

El condensador de silicio podría reemplazar ventajosamente, debido a la altura relativamente pequeña, el condensador cerámico tipo I (bajo valor de capacitancia) e incluso los condensadores cerámicos tipo II (aplicación de bajo voltaje, es decir, cerca del circuito integrado). La aplicación GaN que requiere componentes de alta temperatura también beneficiaría a una gama de condensadores de silicio de alta temperatura (200C-250C). Sin embargo, se deben proporcionar datos relevantes que demuestren la alta confiabilidad, reclamada por los fabricantes de capacitores de silicio, para confirmar la idoneidad de las piezas para la aplicación en el espacio.

Alter Technology Strategia en Temperaturas Extremas

Las nuevas misiones espaciales incluyen requisitos más extremos de almacenamiento y temperaturas operativas y condiciones de vacío que superan las condiciones estándar de -55ºC / + 125ºC. La miniaturización implica un aumento de la disipación de potencia y, por lo tanto, la unión máxima y las temperaturas de PCB..

 Actividades en Alter Technology

• Evaluación de fiabilidad de piezas para garantizar el rendimiento de la misión
• Caracterización de las tecnologías existentes en condiciones de temperatura tan extremas
• Comprensión del mecanismo de falla
• Desarrollo de piezas NUEVAS específicas para aplicaciones extremas
• Evaluación de nuevos paquetes y métodos de ensamblaje

Encuesta inicial

Encuesta y detalles del cuestionario:

• Posibles fabricantes de condensadores de silicio
• Requisito de licencia de exportación
• Materiales prohibidos y materiales que no cumplen con los requisitos de desgasificación
• Datos de terminación de plomo y superficie
• Disponibilidad de requisitos de montaje específicos
• Identificación de posibles fabricantes

Tecnología seleccionada para pruebas de evaluación

Ventajas de la tecnología de IPIDIA

Ahorro de espacio en tableros gracias a la densidad del condensador de imágenes 100 nF: condensadores PICS vs. COG / NPO

El perfil más bajo: PICS vs MLCC y condensadores de tantalio

Para condensadores X8S 0402 100NF, la reducción acumulada @ 200ºC IS -77% 200ºC IS -77%

Pruebas de radiación

Conclusiones

Debido a estas excelentes características para aplicaciones espaciales y con el objetivo de una posible calificación para el uso comercial de Space, Alter Technology llevó a cabo una evaluación de diferentes condensadores de silicio IPDIA de la familia tales como condensadores de silicio HSSC, LPSC y EXSC IPDIA.

Se presentaron los resultados experimentales de estas pruebas y se demostraron algunas conclusiones tales como su buena respuesta a los iones pesados ​​y la exposición a la radiación gamma. Se concluye que estos condensadores son ideales para aplicaciones espaciales.