Abteilung Normung und EEE-Bauteile - Fachgruppe EEE-Bauteile

Projekte der Bauteilequalifikation



 

Abgeschlossene EEE-Vorhaben (seit 2000)

 

Vorhaben Laufzeit
Spezifikations-/Standardentwurf für die Beschaffung kommerzieller Bauteile 2000 - 2003
Raumfahrt-Tauglichkeitsprüfung kommerzieller Bauteile 2003 - 2005
Verschiedene Vorhaben zur Verbesserung der Verfügbarkeit von MOSFET-Leistungstransistoren:  
- Analyse und Simulation von Strahlungsschäden an MOSFETs von Infineon 2004 - 2005
- Untersuchung zur Strahlenhärtung der CoolMOS-Transistoren von Infineon 2006 - 2008
- Strahlungshärtung von Infineon PowerMOSFETs 2008 - 2009
- Evaluation und Qualifikation der Infineon PowerMOSFETs 2009 - 2012
Evaluation des PPH15-Prozesses 2003 - 2006
Evaluation des UMS-PPH15x-Prozesses 2008 - 2011
Erstellung von Spezifikationen zur Hybrid-Qualifikation 2004 - 2006
Evaluation und Qualifikation von Dünnfilm-Chipwiderständen 2004 - 2008
Spezifikationserstellung zur Qualifikation eines Assembly- und Testhauses 2005 - 2006
Entwicklung, Aufbau, Fertigung und Evaluation eines Low-Drop-Out-Reglers in einem für Raumfahrtanwendungen geeigneten Gehäuse

2005 - 2007

Verwendbarkeitsuntersuchung von chinesischen Raumfahrtbauteilen 2005 - 2006
Evaluation und Qualifikation chinesischer Bauteile 2006 - 2009
Evaluation und Qualifikation von Strom-Messwiderständen 2005 - 2007
Evaluation und Qualifikation von Kabeln 2005 - 2009
Entwicklung und Qualifikation eines CCGA (Ceramic Column Grid Array)-Lötverfahrens 2007 - 2009
Evaluation und Qualifikation von Dioden und HF-Transistoren 2008 - 2011
Entwicklung eines GaN-1000V-Schalttransistors 2007 - 2012
Evaluation und Qualifikation von Quarzen und Oszillatoren 2004 - 2012
Evaluation und Qualifikation von HF-Steckverbindern 2005 - 2013
   

Laufende und geplante EEE-Vorhaben

Vorhaben Laufzeit
ESCC-Qualifikation eines Assembly- und Testhauses 2006 - 2013
Evaluation und Qualifikation eines MMIC-Lokaloszillators 2007 - 2013
Capability Approval einer kommerziellen ASIC-Technologie 2011 - 2013
Evaluation und Qualifikation von HF-Zirkulatoren/Isolatoren 2011 - 2015
Entwicklung eines CCGA-Lötprozesses für den Raumfahrteinsatz 2012 - 2013
Prozess-Evaluierung einer vorhandenen LTCC-Technologie zur Fertigung hochintegrierter, hybrider Mikrowellenmodule (RF-SiP) für die Raumfahrtanwendung 2012 - 2014
Evaluation des SG13-Prozesses 2012 - 2014
Qualifikation von Bauteilen aus dem Portfolio von Telefunken Semiconductors N N
Qualifikation eines PoL-Konverters nach erfolgter Entwicklung N N
Domänenerweiterung für Assembly- und Testhaus N N
Anschlussvorhaben Evaluation und Qualifikation von chinesischen Bauteilen N N

 

 


European Component Initiative (ECI)

Die European Components Initiative (ECI) ist eine Aktivität der ESA zur Sicherung der Verfügbarkeit strategischer EEE-Bauteile für die Durchführung europäischer Raumfahrtaktivitäten. Das DLR beteiligt sich mit verschiedenen Vorhaben am ECI-Programm und unterstützt die nationale Industrie an dessen Beteiligung. Eine Beschreibung des Programms ist auf dieser ESCC-Seite zu finden.

 


Abgeschlossene EEE-Vorhaben (seit 2000)

Spezifikations-/Standardentwurf für die Beschaffung kommerzieller Bauteile

Oft ist der Einsatz von kommerziellen Bauteilen aus Kosten- und Verfügbarkeitsgründen notwendig. Zur Beschreibung der Anforderungen zur Auswahl, Kontrolle und Beschaffung kommerzieller EEE-Bauteile für Raumfahrtanwendungen hat sich eine deutsch-französische Initiative (DLR/CNES) zur Erstellung eines entsprechenden Anforderungsdokuments gebildet, das im Rahmen deutscher, französischer oder europäischer Projekte zum Einsatz kommt und in das ESCC/ECSS-System eingebunden werden soll. Folgende Dokumente zum Auswahlverfahren, zur Risikoanalyse und zum Beschaffungsplan wurden erstellt: DLR-RF-PS-003: „Assessment Procedure and Criteria for Determining Suitability of Commercial Components for Space Use”, DLR-RF-PS-004: „Risk Analysis and Control Procedures (for Use when assessing Commercial Components for Space Use)”, DLR-RF-PS-005: „Parts Procurement & Control Plan for Commercial EEE-Parts suitable for Space Application in the Project”, “DLR-RF-PS-006: „General Requirements for the Use of Commercial EEE-Parts in Space Applications”.

Basierend auf diesen Dokumenten und in Anlehnung an die Vorschrift ECSS-Q-ST-60 wurde 2011bis 2012 der ECSS-Standard ECSS-Q-ST-60-13 für kommerzielle Raumfahrtbauteile erstellt und wird voraussichtlich 2013/14 in der ECSS veröffentlicht.

Raumfahrttauglichkeit kommerzieller Raumfahrtbauteile

Die im Rahmen der früheren Studie erarbeitete Systematik zur Verwendung von EEE-Bauteilen für Minisatelliten bzw. Kleinsatelliten mit Schwerpunkt auf kommerziellen Bauteilen wurde an einer Musterauswahl von kommerziellen Bauteilen erfolgreich verifiziert.

Verschiedene Vorhaben zur Verbesserung der Verfügbarkeit von MOSFET-Leistungstransistoren

 

 Infineon PowerMOSFET BUY25CS54A einzeln im Tray
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MOSFET-Leistungstransistoren werden in nahezu jedem Raumfahrtgerät benötigt, allerdings gibt es weltweit nur einen US-Hersteller, der eine strahlungsfeste Technologie besitzt, dessen Bauteile aber den strengen ITAR-Exportrestriktionen unterliegen. Durch diese Situation ist der Erfolg der europäischen Raumfahrtindustrie von den Zulieferungen aus den Vereinigten Staaten abhängig. In Europa wird deshalb seit längerer Zeit versucht, diese Technologie selbst zu entwickeln. Auch das DLR ist seit einigen Jahren bestrebt, Entwicklungsvorhaben auf diesem Gebiet durchzuführen und kann mittlerweile auf positive Ergebnisse verweisen.

Analyse und Simulation von Strahlungsschäden an MOSFETs von Infineon

In diesem ersten Vorhaben mit dem deutschen Halbleiterhersteller Infineon wurde das Verhalten dieser Bauteile unter Einwirkung der im Weltraum existierenden Strahlung untersucht. Die Ergebnisse haben gezeigt, dass die Strahlentoleranz der vorhandenen Bauteile nicht ausreicht und dass der Herstellungsprozess und das Bauteildesign modifiziert werden müssen, um die für Raumfahrtanwendungen benötigte Strahlungsfestigkeit zu erreichen.

Untersuchung zur Strahlenhärtung der CoolMOS-Transistoren von Infineon

In diesem Anschlussvorhaben wurden grundlegende Untersuchungen mit dem Ziel durchgeführt, die am besten geeignete und verfügbare Technologie auszuwählen und einfache Prozessmodifikationen zu identifizieren, mit denen die gewünschte Verbesserung der Strahlungsfestigkeit erreicht werden kann. Die Ergebnisse zeigten, dass es keine singuläre Maßnahme gibt, mit der kurzfristig das Ziel eines strahlungsgehärteten MOSFETs basierend auf der bestehenden Prozesslinie erreicht werden kann. Vielmehr wurde erkannt, dass einige grundsätzliche Änderungen gegenüber dem kommerziellen Prozess eingeführt werden müssen, um die gewünschte Strahlungsfestigkeit für den sogenannten CoolMOS-Transistor zu realisieren.

Strahlungshärtung von Infineon PowerMOSFETs

In diesem Vorhaben wurden für die als Erfolg versprechend im Vorgängervorhaben identifizierten Maßnahmen geeignete Lösungswege untersucht. Nach Entwurf eines geeigneten Herstellungsprozesses konnten funktionsfähige CoolMOS-Transistoren hergestellt werden.

Evaluation und Qualifikation der Infineon PowerMOSFETs

Basierend auf den Ergebnissen der oben genannten Vorgängervorhaben beschäftigt sich dieses Vorhaben mit der Weiterentwicklung der CoolMOS-Transistoren zu Bauteilen in raumfahrtüblichen Gehäusen und der für den Einsatz in Raumfahrtgeräten erforderlichen Evaluation und Qualifikation nach den Anforderungen der ESCC. Diese Evaluation und Qualifikation ist bereits abgeschlossen und seit Herbst 2012 sind die ersten Leistungs-MOSFETs aus Deutschland für Raumfahrtanwendungen verfügbar.


 Infineon PowerMOSFETs BUY25CS12JR und BUY25CS54AR
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=> Fact Sheet „Evaluation und Qualifikation von MOSFET-Leistungstransistoren für den Raumfahrteinsatz“

Evaluation des PPH15-Prozesses

In einem ersten Vorhaben wurde gemäß den ESCC-Evaluationsrichtlinien der PPH15-Herstellungsprozess für Leistungstransistoren zur Qualifikationsreife gebracht, d. h. Beurteilung des Herstellungsprozesses sowie Definition und Durchführung der erforderlichen Tests. PPH15 steht für Power PHEMT (Pseudomorphic High Electron Mobility Transistor), einer Halbleitertechnologie mit 0,15 Mikron Gate-Länge. Das für MESFET- und HEMT-Technologie führende europäische Unternehmen ist UMS mit Firmenstandorten in Orsay, Frankreich, und Ulm, Deutschland.
 

Evaluation des UMS-PPH15x-Prozesses
 

PPH15x ist eine Weiterentwicklung des PPH15-Herstellungsprozesses mit einer HF-Leistungsdichte größer als 500 mW/mm und für Betriebsspannungen von 6 V. Diese Halbleitertechnologie enthält neuartige Strukturen, die zunächst im Rahmen des Vorhabens hinsichtlich Lebensdauer und Zuverlässigkeit untersucht werden sollten. Ziel dieses Vorhabens war es, diesen Herstellungsprozess nach den Regeln der ESCC zu evaluieren und für hochlineare Raumfahrtanwendungen im Ka-Band zur Verfügung zu stellen. Dieses Ziel wurde im Herbst 2011 erreicht und der Prozess wurde in die ESCC EPPL aufgenommen.


 PPH15x-Technologie (Double Recess 150nm GaAs-Power-pHEMT-Process)
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=> Fact Sheet „PPH15- und PPH15x-Evaluation“

Erstellung von Spezifikationen zur Hybrid-Qualifikation

Im ESCC-System gab es seinerzeit noch keine Spezifikationen für Standard-Hybrid-Schaltungen. Standard-Hybrid-Schaltungen sind Schaltungen, bei denen verschiedene elektronische Bauteile in einem Gehäuse vereint werden, sodass resultierend diese Schaltung als ein Bauteil betrachtet und auch qualifiziert werden kann. In Deutschland benötigen verschiedene Hersteller genau diese Hybrid-Spezifikationen, z. B. für die erfolgreiche Qualifikation von Quarzoszillatoren. Das DLR hat die für die Qualifikation von Hybriden notwendigen Spezifikationen als DLR-Spezifikationen erstellt. Solange diese Spezifikationen noch nicht in das ESCC-System eingebracht wurden, sollen die DLR-Vorschriften angewendet werden. Die Übernahme wird zurzeit in der ESCC diskutiert.


 Spezifikation zur Hybrid-Qualifikation
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=> Fact Sheet „Erstellung von Spezifikationen zur Hybrid-Qualifikation“

Evaluation und Qualifikation von Dünnfilm-Chipwiderständen

In nahezu jedem Raumfahrtgerät werden Widerstände benötigt. Von den heute eingesetzten Widerständen im Raumfahrtbereich sind derzeit nur etwa 5 % Dünnschichtwiderstände. Vorteile der Dünnschichtwiderstände sind ihre gegenüber Dickschichtwiderständen deutlich bessere Toleranzbreite und Stabilität sowie ihr kleinerer Temperaturkoeffizient. Um diese Vorteile auch Raumfahrtprojekten zugutekommen zu lassen sollten die Dünnfilmschichtwiderstände nach den Anforderungen der ESCC raumfahrtqualifiziert werden. Dieses Ziel wurde erreicht und die Widerstände sind auf der ESCC Qualified Parts List aufgeführt.

 

 Vishay Dünnfilm-Chipwiderstände: links: Type TNPS; rechts: Type MS1
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Spezifikationserstellung zur Qualifikation eines Assembly- und Testhauses

Viele Halbleiterhersteller können derzeit zwar für die Raumfahrt geeignete Chips liefern, sind aber nicht Willens oder in der Lage, die aufwendige Chipmontage in raumfahrttaugliche Gehäuse und die notwendigen umfangreichen Tests für die Qualifikation durchzuführen. Damit diese kostenintensiven Arbeiten nicht bei vielen Firmen parallel betrieben werden müssen, sollen diese Prozesse in einem Assembly- und Testhaus (ATH) durchgeführt werden. Für die Evaluation und Qualifikation eines solchen Assembly- und Testhauses gibt es im ESCC-System noch keine Spezifikationen. Diese Spezifikationen wurden im Rahmen dieses Vorhabens erstellt und eine Grundlage für die Weiterentwicklung in der ESCC geschaffen. Durch die frühe nationale Verfügbarkeit der Spezifikation und die Qualifikation eines deutschen Assembly- und Testhauses erhält die deutsche Industrie einen Wettbewerbsvorteil.

Entwicklung, Aufbau, Fertigung und Evaluation eines Low-Drop-Out-Reglers in einem für Raumfahrtanwendungen geeigneten Gehäuse

Strahlungsfeste 2,5-V-Spannungsregler für die Raumfahrt wurden trotz europäischen Bedarfs bisher nur von einer einzigen US-Firma hergestellt. Neben den qualitativen Problemen unterliegen diese Bauteile auch den ITAR-Exportbeschränkungen. Zur Verbesserung dieser Situation wurden in diesem Vorhaben kommerziell verfügbare Komponenten in einem hermetisch dichten Gehäuse aufgebaut und anschließend Charakterisierungs- und Evaluationstests erfolgreich durchgeführt.

Verwendbarkeitsuntersuchung von chinesischen Raumfahrtbauteilen und deren Evaluation und Qualifikation

Die Liefersituation der EEE-Bauteile für Raumfahrtanwendungen mit ihrer starken Abhängigkeit von amerikanischen Herstellern erfordert die dringende Überprüfung aller Alternativen zur Beschaffung von EEE-Bauteilen und die Marktöffnung zu neuen internationalen Bauteile-Lieferanten. Eine Kooperation mit China auf diesem Gebiet könnte eine alternative Liefermöglichkeit erschließen. Im ersten Vorhaben zu dieser Thematik wurde eine kleine Auswahl von Bauteilen auf ihre Tauglichkeit hin überprüft, die Kooperation und die Liefermöglichkeiten der chinesischen Seite untersucht sowie die chinesischen Fertigungsmöglichkeiten beurteilt. Eine ESCC-Task-Force evaluiert die Möglichkeiten einer Zusammenarbeit mit der chinesischen Raumfahrtagentur CASC auf dem Bauteilesektor.


 Tantal-Kondensatoren CAK45 Serie
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 Dickschichtwiderstände RMK-Serie made in China
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=> Fact Sheet „Verwendbarkeitsuntersuchung von chinesischen Raumfahrtbauteilen und deren Evaluation und Qualifikation“

Evaluation und Qualifikation chinesischer Bauteile

Auf Basis der positiven Ergebnisse des ersten Vorhabens wurde im Nachfolgevorhaben mit der Evaluation und Qualifikation chinesischer Bauteile begonnen. Hauptaufgaben sind hier: die Erstellung von Spezifikationen und Testplänen, die Durchführung der Evaluations- und Qualifikationstests, die Firmen-Auditierungen, die Unterstützung bei der Etablierung eines Zertifizierungssystems, die Fertigung von Qualifikationsmustern, die Durchführung von Screening- und Qualifikationstests, die Bewertung der Ergebnisse und Freigabe der Bauteile.

Evaluation und Qualifikation von Strom-Messwiderständen

 

Raumfahrtqualifizierte Strom-Messwiderstände (Shunts) waren derzeit auf dem europäischen Bauteilemarkt nicht verfügbar. Die nicht qualifizierten, niederohmigen Präzisionswiderstände der Firma Isabellenhütte wurden aber bereits seit Jahren in Raumfahrtprojekten eingesetzt. Um jedoch aufwendige und kostspielige Projektqualifikationen zu vermeiden, sind die Strom-Messwiderstände generell nach den Anforderungen der ESCC-qualifiziert und auf der ESCC Qualified Parts List aufgenommen worden.

 

 ESCC-qualifizierte Strom-Messwiderstände der Fa. Isabellenhütte
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Evaluation und Qualifikation von Kabeln

Für die bisher in vielen Raumfahrtprojekten eingesetzten, aber nicht generell ESCC-qualifizierten Kabel sind aufwendige und kostspielige Projektqualifikationen erforderlich. Um Einzelqualifikationen zu vermeiden, soll zur Sicherstellung einer europäischen Liefer- und Konkurrenzfähigkeit das verfügbare Produktspektrum an qualifizierten Kabeln erweitert werden. Die Entwicklung der Produkte sowie die für den generellen Einsatz in der Raumfahrt darüber hinaus nötige Evaluation und Qualifikation nach den Anforderungen der ESCC wurden erforderlich abgeschlossen.

 

 ESCC-qualifizierte Kabel von Gore
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=> Fact Sheet "Evalution und Qualifikation von Kabeln"

 

Entwicklung und Qualifikation eines CCGA (Ceramic Column Grid Array)-Lötverfahrens

In immer größerem Umfang werden hochkomplexe und damit vielpolige elektronische Bauteile in Gehäusen mit Column Grid Arrays (CGA) von den Bauteile-Herstellern auch unter Förderung der ESA entwickelt und angeboten. Daher sollen ein entsprechendes Löt- und Montageverfahren für den Raumfahrteinsatz entwickelt und nachfolgend entsprechende Voraussetzungen für dessen Qualifizierung festgelegt werden. Der Lötprozess soll die neuen Zuverlässigkeitsanforderungen für den Weltraumeinsatz erfüllen. Die durchgeführten Tests konnten leider nicht erfolgreich abgeschlossen werden. Dennoch konnten die erforderlichen Maßnahmen für eine Qualifikation ermittelt bzw. definiert werden. Auf dieser Basis wird derzeit in einem Folgevorhaben (Entwicklung eines CCGA Lötprozesses für den Raumfahrteinsatz) der CCGA-Lötprozess evaluiert.

Evaluation und Qualifikation von Dioden und HF-Transistoren

Im Raumfahrtbereich benötigt man in fast allen Raumfahrtgeräten Dioden und HF-Transistoren. Das Unternehmen Infineon stellt unter anderem hochwertige Dioden und Transistoren unterschiedlicher Typen her, die im Automotiv- und Wireless-Bereich eingesetzt werden und herausragende Leistungsmerkmale besitzen. Die Dioden vom Typ BAY6642 und die HF-Transistoren vom Typ BFY 640, BFY 640B, BFY 650B und BFY 740B sind bereits erfolgreich nach den Anforderungen der ESCC qualifiziert und auf der ESCC Qualified Parts List gelistet und stehen den deutschen Raumfahrtgeräteherstellern zur Verfügung.

 ESCC-qualifizierte Diode vom TYP BAY6642 im offenen Micro-X Gehäuse
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Fact Sheet „Evaluation und Qualifikation von Dioden und HF-Transistoren“

Entwicklung eines GaN-1000V-Schalttransistors

Ziel dieses Vorhabens war die Entwicklung der Prozesstechnik und der Transistor-Strukturen in Gallium-Nitrid sowie die Herstellung von Testmustern. Entsprechende 250V/250A und 1000V/5A normally-off Transistoren konnten realisiert und charakterisiert werden. In einem geplanten Anschlussvorhaben soll der dynamische RDSon Wert optimiert und eine Evaluation und Qualifikation angestrebt werden. Weiterhin sollen neue Aufbautechniken in geeignete Gehäuse untersucht werden.

 

 GaN-HEMT-Schalttransistor
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=> Fact Sheet „Entwicklung und Herstellung von strahlungsharten GaN-Hochvolt-Schalttransistoren“

Evaluation und Qualifikation von Quarzen und Oszillatoren

Quarze und Oszillatoren werden in nahezu jedem Raumfahrtprojekt benötigt. Für raumfahrtzugelassene FCPs (Frequency Controlled Products) steht zurzeit weltweit nur eine sehr begrenzte Auswahl qualifizierter Lieferanten zur Verfügung, die fast alle in den USA ansässig sind und entsprechenden Exportbeschränkungen unterliegen. Ziel dieses Vorhabens ist es, eine Evaluation und Qualifikation von Quarzen und Oszillatoren durch die Firma KVG durchzuführen. Die Quarze sind bereits erfolgreich nach ESCC 3501 qualifiziert und in der ESCC Qualified Parts List (QPL) gelistet (T807 für 8 140 MHz im TO-5 Gehäuse, T1507 für 2,5 - 26 MHz im TO-8-Gehäuse). Die Qualifizierung der Oszillatoren nach DLR-Spezifikationen wurde Ende 2012 erfolgreich abgeschlossen. Eine angestrebte Qualifikation nach den Anforderungen der ESCC wird derzeit diskutiert.

 

 Quarzoszillator der Fa. KVG
zum Bild Quarzoszillator der Fa. KVG

=> Fact Sheet „Evaluation und Qualifikation von Quarzen und Oszillatoren“

 

Evaluation und Qualifikation von HF-Steckverbindern

Dieses Vorhaben soll für die europäischen Raumfahrtanwender die Bauteilverfügbarkeit im Bereich von Hochfrequenzsteckverbindern verbessern. Aus dem Bauteil-Anwenderkreis der deutschen Raumfahrtgeräte-Hersteller kam der Wunsch nach ESCC-qualifizierten HF-Steckern für den Einsatz im Raumfahrtbereich, da diese Stecker in vielen Raumfahrtgeräten benötigt werden. Die Evaluation ist bereits erfolgreich abgeschlossen. Der Abschluss der Qualifikation wird Mitte 2013 erwartet.

 

 Rosenberger HF-Steckverbinder der Typen SMA, SMA 2.92, SMP, TNC - Bild1
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 Rosenberger HF-Steckverbinder der Typen SMA, SMA 2.92, SMP, TNC - Bild 2
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=> Fact Sheet „Evaluation und Qualifikation von HF-Steckverbindern“

Laufende EEE-Vorhaben
ESCC-Qualifikation eines Assembly- und Testhauses

Viele Halbleiterhersteller können derzeit zwar für die Raumfahrt geeignete Chips liefern, sind aber nicht Willens oder in der Lage die aufwendige Chipmontage in raumfahrttaugliche Gehäuse und die notwendigen umfangreichen Tests für die Qualifikation durchzuführen. Damit diese kostenintensiven Arbeiten nicht bei vielen Firmen parallel betrieben werden müssen, sollen diese Prozesse in einem Assembly- und Testhaus (ATH) durchgeführt werden. Das ATH übernimmt die Montage der Chips in geeignete Gehäuse, das Screening der Bauteile, den Vertrieb und die Produktverantwortung für die Bauteile. Bisher ist im Rahmen eines Capability Approvals die Domäne Power-MOSFETs in folgenden Gehäusen vorgesehen: TO39, TO257, SMD05 und SMD2. Nach erfolgreicher Durchführung voraussichtlich im 4. Quartal 2013 soll der Einsatzbereich durch eine Domänenerweiterung vergrößert werden.

 

 

 Gehäuseverschluss im Assembly- und Testhaus
zum Bild Gehäuseverschluss im Assembly- und Testhaus


=> Fact Sheet „ESCC-Qualifikation eines Assembly- und Testhauses“

Evaluation und Qualifikation eines MMIC-Lokaloszillators

MMIC-LOs (Monolithic Microwave Integrated Circuit Local Oscillators) werden in vielen Satellitenprojekten benötigt, sind aber nur auf dem US-Markt mit entsprechenden Einschränkungen verfügbar. Die Entwicklung des MMIC-LO wurde in einem Vorgängervorhaben durchgeführt und durch die Firma Kayser-Threde organisiert. Nun soll eine ESCC-Qualifikation folgen, die voraussichtlich Mitte 2013 abgeschlossen wird.

 MMIC-Lokaloszillator im Gehäuse
zum Bild MMIC-Lokaloszillator im Gehäuse

=> Fact Sheet „Evaluation und Qualifikation eines MMIC-Lokaloszillators“

Capability Approval einer kommerziellen ASIC-Technologie

 

ASIC-Technologien sind Schlüsseltechnologien für heutige Satellitensysteme und werden aus diesem Grund ständig weiterentwickelt. Aktuelle Trends weisen dabei zunehmend in Richtung hochintegrierter Digitalschaltungen oder HF-Anwendungen. Ziel dieses Vorhabens ist die Optimierung und Nutzung von kommerziellen Prozessen, die so ausgewählt werden müssen, dass sie von Hause aus eine gewisse Strahlungsunempfindlichkeit mitbringen und die dann durch spezielle Designtechniken ausreichend strahlungsfest gemacht werden. Außerdem soll eine Teststruktur entwickelt werden, die nicht nur die bibliotheksprimitiven Elemente, aus denen Schaltungsteile synthetisiert werden, enthält, sondern es sollen auch komplexere, größere Makros in Kombination mit Ansätzen zur Verminderung von Single Event Effects getestet werden. Das Capability Approval soll voraussichtlich 2016 abgeschlossen werden.

=> Fact Sheet „Capability Approval einer kommerziellen ASIC-Technologie“

Evaluation und Qualifikation von HF-Zirkulatoren/Isolatoren

Zirkulatoren bzw. Isolatoren werden für die Fertigung von zahlreichen Raumfahrtgeräten benötigt und es gibt derzeit keinen qualifizierten Hersteller für HF-Zirkulatoren/Isolatoren in Europa. In diesem Vorhaben soll daher eine ESCC-Qualifikation für Zirkulatoren bzw. Isolatoren erfolgen. Zukünftige Projekte könnten infolgedessen zeit- und kosteneffizienter durchgeführt werden, weil aufwendige Qualifikationen für einzelne Bauteile und für jedes einzelne Projekt entfallen würden. Die Qualifikation wird voraussichtlich im Frühjahr 2015 abgeschlossen sein.

=> Fact Sheet „Evaluation und Qualifikation von HF-Zirkulatoren/Isolatoren“

Entwicklung eines CCGA-Lötprozesses für den Raumfahrteinsatz

In einem ersten Vorhaben wurden bereits anhand von Testschaltungen Erfahrungen mit dem Lötprozess gemacht, leider noch nicht mit dem Ergebnis der Evaluation des Lötprozesses. Ziel dieses Folgevorhabens ist es, aufbauend auf sämtlichen Erkenntnissen des ersten Vorhabens einen Lötprozess für CCGA-Gehäuse mit einer Dampfphasenanlage zu erproben und die Voraussetzungen für dessen Evaluation festzulegen. Dazu müssen das Design der Leiterplatte, die oberflächenmontierbaren CCGA-Bauteile, das Material, die Fertigungstechnologie der Leiterplatte und die Löttechnologie aufeinander abgestimmt werden. Außerdem soll vom Auftragnehmer ein ECSS-Dokumententwurf erstellt werden, der dann vom Raumfahrtmanagement des DLRs ins ECSS-System eingebracht wird. Das Vorhaben soll voraussichtlich Mitte 2013 abgeschlossen werden.

 

 624 Pin CCGA-Gehäuse auf einer Platine aufgelötet
zum Bild 624 Pin CCGA-Gehäuse auf einer Platine aufgelötet

=> Fact Sheet „Entwicklung eines CCGA-Lötprozesses für den Raumfahrteinsatz“

Prozess-Evaluierung einer vorhandenen LTCC-Technologie zur Fertigung hochintegrierter, hybrider Mikrowellenmodule (RF-SiP) für die Raumfahrtanwendung

Die LTCC-Technologie (Low Temperature Co-fired Ceramics) ist ein Schlüsselelement auf dem Weg zur Hochintegration von zukünftigen Mikrowellenmodulen. Durch sie werden die Module kleiner, leichter und kostengünstiger. Die LTCC-Technologie ist bisher nur für die kommerzielle LTCC-Multilayer-Technologie verfügbar. Um diese neuartigen Module auch in der Raumfahrt einsetzen zu können, muss deren Fertigungsprozess im Rahmen dieses Vorhabens zuvor nach den für Raumfahrtanwendungen vorgeschriebenen Regelungen evaluiert werden. Die Prozess-Evaluierung soll voraussichtlich Mitte 2014 abgeschlossen sein.

 Via LTCC-Technologie gefertigtes Mikrowellenmodul
zum Bild Via LTCC-Technologie gefertigtes Mikrowellenmodul

=> Fact Sheet „Prozess-Evaluierung einer vorhandenen LTCC-Technologie zur Fertigung hochintegrierter, hybrider Mikrowellenmodule (RF-SiP) für die Raumfahrtanwendung“

Evaluation des SG13-Prozesses

Die sogenannte BICMOS-Technologie basiert auf der bipolaren Transistortechnologie und CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor). Ziel des Vorhabens ist die Evaluation des sogenannten SG13-Prozesses (0.13µm BICMOS-Prozess) zu erreichen. Dazu sind zwei Teilvorhaben definiert: In der ersten Phase in diesem DLR-Vorhaben ist die Strahlungsfestigkeit des Prozesses und der Library zu überprüfen. Die eigentliche Qualifikation, die als zweite Phase von der ESA durchgeführt wird, kann aber erst beginnen, wenn die erste Phase erfolgreich abgeschlossen ist. Im Ergebnis stehen der deutschen Raumfahrtindustrie dann digitale Blöcke als sogenanntes Design-Kit für die Entwicklung von raumfahrttauglichen Modulen zur Verfügung. Die erste Phase (DLR-Vorhaben) wird voraussichtlich Ende 2014 abgeschlossen werden.

 

 

 Chip-Layout eines TCV (Technology Characterizing Vehicle) basierend auf dem SG13-Prozess
zum Bild Chip-Layout eines TCV (Technology Characterizing Vehicle) basierend auf dem SG13-Prozess

 

=> Fact Sheet „Evaluation des SG13-Prozesses“

Geplante bzw. in Diskussion befindliche EEE-Vorhaben


Qualifikation von Bauteilen aus dem Portfolio von Telefunken Semiconductors

Telefunken Semiconductors, eine Firma, die sich aus der ehemaligen Telefunken-Halbleiterfertigung in Heilbronn entwickelt hat, betreibt inzwischen zwei Foundries, eine in Heilbronn und eine in Kalifornien. Das verfügbare Bauteilspektrum ist für Raumfahrtanwendungen interessant, insbesondere weil damit mögliche ITAR-Bauteile ersetzt werden können. Fa. Telefunken, die früher schon Lieferant für Raumfahrtbauteile war, hat Interesse, ihre Bauteile zu qualifizieren und wieder dem Markt zur Verfügung zu stellen. Das Vorhaben muss mit der Überprüfung der Strahlentoleranz der Prozesse und der Bauteile beginnen. Details sind noch auszuarbeiten.

Qualifikation eines PoL-Konverters nach erfolgter Entwicklung

Nach den Erfahrungen, dass immer mehr Firmen versuchen, eigene POL-Lösungen zu entwickeln und auf den Markt zu bringen, wurde in einem Workshop am 24. Februar 2010 der Bedarf und die Anforderungen an einen POL-Konverter erarbeitet. Die Entwicklung des im Rahmen des Workshops erarbeiteten Konverters ist in einem DLR-Vorhaben an IHP/Advico beauftragt. Nach erfolgreicher Produktentwicklung soll das Bauteil einer Evaluation und Qualifikation unterzogen werden.

Domänenerweiterung für Assembly- and Testhaus

Die Notwendigkeit eines Assembly- und Testhauses wurde bereits festgestellt, folglich wurde die Evaluation und Qualifikation der ersten Domäne beauftragt. Um die notwendige Bandbreite an Bauteilen verarbeiten zu können, soll nach erfolgreicher Qualifikation der ersten Domäne eine Erweiterung vorgenommen werden.

Anschlussvorhaben Evaluation und Qualifikation von chinesischen Bauteilen

Der erfolgreiche Abschluss des ersten Vorhabens, das relativ hohe Interesse der Anwender an chinesischen Bauteilen und die Möglichkeit, weitere, interessante Bauteile aus China zu erhalten, lassen eine Fortführung des Vorhabens sinnvoll erscheinen. Seitens der China Academy of Space Technology (CAST) wurden schon weitere Schritte für eine erfolgreiche Umsetzung eingeleitet (Definition von persönlichen Verantwortlichen CAST-Mitarbeitern, Weiterführung und teilweise Implementierung des Spezifikationssystems ...). Während des letzten Besuches in China wurden vielversprechende Ansätze bei Herstellern von Dioden, Relais und Steckern vorgestellt. Auch die Qualifikation von Chip-Spulen führt zu Bauteilen, für die es in Europa einen Bedarf gibt. Zwischen CAST- und ESCC-Kooperationsbestrebungen laufen derzeit Diskussionen über die Fortführung dieser Aktivitäten.


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EEE-Bauteilequalifikation (http://www.dlr.de/qp/desktopdefault.aspx/tabid-3091/4699_read-6884/usetemplate-print/)
Hersteller für qualifizierte EEE-Bauteile in Deutschland (http://www.dlr.de/qp/desktopdefault.aspx/tabid-3091/4699_read-6883/usetemplate-print/)
Rückblick auf die Entwicklung der Bauteileförderung in der Raumfahrt (http://www.dlr.de/qp/desktopdefault.aspx/tabid-3091/4699_read-6882/usetemplate-print/)
Freigegebene Bauteilespezifikationen (http://www.dlr.de/qp/desktopdefault.aspx/tabid-3091/4699_read-27887/usetemplate-print/)