СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА 2011-3

коэффективные микроспутниковые системы и самоорганизующиеся сети на их основе. С ИСТЕМЫ В КОРПУСЕ – НОВЫЙ ПОДХОД К ЭКБ ДЛЯ МИКРОСПУТНИКОВЫХ СИСТЕМ Системы в корпусе (СвК) участвуют в реализации почти всех модулей и под систем выпускаемых сегодня в США, Японии и Китае микроспутников (см. рис. 2) и по сути – являются ЭКБмакро уровня: ● обеспечивают интеграцию цифро вых, аналоговых и СВЧ подсистем с МЭМС модулями и тонко /толсто плёночными структурами в общем корпусе, с получением максималь ной функциональности в единице объёма; ● применение ряда типизированных СвК различного назначения как в платформе, так и в полезной нагруз ке значительно снижает массогаба ритные характеристики микроспут ников. Компания NorthropGrumman (США) использует в своих микро спутниках 26 типов СвК, а Boeing Aerospace – 19 типов; ● технические решения на базе СвК эффективнее с точки зрения тесто пригодности, гибкости и перестра иваемости; ● микроспутники на основе СвК испы тываются с меньшими затратами (в собранном виде) на стендах типа payload tester; ● значительно снижаются расходы на разработку, испытания и производ ство спутниковых систем в целом. Типичная СвК спутникового приме нения содержит до восьми полупро водниковых кристаллов (по техноло гиям КМОП, КНИ, КНС) в 2D или 3D конструктивном исполнении, более 50 дискретных активных и пассивных компонентов на керамической под ложке, как правило, выполненных по технологии LTCC. Для таких СвК харак терно применение герметичных ме таллокерамических или металличес ких корпусов. Типовые технологии сборки для производства СвК включают монтаж «перевёрнутого кристалла», монтаж корпусов с габаритами кристаллов, монтаж 2D и 3D многокристальных узлов, монтажмикросистемна базе по лупроводниковых кристаллов, МЭМС, ВЧ и оптоэлектронных узлов. Типичная 3D сборка из двух крис таллов имеет высоту 0,7 мм и включает верхний кристалл (толщина 110 мкм), слой клея (38 мкм), разделитель, вто рой слой клея (38 мкм) и нижний крис талл (110 мкм) со слоем клея. Разварка выводов реализована алюминиевой или золотой проволокой. В программах ведущих зарубеж ных космических фирм на период 2010–2015 гг. предусмотрено приме нение СвК, содержащих до 14 полупро водниковых кристаллов. Типизиро ванные гибридные сборки СвК уже рассматриваются в составе ЭКБ в сис темах логистики ведущих зарубежных компаний. З АКЛЮЧЕНИЕ «Система в корпусе» является страте гической технологией для мировой и отечественной космической промыш ленности и полностьюопределяет воз можности эффективного освоения рынка микроспутниковых систем (см. в таблицу). Анализ возможностей внедрения СвК в отечественной промышлен ности и их применения в космических аппаратах на период 2010–2015 гг. приводит к следующим выводам: ● номенклатура радиационно стой ких микросхем отечественного про изводства (в т.ч. на базе технологий КМОП, КНИ, КНС) весьма ограниче на и, в основном, находится на этапе ОКР. К настоящему моменту номен клатура типичных электронных из делий для космической промышлен ности включает более 4600 наиме нований; ● технология СвК требует применения кристаллов для реализации 2D и 3D гибридных сборок, что предполага ет наличие рынка заведомо аттесто ванных кристаллов (Known Good Die). Этого рынка у нас практически нет. Таким образом, возникает необ ходимость в применении зарубеж ных полупроводниковых кристал лов (пластин); ● отсутствует нормативная база (ОСТ, Временнное положение, Решение и т.д.) по применению полупровод никовых кристаллов (пластин) за рубежного производства. При су ществующих нормативных доку ментах и небольших расходах её можно ускоренно разработать и внедрить; ● отечественная практика проектиро вания, производства и тестирования изделий СвК не развита; ● условия для сборки и тестирования СвК и аппаратура на их базе реально существуют на нескольких отечест венных предприятиях; ● достаточно хорошо развита отече ственная логистика по обеспечению космической отрасли радиацион но стойкими микросхемами и крис таллами (пластинами) в формате Known Good Die. На основании изложенного следует, что технологиюСвКнеобходимо сроч но внедрять в производство космичес кой аппаратуры. От заинтересованных ведомств и предприятий требуются определённые усилия и финансовые вложения для достижения конкурен тоспособности в стратегической кос мической области. Л ИТЕРАТУРА 1. Данилин Н.С., Димитров Д.М., Сабиров И.Х. Разработка систем в корпусе (KnownGood Die). Доклад на научно технической кон ференции «Электронная компонентная база космических систем». Адлер. Сен тябрь 2009. 2. Димитров Д.М., Сабиров И.Х. Опыт США по эффективному созданию высокона дёжной аппаратуры с военным и авиакос мическим назначением на базе систем в корпусе. Доклад на научно технической конференции «Электронная компонент ная база космических систем». Адлер. Сен тябрь 2009. 3. Данилин Н.С., Димитров Д.М., Сабиров И.Х. Системы в корпусе – магистральный путь развития ЭКБ для авиации и космоса. Вестник электроники. 2009. № 2. 4. Урличич Ю.М., Данилин Н.С., Димитров Д.М., Сабиров И.Х. Электронная компоне нтная база систем в корпусе при разра ботке и реализации космической борто вой аппаратуре. Интеграл. 2011. №1. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 18 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 3 2011 Снижение условной стоимости проекта микроспутниковой системы в результате применения СвК и в зависимости от веса спутника Подход к реализации проекта микроспутниковой системы Вес 50...100 кг Вес 10...50 кг Вес 1...10 кг Условная стоимость проекта без применения СвК 100 100 100 Условная стоимость проекта с долей СвК до 50% 70 60 50 Условная стоимость проекта с долей СвК до 75% 55 40 30 Условная стоимость проекта с долей СвК более 85% 45 30 25 © СТА-ПРЕСС