Test sulle radiazioni — ESCC / MIL-STD-883 / ECSS-Q-ST-60-15

Che cos'è Radiation?

Il test delle radiazioni è un gruppo di test in cui il componente viene valutato per la dose ionizzante totale (TID), gli effetti di un singolo evento (SEE) e il danno da spostamento. Si tratta di un passo fondamentale nella qualificazione dell'elettronica spaziale.

Scopo di Radiation

Lo scopo è verificare che i componenti elettronici mantengano la loro funzione alla dose di radiazioni a cui saranno esposti per tutta la durata della missione e siano resistenti agli effetti di un singolo evento.

A quali prodotti si applica Radiation?

Elettronica spaziale e circuiti integrati
Convertitori di potenza
Sensori e rilevatori
Materiali ottici e polimerici

In quali settori si utilizza Radiation?

AerospazialeSpazioDifesaElettronica

Norme relative a Radiation

Specifiche di base dell'ESCC
MIL-STD-883 Metodo 1019
ECSS-Q-ST-60-15
JESD57

Condizioni di Radiation

Dose totale (TID): Definito in krad(Si), secondo il profilo della missione
Tasso di dose: Definito nella norma; gli effetti a basso dosaggio vengono valutati separatamente
Effetti del singolo evento: Valutazione SEU, SEL, SET, SEB con fascio di ioni pesanti o protoni
Temperatura: Definito nella norma; temperatura elevata in alcuni test

Apparecchiatura per Radiation

Sorgente di irradiazione gamma (Co-60)
Accesso a un acceleratore di ioni pesanti o protoni
Sistema di dosimetria
Impianto di caratterizzazione elettrica durante l'irraggiamento

Requisiti del campione per Radiation

Il numero di campioni e la tracciabilità del lotto devono essere documentati
La caratterizzazione elettrica deve essere eseguita prima dell'irradiazione
È necessario definire parametri e limiti critici
Alcuni test sono monouso

Durata di Radiation

Dipende dall'accesso alla fonte e dal livello di dose; il programma richiede in genere settimane.

Procedura di Radiation

1Vengono determinati l'ambiente di radiazione della missione e la dose target.
2La caratterizzazione elettrica viene eseguita prima dell'irradiazione.
3L'irradiazione viene applicata alla dose definita.
4I parametri vengono misurati ai punti di dose provvisoria.
5I test del fascio vengono eseguiti per effetti di singoli eventi.
6I risultati sono riportati come spostamento dei parametri e sezione trasversale degli eventi.

Criteri di accettazione di Radiation

Il criterio di accettazione è indicato nella specifica come limiti di spostamento consentiti per parametri critici e soglie di effetto singolo.

Valutazione dei risultati

TID e SEE sono meccanismi diversi; un componente che ne supera uno può fallire l'altro. Gli effetti del dosaggio sono particolarmente importanti nelle tecnologie bipolari.

Rapporto di Radiation

Norme applicate
Dose target e rateo di dose
Registrazioni di dosimetria
Parametri pre/post-irradiazione
Sezioni d'urto a singolo evento

Accreditamento

EUROLAB detiene un accreditamento riconosciuto a livello internazionale ottenuto da organismi di accreditamento parte degli accordi di riconoscimento multilaterale IAF e ILAC, secondo ISO / IEC 17025 per prove di laboratorio, ISO / IEC 17020 per ispezione e sorveglianza e ISO / IEC 17021-1 e ISO / IEC 17065 per certificazione di sistema e prodotto. Questa catena garantisce che i rapporti e i certificati emessi siano accettati in tutto il mondo.

Se questo test può essere offerto nell'ambito accreditato dipende dal prodotto e dallo standard applicato; poiché l'accreditamento è basato sul metodo, l'ambito viene confermato per iscritto in fase di offerta.

Ambito e autorizzazioni

Regolamenti correlati

Specifiche di qualificazione dei componenti spaziali

Prove aerospaziali — Cosa copre questo ambito di prova?

La sezione seguente descrive l'ambito a cui appartiene la prova Radiation; le condizioni e i criteri di accettazione di questa prova specifica sono riportati nelle sezioni precedenti. L'ambito specifico del vostro prodotto viene confermato per iscritto in fase di offerta.

Le prove aerospaziali dimostrano che l'apparecchiatura continua a funzionare nell'ambiente di volo e forniscono evidenze per il fascicolo di aeronavigabilità. In questa famiglia la probabilità di guasto accettabile è di diversi ordini di grandezza inferiore rispetto ad altri settori; ciò determina direttamente la portata delle prove e l'onere di certificazione.

La caratteristica più distintiva del settore è la TRACCIABILITÀ. Si registra da quale colata proviene un componente aeronautico, in quale forno di trattamento termico e con quale ciclo è stato lavorato, quale operatore ha eseguito la saldatura e quale ispettore l'ha approvata. Il rapporto di prova è un anello di questa catena; se la catena è interrotta, il rapporto non ha valore da solo.

La qualifica ambientale segue la norma RTCA DO-160, con categorie scelte in base alla POSIZIONE DI MONTAGGIO dell'apparecchiatura nell'aeromobile. Un dispositivo montato sul pannello dell'abitacolo e uno montato all'interno dell'ala superano la stessa sezione con categorie diverse. Nel leggere un rapporto DO-160 è quindi essenziale sapere quali sezioni sono state applicate con quali categorie.

Sul lato software e hardware complesso l'approccio cambia completamente: la prova non è il collaudo ma l'ASSICURAZIONE DI PROCESSO. La DO-178C per il software e la DO-254 per l'hardware elettronico complesso definiscono come condurre il processo di sviluppo e quali evidenze produrre. Ogni fase, dal requisito al codice, dal test del codice all'analisi di copertura, deve essere tracciabile. Testare un software non lo rende certificabile; lo rende tale la registrazione del processo.

Sul lato materiali e processi speciali si applica un corpo normativo distinto. La AWS D17.1 è usata per la saldatura, la SAE AMS 2750 per la pirometria nel trattamento termico e la NAS 410 per il personale addetto ai controlli non distruttivi. Per i processi speciali (trattamento termico, rivestimento, saldatura, CND, incollaggio) l'accreditamento NADCAP è di fatto obbligatorio nella catena di fornitura; senza NADCAP non è possibile vendere componenti a molti OEM.

Sul lato del sistema di qualità si utilizza la serie AS/EN 9100: 9100 per i produttori, 9110 per gli enti di manutenzione e 9120 per i distributori. Senza questi certificati è praticamente impossibile entrare nella catena di fornitura aerospaziale, e gli audit sono nettamente più dettagliati rispetto ad altri settori.

Il rischio di componenti contraffatti è un tema specifico del settore. Vengono utilizzati norme e metodi di verifica distinti (ispezione visiva, raggi X, decapsulamento ed esame della struttura interna, XRF) per individuare componenti contraffatti o rigenerati nella catena di fornitura dei componenti elettronici.

Le applicazioni spaziali aggiungono ulteriori livelli: degassamento sotto vuoto, tolleranza alle radiazioni, ciclo termico sotto vuoto di lunga durata e valutazione degli effetti da evento singolo.

Gruppi di metodi in questo ambito

Qualifica ambientale
Sezioni RTCA DO-160: temperatura e altitudine, vibrazioni, urti, umidità, sabbia e polvere, funghi, nebbia salina, suscettibilità ai fluidi, formazione di ghiaccio, fulmini.
Elettromagnetico
Le sezioni EMC del DO-160; le caratteristiche di potenza MIL-STD-461 e MIL-STD-704 sulle piattaforme militari.
Assicurazione software e hardware
Ciclo di vita del software DO-178C ed evidenze di assicurazione della progettazione hardware DO-254; tracciabilità dei requisiti e analisi di copertura.
Materiali e saldatura
Qualifica di saldatura secondo AWS D17.1, prove meccaniche dei materiali, metallografia ed esame non distruttivo.
Controllo dei processi speciali
Pirometria SAE AMS 2750, verifica dei processi di rivestimento e trattamento termico, preparazione agli audit NADCAP.
Ambiente spaziale
Ciclaggio termico sotto vuoto, degassamento, tolleranza alle radiazioni e qualifica acustica/vibrazionale.

Confusioni frequenti in questo ambito

Non esiste un documento chiamato "certificato DO-160"; DO-160 è una specifica di prova il cui risultato è un rapporto di qualifica.
La selezione delle sezioni e delle categorie deriva dalla specifica dell'apparecchiatura del cliente; il laboratorio non può effettuarla da solo.
DO-178C e DO-254 non possono essere soddisfatti con la sola prova; l'evidenza è la tracciabilità del processo di sviluppo.
Un certificato AS9100 non è un'approvazione di prodotto; è un certificato di sistema di qualità e l'approvazione dei componenti avviene separatamente.
Per i processi speciali, il lavoro svolto senza NADCAP non è accettato nella catena di fornitura anche se tecnicamente corretto.
MIL-STD-810 e DO-160 vengono spesso confuse: una è una specifica militare e l'altra dell'aviazione civile, e i loro profili differiscono.

Quali decisioni supportano questi risultati

Aeronavigabilità e fascicoli TSO/ETSO
Ingresso nella catena di fornitura aerospaziale e approvazione dei fornitori
Approvazione dei processi speciali e preparazione NADCAP
Determinazione dell'impatto di una modifica progettuale sulla qualifica
Gestione del rischio di componenti contraffatti e verifica dei componenti

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Domande frequenti su Radiation

Qual è la differenza tra TID e SEE?

TID è la degradazione graduale causata dalla dose totale accumulata nel tempo. Il SEE è un guasto o un danno causato istantaneamente da una singola particella ad alta energia. I due vengono valutati con prove separate.