DIN EN 16602-60-15-2014 Space product assurance - Radiation hardness assurance - EEE components English version EN 16602-60-15 2014《航天产品保证 辐射硬度保证 电气 电子和机电元器件 英文版本EN 16602-60-15-201.pdf

1、Dezember 2014DEUTSCHE NORM DIN-Normenausschuss Luft- und Raumfahrt (NL)Preisgruppe 16DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 49.140!%=Za“2265562www.din.deDDIN EN 16

2、602-60-15Raumfahrtproduktsicherung Sicherung der Strahlungshrte fr EEE-Komponenten;Englische Fassung EN 16602-60-15:2014Space product assurance Radiation hardness assurance EEE components;English version EN 16602-60-15:2014Assurance produit des projets spatiaux Assurance radiation Composants EEE;Ver

3、sion anglaise EN 16602-60-15:2014Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 40 SeitenDIN EN 16602-60-15:2014-12 2 Nationales Vorwort Dieses Dokument (EN 16602-60-15:2014) wurde vom Technischen Komitee CEN/CLC/TC 5 Raumfahrt“ erarbeitet, dessen Sekretariat

4、 vom DIN (Deutschland) gehalten wird. Das zustndige deutsche Normungsgremium ist der Arbeitsausschuss NA 131-10-01 AA Interoperabilitt von Informations-, Kommunikations- und Navigationssystemen“ im DIN-Normenausschuss Luft- und Raumfahrt (NL). Dieses Dokument (EN 16602-60-15:2014) basiert auf ECSS-Q

5、-ST-60-15C. Dieses Dokument enthlt unter Bercksichtigung des DIN-Prsidialbeschlusses 1/2004 nur die englische Originalfassung von EN 16602-60-15:2014. Dieses Dokument wurde speziell zur Behandlung von Raumfahrtsystemen erarbeitet und hat daher Vorrang vor jeglicher Europischer Norm, da es denselben

6、Anwendungsbereich hat, jedoch ber einen greren Geltungsbereich (z. B. Luft- und Raumfahrt) verfgt. DIN EN 16602-60-15:2014-12 3 Nationaler Anhang NA (informativ) Begriffe und Abkrzungen 3 Begriffe und Abkrzungen 3.1 Begriffe aus anderen Normen Fr die Anwendung dieser Norm gelten die Begriffe nach EC

7、SS-S-ST-00-01, insbesondere die folgenden: gltiges Dokument Zulassung Sicherung Derating (Unterlastung) EEE-Bauteil Umgebung (Umwelt) Gert (Einrichtung) Ausfall Information (Angabe) nicht verfgbarer Zustand Empfehlung geforderte Funktion Anforderung Review Risiko Spezifikation Norm Subsystem System

8、Test Rckverfolgbarkeit Validierung Verifizierung DIN EN 16602-60-15:2014-12 4 Fr die Anwendung dieser Norm gelten die Begriffe nach ECSS-Q-ST-60, insbesondere die folgenden: Charakterisierung handelsbliches Bauteil Screening (Auswahlprfverfahren) fr die Raumfahrt qualifizierte Teile Fr die Anwendung

9、 dieser Norm gelten die Begriffe nach ECSS-E-ST-10-04, insbesondere die folgenden: Dosis quivalentfluenz Fluenz Flussdichte lineares Energiebertragungsvermgen (LET) Fr die Anwendung dieser Norm gelten die Begriffe nach ECSS-E-ST-10-12, insbesondere die folgenden: Querschnitt Versetzungsschaden LET-S

10、chwellenwert Multiple-Cell-Upset (MCU) (Gesamt-)Dosis der nicht ionisierenden Strahlung (T)NID, en: (total) non-ionizing dose) bzw. nicht ionisierender Energieverlust (NIEL, en: non-ionizing energy loss) NIEL erwartete Reichweite Strahlungstoleranzen im Entwurf (RDM, en: radiation design margin) emp

11、findliches Volumen (SV, en. sensitive volume) Einzelereignis-Burnout (SEB, en: single event burnout) Bruch des Dielektrikums durch ein Einzelereignis (SEDR, en: single event dielectric rupture) Auswirkung durch ein Einzelereignis (SEE, en: single event effect) Funktionsunterbrechung durch ein Einzel

12、ereignis (SEFI, en: single event functional interrupt) Gate-Bruch durch ein Einzelereignis (SEGR, en: single event gate rupture) Energiekonzentration durch ein Einzelereignis (SEL, en: single event latch-up) Einzelereignis-Transiente (SET, en: single event transient) Einzelereignis-Upset (SEU, en: s

13、ingle event upset) Ereignis durch energiereiche Sonnenteilchen (SEPE, en: solar energetic particle event) Gesamtionisationsdosis (TID, en: total ionizing dose) DIN EN 16602-60-15:2014-12 5 3.2 Fr diese Norm spezifische Begriffe 3.2.1 TIDS des Bauteiltyps TID-Empfindlichkeit, bei der das Teil die par

14、ameterbezogenen/funktionellen Anforderungen berschreitet 3.2.2 TNIDS des Bauteiltyps TNID-Empfindlichkeit, bei der das Teil die parameterbezogenen/funktionellen Anforderungen berschreitet 3.2.3 erhhte Empfindlichkeit gegenber niedriger Dosisrate (ELDRS, en: enhanced low dose rate sensitivity) verstr

15、kte Qualittsabnahme der elektrischen Parameter eines Teils, wenn dieses mit niedrigerer Dosisrate bestrahlt wird 3.2.4 quivalentes LET Mittelwert der LET-Kurve in einem empfindlichen Volumen 3.2.5 einseitige Toleranzgrenze Grenze, die mit einer Wahrscheinlichkeit P und einem Vertrauensniveau C nicht

16、 berschritten wird, wobei angenommen wird, dass die durch die TID verursachte Qualittsabnahme der elektrischen Parameter einem Gesetz der Normalverteilung folgt Anmerkung 1 zum Begriff: Wenn die mittlere Verschiebung innerhalb der geprften Grundgesamtheit von n Proben, die Standardabweichung der Ver

17、schiebung und K der Faktor der einseitigen Toleranzgrenze ist, gilt: Delta XL = + K fr eine zunehmende Verschiebung der Gesamtdosis; Delta XL = K fr eine abnehmende Verschiebung der Gesamtdosis; K hngt von der Anzahl der geprften Proben n, der Erfolgswahrscheinlichkeit P und der Vertrauensgrenze C a

18、b. Werte fr K knnen MIL-HDBK-814 entnommen werden. Hufig wird eine 3-Sigma-Regel (K = 3) angewendet. Im Falle von 10 untersuchten Proben ergibt sich eine Erfolgswahrscheinlichkeit P von 90 % mit einer Vertrauensgrenze C von 99 %. Tabelle 3-1 enthlt die Werte fr K als Funktion der Anzahl der untersuc

19、hten Proben n fr P = 0,9 und C = 0,9. Tabelle 3-1 Werte fr K als Funktion der Anzahl der untersuchten Proben n fr P = 0,9 und C = 0,9 n K 3 4,259 4 3,188 5 2,742 6 2,493 7 2,332 8 2,218 9 2,133 10 2,065 3.2.6 Strahlungstoleranzen im Entwurf (RDM, en; radiation design margin) Verhltnis der TIDS ber d

20、as TIDL fr die TID und Verhltnis der TNIDS ber das TNIDL fr die TNID DIN EN 16602-60-15:2014-12 6 3.2.7 Abnahmetest fr das Strahlungslos (RADLAT, en: radiation lot acceptance test) siehe Strahlungsverifikationstest“ 3.2.8 Strahlungsverifikationstest (RVT, en: radiation verification test) Strahlungst

21、est an einer Probe, die aus demselben Streuungslos stammt wie die fr den Flug eingesetzten Teile ANMERKUNG Dieser Test wird auch als Abnahmetest fr das Strahlungslos (RADLAT)“ bezeichnet. 3.2.9 Gesamtionisations-Dosisniveau (TIDL, en: total ionizing dose level) berechnetes TID-Niveau, das am Ende de

22、r Mission auf das Teil wirkt 3.2.10 Gesamtdosisniveau der nicht ionisierenden Strahlung (TNIDL, en: total non-ionizing dose level) berechnetes TNID-Niveau, das am Ende der Mission auf das Teil wirkt 3.3 Abkrzungen Abkrzung Bedeutung APS aktiver Pixelsensor (en: active pixel sensor) ASIC anwendungssp

23、ezifischer integrierter Schaltkreis (en: application specific integrated circuit) CCD Charge Coupled Device, ladungsgekoppeltes Bauelement (en: charge coupled device) CDR kritisches Design-Review (en: critical design review) DCL deklarierte Teileliste (en: declared part list) ELDRS erhhte Empfindlic

24、hkeit gegenber niedriger Dosisrate (en: enhanced low dose rate sensitivity) EOL Ende der Lebensdauer (en: end of lifetime) FMECA Fehlerart-, auswirkungs- und -kritizittsanalyse (en: failure modes, effects and criticality analysis) GEO geostationre Erdumlaufbahn (en: geostationary Earth orbit) LET li

25、neares Energiebertragungsvermgen (en: linear energy transfer) MCU Multiple-Cell-Upset (en: multiple cell upset) MOS Metall-Oxid-Halbleiter (en: metal oxide semiconductor) NCR Nichtkonformitten/Fehler-Bericht (en: nonconformance report) NIEL nichtionisierender Energieverlust (en: non-ionizing energy

26、loss) PDR vorlufiges Design-Review (en: preliminary design review) QR Qualifikations-Review (en: qualification review) RADLAT Abnahmetest fr das Strahlungslos (en: radiation lot acceptance test) RDM Strahlungstoleranzen im Entwurf (en: radiation design margin) RHA Sicherung der Strahlungshrte (en: r

27、adiation hardness assurance) RVT Strahlungsverifikationstest (en: radiation verification test) SEB Einzelereignis-Burnout (en: single event burnout) DIN EN 16602-60-15:2014-12 7 Abkrzung Bedeutung SEDR Bruch des Dielektrikums durch ein Einzelereignis (en: single event dielectric rupture) SEE Auswirk

28、ung durch ein Einzelereignis (en: single event effect) SEFI Funktionsunterbrechung durch ein Einzelereignis (en: single event functional interrupt) SEGR Gate-Bruch durch ein Einzelereignis (en: single event gate rupture) SEL Energiekonzentration durch ein Einzelereignis (en: single event latch-up) S

29、ET Einzelereignis-Transiente (en: single event transient) SEU Einzelereignis-Upset (en: single event upset) SRR Systemanforderungs-Review (en: system requirement review) TID Gesamtionisationsdosis (en: total ionizing dose) TIDL Gesamtionisations-Dosisniveau (en: total ionizing dose level) TIDS Empfi

30、ndlichkeit gegenber der Gesamtionisationsdosis (en: total ionizing dose sensitivity) TNIDL Gesamtdosisniveau der nicht ionisierenden Strahlung (en: total non-ionizing dose level) TNIDS Empfindlichkeit gegenber der Gesamtdosis der nicht ionisierenden Strahlung (en: total non-ionizing dose sensitivity

31、) TNID Gesamtdosis der nicht ionisierenden Strahlung (en: total non-ionizing dose) WCA Worst-Case-Analyse (en: worst case analysis) DIN EN 16602-60-15:2014-12 8 Leerseite EUROPEAN STANDARD NORME EUROPENNE EUROPISCHE NORM EN 16602-60-15 September 2014 ICS 49.140 English version Space product assuranc

32、e - Radiation hardness assurance - EEE components Assurance produit des projets spatiaux - Assurance radiation - Composants EEE Raumfahrtproduktsicherung - Sicherung der Strahlungshrte fr EEE-Komponenten This European Standard was approved by CEN on 13 March 2014. CEN and CENELEC members are bound t

33、o comply with the CEN/CENELEC Internal Regulations which stipulate the conditions for giving this European Standard the status of a national standard without any alteration. Up-to-date lists and bibliographical references concerning such national standards may be obtained on application to the CEN-C

34、ENELEC Management Centre or to any CEN and CENELEC member. This European Standard exists in three official versions (English, French, German). A version in any other language made by translation under the responsibility of a CEN and CENELEC member into its own language and notified to the CEN-CENELE

35、C Management Centre has the same status as the official versions. CEN and CENELEC members are the national standards bodies and national electrotechnical committees of Austria, Belgium, Bulgaria, Croatia, Cyprus, Czech Republic, Denmark, Estonia, Finland, Former Yugoslav Republic of Macedonia, Franc

36、e, Germany, Greece, Hungary, Iceland, Ireland, Italy, Latvia, Lithuania, Luxembourg, Malta, Netherlands, Norway, Poland, Portugal, Romania, Slovakia, Slovenia, Spain, Sweden, Switzerland, Turkey and United Kingdom. CEN-CENELEC Management Centre: Avenue Marnix 17, B-1000 Brussels 2014 CEN/CENELEC All

37、 rights of exploitation in any form and by any means reserved worldwide for CEN national Members and for CENELEC Members. Ref. No. EN 16602-60-15:2014 EEN 16602-60-15:2014 (E) 2 Table of contents Foreword 4 1 Scope . 5 2 Normative references . 6 3 Terms, definitions and abbreviated terms 8 3.1 Terms

38、 from other standards 8 3.2 Terms specific to the present standard . 10 3.3 Abbreviated terms. 11 4 Principles 13 4.1 Overview of RHA process . 13 4.2 Radiation effects on components 14 4.3 Evaluation of radiation effects . 16 4.4 Phasing of RHA with the different phases of a space project 16 4.4.1

39、Phase 0: Mission analysis, Phase A: Feasibility 16 4.4.2 Phase B: Preliminary definition . 16 4.4.3 Phase C: Detailed definition 16 4.4.4 Phase D: Qualification and production 16 4.5 Radiation reviews . 17 5 Requirements 18 5.1 TID hardness assurance . 18 5.2 TNID hardness assurance 21 5.3 SEE hardn

40、ess assurance . 24 Annex A (normative) Mission radiation environment specification DRD 28 Annex B (normative) Radiation analysis report - DRD . 30 Bibliography . 32 Tables Table 3-1: K values for P=0,9 and C=0,9 as function of the number of tested samples n . 11 Table 5-1: EEE part families potentia

41、lly sensitive to TID . 18 DIN EN 16602-60-15:2014-12 EN 16602-60-15:2014 (E) 3 Table 5-2: List of EEE part families potentially sensitive to TNID 21 Table 5-3: List of EEE part families potentially sensitive to SEE . 24 Table 5-4: Worst case SET templates 25 Table 5-5: Environment to be assessed bas

42、ed on LETth 25 DIN EN 16602-60-15:2014-12 EN 16602-60-15:2014 (E) 4 Foreword This document (EN 16602-60-15:2014) has been prepared by Technical Committee CEN/CLC/TC 5 “Space”, the secretariat of which is held by DIN. This standard (EN 16602-60-15:2014) originates from ECSS-Q-ST-60-15C. This European

43、 Standard shall be given the status of a national standard, either by publication of an identical text or by endorsement, at the latest by March 2015, and conflicting national standards shall be withdrawn at the latest by March 2015. Attention is drawn to the possibility that some of the elements of

44、 this document may be the subject of patent rights. CEN and/or CENELEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. This document has been prepared under a mandate given to CEN by the European Commission and the European Free Trade Association. This document has been

45、developed to cover specifically space systems and has therefore precedence over any EN covering the same scope but with a wider domain of applicability (e.g. : aerospace). According to the CEN-CENELEC Internal Regulations, the national standards organizations of the following countries are bound to

46、implement this European Standard: Austria, Belgium, Bulgaria, Croatia, Cyprus, Czech Republic, Denmark, Estonia, Finland, Former Yugoslav Republic of Macedonia, France, Germany, Greece, Hungary, Iceland, Ireland, Italy, Latvia, Lithuania, Luxembourg, Malta, Netherlands, Norway, Poland, Portugal, Rom

47、ania, Slovakia, Slovenia, Spain, Sweden, Switzerland, Turkey and the United Kingdom. DIN EN 16602-60-15:2014-12 EN 16602-60-15:2014 (E) 5 1 Scope This standard specifies the requirements for ensuring radiation hardness assurance (RHA) of space projects. These requirements form the basis for a RHA pr

48、ogram that is required for all space projects in conformance to ECSS-Q-ST-60. RHA program is project specific. This standard addresses the three main radiation effects on electronic components: Total Ionizing Dose (TID), Displacement Damage or Total Non-Ionizing Dose (TNID), and Single event Effects

49、 (SEE). Spacecraft charging effects are out of the scope of this standard. In this standard the word “component” refers to Electrical, Electronic, and Electromechanical (EEE) components only. Other fundamental constituents of space hardware units and sub-systems such as solar cells, optical materials, adhesives, polymers, and any other material are not covered by this standard. This standard may be tailored for the specific characteristic and constrains of a space project i