Методы защиты от внешних воздействий индустриальных модулей памяти от Apacer

Хранение информации неразрывно связано с необходимостью механической защиты модулей памяти от внешнего воздействия разрушающих факторов. Особенно это важно для таких сфер промышленности, в которых выход из строя устройства недопустим в независимости от воздействия на него окружающей среды. Например, в нефтегазовой, транспортной, телекоммуникационной промышленности, оборонной промышленности, дата-центрах и автоматизированных системах управления предъявляются высокие требования к защите устройств от воздействия внешней среды. Apacer предлагает инновационные методы защиты, благодаря которым устройства памяти могут соответствовать даже этим высоким требованиям.

Метод десульфитации

Apacer разработал первый в мире ассортимент модулей памяти с защитой от воздействия сероводорода, позволяющий использовать устройства в агрессивных серосодержащих средах и соответствовать высоким промышленным стандартам.

В отличие от окружающей среды, в которой используются стандартные модули памяти, среда, где работают промышленные компьютеры, отличается повышенной температурой и наличием агрессивных составляющих. В условиях загрязнения окружающей среды электронные компоненты, функционирующие при высокой температуре, влажности и загрязнении, часто подвержены воздействию сероводорода.

В сильно загрязненной среде избыточная концентрация содержащихся в воздухе серосодержащих частиц (H₂S) может легко реагировать с серебром (Ag), используемым в электроде, с образованием сульфида серебра (Ag₂S), который является непроводящим. При увеличении серосодержащих частиц значение сопротивления также увеличивается, что в конечном итоге приводит к обрыву цепи (рис. 1).

Рис. 1. Процесс сульфитации

Для решения проблемы сульфитации в промышленных условиях компания Apacer разработала первый в мире ассортимент модулей памяти, в которых используются специальные легирующие материалы (рис. 2), прошедшие тест по десульфитации ASTM B809-95. Их использование позволяет сохранить стабильную работу устройств даже в агрессивных серосодержащих средах.

Рис. 2. Запатентованный Apacer метод десульфитации

Наиболее распространенный метод десульфитации заключается в покрытии толерантного к сере слоя для защиты электрода, который предотвращает реакцию серебра с серосодержащими газами и повышает устойчивость электрода к сере. Однако характеристики данного метода довольно нестабильны из-за смещения этого слоя, вследствие чего пропадают защитные свойства.

Компания Apacer, получившая патент на десульфитацию модулей памяти, использует эксклюзивные и улучшенные легированные материалы, которые позволяют заменить стандартный электрод и полностью обеспечить защиту от воздействия серы (рис. 3). Технология десульфитации Apacer не только эффективно решает проблемы коррозии, вызванные загрязнением окружающей среды, но и увеличивает общий срок службы системы и обеспечивает стабильную работу системы в течение долгих часов в суровых условиях эксплуатации.

Рис. 3. Тестирование модулей на воздействие серой при высокой температуре

Конформное и нанопокрытие печатных плат

Применение конформного покрытия печатных плат обеспечивает защиту печатных узлов от влияния окружающей среды и механических воздействий при эксплуатации, существенно увеличивая срок службы таких узлов. Эта пленка предохраняет устройство от проникновения пыли и защищает от влаги электронные компоненты, расположенные на плате.

Порядок нанесения конформного покрытия (рис. 4):

Рис. 4. Порядок нанесения конформного покрытия

• использование автоматической системы нанесения конформного покрытия с очень высокой точностью дозирования;
• обработка платы высокой температурой;
• проверка гладкости и однородности нанесения покрытия;
• проверка на соответствие стандарту IPC-A‑610E.

Конформное покрытие может наноситься ручным или автоматическим способом. Apacer использует автоматизированную систему конформных покрытий, что обеспечивает точность и аккуратность нанесения защитного слоя.

В своих технологиях Apacer применяет также инновационный метод нанопокрытия печатных плат, используя химическое осаждение из газовой фазы (CVD) для создания тонкой прозрачной полимерной пленки. Газообразный метод нанесения обеспечивает чрезвычайно равномерное нанесение, а пленка материала покрытия весьма тонкая.

Используемый материал парилен соответствует стандарту IP57.

Термическое регулирование

С увеличением производительности твердотельных накопителей требования к энергопотреблению, как правило, возрастают, тогда как к физическим размерам они обычно остаются неизменными или ведут к уменьшению габаритов накопителей. Повышение требований к электропитанию без соответствующего увеличения физических размеров часто приводит к проблемам с отводом большего количества тепла и сбоям из-за перегрева. Это может вызвать риск повреждения данных, хранящихся на твердотельных накопителях, а также повреждение компонентов оборудования.

Для предотвращения перегрева компания Apacer оснащает свои SSD встроенным термодатчиком и с помощью команд S.M.A.R.T (self-monitoring, analysis and reporting technology — технология самоконтроля, анализа и отчетности) настраивает накопитель с использованием встроенного ПО для термического регулирования при повышенных температурах (рис. 5).

Рис. 5. Термическое регулирование

Термическое регулирование активируется, только когда температура твердотельного накопителя достигает максимального порогового уровня, который может привести к неисправности и уменьшить производительность устройства. Производительность может быть снижена только до степени, необходимой для восстановления стабильной температуры. Как только температура понизится до минимального порогового значения, скорости передачи вернутся к оптимальному уровню. Этот защитный механизм обеспечивает работу твердотельного накопителя в температурных пределах, что позволяет сохранить безопасность пользовательских данных и продлить срок службы изделия.

CoreGlacier — инновационная система термического регулирования от Apacer

Apacer разработала инновационную систему термического регулирования — CoreGlacier. Она охлаждает как флэш-память NAND, так и интегральную схему контроллера, поддерживая низкую температуру и позволяя твердотельному накопителю обеспечивать высокую производительность.

Технология CoreGlacier (рис. 6) используется в моделях твердотельных накопителей с интерфейсом PCIe.

Рис. 6. Преимущество использования системы CoreGlacier

Метод укрепления паяных соединений между чипом BGA и печатной платой

Метод укрепления паяных соединений между чипом BGA и печатной платой предусмотрен для усиления устойчивости продукта к вибрации и тепловому удару. При больших изменениях температуры разность коэффициентов теплового расширения между кремниевым чипом и подложкой печатной платы часто вызывает микросдвиги во время испытания на термический удар, что приводит к разрушению или разрыву паяных соединений. Чтобы избежать этого, Apacer укрепляет паяные соединения между шариками припоя и печатной платой, тем самым повышается устойчивость изделия к вибрации и снижаются тепловые повреждения, надежность изделия увеличивается, и следовательно, увеличивается срок его службы (рис. 7).

Рис. 7. Метод укрепления паяных соединений от Apacer

Для этого используется эпоксидная смола, которая распределяется по краям чипа и при капиллярном воздействии оседает на дне BGA-чипа. Затем подложку нагревают для увеличения механической прочности паяных соединений и усиления ударопрочности изделия.

Apacer использует метод укрепления паяных соединений между чипом BGA и печатной платой для повышения надежности продукта и устойчивости к различным тепловым и механическим ударам, гарантируя, что продукты продолжают нормально работать при высокой вибрации и экстремальных изменениях температуры окружающей среды. Это оптимальное решение для промышленного оборудования, военной и автомобильной промышленности и защищенных компьютеров.

Расширенный температурный диапазон

Промышленные твердотельные накопители и модули памяти Apacer специально предназначены для работы в жестких условиях и эксплуатируются при экстремальных температурах в диапазоне –40…+85 °C, что делает их надежным решением для применения в военной промышленности, аэрокосмической и транспортной областях, где условия часто бывают наиболее экстремальными. Широкая линейка продуктов Apacer, таких как микросхемы памяти, пассивные элементы и печатные платы, представляет собой полномасштабные промышленные модели. Эти продукты прошли расширенные температурные испытания и экстремальные термоциклические испытания. Линейка модулей памяти, выдерживающих высокие температуры, содержит такие модули оперативной памяти, как UDIMM, SODIMM, ECC UDIMM и ECC SODIMM.

В своих разработках Apacer использует интегральные микросхемы промышленного класса. Благодаря применению интегральных микросхем для промышленной электронной аппаратуры модули памяти Apacer могут обеспечить стабильность работы в суровых условиях, где температура постоянно колеблется.

Заключение

Продукция, предлагаемая компанией Apacer, используется на промышленных предприятиях, во встраиваемых системах, в оборонном комплексе, авиации и многих других областях, где необходима повышенная износо- и отказоустойчивость. Для удовлетворения жестких требований конечных заказчиков продукция проходит обязательную предпродажную проверку. В ходе создания изделий производитель применяет технологии, с помощью которых удается добиться надежности и сопротивляемости модулей воздействию неблагоприятных условий окружающей среды. Одним из важных преимуществ компании Apacer при производстве промышленных накопителей флэш-памяти являются неизменность компонентной базы, фиксированный состав компонентов на протяжении всего жизненного срока заказного изделия (обычно он составляет 5–10 лет), возможность изготовления практически всей товарной номенклатуры для эксплуатации в расширенном диапазоне рабочих температур и повышенная устойчивость всего оборудования к вибрациям. Компания продолжает создавать все более совершенные типы максимально эффективных устройств памяти, применяя новейшие разработки для их защиты от воздействия окружающей среды.