抗辐射封装加固:电子辐射屏蔽设计
2021-11-02赵鹤然王吉强陈明祥何承发
微处理机 2021年5期
关键词:剂量
赵鹤然,王吉强,陈明祥,杨 涛,何承发,杜 昊
(1.中国电子科技集团公司第四十七研究所,沈阳110000;2.中国科学院金属研究所,沈阳110016;3.华中科技大学机械科学与工程学院,武汉430074;4.中国科学院国家空间科学中心,北京100190;5.中国科学院新疆理化技术研究所,乌鲁木齐830011;6.广东腐蚀科学与技术创新研究院,广州510530)
1 引言
空间环境辐射对宇航级器件产生辐射效应,包括总剂量效应、单粒子效应、位移损伤、充放电效应等。根据国内外以往对航天事故的统计,约40%的故障由空间辐射造成,其中总剂量效应是人们研究的重点领域[1-2]。主流的抗辐射加固途径主要是芯片设计和工艺加固,设计周期较长,流片及验证成本高,大大提高了宇航级器件研发门槛。
针对总剂量效应的封装加固技术研究起始于上世纪70年代,国内外常见的屏蔽材料主要有金属、金属-陶瓷、金属-环氧树脂、有机薄膜等[3-6]。在此基于Al/Ta纳米复合结构,提出一种改进的封装抗辐射加固方法,通过复合涂层实现对高能电子及其二次辐射的有效屏蔽。
2 GEO轨道辐射环境仿真
此处利用AE8模型,分析器件在GEO轨道服役15年内遭遇的辐射带电子,以及质子平均能谱数值结果。详细数据如表1所示。可以看出,在GEO轨道中,对于总剂量效应,能量为0.04MeV~7MeV的辐射带电子占据主导地位,其通量会随着能量增加而减少。

表1 GEO轨道电子和质子平均能谱数值
由于空间环境具有较高的温差变化,飞行器服役过程中会遇到各类高加速环境,材料间热匹配会产生热应力问题;……
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