航天电子元器件抗辐照加固工艺.pdf

电子工艺技术
44ElectronicsProcessTechnology2013年1月第34卷第1期

航天电子元器件抗辐照加固工艺

孙慧，徐抒岩，孙守红，张伟
（中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春130033）

摘要：介绍了空间辐射环境及电子元器件抗辐照处理的必要性；阐述了影响抗辐照加固性能的主要因素。
结合实际工程应用，对于抗辐照加固工艺过程进行了着重说明，列举了抗辐照加固环节所应注意的一些要点。
关键词：空间辐射；抗辐照加固；电子元器件
中国分类号：TN605文献标识码：Ａ文章编号：1001-3474（2013）01-0044-03

Resist-RadiationHardeningTechnologyonAerospaceElectronicComponents

SUNHui;XUShu-yan;SUNShou-hong;ZHANGWei
(ChangchunInstituteofOptics,FineMechanicsandPhysics,ChineseAcademyofsciences,Changchun130033,China)

Abstract:Introducespaceradiationenvironmentandthenecessityofelectroniccomponentsresistancetoirradiation.
Describetheeffectsofmainfactorsontheperformancesofantiradiation.Theprocessofantiradiationprocessisillustratedin
highlightscombinedwithpracticalengineeringapplications.Andcertainofpointsthatshouldbenotedareenumeratedforthe
stepofantiradiation.
KeyWords:Spaceradiation;Antiradiation;Electroniccomponent
DocumentCode:AArticleID:1001-3474(2013)01-0044-03

由于我们的卫星及有效载荷在轨运行阶段脱的航天器威胁最大的是位于赤道上空的内、外范艾伦
离了大气层的保护，直接暴露在空间环境下，电子辐射带，它们主要由高能质子（30MeV～100MeV）
设备会受到辐射和重粒子的冲击而发生各种辐射效和高能量电子（0.4MeV～1.0MeV）组成，受辐射
应，造成其工作的异常或故障，从国内外对航天事的剂量率可分别达到1Gy/h和10Gy/h。
故的统计数据可以发现，40%的故障源于空间辐射。1.1太阳活动
因此，在使用器件时必须对其进行专门的抗辐照工太阳辐射是空间辐射环境中最活跃和最主要的
艺处理,以确保其工作的可靠性。因素，太阳活动分为缓变型太阳活动和爆发型太阳
本文在对空间辐射环境进行分析的基础上，介活动，它们的辐射影响不同。前者主要成分为电子
绍了一种经飞行验证过的、简单和可靠的元器件抗和质子，发射粒子流的速度为300km/s～900km/s,后
辐照加固工艺技术。者主要成分为大量的带电粒子流和高能射线，发射
粒子流的速度高达2000km/s以上，其能量比前者高
1空间辐射环境出几个数量级。
空间辐射环境根据来源不同主要分为太阳活动、太阳活动周期为11年。如太阳耀斑等爆发型太
宇宙射线和范艾伦辐射带（VanAllenBelt）等[1,2]。处阳活动，其特点是持续时间短，但是功率极高，一
于不同的轨道辐射环境也不同，对于围绕地球运行般高能质子对航天电子设备具有极大的破坏性，因

作者简介：孙慧（1983-）男，吉林省长春市人，毕业于哈尔滨工程大学，长春光学精密机械与物理研究所助研，主要从事航天产品电子
装联工艺技术研究工作。
第34卷第1期孙慧，等：航天电子元器件抗辐照加固工艺45

此一直是空间辐射领域的研究重点。焊盘在满足安全间距的条件下需比常规推荐焊盘尺寸
1.2宇宙射线大些，外径为内径的1.5倍～2.0倍；（b）QFP元
宇宙射线成分为83%的高能粒子，具有极大的贯器件，焊盘尺寸需超出管脚尺寸，左右各需大于
穿能力。所以飞行器在外层空间运行所受的辐射是0.10mm，前后各需大于0.75mm，并且对于没有电
相当严重的，处于地球卫星中的航天电子系统每年气连接定义的焊盘也需引出铜线。
所接受到累积辐射剂量可达100Gy以上，其中暴露于（3）封装设计。由于元器件抗辐照加固后，封
表面的元器件更高。装尺寸会变大，所以PCB上元器件封装不能单纯依赖
1.3范艾伦辐射带元器件手册的推荐封装，需要进行相应的放大，以
在没有爆发型太阳