郭先生
181 2433 8518
在航空航天領(lǐng)域,輕量化撥動(dòng)開關(guān)的輻射耐受性與熱匹配性是決定其可靠性的核心指標(biāo)。太空環(huán)境中的高能粒子輻射(如質(zhì)子、伽馬射線)和極端溫度波動(dòng)(-150℃至120℃)對(duì)開關(guān)材料提出嚴(yán)苛挑戰(zhàn)。
輻射耐受性方面,傳統(tǒng)開關(guān)受輻照影響易產(chǎn)生總劑量效應(yīng)與單粒子效應(yīng),導(dǎo)致觸點(diǎn)氧化、漏電流增大甚至功能失效。例如,CMOS電路在輻照下柵氧層空間電荷積累,可能使增強(qiáng)型NMOS管變?yōu)楹谋M型。為此,需采用抗輻照加固技術(shù):通過(guò)SOI CMOS工藝優(yōu)化柵氧結(jié)構(gòu),降低輻照引起的閾值漂移;在觸點(diǎn)表面鍍金(厚度≥0.5μm),結(jié)合陶瓷填充環(huán)氧樹脂絕緣層,形成雙重防護(hù)屏障,確保在10?拉德累積劑量下仍能穩(wěn)定工作。
熱匹配性方面,輕量化需求推動(dòng)開關(guān)向超薄化、復(fù)合化發(fā)展。采用鋁基板結(jié)構(gòu)(密度0.6g/cm³),其6061鋁合金芯材導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)200W/m·K,配合陶瓷絕緣層,既能實(shí)現(xiàn)66%的減重效果,又能將溫度波動(dòng)控制在±5℃以內(nèi)。針對(duì)熱膨脹系數(shù)差異,通過(guò)有限元分析優(yōu)化材料組合,確保在-150℃至120℃循環(huán)1000次后,焊點(diǎn)脫落率<0.1%。
上述技術(shù)已應(yīng)用于衛(wèi)星電源管理模塊,經(jīng)測(cè)試驗(yàn)證,開關(guān)在輻照與熱循環(huán)聯(lián)合作用下,接觸電阻變化≤5%,壽命突破10?次,為深空探測(cè)裝備提供了可靠保障。
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