航天大功率器件的钽皮抗辐照加固

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1、制造技术研究2015年8月第4期航天大功率器件的钽皮抗辐照加固张峻何宗鹏张彬彬万成安（北京卫星制造厂，北京100142）摘要：介绍了航天大功率器件的钽皮抗辐照加固工艺过程。针对功率器件底部散热型和顶部散热型的不同特点，分别设计有针对性的加固方式，在确保抗辐照加固效果的同时兼顾产品的散热需求。通过温度循环和剪切力试验对粘固效果进行验证，确认了抗辐照加固的高质量和高可靠。关键词：钽皮；电子元器件；抗辐照加固Resist-radiationHardeningofTantalumSheetonAerospaceHigh-powerElectronic

2、ComponentsZhangJunHeZongpengZhangBinbinWanChengan(BeijingSpacecrafts,Beijing100142)Abstract：Thispaperintroducestheresist-radiationhardeningprocessoftantalumsheetusedondifferentoccasionsofhigh-powerelectroniccomponents.Themethodsofresist-radiationhardeningarerespectivelydesi

3、gnedbasedonthedifferentcharacteristicsoftopheat-dissipationmethodandbottomheat-dissipationmethodofcomponentsforbotheffectsandthermalrequirments.Theresultisverifiedbytemperaturecyclingtestandshearingtesttomakesurethehighqualityandreliabilityoftheresist-radiationhardeningofco

4、mponents.Keywords：tantalumsheet；electroniccomponents；resist-radiationhardening1引言变形，且热导率远大于同等厚度铅皮，在航天电子产品尤其是大功率产品中应用有较明显的优势。研究钽空间辐射环境是航天器在轨运行所面临的重要皮的抗辐照加固工艺，确保粘贴在功率器件表面的钽环境要素之一，也是造成航天电子元器件异常或故皮在兼顾散热的同时与元器件牢固接合，不会因为障的重要原因。空间环境因其诱发的单粒子效应、总热应力或机械应力等而脱落。加固效果能够满足航剂量效应、位移损伤效应、表面充

5、放电效应、内带天电子产品高可靠、长寿命的要求。电效应等可引起航天器电子元器件的在轨损伤、性[1]能退化甚至失效。通过国内外的统计，约有40%的2抗辐照加固工艺[2]航天器电子单机故障原因为太空辐射。因此宇航级器件除了自身的抗辐照设计之外，使用前还需要专门对航天单机内部的大功率器件，散热是首要考的抗辐照加固工艺处理，确保工作的可靠性。虑内容。在热设计时大功率器件必须形成良好的热实际应用中，因为铅质地柔软易于成型，普遍使通道，保证工作过程中所产生热量的耗散。根据两种用铅皮作为抗辐照加固材料，鲜有关于钽皮加固相关热量耗散的方式分析抗辐照加固工艺。应

6、用。事实上相对于铅片，钽皮也有自己特有的优点，2.1底部散热型功率器件的抗辐照加固[3]二者同等厚度抗辐照效果类似，但成型精度高不易作者简介：张峻（1986-），硕士，电子封装专业；研究方向：星船电子产品工艺。收稿日期：2015-07-3032制造技术研究航天制造技术机箱壳体大功率器件热凸台陶瓷量热导热绝缘垫量机箱壳大功率器件PCB板图1底部散热型功率器件结构示意图4顶部散热型功率器件结构示意图1为底部散热型功率器件结构示意图，发热量较大的大功率器件焊接在导热性能良好的陶瓷板图4为顶部散热型功率器件结构示意，发热量较上，再将陶瓷板安装在底座上

7、，安装时涂抹导热硅大的大功率器件焊接印制板上。由于印制板的热导率脂。这样就形成了器件−陶瓷板−机箱壳体的散热通较低，无法满足散热需求，通过机箱壳体上的导热凸道。热量通过元器件的底部传导至机箱外部。对于此台与印制板的顶部接触，再安装导热绝缘垫及涂抹导类大功率器件，抗辐照加固的流程为钽片成形—试热硅脂，这样就形成了器件−导热垫−机箱壳体的散热装—清洁—胶膜粘固—硅橡胶粘固。此类器件的粘固通道，热量通过元器件的顶部传导至机箱外部。重点注意以下两项：因为四周点固的硅橡胶呈凸起状，影响器件的散a.钽皮成形。相对于铅片，钽皮质地十分坚硬，热效率，甚至形成

8、干涉，无法装配，所以此类器件的很难用剪刀、手术刀等工具精确成形。需采用线切抗辐照加固无法采用上述加固方式。若四周不点固硅割或激光切割成形，能够保证较高成形精度。橡胶