抗輻射加固工藝技術是指為使半導體器件和積體電路在輻射環境中能夠正常工作或具有很長的使用壽命所需採取的工藝措施。抗輻射加固技術是為保證電子系統、儀器等在輻射環境中仍能完好並可靠地完成各種預定功能而採取的各種技術措施。
基本介紹
- 中文名：抗輻射加固工藝技術
- 外文名：radiation hardening technology
- 學科：航空工程
- 領域：工程技術
定義,輻射環境,輻射效應,使用方法,作用,原理,使用,
定義
抗輻射加固工藝技術是指為使半導體器件和積體電路在輻射環境中能夠正常工作或具有很長的使用壽命所需採取的工藝措施。抗輻射加固技術是為保證電子系統、儀器等在輻射環境中仍能完好並可靠地完成各種預定功能而採取的各種技術措施。
輻射環境
半導體器件和積體電路所要面對的輻射環境主要有空間輻射環境、核爆炸輻射環境、實驗室輻射環境、工藝輻射環境和核動力輻射環境等。
輻射效應
半導體器件和電路在電離輻射環境中會引起各種輻射效應，概括起來可分為位移效應、電離效應和表面效應等。這些輻射效應將引起半導體器件和電路性能退化，甚至失效。
不同類型的輻射環境對半導體器件和積體電路所產生的輻射效應是不同的。
而對於同一輻射環境，不同類型的半導體器件和積體電路，其輻射效應和損傷機理也各不相同。
為了使半導體器件和積體電路在輻射環境中能夠正常工作或具有很長的使用壽命，就必須採取抗輻射加固工藝技術，對半導體器件和積體電路進行抗輻射加固。
使用方法
對於不同類型的半導體器件和積體電路，應根據其工作的輻射環境及相應的輻射效應和損傷機理，有針對性地採取加固措施。經過輻射加固的半導體器件和電路，其抗輻射能力一般會提高兩個數量級以上。
作用
抗輻射加固工藝技術廣泛套用於航天及武器裝備電子系統中，它在延長太空飛行器壽命、提高系統可靠性，及增強武器裝備在核戰環境下的生存能力等方面等起著重要作用。
原理
為了進行抗輻射加固工作，首先須了解輻射環境和輻射效應損傷機制。其次，根據抗輻射指標和電子系統所要完成的性能要求制訂失效判據。然後，按照合理的安全係數進行加固設計。從器件生產、電路設計到組裝成電子系統，每個環節都可加固，但是元件、器件的加固，是整個加固工作的基礎。
使用
電子系統的加固是一項綜合而複雜的工作。首先對整個電子系統進行易損性和輻射靈敏度的分析，利用分配法加固和平衡加固原理，提出子系統或各個部分的抗輻射指標。隨後對子系統和部件確定輻射容限，挑選元件和器件，或對元件和器件提出加固要求。在單元電路加固的基礎上，儘量少用有源元件和高阻值電阻，設法降低功率損耗，提高邏輯靈活性，採用限幅器、濾波器或齊納二極體等措施。
對於整個系統，還要從禁止結構、充填材料和可靠性等方面考慮。對於瞬時輻射效應，採用時間迴避法或間隙式工作方式比較有效。對於易損部分，可採用局部禁止或雙套以上的複式電路。抗輻射電子系統的設計，應利用計算機進行模擬分析和輔助電路設計，不僅可提高工作效率，而且還可以模擬實驗室很難得到的環境條件,或元件、器件和電路的極限參數對電路的影響。
