[发明专利]一种模拟航天航空环境电子器件失效的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及航天航空电子元器件的制备技术领域，尤其涉及一种模拟航天航空环境电子器件失效的装置及方法。

背景技术

航天航空器件的可靠性是保证飞行器安全升空、并在太空环境中长期运作的重要保证。然而受升空装配前的地面室内大气环境影响，以及升空后长期受太空环境中的紫外辐照、气氛、温度场以及工作的直流电场等因素作用的影响，从而引起某些器件的密封破坏、管脚断裂、内引线键合点脱开或“长毛”等失效，严重影响了器件乃至整机的质量和实用性能。因此，研究航天航空器件的腐蚀失效，提出评价表面腐蚀程度的判据，建立航天航空器件早期腐蚀的评价新方法，可以减少因腐蚀而造成的巨大损失，提高航天航空器件的可靠性，具有十分重要的意义。目前的航天航空器件的模拟环境制备方法都是比较单一的针对一种或者几种模拟环境，并不能客观、全面地针对其工作的空间环境中主要环境因素进行制备。并且其制备方法大多都过于复杂，并不能系统地进行航天航空器件的制备研究。

发明内容

为更全面地研究航天航空器件在工作环境中的腐蚀失效，本发明提供了一种模拟航天航空环境电子器件失效的装置，能简单方便的地实现了几种或多种耦合环境的模拟。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

真空腔室具有样品台法兰接口、气氛法兰接口及紫外法兰接口三个法兰接口，并设有真空预抽通道；

样品台位于真空腔室内，通过样品台法兰接口与外部的加热变压器和温度控制仪连接；样品台的上方设置紫外灯，紫外灯通过紫外法兰接口与外部的紫外控制仪连接；样品台上设置陶瓷样品固定柱和金属样品固定柱，其中，金属样品固定柱通过连接器和陶瓷外壳导线与外部的直流电场控制仪的正极连接，直流电场控制仪的负极通过定值电阻与真空腔室的壳体连接。

所述样品台由不锈钢板以及不锈钢板下表面的温控线路固定板组合构成；在温控线路固定板上设置加热电压输出线路、加热电压控制线路以及温度检测线路；其中，加热电压输出线路与加热变压器连接，加热电压控制线路以及温度检测线路均与温度控制仪连接。

所述不锈钢板上铺设用于放置待测样品的玻璃薄片。

所述陶瓷样品固定柱由螺栓及螺母组成，并固定安装叉形铜压片和叉形裸端子，其中叉形裸端子与连接器连接。

所述金属样品固定柱由螺栓及螺母组成，并固定安装圆形铜压片。

本发明还提供了一种基于所述装置的模拟航天航空环境电子器件失效的方法，具体分为以下步骤：

（1）将电子器件样品通过样品台上的陶瓷样品固定柱与金属样品固定柱的固定；

（2）对电子器件样品进行单种或多种耦合因素环境的处理；

（3）通过俄歇电子能谱、X射线光电子能谱、扫描电子显微镜方法对处理后的样品进行失效检测，研究电子器件样品失效后的表面结构、表面层产物分布、扩散过程以及表面化学反应，最终进行失效评估。

所述单种环境因素为：在室内大气或低真空环境下的，单因素紫外辐照环境、单因素气氛环境、单因素温度场环境以及单因素直流电场环境；

所述多种耦合环境因素为：在室内大气或低真空环境下的，由紫外辐照环境、气氛环境、温度场环境以及直流电场环境中的两种或两种以上环境组成的耦合环境。

本发明的有益效果为：

与现有的模拟环境制备设备相比较，本发明模拟的环境包括室内大气或低真空环境中的紫外辐照环境、气氛环境、温度场环境以及直流电场环境，能够更全面、简易地模拟实现航天航空器件的工作环境。

附图说明

图1为航天器件模拟环境腔室示意图。

图2为样品台平面局部剖视示意图。

图3为样品台两个固定柱所在截面的示意图。

图4为检测电子元器件失效的流程图。

图中标号：

1-真空腔室；2-紫外灯；3-陶瓷样品固定柱；4-金属样品固定柱；5-样品台；6-样品台法兰接口；7-加热变压器；8-温度控制仪；9-气氛法兰接口；10-紫外法兰接口；11-紫外控制仪；12-直流电场控制仪；13-定值电阻；14-陶瓷外壳导线；15-连接器；16-真空预抽通道；17-加热电压输出线路；18-温度检测线路；19-加热电压控制线路；20-上陶瓷螺母；21-真空垫圈；22-叉形裸端子；23-叉形铜压片；24-下陶瓷螺母；25-不锈钢板；26-十字槽平头螺丝；27-温控线路固定板；28-玻璃薄片；29-待测样品；30-螺栓；31-圆形铜压片；32-上金属螺母；33-下金属螺母。

具体实施方式