[发明专利]一种柔性方硅阵列探测器及其制备方法

说明书

本发明涉及一种柔性方硅阵列探测器及其制备方法，柔性方硅阵列探测器包括集成电路板和柔性方硅阵列，集成电路板上设置有高能粒子感应元件，高能粒子感应元件位于集成电路板和柔性方硅阵列之间，高能粒子感应元件与柔性方硅阵列中的方硅芯片的位置重合，探测器中的柔性方硅阵列采用“岛‑桥”结构，使探测器能紧密包覆在电子器件上，真正实现对电子器件高能粒子辐射的精确探测。

技术领域

本发明涉及一种用于航天飞行器机载电子设备的探测设备，特别涉及一种柔性方硅阵列探测器及其制备方法。

背景技术

航天飞行器机载电子设备实时回传给地面指挥中心的信号是直接反映飞行器在轨工作状态的重要参考信息，对航天飞行器的飞行安全和空天实验数据的有效性具有十分重要的意义。然而，空间辐射环境中的高能带电粒子极易对航天器和卫星的运行安全造成影响，其中就包括单粒子效应，单粒子效应是指具有一定能量的单个粒子如空间辐射环境中的高能质子、电子或重离子，入射到航天器或卫星的电子元器件上时，在电子元器件的敏感区域内沉积能量，从而引起半导体器件或集成电路状态改变，导致器件发生错误的效应。

目前空间飞行器为了规避电离辐射的影响，采取了将元器件设备电路运行算法设置为随时重启，随时重启的方式虽然能规避高能粒子对航天飞行器对电器器件的影响，但严重影响数据的传输效率，并且仍然存在一定的概率传输受到电离辐射影响的错误数据，浪费了宝贵的空间站资源。

因此，实时有效地识别机载半导体设备在什么位置受到了电离辐射环境中粒子/射线干扰，直接影响到回传信号的真实准确性，传统的探测器能够很好地满足航天飞行器中半导体微电子设备工作过程中受到电离辐射环境粒子/射线干扰的识别与定位，然而考虑到航天飞行器机载设备形状的多样性，包括曲面、不规则表面等非平面形状，传统的探测器一般自身为板状的刚性探测器，探测器无法完美贴合在所需探测的电子器件上，探测器得到的结果并不是实际在电子器件上的辐射载荷，在应用中存在一定的局限性。因此迫切需要一种柔性探测器，紧密包覆在电子器件上，真正实现对电子器件辐射情况的探测。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种柔性方硅阵列探测器及其制备方法，探测器能紧密包覆在电子器件上，真正实现对电子器件高能粒子辐射的精确探测。

本发明的技术方案是：一种柔性方硅阵列探测器，包括集成电路板和柔性方硅阵列，集成电路板上设置有高能粒子感应元件，高能粒子感应元件位于集成电路板和柔性方硅阵列之间，高能粒子感应元件与柔性方硅阵列中的方硅芯片的位置重合。

进一步地，所述柔性方硅阵列包括高分子柔性聚酰亚胺薄膜衬底层、柔性可拉伸互联导线，焊盘和方硅芯片，方硅芯片通过焊盘与柔性可拉伸互联导线连接，多个方硅芯片之间通过柔性可拉伸互联导线并联并以点阵形式集成在高分子柔性聚酰亚胺薄膜衬底层上，方硅芯片不可拉伸。

进一步地，所述柔性方硅阵列采用“岛-桥”结构，方硅芯片处于“岛”的位置，柔性可拉伸互联导线处于“桥”的位置。

进一步地，所述集成电路板可为一体结构也可为多个集成电路板形成的集成电路板组。

进一步地，所述集成电路板为柔性电路板。

进一步地，高能粒子感应元件为随机动态存储器。

进一步地，柔性可拉伸互联导线为蛇形。

另一方面，一种柔性方硅阵列探测器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:

步骤S100、基于电子元件的位置和力学大变形理论，设计柔性可拉伸互联导线的具体形状；

步骤S200、剥离高分子柔性聚酰亚胺覆铜膜表面的金属铜，覆铜膜表面形成焊盘和柔性可拉伸互联导线；

步骤S300、沿着柔性可拉伸互联导线边缘切割高分子柔性聚酰亚胺覆铜膜下层的高分子柔性聚酰亚胺薄膜衬底层，形成镂空的柔性可拉伸电路；