本发明专利技术公开了航天航空电子元器件的制备技术领域的一种模拟航天航空环境电子器件失效的装置及方法。该装置的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，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。能够全面、简易地模拟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在内的航天航空器件的工作环境。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及航天航空电子元器件的制备
，尤其涉及。
技术介绍
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。
技术实现思路
为更全面地研究航天航空器件在工作环境中的腐蚀失效，本专利技术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。本专利技术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。本专利技术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(I)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。本专利技术的有益效果为 与现有的模拟环境制备设备相比较，本专利技术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I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I-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。具体实施例方式本专利技术提供了，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步说明该装置的模拟环境包括室内大气或低真空环境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。其结构如图I所示，真空腔室I具有样品台法兰接口 6、气氛法兰接口 9以及紫外法兰接口 10三个法兰接口，并设有真空预抽通道16;样品台5位于真空腔室I内，通过样品台法兰接口 6与外部的加热变压器7和温度控制仪8连接；样品台5的上方设置紫外灯2，紫外灯2通过紫外法兰接口 10与外部的紫外控制仪11连接；样品台5上设置陶瓷样品固定柱3和金属样品固定柱4，其中，金属样品固定柱4通过连接器15和陶瓷外壳导线14与外部的直流电场控制仪12的正极连接，直流电场控制仪12的负极通过定值电阻13与真空腔室I的壳体连接。样品台5由不锈钢板25以及不锈钢板25下表面的温控线路固定板27组合构成；在温控线路固定板27上设置加热电压输出线路17、加热电压控制线路19以及温度检测线路18 ;其中，加热电压输出线路17与加热变压器7连接，加热电压控制线路19以及温度检测线路18均与温度控制仪8连接。真空腔室I内通过真空预抽通道16对其抽真空实现室内大气环境向低真空环境的转换，同时通过气氛法兰接口 9对真空腔室I的放气来实现低真空环境向室内大气环境的转换。低真空环境可达到真空度为1.2X10_4Pa。紫外控制仪11控制紫外灯2的紫外强度，调节真空腔室I内的待测样品受到的紫外辐照强度，从而实现紫外辐照环境的模拟。紫外辐照环境可达到紫外波段在20(T400nm范围的辐照强度。 气氛法兰接口 9连接气氛装置实现真空腔室I内的气氛环境的模拟。气氛环境可实现氧气、氮气、二氧化硫等气氛。加热变压器7和加热电压输出线路17实现对样品台5加热升温；加热电压控制线路19、温度控制仪8以及加热变压器7，实现对样品台5温度的控制；温度检测线路18和温度控制仪8，实现对样品台5温度的检测显示。从而共同作用实现真空腔室I内待测样品的温度场环境的模拟。温度场环境可达到室温到200°C的温度范围。不锈钢板25上的陶瓷样品固定柱3由十字槽平头螺丝26配合上陶瓷螺母20和下陶瓷螺母24，拧紧固定在不锈钢板25上；上陶瓷螺母20和下陶瓷螺母24中间夹有真空垫圈21，起到与十字槽平头螺丝26的绝缘作用；同时其中间一端还夹有叉形铜压片23，起到连接、固定待测样品29的作用，另一端夹有叉形裸端子22，并连接着陶瓷外壳导线14和连接器15 ;不锈钢板25上的金属样品固定柱4由螺栓30配合上金属螺母32和下金属螺母33拧紧固定在不锈钢板25上；螺栓30与上金属螺母32中间夹有圆形铜压片31，同样起到连接、固定待测样品29的作用；不锈钢板25上的玻璃薄片28起到与待测样品29的绝缘作用，并通过叉形铜压片23和圆形铜压片31共同固定在不锈钢板25上。控制直流电场控制仪12的直流电流，调节真空腔室I内的待测样品29受到的直流强度，从而实现直流电场环境的模拟。直流电场环境达到O. f IOOmA的电流强度。本专利技术的具体操作过程如下I.将待测样品本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种模拟航天航空环境电子器件失效的装置，其特征在于，真空腔室（1）具有样品台法兰接口（6）、气氛法兰接口（9）以及紫外法兰接口（10）三个法兰接口，并设有真空预抽通道（16）；样品台（5）位于真空腔室（1）内，通过样品台法兰接口（6）与外部的加热变压器（7）和温度控制仪（8）连接；样品台（5）的上方设置紫外灯（2），紫外灯（2）通过紫外法兰接口（10）与外部的紫外控制仪（11）连接；样品台（5）上设置陶瓷样品固定柱（3）和金属样品固定柱（4），其中，金属样品固定柱（4）通过连接器（15）和陶瓷外壳导线（14）与外部的直流电场控制仪（12）的正极连接，直流电场控制仪（12）的负极通过定值电阻（13）与真空腔室（1）的壳体连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：姚文清，严楷，朱永法，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：
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