Современная электроника №2/2021

ВОПРОСЫ ТЕОРИИ 58 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 2 2021 Ослабление потоков электронов радиационных поясов Земли защитными экранами на основе композита W-Cu Для снижения дозовых нагрузок на электронную компонентную базу космических аппаратов от потоков электронов и протонов радиационных поясов Земли применяются экраны локальной радиационной защиты. Такие экраны изготавливают на основе материалов с большим атомным номером и высокой плотностью (вольфрама, тантала, композита W-Cu и др.), а затем интегрируют в металлокерамические корпуса электронных компонентов с недостаточным уровнем радиационной стойкости. Методом Монте-Карло рассмотрены способы снижения уровня поглощённой кристаллами активных элементов дозы с помощью экранов радиационной защиты на основе композита W-Cu в гибридных металлических корпусах при воздействии электронов круговой орбиты с углом наклонения 30° и высотой 8000 км. А.С. Якушевич, Ю.В. Богатырев, С.С. Грабчиков, С.Б. Ластовский, Н.А. Василенков, А.Е. Козюков, Г.А. Протопопов Введение Экраны локальной радиационной защиты (ЭЛРЗ) применяются для сни- жения дозовых нагрузок на электрон- ную компонентную базу космических аппаратов (КА) от потоков электронов и протонов радиационных поясов Зем- ли (РПЗ). Суть метода применения ЭЛРЗ заключается в интегрировании защит- ных экранов в металлокерамические корпуса электронных компонентов с недостаточным уровнем радиацион- ной стойкости [1–6]. Данный метод достаточно просто реализуется в бло- ках радиоэлектронных средств третье- го поколения, где используется монтаж корпусированных электронных ком- понентов на платы[6]. Экраны локаль- ной радиационной защиты изготавли- вают на основе материалов с большим атомным номером и высокой плотно- стью (вольфрама, тантала, композита W-Cu и др.), что позволяет при незна- чительных изменениях конструкции и габаритных размеров существенно повысить защитные функции корпу- са интегральных микросхем. В блоках радиоэлектронных средств авиакосмической техники четвёрто- го поколения используется бескор- пусной монтаж кристаллов активных элементов на коммутационные пла- ты [7]. Несколько микросборок в виде таких плат помещают в металлический корпус-экран, герметизируемый либо по торцам, либо по верхней крышке. Связь с другими блоками осуществля- ется через разъёмы в боковых стенках. Помимо бескорпусных микросборок в корпус блока могут монтироваться пассивные электронные компонен- ты, которые, например, нельзя изгото- вить в плёночном исполнении. Если это каркасные катушки индуктивности, то высота боковых стенок такого корпуса составляет 10 мм и более [7]. Подобного типа гибридные корпуса необходимы для различного рода мощных источни- ков вторичного электропитания, пре- образователей напряжения и др. Цель настоящей работы – показать расчётными методами возможные способы снижения уровня поглощён- ной кристаллами активных элементов дозы с помощью экранов радиацион- ной защиты на основе композита W-Cu в гибридных металлических корпусах радиоэлектронной аппаратуры при воздействии электронов радиацион- ных поясов Земли. Методика расчёта Определение поглощённых доз D проводилось для шести кремниевых кристаллов (активных элементов), обозначенных в данной работе как транзисторы VT1–VT6. Кристаллы транзисторов смонтированы по бес- корпусной технологии в централь- ной области (VT5), по краям (VT1, VT3 и VT6) и в углах (VT2 и VT4) ком- а в б г Рис. 1. Расположение кристаллов кремния на коммутационной плате (а) и вертикальные сечения корпусов типа I (б), II (в) и III (г)