一種模擬深空環(huán)境中電子器件實驗的裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及了一種用于深空環(huán)境中電子元器件實驗的模擬裝置，尤其涉及超高真空度的深空空間環(huán)境，包括真空控制系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、直流電場控制系統(tǒng)、紫外線輻照控制系統(tǒng)以及氣氛控制系統(tǒng)，本實用新型針對深空環(huán)境實現(xiàn)超高真空，真空度可達(dá)10-8Pa，氘燈波長范圍為160~400nm，吻合深空環(huán)境紫外線參數(shù)，直流電場可控穩(wěn)定，本實用新型能夠更真實地模擬深空環(huán)境中電接觸材料及器件工作時受到的單一或耦合作用影響。
【專利說明】一種模擬深空環(huán)境中電子器件實驗的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及了一種用于深空環(huán)境中電子元器件實驗的模擬裝置，尤其涉及超高真空度的深空空間環(huán)境。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著航天技術(shù)的高速發(fā)展，人類探索未知宇宙的領(lǐng)域已經(jīng)從低地球軌道逐漸轉(zhuǎn)向更為深邃的深空空間環(huán)境，航天器的電子元器件是航天器正常工作的重要保障。航天器進(jìn)入并長期運(yùn)作于深空空間環(huán)境中時，其電子元器件將不可避免地受到深空環(huán)境中輻照、溫度、氣氛已經(jīng)工作電場等因素耦合作用，從而引起某些元器件的損傷，最終導(dǎo)致航天器的失效。因此需要建立一種模擬深空空間環(huán)境下電接觸材料及電子元器件實驗裝置及實驗評估方法，確保航天器件的可靠性，避免因航天器件的損傷而導(dǎo)致航天器的失效。
[0003]為了便于研究和開展深空環(huán)境下航天器的電接觸材料及電子元器件的實驗，現(xiàn)有的航天空間環(huán)境模擬裝置主要是針對低地球軌道空間環(huán)境，常規(guī)模擬裝置真空度一般約為10_4Pa，紫外輻照源多為普通紫外殺菌燈，波長范圍可靠性低，且模擬技術(shù)復(fù)雜。本實用新型能夠針對深空環(huán)境的超高真空，真空度可達(dá)10_8Pa，輻照源采用的氘燈波長范圍為16(T400nm，吻合深空環(huán)境紫外線輻照參數(shù)，并配有可控穩(wěn)定直流電源，能夠客觀真實地反映在深空環(huán)境中各主要因素單一及耦合作用對電接觸材料及器件性能的影響。
實用新型內(nèi)容
[0004]為了客觀真實地反映在深空空間環(huán)境中各主要因素對航天器電接觸材料或器件單一及耦合作用的性能影響，本實用新型提供一種模擬深空環(huán)境中電子器件實驗的裝置。
[0005]一種模擬深空環(huán)境中電子器件實驗的裝置，包括一個真空腔體，所述真空腔體內(nèi)部設(shè)有樣品臺，所述樣品臺設(shè)置有加熱元件及固定元件，樣品臺固定在真空腔體側(cè)壁的樣品法蘭口上；
[0006]所述真空腔體內(nèi)部頂端設(shè)有氘燈，同時真空腔體頂部設(shè)有溫度控制接口，真空腔體具有樣品法蘭口的一側(cè)下部依次設(shè)有直流電場控制接口與氣氛控制接口，真空腔體另一側(cè)設(shè)有真空控制接口與真空規(guī)，底部設(shè)有真空管道；
[0007]其中溫度控制接口依次連接加熱變壓器與溫度控制顯示器，直流電場控制接口連接直流電場控制器，氣氛控制接口連接氣氛瓶，真空控制接口依次連接分子泵與機(jī)械泵，真空管道連接由濺射離子泵和鈦升華泵構(gòu)成的組合泵；
[0008]所述加熱元件為熱電阻絲，固定元件為樣品固定桿，所述樣品固定桿上設(shè)置有金屬卡片；
[0009]所述氘燈通過氘燈調(diào)整桿固定在真空腔體內(nèi)部頂端上，氘燈電源通過導(dǎo)線連接在氘燈上，導(dǎo)線經(jīng)由氘燈法蘭接口連接在氘燈上，所述氘燈電源置于真空腔體外部；
[0010]所述加熱變壓器通過溫控線路與測溫線路兩根線路連接在熱電阻絲上；
[0011]所述直流電場控制器通過陶瓷封裝導(dǎo)線連接在樣品固定桿上；[0012]所述氣氛瓶通過氣體管道連接在氣氛控制接口上，在氣體管道上設(shè)有氣氛針閥；
[0013]所述在分子泵通過手動擋板閥連接在真空控制接口上；
[0014]所述真空腔體側(cè)壁上還設(shè)有觀察窗，所述觀察窗與樣品臺高度一致。
[0015]與現(xiàn)有空間環(huán)境模擬器相比，本實用新型能夠針對深空環(huán)境實現(xiàn)超高真空，真空度可達(dá)10-8Pa，氘燈波長范圍為16(T400nm，吻合深空環(huán)境紫外線參數(shù)，直流電場可控穩(wěn)定，本實用新型能夠更真實地模擬深空環(huán)境中電接觸材料及器件工作時受到的單一或耦合作用影響。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為樣品臺平面局部剖視示意圖；
[0018]圖3為樣品臺側(cè)剖視圖。
[0019]圖中標(biāo)號:
[0020]1-真空腔體；2_氘燈固定調(diào)整桿；3_氘燈；4_樣品臺；5_進(jìn)取樣品法蘭口 ；6_直流電場控制器；7_氣氛針閥；8_氣氛瓶；9_氘燈法蘭接口 ；10_氘燈電源；11_加熱變壓器；12-溫度控制顯示器；13_手動擋板閥；14_分子泵；15_機(jī)械泵；16_觀察窗；17_真空規(guī)；18-真空管道；19_組合泵；20_陶瓷封裝導(dǎo)線；21_樣品固定桿；22_測溫線路；23_溫控線路；24_熱電阻絲；25_金屬卡片；26_樣品臺陶瓷底片。
【具體實施方式】
[0021]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)描述。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0022]相反，本實用新型涵蓋任何由權(quán)利要求定義的在本實用新型的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。進(jìn)一步，為了使公眾對本實用新型有更好的了解，在下文對本實用新型的細(xì)節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細(xì)節(jié)部分。對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有這些細(xì)節(jié)部分的描述也可以完全理解本實用新型。
[0023]如圖1、2所示，本實用新型包括真空控制系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、直流電場控制系統(tǒng)、紫外線福照控制系統(tǒng)以及氣氛控制系統(tǒng)；
[0024]上述五個控制系統(tǒng)均安裝在真空腔體I上，真空腔體I內(nèi)部設(shè)有樣品臺4，真空腔體I 一側(cè)設(shè)有樣品法蘭口 5，所述樣品臺4連接固定在樣品法蘭口 5上，所述樣品臺4上表面為樣品臺陶瓷底片26，樣品臺4內(nèi)部設(shè)有熱電阻絲24，所述樣品臺陶瓷底片26上表面固定有樣品固定桿21，樣品固定桿21固定有金屬卡片25。在真空腔體I中部設(shè)有真空規(guī)17，所述真空規(guī)17通過CF35的法蘭與真空腔體I扣合。真空腔體I還設(shè)有觀察窗16，所述觀察窗16與樣品臺4水平高度一致。適宜用戶通過觀察窗16觀察。
[0025]真空控制系統(tǒng)包括分子泵14、機(jī)械泵15以及濺射離子泵和鈦升華泵構(gòu)成的組合泵19，其中分子泵14通過手動擋板閥13連接在真空腔體I另一側(cè)的真空控制接口上，機(jī)械泵15連接在分子泵14上，所述組合泵19通過真空管道18固定在真空腔體I底端；
[0026]溫度控制系統(tǒng)包括加熱變壓器11以及溫度控制顯示器12，溫度控制顯示器12經(jīng)導(dǎo)線連接加熱變壓器11，加熱變壓器11通過穩(wěn)定控制線路23連接熱電阻絲24，同時加熱變壓器11還通過測溫線路22連接熱電阻絲24 ;所述控制線路23與測溫線路22經(jīng)真空腔體I上部的溫度控制接口進(jìn)入真空腔體1，并連接在熱電阻絲24上。
[0027]直流電場控制系統(tǒng)包括直流電場控制器6以及陶瓷封裝導(dǎo)線20，所述直流電場控制器6連接在真空腔體I設(shè)有樣品法蘭口 5 —側(cè)的直流電場控制接口上，且直流電場控制器6通過陶瓷封裝導(dǎo)線20連接樣品固定桿21上，所述陶瓷封裝導(dǎo)線20經(jīng)直流電場控制接口進(jìn)入真空腔體I，并連接在樣品固定桿21上。
[0028]紫外線輻照控制系統(tǒng)包括氘燈3、氘燈固定調(diào)整桿2以及氘燈電源10，所述氘燈3通過氘燈固定調(diào)整桿2固定在真空腔體I內(nèi)部頂端，氘燈電源10通過導(dǎo)線連接在氘燈3上，所述導(dǎo)線由氘燈法蘭接口 9進(jìn)入真空腔體I并連接在氘燈3上，氘燈電源10設(shè)置在真空腔體I外部。
[0029]氣氛控制系統(tǒng)包括氣氛針閥7和氣氛瓶8，所述氣氛瓶8通過氣體管道連接在真空腔體I下部的氣氛控制接口，所述氣氛針閥7設(shè)置在氣體管道上。
[0030]本實用新型的具體操作過程如下:
[0031]1.打開進(jìn)去樣品法蘭接口 5，在樣品臺4上放置試驗樣品后，擰緊進(jìn)取樣品法蘭接Π 5。
[0032]2.打開手動擋板閥13，啟動機(jī)械泵15、分子泵14，待真空規(guī)17顯示真空腔體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)I內(nèi)的真空度為10-5Pa左右，啟動組合泵19。
[0033]3.啟動氘燈控制電源10，對樣品臺4上的試樣樣品進(jìn)行輻照模擬試驗。通過氘燈控制電源10和氘燈固定調(diào)整桿2對紫外輻照強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0034]4.對溫度控制器12進(jìn)行設(shè)定，再啟動加熱變壓器11，從而對待測樣品的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)并控制其作用時間。
[0035]5.啟動直流電場器6，通過調(diào)節(jié)直流電流對待測樣品的流通電流進(jìn)行調(diào)節(jié)并控制其作用時間。
[0036]6.開啟氣氛瓶8開關(guān)，調(diào)節(jié)氣氛針閥7控制真空腔體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)I內(nèi)的氣氛及含量。
[0037]7.關(guān)閉系統(tǒng)設(shè)備，由樣品法蘭口 5取出樣品。
[0038]8.對實驗處理后的樣品分別采用俄歇電子能譜、X射線光電子能譜、原子力顯微鏡、掃描電子顯微鏡等分析方法進(jìn)行分析。
[0039]9.對深空環(huán)境單一或耦合作用處理后的樣品進(jìn)行實驗評估。
[0040]本實用新型的深空環(huán)境模擬裝置涵蓋了深空環(huán)境中的超高真空環(huán)境、溫度場環(huán)境、紫外線輻照環(huán)境、直流電場環(huán)境以及氣氛環(huán)境，能夠客觀真實的反映出深空環(huán)境中單一或耦合作用影響，為開展在深空環(huán)境中的電接觸材料及器件研究提供有益作用。
【權(quán)利要求】
1.一種模擬深空環(huán)境中電子器件實驗的裝置，包括一個真空腔體(I)，其特征在于，所述真空腔體(I)內(nèi)部設(shè)有樣品臺(4)，所述樣品臺(4)設(shè)置有加熱元件及固定元件，樣品臺(4)固定在真空腔體(I)側(cè)壁的樣品法蘭口(5)上； 所述真空腔體(I)內(nèi)部頂端設(shè)有氘燈(3 )，同時真空腔體(I)頂部設(shè)有溫度控制接口，真空腔體(I)具有樣品法蘭口(5)的一側(cè)下部依次設(shè)有直流電場控制接口與氣氛控制接口，真空腔體(I)另一側(cè)設(shè)有真空控制接口與真空規(guī)(17)，底部設(shè)有真空管道(18)； 其中溫度控制接口依次連接加熱變壓器(11)與溫度控制顯示器(12)，直流電場控制接口連接直流電場控制器(6)，氣氛控制接口連接氣氛瓶(8)，真空控制接口依次連接分子泵(14)與機(jī)械泵(15)，真空管道(18)連接由濺射離子泵和鈦升華泵構(gòu)成的組合泵(19)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述加熱元件為熱電阻絲(24)，固定元件為樣品固定桿(21)，所述樣品固定桿(21)上設(shè)置有金屬卡片(25)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述氘燈(3)通過氘燈調(diào)整桿(2)固定在真空腔體(I)內(nèi)部頂端上，氘燈電源(10)通過導(dǎo)線連接在氘燈(3)上，導(dǎo)線經(jīng)由氘燈法蘭接口(9)連接在氘燈(3)上，所述氘燈電源(10)置于真空腔體外部。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述加熱變壓器(11)通過溫控線路(23)與測溫線路(22 )兩根線路連接在熱電阻絲(24 )上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述直流電場控制器(6)通過陶瓷封裝導(dǎo)線(20)連接在樣品固定桿(21)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述氣氛瓶(8)通過氣體管道連接在氣氛控制接口上，在氣體管道上設(shè)有氣氛針閥(7 )。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述在分子泵(14)通過手動擋板閥(13)連接在真空控制接口上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述真空腔體(I)側(cè)壁上還設(shè)有觀察窗(16),所述觀察窗(16)與樣品臺(4)高度一致。
【文檔編號】G01N33/00GK203786224SQ201420154464
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年4月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月1日
【發(fā)明者】曹江利, 李云雙, 姚文清, 嚴(yán)楷 申請人:北京科技大學(xué)