CN111742377B - 电子部件装置 - Google Patents
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Abstract
电子部件装置具有：框体，其由如果接收到放射线则产生电荷而使放射线的能量丧失的部件形成；以及电子部件，其收容于框体。上述部件是具有PN结的半导体元件部件。电子部件具有与电源连接的电源端子和与接地连接的接地端子。也可以是框体的第一部位与将电源和电源端子连结的电气路径连接，框体的第二部位与将接地和接地端子连结的电气路径连接。也可以还具有电源控制电路，该电源控制电路在大于或等于预先确定的判定值的大小的电流流过框体时，使从电源向电子部件供给的电源电压降低。
Description
技术领域
本申请涉及一种电子部件装置。
背景技术
以往，已知例如像日本特开昭63-305100号所记载那样，刚性太阳能电池阵列保护卫星搭载设备免受放射线等损害。
专利文献1：日本特开昭63-305100号公报
发明内容
上述现有技术作为对象的宇宙空间或者核反应堆内的空间是严酷的放射线环境。以往正在进行在这些严酷的放射线环境下使用的电子部件装置的开发。对于在放射线环境下使用的电子部件装置，作为用于防止因放射线照射而导致的部件损坏的对策，有时在电子部件中分别装入使耐放射线性提高的电路等。但是，在这种对策中，存在必须对每个电子部件附加用于应对放射线的特别的构造的麻烦。
本申请就是为了解决上述那样的课题而提出的，其目的在于，提供一种以尽可能简单地提高整个电子部件装置的耐放射线性的方式改善后的电子部件装置。
本申请所涉及的电子部件装置具有：框体，其由具有PN结的半导体元件部件形成；以及电子部件，其收容于所述框体。
发明的效果
由于具有PN结的半导体元件部件能够使放射线的能量丧失，因此通过由具有PN结的半导体元件部件形成框体，从而能够由框体一并保护在框体的内部设置的电子部件。通过对框体的构造进行设计，从而不管有无电子部件各自的构造上的对策，都能够简单地提高整个电子部件装置的耐放射线性。
附图说明
图1是表示实施方式所涉及的电子部件装置的内部构造的示意图。
图2是表示实施方式的变形例所涉及的电子部件装置的内部构造的示意图。
图3是表示实施方式的变形例所涉及的电子部件装置的内部构造的示意图。
图4是表示实施方式的变形例所涉及的电子部件装置的内部构造的示意图。
具体实施方式
图1是表示实施方式所涉及的电子部件装置10的内部构造的示意图。电子部件装置10具有外侧框体2、收容于外侧框体2的内侧框体4、收容于内侧框体4的电路基板5、安装于电路基板5的多个电子部件6、以及以位于外侧框体2的内侧且位于内侧框体4的外侧的方式设置的第二电源3。第一电源1设置于外侧框体2的外侧。
外侧框体2将内侧框体4的包含上下左右前后在内的全方位覆盖。外侧框体2的形状在一个例子中可以是立方体，也可以是任意的多面体或者球体。外侧框体2的预先确定的第一部位2a与第一电源1连接。外侧框体2的预先确定的第二部位2b与接地GND连接。在内侧框体4的内部，第二电源3与电子部件6的电源端子6a连接。作为第二电源3与电源端子6a的连接方法，实际上能够使用经由电路基板5之上的电源配线或者导线等各种电源线的连接方法。电路基板5的电路接地5a经由外侧框体2的第二部位2b与接地GND连接。电子部件6的接地端子6b经由电路基板5的接地配线与接地GND连接。内侧框体4的材料也可以是铁以及铝等金属。
电子部件6包含在宇宙环境或者严酷的放射线环境中使用的各种用途的功能部件。在电子部件6的内部包含半导体基板，在该半导体基板设置有例如FET等半导体有源元件、电容器等无源元件以及配线等。
如果放射线40直接入射至电子部件6，则有时穿过电子部件6所包含的各种构造而到达半导体基板。作为一个例子，各种构造是形成于半导体基板之上的钝化膜、源极场板、沟道层、以及缓冲层等。放射线40具体地是粒子放射线。粒子放射线是重粒子、质子、电子、中子、μ介子等，它们具有1keV至100GeV左右的能量。在放射线40穿过的轨迹周边产生大量的电子-空穴对。如果不采取任何放射线措施，则在电子部件6内产生的电子-空穴对在器件内扩散、漂移、复合、消灭的过程中对半导体造成大的损害而使其损坏或者劣化。
在这一点上，外侧框体2由“如果接收到放射线40，则产生电荷使放射线40的能量丧失的部件”形成。外侧框体2能够遮挡来自内侧框体4的包含上下左右前后在内的所有方向的放射线40。通过外侧框体2，能够保护电子部件6免受放射线40损害。此外，如果在注入了放射线40时与电荷的产生相应地发生第一电源1与接地GND之间的短路，则流过如图1中示意性示出的电流I1。
构成外侧框体2的部件是具有PN结的半导体元件部件。在该情况下，能够通过具有PN结的半导体元件部件将电子部件装置10的整个外侧表面覆盖。在对具有PN结的半导体元件部件照射了放射线40的情况下，放射线40一边导致产生电荷一边失去能量。具有PN结的半导体元件部件也可以是太阳能电池板或者二极管。半导体材料可以是Si，也可以是GaAs等化合物半导体。Si与化合物半导体等相比，具有廉价的优点。在宇宙空间中使用的设备通常具有发电用太阳能电池板，因此当设想为在宇宙空间中使用电子部件装置10的情况下，也可以将外侧框体2的太阳能电池板用于发电。由于太阳能电池板还具有大面积的制作比较容易的优点，因此也容易将外侧框体2做成某种程度大小的框体。
放射线40在穿过由上述部件构建的外侧框体2的过程中，一边导致产生电荷一边失去能量。因此，能够抑制具有高能量的粒子放射线对电子部件6造成严重的损害，所以能够保护在外侧框体2的内侧设置的电子部件6。
还具有如下优点，即，通过设置外侧框体2，无论有无电子部件6各自的构造上的对策，都能够提高整个电子部件装置10的放射线40的耐性。如果对该优点进行说明，则例如在电子部件6是化合物半导体器件的情况下，也有对FET附加特别的电路而提高耐性的对策方法。但是，附加特别的电路的对策有时也会使电子部件6的电气特性降低，存在需要可靠性与电气特性的折衷这一弊端。在这一点上，根据上述实施方式，由于不需要针对各个电子部件6对放射线40采取对策，因此能够将没有实施放射线照射对策的通常部件用作电子部件6。因此，在实施方式所涉及的对策方法中，内部的电子部件6没有限制，能够搭载各种电子部件6。
此外，作为变形例，内侧框体4也可以如上述的外侧框体2那样由PN结半导体部件形成，在该情况下，外侧框体2也可以由铁以及铝等金属材料形成。在该情况下，也能够可靠地保护在内侧框体4收容的电子部件6免受放射线40损害。由具有PN结的半导体元件部件构成外侧框体2与内侧框体4的任意一方或者双方即可。
图2是示出实施方式的变形例所涉及的电子部件装置110的内部构造的示意图。在图2的变形例中，省略了图1的第二电源3，第一电源1经由配线13与电子部件6的电源端子6a连接。
电子部件6的电源端子6a与第一电源1连接。外侧框体2的第一部位2a与配线13连接。由此，第一部位2a与将第一电源1和电源端子6a连结的第一电气路径连接。外侧框体2的第二部位2b与电路基板5的电路接地5a连接。由此，第二部位2b与将接地GND和接地端子6b连结的第二电气路径连接。
有时放射线40的一部分避开由外侧框体2引起的能量衰减而侵入至外侧框体2的内部。通过将外侧框体2与内侧框体4并联地电连接，能够创造出在照射了放射线40时使第一电源1与接地GND短路的短路路径。该短路路径是使电流I1经由第一电源1、第一部位2a、外侧框体2的表面以及第二部位2b向接地GND流动的路径。如果在注入了放射线40时在第一电源1与接地GND之间发生短路，则如图2所示，流过电流I1，因此，能够减小或者消除在电子部件6施加的电压。通过充分抑制对电子部件6的电源供给，从而能够创造出即使照射放射线40也不易将电子部件6损坏的状况。
如果响应于所有放射线40而发生短路，则电子部件装置110的动作有可能高频度地受到妨碍。因此，优选地，从保护电子部件6的观点出发，以在能够容许的程度的放射线量下难以发生第一电源1与接地GND之间的短路的方式设置发生短路的放射线量的阈值。优选地，以如果超过该放射线量的阈值的放射线40被注入至外侧框体2，则从第一电源1向电子部件6的供电电源被降低至预先确定的电源抑制水平或者更低的方式，构建外侧框体2。
图3是实施方式的变形例所涉及的电子部件装置210的内部构造的示意图。电流计20以及电源控制电路22收容于外侧框体2。电源控制电路22与第二电源3连接。想到为了电源电压检测以及控制而搭载通常使用的集成电路。例如，如果使用公知的低功耗电压检测器，则能够选择与外侧框体2的电压下降量即希望检测的电压相应的集成电路。该集成电路能够对电源电压的降低进行检测，向所连接的其他集成电路发送通知电压已下降的信号。能够通过使用这种结构部件来构建控制电路，该控制电路对外侧框体2的电源电压进行监视，在电压已降低的时间点向电子部件装置110的电源发送信号，使电压降低而避免电子部件损坏。
如果在注入了放射线40时发生第一电源1与接地GND之间的短路，则如图3所示，流过电流I1。电源控制电路22以如下方式构建，即，在大于或等于预先确定的判定值的大小的电流I1流过外侧框体2时，使从第二电源3供应至电子部件6的电源电压降低。具体而言，电流计20能够对流过外侧框体2的电流I1进行检测。电源控制电路22判定由电流计20检测出的电流I1是否大于或等于判定值。电源控制电路22在检测出的电流I1大于或等于判定值的情况下，将向电子部件6供给的电源电力降低至预先确定的规定电力水平。
有时放射线40的一部分避开由外侧框体2引起的能量衰减而侵入至外侧框体2的内部。如果对外侧框体2的电阻进行检测，则能够对放射线40针对外侧框体2的照射状态进行检测。电源控制电路22通过对外侧框体2的电阻变化进行检测，从而能够在存在超出容许范围的放射线40的照射的情况下使第二电源3的电压降低。由此，即使在侵入至外侧框体2内部的放射线40的一部分到达电子部件6的情况下，也能够通过使电子部件6的电源电压充分降低而可靠地保护电子部件6。第二电源3的电压的降低量只要预先确定好即可，例如也可以从通常动作电压起以20％左右的比例降低。
图4是表示实施方式的变形例所涉及的电子部件装置310的内部构造的示意图。在实施方式1所涉及的电子部件装置10中，可以省略内侧框体4而将框体仅设为外侧框体2。
标号的说明
1 第一电源
2 外侧框体
2a 第一部位
2b 第二部位
3 第二电源
4 内侧框体
5 电路基板
5a 电路接地
6 电子部件
6a 电源端子
6b 接地端子
10、110、210、310电子部件装置
13 配线
20 电流计
22 电源控制电路
40 放射线
Claims (2)
1.一种电子部件装置，其具有：
框体，其由具有PN结的半导体元件部件形成；以及
电子部件，其收容于所述框体，
所述电子部件具有与第一电源连接的电源端子和与接地连接的接地端子，
所述框体的第一部位与将所述第一电源和所述电源端子连结的第一电气路径连接，
所述框体的第二部位与将所述接地和所述接地端子连结的第二电气路径连接，
该电子部件装置以如下方式构建，即，如果所述框体接收到放射线，则产生使电流经由所述第一电源、所述第一部位、所述框体的表面以及所述第二部位向所述接地流动的短路路径。
2.根据权利要求1所述的电子部件装置，其中，
还具有电源控制电路，该电源控制电路与所述电子部件的电源即第二电源连接，该电源控制电路以在大于或等于预先确定的判定值的大小的电流流过所述框体时使从所述第二电源向所述电子部件供给的电源电压降低的方式构建。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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