JPH04311479A - 回路の電子部品を放射線から保護する方法及び回路の電子部品の保護装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回路の電子部品を放射
線から保護する方法に関する。本発明は、また、この方
法を使用した装置に関する。本発明は特に、宇宙船に搭
載されて放射性環境に突入する電気回路に使用される。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】放射性
環境中で電子装置を使用する必要が生じた場合、この装
置の電子部品を放射線作用から必ず保護しなければなら
ない。放射性環境は微粒子の形態及び電磁的形態を有し
ている。これらの放射線は電子部品の性能を劣化させ、
破壊させることさえある。

【０００３】電子部品を保護するために、放射線を阻止
し得る十分な厚みの緻密な材料によって電子部品の収容
ケースを包囲することは公知である。この技術は、かさ
ばるマクロ部品を使用するので、最新の電子工学用ハイ
ブリッド回路の技術には適応し難い。さらにこの技術で
は、保護ハウジングを貫通する電気接続部の形成が難し
い。最後に、制動放射によるエネルギ損失現象（ｐｈｅ
ｎｏｍｅｎｅ　　ｄｅｂｒｅｍｓｓｔｒａｈｌｕｎｇ）
に起因する二次作用を制限する一次防護がケースの外部
で必要である。従って、この保護技術の極めて重大な欠
点は、重量増加及び作製の難度にある。

【０００４】電子部品を防護遮蔽で包囲する方法は、カ
プセル封入された部品又はパッケージされた部品にしか
使用できない。かかる方法はハイブリッドマクロ部品に
使用できるが、許容し難い重量及び体積の増加を伴う。 この方法は、まだ最適化段階に達していないので、保護
すべき部品を予め集成しパッケージする作業が必要であ
る。従って、この方法も実施が難しくコストが高い。

【０００５】上述の方法よりもはるかに簡単な別の方法
では、部品自体を遮蔽する代わりに、所望の保護を確保
する十分な厚みの金属ケースで電子回路を遮蔽する。こ
の方法の欠点は、過度の重量付加が伴うことであり、こ
れは宇宙利用に対する重大な障害となる。即ち、宇宙利
用の分野では、電子装置が極めて有害な環境に突入し、
しかもこれらの電子装置は、質量及び電気エネルギ消費
に関しても厳しい要件を満たす必要がある。衛星の外部
でアームに設置される装置に対してはこれらの制約がい
っそう厳しい。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述したごと
き欠点を是正するために、好ましくは回路のカプセル用
ケースの内部に配置された個別の局部的保護によって、
電子回路の電子部品を放射線から保護することを提案す
る。保護されるべき敏感な部品と接触又は実質的に接触
する緻密材料から形成されるこの保護方法は、単独ＩＣ
又はチップの形態の部品に特に適している。局部的な保
護エレメントは、部品の支持体との間に電気的連続性を
維持し且つ環境から発生する静電荷の流出を許容するよ
うに設計配置される。

【０００７】従って、本発明の目的は、遮蔽材料を用い
て回路の電子部品を放射線から保護する方法であって、
部品の局部的保護を確保するように遮蔽材料を複数のエ
レメントとして分布させ、前記エレメントが、各部品毎
に計算された臨界入射角の放射線から部品を確実に保護
するような面積を有する方法を提供することである。

【０００８】本発明の別の目的は、電子部品を保護する
ための遮蔽材料を含み、該遮蔽材料が、部品の局部的保
護を確保するエレメントとして分布している、回路の電
子部品の保護装置を提供することである。

【０００９】

【実施例】添付図面に示すこれに限定されない実施例に
関する以下の記載により本発明がさらに十分に理解され
その他の利点が明らかにされよう。

【００１０】わかり易いように扁平なケースに収容され
た１つの基板を含むハイブリッド電子回路に関して説明
する。しかしながら本発明は、複数の電子回路支持基板
又はボードを含む別の形態のケースにも使用できる。

【００１１】ハイブリッド回路のカプセル用ケースの内
部の部品のレベル、より好ましくは単独ＩＣ又はチップ
のレベル、という本来の位置で局部的保護が行なわれる
ので、軽量化が達成され、また、ケース自体の遮蔽効果
によって外部一次防護が全く又はほとんど不要になる。

【００１２】本発明によれば、保護を本来の位置で行う
ために、ハイブリッド回路の製造方法との適合性に基づ
いてハイブリッド回路の支持体の上面又は内部に保護材
料を打込む。

【００１３】また、周囲の機械的応力（振動）に対する
材料の耐性及び蓄積静電荷の流れに関しても考慮しなけ
ればならない。

【００１４】本発明の利点の１つは、現行の再現容易な
公知技術である連続製造方法を使用して敏感な部品の保
護を本来の位置で行い得ることである。

【００１５】本発明によれば、公知の方法に比べて効率
低下を伴うことなく軽量化及び小型化を達成できる。本
発明によれば、保護が公知の技術よりも廉価で高速に形
成される。本発明の新規な方法は適応性が大きいため、
連続製造ラインに直接組み込むことが可能である。本発
明の方法は、単独ＩＣ又はチップの形態のすべての部品
に使用できる。

【００１６】宇宙利用の分野で本発明方法を用いると、
搭載される電子装置は従来技術によって保護された同じ
装置に比較して５０％以上軽量化される。

【００１７】本発明方法は、例えば、静電荷の流れ方、
遮蔽材料の種類の選択、該遮蔽材料の形態（薄片、帯電
インキ又は混合物）などに関して種々の変更が可能であ
る。

【００１８】放射性環境に突入した装置において使用さ
れる電子部品は、放射線の累積線量に伴ってその特性値
が変化する。いくつかの部品は別の部品よりもはるかに
敏感であり、従って必ず保護しなければならない。別の
部品ははるかに鈍感なので必ずしも保護しなくてもよい
。例えば、宇宙船の電子装置の場合、電子部品の作動が
所定の耐用期間中は維持されなければならない。従って
、この耐用期間中に累積放射線の影響を受け易い部品は
保護される必要があり、影響を受け難い部品は保護の必
要がない。

【００１９】部品に付加された局部的保護は、予定の耐
用期間が経過した後で部品が限界累積線量に達するよう
に機能する。限界累積線量とは、部品が正常な作動を維
持し得る最大線量を意味する。

【００２０】図１（図２のＩ−Ｉ線断面図）及び図２（
蓋を外した状態）に示す電子装置は、例えばコバール（
Ｋｏｖａｒ）製のケース１を含み、アルミナ製の基板２
がケースの底部に接着されている。ケースは同じくコバ
ール製の蓋３によって閉鎖されている。基板２はいくつ
かの電子部品とその動作に必要な接続部とを支持してい
る。本発明の理解に十分であると思われるいくつかの部
品だけを図示した。

【００２１】符号４及び５は、放射線に敏感な部品（例
えばＩＣ）を示し、符号６、７及び８は、少なくとも所
望の耐用期間中は放射線に鈍感な部品（例えば同じくＩ
Ｃ）を示す。

【００２２】敏感な部品４、５を保護するために保護又
は遮蔽用のエレメントが備えられている。これらのエレ
メントは、部品４、５の下方に夫々配置されたエレメン
ト１０、１１、及び、これらの部品の上方に配置されて
おり且つ部品４と５とが近接しているので両方の部品に
共通であるエレメント１２とを含む。

【００２３】エレメント１０、１１は基板２に接着され
ており、部品４、５もまた接着によってこれらのエレメ
ントに固定されている。エレメント１２は蓋３の内面に
接着されている。

【００２４】保護エレメントの面積は、放射線の入射臨
界角に基づいて決定されるのが有利である。臨界角は、
例えば、部品の最も敏感な表面又は最も露出した表面に
対する法線に基づいて決定される。臨界角は、電子装置
の予定耐用期間及びこの期間中に許容される累積線量を
考慮して、敏感な部品に対して放射線が損傷を与えない
最小角度である。

【００２５】保護エレメント１０、１１は敏感な部品４
、５に隣接しているので、狭い面積を有する。逆に、局
部的エレメント１２は敏感な部品に隣接していないので
より広い面積を有する。

【００２６】図１では部品４に対する入射臨界角Ｉを示
した。

【００２７】遮蔽エレメント１０、１１及び１２は鉛、
金、白金、タンタル、鉄鋼などの重金属材料から製造さ
れている。

【００２８】図３は、ハイブリッド技術によって実装さ
れた単独ＩＣの局部的保護の原理を示す。このＩＣ２０
は絶縁性接着剤層２２によってケース２３の底部に固着
された基板（例えばセラミックス基板）２１に装着され
る。ケースは、厚み１ｍｍであり、コバールから製造さ
れ得る。ＩＣは、以下の手順で装着され得る。ＩＣとの
電気接続を確保するために、金から成る遷移領域２４を
基板２１に堆積させる。導電性接着剤２６を滴下するこ
とによって下部保護エレメント２５を遷移領域２４に固
着する。次いで導電性接着剤２７を滴下することによっ
てＩＣ２０を保護エレメント２５に接着する。ＩＣの第
１接点と遷移領域２４との間の電気接続が接着剤点滴部
と金属性保護エレメント２５とを介して確保される。Ｉ
Ｃの第２接点を基板２１に堆積された接続部２９に接続
する接続リード２８がＩＣとの別の電気接続を確保する
。下部保護エレメント２５はタンタル製でよく、０．１
６ｍｍの厚みを有する。

【００２９】厚み０．６４ｍｍのタンタルストリップか
ら成る上部保護エレメント３０は、例えば導電性接着剤
層３１によってケース２３の蓋３２の内面に固着される
。このストリップはアーク溶接によって蓋に固着されて
もよい。コバールから製造されるケースの蓋は、厚み０
．３ｍｍを有し得る。導電性接着剤は静電荷の流れを確
保する。

【００３０】敏感な部品の各々に必要な保護は、所与の
計画のために供給された放射線の累積線量の計算と部品
に関する限界線量とに基づいて決定される。保護はアル
ミニウムの厚みのｍｍで示される。機械的環境全体の保
護の厚みを考慮した後で、このアルミニウムの厚みを、
選択された重金属材料の厚みに換算する。この換算され
た厚みに基づいて、後で敏感な部品の位置に堆積又は接
着させる重金属材料層の厚みを決定する。保護層の表面
積は、横から入射する放射線の許容最小視角の関数とし
て決定される。

【００３１】敏感な部品を１回で遮蔽材料ストリップに
接着できるので、製造時間のロスはない。接着剤の厚み
は、接着剤ディスペンサの吐出量を調節することによっ
て調節できる。

【００３２】シルクスクリーン法によって調整厚みの接
着剤を蓋の内面に堆積させ、接着領域に完全に局在させ
得る。接着剤を均一厚みにするために、厚み０．１ｍｍ
の４つの銀リード片を接着剤間（ｊｏｉｎｔ　　ｄｅ　
　ｃｏｌｌｅ）に組み込んでもよい。

【００３３】本発明の利点としては、材料の量を削減で
きるので軽量化される、高度の集積技術を使用できる、
製造ラインで連続製造できる、別の方法に比較して廉価
である、二次制動放射作用を減少させる一次障壁として
ハイブリッドケースを使用できる、などがある。

【００３４】本発明は、軽量化を達成できるので、軍事
用領域、特に宇宙利用の領域で、放射性環境に敏感なす
べての部品の保護に使用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ケースに収容された本発明の保護機能を備えた
電子装置の概略断面図である。

【図２】図１に対応する電子装置の蓋を外した平面図で
ある。

【図３】ハイブリッド技術で組立てられ本発明の保護機
能を備えた単独ＩＣの構造を示すケースの部分断面図で
ある。

【符号の説明】

１　　ケース ２　　基板 ３　　蓋 ４、５　　放射線に敏感な電子部品 ６、７、８　　放射線に鈍感な電子部品１０、１１、１
２　　保護エレメント ２０　　ＩＣ ２１　　基板 ２２　　絶縁性接着剤層 ２３　　ケース底部 ２４　　接続用領域 ２５　　下部保護エレメント ２６、２７　　導電性接着剤 ２８　　接続リード ２９　　接続部 ３０　　上部保護エレメント ３１　　導電性接着剤層 ３２　　蓋

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　遮蔽材料を用いて回路の電子部品を放
   射線から保護する方法であって、部品の局部的保護を確
   保するように遮蔽材料を複数のエレメントとして分布さ
   せ、前記エレメントが、各部品毎に計算された臨界入射
   角の放射線から部品を確実に保護するような面積を有す
   ることを特徴とする方法。
2. 【請求項２】　　電子部品を保護するための遮蔽材料を
   含み、該遮蔽材料が、部品の局部的保護を確保するエレ
   メントとして分布していることを特徴とする回路の電子
   部品の保護装置。
3. 【請求項３】　　保護されるべき各部品が遮蔽エレメン
   トに固着されていることを特徴とする請求項２に記載の
   保護装置。
4. 【請求項４】　　回路が、蓋で閉鎖されたケースに収納
   されており、蓋が少なくとも１つの遮蔽エレメントを支
   持していることを特徴とする請求項２又は３に記載の保
   護装置。
5. 【請求項５】　　遮蔽エレメントが静電荷を排出し得る
   導電性手段に電気接続されていることを特徴とする請求
   項２から４のいずれか１項に記載の保護装置。
6. 【請求項６】　　遮蔽エレメントの電気接続が導電性接
   着剤又は溶接によって得られることを特徴とする請求項
   ５に記載の保護装置。