[發(fā)明專利]一種抗總劑量輻照的電源管理芯片及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111165027.2
• 申請(qǐng)日: 2021-09-30
• 公開（公告）號(hào): CN113878115B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳曉宏;李楊;秦偉;盧松濤;洪楊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B22F1/16
• 分類號(hào): B22F1/16;C23C16/40;C23C16/455;C09D1/04;C09D7/65;C09D7/63;H01L23/552;B05D1/02;B05D3/02
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠(yuǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23211
• 代理人: 李恩慶

本發(fā)明公開了一種抗總劑量輻照的電源管理芯片及其制造方法，屬于特種功能涂層制備技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明解決了現(xiàn)有高Z重金屬材料與低Z材料在混合的過程中彼此相對(duì)分散的均勻性較差，導(dǎo)致相應(yīng)的復(fù)合材料的屏蔽效果無法達(dá)到預(yù)期的應(yīng)用效果的問題。本發(fā)明利用原子層沉積技術(shù)在高Z重金屬材料金屬表面沉積低Z金屬氧化物薄膜，具有沉積溫度低，厚度均勻可控的優(yōu)點(diǎn)，利用其良好的三維保型性和包裹性性能，可有效改善涂覆膜層與基底間的界面結(jié)合強(qiáng)度，并采用超聲輔助熱噴涂工藝將稀釋液噴涂于電源管理芯片表面，有效提高涂層抗輻照性能的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)電源管理芯片的空間抗輻射加固，為長(zhǎng)壽命高可靠航天器的選材和設(shè)計(jì)提供技術(shù)支持。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種抗總劑量輻照的電源管理芯片及其制造方法，屬于特種功能涂層制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

航天器在外太空飛行時(shí)，因?yàn)槊撾x了地球大氣層的保護(hù)，航天器始終處于惡劣的空間環(huán)境中進(jìn)行工作。在眾多的空間環(huán)境因素下，高強(qiáng)度的總劑量效應(yīng)輻照始終是影響航天器工作性能及使用壽命的關(guān)鍵因素。電源管理芯片受到輻射的影響，將會(huì)導(dǎo)致整個(gè)芯片的電學(xué)特性發(fā)生退化，主要表現(xiàn)為工作電流增大甚至功能失效，進(jìn)而威脅航天器在軌工作的安全性和可靠性。因此，亟需對(duì)電源管理芯片進(jìn)行輻照防護(hù)，以保證其空間應(yīng)用的可靠性。

傳統(tǒng)用于輻照防護(hù)的材料中金屬材料是研究重點(diǎn)，但金屬材料的密度過大，使其在航天領(lǐng)域的使用受到限制，同時(shí)其中某些金屬如鉛，質(zhì)地柔軟而且對(duì)人體有毒，導(dǎo)致其在材料的研發(fā)和使用過程中受到更為嚴(yán)重的限制。除金屬材料外，其他類型的傳統(tǒng)材料也因屏蔽效果較差或無法在太空惡劣的環(huán)境中長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定等原因，無法滿足現(xiàn)如今航天領(lǐng)域的需求。為解決上述問題，近些年，在相關(guān)方面復(fù)合屏蔽材料取得了一定的發(fā)展，其中聚合物基復(fù)合屏蔽材料因普遍具有質(zhì)量輕、易加工等特點(diǎn)，使其成為目前研發(fā)的熱點(diǎn)。聚合物基復(fù)合屏蔽材料主要以高分子材料為基底，向其中以不同的加工方式添加具有抗輻照能力的材料進(jìn)行性能的提升。據(jù)目前研究發(fā)現(xiàn)，高Z(質(zhì)量數(shù))元素對(duì)總劑量輻照具有較好的屏蔽效果(如：鎢、鉛、鉍等)；低Z的元素對(duì)中子具有相對(duì)較好的屏蔽效果(如:氫、硼等)。最初，科研人員采用聚乙烯(富含H元素用于中子的防護(hù))與高Z重金屬材料(用于γ射線)聯(lián)合應(yīng)用于復(fù)合屏蔽材料的研發(fā)，但在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中聚乙烯穩(wěn)定性較差，致使相應(yīng)的復(fù)合材料無法長(zhǎng)期使用。相較于聚乙烯，環(huán)氧樹脂具有更好的抗腐蝕、抗輻射的性能，因此更適合作為基體材料進(jìn)行使用，同時(shí)為綜合提高材料抗總劑量輻照的能力，目前普遍采用將環(huán)氧樹脂與高Z重金屬材料以及低Z材料綜合進(jìn)行研發(fā)聚合物基復(fù)合屏蔽材料，但混合的過程普遍是進(jìn)行簡(jiǎn)單的攪拌。無機(jī)材料與聚合物之間相容性比較差，致使高Z 重金屬材料與低Z材料在混合的過程中彼此相對(duì)分散的均勻性較差，導(dǎo)致相應(yīng)的復(fù)合材料的屏蔽效果無法達(dá)到預(yù)期的應(yīng)用效果。據(jù)此，采用一種新的技術(shù)方法使高Z重金屬材料與低Z材料在復(fù)合材料中彼此能相對(duì)均勻的分布是至關(guān)重要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有高Z重金屬材料與低Z材料在混合的過程中彼此相對(duì)分散的均勻性較差，導(dǎo)致相應(yīng)的復(fù)合材料的屏蔽效果無法達(dá)到預(yù)期的應(yīng)用效果的問題，提供一種抗總劑量輻照的電源管理芯片的制造方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種抗總劑量輻照的電源管理芯片的制造方法，該方法包括以下步驟：

步驟1，制備功能填料；

采用原子層沉積生長(zhǎng)方法在高Z重金屬材料表面周期沉積生長(zhǎng)低Z金屬氧化物膜層，得到核殼結(jié)構(gòu)的功能填料；

所述的低Z金屬氧化物膜層厚度為50nm～100nm。

步驟2，制備復(fù)合涂層；

將樹脂加熱至熔融狀態(tài)，然后加入促進(jìn)劑、偶聯(lián)劑、聚醚酰亞胺和功能填料，攪拌混合均勻，得到噴涂稀釋液，對(duì)噴涂稀釋液進(jìn)行超聲處理，靜置，噴涂于電源管理芯片的表面，分段固化，得到復(fù)合屏蔽涂層。

進(jìn)一步限定，步驟1中原子層沉積處理的的具體操作過稱為：