ES2586036T3 - Método y aparato para blindar un circuito integrado de la radiación - Google Patents

Método y aparato para blindar un circuito integrado de la radiación Download PDF

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ES2586036T3 ES10185319.0T ES10185319T ES2586036T3 ES 2586036 T3 ES2586036 T3 ES 2586036T3 ES 10185319 T ES10185319 T ES 10185319T ES 2586036 T3 ES2586036 T3 ES 2586036T3
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Abstract

Un método para blindar un dispositivo de circuito integrado de una radiación, que comprende: formar una cavidad (606) en una base (604), formar un canal (610) en la base, dicho canal rodeando dicha cavidad, formar una capa (608) de revestimiento de blindaje de radiación en la parte inferior de la cavidad en la base, formar una capa (612) de revestimiento de blindaje de radiación lateral llenando el canal, acoplar el dispositivo (616) de circuito integrado a la capa de revestimiento de blindaje de radiación, y acoplar una parte superior (602) de blindaje de radiación a la parte superior de la base; en el que dicha capa de revestimiento de blindaje de radiación, dicha capa de revestimiento de blindaje de radiación lateral y dicha parte superior de blindaje de radiación blindan cada una el dispositivo de circuito integrado de los rayos X, de tal manera que no hay ningún ángulo de línea de visión con el que los rayos X puedan alcanzar el dispositivo de circuito integrado.

Description

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DESCRIPCION
Metodo y aparato para blindar un circuito integrado de la radiacion Antecedentes de la invencion
Campo de la invencion
La presente invencion se refiere en general a los circuitos integrados. Mas especificamente, la presente invencion se refiere al blindaje de circuitos integrados de los rayos X.
Discusion de la tecnica antecedente
En muchos entornos de radiacion los circuitos electronicos deben ser blindados de la radiacion ionizante y los rayos X con el fin de funcionar correctamente. Por ejemplo, en un entorno espacial, la matriz de circuito debe estar blindada de la radiacion ionizante o el circuito puede dejar de funcionar correctamente. En otros entornos, por ejemplo, donde el riesgo de exposicion a la radiacion nuclear artificial es alto, el circuito debe estar blindado de los rayos x.
Practicas anteriores usan un blindaje de radiacion ionizante para blindar de la radiacion ionizante que se encuentra en el entorno de espacio natural. La radiacion ionizante que se encuentra en el entorno de espacio natural esta compuesta principalmente de electrones y protones con un pequeno numero de iones pesados altamente energeticos ionizados. Los electrones y los protones contribuyen al dano de la radiacion integrada de un dispositivo semiconductor y se denomina frecuentemente radiacion ionizante. La radiacion ionizante crea un dano de dosis total en los circuitos electronicos. El dano es con frecuencia acumulativo durante todo el tiempo que el dispositivo esta en el espacio o en el entorno de radiacion ionizante. Dado que, en su mayor parte, la radiacion ionizante que se encuentra en el espacio es isotropica, la cobertura incompleta de blindaje de envase permite solo que un porcentaje de la radiacion se fugue, tal porcentaje se puede predeterminar. Como se muestra en la figura 1, a modo de ejemplo, esta fuga de radiacion se produce por los lados del envase, donde no hay material de blindaje de radiacion. La radiacion ionizante viene de todas las direcciones, por lo tanto permitir una cierta cantidad de fuga de radiacion lateral es aceptable siempre que no exceda la tolerancia de dosis total de la matriz de circuito.
Por el contrario, la radiacion de rayos x resultante de, por ejemplo, detonaciones nucleares artificiales proviene sustancialmente de una sola direccion, que en muchos casos no se puede predeterminar. El tipo de radiacion de rayos x, o la radiacion de rafaga, normalmente viene de un evento hecho por el hombre tal como una detonacion nuclear. La radiacion de rayos X normalmente genera danos de tasa de dosis en los dispositivos electronicos, debido al periodo de tiempo extremadamente corto que la rafaga existe. Este tipo de dano es diferente del dano de dosis total mas lento que se produce para el entorno de radiacion espacial natural. La radiacion de rayos X es electromagnetica y por lo tanto la eficacia de blindaje de los materiales es diferente de la de la radiacion ionizante. Ademas, puesto que la direccion de la que la radiacion de rayos x, tal como radiacion de rafaga, vendra no se puede predeterminar y porque sustancialmente la totalidad de dicha radiacion procede sustancialmente de una sola direccion, el blindaje mostrado en la figura 1 es insuficiente si una dosis muy grande de radiacion de rayos X viniese de un angulo que no esta protegido.
La figura 1 ilustra un envase de blindaje disenado para blindar de la radiacion ionizante, tal como se encuentra en un entorno de espacio natural.
La figura 1 muestra una parte superior 102 de blindaje de radiacion, una parte inferior 104 de blindaje de radiacion, una pluralidad de matrices 106 de circuito, una pluralidad de conductores 108, una base 110, y un angulo 112 de linea de vision.
Como se muestra en la figura 1, la pluralidad de matrices 106 de circuito esta blindada por la parte superior 102 de blindaje de radiacion y la parte inferior 104 de blindaje de radiacion. Este blindaje es suficiente para blindar la pluralidad de matrices 106 de circuito de una cantidad de radiacion mayor que la tolerancia de dosis total de la pluralidad de matrices 106 de circuito. Sin embargo, el angulo 112 de linea de vision representa una linea expuesta de vision no protegida por un material de blindaje. Por lo tanto, la radiacion de rafaga que viene por dentro del angulo 112 de linea de vision puede impactar directamente con la pluralidad de matrices 106 de circuito y causar danos graves o destruir el funcionamiento de la pluralidad de matrices 106 de circuito.
Asi, existe la necesidad de un diseno de envase para eliminar los problemas expuestos anteriormente.
Sumario de la invencion
La presente invencion aborda ventajosamente la necesidad anteriormente, asi como otras necesidades proporcionando un metodo para blindar un dispositivo de circuito integrado como se define en la reivindicacion 1 y un dispositivo de circuito integrado blindado de radiacion como se define en la reivindicacion 4. Las realizaciones
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preferidas se definen en las reivindicaciones adjuntas.
Breve descripcion de los dibujos
La presente invencion se ilustra con referencia a las figuras que se acompanan, en las que referencias iguales indican elementos similares, y en las que:
la figura 1 ilustra un envase de blindaje de la tecnica anterior disenado para blindar de la radiacion;
la figura 2 ilustra un envase de blindaje sin trayectoria de linea de vision para la radiacion en el circuito integrado;
la figura 3 ilustra una vista lateral de otro ejemplo de envase de blindaje sin trayectoria de linea de vision para la radiacion en el circuito integrado;
la figura 4 ilustra una vista superior del envase de blindaje sin trayectoria de linea de vision para la radiacion de la figura 3;
la figura 5 ilustra una vista lateral de otra realizacion de un envase de blindaje sin trayectoria de linea de vision para la radiacion en una pluralidad de matrices de circuito;
la figura 6 ilustra una vista superior del envase de blindaje sin trayectoria de linea de vision para la radiacion de la figura 5;
la figura 7 ilustra una vista lateral de un envase de blindaje formado con una capa de revestimiento; la figura 8 ilustra una vista superior del envase de blindaje de la figura 7;
la figura 9 ilustra una vista lateral de un envase de blindaje formado con capa de revestimiento y capas de revestimiento lateral separadas de acuerdo con una realizacion de la invencion; y
la figura 10 ilustra una vista superior del envase de blindaje de la figura 9.
Los expertos en la tecnica apreciaran que los elementos en las figuras se ilustran por simplicidad y claridad, y no han sido necesariamente dibujados a escala. Por ejemplo, las dimensiones de algunos de los elementos en las figuras pueden estar exageradas con relacion a otros elementos para ayudar a mejorar la comprension de la presente invencion.
Descripcion detallada
La figura 2 ilustra un envase de blindaje sin trayectoria de linea de vision para la radiacion en el circuito integrado.
La figura 2 muestra una tapa 202 de blindaje de radiacion, una parte inferior 204 de blindaje de radiacion, una primera matriz 206 de circuito, una segunda matriz 208 de circuito, un primer cubo 210 de blindaje de radiacion, un segundo cubo 212 de blindaje de radiacion, una pluralidad de conductores 214, un primer anillo espaciador 216, un segundo anillo espaciador 218, una base 220, y un angulo 222.
La primera matriz 206 de circuito esta acoplada al primer cubo 210 de blindaje de radiacion de tal manera que la primera matriz 206 de circuito esta asentada en el interior del primer cubo 210 de blindaje de radiacion. El primer cubo 210 de blindaje de radiacion tiene un fondo y una pared lateral. El primer cubo 210 de blindaje de radiacion esta acoplado a la base 220. La tapa 202 de blindaje de radiacion esta tambien acoplada a la base 220 a traves de un primer anillo espaciador 216 y proporciona blindaje para la primera matriz 206 de circuito. La segunda matriz 208 de circuito esta acoplada al segundo cubo 212 de blindaje de radiacion. El segundo cubo 212 de blindaje de radiacion esta acoplado a un lado opuesto de la base 220 desde el primer cubo 210 de blindaje de radiacion. La parte inferior 204 de blindaje de radiacion esta acoplado a la base 220 a traves de un segundo anillo espaciador 218 y proporciona blindaje para la segunda matriz 208 de circuito. La pared lateral se extiende hacia arriba lo suficientemente lejos por encima de la primera matriz 206 de circuito que no hay ningun angulo de linea de vision para la primera matriz 206 de circuito.
La tapa 202 de blindaje de radiacion y el primer cubo 210 de blindaje de radiacion estan posicionados de tal manera que no hay un angulo de linea de vision para la primera matriz 206 de circuito. No tener angulo de linea de vision para la primera matriz 206 de circuito significa que no hay un angulo cuya trayectoria de radiacion en linea recta sea capaz de ponerse en contacto con la primera matriz 206 de circuito sin contacto previo con la tapa 202 de blindaje de radiacion o el primer cubo 210 de blindaje de radiacion. Las paredes laterales del primer cubo 210 de blindaje de radiacion se extienden lo suficientemente lejos por encima de la primera matriz 206 de circuito que no existe una linea de vision que la radiacion pueda golpear la primera matriz 206 de circuito. Por lo tanto, la radiacion procedente de cualquier angulo debe ponerse en contacto con la tapa 202 de blindaje de radiacion o el primer cubo 210 de
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blindaje de radiacion antes de que pueda entrar en contacto con la primera matriz 206 de circuito. Esto reduce la probabilidad de fallo de la primera matriz 206 de circuito. El segundo cubo 212 de blindaje de radiacion y la parte inferior 204 de blindaje de radiacion funcionan de manera similar al primer cubo 210 de blindaje de radiacion y la parte superior 202 de blindaje de radiacion.
El angulo 222 demuestra que la radiacion ionizante y los rayos X que vienen de una direccion previamente no protegida (vease, por ejemplo, la figura 1) entraran en contacto ya sea con la parte inferior 204 de blindaje de radiacion o el segundo cubo 212 de blindaje de radiacion antes de ponerse en contacto con la segunda matriz 208 de circuito. Los dispositivos de blindaje de radiacion anterior (vease, por ejemplo, la figura 1) fueron disenados solo para blindar de las radiaciones ionizantes y no de los rayos X. El diseno actual esta disenado para blindar tanto de la radiacion ionizante como de los rayos x. Es importante que el dispositivo actual blinde de los rayos X procedentes de todos los angulos ya que los rayos X pueden provenir de una fuente puntual, como una detonacion nuclear de la mano del hombre. Por lo tanto, el primer cubo 210 de blindaje de radiacion esta disenado de manera que los rayos X procedentes de una fuente puntual no destruyan o danen la primera matriz 206 de circuito.
El primer cubo 210 de blindaje de radiacion tiene un espesor y composicion del material elegido, como para reducir el nivel de rayos X en la primera matriz 206 de circuito por debajo de la tolerancia de dosis total de la primera matriz 206 de circuito para el entorno de radiacion esperado. En el caso de que el dispositivo de circuito este expuesto tanto a la radiacion ionizante de espacio natural como a los rayos X hechos por el hombre, entonces ambos tipos de radiacion se consideran en la determinacion del entorno de radiacion. El entorno de radiacion se usara para determinar el espesor y el material del primer cubo 210 de blindaje de radiacion, el segundo cubo 212 de blindaje de radiacion, la tapa 202 de blindaje de radiacion y la parte inferior 204 de blindaje de radiacion.
De acuerdo con un metodo de determinacion del material y el espesor del primer cubo 210 de blindaje de radiacion, la primera matriz 206 de circuito es evaluada en cuanto a su tolerancia a los efectos de tasa de dosis y su tolerancia de dosis total. Normalmente las fuentes de radiacion gamma de CO-60 se usan para determinar la tolerancia de dosis total. Los rayos de electrones de alto flujo se usan para determinar la tolerancia de tasa de dosis de circuitos electronicos. A continuacion, el material y el espesor requerido para el blindaje se determina entonces mediante la ejecucion de codigo de modelos de transporte para el espectro de radiacion de mision esperado a traves de material de blindaje. En tercer lugar, la cantidad y tipo de material es entonces elegida de manera que la cantidad de rayos X transportados a traves del material es menor que la dosis total y/o la tolerancia de tasa de dosis de la primera matriz 206 de circuito. Esto protege la primera matriz 206 de circuito de la recepcion de una cantidad de rayos X que excederia de la tolerancia de dosis total de la primera matriz 206 de circuito. Este proceso se repite para la segunda matriz 208 de circuito y el segundo cubo 212 de blindaje de radiacion.
Ventajosamente, la parte superior 202 de blindaje de radiacion y la parte inferior 204 de blindaje de radiacion se pueden formar a partir de un material de Z alto, tales como osmio, iridio, platino, tantalio, oro y tungsteno. En general, cualquier material de Z alto se puede emplear con un numero atomico de 50 y superior. Mas preferiblemente, el intervalo de numeros atomicos puede ser de entre 60 y 100, inclusive. El intervalo preferido de numeros atomicos esta entre 73 y 79, inclusive.
Alternativamente, la parte superior 202 de blindaje de radiacion y la parte inferior 204 de blindaje de radiacion se pueden hacer de una composicion de blindaje de capa multiple que comprende una capa de Z alto y una capa de Z bajo. Ventajosamente, la parte superior de blindaje de radiacion y la parte inferior de blindaje de radiacion se pueden hacer de una composicion de blindaje de capa multiple que comprende una capa de Z alto interpuesta entre una capa de Z bajo exterior y una capa de Z bajo interior. Esta configuracion es una geometria de blindaje optimo para una orbita geosincrona. La capa de Z alto es eficaz en la detencion de electrones y radiacion Bremsstrahlung, mientras que el material de Z bajo es mas eficaz en la detencion de protones. Una orbita geosincrona esta dominada por electrones atrapados, por lo que es preferible que la capa de Z alto sea mas espesa que las dos capas de Z bajo.
La capa de Z bajo se selecciona preferiblemente del grupo que consiste en cobre, niquel, carbono, titanio, cromo, cobalto, boro, silicio, hierro y nitrogeno. En general, cualquier material de Z bajo adecuado se puede emplear con un numero atomico de 30 y por debajo, pero los materiales de Z bajo preferidos se seleccionan del grupo que consiste en cobre, niquel, carbono, ion, titanio, silicio y nitrogeno.
La parte superior 202 de blindaje superior y la parte inferior 204 de blindaje de radiacion son de un espesor suficiente para blindar la primera matriz 206 de circuito y la segunda matriz 208 de circuito de una cantidad de radiacion mayor que las tolerancias de dosis total de la primera matriz 206 de circuito y la segunda matriz 208 de circuito. Este envase se describe adicionalmente en la patente de EE.UU. n° 6.262.362 B1, de Czjakowski et al., para RADIATION SHIELDING OF THREE DIMENSIONAL MULTICHIP MODULES.
De acuerdo con un metodo para determinar un espesor de blindaje, primero, las tolerancias de dosis total de la primera matriz 206 de circuito y la segunda matriz 208 de circuito se determinan. Esta prueba puede llevarse a cabo mediante una fuente de cobalto-60 o de otra fuente de irradiacion penetrante. Sin el conocimiento de lo que la tolerancia inherente a la radiacion es para el dispositivo semiconductor individual, el disenado no conoce cuanto o si
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el blindaje es necesario.
En segundo lugar, se determina el entorno de radiacion al que la primera matriz 206 de circuito y la segunda matriz 208 de circuito estaran expuestas. Esto implica determinar el espectro de radiacion y la curva de profundidad de dosis de la mision particular o requisito de radiacion de la aplicacion. Para orbitas alrededor de la Tierra, esto se calcula usando los codigos de transporte de radiacion convencionales junto con tablas de espectro de radiacion convencionales. Alternativamente, cualquier entorno de radiacion conocido puede ser modelado y, posteriormente, una curva de profundidad dosis creada por el entorno modelado.
El siguiente paso consiste en determinar el espesor y el material de la parte superior 202 de blindaje superior y la parte inferior 204 de blindaje de radiacion de tal manera que la primera matriz 206 de circuito y la segunda matriz 208 de circuito no sean expuestas en el entorno de radiacion determinado a una cantidad de radiacion mayor que las tolerancias de dosis total de la primera matriz 206 de circuito y la segunda matriz 208 de circuito, respectivamente. Una vez que se conozcan las tolerancias de dosis total de la primera matriz 206 de circuito y la segunda matriz 208 de circuito y la curva de profundidad de dosis del entorno de radiacion, la cantidad de blindaje requerido puede determinarse para llevar la primera matriz 206 de circuito y la segunda matriz 208 de circuito dentro de la tolerancia. Un proceso adecuado para determinar el espesor de blindaje se describe en la patente de EE.UU. n° 6.261.508, de Featherby et al., para METHOD FOR MAKING A SHIELDING COMPOSITION. Otro metodo incluye usar el codigo de modelado mencionado anteriormente para generar una curva dosis frente a profundidad en la que se determina la cantidad de blindaje requerido para llevar el nivel de dosis total bajo el nivel de tolerancia de dosis total de circuitos electronicos. El blindaje de envase se analiza a continuacion, mediante la comparacion de la cantidad de radiacion desde todas las direcciones y la cantidad de blindaje que se suministra desde cada una de esas direcciones. La radiacion a nivel de dispositivo electronico es la suma de todos los diferentes angulos normalizados para el area de envase.
El primer cubo 210 de blindaje de radiacion y el segundo cubo 212 de blindaje de radiacion tambien estan hechos de un material de Z alto. El material se elige para blindar de la radiacion de rayos X. En un caso, la radiacion de rayos X es generada por eventos hechos por el hombre que se producen a partir de fuentes puntuales. Por ejemplo, una detonacion nuclear creara una fuente puntual para la radiacion de rayos X. Este tipo de radiacion se distingue de la radiacion ionizante natural encontrada en el espacio en que se genera en una rafaga que ocurre en menos de un microsegundo (en vez de pasar aleatoriamente en el tiempo) y viene de una direccion (en lugar de ser isotropico). En un ejemplo, una detonacion nuclear en el espacio podria venir de cualquier direccion. Por lo tanto, puesto que la direccion desde la que se producira una explosion de rayos X no se puede predeterminar, todo el envase tiene que ser blindado de todas las direcciones, es decir, 360 grados, tres dimensiones. Ventajosamente, el primer cubo 210 de blindaje de radiacion y el segundo cubo 212 de blindaje de radiacion protegen la primera matriz 206 de circuito y la segunda matriz 208 de circuito, respectivamente, a partir de los angulos laterales previamente no protegidos, es decir, los angulos laterales previamente no protegidos de la radiacion de rayos X de un nivel suficiente como para danar la matriz de circuito.
Ventajosamente, la radiacion de rayos X puede ser blindada por una pieza mas delgada de material de Z alto del que se requiere, por ejemplo en la tapa 202 de blindaje de radiacion o en la parte inferior 204 de blindaje de radiacion para proteger la matriz de circuito de las radiaciones ionizantes en exceso de la tolerancia de dosis total de la matriz de circuito. A diferencia de la radiacion ionizante, tal como esta presente en un entorno de espacio, la capacidad para blindar rayos X es mucho mas dependiente del tipo de material usado, en comparacion con el espesor del material. Por lo tanto, el material de Z alto elegido debe blindar los rayos X, sin embargo, el espesor de este material es mas delgado que el espesor de, por ejemplo, la parte superior 202 de blindaje de radiacion o la parte inferior 204 de blindaje de radiacion.
Un ejemplo de blindaje para rayos X seria usar un blindaje de aleacion CuW (cobre tungsteno) que tiene al menos 0,076 mm de espesor desde todos los angulos. Por integridad estructural hay tipicamente al menos 0,381 mm de espesor de CuW. Ademas, puesto que estas partes tambien tienen que cumplir los requisitos totales del entorno del espacio natural la mayor parte requieren al menos 0,381 mm de blindaje de CuW. El espesor minimo del primer cubo 210 de blindaje de radiacion se determina mediante la ejecucion del espectro de rayos X y la fluencia a traves del codigo de modelos de transporte de rayos X comentada anteriormente.
Los dispositivos de blindaje de la tecnica anterior, tal como se muestra en la figura 1 no pueden blindar eficazmente de los rayos X procedentes de una fuente puntual dentro del angulo 112 de linea de vision. Ademas, los dispositivos de blindaje de la tecnica anterior, tal como se muestra en la figura 1, fueron disenados para blindar solo de la radiacion ionizante. El material de Z alto se elige con un espesor para blindar la matriz de circuito, de manera que una cantidad de radiacion ionizante recibida por la matriz de circuito es menor que la tolerancia de dosis total de la matriz de circuito. En el dispositivo de blindaje de la tecnica anterior, tal como se muestra en la figura 1, la base 110, aunque no es un material de Z alto es lo suficientemente espeso para ayudar a blindar de la radiacion ionizante procedente de dentro del angulo 112 de tal manera que la matriz de circuito no esta expuesta a una cantidad de radiacion ionizante mayor que la tolerancia de dosis total de la matriz de circuito. Sin embargo, la base 110 no seria capaz de blindar de los rayos X procedentes de dentro del angulo 112. En contraste, el dispositivo actual esta disenado para blindar tanto de la radiacion ionizante como de la radiacion de rayos X. El primer cubo 210 de blindaje
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de radiacion y el segundo cubo 212 de blindaje de radiacion tienen un espesor (y lo que es mas importante, una composicion de material) seleccionada de manera que la primera matriz 206 de circuito y la segunda matriz 208 de circuito seran protegidas de cualquier rayos X procedentes de un angulo que no este blindado por la parte superior 202 de blindaje de radiacion o la parte inferior 204 de blindaje de radiacion.
El primer anillo espaciador 216 y el segundo anillo espaciador 218 estan hechos de un material de Z alto o bajo dependiendo de la tolerancia de radiacion de la parte y el espectro de radiacion. La altura de las paredes laterales del primer cubo 210 de blindaje de radiacion y el segundo cubo 212 de blindaje de radiacion puede ser aumentada o disminuida con el fin de asegurarse de que no hay un angulo de linea de vision a traves del cual la radiacion podria entrar en contacto con la primera matriz 206 de circuito o la segunda matriz 208 de circuito.
La figura 3 ilustra otro ejemplo de un envase de blindaje sin trayectoria de linea de vision para la radiacion en el circuito integrado. La figura 4 ilustra una vista superior del envase de blindaje de la figura 3.
La figura 3 muestra una tapa 302 de blindaje de radiacion, un cubo 304 de blindaje de radiacion, una parte inferior 306 de blindaje de radiacion, una matriz 308 de circuito, una base 310, una pluralidad de conductores 312, y una pluralidad de conectores 314 de pasador.
El cubo 304 de blindaje de radiacion esta acoplado a la base 310. La matriz 308 de circuito esta acoplada al interior del cubo 304 de blindaje de radiacion. La parte superior 302 de blindaje tambien esta acoplada a la base 310. Una pluralidad de conductores 312 estan acoplados a la matriz 308 de circuito y a la pluralidad de conectores 314 de pasador. La parte inferior 306 de blindaje de radiacion esta acoplado a una parte inferior de la base 310.
El cubo 302 de blindaje de radiacion, la parte inferior 306 de blindaje de radiacion y el cubo 304 de blindaje de radiacion son todos de material de Z alto, como se ha descrito anteriormente, o alternativamente capas material de Z alto y Z bajo. La parte superior 302 de blindaje y el cubo 304 de blindaje de radiacion estan colocados de tal manera que no hay un angulo de linea de vision cuya radiacion pueda golpear la matriz 308 de circuito. Por lo tanto, la radiacion procedente de cualquier angulo debe entrar en contacto con la parte superior 302 de blindaje o el cubo 304 de blindaje de radiacion antes de que pueda entrar en contacto con la matriz 308 de circuito. Esto reduce la probabilidad de fallo de la matriz 308 de circuito. La parte inferior 306 de blindaje de radiacion proporciona blindaje adicional para la matriz de circuito de la radiacion ionizante.
La parte superior 302 de blindaje y la parte inferior 306 de blindaje de radiacion tienen un espesor elegido para blindar la matriz de circuito de la radiacion ionizante. Los espesores se determinan de tal manera que la matriz 308 de circuito no esta expuesta a una cantidad de radiacion ionizante mayor que la tolerancia de dosis total de la matriz 308 de circuito.
La matriz 308 de circuito se coloca dentro del cubo 304 de blindaje de radiacion de tal manera que la radiacion procedente de un angulo entre la parte superior 302 de blindaje y la parte inferior 306 de blindaje de radiacion no tenga ninguna trayectoria de linea de vision en la matriz 308 de circuito. El cubo 304 de blindaje de radiacion es un material de Z alto y tiene un espesor disenado para blindar la matriz 308 de circuito de los rayos X. En un ejemplo, el cubo 304 de blindaje de radiacion esta disenado para blindar de los rayos X procedentes de una fuente puntual, tal como una detonacion nuclear.
Como se comento anteriormente los materiales de Z alto son tipicamente mejores en el blindaje de rayos X, mientras que el entorno de espacio natural se compone de electrones, protones y iones pesados de los cuales la eficacia de blindaje de un material varia dependiendo de la composicion relativa de estos tipos de radiacion en el espectro. Asi, en un ejemplo, el cubo 303 de blindaje de radiacion sera un material de Z alto, mientras que la parte superior 302 de blindaje de radiacion y la parte inferior 306 de blindaje de radiacion sera o bien un material de Z alto o una combinacion capas de Z alto y de Z bajo.
La figura 5 ilustra otro ejemplo de un envase de blindaje sin trayectoria de linea de vision para la radiacion en una pluralidad de matrices de circuito. La figura 6 ilustra una vista superior del envase de blindaje mostrado en la figura 5.
La figura 5 muestra una tapa 402 de blindaje de radiacion, un cubo 404 de blindaje de radiacion, una parte inferior 406 de blindaje de radiacion, la pluralidad de matrices 408 de circuito, una base 410, una pluralidad de conductores 412, y una pluralidad de conectores 414 de pasador.
La figura 5 es similar en funcion y estructura a la figura 3. Sin embargo, la figura 4 muestra una realizacion con la pluralidad de matrices 408 de circuito acoplada a la base 410. La figura 4 proporciona blindaje para la pluralidad de matrices 412 de circuito en un cubo 404 de blindaje de radiacion.
En esta configuracion, la tolerancia de dosis total de las mas sensibles de la pluralidad de matrices 408 de circuito se puede usar para determinar el grosor de la parte superior 402 de blindaje de radiacion y la parte inferior 406 de blindaje de radiacion.
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La figura 7 ilustra un envase de blindaje formado con una capa de revestimiento. La figura 8 ilustra una vista superior del envase de blindaje de la figura 7.
La figura 7 muestra una parte superior 502 de blindaje de radiacion, una base 504, una cavidad 506 de base, una capa 508 de revestimiento de blindaje de radiacion, una parte inferior 510 de blindaje de radiacion, y una matriz 512 de circuito.
La base 504 esta formada con la cavidad 506 de base. La capa 508 de revestimiento de blindaje de radiacion se forma en el interior de la cavidad 506 de base y en las paredes laterales de la cavidad 506 de base. La matriz 512 de circuito se acopla entonces a la capa 508 de revestimiento de blindaje de radiacion. La parte superior 502 de blindaje superior se acopla a la parte superior de la base 504. Ventajosamente, la parte inferior 510 de blindaje de radiacion esta acoplada a la parte inferior de la base 504.
La capa 508 de revestimiento de blindaje de radiacion se describe en la patente de EE.UU. n° 6.261.508 B1, de Featherby et al., para METHOD FOR MAKING A SHIELDING COMPOSITION. En un ejemplo, la capa 508 de revestimiento de blindaje de radiacion se compone de 10,0 partes por peso de polvo de tungsteno de alta densidad compactada, 0,15 por peso de epoxy premezclado, y hasta 0,50 partes por peso de cetona. El polvo de tungsteno sirve como un material de Z alto para blindar de los rayos X. El epoxy sirve como un aglutinante para ayudar a adherir la composicion a una superficie, y la cetona se anade como un conservante. Hay que senalar que el ejemplo anterior del material de revestimiento se da para ayudar a entender la invencion pero no esta destinado a ser limitativo en la presente invencion.
La capa 508 de revestimiento de blindaje de radiacion proporciona blindaje de los rayos X para la matriz 512 de circuito. La capa 508 de revestimiento de blindaje de radiacion blinda la matriz 512 de circuito de la radiacion de angulo lateral no bloqueada por la parte superior 502 de blindaje de radiacion o la parte inferior 510 de blindaje de radiacion.
La parte superior 502 de blindaje de radiacion y la capa 508 de revestimiento de blindaje de radiacion se forman de tal manera que no hay un angulo de linea de vision cuya radiacion pueda golpear la matriz 512 de circuito. Por lo tanto, la radiacion procedente de cualquier angulo debe entrar en contacto con la parte superior 502 de blindaje superior o la capa 508 de revestimiento de blindaje de radiacion antes de que pueda entrar en contacto con la matriz 512 de circuito. La parte inferior 510 de blindaje de radiacion proporciona el blindaje adicional para la matriz 512 de circuito de la radiacion. La capa 508 de revestimiento de blindaje de radiacion se selecciona con un espesor y material para blindar de los rayos X.
La radiacion 502 de blindaje superior y la radiacion 510 de blindaje inferior estan disenadas para blindar la matriz 512 de circuito de las radiaciones ionizantes. La parte superior 502 de blindaje superior y la parte inferior 510 de blindaje de radiacion estan hechos de material de Z alto que se describio anteriormente en la discusion de la figura 2.
La figura 9 ilustra un envase de blindaje formado con capa de revestimiento y capas de revestimiento laterales separadas. La figura 10 ilustra una vista superior del envase de blindaje de la figura 9.
La figura 9 muestra una parte superior 602 de blindaje de radiacion, una base 604, una cavidad 606 de base, una capa 608 de revestimiento de blindaje de radiacion, un canal 610, una capa 612 de revestimiento de blindaje de radiacion lateral, la parte inferior 614 de blindaje de radiacion, y una matriz 616 de circuito.
La configuracion en la figura 9 es similar a la figura 7 excepto por el canal 610 y la capa 612 de revestimiento de blindaje de radiacion lateral. La capa 612 de revestimiento de blindaje de radiacion lateral es del mismo material que el descrito en la discusion anterior de la figura 5 con referencia a la capa 508 de revestimiento de blindaje de radiacion. La capa 612 de revestimiento de blindaje de radiacion lateral blinda los rayos X de la misma manera que las paredes laterales de la capa 508 de revestimiento de blindaje de radiacion de la figura 7.
La base 604 esta formada con la cavidad 606 de base. La capa 608 de revestimiento de blindaje de radiacion se forma en el interior de la cavidad 606 de base. La matriz 616 de circuito se acopla entonces a la capa 608 de revestimiento de blindaje de radiacion. El canal 610 esta formado en la base 604. La capa 612 de revestimiento de blindaje de radiacion lateral llena el canal 610. La capa 612 de revestimiento de blindaje de radiacion lateral y la capa 608 de revestimiento de blindaje de radiacion proporcionan blindaje de los rayos X para la matriz 616 de circuito.

Claims (5)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    REIVINDICACIONES
    1. - Un metodo para blindar un dispositivo de circuito integrado de una radiacion, que comprende: formar una cavidad (606) en una base (604),
    formar un canal (610) en la base, dicho canal rodeando dicha cavidad,
    formar una capa (608) de revestimiento de blindaje de radiacion en la parte inferior de la cavidad en la base, formar una capa (612) de revestimiento de blindaje de radiacion lateral llenando el canal, acoplar el dispositivo (616) de circuito integrado a la capa de revestimiento de blindaje de radiacion, y acoplar una parte superior (602) de blindaje de radiacion a la parte superior de la base;
    en el que dicha capa de revestimiento de blindaje de radiacion, dicha capa de revestimiento de blindaje de radiacion lateral y dicha parte superior de blindaje de radiacion blindan cada una el dispositivo de circuito integrado de los rayos X, de tal manera que no hay ningun angulo de linea de vision con el que los rayos X puedan alcanzar el dispositivo de circuito integrado.
  2. 2. - El metodo para blindar el dispositivo de circuito integrado de acuerdo con la reivindicacion 1, que comprende ademas el acoplamiento de una parte inferior (614) de blindaje de radiacion a la parte inferior de la base.
  3. 3. - El metodo para blindar el dispositivo de circuito integrado de acuerdo con la reivindicacion 2, en el que la parte superior de blindaje de radiacion y la parte inferior de blindaje de radiacion tambien blindan el dispositivo de circuito integrado de recibir una cantidad de radiacion ionizante mayor que una tolerancia de dosis total para el dispositivo de circuito integrado.
  4. 4. - Un dispositivo de circuito integrado blindado de radiacion que comprende:
    una base (604), que comprende una cavidad (606) de base y un canal (610) que rodea dicha cavidad en la base,
    una capa (608) de revestimiento de blindaje de radiacion formada en la parte inferior de la base de la cavidad,
    una capa (612) de revestimiento de blindaje de radiacion lateral que llena el canal,
    un dispositivo (616) de circuito integrado acoplado a la capa de revestimiento de blindaje de radiacion,
    una parte superior (602) de blindaje de radiacion, que proporciona blindaje de rayos X, acoplada a la parte superior de la base, y
    una parte inferior (614) de blindaje de radiacion acoplada a la parte inferior de la base;
    en el que el espesor y el material tanto de la capa de revestimiento de blindaje de radiacion como de la capa de revestimiento de blindaje de radiacion lateral son seleccionados para blindar el dispositivo de circuito integrado de los rayos X, en el que el dispositivo de circuito integrado esta blindado de la radiacion de tal manera que no hay ningun angulo de linea de vision con el que los rayos X puedan golpear la matriz de circuito.
  5. 5. - El dispositivo de circuito integrado blindado de radiacion de la reivindicacion 4, en el que la parte superior de blindaje de radiacion y la parte inferior de blindaje de radiacion comprenden un material de Z alto.
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