2023年夏天，NASA深空网络在一次木星任务中遭遇了发射机关键故障。症状是镀金波导间歇性功率损失。经过使用CST Studio Suite进行细致的3D分析，工程师们发现了原因：一粒在洁净室组装过程中被捕获的微小尘埃颗粒，触发了二次电子倍增效应。这个肉眼不可见的缺陷会产生微小的火花，从而降低信号质量。
镀金波导中的二次电子倍增与电磁模拟 🛰️
二次电子倍增是一种在真空和高射频功率条件下发生的共振电子放电现象。在这个镀金波导中，尘埃颗粒充当了二次电子发射点。团队利用CST Studio Suite对电磁场进行了3D建模，并再现了电子在管道内的运动轨迹。模拟揭示了信号频率与电子飞行时间之间的精确共振，从而放大了效应，最终导致局部电弧放电。随后在KeyShot中进行的可视化处理，可以绘制出电流密度最高的区域以及金层上的侵蚀痕迹。
面向航空航天可靠性的微制造经验教训 🔬
这个案例表明，洁净室中的颗粒污染仍然是高可靠性组件的致命弱点。尽管金在化学上是惰性的，但其表面无法容忍微米级的几何缺陷。3D分析不仅识别了故障，还验证了在波导微制造中采用更严格检查协议的必要性。对于半导体和航空航天组件行业，像Materialise Magics这样的工具对于在最终组装前检测这些异常至关重要。
微米级介电屏蔽的3D微制造能否防止深空高功率发射机中由尘埃引发的电弧形成？
(附注：3D建模一个芯片很容易，难的是让它看起来不像一个乐高城市)