17.1 Действие радиации на радиодетали и радиокомпоненты.

Резисторы. Следствием воздействия радиации может быть пробой в связующих и пропитывающих изоляцию материалах; изменение свойств основного материала резистора, появление проводимости из-за ионизации материала каркаса и покрытия. Величина и знак изменения сопротивления резистора определяются основным материалом резистора, номинальной величиной сопротивления, размерами, величиной приложенного напряжения и особенностями технологии изготовления. Чем больше величина сопротивления, тем большие обратимые изменения вызываются облучением; поэтому резисторы с сопротивлением порядка 10⁹ Ом могут быть ненадежны. Облучение резисторов потоком быстрых нейтронов вызывает как необратимые, так и обратимые изменения (в зависимости от величины потока), а гамма-облучение — только обратимые изменения.

Импульсное (длительность импульса 0,1 мс) гамма-облучение дозой 10³ Р при мощности дозы I0⁷ Р/в в резисторах различных номиналов вызывает обратимые изменения:

При малых дозах импульсного нейтронного и гамма-облучения, воздействующих одновременно, изменения параметров резисторов различных номиналов от длительности γ-облучения при общей дозе 2-10⁹Р разных типов носят обратимый характер (величина изменения определяется не конструкцией, а размерами резистора). Характеристики резисторов полностью восстанавливаются через 1 - 5 мс после облучения.

Конденсаторы. Ионизирующее излучение вызывает обратимое или необратимое изменение емкости конденсаторов и обратимое (в большинстве случаев) изменение величины утечки и тангенса угла потерь.

Нейтронная радиация приводит к необратимым и обратимым изменениям характеристик конденсаторов, а γ-облучение в основном — к обратимым изменениям. Общей причиной этого является изменение электрических характеристик диэлектрика (диэлектрической постоянной и сопротивления).

Кроме этого, при воздействии радиации происходит выделение газов в электролитических конденсаторах и конденсаторах с масляным заполнением, что может привести к их разрушению.

Радиокомпоненты. Характер и степень изменения электрофизических свойств радио­компонентов при воздействии проникающей радиации зависят от ха­рактеристик излучения (плотности потока, мощности экспозиционной дозы, энергетического спектра), продолжительности его воздействия, конструктивных особенностей изделий и применяемых в них мате­риалов.

В конструкциях радиокомпонентов широко применяются различ­ные металлы и их сплавы, а также органические и неорганические ди­электрики. Среди них наиболее подвержены действию γ-нейтронной радиации высокомолекулярные органические диэлектрики, у которых в момент и после облучения уже при небольших потоках и дозах на­блюдаются изменения основных физико-химических и механических свойств.

Необратимые изменения электрических параметров радиодеталей и радиокомпонентов происходят вследствие нарушения структуры применяемых в них материалов и определяются потоком нейтронов и поглощенной дозой γ-излучения. Нарушение структуры материалов приводит к ухудшению параметров и эксплуатационных характеристик радиокомпонентов. Обратимые изменения электрических параметров радиокомпонентов обусловлены в основном ионизирующим действием γ-излучения. Они проявляются в увеличении концентрации носителей заряда и в возрастании электрической проводимости в ма­териалах, что приводит к росту тока утечки и снижению сопротивле­ния изоляции. Степень изменения токов утечки и сопротивления изо­ляции определяется величиной мощности дозы γ-излучения.

Наряду с указанными процессами в радиокомпонентах при дли­тельном воздействии γ-нейтронной радиации часть поглощенной энер­гии излучения преобразуется в тепловую, вследствие чего возможен значительный радиационный нагрев изделий.

Моточные изделия. Стойкость моточных изделий к воздействию про­никающей радиации определяется степенью изменения свойств при­меняемых в них материалов, конструкцией и зависит от характеристик γ-нейтронного излучения. Под воздействием непрерывного γ-нейтронного излучения у магнитных материалов изменяются индукция, магнит­ная проницаемость, электрическое сопротивление, упругость и другие характеристики. При потоке нейтронов до 10¹⁵ нейтр./см² изменение магнитных характеристик материалов незначительно и практически не вызывает заметных изменений параметров трансформаторов и дроссе­лей фильтров. Значительные остаточные изменения характеристик маг­нитных материалов происходят при потоках нейтронов порядка 10¹⁸ - 10¹⁹ нейтр./см² и более. Монолитность конструкций из железа и меди, обладающих сравнительно большими коэффициентами теплообразова­ния, приводит к значительному радиационному нагреву трансформато­ров. При этом сопро­тивление изоляции трансформаторов уменьшается на несколько поряд­ков. По прекращении воздействия излу­чения сопротивление изоляции практически восстанавливается пол­ностью.

Радиочастотные и низкочастотные разъемы. Для изготовления электрических разъемов, как правило, исполь­зуют медные или бронзовые сплавы с гальваническим покрытием, а также изоляционные материалы: пластмассы, стекло, керамику, корпусы или экраны из стали, латуни или алюминия. Электрические характеристики облучен­ных металлов изменяются относительно мало, поэтому наибольший интерес представляет влияние излучения на изоляторы разъемов. Встречаются два типа радиационных повреждений разъемов, связан­ных с необратимыми и обратимыми изменениями характеристик изо­лирующих прокладок. Повреждение, при котором изменяются физи­ческие характеристики изоляционных материалов, может привести к механическому ослаблению опоры штырей, о чем можно судить по появлению хрупкости органических диэлектриков. Постоянная или временная потеря сопротивления изоляции между контактами или по корпусу является повреждением второго типа.

При оценке радиационной стойкости разъемов обычно рассматри­вают следующие важнейшие параметры их работы: сопротивление между штырями, и гнездами, сопротивление изоляции между соседни­ми штырьками и характеристики коронного разряда.

Наиболее чувствительными элементами к воздействию непрерыв­ного и импульсного γ-нейтронного излучения у радиочастотных соеди­нителей и низкочастотных разъемов являются опорные шайбы и кон­тактные промежутки из различных органических диэлектриков и пласт­масс. Действие нейтронов вызывает структурные изменения в мате­риалах опорных шайб и контактных промежутков, что приводит к не­обратимым изменениям электрических параметров разъемов. Наиболее критичным параметром при облучении является сопротивление изоля­ции.

Наряду с ухудшением электрических параметров длительное воз­действие γ-нейтронной радиации приводит к значительному сниже­нию механической прочности некоторых изоляционных материалов. Возникающие при γ-нейтронном облучении химические процессы окисления ухудшают коррозионную устойчивость контактных материалов и могут привести к повышению переходных сопротивлений контактов соединителей и разъемов.

При воздействии импульсного γ-излучения в материалах опорных шайб и контактных промежутках за счет ионизации возникают токи утечки, что приводит к резкому снижению сопротивления изоляции и ухудшению электрической прочности соединителей и разъемов. Такое изменение сопро­тивления изоляции носит обратимый характер и после прекращения импульса излучения практически полностью исчезает.

17.2 Входной контроль компонентов и подготовка к монтажу: технико-экономическое обоснование целесообразности входного контроля, типовая структура процесса, основные технологические операции и применяемое оборудование.

Входной контроль — дополнительная проверка элементов по параметрам, определяющим их работоспособность и надежность с целью исключения дефектных элементов вследствие ошибок поставщика, продолжительного хранения на складе, повреждений во время транспортирования и т. д.;

Технологический маршрут входного контроля составляется на основе следующих видов исследований:

*проверка внешнего вида;

*выборочный контроль габаритов, установочных и присоединительных размеров;

*проверка технологических свойств материалов;

*проведение электро-термотренировки при постоянной температуре (повышенной);

*проверка статических электропараметров при нормальных климатических условиях и повышенной и пониженной рабочей температуре среды;

*проверка динамических параметров при норм. климатич. условиях;

*функциональный контроль при норм. климате и повышенной тем-ре.

Входной контроль комплектующих элементов может быть выборочным или 100%м. Существует неписаное правило: если при выборочном контроле окажутся бракованные элементы и их число больше приёмочного, то проверке подлежит удвоенное число изделий, а если в этом случае обнаружат хотя бы 1 брак – проверяют всю партию. Если высокое качество гарантировано, то 100%й контроль не нужен. Общие требования к измерительной аппаратуре, используемой при входном контроле:

*максимальная достоверность измерений;

*высокая производительность;

*минимальная стоимость приобретения и эксплуатации;

*возможность оперативной перестройки на контроль новых элем-в.

Экономическая оценка входного контроля дает возможность решить вопрос о целесообразности применения того или иного метода входного контроля.

Для контроля параметров резисторов, кондёров, транзисторов, ИС, плат промышленностью разработаны различные тестеры с АСУ, режимами контроля, которые позволяют не только измерить параметры, но и поделить их на заданные группы.

Повышение производительности и снижение эксплуатационных затрат на операцию входного контроля достигается включением контролирующего устройства в структуру сборочного автомата, на входе которого элементы подаются с выпрямленными выводами, однозначно сориентированными и упакованными в кассеты или ленты.

Подготовка навесных элементов к монтажу включает следующие операции: распаковку элементов, входной контроль, контроль паяемости выводов, рихтовку, формовку, обрезку, лужение выводов и размещение элементов в технологической таре.

Для проведения подготовительных операций изделий массового применения разработаны отечественные и зарубежные технологические оборудование и оснастка. В мелкосерийном производстве подготовка идёт пооперационно с ручной подачей компонентов. В массовом – на установках комплексной подготовки с автоматической подачей в зону обработки.

Рихтовка, формовка и обрезка аксиальных и радиальных выводов делается на групповой технологической оснастке: штамп (формующий, отрезной) с пневматическим приводом и набором сменных элементов. Обычно производительность такого оборудования определяется механизмами подачи элементов. При ручной подаче – 1,5…3000 элементов/ч; из вибробункера – 5…10000; на ленте – до 20000 элем./ч.

Подготовка к монтажу ИС с планарными выводами делается на автоматической линии. Например, линия ГДМ-2.249.020 включает унифицированные модули распаковки ИС, формовки и обрезки выводов, флюсования и лужения выводов, холодной напресовки припоя, укладки ИС в технологическое оснащение. Каждый модуль оснащён комплектом кассет для загрузки/выгрузки (18 шт по 50 ИС). Производительность = 900 элементов в час.