- •Оглавление
- •Глава 1 ОСНОВЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕОРИИ КАЧЕСТВА И НАДЕЖНОСТИ
- •1.1 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
- •1.2 ПОКАЗАТЕЛИ НАДЕЖНОСТИ ТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ
- •1.3 ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ИЗДЕЛИЯМ МИКРОЭЛЕКТРОНИКИ
- •1.4 КРИТЕРИИ И КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ НАДЕЖНОСТИ
- •1.5 ЗАВИСИМОСТИ МЕЖДУ ОСНОВНЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ НАДЕЖНОСТИ
- •1.6 ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ПО НАДЕЖНОСТИ
- •Глава 2 ОБЕСПЕЧЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ НА ЭТАПЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
- •2.1 ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ
- •2.2 ПРОГРАММНЫЕ ДОКУМЕНТЫ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ НАДЕЖНОСТИ
- •2.2.1 Типовая структура и содержание программы обеспечения надежности космического аппарата
- •2.2.2 Основные нормативные требования к составу и содержанию КПЭО КА
- •2.3 АНАЛИЗЫ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ НАДЕЖНОСТИ ОБОРУДОВАНИЯ, БОРТОВЫХ СИСТЕМ И КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА
- •2.3.1 Функциональный анализ
- •2.3.2 Анализ (расчет) надежности
- •2.3.2.2. Методы нормирования показателей надежности по составным частям космического аппарата
- •2.3.2.3.Методы анализа и оценки показателей надежности на соответствие нормативным значениям (расчетные, расчетно-экспериментальные методы)
- •2.3.2.5 Надежность КА при хранении
- •2.3.3 Анализ видов, последствий и критичности отказов
- •2.3.3 Анализ электрических и тепловых нагрузок на комплектующие и мер по облегчению нагрузок для комплектующих.
- •2.3.4 Анализ худшего случая.
- •2.3.5 Анализ обеспечения требуемого ресурса и сохраняемости.
- •2.3.6 Перечень и программа контроля критичных элементов
- •Глава 3 СТРУКТУРА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ОТРАБОТКИ БОРТОВЫХ СИСТЕМ И БОРТОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ
- •Глава 4 ОБЩЕЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ОБ ОТКАЗАХ ИЗДЕЛИЙ МИКРОЭЛЕКТРОНИКИ
- •4.1 ФИЗИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ОТКАЗОВ
- •4.2 МЕХАНИЗМЫ ВНЕЗАПНЫХ И ПОСТЕПЕННЫХ ОТКАЗОВ
- •4.3 СТРУКТУРНЫЕ ДЕФЕКТЫ КОМПОНЕНТОВ БИС
- •4.4 ОБЩИЕ ДЕФЕКТЫ В ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ
- •4.5 ДЕФЕКТЫ В КРЕМНИЕВОЙ ПОДЛОЖКЕ
- •4.5.1 Механизм образования "отрицательных нитевидных кристаллов".
- •4.5.2 Растворение кремния алюминием
- •4.6 ДЕФЕКТЫ ПЛЕНОК ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ
- •4.7 ДЕФЕКТЫ СТРУКТУРЫ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЛОЕВ
- •4.7.1 Локализованные дефекты структуры и состава диэлектрических слоев
- •4.7.2 Химические и физические нелокализованные дефекты
- •Глава 5 ОТБРАКОВОЧНЫЕ ИСПЫТАНИЯ – СРЕДСТВО ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ПАРТИЙ ИЗДЕЛИЙ МИКРОЭЛЕКТРОНИКИ
- •5.1 СОСТАВ ОТБРАКОВОЧНЫХ ИСПЫТАНИЙ
- •5.2 ТРЕНИРОВКА
- •5.3 ЭЛЕКТРОТРЕНИРОВКА
- •5.4 ЭЛЕКТРОТЕРМОТРЕНИРОВКА
- •5.5 ТЕРМОТРЕНИРОВКА
- •5.6 ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ТРЕНИРОВОК
- •Глава 6 МОДЕЛЬ ВНЕШНИХ ВОЗДЕЙСТВУЮЩИХ ФАКТОРОВ ДЛЯ ЭЛЕКТРОРАДИОИЗДЕЛИЙ, ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ В КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТАХ ДЛИТЕЛЬНОГО ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ
- •6.5.1 Излучения естественных радиационных поясов Земли
- •6.5.2 Воздействие одиночных частиц
- •Глава 7 МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ АППАРАТУРЫ КА ИЗДЕЛИЯМИ МИКРОЭЛЕКТРОНИКИ НЕОБХОДИМОГО УРОВНЯ КАЧЕСТВА И НАДЕЖНОСТИ
- •Глава 8 ВОЗДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИХ ЗАРЯДОВ НА ИЗДЕЛИЯ МИКРОЭЛЕКТРОНИКИ
- •Глава 9 НЕРАЗРУШАЮЩИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА МИКРОСХЕМ
- •9.1.1 Обзор систем формирования рентгеновского изображения
- •9.1.2 Неразрушающее формирование трехмерного изображения
- •9.1.3 Практическое использование рентгеновских инспекционных установок в лабораториях анализа отказов
- •Влияние облучения на образец
- •9.2.1 Сравнение РЭМ и оптического микроскопа
- •9.2.2 Электронная оптика
- •Зарядка образца
- •Скорость сканирования и качество изображения
- •Краткое описание
- •Глава 10 МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
- •Глава 11 РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ИЗДЕЛИЙ МИКРОЭЛЕКТРОНИКИ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ФАКТОРОВ КОСМИЧЕСКОГО ПРОСТРАНСТВА
- •11.1.1 Метод прогнозирования работоспособности ЭРИ к воздействию электрических и тепловых нагрузок в КА негерметичного исполнения
- •11.1.2 Определение допустимого коэффициента электрической нагрузки ИС в КА негерметичного исполнения
- •11.1.3 Справочник конструктора по применению изделий микроэлектроники в КА негерметичного исполнения длительного функционирования
- •11.2.1 Причины разбросов показателей радиационной стойкости ЭРИ от образца к образцу
- •11.2.2 Экспериментальные данные разброса радиационной стойкости ЭРИ
- •11.2.3 Обоснование номенклатуры критически важных ЭРИ определяющих радиационные характеристики бортовой аппаратуры КА
- •11.2.4 Обеспечение радиационной стойкости критически стойких ЭРИ
- •11.2.5 Влияние идеологии проведения ВК, ОИ и ДНК на уровень радиационной стойкости ЭРИ, устанавливаемых в аппаратуру
- •11.3.1 Разработка подхода к оценке работоспособности ЭРИ в условиях комплексного воздействия ФКП
300
Глава 10 МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
10.1 ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Правила действий по управлению испытательным, вспомогательным оборудованием и средствами измерений, применяемыми при проведении испытаний электронной компонентной базы должны гарантировать защиту процессов производства, обслуживания и эксплуатации продукции потребителей от отрицательных последствий недостоверных результатов измерений параметров электронной компонентной базы.
В сферу управления включаются все типы средств измерений, вспомогательного, испытательного оборудования и методики выполнения измерений.
Применяются следующие термины с соответствующими определениями:
вспомогательное оборудование (ВО): Технические устройства, не отно-
сящиеся к средствам измерений, но используемые при испытаниях продукции и оказывающие влияние на показатели их достоверности (подключающие устройства, пульты, кабели, приспособления и т.п.).
испытательное оборудование (ИО): Средство испытаний, представляющее собой техническое устройство для воспроизведения условий испытаний.
метрологическая экспертиза технической документации: Это анализ и оценка технических решений в части метрологического обеспечения (технических решений по выбору измеряемых параметров, установлению требований к точности измерений, выбору методов и средств измерений, их метрологическому обслуживанию).
метрологический контроль: Деятельность, включающая утверждение типа СИ, поверку СИ, в том числе эталонов, лицензирование деятельности юридических и физических лиц по изготовлению и ремонту СИ.
метрологический надзор: Надзор, осуществляемый за выпуском, состоянием и применением СИ, аттестованными методиками выполнения измерений, эталонами единиц величин, соблюдением метрологических правил и норм.
метрологическое обеспечение: Установление и применение научных и организационных основ, технических средств, правил и норм, необходимых для достижения единства и требуемой точности измерений, выполнение которых является обязательным для деятельности предприятий.
301
методика выполнения измерений (МВИ): Установленная совокупность операций и правил при измерении, выполнение которых обеспечивает получение результатов измерений с гарантированной точностью в соответствии с принятым методом (по РМГ 29).
средство измерений; (СИ): Техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и (или) хранящее единицу физической величины, размер которой принимают неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени (по РМГ 29).
электрорадиоизделия (ЭРИ): Полупроводниковые приборы, микросхемы, электромагнитные реле, штепсельные разъемы, конденсаторы, резисторы, переключающие и коммутирующие устройства и др. (допускается замена на аналогичный термин – электронная компонентная база).
измерительно-вычислительный комплекс (ИВК): Функционально объ-
единённая совокупность средств измерений, ЭВМ и вспомогательных устройств, предназначенная для выполнения конкретной измерительной задачи.
Сферы, входящие в область метрологического обеспечения испытаний ЭКБ, приведены ниже.
Метрологическое обеспечение испытаний
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Аттестация мето- |
|
Управление сред- |
|
Проведение метро- |
||||||
дик выполнения |
|
ствами измере- |
|
логической экспер- |
||||||
измерений |
|
ний, испытатель- |
|
тизы технической |
||||||
|
|
|
|
ным и вспомога- |
|
документации |
||||
|
|
|
|
тельным обору- |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
дованием |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Основной целью управления ИО, ВО, СИ и ИВК в организации является достижение единства, требуемой точности и повторяемости результатов измерений и испытаний ЭКБ.
302
Для достижения этой цели в рамках системы качества решаются следующие задачи:
¾анализ условий испытаний ЭКБ, а также требований к точности измерений;
¾определение состава СИ, ИО, ВО, ИВК необходимого для проведения измерений/испытаний;
¾обеспечение организации необходимыми СИ, ИО, ВО, ИВК;
¾обеспечение постоянной готовности к работе имеющихся в организации СИ, ИО, ВО, ИВК с требуемой точностью (проведение ремонта, аттестации, поверки и др.);
¾соблюдение метрологических правил и норм при проведении измерений/испытаний ЭКБ;
¾документальное подтверждение всех процедур метрологического контроля и надзора за СИ, ИО, ВО, ИВК (поверка, аттестация, учет и хранение).
Основной целью проведения метрологической экспертизы технической документации является контроль соблюдения метрологических правил и норм при подготовке проведения измерений/испытаний ЭКБ (инструкции, положения, стандарты, регламентирующие вопросы метрологического обеспечения), анализ МВИ (учет, определение необходимости проведения аттестации).
В сферу государственного метрологического контроля входят следующие виды деятельности ОГМС:
¾утверждение типа СИ;
¾поверка СИ;
¾ремонт СИ;
¾первичная аттестация ИО;
¾аттестация МВИ;
¾лицензирование деятельности юридических лиц по изготовлению и ремонту СИ.
303
¾ОГМС осуществляют надзор за выпуском, состоянием и применением СИ, аттестованными МВИ, эталонами единиц величин, соблюдением метрологических правил и норм.
Для поддержания надлежащего уровня метрологического обеспечения выполняются следующие виды работ:
¾организация периодической поверки СИ;
¾организация первичной аттестации ИО;
¾проведение периодической аттестации ИО, ВО;
¾проведение периодической поверки ИВК;
¾снятие с эксплуатации неисправных СИ, ИО, ВО ИВК и идентификация соответствующим образом, указывающим на непригодность для выполнения своих функций;
¾организация ремонта неисправных СИ;
¾ремонт неисправного ИО и ВО с последующей аттестацией;
¾ремонт неисправных ИВК с последующей их поверкой;
¾подбор и приобретение новых СИ, ИО, ВО, ИВК;
¾регистрация, документирование и хранение результатов поверки/аттестации и ремонта СИ и ИО, ВО,ИВК;
¾идентификация СИ и ИО, ВО, ИВК и их состояния;
¾организация аттестации методик выполнения измерений;
¾проведение метрологической экспертизы технической документации (инструкций, положений, стандартов предприятия, регламентирующих вопросы метрологического обеспечения);
¾разработка и внедрение документов, касающихся поддержания в надлежащем состоянии СИ и ИО, ВО, ИВК;
¾обучение персонала приемам работы на применяемых при испытаниях СИ, ИО, ВО,ИВК;
304
¾постоянный контроль за состоянием СИ, ИО, ВО, ИВК, соблюдением правил их эксплуатации, консервации, хранения, учета, поверки/аттестации.
10.2 СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ
СИ подлежат входному контролю в службе главного метролога. Сотрудники ГМО СГМ производят входной контроль, включающий проверку:
наличия сопроводительных документов, удостоверяющих качество СИ; комплектности, упаковки, маркировки, внешнего вида на соответствие
требованиям эксплуатационной документации; наличия данных о СИ в Государственном реестре средств измерений; наличия свидетельства о поверке; работоспособности (опробование).
На основании результатов проведенного входного контроля ответственный сотрудник ГМО СГМ оформляет Карточку учета. Все Карточки учета регистрируются в Перечне карточек учета.
Ввод в эксплуатацию СИ осуществляется на основании решения комиссии, назначаемой приказом директора ИТЦ и действующей на постоянной основе.
Порядок работы комиссии при вводе в эксплуатацию СИ:
проверка наличия и комплектности эксплуатационной и учетной документации, свидетельства о поверке;
проверка соответствия условий эксплуатации СИ требованиям, указанным в эксплуатационной документации на него;
Периодическую поверку должен проходить каждый экземпляр СИ. Периодической поверке не подвергаются СИ, находящиеся на длительном хранении, и переведенные в разряд индикаторов.
Внеочередной поверке подлежат СИ, находящиеся в эксплуатации или на хранении, в следующих случаях:
при повреждении поверительного клейма или утере документа, подтверждающего прохождение СИ первичной или периодической поверки;
при вводе в эксплуатацию СИ после длительного хранения, в течение которого они не подвергались периодической поверке (более одного межповерочного интервала);
305
при необходимости удостовериться в исправности СИ.
Номенклатуру (перечень) СИ, подлежащих поверке в ОГМС, устанавливает служба главного метролога ИТЦ по согласованию с территориальными ОГМС.
Поверку СИ осуществляют в календарные сроки, устанавливаемые годовыми графиками поверки СИ; копии графиков передаются ВП.
Годовые графики периодической поверки и перечни СИ составляет ответственный сотрудник ГМО СГМ и утверждает директор ИТЦ или его заместитель
– начальник ИЛ после согласования с ОГМС. Форму и сроки представления графиков проведения поверки СИ, а также перечней СИ, подлежащих поверке, устанавливают территориальные ОГМС.
Срок межповерочного интервала для СИ указывается в эксплуатационной документации на них и в Государственном реестре средств измерений.
Поверка и ремонт СИ осуществляется на основании договоров, заключаемых с ОГМС (или другими уполномоченными органами, организациями).
Перечни и графики поверки СИ хранятся в ГМО СГМ ИЛ.
10.3 АТТЕСТАЦИЯ МЕТОДИК ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ
Аттестация МВИ проводится с целью оценки и подтверждения правильности выбранного метода, средств измерений и полноты требований, содержащихся в документах на МВИ, соблюдение которых гарантирует получение результатов измерений с необходимой точностью в заданных условиях.
При проведении испытаний и измерении параметров ЭКБ в организации применяются стандартизованные и аттестованные МВИ.
Аттестации подлежат нестандартизованные МВИ в соответствии с требованиями ГОСТ Р 8.563.
Аттестацию МВИ могут осуществлять метрологические службы организаций, аккредитованные на право проведения аттестации МВИ (в соответствии с ПР 50.2.013), а также государственные научные метрологические центры, органы Государственной метрологической службы и 32 ГНИИИ Минобороны России.
Аттестация МВИ, применяемых в ИТЦ, осуществляется на основании заключаемых договоров.
306
10.4МЕТРОЛОГИЧЕСКАЯ ЭКСПЕРТИЗА ТЕХНИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ
Метрологическая экспертиза технической документации проводится с целью анализа и оценки технических решений по выбору параметров, подлежащих измерению, установлению норм точности измерений и обеспечению методами и средствами измерений процессов разработки, производства и испытаний продукции.
Метрологической экспертизе подлежит следующая техническая докумен-
тация:
¾программы и методики испытаний ЭКБ;
¾эксплуатационная документация;
¾стандарты, положения, инструкции и иные документы, регламентирующие вопросы метрологического обеспечения;
¾извещения об изменении документов, ранее прошедших метрологическую экспертизу;
¾методики выполнения измерений;
¾методики аттестации ИО.
¾6.4 Испытательное оборудование ИО, вновь поступившее в ИТЦ, подлежит входному контролю в службе
главного метролога. При этом сотрудники ГТОО СГМ производят проверку:
¾сопроводительных документов, удостоверяющих качество ИО;
¾комплектности, упаковки, маркировки, внешнего вида;
¾наличия аттестата первичной аттестации ИО;
¾работоспособности (опробование).
Вслучае выполнения текущего ремонта или замены компонентов ИО на однотипные целесообразно проводить аттестацию (экспериментальные исследования) лишь в объеме изменений, вносимых в оборудование. Данная процедура возможна в случае наличия в методике периодической аттестации либо в эксплуатационной документации на ИО указаний на объем проводимых работ в выше указанных случаях. При этом переоформление протокола аттестации не
307
производят, срок аттестации не продляют, а в Карточке учета ответственными сотрудниками ГТОО СГМ делается отметка о характере проведенных ремонтных работ.
В том случае, когда методикой аттестации (либо в эксплуатационной документации на ИО) не предусмотрены различные ее варианты, перечисленные выше, аттестация ИО должна проводиться в объеме периодической аттестации.
После ремонта и аттестации ИО доступы к его измерительным блокам должны быть опломбированы.
10.5ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
К ВО относятся подключающие устройства, пульты, кабели, приспособления, антистатические браслеты, заземляющие проводники, заземляющие устройства, платы нагрузки и платы с контактными устройствами.
Вся эксплуатационная документация на ВО вносится в Перечень эксплуатационной документации.