Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
лекции_1 / 16_Технология испытаний.ppt
Скачиваний:
106
Добавлен:
11.05.2015
Размер:
2.82 Mб
Скачать

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ТРЕНИРОВКА И ИСПЫТАНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ

Д.т.н., профессор Ланин В.Л.

Кафедра Электронной

 

техники и технологии

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ТРЕНИРОВКА РЭС

Технологическая тренировка представляет собой испытания аппаратуры с целью выявления и устранения приработочных отказов. Интенсивность отказов элементов зависит от их типа, режима работы, технологии изготовления, условий эксплуатации и изменения во времени .

Проектирование процесса тренировки

При проектировании технологической тренировки определяют:

время тренировки (10—200 ч);

последовательность и жесткость технологических испытаний, при которой постепенно уменьшается "жесткость" режима (термоудар, циклическое воздействие температур и др);

периодичность проверки параметров;

объем контролируемых параметров, автоматизацию контроля ряда параметров аппаратуры.

Ускоренные испытания печатных плат

Т,°С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

125

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 ε

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

2

 

 

2

N

 

 

 

,

 

 

 

 

от

0,5

 

 

0

 

 

 

 

 

 

о

 

10

20

30

40

 

t,мин

 

 

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

-60

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Соотношение амплитуды деформации ПП и числа циклов изменений напряжения до разрушения, вызванного усталостными явлениями, определяет уравнение Коффрина— Мэнсона: где Nот — число циклов до наступления отказа; — фактическая деформация;

о — амплитуда остаточной деформации; — константа кривой усталости

(для ПП = 2).

По режиму термоциклов достигается ускорение испытаний в 1000 раз.

Испытания сопротивления металлизированных отверстий МПП

:

Сопротивление измеряется при постоянном токе (100 5) мА 4-х методом. Термоудар осуществляется по следующей программе погружений:

в холодную ванну при T = (25 2) С,

в нагретую ванну при Т = (260 5) С в течение (20 1) с (2—3 цикла),

в холодную ванну.

Ускорение технологических испытаний

 

 

 

Ea

 

1

 

1

 

 

K

T

 

 

 

,

Т к Т осн RT Pрас

 

 

T

 

 

K T

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

ф

 

Ускоряющим фактором для большинства механизмов отказов является повышенная температура. Коэффициент ускорения КТ определяется

по уравнению Аррениуса:

где Еа — энергия активации механизмов отказов, эВ;

К — постоянная Больцмана: К = 8,6 10-5 эВ/К; Т0, Тф — температура изделия соответственно начальная и в

форсированном режиме, К. Температура кристалла ,

где Тосн — температура основания; RТ — тепловое сопротивление перехода кристалл—окружающая среда; Ррас — мощность, рассеиваемая на кристалле. Для ИМС Еа 0,4 эВ, RТ = 100 К/Вт

Испытания монтажных соединений на надежность

N r0 / λ

tу.и

tи

 

nо

КТ

 

nу

 

 

Длительность ускоренных испытаний

где tи — время испытаний; nо — объем выборки при обычных испытаниях; nу — объем выборки при ускоренных испытаниях на безотказность.

Объем испытаний устанавливают, исходя из экспоненциального закона распределения времени работы соединений до отказа: где N — объем выборки; r0 — коэффициент,

зависящий от доверительной вероятности: при Р = 0,90r0 = 2,30, при Р = 0,95r0 = 3,0; —

интенсивность отказов для паяных соединений (2 10–9 ч–1 для бытовой РЭА, 1 10–9 ч–1 для

специальной).

Оценка надежности контактных соединений

i (t)

 

ni

 

 

 

(N

n) ti

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где –число отказавших соединений за промежуток времени , n

i

– число соединений,

ni

 

 

 

 

 

отказавших к началу промежутка времени, N – общее число соединений.

Надежность контактных соединений

 

 

 

 

 

 

Виды соединений

 

 

Интенсивность

Пайка вручную

 

 

отказов, 1/ч

 

 

 

1,00∙10-9

 

Пайка на автомате

 

 

1,00∙10-12

 

Пайка в нейтральной

 

 

1,00∙10-13

 

среде

 

 

 

1,00∙10-8

 

Контакты соединений

 

 

 

Концевые печатные

 

 

1,00∙10-6

 

контакты

 

 

 

1,00∙10-7

 

Двусторонние ПП

 

 

 

Многослойные ПП

 

 

1,00∙10-6

 

В том числе элементные

 

10,00∙10-11

изоляции

 

 

 

 

 

 

Испытания на влагоустойчивость корпусов ИМС

Эффект трескания корпусов типа "поп корн" –

образование трещин на границе рамка – компаунд: 1– теплопроводящая рамка, 2– кристалл, 3– компаунд 4– трещина, 5– проникновение влаги

Испытания на влагоустойчивость корпусов ИМС

t0,8h2

2D

ln(1 РкрРо )

(1)

. Время влагозащиты монолитных полимерных корпусов :

•где D- коэффициент диффузии влаги, h- толщина пластмассы, Ркр – критическое давление паров воды, Р0 – давление насыщения паров воды.

•Температурная зависимость коэффициента диффузии D :

 

D=D0 exp(- ED/kT),

(2)

 

• где

D0 =1,19 10-7м2/с,

ED – энергия активации (0,35эВ),

k-

постоянная

Больцмана, Т– абсолютная температура.