ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ПО ОБРАЗОВАНИЮ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ

Кафедра ПР-6 «Инновационные технологии в приборостроении, микроэлектронике и оптоэлектронике»

Астахов В.П.

Основы надёжности электронно-оптических приборов

Учебное пособие

Направление подготовки 200200 Оптотехника

Специальность 200204 «Оптические технологии и материалы»

Введение

Надёжность относится к категории качества любой выпускаемой продукции, в том числе электронных, микроэлектронных и оптоэлектронных приборов. Действительно, всегда подразумевается, что чем выше качество, тем выше и надёжность приборов.

По мере ужесточения условий применения и требований по миниатюризации приборов и устройств, требование повышения надёжности стало главной задачей наряду с обеспечением необходимых рабочих параметров и характеристик. Действительно, приборы микро и оптоэлектроники стали применяться в ракетах, бомбах, снарядах, космических кораблях, системах разведки, тепловидения и теплопеленгации, связи, сложных системах общетехнического, медицинского и других применений. Поэтому надёжность этих приборов определяет и надёжность систем, выполняющих важные военные и общетехнические задачи.

Надёжность приборов и устройств на их основе закладывается на всех этапах их жизненного цикла, а именно на этапах их разработки, производства и эксплуатации.

Для обеспечения наибольшей надёжности при разработке учитываются лучшие достижения данной области науки и техники и используется самый передовой опыт предприятия – разработчика. Используются также такие приёмы проектирования как резервирование (создание резервных элементов, заменяющих вышедшие из строя штатные элементы) и избыточное функционирование (создание запаса по величинам критических параметров, например по пробивному напряжению, рабочему току, рассеиваемой мощности, предельной частоте и т.д.).

При производстве высший уровень надёжности обеспечивается строгим соблюдением всех указаний нормативно-технической документации (НТД) – конструкторской и технологической документации на прибор или устройство. При этом предусмотрен строгий контроль качества исходных материалов, химических реактивов и технологических газов, чистоты помещений, условий и режимов проведения технологических процессов, контроль результатов проведения каждой операции и всей продукции.

При эксплуатации надёжность обеспечивается соблюдением норм НТД, а также запасом по условиям эксплуатации, например запасом по температуре, электрическим и функциональным нагрузкам.

Для практических применений важно определить параметры, характеризующие надёжность, функциональные выражения этих параметров и численные критерии годности приборов по этим параметрам.

Этим вопросам посвящается развитая к настоящему времени теория надёжности, основанная на вероятностях и статистических методах анализа. На основе этой теории выпущен ряд государственных стандартов (ГОСТов), определяющих основные параметры надёжности приборов и изделий, их функциональные выражения и методы определения их величин, определены требования к различным видам продукции и условиям их производства, разработаны теоретические основы и сами методы испытаний продукции, в том числе ускоренные.

Изучению вопросов надёжности применительно к электронным, микроэлектронным и оптоэлектронным приборам, в том числе и элетронно-оптических приборов, и посвящено данное учебное пособие. В нём рассмотрены возможные физико-химические причины отказов приборов, представлены основные понятии и основы теории надёжности, а также мероприятия, обеспечивающие высокий уровень надёжности выпускаемой продукции. К этим мероприятиям, помимо указанных выше условий, при всех этапах жизненного цикла приборов и изделий, относятся различные виды испытаний, а также организационно-технические мероприятия, включая сертификацию продукции и выпускающих её предприятий.