Диссертация (1090183), страница 25

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 25)

В отличие от теоретически непрерывнойобласти  о эта сеть её как бы отождествляет.Очевидно, чем чаще устанавливаются шаги тестирования 1 и  2 , тем болееуверенноможноутверждать,чтосвойствоотсутствиясбоевможно183распространить с узлов сетки  о на все непрерывные точки области, которую этасетка покрывает.Определение параметрической надежности или избыточности PS модуляпроводим в несколько методических шагов.Шаг 1. Вводим в построенную область устойчивой работы о модуляобласть требований по ТУ (прямоугольник)  ТУ , убеждаемся, что  ТУ   o , т.е.область устойчивой работы модуля охватывает область требований устойчивойработы модуля по ТУ – рис.

3.37.Рис. 3.37 − К определению параметрической избыточности PSШаг 2. В полученной графике PS определяем величины 1 ,  2 ,  3 ,  4 , т.е.расстояние от вершины прямоугольника  ТУ до границы области устойчивойработы −   о  по кратчайшему пути.Из них выделим  с минимальным расстоянием, в данном случае  2 .Присваиваем этому значению индекс  .Очевидно, это значение вычисляется с точностью до величины шага  max( 1 ,  2 ) .Шаг 3.

Вводим параметр R , т.е. расстояние от центра прямоугольника E p , Fp до его вершины. В этих условиях значение параметрической надежности равно:184PS R.Rкак показано в разделе 2.По аналогии с методом У.Шухарта при таком подходе к определениюпараметрической надежности выводится количественная оценка её качества: 1PS  [1  1,3] 1,3– модуль неработоспособен,– работа модуля неустойчива,(3.10)– параметрическая избыточность модуля внорме.Указанное условие (3.10) распространяется на все три области: E / E , T 0 ,E / E, F0 / F0 , T 0 , F0 / F0  .Итак, значение PS должно быть больше 1,3 по всем трем областям.

Этопервое условие устойчивой работы модуля через анализ соотношения ОУР итребованиями ТУ.Шаг 4. Однако опыт работы с электронными модулями показывает, чтоопределениеусловийудовлетворительнойпараметрическойизбыточностинеобходимо расширить.ОУР – должна быть выпуклая фигура (отсутствие условий случайнойгенерации), это второе условие устойчивой работы модуля.Обратимся к анализу выпуклости графика ОУР.Математически формулируется достаточное условие выпуклости графиканепрерывной функции y=f(x), определенной на интервале (а,b) (которая в этомслучае предполагается дважды дифференцируемой функцией): если она имеетотрицательную вторую производную, то ее график является выпуклым вверх,если положительную — выпуклым вниз. Точка графика непрерывной функции,при переходе через которую график меняет направление выпуклости, называетсяточкой перегиба x 0 .185Непрерывная на отрезке [a; b]функция f(x) называется выпуклойвверх на этом отрезке, если длялюбых точек х1 и х2 из этогоотрезка: x  x  f ( x1 )  f ( x2 )f 1 2.2 2 Другими словами, если для любыхточек х1 и х2 отрезка [а; b] секущаяАВпроходитподграфикомфункции f(x), то функция выпуклавверх.Рис.

3.38 − Пример функции, выпуклойвверхАналогично определяется функция, выпуклая вниз.Дважды дифференцируемая на [а; b] функция f(x) выпукла вниз, если x  a ; b для любого f ' ' ( x )  0 .Необходимое условие наличия точки перегиба: «Если x 0 есть точка перегибафункции f ( x ) и функция f ( x ) имеет вторую производную, непрерывную в этойточке, то f ' ' ( x0 )  0 ».Достаточные условия наличия точки перегиба:«Пусть функция f ( x ) непрерывна и имеет конечную или бесконечнуюпроизводную в точке x0 . Если f ' ' ( x0 ) меняет знак при переходе через точку x 0 ,то x 0 - точка перегиба функции f ( x ) . Если f ' ' ( x0 )  0, f (3) ( x0 )  0 , то x 0 – точкаперегиба выпуклой функции f ( x ) ».Покажем на примерах необходимость анализа производных.186Рис.

3.39 – Точки x 0 , не являющиеся точками перегиба: точка разрыва,точка возврата, угловая точкаШаг 5. Определяем положение центра тяжести фигуры, огибаемой границей  0  относительно прямоугольника требований работоспособности модуля поТУ. Обратимся к рис. 3.40.Е(0)FРис. 3.40 – Соотношение центров тяжестей областей ОУР ЦТ ОУРи области требований ТУ – точка В область требований ТУ вписываем эллипс. При этом очевидно, что егоцентр тяжести находится в центре – в точке  (  э , У э ) .Рассчитываем координаты центра тяжести ЦТ фигуры ОУР − ( 0 ) :NN Y XiX ЦТ i 1Ni верх; YЦТ  Yi низ i 12N187Оцениваем отрезок (расстояние) между полученными центрами тяжести:PX X ЦТ   YЭ  YЦТ 2Э2Отрезок P должен быть вписан в эллипс.Это третье условие работоспособности модуля с позиции параметрическойнадежности.Итак, эти три условия должны выполняться по всем трем параметрическимобластям.В завершение подраздела 3.5.2 приведем правило определения кратчайшегорасстояния  .Заменим часть дуги кривой прямым отрезком L3 – рис.

3.41.По теореме косинусов:L22  L12  L23  2 L1  L3  cos  ,отсюда: L2  L23  L22  ,   L1  sin  .  arccos 1 2 Li  L3 Рис. 3.41 – Эпюра для вычисления 3.5.3 Результаты анализа экспериментовОптимальное время проведения контроля модуля на PS составило 1 – 1,5часа, что было установлено из трех основных причин:- это соответствует времени проведения боевой работы корабля;- утомляемостью оператора;- контрольных точек при этом получается достаточно, чтобы провести далеерасчет характеристик PS.Диапазоны изменения внешних факторов:Е/Е – (- 20 %, +15%),F/F – (-10-2 , +10-2 ),188Т С – (-10 С, +60 C).Время тестирования модуля в одной точке области (Е, F ) обычно составляет15  20 секунд, при этом обеспечивается достоверность и глубина контроля.Отсюда и выбор величины типов 1 и 2.

Вероятность пропуска брака привыполнении всех трех позиций обеспечения параметрической надежностиустановить пока трудно – мало статистики. Но если обратиться к классикам постатистическим методам управления качеством У.Шухарту и Г.Хотеллингу, то этацифра менее 1%.К сожалению, при тестировании иногда попадаются так называемые “серыеточки”. Это означает, что при некоторых, в общем, случайных значениях внешнихпараметров En и Fn контрольный тест модуля может показать отказ.При повторной установке En и Fn тест отказа не фиксирует.Одна причина очевидна – искажения в первичной сети в условиях цеха.Со второй дело оказалось сложнее.Тщательный анализ этой ситуации, проведенный вместе с предприятием“Микрон” (г.Зеленоград), показал, что причиной отказа является обратимыйпробойp – n перехода в одной из микросхем модуля.

Явление редкое итехнологически неуправляемое.Анализ полученных экспериментально областей ОУР показал, что наиболееинформативной областью (E,F) является (Е/Е, Т). По форме она представляетсобой эллипс с отрицательным наклоном от отрицательных температур кположительным.В заключение отметим.Предложенный метод весьма трудоемкий, но эффективный.Естественно, попадались модули с различными вариантами нарушениямиусловий обеспечения параметрической надежности (PS  1.33, но областьневыпуклая; PS  1.33, но отрезок P не вписан в область).

Они были переданы накомплектацию изделий и в результате практически все вышли на отказ на этапеприработки.189Модули с PS < 1.33 не только откладывали, но и искали причину – какправилоэтобылимикросхемыспониженнымиотносительноТУхарактеристиками, которые проявлялись бы далее на этапе приработки вэксплуатации.

Метод отбраковывает до 8% модулей.Заказчик пока параметр “параметрическая надежность” вписывать в ТУ несогласовывает, поэтому он фигурирует только в технологической документации.Для продвижения этот вид контроля нужно автоматизировать, устанавливатьстенд в соответствующем помещении и, естественно, набирать статистику.3.6 Выводы по разделуНаучно-техническое обоснование частных решений по повышению качестваи, в частности, одной из её основных категорий – надежности входящихэлектронных модулей проведено на основе базового аналитического аппарата,изложенного во втором разделе.Вуказанныхрешенияхрассматривалисьфизические,схемные,математические и технологические аспекты по повышению качества модулей, т.к.оно зависит от этих составляющих. Причем основное внимание направлено напредотвращение сбоев информации и отказов в эксплуатации, т.к.

актуальностьэтой проблемы с развитием интеграции и быстродействия элементной базы поизвестным причинам растет.Рассмотрим составляющие этого раздела.1. Выведено аналитическое выражение для оценки вероятности ошибки навходном контроле ПКИ, определение которой позволяет осознанно строитьстратегию и тактику входного контроля (ручной или автоматический; отсутствиеконтроля, выборочный или 100%-ный; с технологической тренировкой ПКИ илинет и т.д.) в условиях неопределенности качества покупных изделий всовременных условиях.Ценность выборочных методов состоит в том, что в этой предметной областиразработаны статистические методы оценки ошибок, которые могут бытьдопущены при перенесении результатов, полученных на малой части множества190объектов (выборке) n, на всё множество (генеральную совокупность) этихобъектов N, из которых взята выборка. Или иначе, может быть определенавероятность, с которой выборка отражает свойства генеральной совокупности.Рассмотреныразличныевыражениядлявычислениявыборкиnизгенеральной совокупности N.2.

Из анализа статистики отказов модулей, поступивших от войсковых частейи заводов-изготовителей изделий, следует, что качество паяных соединенийявляется основным источником производственных дефектов. Поэтому к контролюиуправлениютехнологическогопроцессапайкиэлементовпредложеноприменить статистические методы, в частности, контрольные карты Хотеллинга,т.к.

основные технологически управляемые процессы, т.е. Т – время пайки и tнагрева существенно коррелированны.3. Рассмотрены элементы теплостока электронного модуля конструктива RedStone “Евромеханика”. Это прежде всего интегральный радиатор и металлическиенаправляющие для установки модуля. Здесь радиатор и контактирует снаправляющими для отвода теплоты далее на блок.В этом переходе образуется воздушный зазор в виде клина с перекосом в двухплоскостях, являющийся источником потерь в тепловой цепи: микросхема –радиатор модуля – направляющие – корпус блока с водяным охлаждением.Длярасчетаопределитель,тепловогорешенныйссопротивленияиспользованиемвоздушногометодазазораСаррюса.составленИзэтогоопределяются требования к размерам распирающего клина, нивелирующего этотвоздушный зазор. Контроль размеров клина в производстве проводится спомощью контрольных карт.4.

Характеристики

Список файлов диссертации