Диссертация (1090183), страница 26

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

Текст из файла (страница 26)

Описанный способ бесконтактного внесения помех с задаваемымихарактеристиками в тестируемый электронный модуль позволяет проводитьаттестацию различных методик контроля и выявлять потенциально ненадежныеИМС.Способ основан на генерации акустических колебаний от управляемогосегнетоэлектрическоготрансформаторасвстроеннымдополнительным191электродом для повышения быстродействия контроля ИМС, имеющих малыевременные задержки.К сожалению, способ оказался не эффективен при появлении современныхБИС с шариковым и балочными выводами.5. Разработан метод оценивания параметрической надежности модуля путемвзаимного взвешивания областей устойчивой работы модуля с нормами ТУ вкоординатах Т (град), Е (В), F0 (МГц).Сформированы три условия обеспечения параметрической надежности модулей: границы ОУР должны охватывать прямоугольную область требованийТУ с коэффициентом перекрытия Ср  1,33. область ОУР должна быть выпуклой; координаты центра тяжести ОУР должны лежать внутри эллипса,вписанного в прямоугольник требований ТУ.Заметим,чтопараметрическаянадежностьмодуляоцениваетсявпространственных координатах, а не во временных, как это общепринято прирасчете показателей надежности.1924.

ОЦЕНИВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ТРЕНИРОВКИМОДУЛЕЙ4.1 Виды нагрузок при технологической тренировкеТехнологическая тренировка (ТТ) проводится с целью выявления скрытыхдефектов, возникающих вследствие использования комплектующих изделий сдефектами,конструктивнымиитехнологическиминедоработкамиилинекачественного выполнения технологических операций при производствепродукции, и разработке корректирующих мероприятий по их устранению [116].Скрытые дефекты вследствие наличия неисправностей в конкретных образцахприборов проявляются на первом этапе эксплуатации –приработка.Ктакимдефектамотносятсяпреждевсегопроизводственные,необнаруженные на выходном контроле продукции [117]. Приработочный этап дляэлектронной аппаратуры, как правило, составляет около года.На этом этапе проводится гарантийное обслуживание изделия, поэтомуизготовитель заинтересован в выявлении скрытых дефектов до передачи изделияпотребителю.НазавершающемучасткеизготовленияпроводитсяТТ,позволяющая выявить скрытые производственные дефекты как в продукциинепосредственно изготовителя изделия, так и в покупных изделиях.Вместе с тем ТТ имеет и отрицательные стороны: во-первых, увеличиваетсяпродолжительность производственного цикла изготовления и себестоимостьизделия, во-вторых, при проведении тренировки расходуется часть ресурса Rризделия [118].Источниками скрытых дефектов в основном являются изделия электроннойтехники и паяные соединения.

Непрерывное усложнение РЭА увеличиваетважность проведения ТТ.В [117] приводится ряд интересных статистических данных. Например,результаты испытаний нескольких миллионов ИМС, проведенных центральнойлабораторией электротехнической промышленности Франции, показали, что до2% ИМС отказывают на этапе приработки. Если в качестве примера рассмотреть193электронные блоки, в которых установлено по 50 нетренированных ИМС, то наэтапе приёмочного контроля больше половины таких блоков оказываютсядефектными.В промышленности, чтобы выявить ранние отказы РЭА, проводятсяускоренныеиспытаниявфорсированныхрежимах,создаютсяусловия«ускоренного старения». В качестве примера можно указать, что наиболеераспространенной является тренировка РЭА в течение 168 ч.

(одна неделя) притемпературе 125С. Такая тренировка может быть эквивалентна эксплуатацииизделия в течение года при нормальной температуре.В практике предприятия “Агат” технологической тренировке подвергаютэлектронные модули автономно. Это удобно в организации и именно здесьсосредоточены предполагаемые дефекты.Тренировка – это метод отбраковки, при котором модули заставляютработать некоторое время в определенных условиях окружающей среды с подачейили без подачи электрической нагрузки, рассчитанной таким образом, чтобы впроцессе тренировки вызвать отказ потенциально ненадежных схем, неповреждая остальные. Тренировка ускоряет старение и предназначается для“выжигания” ранних отказов.

Следовательно, модули, выдержавшие тренировку,будут иметь более низкую и постоянную частоту отказов, что значительноповышает надежность РЭА, в которой они используются. Разумеется, тренировкамодулей дает положительные результаты только в том случае, когда до и посленее проводится тестовый контроль.Принято считать, что тренировка, подобранная для конкретного типа модуля,и последующие электрические испытания позволяют выявлять и отбраковывать100% потенциально надежных изделий. На практике 5-20% от общего числапотенциально ненадежных изделий остаются невыявленными из-за ошибокоператора, недостатков испытательной аппаратуры и ограничения времени, втечение которого проводится тренировка изделий.Под тренировкой будем понимать все виды электротренировок (ЭТ),электротермотренировок(ЭТТ)итермотренировок(ТТ).Каждыйиз194перечисленных видов тренировок имеет свои достоинства и недостатки, поэтомунеобходимо проведение работы по выбору вида тренировок, ее режима дляконкретного типа модуля.

Прежде всего, необходимо добиться, чтобы припроведении тренировки по выбранной методике ТТ выявлялось бы не менее 95%потенциально ненадежных источников отказов. Данная величина достоверностирезультатов тренировки считается нормальной и зафиксирована военнымстандартом США MIL-STD-883 [119].К выбору конкретных методик тренировки и ее режимов необходимоотноситься очень внимательно, чтобы избрать наиболее оптимальный режим (втом числе, по времени и стоимости), позволяющий с небольшим процентомотбраковывать потенциально ненадежные узлы, и в то же время не вызыватьпоявления новых дефектов, показывающих, что идет ускоряющий процесс,снижающий неизвестно насколько надежность и долговечность изделий.Указанный ОСТ [116] предусматривает следующие виды испытаний притехнологических тренировках:- ударная диагностика;- вибропрочность;- виброустойчивость;- термоциклирование;- функционирование при повышенной температуре;- функционирование при пониженной температуре;- электротермотренировка;- технологический прогон;- влагоустойчивость;- проверка сопротивления цепи “земля - корпус”.Комментарий к данному перечню [120]: допускается выпадение отдельных позиций; контроль по некоторым позициям может проводиться на 100%модулей, и выборочно;195 механические испытания модулей рекомендуется проводить в составеблока; визуальный контроль перед постановкой на испытания проводится на100% модулях; по каждому виду оставшихся (выбранных) испытаний составляетсяметодика с учетом группы аппаратуры по стандарту “Мороз 6”; партия модулей считается прошедшей ТТ, если количество выявленныхдефектов не превышает установленного уровня, в противном случаепартию возвращают в производства для анализа и т.д.; отсутствие пробоя в цепи “земля - корпус” проверяют послепроведения любого вида ТТ; в процессе ТТ предусматривается ремонт с продолжением испытаний.Видыпрогнозируемыхдефектов,которыеподверженыконтролю,оговариваются в методике.Просматривая этот перечень, а также учитывая специфику эксплуатации ипостроениякорабельныхмаксимальнойэлектронныхпривлеченностимодулей,“электрических”приходимиспытаний,квыводуоисключениенекоторых видов (неактуальных в данном случае) испытаний и в тоже времявведение нестандартных.В качестве примера такого подхода приведем технологическую тренировкуоборудования системы цифровых ЭАТС “Квант-Е”, которая включает шестьэтапов (нагрузок) [121]:1.

Начальная электрическая тренировка – не менее 2 часов,2. Вибрационная нагрузка – 11 часов,3. Работа при пониженной температуре – не менее 8 часов,4. Работа при повышенной температуре – 11 часов,5.Изменениетемпературы(термоциклирование)–трициклапродолжительностью не менее 2 часов при каждой предельнойтемпературе,1966.Завершающая электрическая тренировка при нормальной температуре –11 часов.Общая продолжительность тренировки Rn - не менее 55 часов. Распределениевремени по видам тренировки в процентах показано на рис. 4.1.14%620%220%522%314%420%Рис. 4.1 – Распределение времени по видам тренировки ЭАТС “Квант-Е”Если ресурс станции R = 10000 час, то часть ресурса, затраченная напроведение технологической тренировки, в данном примере составила55100%  0,55% .10000Обратимся к анализу сложившейся системы ТТ на предприятии “Агат”, гдеработает автор.Очевидно, что ТТ должны подвергаться 100% образцов устройств, а такжезапасные части к ним.

При ТТ модулей по результатам анализа и смежного опытабыли установлены следующие виды воздействий: термоциклы (не менее 5 циклов); вибрационные нагрузки (не менее 1 часа); повышенная температура при 168 часов при 65С – прогон; включение/отключениеэнергоциклирование;питания(4часасчастотой 5 сек) -197 электротермотренировка; механические нагрузки – многократные удары.Пример распределения отказов по видам ТТ накопителя типа Flash ЗУ –модуля НФД2 представлен на рис. 4.2.Рис. 4.2 – Распределение отказов модуля ДЗУ по видам технологическойТренировкиИз номограммы видно: доминирующие виды тренировки в части отказов не присутствуют; введен новый вид нагрузки – ВКЛ/ОТКЛ питания.Рассмотрим некоторые виды ТТ подробнее.Электротермотренировка(ЭТТ)проводитсясцельювыявленияпотенциально ненадежных микросхем.

Здесь она эффективна.ЭТТ является дорогим методом.Режим ТТ подбирается таким образом, чтобы температура кристалламикросхем, установленных в модуле, составляла  130  150С.Например, фирма General Motora Corp., внедрив ЭТТ на блоки в течение 96часов, при внешней температуре 85С и включенном питании получила всего 17%отказов.198Ряд предприятий сочетает ЭТТ с другими нагрузками.Руководящим документом при проведении тренировки узлов и блоков в СШАявляетсястандартMIL-STD-781.Самойраспространеннойтренировкойэлектронных блоков является термоэлектропрогон с подачей электрических(статических и динамических) режимов в наихудшем сочетании, то есть“включено-выключено”.

Характеристики

Список файлов диссертации