Автореферат (1137174), страница 2

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

Текст из файла (страница 2)

Снижение порогаотказа подтверждается результатами экспериментов и моделирования.Степень снижения порога отказа определяется эквивалентной ёмкостьюпечатного монтажа.3. Экспериментально установлено, что печатные платы могут накопитьстатический заряд достаточный, чтобы вызвать CBM ЭСР при контак­те платы с заземлённым объектом и отказ электронных компонентов,установленных на плате.Апробация работыОсновные результаты диссертации докладывались на следующих науч­ных конференциях:1. Международная научно-техническая конференция (НТК): «Инноваци­онные информационные технологии», г. Прага, 2012 г.2.

Международная научно-техническая конференция «Инновации на осно­ве информационных и коммуникационных технологий — ИНФО-2013»,г.Сочи, 2013 г.3. Всероссийская научно-техническая конференция «Наукоёмкие техноло­гии в приборо- и машиностроении и развитие инновационной деятель­ности в вузе», г. Калуга, 2012 г.4. Вторая всероссийская научно-техническая конференция «Системы управ­ления беспилотными космическим и атмосферными летательными ап­паратами», г.Москва, МОКБ «Марс», 2012 г.5.

Всероссийская межвузовская научная конференция «Наука и образо­вание в развитии промышленной, социальной и экономической сферрегионов России. Пятые Зворыкинские чтения», г. Муром, 2013 г.6. Всероссийская научно-техническая конференция «Наукоёмкие техноло­гии в приборо- и машиностроении и развитие инновационной деятель­ности в вузе», г. Калуга, 2013 г.77. Всероссийская научно-техническая конференция «Технологии, измере­ния и испытания в области электромагнитной совместимости — ТехноЭМС», г. Москва, 2013 г.8.

Региональная научно-техническая конференция студентов, аспирантови молодых учёных «Наукоёмкие технологии в приборо- и машиностро­ении и развитие инновационной деятельности в вузе», г. Калуга, 2012г.9. Научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых спе­циалистов, посвящённая 50-летию МИЭМ, г. Москва, 2012 г.10. Научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых спе­циалистов МИЭМ НИУ ВШЭ — г. Москва., 2013 г.,11. Научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых спе­циалистов МИЭМ НИУ ВШЭ, г. Москва, 2014 г., диплом за лучшуюаспирантскую научную работу.Публикации.

Материалы диссертации опубликованы в 24 печатных ра­ботах, из них 3 статьи в изданиях из перечня ВАК. Общий объём публикаций7,73 печатных листов, из которых личный вклад автора 5,76 печатных листов.Личный вклад автора Личный вклад автора состоит в разработкеи анализе эквивалентной схемы CBM электростатического разряда, разра­ботке методики моделирования данного типа ЭСР, в постановке эксперимен­тальных работ и обработке результатов экспериментов. Автором предложенооригинальное средство контроля электростатических потенциалов.Структура и объем диссертации Диссертация состоит из введения, 4глав, заключения и списка литературы.

Общий объем диссертации 147 стра­ниц, включая 65 рисунков. Библиография включает 80 наименований на 8страницах.Содержание работыВо Введении обоснована актуальность диссертационной работы, сфор­мулирована цель и аргументирована научная новизна исследований, показанапрактическая значимость полученных результатов, представлены выносимыена защиту научные положения.8В первой главе выполнен анализ существующих методов моделирова­ния воздействия ЭСР на печатные узлы, методов и аппаратуры для контролястатического электричества в условиях производства.Если электронный компонент, несущий статический заряд, затем при­коснётся к какому-либо металлическому предмету, то произойдёт быстрыйразряд.

Соответствующая модель известна как СDM-модель или модель за­ряженного компонента. Существуют два метода испытаний на воздействиеCDM ЭСР: метод прямого заряжения и метод FCDM (CDM, вызванный элек­тростатической индукцией). Схема установки для испытаний на воздействиеCDM ЭСР по методу прямого заряда показана на рис. 1.11~10-100 МОмИсточниквысокогонапряжения121 ОмТестируемый компонентИзолятор2Заземлённая плоскостьРис. 1. Модель испытаний на основе CDM. С1 — паразитная ёмкость; С2 — распределённаяёмкость корпуса на землю; R1 — зарядный резистор; R2 — измерительный резистор; L1— паразитная индуктивностьДругим методом испытания является FCDM (Field Induced Charged DeviceModel) — модель заряженного компонента в результате электростатическойиндукции. Методика испытаний на воздействие CDM ЭСР регламентированамеждународными стандартами, в том числе JESD22-C101E.Если компонент смонтирован на печатной плате, а затем подвергаетсяразряду вместе с платой, то для такого случая Ассоциация по ЭСР (ESDA)предлагает ввести в международные стандарты особую модель ЭСР, называ­емую моделью заряженной платы (CBM — Charged board model).В результате проведённого анализа отечественных и зарубежных источ­ников выявлено, что в настоящее время работы на русском языке по модели­рованию воздействия CBM ЭСР на электронные компоненты отсутствуют.Исследование влияния характеристик печатного монтажа на порог отказакомпонента при CBM ЭСР является актуальным и в России ранее не прово­дились.

Актуальна разработка методик расчёта порога отказа электронныхкомпонентов при CBM ЭСР и методик моделирования воздействия ЭСР.9Выявив с помощью моделирования на этапе разработки КД опасный дляРЭА уровень статического потенциала, на этапе производства необходимо ис­пользовать методы и аппаратуру для контроля статического электричества,чтобы выявить и устранить источник электризации. В настоящее время, какпоказал проведённый анализ публикаций по данной тематике, актуальна раз­работка такой аппаратуры для применения в производственных условиях.Результаты первой главы опубликованы в работе [1].Во второй главе приведено описание методики моделирования поро­га отказа МДП-транзисторов при CBM ЭСР при помощи схемотехническогомоделирования. Также разработана упрощённая методика расчёта порога от­каза МДП-транзисторов при CBM ЭСР.Сущность предложенной методики состоит в том, что объект воздей­ствия ЭСР представляется в виде эквивалентной электрической схемы, афизические параметры объекта — в виде параметров элементов такой экви­валентной схемы.

Рассмотрим компонент с несколькими выводами, напримерИМС в корпусе DIP. Алгоритм построения моделей состоит в том, что корпусэлектронного компонента и связанные с ним печатные проводники заменяют­ся цепью из связанных емкостей, которые несут в себе начальный заряд. Приконтакте вывода ИМС с заземлённым электродом эти ёмкости разряжаютсяи создают импульсные перенапряжения между выводами ИМС.Эквивалентная схема воздействия CBM ЭСР на корпус ИМС, смонтиро­ванный на ПП, показана на рис.2.Все ёмкости на схеме рис.2 заряжены до одинакового напряжениятестирования . Данное напряжение характеризует устойчивость ИМС кЭСР.

Если ИМС отказала после проведения теста с конкретным , то этозначение напряжения рассматривают как порог отказа ИМС при CBM ЭСР.Ёмкости между выводами ИМС зашунтированы сопротивлением утеч­ки через кристалл и в формировании заряда не участвуют. Но они влияютна форму тока при переходном процессе и на величину перенапряжений назащищаемой цепи.Ключевую роль в формировании тока ЭСР и перенапряжений на элемен­тах защиты здесь играет ёмкость , которая достигает сотен пикофаради накапливает значительный заряд.

Эта ёмкость заряжена до напряжениятестирования и несёт заряд Здесь возможно несколько вариантов развития ЭСР. Самым благопри­ятным является вариант, когда заземлённый разрядный наконечник касаетсяпечатного проводника. При этом весь заряд накопленный ёмкостью сте­1021 ОмЗЭшина VDD1шина VSS...Вывод ИМСРис. 2. Эквивалентная схема CBM-ЭСР. R2 — сопротивление датчика тока; — сопро­тивление дуги; — ёмкость вывода ИМС; — ёмкость между выводами ИМС; —сопротивление утечки между выводами ИМС; ЗЭ — элемент защитный; 1 — ключ ими­тирует разряд; — эквивалентная ёмкость системы печатных проводников, связанныхс выводом ИМС; — эквивалентная индуктивность системы печатных проводников,связанных с выводом ИМС;кает на землю и ток ЭСР течёт в обход ИМС.Самым неблагоприятным является вариант, когда заземляется выводИМС.

При этом заряд стремится стечь на землю и происходит быст­рое перераспределение зарядов между внутренними емкостями ИМС. Заряд создаёт дополнительный ток ЭСР, который течёт через вывод ИМС исоздаёт дополнительные перегрузки.Зная параметры корпуса ИМС ( и ) и параметры ПП ( и )и используя ПО для моделирования электронных схем, можно смоделироватьэту эквивалентную схему и узнать величину перегрузок по напряжению, кото­рым подвергается ИМС в результате CBM ЭСР. Ту же самую эквивалентнуюсхему можно использовать и для моделирования CDM ЭСР, исключив из неёэлементы и .Дискретные компоненты тоже могут быть представлены в виде такой жеэквивалентной схемы, но они имеют два или три вывода.Принцип построения эквивалентной схемы FCDM-ЭСР аналогичен слу­чаю CDM ЭСР и отличается только механизмом заряжения компонента.В действительности все реактивности, входящие в схему на рис.2 явля­11ются распределёнными.

Но согласование формы импульса тока ЭСР при мо­делировании и формы импульса тока, указанной в стандартах показывает,что при моделировании переходных процессов эти реактивности можно пред­ставлять дискретными.Расчёт переходного процесса (Transient Analisys) в эквивалентной схемеможет быть выполнен с использованием средств схемотехнического моделиро­вания, подобных программе PSpice. В результате расчёта получается ток ЭСРчерез вывод ИМС и импульсные перенапряжения между выводами ИМС.Для моделирования импульсов ЭСР необходимо производить расчёт пе­реходных процессов с пикосекундным шагом. Не всё ПО схемотехническогомоделирования может рассчитывать переходный процесс с пикосекунднымшагом, что было показано в [1].

Характеристики

Список файлов диссертации