Автореферат (1137174), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Для этого был проведён контроль электростатического потенциала при помощи измерителя статических потенциалов и зарядов [23] из главы 3.На рис.7 показан график процесса заряжения и разряда печатной платыпри трении о материал упаковки.Из графика видно, что статический потенциал, накапливаемый печатной платой может достигать почти 200 В.
Так как результаты, сообщаемые взарубежных публикациях подтвердились в результате моделирования, проведённого в главе 2, то такой статический потенциал может уже представлятьопасность для электронных компонентов.Были изготовлены тестовые печатные узлы с установленными на нихМДП-транзисторами и для них были произведены тесты на воздействие CBMЭСР. Использовались транзисторы IRF510 и имитатор ЭСР собственной разработки. Порог отказа полученный расчётным путём во второй главе также17180Статический потенциал, В160140120100806040200510152025Время, сРис.
7. Заряжение и разрядка печатной платы в контакте с упаковочной бумагой.составил 250 В и совпал с экспериментально измеренным порогом отказаМДП-транзисторов. Расхождение результатов тестирования и моделирования составляет менее 5%. Данные зарубежных публикаций подтвердилисьэкспериментально. Можно сделать вывод о том, что разработанная методикавоспроизводит физические процессы при CBM ЭСР корректно.На основании разработанной методики контроля статических реализована практическая схема контактного измерителя статических потенциалов.Для сопряжения измерителя с персональным компьютером разработана схема гальванической развязки с дифференциальным входом на основе диодных оптопар [3], [20, 21], на которую получен патент на полезную модель[24].
Контактный измеритель электростатических потенциалов использовался в процессе выполнения НИР по составной части ОКР «Двина — КВТК»[25] для выявлении электризации проводов, кабелей и жгутов КА в процессетехнологического процесса монтажа БКС КА.На основании упрощённой модели CBM ЭСР разработано специализированное ПО ESD-MOSFET-calc для расчёта порога отказа МДП-транзисторовпри CBM ЭСР на основании паспортного значения ёмкости затвор-исток,пробивного напряжения подзатворного диэлектрика и площади металлизации ПП, связанной с выводом истока.18Общие выводыВыводы по результатам исследований могут быть сформулированы следующим образом:1. Выполнен анализ существующих методов моделирования прямого воздействия ЭСР на РЭА. В настоящее время в отечественных и зарубежных источниках недостаточно освещён вопрос моделирования ЭСР сзаряженной печатной платой (CBM).
Актуален вопрос о том, насколько меняется порог отказа электронного компонента при его соединениис печатной платой. В результате анализа современной элементной базысделан вывод о том, что актуальна разработка метода и аппаратурыдля контроля статического потенциала с повышенной устойчивостью кперегрузкам.2. Создана методика схемотехнического моделирования воздействия CBMЭСР на МДП-транзисторы, основанная на замещении физического процесса электростатического разряда эквивалентной электрической схемой и последующим её моделировании, используя ПО общего назначения (моделировщик схем с открытым исходным кодом Qucs).
Применяяданный способ, возможно найти пороговое напряжение отказа МДПтранзистора при CBM ЭСР. Исходными параметрами являются: типтранзистора, пробивное напряжение подзатворного диэлектрика МДПтранзистора и эквивалентная ёмкость системы печатных проводников,соединённых с электродами транзистора. В случае, если модель МДПтранзистора недоступна, может быть использована упрощённая методика расчёта порогового напряжения отказа при CBM ЭСР. Для автоматизации расчётов разработано специализированное ПО.3.
Выполнена экспериментальная проверка разработанной методики моделирования CBM ЭСР. Получено полное совпадение рассчитанного порога отказа МДП-транзисторов и полученного в результате CBM ЭСРтестирования. Моделирование позволяет сократить цикл натурных испытаний с применением разрядных стендов и рассчитать порог отказаэлектронных компонентов при CBM ЭСР уже на этапе проектирования.4. В ходе моделирования и его экспериментальной проверки обнаруженои подтверждено, что порог отказа электронного компонента при CBMЭСР существенно снижен.
Снижение порога отказа достигает 50% и бо19лее по сравнению с CDM ЭСР. При этом полностью подтвердились аналогичные экспериментальные данные, недавно полученные за рубежом(2011 год). В России аналогичные исследования ранее не проводились.5. Для выявления потенциальной опасности возникновения CBM ЭСР разработана методика и аппаратура для контроля статических потенциалов [23]. Особенностью разработанной аппаратуры является повышенная устойчивость к перегрузкам по входной цепи.
Также решена задачасопряжения данного прибора с АЦП и разработана схема аналоговойгальванической развязки. [24].6. Опытный образец измерителя используется для контроля остаточногоэлектростатического потенциала на персонале и оборудовании на участке поверхностного монтажа на предприятии ОАО «Калужский электромеханический завод» (ОАО КЭМЗ) в ходе техпроцесса сборки различных радиоэлектронных изделий. Также опытный образец измерителяиспользовался при выполнении НИР по составной части ОКР «Двина— КВТК» [22, 25] для выявлении электризации проводов, кабелей ижгутов КА в процессе технологического процесса монтажа БКС КА.Список публикаций по теме диссертации:Работы, опубликованные в ведущих рецензируемых научныхжурналах, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ:1.
Кузнецов В. В. Воздействие ЭСР на полупроводниковые компоненты: моделирование схем защиты, методов и средств испытаний // ТехнологииЭМС. — 2012. — № 3 (42). — С. 44 – 58. (1,62 п.л.) (в соавторстве с Абрамешиным А. Е., Галухиным И. А., Кечиевым Л. Н., Назаровым Р. В. авт.вклад 0,5 п.л.)2. Кузнецов В. В. Исследование стойкости печатных узлов к воздействиюэлектростатического разряда // Технологии ЭМС.
— 2013. — № 1 (44). —С. 29–38. (1,04 п.л.) (в соавторстве с Кечиевым Л. Н. авт. вклад 0,6 п.л.)3. Кузнецов В. В. Усилитель с гальванической развязкой с дифференциальным входом // Технологии ЭМС. — 2012. — № 1 (40). — С. 80 – 83. (0,37п.л.) (в соавторстве с Кечиевым Л.
Н., авт. вклад 0,2 п.л.)20Другие работы, опубликованные автором по теме диссертации:4. Кузнецов В. В. Моделирование воздействия электростатического разряда на интегральную микросхему в корпусе DIP // V Всероссийские научные Зворыкинские чтения: сб. тез. докл. Всероссийской межвузовскойнаучной конференции. — Муром: Изд.-полиграфический центр МИ ВлГУ,2013. — С. 99 – 102. (0,18 п.л.)5. Кузнецов В. В. Моделирование воздействия ЭСР на полупроводниковыеприборы, установленные на печатных платах // НТК студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ НИУ ВШЭ. Тезисы докладов. — М.:МИЭМ НИУ ВШЭ, 2013. — С. 162 – 164.
(0,23 п.л.)6. Кузнецов В. В. Моделирование воздействия на интегральную микросхему электростатического разряда, вызванного полем // Наукоёмкие технологии : Материалы всероссийской НТК. — Т. 1. — М.: МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2012. — С. 66 – 70. (0,23 п.л.) (в соавторстве с Кечиевым Л. Н.,авт. вклад 0,11 п.л.)7. Кузнецов В.
В. Измерение малых емкостей без воздействия токами радиочастоты // V Всероссийские научные Зворыкинские чтения: сб. тез.докл. Всероссийской межвузовской научной конференции. — Муром:Изд.-полиграфический центр МИ ВлГУ, 2013. — С. 95 – 96. (0,12 п.л.)8. Кузнецов В. В. Методика расчёта порога отказа МОП-транзисторов приэлектростатическом разряде // ИНФО-2013: Материалы международнойНТК / Под ред.
С. У. Увайсова. — М.: МИЭМ НИУ ВШЭ, 2013. — С. 212– 213. (0,12 п.л.)9. Кузнецов В. В. Исследование воздействия ЭСР на МОП-транзисторы,установленные на печатной плате // ИНФО-2013: Материалы международной НТК / Под ред. С. У. Увайсова. — М.: МИЭМ НИУ ВШЭ, 2013. —С.
213 – 217. (0,22 п.л.)10. Кузнецов В. В. К вопросу о снижении порога отказов электронных компонентов при CBM ЭСР с печатной платой // НТК студентов, аспирантов имолодых специалистов МИЭМ НИУ ВШЭ. Тезисы докладов. — М.: МИЭМ НИУ ВШЭ, 2014. — С. 182 – 183. (0,2 п.л.)11. Кузнецов В. В. Один метод контроля электростатических потенциаловдля применения в производстве электронной техники // V Всероссийские научные Зворыкинские чтения: сб.
тез. докл. Всероссийской межвузовской научной конференции. — Муром: Изд.-полиграфический центрМИ ВлГУ, 2013. — С. 97 – 98. (0,12 п.л.)12. Кузнецов В. В. Методика контроля электростатического разряда с ис2113.14.15.16.17.18.19.20.21.пользованием электрометра с емкостным делителем // Наукоёмкие технологии : Материалы всероссийской НТК. — Т.
1. — М.: МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2012. — С. 63 – 66. (0,18 п.л.) (в соавторстве с Кечиевым Л. Н.,авт. вклад 0,1 п.л.)Кузнецов В. В. Метод измерения емкостей для моделирования воздействия электростатического разряда на интегральную микросхему // Наукоёмкие технологии : Материалы всероссийской НТК. — Т.
1. — М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012. — С. 61 – 63. (0,13 п.л.) (в соавторстве сКечиевым Л. Н., авт. вклад 0,07 п.л.)Кузнецов В. В. Электрометр на электронных лампах в обращённом режиме // НТК студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ.Тезисы докладов. — М.: МИЭМ, 2012. — С. 217 – 218. (0,23 п.л.)Кузнецов В. В. Исследование вольт-амперных характеристик ламп в обращённом режиме и в режиме термоэмиссии электронов // НТК студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ.
Тезисы докладов. — М.:МИЭМ, 2012. — С. 231 – 232. (0,23 п.л.)Кузнецов В. В. Электрометр с повышенной устойчивостью к перегрузкам // Инновационные информационные технологии : Материалы международной научно-практической конференции / Под ред. С. У. Увайсова. — М.: МИЭМ, 2012. — С. 355 – 357. (0,12 п.л.)Кузнецов В. В. Электрометр с повышенной устойчивостью к перегрузкам // Наукоёмкие технологии : Материалы региональной НТК.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
