Отчет по практике

Надежность резисторов. Статистические данные показывают, что обрыв

токопроводящего слоя и нарушение контакта резистора – наиболее типичный вид

отказа (свыше 50%). Значительный процент отказов (35-40%) относят за счет

перегорания токопроводящего слоя. Около 5% отказов вызываются резким

изменением величины сопротивления (в 10-100 раз и более). Количество

отказов резисторов меняется с течением времени и зависит от условий

применения, технологии производства, качества материалов.

Нагрев резистивного слоя за счет мощности, рассеиваемой на резисторе в

рабочем режиме, и резкие изменения температуры окружающей среды вызывают

необратимые накапливающиеся изменения в резисторе, приводящие к внезапному

отказу. Снижение электрической нагрузки резистора, создание условий работы,

исключающих резкие изменения температуры, повышают его надежность.

На надежность резисторов отрицательно влияет влага. Она ускоряет

коррозию контактных выводов, что приводит к их обрыву, и способствует

растрескиванию защитных эмалей. Проникающая через трещины влага разрушает

резистивный слой или проволоку.

При длительных механических воздействиях происходят усталостные

изменения в материалах, используемых в конструкции резисторов, что приводит

к скачкообразному изменению свойств резисторов и их отказу. Надежность

резисторов существенно зависит от качества проводящего слоя и его

геометрических размеров. Чем меньше сечение проводящего слоя и чем больше

его длина, тем ниже надежность.

Мгновенные отказы резисторов возможны из-за нарушения целостности

контактного узла. Наиболее частые отказы этого вида наблюдаются у

поверхностных резисторов из-за возникающих механических перенапряжений. У

объемных резисторов таких отказов нет, так как у них контактный вывод

работает на сжатие.

Большинство резисторов имеют в начальный период работы такую же

надежность, как и в период нормальной работы. Характерной особенностью

резисторов при их работе в схемах является то, что их отказы в более чем

50% случаев вызывают отказы других элементов, например, пробой

конденсаторов, короткие замыкания в электропроводниках и полупроводниковых

приборах.

Надежность конденсаторов. Наиболее частым видом отказов конденсаторов

является пробой диэлектрика и перекрытие изоляции между обкладками

(поверхностный разряд). Эти отказы составляют около 80% всех отказов и

возникают из-за наличия слабых мест в диэлектрике и технологических

дефектов, допущенных при производстве. Довольно часто конденсаторы выходят

из строя из-за обрывов выводов. Около 15% отказов конденсаторов вызваны

уменьшением их емкости ниже допустимой. Чаще это наблюдается у

электрических конденсаторов. Из-за уменьшения сопротивления изоляции

выходят из строя около 5% конденсаторов.

Количество отказов конденсаторов зависит и от их назначения в схеме.

Наибольшая опасность отказов наблюдается у разделительных и блокированных

конденсаторов, наименьшая – у контурных и накопительных.

На надежность конденсаторов существенное влияние оказывает

температура, влажность и частота питающего напряжения. Конденсаторы с

большой электрической и тепловой нагрузкой имеют повышенное число отказов.

Увеличение рабочего напряжения на конденсаторе всегда снижает сопротивление

изоляции, нередко вызывает появление внутренней короны и пробой

диэлектрика.

Нагрев конденсатора снижает электрическую прочность диэлектрика и

сопротивление изоляции, увеличивает тангенс угла диэлектрических потерь.

Причем местное уменьшение сопротивления изоляции вызывает повышение

температуры конденсатора и, как следствие, еще большее возрастание потерь и

снижение сопротивления изоляции. Развитие этих процессов приводит к пробою

конденсатора.

Влажность окружающей среды является причиной увеличения тангенса угла

диэлектрических потерь, снижение электрической прочности и сопротивления

изоляции, что ведет к снижению пробивного напряжения. Это особенно сильно

заметно в негерметизированных конденсаторах. Надежное влагозащитное

покрытие замедляет протекание нежелательных процессов под действием влаги.

В противоположность резисторам основное количество отказов у

конденсаторов наблюдается в начальный период эксплуатации. Так, около 70%

всех пробоев происходит до наступления нормального периода работы.

Надежность полупроводниковых элементов. Параметры полупроводниковых

диодов и транзисторов сильно зависят от внешних воздействий и главным

образом от влияния температуры. Высшая температура для полупроводникового

прибора определяется переходом базы в область собственной проводимости. Для

германия эта температура лежит в пределах 80-100(С, для кремния 150-200(С,

для карбида кремния 300-400(С. Полупроводниковые приборы очень

чувствительны к перегрузкам по току и по напряжению и выходят из строя даже

при кратковременных перегрузках.

Основной причиной внезапных отказов полупроводниковых приборов

является перенапряжение между коллектором и базой, возникающее во время

переходных процессов. Иногда отказы могут быть обусловлены обратными

импульсными выбросами на участке база-эмиттер. Частым видом внезапных

отказов является также обрыв электрической цепи, короткие замыкания и

недопустимые отклонения параметров элемента от номинала.

Постепенные отказы полупроводниковых приборов возникают большей частью

из-за изменения их параметров, причем наиболее интенсивное изменение

параметров отмечается в начальный период эксплуатации, составляющий

несколько сотен часов. В дальнейшем скорость изменения параметров

уменьшается и с наступлением периода старения снова растет. Изменения

параметров полупроводниковых приборов большей частью наблюдаются при

повышенных напряжениях на коллекторе или из-за проникновения влаги в прибор

при нарушении герметичности. Такое нарушение вызывается обычно различием

коэффициентов линейного расширения металлов и проходных изоляторов.

Надежность печатных плат. Основными параметрами, определяющими

надежность печатных плат, являются тангенс угла диэлектрических потерь,

диэлектрическая проницаемость, удельное объемное и поверхностное

сопротивления, сопротивление изоляции между печатными проводниками. К

факторам, наиболее влияющим на величину этих параметров относят температуру

окружающей среды и влажность. Продолжительное нахождение печатных плат в

условиях повышенной температуры и влажности, а особенно при одновременном

их сочетании приводит к возникновению в платах необратимых явлений,

вызывающих резкое уменьшение сопротивления изоляции, а это зачастую ведет к

их отказу. Влага служит причиной образования плесени и коррозии металлов,

которые могут вызвать разрыв электрической цепи.

Одной из причин, вызывающих отказы печатных плат является перекрытие

по поверхности платы. Это явления возникает в результате увеличения

относительной влажности воздуха вблизи поверхности платы по следующим

причинам: из-за неоднородности поверхностного сопротивления печатных плат и

их покрытий, образования поверхностных трещин на плате и на покрытии,

уменьшении давления окружающей атмосферы. При уменьшении атмосферного

давления напряжение поверхностного перекрытия твердых диэлектриков

уменьшается и становится минимальным при давлении 800-950 Па, а затем снова

возрастает. Повышенная температура окружающей среды снижает напряжение

поверхностного перекрытия печатных плат. Старение материала изоляционного

основания печатной платы приводит к значительному увеличению тангенса угла

диэлектрических потерь, в результате чего происходит резкое возрастание

уровня потерь и нередко отказ печатной платы.

Надежность печатных плат зависит также от количества соединений

(паек), нанесенных на нее. С увеличением количества соединений

увеличивается вероятность отказа.

Надежность интегральных схем. Интенсивность отказов ИМС лежит в

пределах 10-6-10-9 ч-1, приближаясь к уровню высоконадежных элементов.

Сравнение интенсивности отказов отдельных элементов ИМС и ИМС в целом

показывает, что они практически равнозначны. Преимуществом является то, что

степень функциональной сложности ИМС с малым и средним уровнем интеграции

слабо отражается на их надежности.

Для ИМС прежде всего характерны внезапные отказы, обусловленные

качеством изготовления (технологическими дефектами): разрывы соединений

между контактной зоной на поверхности подложки (кристалла) и выводами

корпуса, обрывы и короткие замыкания внутренних соединений. Процентное

соотношение основных типов дефектов монолитных ИС указано на круговой

диаграмме (рис.5). Внезапные отказы полупроводниковых ИМС составляют 80% от

общего числа отказов. Свыше 50% отказов гибридных линейных ИМС связано с

дефектами встроенных транзисторов и паяных соединений. Отказы контактов

золотых проволочных выводов чаще всего происходят из-за обрыва проволочки

около шарика ковары.

Наиболее слабым звеном полупроводниковых ИМС в пластмассовых корпусах

являются внутренние проволочные соединения, дающие обрывы и короткие

замыкания (более 90% отказов вызвано обрывами соединительных проводов).

Основная причина таких отказов определяется различием температурных

коэффициентов линейного расширения металла и обволакивающего материала, что

приводит к возникновению термомеханических напряжений. Около 10% отказов

полупроводниковых ИМС в пластмассовых корпусах происходит по причине

электрической коррозии алюминиевой металлизации из-за недостаточной

влагостойкости пластмасс и загрязнения поверхности окисла при

герметизации. Типичны для таких ИМС и отказы из-за образования шунтирующих

утечек и коротких замыканий, так как влага вызывает перенос ионов металла и

загрязнений, а также образование проводящих мостиков между

разнопотенциальными точками схемы.

Более надежными являются ИМС с керамическими корпусами.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица 1

Номинальные интенсивности отказов элементов ЭА

|Наименование, тип элемента |Интенсивность отказа |

| |(н(10-6 ч-1 |

|1 |2 |

| Интегральные микросхемы | |

|Гибридные |0,07 |

|Полупроводниковые |0,02 |

| Микромодули |1,8 |

| Транзисторы | |

|Маломощные НЧ, СЧ, ВЧ германиевые |2 |

|Маломощные НЧ, СЧ, ВЧ кремниевые |2,5 |

|Средней мощности НЧ, СЧ, ВЧ |2,5 |

|германиевые | |

|Средней мощности ВЧ кремниевые |3,5 |

|Мощные НЧ германиевые |2,8 |

|Мощные НЧ кремниевые |2,4 |

|Мощные СЧ германиевые |3 |

|Мощные СЧ кремниевые |2,4 |

|Мощные ВЧ германиевые |5 |

|Мощные ВЧ кремниевые |1,7 |

|Кремниевые ключевые |0,7 |

|Кремниевые микроволновые |9,7 |

| Диоды | |

|Выпрямительные сплавные |1,5 |

|ВЧ точечные германиевые |2 |

|ВЧ точечные кремниевые |3,9 |

|Импульсные сплавные |0,6 |

|Импульсные точечные |3 |

|Стабилитроны |5 |

|Варикапы |5 |

|Туннельные |3 |

|Световоды |8 |

|Микромодульные |4,5 |

| Конденсаторы | |

|Металлобумажные |2 |

|Слюдяные |1,2 |

|Стеклянные |1,6 |

|Керамические |1,4 |

|Электролитические |2,4 |

|Пленочные |2 |

|Переменные с воздушным диэлектриком |18,6 |

| Трансформаторы, моточные | |

|изделия | |

|Питания |3 |

| |Продолжение табл.1 |

|1 |2 |

|Импульсные |0,6 |

|Дроссели |1 |

|Катушки индуктивности |0,5 |

| Электровакуумные приборы | |

|Диоды |0,6 |

|Триоды |1 |

|Пентоды и тетроды |1,6 |

|Кенотроны |2,5 |

|Стабилитроны |1 |

|Генераторные лампы |15 |

|Тиратроны |5 |

|ЭЛТ |18 |

|Клистроны |20 |

|Лампы бегущей волны и магнетроны |200 |

|Индикаторные лампы |0,5 |

| Электрические машины | |

|Двигатели постоянного тока |10 |

|Машины переменного тока |6 |

|Тахогенераторы |8 |

|Шаговые двигатели |0,37 |

| Радиоэлектронные элементы | |

|Микрофоны динамические |20 |

|Громкоговорители динамические |6,5 |

|Телефоны головные |20 |

|Датчики оптические |4,7 |

|Датчики температуры |3,3 |

|Антенны |0,36 |

|Волноводы жесткие |1,1 |

|Волноводы гибкие |2,6 |

| Источники питания | |

|Аккумуляторы |7,2 |

|Батареи одноразрядные |30 |

| Коммутационные элементы | |

|Реле малогабаритные |0,25 (на одну контактную группу) |

|Переключатели миниатюрные |0,25 (на одну контактную группу) |

|Выключатели, микровыключатели, |3 |

|тумблеры | |

|Клеммы, гнезда |0,1 |

|Разъемы |0,06 |

|Предохранители |1 |

|Переходные колодки |5,2 |

|Ламповые панели |0,75 |

| |Продолжение табл.1 |

|1 |2 |

| Монтажные элементы | |

|Провода соединительные |0,02 |

|Пайка печатного монтажа |0,01 |

|Пайка навесного монтажа |0,03 |

|Основание печатных плат из гетинакса |0,1 |

|Основание печатных плат из текстолита |0,01 |

|Соединительные провода ПП, выполненные|0,3 (на один проводник) |

|фотохимическим способом | |

| |Номинальная мощность |

| |0,25 |0,6 |1,0 |2,0 |5,0 |10 |

|МЛТ |0,4 |0,5 |1,0 |1,6 |- |- |

|ТВО |0,4 |0,45 |0,8 |1,4 |2,2 |3,0 |

|МОУ |0,5 |0,55 |1,1 |1,5 |2,3 |3,1 |

|МУН |0,6 |0,6 |1,2 |2,0 |- |- |

|УНУ |0,6 |0,7 |1,2 |1,7 |2,3 |3,0 |

|КЭВ |0,6 |0,75 |1,3 |1,75 |2,4 |3,1 |

|ВС |0,7 |0,8 |1,35 |1,8 |2,5 |3,3 |

|УЛИ |0,6 |0,65 |1,3 |- |- |- |

|БЛЦ |0,7 |0,75 |1,4 |- |- |- |

|СПО |0,6 |0,7 |1,15 |1,8 |- |- |

|СП |0,7 |0,8 |1,3 |2,0 |- |- |

|ПТН |- |1,1 |1,4 |1,8 |- |- |

|ПКВ |- |1,2 |1,5 |2,0 |2,5 |- |

|ПЭВ |- |1,6 |1,5 |2,0 |2,5 |- |

|ПТП |- |- |2,2 |2,6 |3,0 |- |

|РП |- |- |- |3,0 |- |- |

| Резисторы металлопленочные |0,4 |- |- |- |- |- |

Таблица 2

Поправочные коэффициенты [pic] в зависимости от

механических воздействий

|Условия |[pic] |

|эксплуатации ЭА | |

|Лабораторные |1,00 |1,00 |1,00 |

|Стационарные |1,04 |1,03 |1,07 |

|Автофургонные |1,35 |1,08 |1,46 |

|Железнодорожные |1,40 |1,10 |1,54 |

|Корабельные |1,30 |1,05 |1,37 |

|Самолетные |1,46 |1,13 |1,65 |

Таблица 3

Поправочные коэффициенты [pic] в зависимости от

влажности и температуры

|Влажность, % |Температура, (С |[pic] |

|60-70 |20-40 |1,0 |

|90-98 |20-25 |2,0 |

|90-98 |30-40 |2,5 |

Таблица 4

Поправочные коэффициенты [pic] в зависимости от

атмосферного давления (высоты)

|Высота, км |[pic] |Высота, км |[pic] |

|0-1 |1,00 |8-10 |1,25 |

|1-2 |1,05 |10-15 |1,30 |

|2-3 |1,10 |15-20 |1,35 |

|3-5 |1,14 |20-25 |1,38 |

|5-6 |1,16 |25-30 |1,40 |

|6-8 |1,20 |30-40 |1,45 |

Таблица 5

Поправочные коэффициенты ( для интенсивностей отказов элементов ЭА

в зависимости от коэффициента нагрузки [pic] и температуры [pic]

|Наименование, тип|[pic]|Коэффициент нагрузки [pic] |

|элемента | | |

Конденсаторы слюдяные герметичные |20 |- |- |0,36 |0,49 |0,18

|0,23 |- |- |- | | |40 |- |- |0,42 |0,54 |0,28 |0,35 |- |- |- | | |60 |- |-

|0,61 |0,75 |0,45 |0,61 |- |- |- | | |80 |- |- |0,97 |1,40 |0,92 |1,46 |- |-

|- | |Конденсаторы стеклянные, пленочные,

металлобумажные |20 |- |- |0,36 |0,49 |0,64 |0,80 |- |- |- | | |40 |- |-

|0,42 |0,54 |0,80 |1,10 |- |- |- | | |60 |- |- |0,61 |0,75 |1,19 |2,00 |- |-

|- | | |80 |- |- |0,97 |1,40 |2,10 |2,80 |- |- |- | |Конденсаторы

электролитические с алюминиевым анодом |20 |- |- |0,48 |0,40 |0,48

|0,65 |- |- |- | | |40 |- |- |0,90 |0,64 |0,90 |1,24 |- |- |- | | |60 |- |-

|2,10 |1,80 |2,10 |2,30 |- |- |- | | |80 |- |- |5,60 |4,40 |5,60 |7,00 |- |-

|- | |Конденсаторы электролитические с танталовым анодом |20

|- |- |0,20 |0,20 |0,20 |0,39 |- |- |- | | |40 |- |- |0,30 |0,30 |0,30

|0,47 |- |- |- | | |60 |- |- |0,50 |0,50 |0,50 |0,70 |- |- |- | | |80 |- |-

|0,80 |0,80 |0,80 |1,05 |- |- |- | |Резисторы непроволочные |20

|0,20 |0,26 |0,35 |0,42 |0,50 |0,60 |0,72 |0,84 |1,00 | | |40 |0,33 |0,42

|0,51 |0,60 |0,76 |0,94 |1,11 |1,38 |1,71 | | |60 |0,47 |0,56 |0,67 |0,82

|1,08 |1,43 |1,70 |2,17 |2,81 | | |80 |0,61 |0,71 |0,84 |1,07 |1,46 |2,05

|2,48 |3,31 |4,40 | |Резисторы проволочные |20 |0,02 |0,02

|0,05 |0,10 |0,20 |0,34 |0,61 |0,73 |1,00 | | |40 |0,06 |0,06 |0,11 |0,19

|0,32 |0,53 |0,69 |0,92 |1,29 | | |60 |0,10 |0,10 |0,17 |0,30 |0,47 |0,73

|0,96 |1,29 |1,95 | | |80 |0,15 |0,16 |0,23 |0,40 |0,67 |0,99 |1,37 |2,03

|3,28 | |Моточные изделия, трансформаторы |20 |- |0,1 |0,1 |0,1 |0,2 |0,3

|0,6 |0,8 |1,0 | | |40 |- |0,1 |0,2 |0,2 |0,5 |1,2 |1,8 |2,4 |3,0 | | |60 |-

|0,2 |0,3 |0,4 |1,2 |2,5 |4,1 |6,4 |8,6 | | |70 |- |0,3 |0,4 |0,6 |2,0

|4,2 |7,2 |10,7 |14,0 | |Электровакуумные диоды и триоды |20 |0,63 |0,66

|0,70 |0,75 |0,80 |0,85 |0,90 |0,95 |1,00 | | |40 |0,63 |0,66 |0,70 |0,76

|0,82 |0,87 |0,93 |0,01 |1,10 | | |60 |0,68 |0,73 |0,76 |0,83 |0,91 |1,00

|1,07 |0,20 |1,35 | | |80 |0,78 |0,83 |0,88 |0,98 |1,07 |1,18 |1,30 |0,50

|1,71 | |Электровакуумные тетроды и пентоды |20 |- |- |0,70 |0,73 |0,76

|0,83 |0,87 |0,92 |1,00 | | |40 |- |- |0,82 |0,87 |0,90 |0,96 |1,02 |1,10

|1,25 | | |60 |- |- |0,96 |1,02 |1,10 |1,18 |1,27 |1,45 |1,65 | | |80 |- |-

|1,09 |1,20 |1,30 |1,41 |1,55 |1,80 |1.97 | |ЭЛТ |20 |- |- |- |- |- |- |- |-

|1,00 | | |40 |- |- |- |- |- |- |- |- |1,28 | | |60 |- |- |- |- |- |- |- |-

|1,50 | | |80 |- |- |- |- |- |- |- |- |1.70 | |

Список использованной литературы

1. Алексеенко А.Г. Основы микросхемотехники. Элементы морфологии

микроэлектронной аппаратуры. Изд. 2-е перераб. и доп. – М.: Советское

радио, 1977.– 408 с.

2. Вершинин О.Е., Мироненко И.Г. Монтаж радиоэлектронной аппаратуры и

приборов: Учеб. для ПТУ. – М.: Высшая школа, 1991.–208 с.

3. Вишняков В.А. Надежность электронной аппаратуры: учебное пособие. –

Ярославль: ЯПИ, 1988,–64 с.

-----------------------

Генеральный директор

Зам. ген. директора по производству

Зам. ген. директора по коммерции и МТС

Зам. ген. директора по качеству

Зам. ген. директора по кадрам и социально-коммунальной базе

Заместитель генерального директора по экономике

Главный инженер

ОГК

КО-98

КОС

КО ТНП

СГТ

ОМРП

ИКО

ОСАТП

ОПП

ОГЭ

ОГМ

ООТиТБ

ОООС

ОТД

ОН

Ометр

СНТ

КТО-92

КТО-94

РИЦ

ЭРО

ОРПиД

ОМТС

ОВК

ОВЭД

КЦ «Авитрон»

ПБК

ОСТУС

ОАСУП

ЭКО

ФО

Гл. бух.

ПДО

Цеха основного производства

ЮО

ОК

ОФС

ДРиО

ХО

Комбинат питания

ОТК

БТК цехов

[pic]

?????????"???–??/?????†???????????"???–??/?????†???????????"???–??/?????†???

????????"???–??/?????†???????????"???–??/?????†???????????"???–??/?????†????

???????"???–??/?????†????

[pic]

Рис.3 Последовательность операций изготовления печатных плат

комбинированным негативным методом:

а) – заготовка из фольгированного диэлектрика;

б) – заготовка со слоем защитного фоторезиста;

в) – стравливание фольги;

г) – удаление фоторезиста;

д) – нанесение слоя лака для защиты от механических повреждений;

е) – сверление отверстий;

ж) – химическое меднение;

з) – удаление защитной пленки;

и) – гальваническое осаждение меди;

к) – гальваническое нанесение защитного слоя.

Входной контроль фольгированного диэлектрика

Нарезка заготовок слоев

Подготовка поверхности диэлектрика

Получение рисунка схемы слоев

Травление меди с пробельных мест

Обработка плат по контуру

Удаление маски

Создание базовых отверстий

Прессование слоев МПП

Сверление межслойных отверстий

Подготовка поверхности перед металлизацией

Химическая металлизация отверстий

Гальваническая металлизация отверстий

Маркировка

Выходной контроль

[pic]

Рис.4 Зависимость интенсивности отказов изделия [pic] от времени [pic].

Рис.5 Процентное соотношение основных типов дефектов монолитных ИС.

[pic]

Страницы: 1, 2, 3

МЕНЮ

Отчет по практике

ИНТЕРЕСНОЕ