Метод бесконтактной диагностики радиоэлектронных модулей на основе анализа их тепловых образов

• Автор: Лопин, Александр Викторович
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 148 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1 АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ МЕТОДОВ ТЕПЛОВОЙ ДИАГНОСТИКИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ УЗЛОВ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ г УСТРОЙСТВ

1.1 Функциональный узел радиоэлектронного устройства как

объект тепловой диагностики

1.2 Методы тепловой диагностики функциональных узлов

радиоэлектронного устройства '

1.3 Технические средства тепловой диагностики функциональных

узлов радиоэлектронных устройств

1.4 Цели и задачи исследования

2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОЦЕССА ТЕПЛОВОЙ ДИАГНОСТИКИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ УЗЛОВ '

РАДИОЭЛЕКТРОННОГО УСТРОЙСТВА
2.1 Состав и структура математического обеспечения процесса
тепловой диагностики функциональных узлов
радиоэлектронного устройства
2.2 Математическая модель формирования теплового образа
функционального узла радиоэлектронного устройства на
этапе эскизного и технического проектирования
2.3 Математическая модель формирования эффективного
теплового излучения функциональным узлом
радиоэлектронного устройства
2.4 Математическая реализация тепловой диагностики
функциональных узлов радиоэлектронных устройств
2.5 Основные выводы главы
3 МЕТОД И АЛГОРИТМЫ ТЕПЛОВОЙ ДИАГНОСТИКИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ УЗЛОВ РАДИОЭЛЕКТРОННОГО УСТРОЙСТВА

3.1 Методика и алгоритм тепловой диагностики на этапе эскизного и технического проектирования функциональных узлов радиоэлектронного устройства
3.2 Методика и алгоритм тепловой диагностики на этапе создания экспериментального образца функциональных узлов радиоэлектронного устройства
3.3 Методика и алгоритм тепловой диагностики на этапе
серийного производства функциональных узлов радиоэлектронного устройства
3.4 Методика обоснования требований к аппаратуре
бесконтактной диагностики радиоэлектронных модулей
3.5 Основные выводы главы
4 ПРИМЕНЕНИЕ РАЗРАБОТАННОГО МЕТОДА ТЕПЛОВОЙ ДИАГНОСТИКИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ УЗЛОВ
РАДИОЭЛЕКТРОННОГО УСТРОЙСТВА
4.1 Структурная схема процесса тепловой диагностики
функциональных узлов
4.2 Результаты тепловой диагностики функциональных узлов
радиоэлектронного устройства на этапе эскизного и технического проектирования
4.3 Результаты тепловой диагностики функциональных узлов
радиоэлектронного устройства на этапе создания экспериментального образца
4.4 Результаты тепловой диагностики функциональных узлов
радиоэлектронного устройства на этапе серийного производства
4.5 Основные выводы главы Заключение Литература Приложение 1 Приложение 2 Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Современное состояние и перспективы развития радиоэлектронных устройств (РЭУ), применяемых в области связи, телекоммуникаций, вычислительной техники, характеризуются постоянным повышением уровня производительности, улучшением эксплуатационных свойств, миниатюризацией конструкции и, как следствие, увеличением плотности компоновки отдельных радиоэлектронных модулей (функциональных узлов). При этом одним из важнейших параметров, характеризующих качество РЭУ, является их надежность. Одним из главных путей достижения высоких надежностных характеристик разрабатываемых РЭУ является процесс диагностики элементов как отдельно взятых, так и в составе его функциональных узлов. Актуальность диагностики элементов обусловлена необходимостью учета физических процессов, влияющих на надежностные и электрические характеристики устройства на всех этапах проектирования, производства и эксплуатации РЭУ. Одним из таких процессов, позволяющих оценить надежность функциональных узлов (например, печатных плат), является тепловой процесс, устанавливающий тепловые режимы элементов РЭУ, которые могут являться индикатором их аномальной работы. В связи с этим процесс проектирования современных РЭУ должен включать процедуру получения информации о тепловых режимах элементов функциональных узлов РЭУ на этапе эскизного и технического проектирования, разработки экспериментальных образцов (ЭО) и при серийном производстве. Получение такой информации возможно на основе математического моделирования и (или) проведения экспериментальных исследований.
На сегодняшний день в условиях развитой системы математического моделирования и наличия высокопроизводительных средств измерения существует ряд нерешенных задач в области технологии создания

характеристики элементов, функциональных узлов, блоков и РЭУ в целом по результатам экспериментальных исследований. Следует заметить, что результаты экспериментальных исследований, направленных на тепловую диагностику элементов и РЭУ в целом, являются наиболее достоверными с точки зрения объективности отражения их тепловых режимов.
Обобщенная структура тепловой диагностики на основе
экспериментальных данных, полученных путем контроля тепловых
процессов, протекающих в элементах РЭУ, представлена на рис. 1.6.
В настоящее время методы тепловой диагностики на основе экспериментальных данных, полученных путем контроля тепловых
процессов, протекающих в элементах РЭУ, подразделяется на контактные и бесконтактные[15].
Контактные методы предусматривают непосредственное измерение истинных температур и формирование на их основе теплового образа функционального узла РЭУ с последующим анализом на соответствие измеренных значений истинных температур номинальным значениям элементов на основе сравнительных процедур с эталонными значениями из созданной базы данных и принятие решения о соответствии измеренных значений истинных температур номинальным значениям элементов. Однако, учитывая сложность конструктивного исполнения современных РЭУ (большая плотность монтажа, высокая степень миниатюризации и т.п.), контактный метод тепловой диагностики широкого применения не получил.
Наиболее перспективным и бурно развивающимся методом тепловой диагностики РЭУ является метод, основанный на бесконтактном тепловом контроле. Данный метод основан на дистанционной регистрации, визуализации и анализе теплового поля РЭУ, сформированного за счет инфракрасного излучения.