Методика и средства испытаний паяных соединений поверхностно-монтируемых радиоэлектронных средств космических аппаратов в условиях комбинированной пайки

• Автор: Наседкин, Алексей Васильевич
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 196 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ И СИСТЕМАТИЗАЦИЯ ИНФОРМАЦИИ ПО ИССЛЕДУЕМОМУ ВОПРОСУ

1.1. Надежность ЭС, ее оценка и испытания

1.1.1. Назначение испытаний электронных средств

1.1.2. Расчетные методы оценки надежности

1.2. Виды испытаний

1.2.1. Вибрационные испытания

1.2.2. Тепловые испытания

1.3. Режимы испытаний

1.3.1. Время испытаний
1.3.2. Уровни внешних воздействий
1.4. Форсированные испытания
1.4.1. Ускоренные испытания РЭС на надежность
1.4.2. Оценка остаточной надежности
1.5. Виртуальные испытания
1.5.1. Испытание и моделирование
1.5.2. Метод статистических испытаний
1.6. Объект исследования
1.6.1. Система приемам преобразования информации «Сангур»
1.6.2. Система приема и преобразования информации «СППИ-ОЭС»
1.6.3. Космические системы наблюдения высокого разрешения
1.6.4. СППИ на основе крупноформатных матриц ПЗС ВЗН
1.7. Надежность паяного соединения
1.8. Краткие выводы
2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ ФОРСИРОВАННЫХ ИСПЫТАНИЙ
2.1. Выбор структуры методики и испытательных воздействий
2.1.1. Общая структура методики
2.1.2. Особенности ускоренных испытаний. Общие положения
2.1.3. Критерии отказа при испытании паяных соединений
2.2. Разработка алгоритма испытаний
2.2.1. Анализ технологии изготовления электронных устройств
2.2.2. Дефекты пайки
2.2.3. Выбор испытательных воздействий
2.3. Модель времени испытаний
2.4. Устройство контроля нелинейных искажений радиоэлементов
2.5. Краткие выводы
3. ТЕСТОВЫЙ МОДУЛЬ
3.1. Имитаторы ЭРИ
3.1.1. РЬСС- компоненты
3.1.2. С^БР-компоненты
3.1.3. БОЮ- компоненты
3.1.4. ЬСС- компоненты
3.1.5. Пассивные чип- компоненты

3.1.6. DIP- компоненты
3.1.7. SOT223- компоненты
3.1.8. DDP AK- компоненты
3.2. Конструкция печатного узла тестового модуля
3.2.1. Расчет по постоянному току
3.2.2. Определение номинального диаметра монтажных отверстий
3.2.3. Определение диаметра контактных площадок
3.2.4. Определение номинального расстояния между элементами проводящего рисунка
3.2.5. Конструктивные требования к тестовому модулю
3.3. Тестовые конструкции
3.4. Модель и расчет параметров вибрации и вероятностные характеристики
колебаний при испытании навесных элементов электронных средств
3.5. Краткие выводы
4. ТЕХНОЛОГИЯ УСКОРЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ
4.1. Условия проведения ускоренных испытаний
4.2. Методика ускоренных испытаний
4.3. Технологический процесс подготовки к ускоренным
испытаниям
4.4. Технологический процесс предварительного
термоциклирования
4.5. Технологический процесс ускоренного испытания элементов ИМ
4.6. Технологический процесс ускоренного испытания элементов DIP
4.7. Выбор модели надежности
4.8. Краткие выводы
5. ИССЛЕДОВАНИЕ КАЧЕСТВА ПАЯНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
5.1. Методика получеЕШя микрошлифов
5.2. Исследование качества выводов BGA- микросхем
5.3 Анализ качества паяных соединений чип- резисторов
5.4. Модернизация технологического процесса поверхностного монтажа космической аппаратуры по результатам испытаний
5.5. Методика анализа температурных напряжений в микросхемах
5.6. Принципы проведения этапа исследовательских наземных испытаний космической аппаратуры с длительным сроком активного функционирования
5.7. Краткие выводы
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ А.Эскиз тестового электронного блока
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Акты внедрения

ВВЕДЕНИЕ
К числу основных требований, предъявляемых к радиотехническим и электронным системам космических аппаратов (КА), относится требование высокой надёжности, в первую очередь безотказности и долговечности. Для них характерны высокие темпы роста функциональной и конструктивнотехнологической сложности. Это усугубляет проблему оценки и обеспечения их надёжности.
Наиболее достоверные и полные показатели надёжности обычно получают по результатам эксплуатации аппаратуры. Однако такая оценка надёжности в условиях эксплуатации сводится к односторонней (нижней) оценке интенсивности отказов элементов и аппаратуры в целом, анализу видов и механизмов отказов. При такой оценке надёжности выделяют отказы, обусловленные качеством проектирования и производства электрорадиоизделий (ЭРИ) и аппаратуры [1].
Реализация возрастающих требований к качеству и надёжности космических радиоэлектронных средств (РЭС) и ЭРИ обеспечивается постоянным совершенствованием их конструкции, технологии изготовления, методов контроля и испытаний.
В настоящее время особую актуальность в проблеме обеспечения эффективной эксплуатации изделий ракетно-космической техники (РКТ) приобрели вопросы, связанные не только со «случайными» отказами элементов систем и аппаратуры космического аппарата, но и с системной устойчивостью функционирования в динамических условиях комплексного и длительного воздействия космической среды. При этом, такой учёт влияния космической «погоды» при длительной эксплуатации космических систем, как комплексного фактора, оказывающего существенное влияние на целевую эффективность, выдвигает новую важную научно-практическую проблему, которая формирует задачи нового этапа для специальных исследований [2]. Проблема обеспечения устойчивости функционирования КА при длительных

процессы в которой описываются системой уравнений имитируемого технического устройства. Исследование модели или «решение» задачи заключается в измерении искомых переменных, т.е. выходных параметров модели, при заданных входных переменных и параметрах устройства. Как правило, выходные параметры характеризуются величиной выходного напряжения соответствующих блоков модели.
Привлекательной стороной аналоговых моделей является возможность исследования модели в реальном масштабе времени. Благодаря этому аналоговое моделирование широко применяется при создании разнообразных устройств.
Однако, существует обширный класс технических объектов, процессы функционирования которых не поддаются описанию математическими средствами. Функционирование таких объектов нельзя описать системой уравнений, решение которой позволяло бы находить зависимости между входными переменными и выходными параметрами объекта с учетом особенностей последнего.
Единственным способом исследования таких объектов (кроме натурных испытаний) является моделирование процесса функционирования на цифровых вычислительных устройствах. Процесс функционирования СТС расчленяется на ряд элементарных подпроцессов, каждый из которых может быть либо описан аналитически либо задан логическими условиями, которые воспроизводятся вычислительным устройством в заданной последовательности. Исследование модели функционирования СТС, реализованое с помощью программных средств вычислительного устройства, относят к так называемым статистическим испытаниям [67].
Общепринятого определения метода статистических испытаний пока не существует [68]. Поэтому, следуя описанию, данному в [68], методом статистических испытаний (методом Монте-Карло) называют численный метод решения математических задач с помощью «машинного» моделирования случайных объектов (случайных событий, величин, векторов,