Расчет надежности микросборок электронных узлов приборов по внезапным отказам

В основу оценочного расчета надежности корпусированной микросборки по внезапным отказам положены следующие допущения:

показателем надежности микросборки является вероятность безотказной работу P(t);

для всех элементов и компонентов микросборки справедлив экспоненциальный закон надежности;

установлены элементы (компоненты) отказ которых приводит к отказу микроструктуры в целом; эти элементы считаются с точки зрения надежности соединенными последовательно, образуя последовательную структурную схему надежности.

Интенсивность отказа микросборки зависит от интенсивности отказов тонкопленочных элементов , навесных компонентов и соединений l_соед, уровня воздействующих при эксплуатации вибраций и ударов.

l_МСБ=К_В(l_пл+l_наб+l_соед),

где К_в в зависимости от жесткости требований выбирается из диапазона значений от 2 до 3 и характеризует рост интенсивности отказов за счет вибраций и ударов при использовании электронно-приборной аппаратуры на летательном аппарате.

Интенсивность отказов тонкопленочных элементов микросборки

l_пл = П_Т ^.l_Кс ^. а_К + П_С ^. l_с0 ^. а_с, где П_Т, П_С количество тонкопленочных резисторов и конденсаторов; l_R0 = 0.1×10^-8r^-1; l_с0 = 0.5×10^-8r^-1 – средние интенсивности отказов элементов в нормальных (лабораторных) условиях; а_r, а_с – поправочные коэффициенты, учитывающие влияние температуры окружающей среды на рост интенсивности отказов – табл. 3.9.

Таблица 3.9

Значения поправочных коэффициентов для l_пл

Поправоч-ные коэф-фициенты	Температуры, °С
аR	1.00	1.15	1.40	1.95	2.80	3.50	4.40
ас	1.00	1.26	1.71	2.20	3.35	5.70	12.40

Как видно из таблицы надежность тонкопленочных конденсаторов существенно ухудшается при повышении температуры.

Интенсивность отказов навесных компонентов

l_НАВ = n_ис×l_ис ×а_ис + n_т×l_т ×а_т + n_д×l_д ×а_д + n_R×l_R ×а_R + n_c×l_c ×а_c...

где n_ис, n_т, n_д – количество бескорпусных ИС, транзисторов и диодов;

(l_ИС = 10^-8,ч^-1; l _Т = 10^-8,ч^-1; l _Д = 0.6×10^-8,ч^-1);

n_R, n_c – количество навесных резисторов и конденсаторов;

(l_R = 1×10^-8... 10^-7 ,ч^-1; l_c = 5×10^-8... 10^-7 ,ч^-1 – для керамических конденсаторов; l_c = 1^. 10^-7.... 5,0×10^-7 ,ч^-1 – для остальных типов конденсаторов);

а_ИС, а_Т, а_Д – указаны в табл. 3.10, а_R, а_с – определяются по таблице 3.9, полагая а_R º а_R = а_c.

Таблица 3.10

Поправочные коэффициенты для расчета l_наб

Попра-вочные	Температура, °С
коэффи-циенты
аИС, ат	1.00	1.35	1.85	2.60	3.60	4.90	6.20
аД	1.00	1.27	1.68	2.00	2.60	3.40	4.10

Рассмотренный принцип ориентировочной оценки l_наб предполагает, что все компоненты имеют коэффициенты электрической нагрузки К_н, близкие к 1.

Интенсивность отказа в соединениях l_соед = (n_пл + n_н + n_вн)×l_К – где n_пл – количество электрических соединений между пленочными элементами разных слоев (резистор – контактная площадка, проводник – и т.д.); n_н – количество соединений пайкой (сваркой, контактолом) вывод всех навесных компонентов к контактным площадкам подложки микросборки; n_вн – количество соединений пайкой (сваркой) перемычек от периферийных контактных площадок к выводам основания корпуса; l_К = 0.1×10^-8 ч^-1 – средняя интенсивность отказа электрического контакта.

Исходные данные и результаты расчетов можно представить в следующем виде:

Наименование элемента (компонента)	n	lc0×10^8, 1/ ч	a (t=50°C)	l×10^8, 1/ ч
Тонкопленочные резисторы		0.1	1.95	1.17

После определения l_МСБ вычисляется средняя наработка микросборки до отказа Т_ср и по заданной в ТЗ наработке t – вероятность безотказной работы Р(t): ; .

Дата добавления: 2015-11-16