Расчет надежности изделий электронной техники

КУРСОВАЯ РАБОТА

ПО ДИСЦИПЛИНЕ "НАДЕЖНОСТЬ ИЗДЕЛИЙ

ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ"

(ВАРИАНТ №12)

 

 

Выполнил: ст. гр. БЭ-51д

Чучвага А.А.

Работа защищена с оценкой______

Шевченко Н.В.

«____»__________________ 2011 г.

 

Севастополь – 2011 г.

Содержание

1. Расчет надежности изделий электронной техники. 3

1.1. Назначение (выбор) норм надежности ИЭТ. 3

1.2. Ориентировочная оценка надежности ИЭТ и полный расчет с учетом режимов эксплуатации. 4

1.3. Оценка надежности ИЭТ при резервировании. 7

2. Тепловой режим и обеспечение влагозащиты микросхем. 10

2.1.Расчет обеспечения тепловой режима гибридной ИС.. 10

2.2. Тепловой расчет полупроводниковых микросхем. 16

2.3 Расчёт влагозащиты микросхем. 19

2.3.1. Оценка влагостойкости полых корпусов. 19

2.3.2. Расчёт влагозащиты монолитных полимерных корпусов ИС.. 22

Заключение. 24

Библиографический список. 25

 

 

Расчет надежности изделий электронной техники

Тепловой режим и обеспечение влагозащиты микросхем

Расчёт влагозащиты микросхем

Расчёт влагозащиты монолитных полимерных корпусов ИС

При использовании цельных (монолитных) корпусов из полимерных материалов, постепенные отказы схем вызываются поглощением герметиризирующим материалом вла­ги и увлажнением поверхности кристалла ИС (коррозия, рост токов утечек p-n – перехо­дов и т.д.). Время, в течение которого на поверхности кристалла достигается критическая концентрация влаги, соответствующая Р_кр и наступает отказ, определяется выражением:

, (2.20)

где 1) D – коэффициент диффузии молекул воды через материал полимерного корпуса, в нашем случае – полиэтилен, D=6.4·10^-13 м²/с;

2) d – толщина монолитного пластмассового корпуса;

3) P_кр задано как 0.9·P₀.

Требуется рассчитать минимальную толщину монолитного пластмассо-вого корпуса при заданном τ*. При этом вводится ряд допущений, такие как: 1) адгезия полимера к поверхности кристалла ИС слабая; 2) Отсутствуют факторы, ускоряющие диффузию влаги через слой полимера, такие как микротрещины в пластмассовом корпусе и другие.

Из (2.20) получаем формулу для определения минимальной толщины защитного слоя полимерного материала:

(2.21)

По заданию τ*=45 суток = 3888000 секунд.

м

м

По формуле (2.21) рассчитываем минимально допустимую толщину слоя защитного диэлектрика:

 

Заключение

В ходе данной курсовой работы были произведены два вида расчётов:

1) Расчёты показателей надёжности изделий электронной техники при различных заданных условиях;

2) Расчёты защиты микросхем от внешних дестабилизирующих факторов: температуры и влажности.

Сначала были произведены ориентировочные расчеты норм надежности, после чего — с учетом условий эксплуатации (учтены такие факторы, как высота над уровнем моря, температура окружающей среды, влажность, механические воздействия). Далее были рассмотрены случаи с резервированием одного из блоков ИЭТ и без резервирования: расчеты показали, что средняя наработка до отказа при резервировании хотя бы одного блока значительно выше, чем без резервирования.

Следующий этап расчетов — обеспечение теплового режима работы интегральных микросхем (гибридных и полупроводниковых). При расчетах для гибридной микросхемы не были выдержаны нормы температур для навесного дискретного компонента, поэтому было предложено его заменить.

Далее произвели расчеты влагозащиты микросхем для полых и монолитных корпусов. Для полого корпуса был произведен расчет времени влагозащиты микросхемы в заданном корпусе в 4 случаях конструкции корпуса и при различных начальных условиях, для монолитного корпуса была определена минимальная толщина пластмассового корпуса, которая может обеспечить безотказную работу микросхемы в течение установленного заданием времени.

Библиографический список

1. Физические основы надежности интегральных схем. Под. Ред. Ю. Миллера. – М., Сов. радио, 1976.

2. Чернышев А. Основы надежности ПН и ИМС. – М., Радио и связь, 1988.

3. Конструирование и технология микросхем. Курсовое проектирование. Под ред Л.А. Коледова. – М., Высшая школа, 1984.

4. Пономарев М.Ф. Конструкции и расчет микросхем и микроэлементов ЭВА. – М., Радио и связь, 1982.

5. Курносов А.И., Юдин В.В. Технология полупроводниковых приборов и инте­гральных схем. – М., Высшая школа, 1986.

Приложение

Рис. 2.1. Тепловой поток от тепловыделителя при разных размерах элемента и толщин подложки: справа – малые размеры источника тепла.

1 – теплоотвод, 2 – слой компаунда, 3 - подложка, 4- элемент.

 

 

 

Рис. 2.3. Фрагмент ГИС: 1 – теплоотводящая шина (металл), 2 – основание корпуса (ковар), 3 – ситалловая подложка, 4 – эпоксидный клей.

 

 

Рис.2.2. Графики функций g(q, r) для различных значений параметра q.

 

 

Рис. 2.4. Конструкция металлостеклянного корпуса 151.15-1.

КУРСОВАЯ РАБОТА

ПО ДИСЦИПЛИНЕ "НАДЕЖНОСТЬ ИЗДЕЛИЙ

ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ"

(ВАРИАНТ №12)

 

 

Выполнил: ст. гр. БЭ-51д

Чучвага А.А.

Работа защищена с оценкой______

Шевченко Н.В.

«____»__________________ 2011 г.

 

Севастополь – 2011 г.

Содержание

1. Расчет надежности изделий электронной техники. 3

1.1. Назначение (выбор) норм надежности ИЭТ. 3

1.2. Ориентировочная оценка надежности ИЭТ и полный расчет с учетом режимов эксплуатации. 4

1.3. Оценка надежности ИЭТ при резервировании. 7

2. Тепловой режим и обеспечение влагозащиты микросхем. 10

2.1.Расчет обеспечения тепловой режима гибридной ИС.. 10

2.2. Тепловой расчет полупроводниковых микросхем. 16

2.3 Расчёт влагозащиты микросхем. 19

2.3.1. Оценка влагостойкости полых корпусов. 19

2.3.2. Расчёт влагозащиты монолитных полимерных корпусов ИС.. 22

Заключение. 24

Библиографический список. 25

 

 

Расчет надежности изделий электронной техники