Механические воздействия на мэа

МЭА должна быть механически прочной и устойчивой. При обеспечении механической прочности необходимо, чтобы механические воздействия не оставляли необратимых изменений. При выполнении требования механической устойчивости необходимо, чтобы механические воздействия не оказывали влияния на электрические характеристики аппаратуры.

В процессе эксплуатации ЭС в микроэлектронном исполнении, хотя и в меньшей степени, но всё же испытывает вибрационные и ударные механические нагрузки.

Влияние вибраций сводится к тому, что при совпадении частоты возмущений силы и частоты собственного резонанса конструкции МЭА возникает явление механического резонанса, при котором усилия возрастают настолько, что могут привести к механическим разрушениям изделия.

Защита блоков мэа от механических воздействий

При эксплуатации и транспортировке на МЭА, действуют вибрации, удары и линейные ускорения. Действие этих факторов может привести к поломке выводов, подложек микросхем, возникновению в них усталостных напряжений, разрушению контактов и герметизации блоков.

Степень защиты МЭА от механических воздействий во многом зависит от прочности ГИС и методов их крепления в металлических рамках ячеек.

Прочность ГИС от воздействия ударов и вибраций, в основном определяется прочностью выводов навесных активных бескорпусных элементов и перемычек. На подложке типовой ГИС устанавливается обычно несколько десятков бескорпусных полупроводниковых приборов и перемычек. Каждый полупроводниковый прибор имеет по несколько выводов. Вибропрочность выводов определяется их длиной и консольностью. Допустимыми считается размеры перемычек и выводов по длине L≤ 100dи консольностиc≤ 10d, гдеd- диаметр проводника, обычно равный 0,05 мм. Выводы и перемычки не должны иметь перегибов, а разварка их на подложке должна осуществляться без натяга. При этом допускаемые нормальные напряжения усилий на разрыв не должны превышать при вибрациях 2кг/мм², при линейных ускорениях 4,3 кг/мм²и ударах 7,2 кг/мм².

Установлено, что ГИС, обладающие запасом вибропрочности, заведомо прочны к воздействиям ударов и линейных ускорений. При вибрациях на низких частотах наиболее опасны для ГИС амплитуды изгибных колебаний, приводящие к отрыву выводов, а на верхних частотах - виброскорости колебаний, создающие усталостные напряжения в элементах ГИС. применение амортизаторов в МЭА, как правило, нецелесообразно. При существующей тенденции уменьшения габаритов и весов блоков одновременно должны выполняться требования по уменьшению этих показателей амортизаторов. Однако стремление выполнять эти требования приводит к низкой эффективности амортизаторов из-за неспособности снизить ударные перегрузки при их длительности более 0.015 сек и наличия резонансных частот амортизаторов в рабочем диапазоне вибраций МЭА. Поэтому надо признать, что наиболее эффективным средством защиты блоков МЭА и их компонентов от механических воздействий в настоящее время является демпфирование микросхем в ячейках с помощью вязко - упругого компаунда типа КТ-102, выполняющего одновременно функции клея

Крепление блоков и устройств МЭА на объекте должно быть жёстким, на коротких и толстых болтах либо с помощью скоб. Однако в тех случаях, когда масса блока МЭА сравнима с массой блоков обычных РЭА, возможно применение демпфированных амортизаторов типов АПК, ДК-А и тросовых амортизаторов.

Электромагнитная совместимость (ЭМС) ЭС – это их способность функционировать совместно и одновременно с другими техническими средствами в условиях возможного влияния непреднамеренных электромагнитных помех (НЭМП), не создавая при этом недопустимых помех другим средствам (ГОСТ 23611-79).

Проблема ЭМС вызвана следующими причинами:

1) повышением быстродействия полупроводниковых приборов и электронных схем;

2) непрерывным возрастанием общего числа ЭС;

3) недостаточным числом свободных от помех радиоканалов во всех освоенных диапазонах;

4) возрастанием общего уровня помех, главным образом, от индустриальных источников;

5) усложнением функций и состава ЭС;

6) сосредоточением различных видов ЭС в ограниченном пространстве, например, на самолете, корабле;

7) минитюаризацией изделий, что в ряде случаев приводит к снижению энергии полезных сигналов и уменьшению отношения сигнал-помеха;

8) возрастанием влияния межсоединений и компоновки узлов на помехоустойчивость и быстродействие ЭС;

9) трудностью и большими материальными и временными затратами, связанными с поиском и устранением причин низкой помехоустойчивости ЭС.

Анализ проблемы обеспечения ЭМС ЭС показывает, что можно выделить следующие её научно-технические аспекты:

1. Радиочастотный ресурс.

Изучение условий пользования радиоканалами для различных радиослужб и условий разработки принципов управления ресурсом, включая экономические концепции.

2. Непреднамеренные электромагнитные помехи.

Выявление источников и определение энергетических, частотных и временных характеристик НЭМП, моделирование и изучение влияния среды на их распространение, изучение особенностей влияния НЭМП на работу различных рецепторов; совершенствование методов и средств измерений помех; создание НТД на допустимые уровни помех и реализация соответствующих стандартных требований.

3. Характеристики ЭМС.

Подход к определению роли и значения какой-либо характеристики ЭМС зависит от уровня, на котором решается задача ЭМС. Принято рассматривать три уровня: межсистемный – между отдельными автономными системами, внутрисистемный – внутри сложного радиоэлектронного комплекса, внутриаппаратный – внутри отдельного прибора (блока), между его узлами и компонентами. Учет требований к ЭМС в процессе конструирования ЭС относится, главным образом, к двум последним уровням обеспечения ЭМС.

ЭМСэлементов и узлов ЭС зависит от соотношения допустимых и реальных искажений сигналов и параметров помех, что определяется помехоустойчивостью схем.

Помехоустойчивость цифровых и аналоговых схем характеризуется различными параметрами. Помехоустойчивость цифровых схем достаточно полно характеризуется амплитудой, длительностью и полярностью (отпирающие и запирающие помехи), а аналоговые – амплитудой и фазой помехи. Искажение основных сигналови уровень помех зависит от ряда факторов, определяемых в частности конструкцией монтажа:

1) электрическойдлиной электромонтажных линий связи и неоднородностью их параметров, к которым в первую очередь относится их характеристическое (волновое) сопротивление;

2) величиной и характером взаимосвязи совокупности электромонтажных линий;

3) числом взаимодействующих линий;

4) параметрами генераторов и приемников помех (амплитудой, длительностью, фазой, полярностью сигналов; входным, выходным сопротивлением и емкостью схемы).

Задача конструктора – выбор таких конструктивных решений, которые бы обеспечивали ЭМС элементов и узлов ЭС.