3.7. 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 компонентови соединений_соед, уровня воздействующих при эксплуатации вибраций и ударов.

_МСБ=К_В(_пл+_наб+_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

_пл = П_Т ^._Кс ^. а_К + П_С ^. _с0 ^. а_с, где П_Т, П_С количество тонкопленочных резисторов и конденсаторов; _R0 = 0.110^-8r^-1; _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 _пл

Поправоч-ные коэф-фициенты	Температуры, С
	20	30	40	50	60	70	80
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

_НАВ = n_ис_ис а_ис + n_т_т а_т + n_д_д а_д + n_R_R а_R + n_c_c а_c ...

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

( _ИС = 10^-8 ,ч^-1;  _Т = 10^-8 ,ч^-1;  _Д = 0.610^-8 ,ч^-1 );

n_R, n_c – количество навесных резисторов и конденсаторов;

(_R = 110^-8 ... 10^-7 ,ч^-1; _c = 510^-8 ... 10^-7 ,ч^-1 – для керамических конденсаторов; _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  а_R = а_c .

Таблица 3.10

Поправочные коэффициенты для расчета _наб

Попра-вочные	Температура, С
коэффи-циенты	20	30	40	50	60	70	80
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 _наб предполагает, что все компоненты имеют коэффициенты электрической нагрузки К_н, близкие к 1.

Интенсивность отказа в соединениях _соед = (n_пл + n_н + n_вн)_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; _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	c010^8 , 1/ ч	a (t=50C)	10^8 , 1/ ч
Тонкопленочные резисторы	6	0.1	1.95	1.17

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

14