Инженерный журнал: наука и инновацииЭЛЕКТРОННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАНИЕ
свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-53688 от 17 апреля 2013 г. ISSN 2308-6033. DOI 10.18698/2308-6033
  • Русский
  • Английский
Статья

Анализ физики отказов для оценки показателей надежности радиоэлектронных приборов современных радиолокационных систем

Опубликовано: 02.12.2013

Авторы: Сидняев Н.И., Савченко В.П., Клочкова Д.В.

Опубликовано в выпуске: #12(24)/2013

DOI: 10.18698/2308-6033-2013-12-1149

Раздел: Прикладная математика

Рассмотрены проблемы повышения эффективности и надежности радиоэлектронного оборудования. Проведен анализ и синтез существующих отечественных и зарубежных методических подходов при испытании радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), физики отказов с точки зрения оценки показателей надежности. Обоснованы целесообразность и направления совершенствования и внедрения РЭА в разрабатываемый в настоящее время комплекс государственных стандартов для проектирования радиолокационных систем. Показано место и роль физико-математических наук в теории надежности и случайных процессов. Исследованы вопросы наработки до отказа и интенсивности отказов. Выявлены области безопасной работы и механизмы деградационных отказов. Проведен анализ эффективных методов стабилизации поверхностного заряда в радиоэлектронных структурах, моделей усталостного разрушения контактных соединений в полупроводниковых приборах, а также анализ исследований микроскопических контактов алюминиевого проводника в интегральных схемах. Изучен механизм отказа алюминиевых межсоединений и токопроводящих элементов в зависимости от конструктивных особенностей и технологических режимов, а также отказ мощных транзисторов при рассогласовании нагрузки. В целях выявления дефектных приборов РЭА рассмотрено влияние ионизирующих излучений на деградацию электрических параметров интегральных схем и воздействие радиации. Изучены отказы кремниевых планарных транзисторов с помощью гамма-обработки, механизм старения керметных резисторов, отказы непроволочных переменных резисторов. Предложены методы физического прогнозирования отказов конденсаторов. Исследованы причины отказов высоковольтных керамических малогабаритных конденсаторов и высоковольтных высокочастотных керамических конденсаторов, а также влияние термоупругих напряжений как причины механической деструкции. Проведен анализ механизмов нарушения электрической прочности керамических конденсаторов высокого напряжения.


Литература
[1] Коненко Ю.К., Ушаков И.А. Вопросы надежности радиоэлектронной аппаратуры при механических нагрузках. Москва, Сов. радио, 1975, 144 с.
[2] Малафеев С.И., Малафеева А.А. Основы автоматики и систем автоматического управления. Москва, ИЦ "Академия", 2010, 384 с.
[3] Горюнов Н.Н. Транзисторы. Полупроводниковые приборы. Справочник. Москва, Энергоатомиздат, 1985, 904 с.
[4] Шанк Ф.А. Структуры двойных сплавов. Изд. 2-е, доп. Москва, Металлургия, 1973, 760 с.
[5] Митчел Дж., Уилсон Д. Поверхностные эффекты в полупроводниковых приборах, вызванные радиацией. Москва, Атомиздат, 1970, 93 с.
[6] Хансен М., Андерко К. Структура двойных сплавов. Москва, Металлургиздат, 1962, 608 с.
[7] Горюнов Н.Н. Свойства полупроводниковых приборов при длительной работе и хранении. Москва, Энергия, 1970, 103 с.
[8] Ляшок А.П., Россошинский А.А., Шевченко Е.С. О причине отказов микросварных соединений золото-алюминий в интегральных схемах. Электроннная техника. Сер. 6. Микроэлектроника, 1968, вып. 3, с. 74-79
[9] Колесников В.Г. (гл. ред.). Основные твердотельные приборы, используемые в электронных устройствах. Электроника. Энциклопедический словарь. Москва, Сов. энциклопедия, 1991, с. 7, 8, 528-530
[10] Окснер 3.С. Мощные полевые транзисторы и их применение. Москва, Радио и связь, 1985, 288 с.
[11] Ильинский А.В., Климов В. А., Ханин С. Д., Шадрин Е.Б. Электрические и оптические явления в диоксиде ванадия вблизи фазового перехода полупроводник-металл. Известия РГПУ им. А.И. Герцена, 2006, № 15 URL: http://cyberleninka.ru/article/n/elektricheskie-i-opticheskie-yavleniya-v-diokside-vanadiya-vblizi-fazovogo-perehoda-poluprovodnik-metall (дата обращения 03.07.2013)
[12] Булгаков О.М. Некоторые приложения декомпозиционных моделей мощных ВЧ и СВЧ транзисторов на основе изоморфно-коллективного подхода. Воронеж, Воронежский гос. ун-т, 2006, 236 с.
[13] Горлов М.И., Емельянов В.А., Строгонов А.Н. Геронтология кремниевых интегральных схем. Москва, Наука, 2004, 240 с.
[14] Булгаков О.М., Никитина Ю.С., Петров С.А. Декомпозиционная модель катастрофического отказа мощного ВЧ (СВЧ) транзистора. Вестник ВИ МВД России, 2007, № 4. URL: http://cyberleninka.ru/article/n/dekompozitsionnaya-model-katastroficheskogo-otkaza-moschnogo-vch-svch-tranzistora (дата обращения 02.11.2013)
[15] Рыжкин А.А., Слюсарь Б.Н., Шучев К.Г. Основы теории надежности. Ростов-на-Дону, ИЦ ДГТУ, 2002, 182 с.
[16] Лупанов О.Б. О синтезе некоторых классов управляющих систем. Сб. "Проблемы кибернетики", вып. 10. Москва, Физматгиз, 1963, с. 16-97
[17] Красулин Ю.Л., Назаров Г.В. Микросварка давлением. Москва, Металлургия, 1976, 160 с.
[18] Зайцев А.А., Каменецкий Ю.А., Шибанов А.П. Влияние электростатических разрядов на транзисторы. Полупроводниковые приборы и их применение. Федотов Я.А. (ред.). Москва, Сов. радио, 1971, вып. 25, с. 441-462
[19] Федоров В.А., Сергеев Н.П., Кондрашин А.А. Контроль и испытания в проектировании и производстве радиоэлектронных средств. Москва, Техносфера, 2005, 502 с.
[20] Епифанов Г.И. Физические основы микроэлектроники. Москва, Сов. радио, 1971, 376 с.
[21] Рубаха Е.А., Синкевич В.Ф. Механизмы отказов и надежность мощных СВЧ транзисторов. Миллер Ю.Г. (ред.). Москва, Сов. радио, 1976, 320 с.
[22] Козлов Б.А., Ушаков И.А. Справочник по расчету надежности радиоэлектроники и автоматики. Москва, Сов. радио, 1975, 472 с.
[23] Перроте А.И., Карташов Г.Д., Цветков К.Н. Основы ускоренных испытаний радиоэлементов на надежность. Москва, Сов. радио, 1968, 224 с.
[24] Алексанян И.Т., Вернер В. Д., Григорашвили Ю.Е. Модели диффузионных отказов термокомпрессионных соединений ИС. Электронная техника. Сер. 8. Управление качеством, стандартизация, метрология, испытания, 1979, вып. 4 (74), с. 5-7
[25] Богородицкий Н.П., Пасынков В.В., Тареев Б.М. Электротехнические материалы. Ленинград, Энергоиздат, 1985, 304 с.
[26] Шишонок Н.А., Репкин В.Ф., Барвинский Л.А. Основы теории надежности и эксплуатации радиоэлектронной техники. Москва, Сов. радио, 1964, 551с.
[27] Животкевич И.Н. Создание методов оценки эксплуатационно-технических характеристик и испытаний бортового электронного оборудования авиационных систем на основе многоуровневой системы моделей. Ч. 2. Методы проведения ускоренных испытаний и синтеза характеристик отказоустойчивых систем. Вестник Военного Регистра, 2001, № 8, с. 11-19
[28] Райкин А.Л. Элементы теории надежности для проектирования технических систем. Москва, Сов. радио, 1967, 264 с.