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

Надежность автомобильных электронных компонентов в условиях воздействия знакопеременных нагрузок

Опубликовано: 19.11.2014

Авторы: Адарчин С.А., Косушкин В.Г., Адарчина Е.Н.

Опубликовано в выпуске: #7(31)/2014

DOI: 10.18698/2308-6033-2014-7-1316

Раздел: Машиностроение | Рубрика: Электронное машиностроение

Обобщенный закон Гука для кремниевого монокристаллического чувствительного элемента датчиков давления автомобильной электроники показал, что при напряжениях, возникающих в чувствительных элементах датчиков в условиях реальной эксплуатации двигателей автомобилей, могут образовываться дефекты кристаллической решетки, приводящие к гистерезису свойств приборов. Установлено, что экспериментальные данные по частотному распределению величины гистерезиса электрофизических параметров датчиков могут быть описаны законом нормального распределения случайных величин. Предложена математическая модель возникновения и изменения гистерезиса в упругих элементах датчиков микроэлектромеханических структур, используемых в автомобильной электронике. Модель построена с использованием метода полиномиальной регрессии экспериментальных данных и позволяет определять надежность промышленно выпускаемых датчиков. Показано, что для снижения величины температурного гистерезиса выходного сигнала интегральных датчиков давления необходимо устранить причины возникновения упругих механических напряжений в их структурах. Оптимизация технологического процесса изготовления датчиков (изменение технологии формирования отверстий в стекле, на которое крепилась мембрана) позволила снизить величину гистерезиса выходного сигнала датчиков до 0,01 мВ вместо 0,07мВ по базовой технологии.


Литература
[1] Сысоева С.А. Взгляд на современный рынок автомобильных датчиков. Основные тенденции и важнейшие рыночные фигуры. Компоненты и технологии, 2006, № 7, с. 18-25
[2] Иукович Э.В. Современные датчики и тенденции их развития. Электронные компоненты, 2003, № 2, с. 23-24
[3] Адарчин С.А., Косушкин В.Г., Максимова Е.А. Механизмы деградации микроэлектромеханических структур датчиков давления. Тр. МГТУ им. Н.Э. Баумана № 587 "Методы исследования и проектирования сложных технических систем". Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004, с. 48-56
[4] Сергеев В.С., Кузнецов О.А., Захаров Н.П., Летягин В.А. Напряжения и деформации в элементах микросхем. Москва, Радио и связь, 1987, 386 с.
[5] Мужиченко О.Г., Плис Н. Термомеханические напряжения в сборочных микроузлах. Электроника: Наука, технология, бизнес, 2000, № 6, с. 63-64
[6] Чернышев А.А. Основы надежности полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. Москва, Радио и связь, 1988, 356 с.
[7] Зи С.М., ред. Технология СБИС. В 2 кн. Москва, Мир, 1986. Кн. 2, 453 с.
[8] Полякова А.Л. Деформация полупроводников и полупроводниковых приборов. Москва, Энергия, 1979, 168 с.
[9] Концевой Ю.А., Литвинов Ю.М., Фаттахов Э.А. Пластичность и прочность полупроводниковых материалов и структур. Москва, Радио и связь, 1982, 240 с.
[10] Адарчин С.А., Косушкин В.Г., Максимова Е.А. Методика расчета величин упругих напряжений в микроэлектромеханических структурах датчиков давления. Тр. МГТУ им. Н.Э. Баумана № 587 "Методы исследования и проектирования сложных технических систем". Москва, 2004, с. 37-47
[11] Осипьян Ю.А., ред. Электронные свойства дислокаций в полупроводниках. Москва, Эдиториал УРСС, 2000, 320 с.