綜合環境(jìng)應力試驗故障模式及失效機理
作者(zhě):
salmon範
編(biān)輯:
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來源:
www.tuyatang.com
發布日期: 2019.08.20
1、電子設備故障模式
某型號載人運載火箭電子產品進行了
溫度振動綜合環境應力試(shì)驗,其中:初樣(yàng)階段參試的35台(tái)電子產(chǎn)品中(zhōng),20台產品在試驗過程中共暴露出的40個故障,其中引起(qǐ)產品功能全部或部分喪失的獨立故障達24個;試(shì)樣階(jiē)段共(gòng)計59台產品(pǐn)參加了綜合環境應力試驗,試驗時間總計(jì)14355台時,有23台產品在試驗過程中暴露出36個故障4,其中引起產品功能全部或部(bù)分喪失的獨立故障達29個。載人航天器(qì)電(diàn)子產品綜合環境應力試驗中暴(bào)露的典型故(gù)障包(bāo)括印刷電路板(bǎn)製(zhì)造不合(hé)格、材料固有(yǒu)缺陷、交變溫濕環境不適應等,多台(tái)產品電路板存在虛焊、虛接或元器件管腳焊接不到位,矽橡膠類非金屬(shǔ)材料受熱脹冷縮(suō)影響較大,產品表麵塗層大麵積脫落,接插件低溫結露後產生短接等:這些(xiē)故障涉及產品設計、元器件選用(yòng)、生產工藝質(zhì)量控製等原因。
GJB 150A- 2009 和SPT0023C-2001《航天飛機環境驗收試驗規範》給出的航天器電子設備綜合環境應力效應總結如表1所示。
2、電子設備失效機理
溫度循環(huán)過程中,由於材料間熱膨脹係(xì)數的差異,產品內部會發生伸縮變(biàn)形,導致結合(hé)部位鬆動。這時濕度環境中的潮氣(大量水分子)就會從(cóng)縫隙間侵入,形成水分子膜(隨溫度高低不同(tóng),會以氣(qì)、液、固不同狀態的混合形(xíng)式表現),從而降低結合部位(wèi)的摩擦係(xì)數,暴露工藝(yì)缺陷。再受到振動影響,產品的力學特性就會逐漸改(gǎi)變;在某特定頻率(lǜ),產品會發生共振。這種高低溫、振動、吸濕、凍結、共振的反複發生,將大幅度加速的3種單獨因(yīn)子失效模式綜合疊加,形成新的電子產品(pǐn)綜合環境耦合效應,出現新的失效模式。具(jù)體的機理如圖1所示。
在圖1所示的(de)綜合環境應力效應下,常用的電子設備失效(xiào)機理模型有反應論模型、金屬化電遷移模型、金屬腐蝕模型(xíng)、金鋁化合物失效模型、柯肯德爾效應模型、過電應力模