Надежность соединений

Надежность определяется как свойство оборудования выполнять все заданные функции в конкретных условиях эксплуатации (разведочное и эксплуатационное бурение) в течение обусловленного времени при сохранении основных параметров в заранее установленных пределах и является внутренним свойством оборудования, закладываемым в него при разработке и реализуемым в процессе эксплуатации.

протечки через торцевые гидродинамические уплотнения в кпупных насосах не превышают нескольких десятков литров в час. Следовательно, можно отказаться от постоянно работающих вспомогательных насосов высокого давления и питать уплотнение через гидроаккумулирующуго емкость, которая способна обеспечить непрерывную подачу запирающей воды в течение нескольких или десятков часов в зависимости от протечек и емкости гидроаккумуляторов. Таким образом, уплотнение становится менее зависимым от системы питания и его надежность определяется целиком надежностью конструкции самого уплотнения;

Расчленение ИМС или БИС на компоненты ненадежности условно и в каждом конкретном случае определяется возможностями и удобством получения статистической информации об их надежности. Так, например, анализ и систематизация данных по отказам полупроводниковых ИМС показали, что их надежность определяется четырьмя компонентами ненадежности:

Согласно ГОСТ 27.002-89 "Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения" надежность определяется как свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования.

Надежность. В соответствии с терминологией [23] надежность определяется как свойство объекта выполнять заданные функции в заданном объеме при определенных условиях эксплуатации. Под объектом применительно к релейной защите можно понимать как систему взаимодействующих устройств релейной защиты, так и отдельные устройства и их функциональные элементы. Ниже будут рассматриваться вопросы надежности отдельных устройств защиты и систем защиты. По общим вопросам надежности опубликован ряд основополагающих трудов, в том числе отечественных [24 и др.]. Теория надежности опирается на такую фундаментальную дисциплину, как теория вероятностей. Величины, с которыми приходится иметь дело при рассмотрении вопросов надежности релейной защиты, часто являются случайными. Под случайной понимается величина, которая в результате «опыта» может принимать одно из своих возможных значений, заранее неизвестное. Случайной величиной, например, является рассматриваемое ниже время наработки защиты до отказа. Применение теории надежности в различных областях техники требует учета ряда их особенностей, в частности в технике релейной защиты; при этом по возможности используются термины и определения [23].

Число приборов, отбираемых для проведения испытаний на надежность, определяется в зависимости от заданной доверительной вероятности, ожидаемого числа отказов во время испытаний на надежность, длительности этих испытаний с учетом объема серийного производства данных приборов. Так, при относительно большом ожидаемом числе отказов выбирается большее число испытуемых приборов; чем больше выбранное значение доверительной вероятности, тем больше приборов должно подвергаться испытаниям на надежность.

Средства измерений в условиях эксплуатации должны удовлетворять, как уже говорилось, определенным нормированным требованиям. В первую очередь это касается предельных основной и дополнительных погрешностей. С точки зрения эксплуатации весьма существенно, чтобы нормированные свойства средств измерений сохранялись в течение некоторого установленного времени, не выходя за допускаемые пределы. В соответствии с этим надежность определяется как свойство изделия выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные параметры, в установленных пределах, в течение заданного времени и в заданных условиях эксплуатации. С понятием надежности связано понятие отказа — нарушения работоспособности изделия, полного или частичного. Различают внезапный отказ, когда изделие полностью теряет свою работоспособность, например, обрыв электрической цепи измерительного прибора, и постепенный отказ, когда с течением времени ухудшаются параметры отдельных элементов прибора, а это приводит к тому, что нормированные свойства средств измерений выходят за допустимые пределы. Оценка последнего вида отказов для средств измерений является особенно важной, так как это позволяет обоснованно устанавливать сроки периодического контроля, регулировки и поверки средств измерений. Нужно отметить, что расчет показателей надежности для средств измерений, особенно для сложных средств измерений, не является еще полностью решенной задачей.

Надежность определяется как свойство изделия выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение требуемого промежутка времени или требуемой наработки на отказ. Проблема надежности вызвана возрастанием сложности аппаратуры, число элементов которой непрерывно увеличивается. Отсюда ясно, что в отношении надежности к каждому элементу следует предъявлять весьма жесткие требования.

Комплекс внешних воздействий (воздействующие факторы, их последовательность и длительность воздействия), которым подвергаются .микросхемы при испытаниях «а надежность, определяется степенью влияния окружающих условий иа надежность конкретных типов микросхем и оговаривается наряду с электрическим режимам работы микросхемы в технических условиях.

Эксплуатационная (надежность определяется в процессе эксплуатации, когда на микросхему действует несколько эксплуатационных факторов одновременно. На эксплуатационную надежность влияют электрические режимы, условия работы схем в радиоэлектронных устройствах, наличие и степень резервирования IB аппаратуре.

протечки через торцовые гидродинамические уплотнения в мощных ГЦН не превышают нескольких десятков литров в час. Следовательно, можно отказаться от постоянно работающих вспомогательных насосов высокого давления и питать уплотнение через гидроаккумулирующую емкость, которая способна обеспечить непрерывную подачу запирающей воды в течение нескольких часов или десятков часов, в зависимости от величины протечек и емкости гидроаккумуляторов. Таким образом, уплотнение становится менее зависимым от системы питания, и его надежность определяется целиком надежностью конструкции самого уплотнения;

При монтаже накруткой применяют три вида соединений: немодифицированное, модифицированное и бандажное ( 7.17). Модифицированное соединение ( 7.17,6) от немодифицированного ( 7.17,а) отличается тем, что кроме витков оголенного провода на выводе имеется 1...2 витка провода в изоляции, которая демпфирует воздействие знакопеременных нагрузок на элементы контакта и уменьшает усталостные напряжения. Это обеспечивает высокую надежность соединений при вибрационных нагрузках ( 7.18). В бандажном соединении ( 7.17,в) соединяемый элемент (провод, вывод ЭРЭ, шина и пр.) располагается вдоль широкой поверхности граненого вывода и на них накручивается несколько витков бандажной проволоки (не менее восьми).

цессе сборки частым регулировкам. Стопорение с помощью анаэробных герметиков является универсальным способом, обеспечивающим надежность соединений при воздействии повышенной влажности, циклических температур, вибрационных и ударных нагрузок. Отвержденные герметики не влияют на полимерные материалы, не вызывают коррозии металлов и покрытий. Марки анаэробных герметиков и красок, особенности нанесения и использования приведены в табл. 8.1.

Несмотря на то, что отдельные операции стежкового монтажа автоматизированы, производительность и эффективность всего процесса невелика из-за того, что каждая операция требует продолжительного ручного труда по сборке и разборке различных приспособлений. Дальнейшее развитие технологического оборудования идет по пути создания специализированного оборудования, на котором будет выполняться весь комплекс работ или их основная часть. Технология стежкового монтажа совершенствуется в направлениях использования для контактирования петель с платой операций сварки и приклеивания токопроводящими композициями, отработки режимов присоединения монтажных проводов непосредственно к выводам ИС, что значительно упростит процесс и повысит надежность соединений.

Использование плоских ленточных кабелей (ПЛК) по сравнению с жгутовым монтажом позволяет уменьшить габариты и массу аппаратуры, снизить трудоемкость монтажно-сборочных работ за счет механизации и автоматизации процессов, повысить качество и надежность соединений при различных климатических воздействиях. Технологический процесс монтажа ПЛК включает подготовку ленточных проводов, сборку их с различными соединителями, трассировку кабеля на каркасах несущих конструкций

Для снижения помех до допустимого уровня (не превышающего долей микровольта) при проектировании и изготовлении вибропреобразователя слабых сигналов обращают особое внимание на соответствующий подбор материалов, создание надежной экранировки, качественную изоляцию и надежность соединений токоведущих частей.

Внешние соединения осуществляются с помощью тонких проволочных проводников, присоединяемых термокомпрессионной сваркой к контактным площадкам на кристалле и к внешним выводам корпуса микросхемы. Если при этом проводник и контактная площадка выполнены из разнородных металлов, на границе раздела могут образовываться химические соединения этих металлов. Примером служат соединения между золотом и алюминием, когда для соединения алюминиевых контактных площадок используется золотая проволока. В определенном температурном интервале при каталитическом воздействии чистого кремния возможно образование плохо проводящих и хрупких соединений золота с алюминием («пурпурная чума»). Появление таких соединений существенно влияет на надежность соединений ИМС.

Перечисленные в § 9.2 требования, предъявляемые при внешнем осмотре и ревизии к трансформатору напряжения (отсутствие видимых повреждений, герметичность, наличие масла, надежность соединений, чистота и т.д.), полностью относятся и к ТТ. Из-за сложности демонтажа встроенных, шинных, проходных и каскадных трансформаторов тока в 21—408

При этом необходимо значительно повысить надежность соединений, а интенсивность отказов должна быть не более 10~8— 10~9 в час.

Недостаток конструкции бескорпусных полупроводниковых приборов с гибкими выводами заключается в трудности автоматизации процессов установки приборов в микросхему. Поэтому при сборке активных элементов широко используются приборы с жесткими выводами. Для. них характерно отсутствие соединительных проводников, что позволяет автоматизировать процесс сварки микросхем и повысить надежность соединений. На 8.5 схематически показана структура установки транзистора с жесткими сферическими (шариковыми) выводами. В качестве материала выводов применяют медь и серебро. Для предотвращения воздействия внешних факторов кристаллы полупроводника в бескорпусных приборах покрывают специальными защитными покрытиями (лаки, эмали, смолы, компаунды и др.).

ковых). Жесткие выводы создаются непосредственно на кристаллах навесных элементов и микросхем, предназначенных для сборки БИС. Жесткие выводы .повышают надежность соединений и позволяют вести автоматическую сборку гибридных БИС. Современные сборочные автоматы производят монтаж элементов на плату со скоростью .несколько тысяч кристаллов в час. Такая продолжительность сравнима с групповой технологией изготовления полупроводниковых микросхем.

толщину 25 мкм. При его уменьшении до 5 мкм резко снижается надежность соединений из-за возможного пережога при пайке, разрушения при окислении в процессе эксплуатации, снижения механической прочности. Увеличение толщины слоя до 40—50 мкм приводит к рыхлоте покрытия. Для контроля толщины покрытия применяют выборочные весьма трудоемкие и дорогие разрушающие испытания. Для неразрушающего измерения толщины металлизации отверстий применяют электрические (контактные) и вихретокЬвые (бесконтактные) приборы. Приборы типа «Кавидерм» измеряют контактным способом электрическое сопротивление трубки металлизации и пересчитывают его в значение толщины покрытия. Для тех же целей применяют вихретоковые измерители толщины металлизации ИТМ-11 и ИТМ-12 (см. табл. 18.8), позволяющие контролировать толщину медного покрытия в отверстиях печатных плат как до травления рисунка проводников, так и после. Контроль толщины металлизации до травления рисунка позволяет обнаружить брак на ранних стадиях технологического процесса, что невозможно при использовании электроконтактных приборов типа «Кавидерм».

Обратимся к сравнению возможностей контроля качества пайки готовой продукции. Процесс мягкой пайки можно контролировать визуально по характеру смачивания, что позволяет устанавливать надежность соединений; качество соединения, выполненного твердой пайкой, нельзя проверить, не разрушив само соединение, а сварное соединение вообще невозможно надежно оценить визуально.