автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.04, диссертация на тему:Методика и средства испытаний паяных соединений поверхностно-монтируемых радиоэлектронных средств космических аппаратов в условиях комбинированной пайки

На правах рукописи

НАСЕДКИН АЛЕКСЕЙ ВАСИЛЬЕВИЧ

МЕТОДИКА И СРЕДСТВА ИСПЫТАНИЙ ПАЯНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ПОВЕРХНОСТНО-МОНТИРУЕМЫХ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ В УСЛОВИЯХ КОМБИНИРОВАННОЙ ПАЙКИ

Специальность 05.12.04 - Радиотехника, в том числе системы и устройства

телевидения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 8 ИАР 2015

005560839

Самара 2015

005560839

Работа выполнена в федеральном государственном автономном образовательном учреждении высшего образования «Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева» (национальный исследовательский университет) (СГАУ)

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Пиганов Михаил Николаевич

Официальные оппоненты:

Ушкар Михаил Николаевич, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой конструирования, технологии и производства

радиоэлектронных средств ФГБОУ ВПО «Московский авиационный институт» (национальный исследовательский университет) (НИУ);

Ямпурин Николай Петрович, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой конструирования и технологии радиоэлектронных средств (КТРЭС) Арзамасского политехнического института- филиала ФГБОУ ВПО «Нижегородский государственный технический университет»

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет», г. Пенза

Защита состоится «24» апреля 2015 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д219.003.01 в Поволжском государственном университете телекоммуникаций и информатики (ПГУТИ) по адресу:

443010, г. Самара, ул. Льва Толстого, 23.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ПГУТИ и на сайте: http://www.psuti.ru

Автореферат разослан «У »марта 2015г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор физико-математических наук

О.И. Антипов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Одной из тенденций современного рынка электропики является повышение требований к надежности изделий. Отказы изделий космической промышленности приводят к большим финансовым потерям ввиду невозможности или дороговизны выявления и ремонта отказа, произошедшего на объекте, находящемся в космосе.

Одной из основных проблем надёжности радиоэлектронных средств (РЭС) российских производителей космической и военной промышленности, возникшей после появления директивы об отходах радиоэлектронного и электрооборудования (WEEE-Waste Electrical and Electronic Equipment) и директивы о сокращении опасных веществ в радиоэлектронном и электрооборудовании (RoHS-Restriction of Hazardous Substances), одобренных Европейским Сообществом в начале этого века, является надёжность паяного соединения (ПС) выводов электрорадиоизделий (ЭРИ) с бессвинцовым покрытием с использованием свинецсодержащего припоя. В настоящее время отечественная радиоэлектронная промышленность только частично обеспечивает разработчиков радиоэлектронной аппаратуры необходимыми изделиями электронной техники, а значит, им приходится прибегать к использованию импортных компонентов, которые в большинстве случаев выпускаются в общепромышленном исполнении ("industry") и не используют в составе финишного покрытия свинец.

В настоящее время в литературе очень мало внимания уделяется вопросам качества и надежности комбинированных или смешанных паяных соединений, когда сочетаются бессвинцовые и свинцовые материалы. При этом, как правило, рассматривается задача пайки компонента с покрытием выводов, содержащим свинец, бессвинцовым припоем, а не наоборот.

Все эти факторы заставляют задуматься о проведении испытаний на надёжность изделий, в которых использовалась комбинированная пайка, для создания выводов о приемлемости применения их в составе аппаратуры космического и военного назначения. Однако, условия, выдвигаемые заказчиками, предполагают длительной срок активного существования изделия, при котором обычные методы испытаний становятся неприемлемыми из-за большого времени их реализации.

Таким образом, задача разработки методики ускоренных испытаний комбинированных паяных соединений РЭС специального назначения с высокими требованиями к надежности, является актуальной.

Большой вклад в развитие теории надежности радиоэлектронных систем космических аппаратов внесли А.Н. Северцев, Б.В. Гнеденко, Д.И. Козлов, Кирилин А.Н., Ахметов Р.Н., Капитонов В.А., Юрков Н.К. и др. Проблема ускоренных испытаний рассмотрена в работах Карташова Г.Д., Тимонина В.И., Белова В.Н., Верхотурова В.И., Сунгалиной А.Л., Amorim S., Johnson R.A., Evans J.W., Green D.W. и др. С позиций технологии пайки РЭС значительный вклад внесли Шахнов В.А., Медведев A.M., Иванов H.H., Ивин В.А., Ефремов A.A., Нисан A.B., Павлов Н.И. и др. Из зарубежных исследователей можно отметить М. Новотника, Э. Рента, В. Энгельмайера, Л. Гуннара, П. Валднера и др.

Цель работы

Целью данной работы является повышение надежности РЭС космического назначения с поверхностно-монтируемыми ЭРИ при использовании комбинированной пайки. Объект исследования

Объектом исследования является радиоэлектронные узлы и блоки космической аппаратуры дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), изготовленные методом поверхностного монтажа, с комбинированным паяным . соединением и содержащие критичные компоненты.

Предметом исследования являются методики и средства исследовательских испытаний ПС радиоэлектронных средств космических аппаратов (КА). Методы исследования

Для решения поставленных задач использовались элементы теории вероятности, математической статистики и надежности, методы планирования эксперимента и экспертных оценок, системный и структурный подходы, а также математическое моделирование. Решаемые задачи

В данной работе были поставлены и решены следующие задачи:

1. Разработка алгоритма и методики исследовательских ускоренных испытаний паяных соединений РЭС космического назначения с поверхностно-монтируемыми ЭРИ в условиях комбинированной пайки.

2. Разработка тестовых узлов и блоков аппаратуры на основе новых КТВ реализации для проведения исследовательских испытаний ПС на основе перспективных типов паст.

3. Экспериментальное исследование техпроцесса (ТП) сборки и монтажа РЭС при комбинированной пайке, состава ПС на основе энергодисперсионного анализа, выявление критичных дефектов, разработка рекомендаций по модернизации ТП.

4. Разработка модели режимов исследовательских испытаний, технологической схемы контроля ТП сборки и монтажа, оценка надежности ПС.

Научная новизна

1. Разработан алгоритм проведения исследовательских испытаний комбинированных паяных соединений поверхностно-монтируемых ЭРИ в РЭС космического назначения (КН), учитывающий ряд дополнительных воздействий и обеспечивающий более достоверные результаты испытаний и отбора надежных образцов.

2. Разработана методика проведения ускоренных испытаний тестовых блоков, узлов и ЭРИ, отличающаяся структурой, средствами испытательных воздействий с учётом дефектов пайки, диагностикой (нелинейность, шумы и др.) и возможностью прогнозирования показателей качества и надёжности.

3. Предложены новые модели режимов исследовательских испытаний (времени испытаний, деформаций, вибраций) разработанных узлов и критичных ЭРИ, обеспечивающие на базе предложенной методики комплексное решение проблемы обеспечения надежности РЭС КА.

4. Получены новые результаты микроанализа комбинированных паяных соединений электронных узлов, что позволило модернизировать технологический процесс изготовления РЭС, исключить возникновение критичных дефектов и повысить стабильность ТП.

Теоретическая значимость работы состоит в развитии теории ускоренных исследовательских испытаний применительно к паяным соединениям электронных средств в условиях мелкосерийного и единичного производства. Практическая значимость

1. Разработанная методика проведения ускоренных испытаний позволяет осуществить переход к более достоверным проектным нормам реализации КТВ блоков КА и обеспечить более точную оценку надежности ПС и РЭС в целом.

2. Разработанный алгоритм исследовательских испытаний позволяет провести полный цикл тестовых и натурных испытаний аппаратуры КН с поверхностно-монтируемыми ЭРИ и длительным сроком активного существования (САС).

3. Предложенные КТВ реализации тестовых узлов и блоков аппаратуры обеспечивают высокую эффективность для условий комбинированной пайки компонентов на основе перспективных типов паст.

4. Предложенные критерий отказа и методика анализа дефектов ПС позволяют определить запас надёжности аппаратуры специального назначения.

5. В рамках диссертационного исследования разработаны новые технические решения - устройства для подгонки элементов и определения коэффициента нелинейных искажений критических узлов и компонентов КА.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Методика исследовательских ускоренных испытаний РЭС КА.

2. Тестовые конструкции узлов и блоков РЭС КА.

3. Результаты экспериментальных исследований состава ПС на основе энергодисперсионного микроанализа.

4. Модели исследовательских испытаний (время испытаний, вибрации, деформации) РЭС КН.

5. Результаты испытаний и внедрения положений и выводов диссертационной работы, включая разработанные конструкции, методики и ачгоритм. Достоверность результатов

Степень достоверности получепных результатов определялась обоснованностью допущений теоретических положений и моделей, путем сравнения расчетных результатов с экспериментальными данными, достаточным количеством экспериментальных данных, косвенной верификацией результатов испытаний.

Реализация и внедрение результатов работы

Разработанные в диссертации алгоритм, методика испытаний, тестовые блоки и узлы внедрены в ОАО РКЦ «Прогресс» и в учебный процесс в ФГАОУ ВО «Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва» (национальный исследовательский университет). Личный вклад автора

Основные результаты, включенные в диссертацию, получены лично автором. Обсуждение и анализ теоретических и экспериментальных результатов проводились совместно с научным руководителем. В устройстве контроля нелинейных искажений автору принадлежит конструктивно-технологическое проектирование, отработка и внедрение. Анализ вибраций и внутренних напряжений компонентов проведен совместно с соавторами.

Апробация работы

Основные результаты были доложены на следующих конференциях и симпозиумах: Всероссийской НТК «Актуальные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций» (г. Самара, 2010, 2011, 2012, 2013, 2014 гг.); V-ой Всероссийской НТК «Радиолокация и радиосвязь» (М.: 2011, ИРЭ РАН им. В.А. Котельникова); международных НТК SWORLD (Украина, Одесса, 2012, 2014 гг.); Всероссийской НТК «Новые информационные технологии в научных исследованиях» (Рязань, РГРТУ, 2010, 2011 гг.); симпозиу ме с международным участием «Самолетостроение России. Проблемы и перспективы» (г. Самара, 2012); XII Королёвских чтениях (г. Самара, 2013); XIX ВНТК по неразрушающему контролю и технической диагностике (г. Самара, 2011); 1П Козловских чтениях (г.Самара, 2013).

Публикации

Основное содержание диссертации отражено в 27 научных работах, из них 5 опубликованы в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК, и 1 патенте на изобретение.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти разделов, основных результатов и выводов, списка использованных источников из 136 наименований и приложений на 18 страницах. Основной текст диссертации изложен на 178 страницах и содержит 18 таблиц и 75 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цели и основные задачи исследований, научная новизна и практическая значимость результатов диссертации.

В первом разделе анализируется и систематизируется информация по надежности электронных систем, по видам испытаний. Проведен обзор имеющихся системы приема и преобразования информации и космических систем наблюдения высокого разрешения. Описаны критерии надежности паяного соединения.

Показано, что для определения условий эксплуатации ЮС КН, изготавливаемых по разработанному КТВ, требуется установить статистические или детерминированные зависимости характеристик качества (надежности) от уровней нагрузок и времени их воздействия при эксплуатации.

Эти связи устанавливают в процессе информативных испытаний: исследовательских, определительных и типовых. Конструкция тестовой схемы (ТС), предназначенной для исследовательских испытаний, должна включать элементы, необходимые для оценки характеристик уровня качества ТП.

По этим элементам можно определить уровень настройки, точность выполнения основных технологических операций, прогнозировать надежность (используя статистические связи информативного параметра и характеристики надежности) и выявлять деградационные процессы. Исследовательские испытания позволяют получить информацию, характеризующую ТП и выбранные конструктивные решения изделий по точности формирования элементов физической структуры, по

уровню их повреждаемости, по характеристикам стабильности и надежности основных элементов ЮС и др.

Исследовательские испытания позволяют установить механизмы возникновения отказов и параметры, характеризующие эти механизмы, нагрузки, ускоряющие механизм отказа, и диапазон их действия (автомодельность).

В результате проведения определительных испытаний определяют показатели надежности элементов внедряемого КТВ ЭС СН, а также пригашается решение о внедрении разработанного КТВ изделия.

При дальнейшем совершенствовании внедренного КТВ изделия проводятся типовые испытания по программе сравнительных ускоренных испытаний.

Изложенный комплекс информативных испытаний тестовых схем позволяет: оперативно получать информацию о качестве и надежности элементов изделий ЭС СН; сравнивать предельные, разрушающие нагрузки и запасы «прочности» элементов, изготовленных в различных конструктивных вариантах; определять параметры безотказности и сохраняемости основных наиболее критичных (из применяемых) по конструкции элементов; устанавливать эффективность мероприятий, проводимых для обеспечения надежности, оперативно получать сравнительные характеристики качества элементов в составе изделий при изменении конструкции изделия или технологии его изготовления.

Изложено описание объектов исследования, а также критерии надёжности ПС в их составе.

Второй раздел посвящен выбору структуры методики исследовательских ускоренных испытаний, рассмотрены особенности таких испытаний. Проведен анализ технологии изготовления электронных устройств и основные дефекты пайки. Описан принцип работы устройства нелинейных искажений радиоэлементов.

На основе проведённого анализа литературы, изучения опыта ряда предприятий и с учётом современных тенденций развития техники и технологии испытаний радиоэлектронных средств была предложена следующая структура методики.

1. Подготовка изделий РЭС к испытанию.

2. Изучение технической документации.

3. Внешний осмотр изделий.

4. Измерение электрических параметров изделий.

5. Выбор испытательного оборудования.

6. Разработка дополнительных средств испытания и контроля.

7. Выбор метода испытаний.

8. Разработка модели испытаний.

9. Выбор средств измерения параметров.

10. Анализ результатов предыдущих испытаний.

11. Выбор испытательных воздействий.

12. Выбор (разработка) модели оценки надёжности.

13.Выбор контрольной точки.

14.Выбор приспособления для крепления изделий и способов крепления.

15. Проверка оборудования установки перед началом новых испытаний.'

16. Установка испытательных режимов.

17. Проведение испытаний.

18. Контроль режимов испытания.

19. Анализ отказов.

20. Анализ дефектов.

21. Обработка результатов.

22. Подготовка рекомендаций и протоколов.

Особую важность имеет установление соотношения между ускоренным испытанием и реальными условиями эксплуатации, которые подвергаются ускорению, без этого любые выводы могут быть в корне неверными.

Для выделения различных процессов разрушения существуют различные типы испытаний. Для ускорения механизмов разрушения, от которых зависит долговечность паяного соединения, необходимо выполнить испытания на тепловую усталость, тепловой удар и вибрационные испытания. Выбор типа и условий испытаний должен осуществляться на основании соответствующих механизмов отказа или повреждения и условий эксплуатации.

Одна из наиболее сложных задач, которая стоит при проведении ускоренных испытаний - это определение усталости паяного соединения и его последующее обнаружение.

Был разработан алгоритм ускоренных испытаний (рисунок 1).

Для регистрации нарушения целостности электрической последовательной цепи был выбран многоканальный автоматизированный регистратор отказов тестовых цепей. Регистрация ведется непрерывно при проведении испытаний образцов на термоциклирование.

Испытания образцов тестовых модулей на воздействие вибрации, линейных ускорений и механических ударов одиночного и многократного действия в нашем случае проводятся без электрической нагрузки.

Установлено, что для исследования ПС элементов в БГР-корпусах необходимо проводить дополнительные испытания, так как вероятностная характеристика их отказов шире.

В связи с тем, что в процессе испытаний не происходит восстановление паяных соединений, то получение последующих данных может служить основанием для определения параметра потока отказов.

Была разработана модель времени испытаний и определено рациональное время испытаний электрорадиоизделий. Такая задача на данном этапе является нетривиальной. Было принято, что зависимость параметров ЭРИ от времени можно описать линейной моделью следующего вида:

У(0=/?„+£/,+£■„,

где Ра, Р1 - неизвестные (неслучайные) коэффициенты; е, - случайная величина, дисперсия которой а2 не зависит от времени Г,, а ковариация случайных величин е, и е, равна нулю при 1ф) .

Рассмотрен случай 2-х критичных параметров ЭРИ: П] и П2. Тогда, при существующей длительности испытаний, вероятность отнесения потенциально ненадежного ЭРИ к надежному оценивается величиной:

Если доля невыявленных потенциально ненадежных ЭРИ велика, время испытаний необходимо увеличить. Пусть доля невыявленных в процессе испытаний потенциально ненадежных ЭРИ не должна превышать аг. Количество измерений, необходимое для этого, определим как наименьшее целое к, удовлетворяющее неравенству:

I

Терпсподгапсдка {сотаяб&ие/

■терг^икщхбогае

О

Изготйл&ие TM

йяугоид&ь*,-? йибрали

Иоытхяия на mneiß*№ нагрузки

А_

[ iLeu j

Рисунок 1. Алгоритм ускоренных испытаний 9

а время испытаний 1ИСП вычислим как

УГ,

гдеТ- период времени между измерениями.

В третьем разделе рассмотрены вопросы проектирования тестового модуля для проведения исследовательских испытаний, описаны конструкторские расчеты и обоснован подбор имитаторов электрорадиоизделий. Предложена методика и произведен расчет параметров вибрации навесных ЭРИ.

Все компоненты должны быть подготовлены для внутреннего межсоединения выводов таким образом, чтобы при соединении с рисунком подложки печатного узла образовалась завершённая топология измерительного контура. Конструкция тестового печатного узла должна допускать непрерывный электрический контроль в течение полного теплового цикла. Конструкция тестового блока приведена на рисунке 2.

гг

Рисунок 2. Конструкция тестового блока

Практика ряда предприятий показала, что наиболее опасной механической нагрузкой , приводящей к разрушению выводов элементной базы при креплении их на плату, является вибрация.

Колебания, которые передаются на элементы крепления элементной базы, вызывают сложные вибрационные напряжения.

Разрушение под действием вибрационных нагрузок очень сложный процесс. Возникает разрушение в микроструктуре материала, развивается на границе зерен и неоднородностей в трещины и зоны с концентрацией напряжений. В областях пика нагрузки возникают микросдвиги, которые не всегда зависят от формы пика и его длительности. Эти микросдвиги накапливаются, суммируются, что вызывает рост деформаций. Были разработаны модель вибраций и методика их расчёта при испытании РЭС.

Если нагрузка симметрична, то принято считать не число пиков, а число периодов или циклов.

Число циклов до разрушения можно определить формулой

при 104 < Ыт < 107,

где ат - амплитудное значение напряжения, ат - предел текучести материала, <г_! - предел усталостной прочности, - разрушающее число циклов при напряжении , Nm - разрушающее число циклов при напряжении ат.

При гармонической вибрации на резонансной частоте динамические напряжения максимальны и при этом фиксируется минимальное время до разрушения t0

/О "т

Разрушение ряда материалов определяется числом резонансных колебаний.

Величина частного повреждения за данное время и величина частной скорости повреждения может быть представлена следующими выражениями:

где Pk - вероятности для данного источника вибрации (вероятность амплитуды).

Четвертый раздел описывает разработанный проект технологического процесса подготовки и проведения ускоренных испытаний.

Тестовые модули должны быть изготовлены по действующей технологической документации и иметь порядковые номера

Тестовые электронные модули для проведения предварительных испытаний физико-химических свойств паяных соединений перед проведением испытаний необходимо подвергнуть ускоренному температурному состариванию путем выдержки их в течение 300 часов при температуре 100°С на воздухе для имитации некоторого периода ускорения таких возможных процессов, как рост зерен припоя и дендритов, образование интерметаллических соединений и окисление.

Параметром-критерием годности является целостность последовательных тестовых цепей, состоящих из испытываемых паяных соединений одного типа, проводников платы и внутренних проводников имитаторов ЭРИ. Причины нарушения целостности электрической цепи должны стать предметом тщательного анализа с целью идентификации имешю отказов паяных соединений.

Был выбран план испытаний NUT (N - число ПС, U - не восстанавливается при испытаниях в случае отказа, Т - время испытаний). Отказавшее ПС не восстанавливается. Восстанавливается целостность последовательной тестовой цепи методом впаивания в цепь короткой проволочной перемычки, шунтирующей дефектный участок тестовой цепи.

В связи с тем, что в процессе испытаний не происходит восстановление паяных соединений, то получение последующих данных может служить основанием для определения параметра потока отказов.

Для прогнозирования уровня надежности ПС выбрана математическая модель на основех~ - распределения, которая позволяет дать количественную надежностную оценку ПС при относительно малом времени испытаний и малой степени выборки по результатам испытаний, а также установить связь традиционных показателей надёжности с полученными результатами испытаний.

Продемонстрировано построение величины х2 и особенности ее применения при оценке надежности любой подгруппы изделий.

В пятом разделе рассмотрены результаты исследований паяных соединений различных типов ЭРИ, описана методика получения микрошлифов и их анализа, предложена методика анализа температурных напряжений в ЭРИ и покрытиях.

Разработаны основные принципы модернизации технологического процесса монтажа по результатам исследований.

Была рассмотрена и решена задача оценки внутренних напряжений, возникающих в некоторых типах микросхем во время испытаний. В качестве примера приведем вариант внутренних температурных напряжений. В общем случае распространение тепла приводит к возникновению напряжений. Назовём их внутренними температурными напряжениями независимо от способов закрепления.

Пусть в стационарном режиме удельная объёмная мощность потерь будет равно Р. Уравнение теплопроводности можно записать в виде

Интегрируя с учётом тепловых усилий, получим распределения температуры:

Рхг

Т = Т -—, а 2Л

где - температура в центре пластины. Деформация и температура связаны между собой:

е = ат(Т-Т0),

(Ре _ с?Т _Р сЬ? °т сьг А'

Тогда после интегрирования получим

Рс2

где е„ - деформация в центре пластины.

Данное выражение является моделью деформации при проведении исследовательских испытаний.

Для обеспечения требований качества, предъявляемых к РЭС космических систем, необходимо провести два этапа коррекции технологического процесса:

1. Стабилизация качества технологического процесса по параметрам, определяемым неразрушающим контролем (визуальный, оптический, рентгеновский контроль);

2. Стабилизация качества технологического процесса по результатам разрушающего контроля паяного соединения (анализ микрошлифов).

В данной главе предложены также принципы и особенности этапа наземных исследовательских испытаний при отработке нового КТВ РЭС и систем космического аппарата. Они сводятся к следующему.

1. Выбор варианта испытаний (ЭРИ, в составе блока и т.д.).

2. Выбор видов испытательных воздействий.

3. Выбор режимов испытательных воздействий.

4. Разработка технологической схемы контроля.

5. Выбор испытательного и контрольного оборудования.

6. Выбор критерия отказа.

7. Определение индивидуальных коэффициентов ускорения элементов и компонентов, в том числе ПС.

8. Определение коэффициентов ускорения для устройств через коэффициенты ускорения элементов.

9. Определение коэффициента ускорения для системы в целом на основе подходов асимптотической теории ускоренных испытаний.

10. Разработка плана испытаний и контроля параметров.

11. Проведение испытаний.

12. Анализ результатов испытаний.

13. Расчётный анализ и оценка правильности принятых схемотехнических, конструкторских и технологических решений.

14. Анализ возможности использования виртуальных испытаний.

15. Проведение дополнительных испытаний (в случае необходимости), в том числе отбраковочных, в том числе разрушающих, в том числе диагностики.

16. Присвоение элементам, устройствам и системе квалификационных групп.

17. При несоблюдении требований надёжности проводят следующие мероприятия; уточняют фактические уровни внешних воздействий, снижают электрические и тепловые нагрузки, вводят дополнительный контроль элементов.

Заключение

В процессе выполнения диссертационной работы получены следующие основные результаты:

1. Проведено экспериментальное исследование качества паяных соединений компонентов электронных узлов и блоков в условиях комбинированного межсоединения (пайки) для космической аппаратуры с длительным сроком активного существования. Выявлены наиболее критичные дефекты ПС и условия их возникновения.

2. На основе проведенного системного анализа и результатов лабораторных исследований предложены методика и алгоритм исследовательских ускоренных испытаний радиоэлектронной аппаратуры космического назначения. Определен вариант ускоряющих факторов испытаний, позволяющий управлять воздействиями на испытываемое изделие для обеспечения наименьшей трудоемкости при неизменной информативности и минимальной погрешности результатов. Использование разработанной методики позволяет сократить время испытания изделий, а также снижает его затраты.

3. Разработаны тестовые конструкции радиоэлектронных узлов и блоков, определены более достоверные проектные нормы ре&чизации КТВ аппаратуры КА. Это позволило обеспечить более точную оценку надежности ПС и ЭУ в целом. Предложенные КТВ реализации тестовых узлов и блоков космической аппаратуры показали их высокую эффективность.

4. Рассмотрены основные виды отказов РЭС, предложены критерии отказа ПС для условий комбинированной пайки и методика анализа их дефектов. Это позволило определить запас надежности отказа аппаратуры специального назначения.

5. Предложены новые модели режимов исследовательских испытаний (времени испытаний, деформаций, вибраций), обеспечивающие на базе разработанной методики комплексное решение проблемы обеспечения надёжности электронных узлов КА.

6. В процессе экспериментального исследования состава ПС на основе энергодисперсионного анализа выявлены соотношения компонентов, обеспечивающие требуемое значение надежности.

7. Предложена технологическая схема контроля ПС в процессе отработки ТП монтажа и пайки РЭС. Для контроля нелинейных искажений ряда критичных радиоэлементов разработано и внедрено дополнительное устройство. Разработано новое устройство подгонки элементов.

8. По результатам проведенных испытаний выявлены основные закономерности влияния режимов ТП на качество ПС, модернизирован технологический процесс монтажа и пайки штатных блоков космической аппаратуры.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикации в изданиях по перечню ВАК:

1. Шопин Т.П., Тюлевин C.B., Пиганов М.Н., Наседкин A.B. Устройство контроля нелинейных искажений радиоэлементов // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета имени академика С. П. Королёва (национального исследовательского университета). - 2014, №2 (44). С. 56-60.

2. Наседкин A.B., Шумских И.Ю. Разработка тестовых конструкций для испытания электронных устройств космической аппаратуры // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета имени академика С. П. Королёва (национального исследовательского университета). - 2014, №2 (44). С. 118-124.

3. Краснощёкова Г.Ф., Тюлевин C.B., Наседкин A.B., Мишанов P.O. Методика анализа температурных напряжений в микросхемах // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета имени академика С. П. Королёва (национального исследовательского университета). - 2014, №2 (44). С. 138-141.

4. Наседкин A.B. Методика ускоренных исследовательских испытаний паяных соединений поверхностно монтируемых электрорадиоизделий // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета имени академика С. П. Королёва (национального исследовательского университета). -2011, №7 (31). С. 153-157.

5. Наседкин A.B., Тюлевин C.B., Пиганов М.Н. Методика производственных испытаний электронных узлов // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета имени академика С. П. Королёва (национального исследовательского университета). - 2012, №7 (38). С. 76-84.

Патент на изобретение:

6. Пиганов М.Н., Шопин Т.П., Тюлевин C.B., Наседкин A.B. Устройство для подгонки тонкопленочных резисторов. Патент 2528432, Российская Федерация, МПК Н01С 17/00, опубл. 20.09.2014. Бюл. №26.8с.

Публикации в других изданиях:

7. Наседкин A.B. Разработка технологического процесса ускоренных испытаний поверхностно-монтируемых элементов И Актуальные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций: матер. Всероссийской НТК.- Самара: Изд-во СГАУ, 2014. С.84-87.

8. Наседкин A.B., Гизатулов И.Р. Оценка надежности паяных соединений электронных узлов космической аппаратуры // Актуальные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций: матер. Всероссийская НТК.- Самара: Изд-во СГАУ, 2014. С.96-98.

9. Наседкин A.B. Технологическая схема контроля электронных узлов с поверхностно-монтируемыми ЭРИ // Актуальные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций: матер. Всероссийская НТК.- Самара: Изд-во СГАУ, 2014. С.90-93.

Ю.Тюлевин C.B., Наседкин A.B., Пиганов М.Н. Анализ качества паяных соединений чип-резисторов // Актуальные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций: матер. Всероссийской НТК.- Самара: Изд-во СГАУ, 2011. С.214-221.

П.Тюлевин C.B., Наседкин A.B., Архипов А.И., Пиганов М.Н. Защитные покрытия электронных узлов космических РЭС // Радиолокация и радиосвязь: матер. V всероссийской НТК.- Москва: ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН, 2011. С.125-128.

12. Наседкин A.B., Тюлевин C.B., Пиганов М.Н., Архипов А.И. Исследование и анализ качества паяных соединений компонентов с торцевыми выводами // Материалы международной научно-практической конференции «Современные проблемы и пути их решения в науке, транспорте, производстве и образовании (сборн. науч. тр. SWorld)». - Одесса, Черноморье, 2011. Т. 9. Вып. 4. С. 50-54.

13. Наседкин A.B. Методика испытаний паяных соединений // Актуальные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций: матер. Всероссийской НТК.- Самара: Изд-во СГАУ, 2011. С.211-213.

14.Тюлевин C.B., Шумских И.Ю., Наседкин A.B., Пиганов М.Н. Новые паяльные пасты для поверхностного монтажа космической аппаратуры // Радиолокация и радиосвязь: матер. V всероссийской НТК.- Москва: ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН, 2011. С.129-131.

15. Наседкин A.B. Проектирование посадочных мест с помощью инструмента IPC FootPrintWizard в Altium Designer // Новые информационные технологии в научных исследованиях: матер. XVI всероссийской НТК студентов, молодых ученых и специалистов. - Рязань: Изд-во РГРТУ, 2011. С. 154-155.

16. Наседкин A.B., Пиганов М.Н. Технологические испытания сложных электронных модулей космической аппаратуры с SMT - монтажом // Самолетостроение России. Проблемы и перспективы: матер, симпоз. с междун. уч. - Россия, Самара: СГАУ, 2012. С.284-285.

П.Тюлевин C.B., Пиганов М.Н., Шопин Г.П., Наседкин A.B. Устройство контроля нелинейных искажений радиоэлементов // Сборник научных трудов SWORLD. - Украина, Одесса: Куприенко C.B., 2014. Вып. 1. Т.9. С. 74-79.

18.Tyulevin S.V., Piganov M.N, Shopin G.P., Nasedkin A.V. Nonlinear radioelement distortion control device // Е-журнал, 2014. №6.

19. Тюлевин C.B., Наседкин A.B., Пиганов М.Н. Принципы проведения этапа наземных исследовательских испытаний космической аппаратуры с длительным сроком активного функционирования // Актуальные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций: матер. Всероссийской НТК. -Самара, 2013.-С.150-151.

20. Наседкин A.B. Пути решения проблем виброиспьгганий тестовых блоков // Актуальные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций: матер. Всеросс. НТК. - Самара: Изд-во СГАУ, 2012. С. 95-98.

21. Наседкин A.B. Анализ результатов испытаний электронных узлов // XII Королёвские чтения: сборн. тр. межд. науч. конф. - Самара: Изд-во СГАУ, 2013. Т. 2. С. 96.

22. Козлова И.Н., Тюлевин C.B., Наседкин A.B. Методика диагностического контроля и отбраковки полупроводниковых диодов // XIX Всеросс. НТК по неразрушающему контролю и технической диагностике: тез. докл. - М.: Издат. дом «Спектр», 2011. С. 455-457.

23. Наседкин A.B. Программный комплекс для решения задачи вычисления оценки параметров системы контроля при эксплуатации бортового оборудования // Актуальные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций: матер. Всеросс. НТК. - Самара: Изд-во СГАУ, 2010. С. 160-161.

24. Наседкин A.B., Молчанов Е.А., Тюлевин C.B. Методика испытаний радиоэлектронных комплексов космических аппаратов // Актуальные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций: матер. Всероссийской НТК. - Самара: Изд-во СГАУ, 2013. С. 90-92.

25. Наседкин A.B. Модернизация технологического процесса поверхностного монтажа космической аппаратуры по результатам испытаний // Актуальные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций: матер. Всеросс. НТК. -Самара: Изд-во СГАУ, 2014. С. 76-81.

26. Наседкин A.B., Пахомов A.C., Иванов A.B. Выбор технологического процесса группового монтажа радиоэлементов с бессвинцовыми выводами // Козловские чтения: матер. 1П всероссийской НТК. — Самара: Изд-во СНЦ РАН, 2013. С. 500-504.

27.Краснощекова Г.Ф., Тюлевин C.B., Наседкин A.B. Расчет параметров вибрации и вероятностные характеристики колебаний при испытании навесных элементов электронных средств // Актуальные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций: матер. Всеросс. НТК. - Самара: Изд-во СГАУ, 2013. С. 163-170.

Подписано в печать 10.02.2015 Формат 60 х 84/16. Бумага ксероксная Печать оперативная Объем -1,0 усл. п. л Тираж 100 экз. Заказ № /<Р. Отпечатано в типографии издательства СГАУ 443086, г. Самара, Московское шоссе, 34; тел.:267-44~45