CC BY
39
В результате выполнения экспериментальных работ у резисторов не обнаружено каких-либо отклонений по величине сопротивления в процессе воздействия ударных нагрузок, а также видимых механических повреждений и отклонений величины сопротивления, превышающих требования НТД.
Работоспособность резисторов определяется при ускорении ударных нагрузок в 0,5 условная единицы. Результаты испытаний резисторов СП5-21 на воздействие ударных нагрузок приведены в протоколах испытаний и в таблице 2.
По результатам выполнения работы можно судить о стойкости исследованных типов проволочных резисторов к воздействию повышенных вибрационных и ударных нагрузок и сделать некоторые рекомендации по повышению их стойкости к данным видам воздействия.
Результаты испытаний резисторов
Соотношение величин ускорений Таблица 1 и длительности ударных импульсов
№ пп Величина ускорения в условных единицах длительность удара, Мс
1 0,5 1,4
2 1,5 0,2-0,4
3 3 0,1
4 5 0,1
5 10 0,1
6 20 0,1
7 30 0,1
на воздействие ударных нагрузок Таблица 2
№ пп Величина ускорения в усл. единицах Количество отказов
ступенчатая нагрузка циклическая нагрузка
вертикальное положение горизонтальное положение вертикальное положение горизонтальное положение
1 0,5 не проводилось - + не проводилось
2 1,58 не проводилось + 4
3 3 7 + -
4 5 3 3 -
5 10 не проводилось 6 -
Резисторы типа СП5-21 по своей конструкции (недостаточное контактное давление и жесткость контактной пружины) не рассчитаны на эксплуатацию при воздействии механических нагрузок выше требований ТУ.
Увеличение контактного давления пружины на резистивный элемент в существующих в настоящее время типах переменных проволочных резисторах приведет к его обрыву в результате перемещения подвижной системы, поэтому для повышения механической прочности переменных резисторов необходима разработка принципиально новых типов переменных резисторов, обеспечивающих надлежащую жесткость пружины после установки резисторов в
РЭА. При перемещении подвижной системы резистора в его конструкции необходимо предусмотреть снижение контактного давления. Для повышения стойкости резисторов к воздействию ударных нагрузок в десятки тысяч д необходимо усилить приклейку резистивного элемента к основанию и заменить пайку выводов к резистивному элементу и токосъемнику сваркой.
Способ крепления резисторов при эксплуатации в РЭА должен быть достаточно надежным к воздействию повышенных механических нагрузок или предусматривать их заливку специальными компаундами.
ЛИТЕРАТУРА
1. Королева М. А. Неразрушающие методы контроля качества тонкопленочных резисторов / М.А. Королева, А.Н. Виньчаков, Доросинский А. Ю. // Надежность и качество: сб. тр. междунар. симп. : в 2 т. - Пенза : Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2014. - Т. 2. - С. 257-260.
УДК 658.5
Герасимов1 О.Н., Доросинский2 А.1
Березин3 М.Н.
1АО «Научно-исследовательский институт физических измерений», Пенза, Россия
2АО «Электромеханика», Пенза, Россия
3АО «ППОЭВТим. В.А.Ревунова», Пенза, Россия
МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА КОНТАКТНЫХ УЗЛОВ ИЗДЕЛИЙ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ
Выполнен обзор существующих конструкций контактных узлов и способов их исполнения.
Рассмотрены методы контроля качества контактных узлов и выделены преимущества и недостатки каждого из методов. Даны рекомендации по применению данных методов на производстве Ключевые слова:
контроль качества, контакт, узел, метод, изделие
Введение
В зависимости от конструктивно-технологического решения резистора имеются контактные узлы самых разных типов. Наиболее известны:
сварной контактный узел, выполненный методом точечной конденсаторной сварки;
гальванический контактный узел, выполненный методом осаждения металла на контактную пару;
паяный контактный узел, выполненный методом пайки высокотемпературными припоями с применением специальных активных или реактивных флюсов;
термохимический контактный узел, выполненный методом термического восстановления металла.
Несмотря на большое разнообразие конструктивно-технологических решений контактных узлов, к последним предъявляются следующие требования: контактный узел должен иметь малое собственное сопротивление;
величина сопротивления контактного узла должна быть стабильной во времени при воздействии внешних факторов;
ТКС контактного узла должен быть минимален;
конструкция контактного узла должна предусматривать возможность его исполнения в минимальных габаритах;
контактный узел должен быть достаточно прочен механически;
способ исполнения контактного узла должен быть технологичным и обеспечивать высокую производительность.
С целью проверки требований предъявляемых к контактному узлу используются методы контроля его качества.
Современные методы контроля качества выполнения неразъемных контактных соединений можно условно разделить на два основных вида:
методы контроля, связанные с разрушением конструкции контактного узла;
неразрушающие методы контроля.
К первому виду относятся метод металлографического анализа и метод определения механической прочности контактного узла. Ко второму относятся. Ко второму можно отнести рентгеновский,
инфракрасный и кондуктометрический предполагающий измерение сопротивления контакта. Разрушающие методы контроля
Целью металлографических исследований является определение микроструктуры сварных, паяных и других соединений, а также выявления их внутренних дефектов, таких, как непровары, микротрещины, инородные тела, поры и др.
Причины возникновения дефектов контактных соединений могут быть самыми различными, например: наличие окисных пленок в месте соединения; загрязнение места соединения различными непроводящими материалами, применяемыми в техпроцессе изготовления того или иного типа резисторов (лаки, клеи и т.п.);
нарушение технологических режимов (недостаточные или повышенные температура и время пайки, неотлаженность оборудования при сварке и т.д.).
Так как метод металлографического анализа трудоемок (изготовление микрошлифов) и связан с разрушением готового изделия, то использование его как метода контроля уровня производства неэкономично и, следовательно, нецелесообразно. Этот метод приемлем при проведении исследований, связанных с отработкой технологического процесса. В случае тщательной отработки техпроцесса и пунктуальном его соблюдении в производстве должно иметь место высокое качество контактных узлов.
Для оценки механической прочности контактных узлов проводят испытания на разрыв и срез с приложением усилия под различными углами (30°; 45°; 90°; 180°; 0°) в зависимости от условий работы конкретного контактного соединения. Эти испытания позволяют оценить физические свойства контактов и степень снижения механической прочности соединения по сравнению с механической прочностью исходного материала из-за уменьшения сечения резистивного провода в месте контактирования, что обычно бывает при сварке. Оценка ведется по величине разрывного усилия, которое сопоставляется с прочностью целого проводника по формулам:
o = f, ф=-
ГГ
Fr,
-100 %,
где Об - предел прочности, кг/мм2;
Рв - разрывное усилие, кг/
Ео - начальная площадь поперечного сечения резистивного провода, мм2;
Ек - конечная площадь поперечного сечения провода, мм2;
^ - относительное сужение в процентах.
Этот способ оценки качества контактных узлов также связан с разрушением последнего. Однако, благодаря небольшой трудоемкости он может быть применен для установления оптимального режима сварки в начале проведения операции и для периодического контроля стабильности установленного режима на пробных образцах.
Неразрушающие методы контроля
В микроэлектронике применяются такие методы неразрушающего контроля, как рентгеновский и инфракрасный. Просвечивание рентгеновскими лучами позволяет обнаружить дефекты в герметизированных элементах. Применяется метод в основном для обнаружения дефектов в интегральных схемах. При
этом выявляются недостатки термокомпрессии, неправильный монтаж, наличие лишних металлических элементов, дефекты контактных соединений.
Инфракрасным методом можно исследовать любой объект, если его температура отлична от температуры фона. Для создания водимого градиента температур применяют либо нагрев за счет рассеивания в объекте электрической энергии, либо внешний нагреватель.
В качестве соединения судят по изменению температуры, например, сварное соединение с непроваром обладает высоким тепловым сопротивлением и, следовательно, вызывает больший градиент температуры.
Оба метода неразрушающего контроля трудоемки, требуют наличия специальной аппаратуры, высококвалифицированных специалистов и в производственной практике резисторостроения применения не нашли.
В этой области самое широкое распространение получил наиболее доступный из методов контроля - визуальный осмотр внешнего вида контактного узла. Цель визуального осмотра - выявление некачественных соединений в результате оценки их внешнего вида и сравнения с внешним видом эталонных образцов.
Обычно основными критериями оценки качества паяных контактных соединений при визуальном осмотре является состояние поверхности припоя и форма полученного соединения. Пайка считается удовлетворительной, если припой имеет сферическую форму с гладкой блестящей поверхностью.
Сварные контактные узлы считаются удовлетворительными по качеству при отсутствии таких внешних признаков дефектов, как выплески, пережоги, подгары (появление цветов побежалости) и др.
Выводы
Как видно из вышеизложенного все объективные методы контроля качества контактных соединений за счет своей трудоемкости не нашли применения в промышленной практике. При этом контроль визуальным осмотром относительно нетрудоемок, однако, субъективен и не дает 100-процентной гарантии качества контролируемого соединения.
Поэтому хорошей альтернативой вышеописанным методам может быть проверка электрического сопротивления контакта с помощью малых токов. Данный вид может обеспечить высокую эффективность контроля так как на малых токах дефект контакта может проявлять себя как паразитное нелинейное сопротивление по значениям которого можно судить о причине дефекта.
Наряду с этим, для получения высококачественных контактных соединений эффективным является и тщательная отработка технологического процесса и контроль за его правильным выполнением.
Для получения высококачественных контактных узлов необходимо осуществлять:
предварительный контроль;
контроль в процессе получения контакта;
окончательный контроль.
Предварительный контроль предполагает проверку технического состояния оборудования, приспособлений, инструмента и проверку состояния соединяемых поверхностей. Контроль в процессе получения контактного узла заключается в систематической проверке режимов техпроцесса.
ЛИТЕРАТУРА
1. Доросинский, А. Ю. Неразрушающие методы контроля качества тонкопленочных резисторов / А. Ю. Доросинский, М.А. Королева, А.Н. Виньчаков // Надежность и качество: сб. тр. междунар. симп. : в 2 т. - Пенза : Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2014. - Т. 2. - С. 257-260.
2. Гришко А.К. Анализ надежности сложной системы на основе динамики вероятности отказов подсистем и девиации параметров / А.К. Гришко // XXI век: итоги прошлого и проблемы настоящего плюс. - 2016.
- № 6 (34). - С. 116-121.
3. Гришко А.К. Алгоритм пространственно-параметрического синтеза электромонтажа радиоэлектронных средств / А.К. Гришко, П.Г. Андреев, В.Я. Баннов // Труды международного симпозиума Надежность и качество. - 2015. - Т. 1. - С. 181-182.
4. Гришко А.К. Оптимизация размещения элементов РЭС на основе многоуровневой геоинформационной модели // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Технические науки.
- 2015. - № 3 (47). - С. 85-90.
