Системные вопросы анализа причин отказов РЭА и ЭРИ. Лекция 10

1.

Лекция 10
Тема: Системные вопросы анализа
причин отказов РЭА и ЭРИ
Учебные вопросы:
1 Принципы построения систем анализа отказов;
2 Последовательность проведения, основные цели и методы
анализа отказов РЭА;
3 Методы углубленного анализа отказов ЭРИ;
4 Примеры отказов ЭРИ
1

2.

Методы исследования надежности
(анализа отказов)
Статистические
Физические
Статистические методы
предполагают проведение сбора
и анализ информации о
наработке и отказах, обобщение
и систематизацию этой
информации с целью получения
достоверных данных об уровне
надежности и наиболее часто
повторяющихся отказав
Физические методы
исследований направлены на
установление вида и причины
отказов каждого из изделий.
При
этом
достоверность
результатов исследований
определяется в первую очередь
эффективностью используемых
методов и совершенством
технических средств анализа.

3.

Место анализа причин отказов в системе обеспечения надежности
Требования
к
надежности
Эксплуатационная
надежность

4.

Вопрос 1 Принципы построения систем анализа
отказов
Для установления причин отказов создаются системы
анализа отказов (САО), в которых предусматривается:
- Порядок проведения анализа;
- Информационное обеспечение;
- Методическое обеспечение;
- Техническое обеспечение.
Основные требования к САО являются:
- Оперативность;
- Глубина анализа;
- Достоверность;
- Сопоставимость результатов.
4

5.

Порядок проведения анализа дефектных или отказавших изделий
заключается в последовательном выполнении следующих этапов:
- изучение и анализ сопроводительной документации на изделие, проверка
целостности тары и упаковки, внешний осмотр изделия, учет и передача
изделия на анализ;
- составление или оценка возможности использования имеющейся
конкретной программы исследования;
- проведение по указанной программе анализа брака или отказов с
установлением причины появления дефекта (отказа);
- составление актов, протоколов, отчетов; анализ, обобщение и
классификация полученных результатов; учет, хранение обработанных
результатов;
- представление полученной информации в заинтересованные
организации и подразделения, принятие совместных решений о разработке
мероприятий по устранению причин появления брака (отказов), внесение
соответствующих изменений в конструкторскую и технологическую
документацию.

6.

Структура информации об отказах

7.

Основные принципы построения САО
Иерархичности
Совместимости
Рекуррентности
Неповреждаемости
Производительности

8.

Подсистема
анализа
отказов РЭА
Достоверность
недостаточна,
анализ
повторяется
на том же
уровне
Достоверность достаточна,
производится переход на
следующий уровень
иерархии

9.

Вопрос 2 Последовательность проведения, основные цели и
методы анализа отказов РЭА
Этапы
Цели
Методы или контролируемые
характеристики (параметры)
Диагностирова
ние РЭА
Локализация отказавшего
узла (блока, ТЭЗ)
Программный и тестовый
контроль, измерение
функциональных параметров
РЭА, фиксация внешних
воздействий в момент отказа
Первичный
анализ
узла (блока,
ТЭЗ) без
вскрытия
Локализация отказавшего
элемента ЭРИ
Измерение электрических
параметров (по ТУ и
дополнительных: шумовых, mфакторов, амплитуды 3-й
гармоники тока и др.). Методы
разрушающего контроля
оптические, радиационные,
тепловые и др.

10.

Углубленный
физикохимический
анализ
вскрытого
узла (блока,
ТЭЗ)
Оптико-топологический
анализ: наблюдение
дефектных мест при
большом увеличении;
измерение размеров и
определение формы
конструктивных
элементов и посторонних
частиц; фиксация следов
коррозии; контроль
микрорельефа
поверхности (чистота
обработки, пористость)
Методы микроскопии:
оптический, в ультрафиолетовом
и инфракрасном свете, растровой
электронной, протонной,
рентгеновской телевизионной.
Методы спектроскопии:
оптический абсорбционной,
акустоэмиссионной,
рентгеновской, флюоресцентной,
инфракрасной, электронной,
ионной, ядерной гаммарезонансной, масс, СВЧ. Методы
интерферометрии: оптической,
голографической

11.

Анализ
элементного и
фазового
состава:
загрязнений,
коррозионных
слоев, примесей
(с
распределением
по глубине и по
поверхности)
Анализ радиационных,
дефектов, возникающих при
соответствующих процессах
(легирования,
стимулирующей диффузии)
или внешних воздействиях.
Анализ структурных
дефектов: плотности и
распределения (по
поверхности и глубине)
дислокаций; концентрации
точечных дефектов;
Исследование физикохимических свойств.
Методы анализа: химического,
нейтронно-активационного,
радиационного, газовой
хроматографии,
рентгеноструктурного, микроавторадиографического,
радиационно-химического
Моделирование
отказов
Подтверждение результатов и
подтверждение достоверности
результатов углубленного
анализа
Методы одно- и многофакторного
физического моделирования
внешних воздействий и
деградационных или разрушающих
дефектов. Методы аналогового,
цифрового и имитационного
детерминированного или
статистического моделирования
внешних воздействий или дефектов

12.

Алгоритм проведения анализа отказов полупроводниковых приборов

13.

Вопрос 3 Методы углубленного анализа отказов ЭРИ
Оптическая микроскопия
Анализ микрорельефа
поверхности, определение
формы и размера мелких
частиц, измерение размеров,
контроль загрязнений
Эмисионный спектральный
анализ
Определение состава
неорганических материалов
Спектральный анализ
Локальное определение
состава неорганических
материалов
13

14.

Абсорбционная
оптическая
спектроскопия
Анализ состава органических
материалов, исследование
физических процессов в
диэлектриках и полупроводниках
Рентгеноспектральный
анализ (рентгеновский
микроанализ)
Локальное определение состава
неорганических материалов,
определение толщины и состава
тонких пленок, распределение
примесей и загрязнений по
поверхности и глубине
Масс-спектроскопия
Анализ состава неорганических
материалов и газов, в том числе в
тонких слоях при послойном
стравливании

15.

Химические методы
анализа
Анализ состава органических и
неорганических материалов
Рентгеноструктурный
анализ
Фазовый анализ неорганических
материалов, определение типа и
постоянной кристаллической
решетки, степени кристалличности
полимеров, ориентация
монокристаллов, дефектоскопия
Электронная растровая
микроскопия,
флуоресцентный анализ
Анализ микрорельефа поверхности,
определение формы и размера
мелких частиц, измерение размеров,
контроль загрязнений