СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ
METHOD OF DIAGNOSTICS OF RADIO ELECTRONIC DEVICES

Изобретение относится к области технической диагностики и может быть использовано для автоматизированного диагностирования технического состояния радиоэлектронных устройств (РЭУ) различных типов.
Известен способ выявления потенциально ненадежных плат для гибридных интегральных микросхем с помощью термостабилизации (патент RU №2577823), включающий очистку поверхности плат методом протирки спиртом или ацетоном для обезжиривания поверхности, помещение изделия в камеру конвекционной печи так, чтобы у атмосферы был доступ к проводниковому слою платы; термотренировку изделий в атмосфере воздуха при температуре процесса 100-170°С в течение 85-340 ч; проверку платы на адгезию липкой лентой с клеевым слоем; очистку поверхности плат методом протирки спиртом или ацетоном от остатков клеевого слоя на платах, внешний осмотр изделий с помощью микроскопа на предмет отслоения проводникового слоя.
Недостатком такого способа является многостадийность, трудоемкость процесса, а также риск возникновения дефекта платы при проведении технологических манипуляций.
Наиболее близким по технической сущности является способ автоматической бесконтактной диагностики радиоэлектронных устройств (патент RU №2107303), содержащих индуцирующие периодически изменяющееся магнитное поле рассеяния элементы, состоящий в измерении магнитной индукции поля рассеяния электротехнического устройства, разложении выходного сигнала измерителя-преобразователя в спектр и сравнении с заранее заданным значением, при этом на конструкцию объекта контроля механически закрепляют маркирующие магнитный поток его поля рассеяния, источники магнитного поля так, чтобы их взаимное расположение образовывало охватывающую все множество предварительно определенных для диагностируемого объекта точек измерения пространственную область маркированного магнитного потока, обеспечивают угловую стабилизацию оси чувствительности измерителя-преобразователя относительно объекта контроля, размещают измеритель-преобразователь в области маркированного магнитного потока и по величине и соотношению амплитуды спектральных составляющих сигнала измерителя-преобразователя, соответствующих частотам колебаний в используемых источниках магнитного поля, судят о текущем положении измерителя-преобразователя относительно объекта контроля, вычисляют по заранее известным зависимостям необходимое перемещение к первой точке измерений, перемещают измеритель-преобразователь в данную точку, затем для уточнения полученной информации осуществляют переход к следующим точкам измерений по соответствующему ситуационному алгоритму.
Недостатком такого способа является трудоемкость процесса, выражающегося в механическом закреплении на каждой конструкции объекта контроля источников магнитного поля, маркирующих магнитный поток его поля рассеяния.
Задачей изобретения является сокращение трудозатрат по проведению контроля работоспособности радиотехнических устройств, а именно многослойных печатных плат.
Техническим результатом изобретения является повышение достоверности отбора диагностируемых радиотехнических устройств и возможность выявления потенциально ненадежных структур и скрытых дефектов в платах, тем самым существенно повышая отказоустойчивость изделия в составе аппаратуры.
Технический результат достигается тем, что способ диагностики радиоэлектронных устройств включает помещение технически исправной многослойной печатной платы в фиксированное положение в переменное вращающееся электромагнитное поле строго определенной напряженности, таким
образом, чтобы вектор напряженности электромагнитного поля воздействовал на все элементы печатной платы с разных направлений и индуцировал в них электродвижущую силу, измерение показателей электродвижущей силы (ЭДС) с выходов многослойной печатной платы и принятие их за эталонные; внесение последующей печатной платы в то же фиксированное положение в переменное вращающееся электромагнитное поле той же напряженности, измерение показателей ЭДС с выходов многослойной печатной платы и их сравнение с эталонными показателями, хранящимися в банке данных, а при появлении различий между реальными и «эталонными» показателями, превышающими допустимые, параметры рассогласования поступают на электронно-вычислительную машину (ЭВМ) для принятия решения по дальнейшей эксплуатации многослойной печатной платы.
Способ применим к многослойным печатным платам, в которых в наружных проводящих слоях размещены печатные проводники, контактные площадки, радиоэлектроэлементы и соединители для внешних подключений, а во внутренних проводящих слоях - остальные печатные проводники.
Современные радиоэлектронные устройства в своем составе содержат элементы и различные составляющие, зависимые от влияния на них переменного электромагнитного поля, вследствие чего в этих элементах и составляющих технического устройства наводится ЭДС, вызывающая электрический ток, представляющий собой «отзыв» конкретно для каждого элемента.
На чертеже представлено:
фиг. 1 - воздействии на составляющие части радиоэлектронного устройства.
Таким образом, при воздействии на составляющие части радиоэлектронного устройства (фиг.) переменного электромагнитного поля (Н), являющегося своего рода тестовым сигналом, со стабильными параметрами, и сравнение ответной реакции этих устройств с эталонными данными, возможно судить о техническом состоянии объекта диагностирования (ОД) и выявить неисправные функциональные цепи в печатных платах.
При этом необходимо учитывать, что магнитное поле по-разному воздействует на составные элементы РЭУ. Так, например, при воздействии магнитного поля (Н) на полупроводниковый элемент РЭУ с энергозависимой памятью, при изменении направления вектора магнитного поля перпендикулярного относительно подложки полупроводникового носителя, его направление последовательно меняется, проникая в проводник и полупроводник с заданной частотой ω, индуцирует в нем переменное электрическое поле. Наведенное же поле в свою очередь вызывает появление вихревых токов, приводящих в состояние возбуждения заряды на полупроводниках и при дальнейшем изменении направления этого вектора начинает воздействовать другое затухающее магнитное поле Нпар с амплитудным значением напряженности магнитного поля, превышающим более, чем в два раза предыдущее, с вектором, изменяющим направление со 180° на 360° параллельно относительно подложки полупроводникового носителя, с частотой лежащей в пределах от 2ω до 4ω, которое также проникает в проводник и полупроводник и индуцирует в них переменное электрическое поле.
Примеры конкретного выполнения.
SS
Пример 1. В полеобразующее устройство, представляющее собой статор асинхронного электрического двигателя, генерирующее вращающееся электромагнитное поле напряженностью 1,05 А/м помещают в фиксированное положение исправную печатную плату «УЧКП - Устройство чтения карт памяти». При этом вектор напряженности электромагнитного поля воздействует на все элементы печатной платы с разных направлений и индуцирует в них электродвижущую силу. Напряжение измеряют между выводом V и выводами Vdd, Clock, Command, Data0, Data1, Data2, Data3. Снятый уровень напряжения составляет 50 мВ, его принимают за эталонное значение.
Затем в генерирующее вращающееся электромагнитное поле той же напряженности, помещают в то же фиксированное положение заведомо неисправную печатную плату «УЧКП - Устройство чтения карт памяти». Снятый, с тех же выводов, уровень напряжения составляет 15 мВ. Сравнение с эталонным показателем выявило различие между реальным и «эталонным» показателями, превышающим допустимые для этого вида плат, параметры рассогласования которые поступают на ЭВМ для принятия решения по дальнейшей эксплуатации платы.
Пример 2.
SS
В полеобразующее устройство, генерирующее вращающееся электромагнитное поле напряженностью 0,72 А/м помещают в фиксированное положение исправную интегральную микросхему в dip корпусе «ЭСПЗУ - Электрически стираемое постоянное запоминающее устройство 2Mbit Multipurpose Flash SST 39SF». Напряжение измеряют между выводом V и выводами Vdd (питание), DQ7 (вход-выход данных), А16 (адрес), WE# (разрешение записи), ОЕ# (разрешение вывода). Снятый уровень напряжения составляет 5 мВ, его принимают за эталонное значение.
Затем в генерирующее вращающееся электромагнитное поле той же напряженности помещают в фиксированное положение заведомо неисправную диагностируемую интегральную микросхему той же марки. Напряжение измеряют на тех же выводах. Снятый уровень напряжения составляет 4,3 мВ. Сравнение с эталонным показателем выявило незначительное различие между реальным и «эталонным» показателями, параметры рассогласования поступают на ЭВМ для принятия решения по дальнейшей эксплуатации платы.
Пример 3.
В полеобразующее устройство, генерирующее вращающееся электромагнитное поле напряженностью 1,68 А/м помещают в фиксированное положение заведомо исправную плату сетевого адаптера персонального компьютера PCI 100 Мбит/с. Напряжение измеряют между выводом Gnd и выводами Vпит, CLK, ADx, снятый уровень напряжения находится в пределах 28 мВ, его принимают за эталонное значение.
Затем в генерирующее вращающееся электромагнитное поле той же напряженности помещают в фиксированное положение аналогичную неисправную диагностируемую плату. Напряжение измеряют с тех же выводов, Снятый уровень напряжения составляет 14 мВ. Сравнение с эталонным показателем выявило различие между реальным и «эталонным» показателями, превышающим допустимые для этого вида плат. Параметры рассогласования поступают на ЭВМ для принятия решения по дальнейшей эксплуатации платы.
Таким образом, способ диагностирования может быть использован как в процессе производства на предприятиях-изготовителях радиоэлектронной аппаратуры, так и при контроле работоспособности в процессе эксплуатации.