Повышение достоверности контроля тепловых режимов элементов печатных узлов

УДК 681.518

ПОВЫШЕНИЕ ДОСТОВЕРНОСТИ КОНТРОЛЯ ТЕПЛОВЫХ РЕЖИМОВ ЭЛЕМЕНТОВ ПЕЧАТНЫХ УЗЛОВ

Масленникова Я. Л., Иванов И. А., Увайсов Р.И., Еремина В.Е.

Московский государственный институт электроники и математики (ТУ),

Россия, г.Москва

В работе рассматривается возможность повышения точности измерения температур комплектующих элементов печатных узлов для постановки более точных диагнозов при контроле и диагностике РЭС.

THE INCREASE OF RELIABILITY OF THE THERMAL MODES CONTROL OF PCB ELEMENTS

Maslennikova Y.L., Ivanov I.A., Uvaysov R.I., Eremina V.E.

Moscow State University of Electronics and Mathematics,

Moscow, Russian Federation

The possibility of accuracy increase of temperature measurement of PCB elements for statement of more exact diagnoses at control and diagnostics of radioelectronic means is considered in the research.

Измерение температур комплектующих электрорадиоэлементов (ЭРЭ) является обязательной процедурой при контроле тепловых режимов (рис.1) печатных узлов, выполняемой на этапах приемо-сдаточных и климатических испытаний.

В промышленности используются как контактные так и бесконтакные (тепловизоры, пирометры) методы измерения температур.

Дороговизна и невозможность измерения температур в объемных конструкциях РЭС ограничивают применение, в частности, тепловизионных средств. Поэтому наибольшее распространение все же получили контактные методы.

Однако и контактные методы обладают рядом недостатков. Во-первых, из-за соразмерных массо-габаритных характеристик термодатчиков и электрорадиоизделий (ЭРИ) истинные температуры комплектующих элементов подвергаются значительному искажению.

Во-вторых, на точность измерения оказывают влияние контактное сопротивление Rk между ЭРЭ и датчиком (рис.2), которое, в свою очередь, зависит от силы прижима датчика, состояния поверхностей контактирующих элементов и их материалов и прочее.

Достижения в развитии методов математического моделирования тепловых процессов, протекающих в РЭС и появление доступных и достаточных вычислительных ресурсов позволяют развить и усовершенствовать существующие методы контактных измерений температур (рис.3).

Поэтому целью данной работы является разработка метода повышения точности измерения температур комплектующих элементов печатных узлов

(ПУ) на основе математического моделирования тепловых процессов, протекающих в паре элемент - датчик.

Суть предлагаемого метода состоит в том, что моделируется ЭРЭ совместно с подключенным к нему термодатчиком и оценивается величина АТ - искажение истинной температуры, вносимое при измерении. Полученное расчетное значение АТ используется далее при контроле тепловых режимов ПУ для автоматической компенсации погрешностей индивидуально для каждого элемента на печатном узле.

Важным является и то, что путем проведения моделирования динамических процессов оценивается время наступления стационарного режима (рис.4) на всех элементах конструкции и рассчитывается минимальное время, через которое можно приступить к контролю температур режимов ПУ.

Результаты работы могут использоваться в промышленности при выходном контроле и испытаниях РЭС.

Рис. 1. Пример термограммы печатного узла

Рис. 2. Измерение температуры ЭРЭ контактным методом

Рис. 3. Структура метода автоматизированного контроля тепловых режимов ПУ РЭС

Рис. 4. Расчет времени выхода на стационарный тепловой режим

пары ЭРЭ - Датчик