[發(fā)明專利]基于隨機(jī)振動(dòng)的密封電子元器件多余物的檢測(cè)裝置及方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010123941.6
• 申請(qǐng)日: 2010-03-15
• 公開（公告）號(hào): CN101806917A
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 翟國(guó)富;唐曉慶;王世成;王國(guó)濤;張龍;陳金豹;烏英嘎;陳蕊;張昆;胡彪;邢通
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01V1/00
• 分類號(hào): G01V1/00;G01M7/02;G01N19/08
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 張宏威

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種密封電子元器件多余物的檢測(cè)裝置及方法。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體元器件、集成電路、航天繼電器等密封電子元器件是廣泛應(yīng)用于航空航天、武器裝備等國(guó)防電子系統(tǒng)的基礎(chǔ)性元件，在控制、導(dǎo)航、信號(hào)傳遞、電源分配、姿態(tài)調(diào)整等分系統(tǒng)中起著重要的作用。例如，某運(yùn)載火箭控制系統(tǒng)使用的密封電子元器件數(shù)以萬(wàn)計(jì)，由此可見(jiàn)密封電子元器件的可靠性直接影響著航天型號(hào)的可靠性。

由于密封電子元器件制造工藝復(fù)雜，需求批量小，種類繁多、手工裝配，容易把一些灰塵、塑料屑、焊錫等顆粒封裝在內(nèi)而附著在電子元器件內(nèi)部構(gòu)件中，形成多余物。在元器件工作的失重、超重、沖擊振動(dòng)環(huán)境下，激活游離出來(lái)，可能造成其內(nèi)部的短路或斷路故障。密封電子元器件生產(chǎn)制造的各個(gè)工藝環(huán)節(jié)都可能產(chǎn)生或引入多余物，難于控制，所導(dǎo)致的故障具有較強(qiáng)的突發(fā)性和隨機(jī)性，故障之前不易被察覺(jué)，事后又很難確認(rèn)，因此危害特別嚴(yán)重。由于元器件內(nèi)部可移動(dòng)多余物微粒造成的運(yùn)載火箭、衛(wèi)星、導(dǎo)彈、航天飛機(jī)的發(fā)射運(yùn)行事故已多次發(fā)生，造成了無(wú)法估量的損失。因此，研究多余物檢測(cè)技術(shù)及預(yù)防措施，對(duì)保證整個(gè)國(guó)防電子系統(tǒng)，尤其是航天型號(hào)的可靠性具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。

多余物問(wèn)題控制是關(guān)鍵，但在現(xiàn)階段，我國(guó)元器件的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)理論薄弱，制造工藝水平落后，對(duì)多余物問(wèn)題的控制效果并不理想，因此，只能通過(guò)一定的檢測(cè)手段來(lái)確保密封電子元器件中不含有多余物。目前國(guó)內(nèi)外普遍采用的多余物檢測(cè)方法包括：顯微鏡觀察法、X光照相法、復(fù)合檢測(cè)法、微粒碰撞噪聲檢測(cè)(Particle?Impact?Noise?Detection，PIND)法等，其中PIND方法由于具有快速、方便、成本低和靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。目前，PIND方法已經(jīng)被列入我國(guó)軍事工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在軍用電子元器件多余物篩選，確保航天型號(hào)可靠性方面起到了重要的作用。

PIND方法的基本原理是：將被檢測(cè)器件固定在專用振動(dòng)臺(tái)上，按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定對(duì)其施加一定頻率和加速度的振動(dòng)及沖擊，當(dāng)器件中存在多余物時(shí)，此多余物將產(chǎn)生不規(guī)則的噪聲信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)放大電路放大后顯示于示波器中，當(dāng)噪聲信號(hào)超過(guò)預(yù)定閾值時(shí)，說(shuō)明被測(cè)器件中含有多余物。其中沖擊使附著在內(nèi)壁的多余物激活，為碰撞創(chuàng)造條件，振動(dòng)使多余物獲得能量，從而與外殼相碰而發(fā)出聲音，達(dá)到檢測(cè)的目的。PIND方法是一種基于碰撞的多余物檢測(cè)方法，碰撞強(qiáng)度越大，越有利于檢測(cè)。

PIND方法從產(chǎn)生至今，經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展，得到了廣泛的應(yīng)用，并被列入我國(guó)多個(gè)軍事工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如GJB360A方法217，GJB548A方法2020A，GJB128A方法2052，GJB65B附錄B，GJB2888附錄B等。

目前廣泛應(yīng)用的PIND設(shè)備都是基于單頻正弦激勵(lì)控制的，在多年實(shí)踐中，人們發(fā)現(xiàn)對(duì)于腔體高度一定的被測(cè)對(duì)象，應(yīng)用不同振動(dòng)頻率的試驗(yàn)條件的檢測(cè)效果是不同的，即存在最佳振動(dòng)頻率。因此，上述規(guī)范分別以圖、表、經(jīng)驗(yàn)公式等方式規(guī)定振動(dòng)頻率與腔體高度的關(guān)系。分析發(fā)現(xiàn)，各個(gè)軍標(biāo)中的圖、表、經(jīng)驗(yàn)公式是統(tǒng)一的，都是基于剛性球碰撞理論，從理想小球和標(biāo)準(zhǔn)空腔的簡(jiǎn)化模型推尋而來(lái)。

但是在實(shí)際檢測(cè)中，由于多余物粒子形態(tài)(材質(zhì)、形狀、硬度等)的多樣性和被測(cè)元器件腔體形狀不規(guī)則導(dǎo)致的腔體高度的多變性，最佳振動(dòng)頻率的確定難度較大，甚至無(wú)法實(shí)現(xiàn)。有時(shí)甚至由于粒子形狀的不規(guī)則，增加了碰撞的隨機(jī)性，導(dǎo)致最佳振動(dòng)頻率往往不是一個(gè)頻率點(diǎn)而是一個(gè)頻率段。由此可見(jiàn)，最佳振動(dòng)頻率的確定僅具有理論意義，現(xiàn)實(shí)中很難得到與實(shí)際吻合的最佳驅(qū)動(dòng)頻率，基于單頻正弦激勵(lì)的定頻振動(dòng)的PIND方法沒(méi)有發(fā)揮出其最優(yōu)的檢測(cè)效果。

現(xiàn)有PIND檢測(cè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)存在以下問(wèn)題：

(1)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)試驗(yàn)條件均采用定頻的正弦振動(dòng)，目前軍標(biāo)中規(guī)定的最佳振動(dòng)頻率的計(jì)算方法過(guò)于理想化，與實(shí)際出入較大，試驗(yàn)條件單一，最佳振動(dòng)頻率與理論計(jì)算值很難符合，不能發(fā)揮檢測(cè)設(shè)備的最佳檢測(cè)能力；

(2)沖擊是多余物激活的重要試驗(yàn)條件，過(guò)大可能導(dǎo)致被測(cè)元器件損壞，過(guò)小又不能有效地激活多余物，以往的試驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)沖擊的控制精度較差，分散性較大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有的密封電子元器件多余物自動(dòng)檢測(cè)裝置和方法由于采用定頻的正弦振動(dòng)導(dǎo)致不能發(fā)揮檢測(cè)設(shè)備的最佳檢測(cè)能力的問(wèn)題，從而提供一種基于隨機(jī)振動(dòng)的密封電子元器件多余物的檢測(cè)裝置及方法。