в мікроелектронному виконанні, хоча і меншою мірою, але все ж відчуває вібраційні та ударні механічні навантаження.
Параметрами вібрації є амплітуда (А, мм), частота (F, Гц), прискорення, яке виражається в одиницях прискорення вільного падіння (g). Ударний вплив найчастіше характеризується величиною прискорення. Ударні навантаження менш небезпечні (при рівних g), ніж вібрації. Наприклад, для МЕА літальних апаратів характерні наступні параметри механічних впливів, представлені в таблиці 1.
Вплив вібрацій зводиться до того, що при збігу частоти збурень сили і частоти власного резонансу конструкції МЕА виникає явище механічного резонансу, при якому зусилля зростають настільки, що можуть призвести до механічних руйнувань вироби.
Удари і прискорення найбільш небезпечні для крихких напружених деталей особливо з кераміки, скла і феритів. При ударах можливе руйнування деталей і вузлів у місцях кріплення.
Основним заходом захисту конструкції МЕА від вібрації, ударів і прискорень є застосування амортизаторів - демпферів.
На підставі вищевикладеного для забезпечення надійної роботи МЕА необхідне проведення відповідних інженерних розрахунків по визначенню теплових режимів і очікуваних механічних навантажень, виходячи з умов установки МЕА на об'єкти і умов експлуатації. На підставі цих розрахунків приймаються спеціальні заходи щодо забезпечення тепловідведення і застосуванню амортизаторів і демпферів. Вплив очікуваних рівнів радіації усувається відповідним захистом конструкції апарату.
4 Захист блоків МЕА від механічних впливів
При експлуатації і транспортуванні на МЕА, діють вібрації, удари і лінійні прискорення. Так, наприклад, вібрації характеризується перевантаженнями, що досягають 30g в діапазоні частот від 30 до 5000 Гц, а лінійні прискорення і удари - перевантаженнями до 50g. Дія цих факторів може призвести до поломки висновків, підкладок мікросхем, виникненню в них втомних напруг, руйнування контактів і герметизації блоків.
Особливістю МЕА в порівнянні із звичайною РЕА є її підвищена вібростійкість, вібро-і ударостійкість. Пояснюється це наступним. По-перше, оскільки частоти власних коливань радіоелектронного апарату, що визначаються виразом Ж’0i = 1/2ПЂ * в€љ ki/mi, де ki, mi - відповідно жорсткість кріплення і маси i-их елементів конструкції, при помітному зменшенні мас і збільшенні жорсткості кріплення елементів МЕА значно зростає, то це призводить до зменшення числа небезпечних низькочастотних резонансів. Небезпека низькочастотного резонансу в РЕА проявляється в різкому збільшенні амплітуди коливань тіл при вимушеній вібрації, яка визначається виразом А = 250n/Ж’2, мм, де n - величина перевантаження, Ж’ - частота вібрації, Гц. По-друге, для МЕА та її елементів при лінійних прискореннях і ударах, значно зменшуються руйнують сили Fi = n * mi * g, оскільки маси елементів конструкції знову-таки мають малі величини.
Ступінь захисту МЕА від механічних впливів багато в чому залежить від міцності ГІС і методів їх кріплення в металевих рамках осередків.
Міцність ГІС від впливу ударів і вібрацій, в основному визначається міцністю висновків навісних активних безкорпусних елементів і перемичок. На підкладці типової ГІС встановлюється зазвичай кілька десятків безкорпусних напівпровідникових приладів і перемичок. Кожен напівпровідниковий прилад має по кілька висновків. Віброміцність висновків визначається їх довжиною і консольних. Допустимими вважається розміри перемичок і висновків по довжині L ≤ 100d і консольних c ≤ 10d, де d-діаметр провідника, зазвичай рівний 0,05 мм. Висновки та перемички не повинні мати перегинів, а разварка їх на підкладці повинна здійснюватися без натягу. При цьому допускаються нормальні напруження зусиль на розрив не повинні перевищувати при вібраціях 2кг/мм2, при лінійних прискореннях 4,3 кг/мм2 і ударах 7,2 кг/мм2. p> Встановлено, що ГІС, що володіють запасом вибропрочности, завідомо міцні до впливів ударів і лінійних прискорень. При вібраціях на низьких частотах найбільш небезпечні для ГІС амплітуди згинальних коливань, призводять до відриву висновків, а на верхніх частотах - віброшвидкості коливань, створюють втомні напруги в елементах ГІС. Прийнято наступні обмеження по амплітуді згинальних коливань підкладок ГІС і допустимі віброшвидкості відповідно А ≤ 0,3 мм і J ≤ 800 мм/с.
Розрахунок віброчності осередку, як несучої конструкції ГІС, зводиться до визначення власної частоти осередку, порівняно її зі значеннями частот, що визначаються з умов допустимої амплітуди і віброшвидкості в заданому в діапазоні частот зовнішніх вібрацій до вибору того чи іншого типу кріплення ГІС в осередки по заданих величинам. Тип кріплення ГІС в осередки визначає її коефіцієнт динамічності ОІ. Коефіцієнт динамічності показує, в яке число разів конструкція осередку посилює зовнішні коливання. Чим менше коефіцієнт динамічності, тим слабкіше небажані резонансні властивості...
