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工程师原创文章 · 技术经验分享 · 项目案例解析

📊 共 19889 篇文章 ✍️ 原创分享 📚 持续更新

运载器雷击生存性的设计考虑

一、概述1、方法:为了避免雷击导致的发射失败，在运载器的设计上采用雷击生存性设计。2、益处:宇宙神/半人马座(Atlas/Centaur)和航天飞机飞行的经验表明，在采用适当的保护性设计后，可以增强航天器避免自然或引爆触发雷击的影响而生存的能力。3、已成功使用该方法的项目:Saturn, Atlas/Centaur, Titan和航天飞机。❖ ❖ ❖ 二、...
📅 2023-04-27 阅读全文 →

IMC对焊点可靠性的影响

一、IMC对焊点强度的影响焊接是依靠在接合界面上生成IMC而实现连接强度要求的。焊接界面的稳定性依赖于IMC的厚度，由此也可预测IMC对构成焊点钎料的体积的影响。随着安装越来越朝着微细化方向发展，IMC的相对体积也将增加。如图1所示，随着焊接部的微小型化，为了确保可靠性，必须充分考虑焊接界面所可能出现的各种各样的形态，选择最优化的合金设计，这对焊接接头的机...
📅 2023-04-27 阅读全文 →

载人航天器电池安全性

一、概述1、方法:本方法供航天器上以电池供电的设备的设计所用。它为上述设计提供有关如何设计出安全的以电池供电的设备方面的知识。在本方法中，“安全”指地面人员和乘员组使用和处置的安全、工作于载人航天器封闭环境中的安全、以及安装于邻近的非充压舱中的安全。2、已成功使用该方法的项目:航天飞机计划、轨道飞行器(Orbiter)、阿波罗指令和服务舱(CSM)、登月舱...
📅 2023-04-27 阅读全文 →

金属镀层的腐蚀（氧化）对产品可靠性的危害

金属腐蚀的定义:金属受外部环境介质（气态或液态）的作用（化学的或电化学的）在其表面所起的异相反应，而变成氧化物、硫化物、氯化物等化合物的现象。一、腐蚀介质的分类1.基体金属镀层的大气腐蚀当引脚基体镀层金属与气体介质（O2、S）接触时，首先气体分子被吸附在镀层金属的表面上，然后与表层金属作用并在其表层生成化合物，如表1所示。表1 基体金属镀层的大气腐蚀❖ 在...
📅 2023-04-27 阅读全文 →

航天器数据系统(SDS)硬件设计方法

一 、概述1、方法:凡是可以使用标准数据总线的和广泛采用空间飞行合格的硬件和软件操作系统的航天器，均应使用标准的SDS。2、益处:此方法通过简化SDS系统的设计和运行以及提供处理航天器和仪器问题的能力，来提高SDS的可靠性和飞行成功的概率。3、已成功使用该方法的项目:太阳异常和电磁天体微粒探测器(Solar, Anomalous, and Magnetos...
📅 2023-04-27 阅读全文 →

金属偏析现象

一、偏析的定义及分类1.偏析定义金属合金中各部分化学成分的不均匀性，称为偏析。在电子组装焊接中，偏析是一种冶金过程中发生的缺陷，由于焊点各部分化学成分不一致，势必使其机械及物理性能也不一样，这样就会影响焊点的工作效果和使用寿命，因此，在生产中必须防止合金在凝固过程中发生偏析。2.偏析分类在PCBA制造和应用中，常见的偏析可有下述3种类型，即晶内偏析、区域偏...
📅 2023-04-27 阅读全文 →

黑色焊盘现象

一、黑盘现象最近几年，在将BGA与ENIG Ni（P）/Au涂层结合起来使用时，出现了两种失效模式。（1）第一种失效模式是不润湿或半润湿，这种现象称为“黑色焊盘”（简称“黑盘”现象）。（2）第二种失效模式是与机械应力相关的层间开裂。ENIG Ni（P）/Au工艺中出现氧化Ni现象如图1所示。❖ 图1对PCBA上失效焊点拆下CSP后其焊盘全为黑盘，如图2所示...
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Au脆现象

一、Au脆现象的发现Au是抗氧化性很强的金属，钎料对它有很好的润湿性。但如果钎料中Au的含量超过3%，焊出来的焊点就会变脆，机械强度下降。为此，美国宇航局（NASA）把除掉Au规定为焊接工作的一项义务。Au引起的接合部分脆化问题，在贝尔研究所的弗·高尔顿·福斯勤和马尔丁-欧兰德公司的杰·德·凯列尔等的研究报告中都有详细的分析。一般情况下，焊接时间很短，几秒...
📅 2023-04-27 阅读全文 →

苏联首款弹道导弹P-1的诞生

一、靶场选址1946年，苏联专门成立了以沃茨纽克（В.И.Вознюк）少将为领导的勘址小组，为未来火箭试验靶场选址。小组考察了7个候选地，收集分析了气象、水文、气候、施工可行性等条件，最终决定在阿尔汉格尔斯克州西北部，伏尔加-阿赫图宾斯克水泛地边缘草原上的卡普斯京亚尔村附近修建靶场。1947年6月23日，联共（布）中央和苏联部长会议通过决议，在卡普斯京亚...
📅 2023-04-27 阅读全文 →

金属离子迁移现象

一、金属离子迁移的定义和分类1、金属离子迁移的定义在电极间由于吸湿和结露等作用，吸附水分后加入电场时，金属离子从一个金属电极向另一个金属电极移动，析出金属或化合物的现象称为离子迁移。离子迁移现象起因于一种与溶液和电位等相关的电化学现象，整个迁移过程可分为：阳极反应（金属溶解过程）→金属离子的移动过程→阴极反应（金属或金属氧化物析出过程）。特别是在金属溶解过...
📅 2023-04-27 阅读全文 →

钎料的电子迁移现象

一、问题的引出电子迁移长期以来用于研究半导体配线缺陷的形成机理及对策。伴随着半导体配线的微细化，流过配线的电流值显著上升。今天VLSI中的Al或Cu线宽为0.1μm、厚0.2μm的截面上，即使只通过1mA的电流，其电流密度也高达106A/cm2。面对如此大的电流密度，只要温度稍有变化，也将很容易导致电子迁移现象发生。另一方面，对焊点来说现在其接续部分已经比...
📅 2023-04-27 阅读全文 →

人机工程学概述

一、概念和定义人机工程学是一门新兴的综合性边缘学科，它是人类生物科学与工程技术相结合的学科。目前，国际上尚无统一的术语，北美多采用“人因工程学（Human Factors Engineering）”或“人体工程学（Human Engineering）”，欧洲采用“人类工效学（Ergonomics）”，苏联喜用“工程心理学（Engineering Psych...
📅 2023-04-27 阅读全文 →

Sn晶须生长现象

一、金属晶须金属晶须的初始可追溯到60多年以前。1946年美国的Cobb开始研究镉晶须问题。当时收音机中的可变电阻器和电容的镀层使用镉镀层，随着时间的推移，由于晶须发生而短路。1945年前后，美国的电话线路系统曾发生故障，其原因是蓄电池内部短路。经检查，才知道是因为镀Sn电极板两面产生金属晶须所致。50多年前海林（Herrin）和盖尔特（Galt）通过试验...
📅 2023-04-27 阅读全文 →

以人为中心的设计和产品的可用性

一、以人为中心的设计在GB/T 18976-2003/ISO 13407：1999中提出了以人为中心的设计理念、设计原则、设计过程和设计活动。该标准适用于任何产品与系统的设计，以人为中心的设计活动贯穿于系统的整个生命周期。将人机工程学知识应用于系统设计，可以帮助用户提高工作的有效性和效率，并改善工作条件，减少用户使用过程中可能对健康、安全和绩效产生的不良影...
📅 2023-04-27 阅读全文 →

面向产品和系统的设计原则

为了完成工作任务，在所设定的条件下，由工作环境、工作空间、工作过程中共同起作用的人和工作设备组合而成的系统，称为工作系统。它包括作业人员、工作设备、工作环境等，及其交互作用。工作系统的特性及其复杂程度是不同的，可以是一台机器和一个作业人员，一个控制室和监控人员，也可以是一座工厂及其全体职工。对工作系统进行设计时，传统的方法主要从技术方面进行考核和检验，而现...
📅 2023-04-27 阅读全文 →

理想焊点的质量模型及其影响因素

一、 软钎接焊点对电子系统可靠性的贡献在整个电子产品的装联工艺过程中，“软焊接”的权重可达60%以上，它对电子产品的整体质量和可靠性有着特殊的意义。软钎接是影响电子产品制造质量的主要根源（1）电子产品制造的所有质量问题中，由焊接不良造成的可高达80%。（2）现代高密度电子产品互连质量问题中，由焊接不良导致的甚至进一步上升到90%以上。（3）随着元器件封装的...
📅 2023-04-27 阅读全文 →

产品（系统）设计与创新中的心理学要素

一、面向用户消费心理的设计1．产品设计与心理学产品设计心理学是将心理学的规律和研究成果运用于产品设计实践，通过分析和研究产品各构成要素的心理学特点和规律，指导设计师设计出能满足市场和用户心理需要的产品。它既是设计方法学与心理学的结合，也是心理学与产品设计活动相结合形成的新领域。事实上，它是工程心理学、技术美学、创造心理学、消费心理学、环境心理学等的综合运用...
📅 2023-04-27 阅读全文 →

有铅和无铅混合组装的工艺可靠性

一、概述21世纪初，当时一些通信用终端产品（如手机等），由于国际市场的需要，率先要实现产品的无铅化，一时给元器件、PCB等厂商带来了产品必须迅速更新换代的巨大冲击。当时由于元器件无铅化的滞后，系统组装企业曾经由于部分无铅元器件无货源，而只能短时用有铅元器件来替代。这就是无铅化早期出现过的无铅钎料焊接有铅元器件的向前兼容现象。然而时过几年后，元器件等的无铅化...
📅 2023-04-27 阅读全文 →

人机系统的设计原则和程序

一、人机系统设计的基本方法1．系统工程方法的运用系统论认为：系统是由两个以上相互区别和相互作用的单元有机地结合起来，完成某一功能的综合体。人机系统则是由人、机、环境3个子系统有机结合构成的综合体。人机系统也应具有整体性、相关性、层次性、动态性、目的性等的系统特征。“系统或产品的设计和评价，应包括两个方面：技术方面和人机工程方面”（见 GB/T 13630/...
📅 2023-04-27 阅读全文 →

Intel公司对混合合金焊点的可靠性试验和评估

一、试验样品Intel公司组织的试验中使用了以下两个高密度组装测试板。（1）VFBGA封装。VFBGA封装如图1所示。硅芯片通过绑定连接到极薄的基板上。试验所用的VFBGA，总封装高度是1.0mm，间距0.5mm，植球之前量得的锡球直径是0.3mm。❖ 图1 0.5mm间距的VFBGA封装图示（2）SCSP封装。SCSP封装如图2所示，是一个塑模BGA封装...
📅 2023-04-27 阅读全文 →

容错控制系统概述

“容错”, 顾名思义, 就是“容忍错误”的意思。它是计算机系统设计技术中的一个概念, 而对控制系统来讲, 则是针对高可靠性控制系统的一种综合策略。容错控制系统是一个不仅在正常情况下, 而且在某些元部件发生故障的情况下, 都能够保证系统稳定性, 并具有恰当性能指标的控制系统。容错控制系统的研究可以提高系统的安全可靠性、可维修性和使用寿命, 具有重要的实际意义...
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影响混合合金焊点工艺可靠性的因素

一、无铅、有铅混用所带来的工艺问题有铅、无铅元器件和钎料、焊膏材料的混用，除要兼顾有铅的传统焊接工艺问题外，还要解决无铅钎料合金所特有的熔点高、润湿性差等问题。当有铅、无铅问题交织在一起，工艺上处理该类组装问题时，比处理纯有铅或纯无铅的问题都要棘手。例如，在采用无铅焊膏混用情况时，要特别关注下述问题。1高温对元器件的不利影响（1）CTE不匹配所造成的影响。...
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电子产品无Pb制程的工艺可靠性问题

一、概述随着电子信息产业的日新月异，微细间距器件发展起来，组装密度越来越高，诞生了新型SMT、MCM技术，如图1所示。❖ 图1 微电子学芯片封装技术的发展现在微电子器件中的焊点越来越小，但其所承载的力学、电学和热力学负荷却越来越重，对可靠性的要求也日益增高。电子封装中广泛采用的SMT封装技术及新型的芯片尺寸封装（CSP）、钎料球阵列（BGA）等封装技术均要...
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无Pb焊点特有的工艺缺陷现象

一、凝固过程生成的缺陷1、概述目前，正处于从有Pb钎料向无Pb钎料过渡之中，与凝固有关的一些问题将会突显出来，如微偏析、起翘、缩孔、焊盘剥离、PBGA封装体翘曲等。这些现象虽然在SnPb钎料中有时也会发生，如当基板吸湿后也会引起焊盘剥离，但在组装中这种缺陷并不经常发生，因而不会引起过分的关注。然而对于无Pb焊接，由钎料凝固过程所引发的缺陷却是一种高发的较为...
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波峰焊接焊点的工艺可靠性设计

一、概述1.波峰焊接焊点接头工艺可靠性设计的意义所谓焊接接头设计，就是把与焊接相关的一些现象和影响因素，诸如可焊性，与焊点接合部有关的机械的、电气的、化学的等诸特性，在焊接工程实施之前就进行全面的规划。实践证明，能否获得可靠性高的焊点，其基本条件就取决于完善的接头设计。日本有学者统计焊点缺陷的40%～50%是由于接头设计不合适而引起的。即便使用了可焊性非常...
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基体金属的可焊性和焊点的可靠性

一、可焊性可焊性指在规定的时间、温度和环境条件（助焊剂）下基体金属被熔化钎料润湿的能力。而润湿作用的广义定义应为：在基材上形成一层相对均匀、平滑、无裂缝黏附着的钎料薄膜的能力。评价可焊性的内涵包含下述3个方面的约定：① 熔化钎料对基体金属的润湿性；② 钎料和基体金属的接合性；③ 接合部的可靠性。上述3个约定中，①是表述可焊性的一项最重要的内容，一般来说润湿...
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电磁骚扰单位分贝（dB）的概念

一、电磁骚扰单位分贝（dB）的概念电磁骚扰通常用分贝来表示，分贝的原始定义为两个功率的比，如图1所示，dB是两个功率值的比较值去对数后再乘以10。❖ 图1 分贝的概念通常用dBm表示功率的单位，dBm即是功率相对于1 mW的值，如图2所示。❖ 图2 功率值的分贝由功率的分贝值可以推出电压的分贝值（前提条件是：R1=R2；通常为50 Ω），如图3所示。❖ 图...
📅 2023-04-27 阅读全文 →

SMT再流焊接焊点的工艺可靠性设计

一、SMT再流焊接焊点的结构特征表面贴装元器件通常是指片式元器件QFP、PLCC、BGA、CSP等，表面贴装所形成的焊接接合部与通孔焊接方式所形成的接合部有很大的差异。SMT的接合过程是在基板焊盘上通过印刷焊膏→贴装SMC/SMD→再流焊接而完成其接合过程。从接合强度分析，SMT所形成焊点的接合强度远不如通孔安装方式（THT）所形成的焊点强度。1.THT焊...
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电场、磁场与天线

一、电场与磁场电场（E场）产生于两个具有不同电位的导体之间。电场的单位为m/V，电场强度正比于导体之间的电压，反比于两导体间的距离。磁场（H场）产生于载流导体的周围，磁场的单位为m/A，磁场正比于电流，反比于离开导体的距离。当交变电压通过网络导体产生交变电流时，会产生电磁（EM）波，E场和H场互为正交同时传播，如图1所示。❖ 图1 产生电磁（EM）波，E场...
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片式元器件再流焊接接合部工艺可靠性设计及举例

一、片式元器件焊点工艺可靠性设计1.确定最小钎料量1）最小钎料量的结构模型关于焊点必要的最小钎料量的标准，存在下述两种计算法的结构模型。（1）滨田正和给出的焊接接合部最小钎料量的结构模型滨田正和认为：在外力作用下片式元器件接合部产生的应力会随钎料量而变化，如图1所示。❖ 图1 片式元器件焊接部发生的应力分布滨田正和认为：这个应力分布有下述两个特征。●片式元...
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