RU2613571C1 - Method for controlling dielectric coating continuity on elements of radio-electronic equipment - Google Patents
Method for controlling dielectric coating continuity on elements of radio-electronic equipment Download PDFInfo
- Publication number
- RU2613571C1 RU2613571C1 RU2015151423A RU2015151423A RU2613571C1 RU 2613571 C1 RU2613571 C1 RU 2613571C1 RU 2015151423 A RU2015151423 A RU 2015151423A RU 2015151423 A RU2015151423 A RU 2015151423A RU 2613571 C1 RU2613571 C1 RU 2613571C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plasma
- continuity
- elements
- defect
- electronic equipment
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к неразрушающим методам контроля и может быть использовано для тестирования в финальной стадии изготовления радиоэлектронной аппаратуры, элементы которой покрыты защитным диэлектриком.The invention relates to non-destructive testing methods and can be used for testing in the final stage of the manufacture of electronic equipment, the elements of which are coated with a protective dielectric.
Известен способ обнаружения дефектов сплошности диэлектрика с использованием газового разряда коронного типа [1]. В данном способе контролируемый объект, покрытый защитным диэлектриком, и игольчатый зонд образуют разрядный промежуток. Между объектом и зондом создается разность потенциала источником напряжения, выполняющим одновременно функцию регистратора тока. При наличии дефектов в покрытии между зондом и объектом загорается коронный разряд, ток которого ограничен внутренним сопротивлением источника напряжения.A known method for detecting dielectric continuity defects using a corona type gas discharge [1]. In this method, a controlled object coated with a protective dielectric and a needle probe form a discharge gap. Between the object and the probe, a potential difference is created by a voltage source that simultaneously performs the function of a current recorder. In the presence of defects in the coating between the probe and the object, a corona discharge lights up, the current of which is limited by the internal resistance of the voltage source.
Недостатком является высокое напряжение, необходимое для зажигания разряда, представляющее опасность для контролируемого объекта, в случае использования данного способа для тестирования радиоэлектронной аппаратуры.The disadvantage is the high voltage required to ignite the discharge, which is a danger to the controlled object, if this method is used to test electronic equipment.
Известен способ контроля сплошности покрытия из диэлектрических материалов на электропроводной основе [2], в основе которого лежит принцип инициирования электрического разряда между сканирующим электродом, находящимся под высоким потенциалом, и контролируемой поверхностью, содержащей дефект сплошности диэлектрического покрытия. Для понижения напряжения инициирования разряда в область промежутка подается газ с низким порогом зажигания разряда.A known method of monitoring the continuity of a coating of dielectric materials on an electrically conductive basis [2], which is based on the principle of initiating an electric discharge between a scanning electrode at high potential and a controlled surface containing a continuity defect in the dielectric coating. To lower the voltage for initiating the discharge, a gas with a low threshold for ignition of the discharge is supplied to the gap region.
Недостатком является то, что даже данное напряжение в любом случае остается выше порога дугообразования и представляет риск повреждения контролируемого объекта при использовании данного способа для контроля сплошности диэлектрических покрытий на радиоэлектронной аппаратуре.The disadvantage is that even this voltage in any case remains above the arcing threshold and poses a risk of damage to the controlled object when using this method to control the continuity of dielectric coatings on electronic equipment.
Диэлектрические покрытия в радиоэлектронной аппаратуре используются для электроизоляционных целей и наносятся на финальной стадии изготовления изделий. Критическими дефектами, ухудшающими электрическую изоляцию, являются дефекты сплошности покрытия. Для обнаружения дефектов сплошности покрытия должны использоваться методы неразрушающего контроля без воздействия, опасного для контролируемого объекта. При этом способ контроля должен обеспечивать диагностику всей поверхности объекта, в том числе в случае применения способа к изделиям сложной топологии и состоящих из большого числа компонентов. Принципиально важной характеристикой способа контроля является его эффективность с точки зрения сокращения времени процедуры контроля, при этом способ должен обеспечивать достоверность обнаружения дефектов.Dielectric coatings in electronic equipment are used for electrical insulation purposes and are applied at the final stage of manufacturing products. Critical defects worsening electrical insulation are coating continuity defects. To detect defects in the continuity of the coating, non-destructive testing methods without exposure hazardous to the controlled object should be used. Moreover, the control method should provide diagnostics of the entire surface of the object, including in the case of applying the method to products of complex topology and consisting of a large number of components. A fundamentally important characteristic of the control method is its effectiveness in terms of reducing the time of the control procedure, while the method should ensure the reliability of detection of defects.
Известен способ бесконтактного тестирования устройства [3] с использованием плазменной струи, генерируемой в источнике плазмы с полым катодом. Контролируемый объект расположен на проводящем столе и находится с ним в электрическом контакте. Источник плазмы размещен на двухкоординатном манипуляторе, обеспечивающем сканирование объекта плазменной струей. Между источником плазмы и рабочим столом создается разность потенциалов, и при экспозиции плазмой дефекта, оголенных проводников в контролируемом объекте, в цепи протекает ток, который фиксируется. Данный способ может рассматриваться в качестве прототипа, поскольку для регистрации тока, протекающего через плазменную струю, может использоваться низкое напряжение, не представляющее опасности для объекта в случае применения способа для контроля радиоэлектронной аппаратуры.A known method of contactless testing of the device [3] using a plasma jet generated in a plasma source with a hollow cathode. The controlled object is located on a conductive table and is in electrical contact with it. The plasma source is placed on a two-axis manipulator that provides scanning of the object with a plasma jet. A potential difference is created between the plasma source and the desktop, and when the plasma exposes the defect, the bare conductors in the controlled object, a current flows in the circuit, which is fixed. This method can be considered as a prototype, because to register the current flowing through the plasma jet, a low voltage can be used, which does not pose a danger to the object in the case of applying the method for monitoring electronic equipment.
Недостатком данного способа контроля является необходимость длительного сканирования объекта контроля в случае наличия в его составе большого количества элементов. При отсутствии дефекта в объекте контроля сканирование становится необязательной процедурой и прямой потерей времени производственного процесса.The disadvantage of this control method is the need for a long scan of the control object in the presence of a large number of elements in its composition. In the absence of a defect in the control object, scanning becomes an optional procedure and a direct loss of time in the production process.
Диэлектрические покрытия в радиоэлектронной аппаратуре используются для электроизоляционных целей и наносятся на финальной стадии изготовления изделий. Критическими дефектами, ухудшающими электрическую изоляцию, являются дефекты сплошности покрытия. Для обнаружения дефектов сплошности покрытия должны использоваться методы неразрушающего контроля без воздействия, опасного для контролируемого объекта. При этом способ контроля должен обеспечивать диагностику всей поверхности объекта, в том числе в случае применения способа к изделиям сложной топологии и состоящих из большого числа элементов. Принципиально важной характеристикой способа контроля является его эффективность с точки зрения сокращения времени процедуры контроля, при этом способ должен обеспечивать достоверность обнаружения дефектов.Dielectric coatings in electronic equipment are used for electrical insulation purposes and are applied at the final stage of manufacturing products. Critical defects worsening electrical insulation are coating continuity defects. To detect defects in the continuity of the coating, non-destructive testing methods without exposure hazardous to the controlled object should be used. Moreover, the control method should provide diagnostics of the entire surface of the object, including in the case of applying the method to products of complex topology and consisting of a large number of elements. A fundamentally important characteristic of the control method is its effectiveness in terms of reducing the time of the control procedure, while the method should ensure the reliability of detection of defects.
Техническим результатом данного изобретения является сокращение времени контроля элементов радиоэлектронной аппаратуры, имеющей защитное диэлектрическим покрытие, на предмет наличия дефектов сплошности покрытия при сохранении достоверности результатов контроля.The technical result of this invention is to reduce the monitoring time of elements of electronic equipment having a protective dielectric coating for the presence of defects in the continuity of the coating while maintaining the reliability of the control results.
Указанный технический результат достигается за счет того, что контроль осуществляется в две стадии, в первой из которых используется процедура полного погружения контролируемого объекта в плазму, выявляющая наличие дефекта сплошности диэлектрического покрытия на объекте, и при необходимости во второй стадии осуществляется сканирование объекта плазменной струей с сечением, обеспечивающим точность локализации дефекта, при этом сканирование осуществляется лишь для тех объектов, для которых выявлено наличие дефекта при полном погружении в плазму.The specified technical result is achieved due to the fact that the control is carried out in two stages, the first of which uses the procedure of complete immersion of the controlled object in the plasma, revealing the presence of a defect in the continuity of the dielectric coating on the object, and, if necessary, in the second stage, the object is scanned with a plasma jet with a cross section ensuring accuracy of defect localization, while scanning is carried out only for those objects for which the presence of a defect is detected when fully immersed and into plasma.
Техническая сущность изобретения заключается в следующем. Контролируемый объект, представляющий собой модуль или составную часть модуля, состоящую из элементов радиоэлектронной аппаратуры, покрытый защитной диэлектрической пленкой, помещается в вакуумную камеру, в которой создается вакуум. Затем вокруг объекта создается плазменное окружение, при котором плазма находится под отрицательным потенциалом относительно объекта. Разность потенциалов между плазмой и объектом устанавливается ниже напряжений, опасных для объекта контроля, и в любом случае не выше порога дугообразования в вакууме (порядка 30 В). В случае наличия дефекта сплошности в диэлектрической пленке за счет разности потенциалов из плазмы на объект замыкается ток электронов, эмитируемых плазмой. Электронный ток jes из плазмы на дефект сплошности вычисляется по формуле , где е - заряд электрона, ne - электронная концентрация плазмы, νe - хаотическая (тепловая) скорость электронов плазмы (для плазмы электрического разряда в вакууме и газе низкого давления можно полагать νe=106 м/с), S - площадь дефекта сплошности диэлектрической пленки. В зависимости от требований к максимально допустимому размеру дефекта сплошности и чувствительности регистратора тока формулируется требование к способности источника плазмы создавать плазму с электронной концентрацией ne.The technical essence of the invention is as follows. A controlled object, which is a module or component of a module, consisting of elements of electronic equipment, covered with a protective dielectric film, is placed in a vacuum chamber in which a vacuum is created. Then, a plasma environment is created around the object, in which the plasma is at a negative potential relative to the object. The potential difference between the plasma and the object is set below the voltages hazardous to the control object, and in any case not higher than the arc threshold in vacuum (about 30 V). If there is a continuity defect in the dielectric film due to the potential difference from the plasma, the current of electrons emitted by the plasma is closed to the object. The electron current j es from the plasma to the continuity defect is calculated by the formula , where e is the electron charge, n e is the electron plasma concentration, ν e is the chaotic (thermal) velocity of the plasma electrons (for an electric discharge plasma in vacuum and low pressure gas, we can set ν e = 10 6 m / s), S is the area dielectric continuity defect. Depending on the requirements for the maximum allowable size of the continuity defect and the sensitivity of the current recorder, a requirement is formulated for the ability of a plasma source to create a plasma with an electron concentration n e .
Для повышения эффективности способа контроль осуществляется в две стадии. В первой стадии контроля объекты, содержащие дефекты сплошности покрытия, отделяются от бездефектных объектов путем полного погружения каждого из контролируемых объектов в плазму. На второй стадии используется сканирование поверхности объекта узкой плазменной струей с малым шагом перемещения источника плазмы относительно объекта при сканировании. Соответственно, при отсутствии дефектов, выявленных на первой стадии, вторая стадия контроля не проводится.To increase the efficiency of the method, control is carried out in two stages. In the first stage of control, objects containing defects in coating continuity are separated from defect-free objects by completely immersing each of the controlled objects in plasma. At the second stage, the surface of the object is scanned with a narrow plasma jet with a small step of moving the plasma source relative to the object during scanning. Accordingly, in the absence of defects identified in the first stage, the second stage of control is not carried out.
Указанный способ может быть реализован с использованием схемы, представленной на Фиг. 1.This method can be implemented using the circuit shown in FIG. one.
Объект контроля в виде модуля аппаратуры 1 и элементов кабельной сети 2 расположены напротив источника плазмы 3. В первой стадии источник плазмы 3 генерирует плазменную струю 4 большой площади сечения, обеспечивающую плазменное окружение вокруг контролируемого объекта. Элементы кабельной сети 2 подключены к источнику напряжения 5, при этом потенциал объекта контроля относительно источника плазмы 3 устанавливается ниже уровня, опасного для контролируемого объекта. При наличии дефектов защитной изоляции на поверхности объекта в цепи источника напряжения 5 протекает ток, измеряемый прибором 7. При необходимости раздельного контроля по цепям компонентов объекта тестирования 1 и 2 прибор 7 является многоканальным с числом каналов, пропорциональным числу цепей, требующих контроля. Для дополнительного ограничения тока в цепи используется резистор 6. По величине тока вычисляется суммарная площадь открытых токоведущих поверхностей объекта, не имеющих защитного диэлектрического покрытия.The control object in the form of a module of
При отсутствии тока (либо при токе ниже критического уровня, соответствующего дефекту максимально допустимого размера) в цепи источника напряжения 5 объект контроля считается бездефектным и вторая стадия процедуры контроля не требуется. При обнаружении тока в цепи источника напряжения 5 выше критического уровня процедура контроля переходит во вторую стадию. Во второй стадии источник плазмы 3 обеспечивает генерацию узкой плазменной струи и с использованием двухкоординатного манипулятора сканирует объект контроля с шагом перемещения источника плазмы 3 порядка радиуса сечения плазменной струи 4. Вторая стадии процедуры контроля применяется лишь к объектам, в которых обнаружены дефекты в первой стадии. В отличие от первой стадии во второй стадии обеспечивается локализация дефектов диэлектрического покрытия.In the absence of current (or at a current below a critical level corresponding to a defect of the maximum allowable size) in the
За счет использования дополнительной операции достигается более высокая эффективность процедуры контроля серии объектов с сохранением высокой точности локализации дефектов.Through the use of an additional operation, a higher efficiency of the control procedure for a series of objects is achieved, while maintaining high accuracy of localization of defects.
Источники информацииInformation sources
1. Yoshikazu Hamada. Method and Apparatus for Detecting Pinhole // Патент США (19) US (11) 4914395 (13) G01R 31/12. - Заявл. 12.05.1989. - Опубл. 03.04.1990.1. Yoshikazu Hamada. Method and Apparatus for Detecting Pinhole // U.S. Patent (19) US (11) 4914395 (13) G01R 31/12. - Declared. 05/12/1989. - Publ. 04/03/1990.
2. Астафьев А.Г. Способ контроля сплошности покрытия из диэлектрических материалов на электропроводной основе // Патент РФ (19) RU (11) 2237890 (11) МПК G01N 27/68, G01R 31/12. - Заявл. 11.10.2002. - Опубл. 20.04.2004.2. Astafiev A.G. A method for controlling the continuity of a coating of dielectric materials on an electrically conductive basis // RF Patent (19) RU (11) 2237890 (11) IPC G01N 27/68, G01R 31/12. - Declared. 10/11/2002. - Publ. 04/20/2004.
3. David Dutton, Gloria Hofler, Michael Nystrom. Systems and methods for a contactless electrical probe // Заявка на патент США (19) US (11) 20060139039 (13) G01R 31/02. - Заявл. 23.12.2004. - Опубл. 29.06.2006.3. David Dutton, Gloria Hofler, Michael Nystrom. Systems and methods for a contactless electrical probe // US Patent Application (19) US (11) 20060139039 (13) G01R 31/02. - Declared. 12/23/2004. - Publ. 06/29/2006.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015151423A RU2613571C1 (en) | 2015-12-01 | 2015-12-01 | Method for controlling dielectric coating continuity on elements of radio-electronic equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015151423A RU2613571C1 (en) | 2015-12-01 | 2015-12-01 | Method for controlling dielectric coating continuity on elements of radio-electronic equipment |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2613571C1 true RU2613571C1 (en) | 2017-03-17 |
Family
ID=58458391
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015151423A RU2613571C1 (en) | 2015-12-01 | 2015-12-01 | Method for controlling dielectric coating continuity on elements of radio-electronic equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2613571C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2664784C1 (en) * | 2017-06-27 | 2018-08-22 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт сильноточной электроники Сибирского отделения Российской академии наук (ИСЭ СО РАН) | Radio electronic equipment components dielectric coating continuity defects detection and elimination method |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1599747A1 (en) * | 1988-09-28 | 1990-10-15 | Предприятие П/Я В-2725 | Method of checking continuity of dielectric coatings |
SU1709253A1 (en) * | 1989-03-14 | 1992-01-30 | Инженерный центр Всесоюзного научно-исследовательского института по строительству магистральных трубопроводов | Method and device for testing dielectric coating of metallic objects for continuity |
US6118285A (en) * | 1998-01-28 | 2000-09-12 | Probot, Inc | Non-contact plasma probe for testing electrical continuity of printed wire boards |
RU2237890C2 (en) * | 2002-10-11 | 2004-10-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственная корпорация "Иркут " | Method for controlling wholeness of cover of dielectric materials on electro-conducting base |
US20060139039A1 (en) * | 2004-12-23 | 2006-06-29 | Dutton David T | Systems and methods for a contactless electrical probe |
-
2015
- 2015-12-01 RU RU2015151423A patent/RU2613571C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1599747A1 (en) * | 1988-09-28 | 1990-10-15 | Предприятие П/Я В-2725 | Method of checking continuity of dielectric coatings |
SU1709253A1 (en) * | 1989-03-14 | 1992-01-30 | Инженерный центр Всесоюзного научно-исследовательского института по строительству магистральных трубопроводов | Method and device for testing dielectric coating of metallic objects for continuity |
US6118285A (en) * | 1998-01-28 | 2000-09-12 | Probot, Inc | Non-contact plasma probe for testing electrical continuity of printed wire boards |
RU2237890C2 (en) * | 2002-10-11 | 2004-10-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственная корпорация "Иркут " | Method for controlling wholeness of cover of dielectric materials on electro-conducting base |
US20060139039A1 (en) * | 2004-12-23 | 2006-06-29 | Dutton David T | Systems and methods for a contactless electrical probe |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2664784C1 (en) * | 2017-06-27 | 2018-08-22 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт сильноточной электроники Сибирского отделения Российской академии наук (ИСЭ СО РАН) | Radio electronic equipment components dielectric coating continuity defects detection and elimination method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101222802B1 (en) | Circuit board inspection apparatus and method | |
Wu et al. | Effects of discharge area and surface conductivity on partial discharge behavior in voids under square voltages | |
US4970461A (en) | Method and apparatus for non-contact opens/shorts testing of electrical circuits | |
JP2009002820A (en) | Inspection method of insulator for spark plug | |
Rahimi et al. | DC partial discharge characteristics for corona, surface and void discharges | |
Sokolova et al. | Barrier properties influence on the surface dielectric barrier discharge driven by single voltage pulses of different duration | |
Kurihara et al. | Measurement of residual charge using pulse voltages for water tree degraded XLPE cables diagnosis | |
JP2008203077A (en) | Circuit inspection device and method | |
RU2613571C1 (en) | Method for controlling dielectric coating continuity on elements of radio-electronic equipment | |
Mansour et al. | Physical mechanisms of partial discharges at nitrogen filled delamination in epoxy cast resin power apparatus | |
Othman et al. | Charge distribution measurement of solid insulator materials: A review and new approach | |
US4891597A (en) | Synchronous detection and location of insulation defects | |
KR20150138828A (en) | Substrate inspecting apparatus and substrate inspecting method | |
Cella | On-line partial discharges detection in conversion systems used in aeronautics | |
Hang et al. | Investigation of partial discharge in piezoelectric ceramics | |
JPS63262573A (en) | Method of inspecting conductive network | |
RU2664784C1 (en) | Radio electronic equipment components dielectric coating continuity defects detection and elimination method | |
Li et al. | Polarity effect of PD in oil-pressboard insulation under highly uneven electric field | |
RU2656292C1 (en) | Method of control of the integrity of the dielectric coating of a metal substrate | |
Kone et al. | Experimental investigation of internal defect detection of a 69-kV composite insulator | |
WO2012014736A1 (en) | Specimen testing device and method for creating absorbed current image | |
JP6285292B2 (en) | Probe card and inspection device | |
Bogarra et al. | Comprehensive Experimental Database and Model Fitting for Electric Arc Behavior in Aircraft Environments | |
Emersic et al. | Degradation of printed circuit board coatings due to partial discharge | |
Capineri et al. | Partial discharge testing of solder fillets on PCBs in a partial vacuum: New experimental results |