RU2664784C1 - Radio electronic equipment components dielectric coating continuity defects detection and elimination method - Google Patents

Radio electronic equipment components dielectric coating continuity defects detection and elimination method Download PDF

Info

Publication number
RU2664784C1
RU2664784C1 RU2017122676A RU2017122676A RU2664784C1 RU 2664784 C1 RU2664784 C1 RU 2664784C1 RU 2017122676 A RU2017122676 A RU 2017122676A RU 2017122676 A RU2017122676 A RU 2017122676A RU 2664784 C1 RU2664784 C1 RU 2664784C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
defect
plasma
electronic equipment
dielectric coating
radio electronic
Prior art date
Application number
RU2017122676A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Владимирович Батраков
Сергей Анатольевич Попов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт сильноточной электроники Сибирского отделения Российской академии наук (ИСЭ СО РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт сильноточной электроники Сибирского отделения Российской академии наук (ИСЭ СО РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт сильноточной электроники Сибирского отделения Российской академии наук (ИСЭ СО РАН)
Priority to RU2017122676A priority Critical patent/RU2664784C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2664784C1 publication Critical patent/RU2664784C1/en

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
    • G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Relating To Insulation (AREA)

Abstract

FIELD: fault detection.SUBSTANCE: invention relates to the non-destructive testing methods and can be used: for testing in the radio electronic equipment manufacturing final stage, which elements are covered with the protective dielectric. Essence lies in the fact, that the method is implemented by the controlled object scanning with the conducting plasma jet at the potential difference between plasma and object below the dangerous for the object voltages level, with the flowing through the defect into the plasma current simultaneous recording. If defect is detected, to the defect area the reaction gas stream is sent, including at least one gaseous component capable of polymerizing in the plasma, at that, the plasma jet generation mode is maintained. As a result of such action, on the defect surface polymer coating is formed, closing the defect and thereby eliminating the defect.EFFECT: combining the defect detection and elimination procedures in the single process cycle.1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля и может быть использовано для тестирования радиоэлектронной аппаратуры, элементы которой покрыты защитным диэлектриком, позволяющего выявлять и устранять дефекты сплошности защитного диэлектрического покрытия в едином технологическом цикле.The invention relates to non-destructive testing methods and can be used to test electronic equipment, the elements of which are coated with a protective dielectric, which allows to identify and eliminate continuity defects of the protective dielectric coating in a single technological cycle.

Известен способ нанесения диэлектрического покрытия [1], состоящего из парилена (полипараксилилена), путем испарения димера (дипараксилилена) и его полимеризации плазмой на поверхностях электронных компонентов и электронных устройств с целью создания герметичной оболочки вокруг них.A known method of applying a dielectric coating [1], consisting of parylene (polyparasilylene), by evaporation of a dimer (diparaxylylene) and its polymerization by plasma on the surfaces of electronic components and electronic devices in order to create an airtight shell around them.

Недостатком данного способа является отсутствие контроля за сплошностью покрытия и необходимость повторного нанесения покрытие на все изделие в случае обнаружения дефектов сплошности каким-либо способом.The disadvantage of this method is the lack of control over the continuity of the coating and the need for re-coating the entire product in case of detection of continuity defects in any way.

Известен способ контроля сплошности диэлектрического покрытия на элементах радиоэлектронной аппаратуры [2] с использованием плазменной струи, генерируемой в источнике плазмы с полым катодом, путем регистрации тока, создаваемого потоком заряженных частиц из плазмы на изделие через дефект сплошности, при этом источник плазмы создает плазменное окружение вокруг контролируемого изделия либо сканирует его поверхность. По силе тока оценивается размер дефекта, а по положению источника плазмы при сканировании - его координаты на контролируемой поверхности. Данный способ взят за прототип, поскольку позволяет определять положение дефекта с высокой достоверностью.A known method of controlling the continuity of the dielectric coating on the elements of electronic equipment [2] using a plasma jet generated in a plasma source with a hollow cathode, by recording the current generated by the flow of charged particles from plasma to the product through the continuity defect, while the plasma source creates a plasma environment around controlled product or scans its surface. The size of the defect is estimated from the current strength, and from the position of the plasma source during scanning, its coordinates on the controlled surface. This method is taken as a prototype, because it allows you to determine the position of the defect with high reliability.

Недостатком данного способа контроля является необходимость, в случае обнаружения дефекта, повторного выполнения процедуры нанесения защитного диэлектрического покрытия, выполняемого отдельно от процедуры контроля и на ином оборудовании.The disadvantage of this control method is the need, in the event of a defect, to repeat the procedure for applying a protective dielectric coating, performed separately from the control procedure and on other equipment.

Диэлектрические покрытия в радиоэлектронной аппаратуре используются для электроизоляционных целей и защиты от агрессивных факторов окружающей среды. 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 обнаружения должен обеспечивать диагностику всей поверхности объекта, в том числе в случае применения способа к изделиям сложной топологии и состоящих из большого числа компонентов. Конечной целью обнаружения дефектов является их устранение. В этой связи совмещение процедуры обнаружения и процедуры устранения дефекта в едином технологическом цикле обеспечивает техническое и экономическое преимущество.Dielectric coatings in electronic equipment are used for electrical insulation purposes and protection against aggressive environmental factors. 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 detection 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. The ultimate goal of detecting defects is to eliminate them. In this regard, the combination of the detection procedure and the procedure for eliminating the defect in a single technological cycle provides a technical and economic advantage.

Задачей данного изобретения является повышение производительности процесса нанесения защитного покрытия и повышение качества покрытия.The objective of the invention is to increase the productivity of the process of applying a protective coating and improving the quality of the coating.

Технический результат - совмещение процедуры обнаружения дефектов сплошности покрытия с процедурой их устранения в едином технологическом цикле, при использовании общего источника плазмы и общей системы его позиционирования.EFFECT: combination of the procedure for detecting defects in coating continuity with the procedure for their elimination in a single technological cycle, using a common plasma source and a common system for its positioning.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе контроля и обнаружения дефектов сплошности диэлектрического покрытия, использующем сканирование элементов радиоэлектронной аппаратуры контролируемого объекта плазменной струей при разности потенциалов между плазмой и объектом ниже уровня напряжений, опасных для объекта контроля, с одновременной регистрацией электрического тока из объекта в плазму, и определением места локализации дефекта, согласно изобретению, в область дефекта направляется струя реакционного газа, включающего, по крайней мере, один газообразный компонент, способный полимеризоваться в плазме, при этом сохраняется режим генерации плазменной струи.The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in the known method for monitoring and detecting continuity defects of the dielectric coating, using a scan of the elements of the electronic equipment of the controlled object by a plasma jet with a potential difference between the plasma and the object below the voltage level dangerous to the control object, while registering electrical current from the object to the plasma, and determining the location of the defect, according to the invention, in the defect region directed jet of reaction gas comprising at least one gaseous component capable of being polymerized in the plasma, while maintaining a mode of generation of the plasma jet.

Кроме того, что время воздействия плазмы совместно с реакционным газом на место локализации дефекта задается таким, чтобы толщина формируемого покрытия выдерживала максимальные напряжения, ожидаемые при эксплуатации РЭА.In addition, the time of plasma exposure together with the reaction gas at the location of the defect is set so that the thickness of the formed coating withstands the maximum stresses expected during operation of the REA.

Осуществление способа 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

Figure 00000001
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.The implementation of the method is as follows. The 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
Figure 00000001
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 assume ν e = 10 6 m / s), S is the defect area continuity of the dielectric film.

В случае обнаружения дефекта сплошности диэлектрического покрытия формируется поток реакционного газа, включающего, по крайней мере, один газообразный компонент, способный полимеризоваться в плазме, и направляется в область дефекта. При этом плазменное окружение поддерживается в неизменном режиме и за счет плазмохимических реакций на поверхности контролируемого объекта, содержащей дефект, формируется слой полимера.If a defect in the continuity of the dielectric coating is detected, a flow of reaction gas is formed, which includes at least one gaseous component capable of polymerizing in the plasma, and is directed to the region of the defect. In this case, the plasma environment is maintained unchanged and, due to plasma-chemical reactions, a polymer layer is formed on the surface of the controlled object containing the defect.

Время воздействия плазмы совместно с реакционным газом на место локализации дефекта задается таким, чтобы толщина формируемого покрытия выдерживала максимальные напряжения, ожидаемые при эксплуатации контролируемого объекта.The plasma exposure time together with the reaction gas at the location of the defect is set so that the thickness of the formed coating withstands the maximum stresses expected during the operation of the controlled object.

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. Источник плазмы 3 генерирует плазменную струю 4. 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 an equipment module 1 and elements of the cable network 2 are located opposite the plasma source 3. The plasma source 3 generates a plasma jet 4. Elements of the cable network 2 are connected to the voltage source 5, while the potential of the control object relative to the plasma source 3 is set below the dangerous level for the controlled object. In the presence of defects in protective insulation on the surface of the object, the current measured by the device 7 flows in the circuit of the voltage source 5. If it is necessary to separately control the components of the test object 1 and 2, the device 7 is multi-channel with the number of channels proportional to the number of circuits requiring control. To further limit the current in the circuit, a resistor 6 is used. The total area of open current-carrying surfaces of the object that do not have a protective dielectric coating is calculated by the magnitude of the current.

При наличии тока в цепи источника напряжения 5, являющегося признаком дефекта диэлектрического покрытия, включается нагрев испарителя 8, заполненного дипараксилиленом. Температура испарителя устанавливается на уровне, достаточном для формирования струи 9 пара дипараксилилена. При взаимодействии парообразного дипараксилилена с плазмой на поверхностях объекта образуется полимерная пленка [3], закрывающая дефект.If there is a current in the circuit of the voltage source 5, which is a sign of a defect in the dielectric coating, the heating of the evaporator 8 filled with diparaxylene is turned on. The temperature of the evaporator is set at a level sufficient to form a jet of 9 vapor of diparaxylene. During the interaction of vaporous diparaxylylene with plasma, a polymer film forms on the surface of the object [3], which covers the defect.

Таким образом, совмещение процедуры обнаружения и процедуры устранения дефекта в едином технологическом цикле обеспечивает повышение производительности процесса нанесения защитного покрытия и повышение качества покрытия.Thus, the combination of the detection procedure and the procedure for eliminating the defect in a single technological cycle provides an increase in the productivity of the process of applying a protective coating and an increase in the quality of the coating.

Источники информацииInformation sources

1. J. Wary, W.F. Beach, R.A. Olson. Parylene polymer layers // Патент США (19) US (11) 5879808 (13) H01L 23/522, C08G 61/02, H01L 23/532, B05D 7/24, B05D 3/14. - Заявл. 31.01.1997. - Опубл. 09.03.1999.1. J. Wary, W.F. Beach, R.A. Olson Parylene polymer layers // U.S. Patent (19) US (11) 5879808 (13) H01L 23/522, C08G 61/02, H01L 23/532, B05D 7/24, B05D 3/14. - Declared. 01/31/1997. - Publ. 03/09/1999.

2. Батраков А.В., Попов С.А. Способ контроля сплошности диэлектрического покрытия на элементах радиоэлектронной аппаратуры // Патент РФ (19) RU (11) 2613571 (11) MHK G01R 31/12.- Заявл. 01.12.2015.- Опубл. 17.03.2017.2. Batrakov A.V., Popov S.A. The method of controlling the continuity of the dielectric coating on the elements of electronic equipment // Patent of the Russian Federation (19) RU (11) 2613571 (11) MHK G01R 31/12. 12/01/2015 .- Publ. 03/17/2017.

3. В. Ширшова, А. Избушкин, Е. Фомченко, Полипараксилиленовые покрытия в технологии РЭА. Состояние, перспективы // Печатный монтаж.- 2010. - №1.- стр. 22-27.3. V. Shirshova, A. Izbushkin, E. Fomchenko, Polyparaxylene coating in CEA technology. State, prospects // Printed montage. - 2010. - No. 1.- p. 22-27.

Claims (2)

1. Способ обнаружения и устранения дефектов сплошности диэлектрического покрытия на элементах радиоэлектронной аппаратуры, использующий сканирование элементов радиоэлектронной аппаратуры контролируемого объекта плазменной струей при разности потенциалов между плазмой и объектом ниже уровня напряжений, опасных для объекта контроля, с одновременной регистрацией электрического тока из объекта в плазму, определение места локализации дефекта, отличающийся тем, что в место локализации дефекта направляется струя реакционного газа, включающего по крайней мере один газообразный компонент, способный полимеризоваться в плазме, при этом сохраняется режим генерации плазменной струи.1. A method for the detection and elimination of continuity defects of a dielectric coating on elements of electronic equipment using a scan of the electronic components of a controlled object by a plasma jet with a potential difference between the plasma and the object below the voltage level that is dangerous for the control object, while recording electric current from the object to the plasma, determination of the location of the defect, characterized in that a stream of reaction gas is directed to the location of the defect, including ayuschego at least one gaseous component capable of being polymerized in the plasma, while maintaining a mode of generation of the plasma jet. 2. Способ по п. 1., отличающийся тем, что время воздействия плазмы совместно с реакционным газом на место локализации дефекта задается таким, чтобы толщина формируемого покрытия выдерживала максимальные напряжения, ожидаемые при эксплуатации РЭА.2. The method according to p. 1., characterized in that the plasma exposure time together with the reaction gas at the location of the defect is set so that the thickness of the formed coating withstands the maximum stresses expected during operation of the REA.
RU2017122676A 2017-06-27 2017-06-27 Radio electronic equipment components dielectric coating continuity defects detection and elimination method RU2664784C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017122676A RU2664784C1 (en) 2017-06-27 2017-06-27 Radio electronic equipment components dielectric coating continuity defects detection and elimination method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017122676A RU2664784C1 (en) 2017-06-27 2017-06-27 Radio electronic equipment components dielectric coating continuity defects detection and elimination method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2664784C1 true RU2664784C1 (en) 2018-08-22

Family

ID=63286790

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017122676A RU2664784C1 (en) 2017-06-27 2017-06-27 Radio electronic equipment components dielectric coating continuity defects detection and elimination method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2664784C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112255509A (en) * 2020-09-11 2021-01-22 中国空间技术研究院 System and method for detecting insulation defect of equipment based on low-temperature plasma

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1767456A1 (en) * 1989-04-12 1992-10-07 Инженерный центр Всесоюзного научно-исследовательского института по строительству магистральных трубопроводов Device for checking continuity of insulating coating of metal objects
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
US20080170344A1 (en) * 2007-01-11 2008-07-17 Square D Company Arcing fault protection system for an air arc switchgear enclosure
RU2613571C1 (en) * 2015-12-01 2017-03-17 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт сильноточной электроники Сибирского отделения Российской академии наук, (ИСЭ СО РАН) Method for controlling dielectric coating continuity on elements of radio-electronic equipment

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1767456A1 (en) * 1989-04-12 1992-10-07 Инженерный центр Всесоюзного научно-исследовательского института по строительству магистральных трубопроводов Device for checking continuity of insulating coating of metal objects
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
US20080170344A1 (en) * 2007-01-11 2008-07-17 Square D Company Arcing fault protection system for an air arc switchgear enclosure
RU2613571C1 (en) * 2015-12-01 2017-03-17 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт сильноточной электроники Сибирского отделения Российской академии наук, (ИСЭ СО РАН) Method for controlling dielectric coating continuity on elements of radio-electronic equipment

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112255509A (en) * 2020-09-11 2021-01-22 中国空间技术研究院 System and method for detecting insulation defect of equipment based on low-temperature plasma
CN112255509B (en) * 2020-09-11 2023-12-29 中国空间技术研究院 System and method for detecting insulation defect of equipment based on low-temperature plasma

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ahmadi-Joneidi et al. Aging evaluation of silicone rubber insulators using leakage current and flashover voltage analysis
Reddy Corona degradation of the polymer insulator samples under different fog conditions
Mammeri et al. Influence of space charge buildup on the transition to electrical treeing in PE under ac voltage
RU2664784C1 (en) Radio electronic equipment components dielectric coating continuity defects detection and elimination method
KR20210007002A (en) Gas analysis through reverse magnetron source
US20200072907A1 (en) Battery Leak Test Device And Methods
Nakano et al. Estimation method of degraded vacuum in vacuum interrupter based on partial discharge measurement
Mo et al. Effect of bubble flow on partial discharge under non-uniform AC electric fields in FC-72
US10782265B2 (en) Analysis apparatus
Conesa et al. The current–voltage characteristics of corona discharge in wire to cylinder in parallel electrode arrangement
Mansour et al. Physical mechanisms of partial discharges at nitrogen filled delamination in epoxy cast resin power apparatus
Bandyopadhyay et al. Performance evaluation of various diagnostics developed for a negative ion based neutral beam injector program in IPR
US11293993B2 (en) Detection of an electric arc hazard related to a wafer
RU2613571C1 (en) Method for controlling dielectric coating continuity on elements of radio-electronic equipment
JPS63262573A (en) Method of inspecting conductive network
Andrade et al. Partial discharge behavior under single phase half and full-bridge rectifier
CN211147929U (en) Apparatus and system for measuring vacuum of X-ray tube
CN111157174A (en) Apparatus, method and system for measuring vacuum of X-ray tube
US10716197B2 (en) System, computer program product, and method for dissipation of an electrical charge
Najafi et al. Comparison of acoustical partial discharge signals under AC and DC stress
Bogarra Rodríguez et al. Comprehensive experimental database and model fitting for electric arc behavior in aircraft environments
Uckol et al. DC corona discharge mode identification based on the visible light images via the YOLOv8
Grav Mechanisms Governing the occurrence of Partial Discharges in Insulation Liquids
Korneliussen Partial Discharges and Breakdown Voltage in Designs with Triple Junctions under AC Stress.
Naderiallaf et al. PDIV Modeling for Rectangular Wire Turn-to-Turn Insulation of Inverter-Fed Motors at Different Cruising Altitudes