RU2690018C1 - Способ для предотвращения явления электрохимической миграции и устройство для его реализации - Google Patents
Способ для предотвращения явления электрохимической миграции и устройство для его реализации Download PDFInfo
- Publication number
- RU2690018C1 RU2690018C1 RU2017142944A RU2017142944A RU2690018C1 RU 2690018 C1 RU2690018 C1 RU 2690018C1 RU 2017142944 A RU2017142944 A RU 2017142944A RU 2017142944 A RU2017142944 A RU 2017142944A RU 2690018 C1 RU2690018 C1 RU 2690018C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- circuit board
- printed circuit
- electrochemical migration
- heating element
- temperature
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K13/00—Thermometers specially adapted for specific purposes
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
- G05D23/1927—Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors
- G05D23/1928—Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors sensing the temperature of one space
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
- G05D23/1927—Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors
- G05D23/193—Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors sensing the temperaure in different places in thermal relationship with one or more spaces
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
- G05D23/1927—Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors
- G05D23/193—Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors sensing the temperaure in different places in thermal relationship with one or more spaces
- G05D23/1931—Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors sensing the temperaure in different places in thermal relationship with one or more spaces to control the temperature of one space
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
- H01L23/345—Arrangements for heating
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
- H05K7/20536—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for racks or cabinets of standardised dimensions, e.g. electronic racks for aircraft or telecommunication equipment
- H05K7/207—Thermal management, e.g. cabinet temperature control
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Abstract
Изобретение относится к авиационной технике и может быть использовано для повышения надежности ответственной аппаратуры на борту летательного аппарата за счет снижения вероятности возникновения явления электрохимической миграции. Заявлено устройство для предотвращения электрохимической миграции на печатной плате, которое включает размещенный между диэлектрическими слоями внутри печатной платы нагревательный элемент с устройством управления. На поверхности печатной платы установлен датчик температуры печатной платы. Датчики температуры и влажности окружающей среды установлены на расстоянии до 10 см от поверхности печатной платы. Все вышеперечисленные датчики соединены с устройством управления нагревательным элементом. Технический результат - снижение вероятности возникновения электрохимической миграции, исключая одно из условий, необходимых для ее возникновения (наличие электролитического слоя), что повышает надежность бортового оборудования летательных аппаратов. 1 ил.
Description
Изобретение относится к авиационной технике и может быть использовано для повышения надежности ответственной аппаратуры на борту летательного аппарата за счет снижения вероятности возникновения явления электрохимической миграции.
Явление электрохимической миграции (электромиграции) заключается в том, что при наличии жидкого токопроводящего слоя между проводниками, по которым течет небольшой постоянный ток, проводник с большим потенциалом (анод) растворяется под действием напряжения, отдавая положительно заряженные ионы металла, которые, в свою очередь, осаждаются на проводнике с меньшим потенциалом, образуя дендритоподобный проводник. Это приводит к возникновению коротких замыканий и выходу из строя бортовой аппаратуры.
Известны следующие способы борьбы с электрохимической миграцией: влагоизоляционное покрытие, пассивирование проводников и очистка поверхности печатной платы от загрязнений (см. «Критерии оценки качества влагозащитного покрытия» в журнале «Поверхностный монтаж», 2012 №3 с. 26-30, а также «Определение качества отмывки в производстве бессвинцовых печатных плат» в журнале «Производство электроники: технологии, оборудование, материалы», 2008 №5).
Однако, эти способы в недостаточной степени предотвращают возникновение явления электрохимической миграции, так как жидкость тем или иным способом попадает под влагоизоляционное покрытие, а добиться абсолютно чистой поверхности печатной платы невозможно.
Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является нагреватель, описанный в патенте РФ №2519282 под названием «Устройство стабилизации температуры», опубликованном 10.06.14 г. Устройство стабилизации температуры термостатируемого объекта содержит расположенный на подложке нагреватель с датчиком температуры и систему управления. Нагреватель дополнен резервным нагревательным элементом, снабженным датчиком температуры. Система управления предназначена для регулирования температуры термостатируемого объекта посредством включения/отключения питания нагревательных элементов. Подложка может представлять собой корпус термостатируемого объекта, выполненный из высокотеплопроводного материала, или тонкостенную высокотеплопроводную металлическую оболочку. Оболочка ограничивает объект термостатирования. Основной и резервный нагревательные элементы имеют идентичные тепловые и геометрические характеристики и расположены на диэлектрическом основании со сдвигом, равным шагу печатного рисунка. На подложке могут быть расположены дополнительные нагреватели с датчиками температуры. Технический результат - расширение функциональных возможностей, повышение надежности функционирования, качества стабилизации температуры, в частности пространственно распределенных объектов в широком диапазоне изменения температуры.
Устройство содержит по крайней мере, один нагреватель, расположенный на подложке, с датчиком температуры. Датчики температуры расположены на подложке нагревательного элемента. Однако, в данном нагревателе отсутствуют необходимые датчики влажности, температуры поверхности платы и температуры окружающей среды, что исключает возможность использования этого нагревателя в качестве устройства предотвращения возникновения электрохимической миграции, из-за невозможности поддерживать необходимую разницу между температурами поверхности печатной платы и окружающей среды в динамике.
Задачей заявляемого изобретения является повышение надежности бортовых систем летательного аппарата, за счет снижения вероятности возникновения электрохимической миграции, путем исключения возможности конденсации жидкости на поверхности печатной платы.
Технический результат - повышение надежности бортовых приборов летательного аппарата.
Предложенный способ для предотвращения возникновения электрохимической миграции на печатной плате заключается в том, что измеряют температуру на поверхности печатной платы, а также температуру и влажность окружающей среды, по таблице точки росы определяют минимально допустимую разницу измеренных температур при соответствующем значении влажности, исключающую возможность образования конденсата на поверхности печатной платы, при несоответствии разницы температур определенному диапазону, производят нагрев платы до достижения требуемого значения разницы температур.
Предложенное устройство для предотвращения электрохимической миграции на печатной плате включает размещенный между диэлектрическими слоями внутри печатной платы нагревательный элемент с устройством управления, установленный на поверхности печатной платы датчик температуры печатной платы, датчики температуры и влажности окружающей среды, установленные на расстоянии до 10 от поверхности печатной платы, при этом все вышеперечисленные датчики соединены с устройством управления нагревательным элементом.
Во внутренний слой печатной платы ответственной аппаратуры помещается нагревательный элемент с подключенной к нему системой управления и датчиками влажности окружающей среды и температур печатной платы и окружающей среды. В зависимости от показаний датчиков устройство управления нагревает, с помощью встроенного нагревателя, печатную плату до тех пор пока разница между температурами платы и окружающей среды не будет в пределах, заданных в таблице точки росы, что исключит возможность образования конденсата на поверхности печатной платы.
На фиг. 1. представлена схема устройства предотвращения электрохимической миграции.
Устройство предотвращения электрохимической миграции (фиг. 1) состоит из нагревательного элемента (1), который помещен между диэлектрическими слоями (2) печатной платы. На внешний диэлектрический слой помещен датчик температуры печатной платы (3). Датчик влажности окружающей среды (4) и датчик температуры окружающей среды (5) находятся на расстоянии не более чем 10 см (т.к. он должен устанавливаться в корпусе устройства авионики) от внешнего диэлектрического слоя, но не на его поверхности. Также имеется устройство управления (6), реализованное с помощью программируемого микроконтроллера, соединенного с датчиками температуры и влажности, например: микроконтроллер ATtiny 2313, датчики температуры DS18B20+, и влажности DHT11.
Устройство предотвращения электрохимической миграции работает следующим образом: после включения на устройство управления (6) передаются значения температур печатной платы и окружающей среды с датчиков (3), (5), а так же значение окружающей влажности с датчика (4). Устройство управления (6) анализирует разницу температур, и, если разница температур превышает допустимые пределы, зависящие от окружающей влажности, включает нагревательный элемент (1), который работает до тех пор, пока не установится необходимое значение разницы температур.
Предлагаемое устройство предотвращения электрохимической миграции снижает вероятность возникновения электрохимической миграции, исключая один из главных факторов, влияющих на ее возникновение (наличие электролитического слоя), что повышает надежность бортового оборудования летательных аппаратов.
Claims (1)
- Устройство для предотвращения электрохимической миграции на печатной плате, включающее размещенный между диэлектрическими слоями внутри печатной платы нагревательный элемент с устройством управления, установленный на поверхности печатной платы датчик температуры печатной платы, датчики температуры и влажности окружающей среды, установленные на расстоянии до 10 см от поверхности печатной платы, при этом все вышеперечисленные датчики соединены с устройством управления нагревательным элементом.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017142944A RU2690018C1 (ru) | 2017-12-08 | 2017-12-08 | Способ для предотвращения явления электрохимической миграции и устройство для его реализации |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017142944A RU2690018C1 (ru) | 2017-12-08 | 2017-12-08 | Способ для предотвращения явления электрохимической миграции и устройство для его реализации |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2690018C1 true RU2690018C1 (ru) | 2019-05-30 |
Family
ID=67037603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017142944A RU2690018C1 (ru) | 2017-12-08 | 2017-12-08 | Способ для предотвращения явления электрохимической миграции и устройство для его реализации |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2690018C1 (ru) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2355016C2 (ru) * | 2007-03-15 | 2009-05-10 | ГОУ ВПО "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" | Устройство стабилизации температуры электрорадиоэлементов |
| RU2439746C1 (ru) * | 2010-06-01 | 2012-01-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) | Устройство для стабилизации температуры элементов микросборок |
| CN202159280U (zh) * | 2011-07-26 | 2012-03-07 | 西安远征智能软件有限公司 | 智能温湿度控制器 |
| CN202616827U (zh) * | 2012-05-22 | 2012-12-19 | 山东电力集团公司 | 一种防凝露电动汽车充电桩 |
| RU2519282C1 (ru) * | 2012-11-07 | 2014-06-10 | Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" | Устройство стабилизации температуры |
| RU2529852C2 (ru) * | 2012-10-18 | 2014-10-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Прибор" | Устройство стабилизации температуры электронных компонентов |
| RU2611454C1 (ru) * | 2015-12-25 | 2017-02-22 | Акционерное общество "СИНЕТИК" | Устройство управления термостабилизацией силового электронного оборудования для тяжелых условий эксплуатации |
-
2017
- 2017-12-08 RU RU2017142944A patent/RU2690018C1/ru active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2355016C2 (ru) * | 2007-03-15 | 2009-05-10 | ГОУ ВПО "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" | Устройство стабилизации температуры электрорадиоэлементов |
| RU2439746C1 (ru) * | 2010-06-01 | 2012-01-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) | Устройство для стабилизации температуры элементов микросборок |
| CN202159280U (zh) * | 2011-07-26 | 2012-03-07 | 西安远征智能软件有限公司 | 智能温湿度控制器 |
| CN202616827U (zh) * | 2012-05-22 | 2012-12-19 | 山东电力集团公司 | 一种防凝露电动汽车充电桩 |
| RU2529852C2 (ru) * | 2012-10-18 | 2014-10-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Прибор" | Устройство стабилизации температуры электронных компонентов |
| RU2519282C1 (ru) * | 2012-11-07 | 2014-06-10 | Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" | Устройство стабилизации температуры |
| RU2611454C1 (ru) * | 2015-12-25 | 2017-02-22 | Акционерное общество "СИНЕТИК" | Устройство управления термостабилизацией силового электронного оборудования для тяжелых условий эксплуатации |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| МЕДВЕДЕВ А.М., СОКОЛЬСКИЙ А.М., СОКОЛЬСКИЙ М.Л. "СНИЖЕНИЕ ВЕРОЯТНОСТИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ЯВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ МИГРАЦИИ В АВИОНИКЕ", АВИАКОСМИЧЕСКОЕ ПРИБОРОСТРОЕНИЕ, НОМЕР 7, 2016, с. 41- 45. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9693446B2 (en) | Circuit board with thermal control | |
| Sokolsky et al. | Electrochemical migration: stages and prevention | |
| US9664575B2 (en) | Self-calibrating resistive flexure sensor | |
| JP2011223030A (ja) | 電気部品及びその製造方法 | |
| US10663419B2 (en) | Silicon oil sensor | |
| RU2690018C1 (ru) | Способ для предотвращения явления электрохимической миграции и устройство для его реализации | |
| Noh et al. | Characteristics of environmental factor for electrochemical migration on printed circuit board | |
| US7727362B2 (en) | Sacrificial anode for cathodic corrosion protection | |
| Flatscher et al. | Field sensor analysis for electrical impedance spectroscopy based ice detection | |
| JP2022169559A (ja) | 変圧器の絶対ブッシングパラメータのモニタリングにおける温度の影響を回避した相対ブッシングパラメータ方法 | |
| CA2860606C (en) | Apparatus and method of monitoring for matter accumulation on an aircraft surface | |
| CN110719084B (zh) | 扩展温度补偿晶体振荡器低温范围的实现方法及装置 | |
| US11493470B2 (en) | Method for detecting moisture in an integrated circuit, and associated integrated circuit | |
| KR20160014540A (ko) | 프린트 기판 검사 장치 및 검사 방법 | |
| GB2555393A (en) | Apparatus and method relating to electrochemical migration | |
| Brunko et al. | Embedded systems and printed circuit boards as weak spots in HV-H3TRB tests | |
| RU2628111C1 (ru) | Способ изготовления тонкопленочных чип-резисторов | |
| Medgyes et al. | Measurements of water contact angle on FR4 and polyimide substrates relating electrochemical migration | |
| RU2519282C1 (ru) | Устройство стабилизации температуры | |
| Xue et al. | Prediction of the electrochemical migration induced failure on power PCBs under humidity condition—A case study | |
| JP2014521205A (ja) | 導電性かつ熱伝導性の部材と基板との適正な接着の検査方法 | |
| Ramachandran et al. | Investigation of copper plated-through-holes in glass fiber reinforced epoxy substrates using AC impedance spectroscopy | |
| RU166556U1 (ru) | Многослойная печатная плата с возможностью подогрева элементов радиоэлектронной аппаратуры в условиях воздействия экстремальных отрицательных температур | |
| KR20010099356A (ko) | 파릴렌코팅방법 | |
| CN114390769A (zh) | 电气或电子控制器 |