基于随机振动的密封电子元器件多余物的检测装置及方法制造方法及图纸

基于随机振动的密封电子元器件多余物的检测装置及方法，涉及密封电子元器件多余物的检测装置及方法。它解决了密封电子元器件多余物检测装置和方法由于采用定频的正弦振动导致不能发挥检测设备的最佳检测能力的问题。其装置：它的波形发生模块接受智能控制模块的随机波形数据形成指定频带的随机波形驱动振动台。其方法：智能控制模块实时采集振动台的加速度信号，进行功率谱估计并与参考谱比较和频谱均衡，均衡后的功率谱经过相位随机化后进行逆傅里叶变换，经时域随机化后送入波形发生电路输出并加载至振动台，重复执行实现闭环控制。本发明专利技术适用于密封电子元器件多余物的检测过程中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种密封电子元器件多余物的检测装置及方法。
技术介绍
半导体元器件、集成电路、航天继电器等密封电子元器件是广泛应用于航空航天、 武器装备等国防电子系统的基础性元件，在控制、导航、信号传递、电源分配、姿态调整等分 系统中起着重要的作用。例如，某运载火箭控制系统使用的密封电子元器件数以万计，由此 可见密封电子元器件的可靠性直接影响着航天型号的可靠性。由于密封电子元器件制造工艺复杂，需求批量小，种类繁多、手工装配，容易把一 些灰尘、塑料屑、焊锡等颗粒封装在内而附着在电子元器件内部构件中，形成多余物。在元 器件工作的失重、超重、冲击振动环境下，激活游离出来，可能造成其内部的短路或断路故 障。密封电子元器件生产制造的各个工艺环节都可能产生或引入多余物，难于控制，所导致 的故障具有较强的突发性和随机性，故障之前不易被察觉，事后又很难确认，因此危害特别 严重。由于元器件内部可移动多余物微粒造成的运载火箭、卫星、导弹、航天飞机的发射运 行事故已多次发生，造成了无法估量的损失。因此，研究多余物检测技术及预防措施，对保 证整个国防电子系统，尤其是航天型号的可靠性具有重要的理论意义和实用价值。多余物问题控制是关键，但在现阶段，我国元器件的设计基础理论薄弱，制造工艺 水平落后，对多余物问题的控制效果并不理想，因此，只能通过一定的检测手段来确保密封 电子元器件中不含有多余物。目前国内外普遍采用的多余物检测方法包括显微镜观察法、 X光照相法、复合检测法、微粒碰撞噪声检测(Particle Impact Noise Detection, PIND) 法等，其中PIND方法由于具有快速、方便、成本低和灵敏度高等优点而被广泛应用。目前， PIND方法已经被列入我国军事工业标准，在军用电子元器件多余物筛选，确保航天型号可 靠性方面起到了重要的作用。PIND方法的基本原理是将被检测器件固定在专用振动台上，按标准规定对其施 加一定频率和加速度的振动及冲击，当器件中存在多余物时，此多余物将产生不规则的噪 声信号，此信号经放大电路放大后显示于示波器中，当噪声信号超过预定阈值时，说明被测 器件中含有多余物。其中冲击使附着在内壁的多余物激活，为碰撞创造条件，振动使多余物 获得能量，从而与外壳相碰而发出声音，达到检测的目的。PIND方法是一种基于碰撞的多余 物检测方法，碰撞强度越大，越有利于检测。PIND方法从产生至今，经历了几十年的发展，得到了广泛的应用，并被列入我国多 个军事工业标准，如GJB360A方法217，GJB548A方法2020A，GJB128A方法2052，GJB65B附 录B，GJB2888附录B等。目前广泛应用的PIND设备都是基于单频正弦激励控制的，在多年实践中，人们发 现对于腔体高度一定的被测对象，应用不同振动频率的试验条件的检测效果是不同的，即 存在最佳振动频率。因此，上述规范分别以图、表、经验公式等方式规定振动频率与腔体高 度的关系。分析发现，各个军标中的图、表、经验公式是统一的，都是基于刚性球碰撞理论，从理想小球和标准空腔的简化模型推寻而来。但是在实际检测中，由于多余物粒子形态(材质、形状、硬度等)的多样性和被测 元器件腔体形状不规则导致的腔体高度的多变性，最佳振动频率的确定难度较大，甚至无 法实现。有时甚至由于粒子形状的不规则，增加了碰撞的随机性，导致最佳振动频率往往不 是一个频率点而是一个频率段。由此可见，最佳振动频率的确定仅具有理论意义，现实中很 难得到与实际吻合的最佳驱动频率，基于单频正弦激励的定频振动的PIND方法没有发挥 出其最优的检测效果。现有PIND检测设备驱动系统存在以下问题(1)驱动系统的振动试验条件均采用定频的正弦振动，目前军标中规定的最佳振 动频率的计算方法过于理想化，与实际出入较大，试验条件单一，最佳振动频率与理论计算 值很难符合，不能发挥检测设备的最佳检测能力；(2)冲击是多余物激活的重要试验条件，过大可能导致被测元器件损坏，过小又不 能有效地激活多余物，以往的试验系统对冲击的控制精度较差，分散性较大。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有的密封电子元器件多余物自动检测装置和方法由于采用 定频的正弦振动导致不能发挥检测设备的最佳检测能力的问题，从而提供一种基于随机振 动的密封电子元器件多余物的检测装置及方法。基于随机振动的密封电子元器件多余物的检测装置，它包括振动台，它还包括智 能控制模块、波形发生模块、幅度调节模块、功率放大模块、加速度传感器和加速度反馈模 块，所述幅度调节模块由数/模转换单元和基准电压调节单元组成；所述基准电压调节单 元的电压信号输出端与数/模转换单元的电压信号输入端连接；智能控制模块的控制信号 输出端与波形发生模块的控制信号输入端连接；波形发生模块的波形信号输出端与数/模 转换单元的波形信号输入端连接，所述数/模转换单元的信号输出端与功率放大模块的信 号输入端连接；所述功率放大模块的驱动信号输出端与振动台的驱动信号输入端连接；力口 速度传感器设置在振动台上，加速度传感器的信号输出端与加速度反馈模块的信号输入端 连接，所述加速度反馈模块的第一加速度信号输出端与智能控制模块的加速度信号输入端 连接；智能控制模块电压信号输出端与基准电压调节单元的信号输入端连接。基于上述装置的随机振动的密封电子元器件多余物的检测方法，它包括以下步 骤步骤一、智能控制模块实时采集振动台反馈的加速度信号，并对采集到的信号进 行A/D转换，获得转换后的信号；步骤二、将步骤一获得的转换后的信号进行功率谱估计，获得信号功率谱；步骤三、将步骤二获得的信号功率谱与参考谱进行比较，并进行频谱均衡，获得均 衡后的频谱；步骤四、调整频率驱动信号幅度，将均衡后的功率谱进行相位随机化，获得相位随机化后的功率谱；步骤五、将步骤四获得的相位随机化后的功率谱进行逆傅里叶变换，获得变换后结果； 步骤六、将步骤五获得的变换后结果进行时域随机化处理，获得时域随机化处理 的结果； 步骤七、智能控制模块将步骤六获得的结果送入数/模转换单元进行数/模转换， 获得转换后的结果；步骤八、将步骤七获得的转换后的结果送入波形发生模块，波形发生模块根据所 述转换后的结果调整波形发生模块的输出波形，所述输出波形经D/A转换单元和功率放大 模块后，加载至振动台，并返回步骤一，完成随机振动的密封电子元器件多余物自动检测。本专利技术采用随机振动方法并对装置进行闭环控制，从而发挥检测设备的最佳检测能力，系统的可靠性及调节精度得以大幅提高。附图说明图1是本专利技术装置的结构示意图；图2是本专利技术具体实施方式五的结构示意图； 图3是本专利技术的工作原理示意图；图4是幅度调节模块的电路原理图；图5是本专利技术具体实 施方式九的原理示意图；图6是本专利技术的功率放大模块的电路原理示意图；图7是具体实 施方式九中智能控制模块的电路原理图。具体实施例方式具体实施方式一、结合图1说明本具体实施方式，基于随机振动的密封电子元器 件多余物的检测装置，它包括振动台6，它还包括智能控制模块1、波形发生模块2、幅度调 节模块、功率放大模块5、加速度传感器17和加速度反馈模块7，所述幅度调节模块由数/ 模转换单元3和基准电压调节单元4组成；所述基准电压调节单元4的电压信号输出端与 数本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于随机振动的密封电子元器件多余物的检测装置，它包括振动台（６），其特征是：它还包括智能控制模块（１）、波形发生模块（２）、幅度调节模块、功率放大模块（５）、加速度传感器（１７）和加速度反馈模块（７），所述幅度调节模块由数／模转换单元（３）和基准电压调节单元（４）组成；所述基准电压调节单元（４）的电压信号输出端与数／模转换单元（３）的电压信号输入端连接；智能控制模块（１）的控制信号输出端与波形发生模块（２）的控制信号输入端连接；波形发生模块（２）的波形信号输出端与数／模转换单元（３）的波形信号输入端连接，所述数／模转换单元（３）的信号输出端与功率放大模块（５）的信号输入端连接；所述功率放大模块（５）的驱动信号输出端与振动台（６）的驱动信号输入端连接；加速度传感器（１７）设置在振动台（６）上，加速度传感器（１７）的信号输出端与加速度反馈模块（７）的信号输入端连接，所述加速度反馈模块（７）的第一加速度信号输出端与智能控制模块（１）的加速度信号输入端连接；智能控制模块（１）电压信号输出端与基准电压调节单元（４）的信号输入端连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：翟国富，唐晓庆，王世成，王国涛，张龙，陈金豹，乌英嘎，陈蕊，张昆，胡彪，邢通，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]