Как объяснить, что кусок кремния выдерживает ускорения лучше, чем механизм?

[Dikoy]

Для одной бумаги пишу, что применение транзисторного ключа и микросхемы позволяет расширить диапазон механических перегрузок (вибрации, ускорения, удары), выдерживаемых прибором, по сравнению с механическими реле и счётчиками. Пишу:
"Отсутствие механических и подвижных элементов, за счет полностью интегрального исполнения на одном кристалле, позволяют системе выдерживать повышенные ускорения"
Мне так всё предельно ясно

Далее диалог:
-А почему?
-Потому что она интегральная, а пускатель механический.
-Понятно. А перегрузку то почему лучше держит?
-бесконечный цикл;

И вот как объяснить что кирпич прочнее швейцарских часов?
Мне это надо письменно, в документе сделать.
Поможите, господа ППСы и прочие учёные

[nauczyciel]

Dikoy, Ваши оппоненты понимают, что микросхема присоединяется к плате тонюсенькими проводками, которые вполне могут порваться при механических воздействиях. Потому я бы доказывал преимущества микросхемы над электромеханикой иными путями - экономическим (электронное реле дешевле электромеханического) и конструктивным (электронное реле меньше и легче электромеханического). И ещё готовился бы к вопросам о помехоустойчивости микропроцессорного оборудования.

[Havrosh]

Dikoy, в кристалле нет элементов, на которые могут воздействовать ускорения. Деформирующее воздействие (сила) равна внешнему ускорению, помноженному на массу элемента конструкции. В свою очередь работа интегральных электронных устройств основана на взаимодействии электронных полей. Электричество не имеет массы, т.е. (если не занудствовать насчет массы электрона) масса электричества равна нулю. Поэтому линейные, ударные и циклические ускорения (вибрации) не оказывают на однокристальные электронные устройства практически никакого эффекта.

Как то так...

[mbk]

Совершенно неочевидно, что интегральная схема устойчивее к воздействию перегрузок, нежели механический узел. Кремниевая пластина сопрягается с металлическими токопроводами. В этих местах, как справедливо отметил Научитель, проводнички и отломятся на ура. С кирпичом, понятно, ничего не случится.

Поэтому доказать можно только экспериментально: виброиспытания, ударный стенд и т.п. На худой конец апеллировать к паспортным значениям перегрузок для вашей элементной базы. В таком виде, как сейчас, я бы тоже не пропустил.

[Dikoy]

Сообщение от nauczyciel

что микросхема присоединяется к плате тонюсенькими проводками, которые вполне могут порваться при механических воздействиях.

Для этого плату заливают компаундом. В артиллерийской системе "краснополь" такие платы выполнены в брикете из эпоксидки и им из пушки стреляют.

Сообщение от nauczyciel

Потому я бы доказывал преимущества микросхемы над электромеханикой иными путями

Мне нужно именно этим путём - т.к. основная проблема там, вибрация и движения установки.

Havrosh, как вариант. Спасибо.

Сообщение от mbk

Совершенно неочевидно, что интегральная схема устойчивее к воздействию перегрузок, нежели механический узел.

При условии близкой массы - очевидно. Конечно, кристалл тоже воспринимает деформации, могут поехать характеристики при ОЧЕНЬ больших ускорениях. Но то, что интегральная техника менее восприимчива к ускорениям, чем механика, это аксиома которой учат в любом техвузе...

Сообщение от mbk

В этих местах, как справедливо отметил Научитель, проводнички и отломятся на ура.

Если корпус в пластике, то всё это залито в монолит пластика, там нечему отрываться. Если под микросхему загнать эпоксидки, дабы получить с платой монолит, то её вообще ничего не страшно.

Сообщение от mbk

На худой конец апеллировать к паспортным значениям перегрузок для вашей элементной базы.

Да вот нету. На некоторые реле можно найти данные о 2-3Ж, и разрушительном в 100Ж. А на кремниевые микросхемы только дроптест. Но он указывает на выживаемость чипа при падениях, а не на предельные параметры.

Добавлено через 46 минут
Да даже если найду, данные между производителями одного и того же чипа могут разнится.

[xalexx]

Dikoy,
Не нужно путать армию и реальную жизнь. В армии и механику делают такую, чтоб она краснополем рулила после выстрела, да и взрыватель там взводится внезапно механикой. А уж про приемку электроники военными и выход годного у них я могу много баек рассказать.

Основная проблема с интегралками - отвал их от контактов, ярчайший пример - "прожарка видеокарт", про которую в интернетах можно много интересного найти. Если припой грамотный, теплоотвод налажен и ктр материалов подобран, то да, интегралка будет работать отведенный ей срок.

С транзисторными ключами на толстые токи разговор отдельный, тк там от механики и сопромата не уйти, ибо паяются они на обычные выводы, а с присобаченными радиаторами на резонансной частоте колебания узла синергетический эффект таки будет довольно высок. Про бесконечность циклов при циклических ускорениях тоже сомнительно. Вибрация на тех же мосфетах и прочих многослойках сказывается оч нехорошо.

В общем я бы сказал, что утверждение "Отсутствие механических и подвижных элементов, за счет полностью интегрального исполнения на одном кристалле, позволяют системе выдерживать повышенные ускорения" слишком радикально. Есть множество случаев, когда применение и того и другого нерациональна, да и в реальности кристалл ведет себе не так, как в умных книжках, но это уже другая тема...

Havrosh,
Лабу я б не зачел...

[nauczyciel]

Сообщение от Dikoy

корпус в пластике, то всё это залито в монолит пластика, там нечему отрываться

Вот это поясните Вашим заказчикам. Сейчас Вы меня убедили

Сообщение от Dikoy

это аксиома которой учат в любом техвузе...

Это не аксиома и этому не учат. Микросхема, залитая эпоксидкой - это нетипичный случай.

[kravets]

Сообщение от nauczyciel

Это не аксиома и этому не учат. Микросхема, залитая эпоксидкой - это нетипичный случай.

Для изделий со спецприемкой - типичный. В типичных вузах этому действительно не учат, а вот например на ряде кафедр МВТУ и МИФИ - только так.

[4gost]

Сообщение от xalexx

"прожарка видеокарт", про которую в интернетах можно много интересного найти

о да, я свою GTX 460 не раз "жарил", пока не купил новую карточку

[mbk]

Сообщение от Dikoy

интегральная техника менее восприимчива к ускорениям, чем механика, это аксиома которой учат в любом техвузе

Нет. В техвузе учат, что интегральная техника в среднем менее восприимчива к ускорениям, чем механика. А дьявол кроется именно таки в подробностях реализации. Вы же сами говорите, что

Сообщение от Dikoy

данные между производителями одного и того же чипа могут разнится

Поэтому и упирать надо на тонкие подробности, типа заливки эпоксидкой.

Но опять таки, если говорить о качественной оценке такой заливки (лучше или хуже с ней, чем без нее), то вопросов нет. А если о количественной (насколько выросла устойчивость и хватит ли ее для планируемых перегрузок), то вопросы по-прежнему остаются. Например, хватит ли адгезии по внутренним поверхностям склейки? Вдруг там остался флюс, к которому эпоксидка не клеится?

В общем, я бы либо провел испытания на устойчивость к перегрузкам, либо валил ответственность на производителей чипов (если данных нет, то и разговора нет - неустойчивы). А так, на уровне внутренней убежденности - не знаю... Убежденность в своей правоте - это не аргумент.