На днях проверяющий забраковал документ - применена микросборка, у которой стойкость к акустическому шуму оговорена в диапазоне от 100 Гц и выше. На систему требование от 50 Гц и выше.

Уровень звукового давления 130 дБ (относительно 2*10 минус 5 Па) в переводе на обычный язык всего лишь около 0,6 гр/см кв.

ГОСТ Р (МЭК 60068-2-65) говорит:
"Особенно чувствительными к акустическому воздействию являются относительно лёгкие изделия, размеры которых сравнимы с длиной акустической волны в рассматриваемом частотном диапазоне и для которых значение массы, приходящейся на единицу поверхности невелико (например, параболические антенны или солнечные батареи, электронные устройства, печатные монтажные платы, электропроводка, оптические элементы и т.п.)"

Т.е. когда-то с какого-то перепугу кто-то у нас записал на микросборку требования к акустическому шуму.

Но ГОСТ 11 0358 "Микросхемы интегральные" то же требует, что бы микросхемы были стойкими к акустическому шуму.

На калькуляторе посчитал: 100 Гц соответствует длине волны 3,4 м. Т.е. скорость звука (340 м/с) разделил на частоту. Наши микросхемы самые большие в мире , но не настолько же. Или я неправильно считаю длину акустической волны?

А как вообще акустический шум действует на изделия? На большую площадь понятно - знакопеременные колебания, резонанс ... . А как, например, на мелкосхемы?

на гибридки вполне может оказывать влияние...

100 Гц- это уже вибрация...Микросхемы ведь могут не сами по себе дергаться, а в составе изделия. А его размеры могут и ппревышать длину акустической волны.

С требованиями на изделие понятно, - плата, имеющая большую "парусность" преобразует акустические колебания в механические.

Тот же ГОСТ 11 0398 на микросхемы определяет "Требования по стойкости к воздействию механических факторов", в частности
Синусоидальная вибрация
диапазона частот, Гц . . . . 1 - 5000
амплитуда ускорения, мс-2 (g) . . . 400 (40)

И требует, что бы мелкосхема сама по себе, в гордом одиночестве, была стойкая к акустическому шуму. Шум - это случайные колебания. Плата преобразует это в широкополосную случайную вибрацию. Существуют методики пересчёта ШСВ в синусоидальную. Т.е. с механикой понятно.

Но ведь они при испытаниях крепятся к чему- то. Т.е. не совсем в одиночестве. И потом, когда волна, даже и большой длины приходит к корпусу, все равно есть разница в акустическом давлении. с разных её стророн.

У нас гибридка примерно 25х15. На 10 кГц длина волны 34 мм. Тут понятно - корпус начнёт колебаться и "трясти" свою начинку. А на 100 Гц?

В микрофонах мембрана примерно той же площади. Обратную сторону закрывают, у направленых открыта, но через камеры, которые сдвигают фазу. На низких, направленные, конечно не дают нужного эффекта.

Но крепятся ведь не на мембрану. При испытаниях, например приборов, их крепят на алюминиевые тОлстые плиты, которые не резонируют.
И разница в давлении при 130 дБ около 0,6 гр/см кв. А по госту микросхемы должны выдерживать повышенное рабочее давление 3 ата, правда не знакопеременные.

Неужели знакопеременные 0,6 г/см кв эквивалентны постоянным 3 ата ? - речь о воздушном давлении на корпус.

Вот именно! поэтому давление действует преимущественно с одной стороны. Знакопеременные нагрузки в разы всегда хуже статических. Усталость материалов может сказываться.

0,6 г/см кв и 3000 г/см кв (3 ата) ? - разница не в разы.

Но! Например, морская аппаратура должна выдерживать длительную качку амплитудой 45 град и периодом, кажется, секунд 15-20. Авиационная аппаратура тоже испытывает знакопеременные нагрузки при разных кульбитах, но они по сравнению с качкой кратковременны, и требований на длительную качку нет.

Интересно, есть какие-нибудь формулы эквивалентности статических воздействий и знакопеременных?

Зато авиационная тестируется на длительные вибрации. Однажды у нас на опытном образце кабельный жгут из МГТФ с руку толщиной напрочь перетерся.

На "мелкосхемы" аккустический шум, напрямую, не действует никак. Однозначно. И абсолютно.
Возможным исключением будет только ударная волна, напр. при ядерном взрыве. Но, в любом случае, критическим воздействием будет вибрация (ускорения), а не шум. Это вещи не связаны прямо. Все сильно зависит от конструкции, ее размеров, место установки изделия и т.д. и т.п. Мало ли что является причиной вибрации - нормируется требования по вибрациям и ускорениям (и это правильно), а не по причинам вибрации. Следуя логике процитированных ГОСТов, нужно нормировать воздействие не только по шуму, но и еще по сейсмоактивности, морской качке (в баллах), "глубине воздушных ям" в авиации... Маразматичность и бестолковая трактовка понятий, увы, не редкость для подобных документов.

ГОСТ 11 0358 "Микросхемы интегральные" - наш добрый старый советский гост.
ГОСТ Р (МЭК 60068-2-65) - из новых, как пишут "гармонизированный" с западными стандартами (передранный).

Вот и у меня крамольная мысль в голове, что наши добрые старые разработчики перебдели.

Интересно, а у кого-нибудь при испытаниях на акустический шум аппаратура не выдерживала испытания?

Я думаю, врядли перебдели. Знаю, что случалось обсыпание маркировки, надписей и даже краски с корпусов. Мы с вами забыли вот о чем: микросхема- это не только корпус, но и то, что внутри. А там есть, например, проволочки выводов от кристалла к выводам корпуса. И их размеры- миллиметры и доли миллиметра. Для ВЧ акустики- самое оно. Колебания могут их оторвать, например. А НЧ колебания просто воздествуют на корпус, как переменное давление.

Дык, все это в конечном итоге, сводится к допустимым вибрациям... Почему аккустические колебания нужно выделять, как отдельный источник вибраций? Обоснуйте, плиз.

а как Вы мыслите запустить вибростенд, скажем, килогерц на 40?
Кроме того, акустика- это перемнное давление воздуха. Могут, например, разрушаться места прохода выводов через пластик или стекло.

Даже мощные аккустические "колонки", максимум на что способны - это сдуть пепел с сигареты, если стоять рядом...
Повредить что-то механически таким переменным давлением воздуха - это, скорее, из области фантастики. Поэтому, по моему, воздействие звука может быть только одно: механический резонанс конструкции и вибрация со всеми вытекающими...

А если долговременно? Или, например, от них, колонок очень мощных, глохнут люди. Разрушается слуховой аппарат. Вы про ультразвуковую очистку слыхали? Та же акустика, только в жидкости.
Кроме того, как я уже говорил, создать ВЧ звуковые или ультразвуковые вибрации вибростендом с его столом весом в килограммы и десятки килограмм проблематично.

Нет, жидкость давайте оставим в стороне - другая среда...
Насчет глохнущих людей, то я не думаю, что происходит прямое механическое разрушение слухового аппарата. Хотя, как раз, резонанс там имеет место. Это только от ударной волны лопаются перепонки...
Долговременно или кратковременно - не принципиально для таких слабых нерезонансных воздействий. Imho опасен только резонанс...

А ударная волна- это не акустика? Резонанс, само собой наиболее опасен, но и вне резонансе колебания имеют место быть- значит есть и воздействие. Механическое. А чем жидкость принципиально отличается от воздуха, как акустическая среда. Ничем, кроме того, что из- за большой разности плотностей КПД излучателей в жидкости много больше, чем в воздухе. Краску же акустика может ободрать в воздухе....

Про ударную волну - отдельный разговор (это уже не 130 дБ). Как и про жидкость. Тем более Вы сами ответили на вопрос о различиях. Можно еще вспомнить про "гидравлический удар"... Краску аккустика может ободрать в одном случае - основа, на которую она положена, пришла в резонанс. Либо сцепление настолько непрочое, что не держит полграмма на кв.см. (побелка? )

Прошу пардону, забыл сказать:
ГОСТ 11 0398 Микросхемы интегральные Общие технические условия. А там: "Должны быть стойкими к акустическому шуму в диапазоне частот 50 - 10000 Гц"

Т.е. ни какой ВЧ акустики, ни какого ультразвука.
Я, например, согласен на вредность частот от примерно 5 тыс до 10 тыс Гц.

Но на диапазон 50-1000 Гц - не принимает душа

Зачем побелка? надписи с корпусов стряхивало, если без гравировки. А насчет жидкости и воздуха- 130 дБ и в воздухе и в воде- это одно и то же. Паскали ведь те же...Скорость звука разная, да, и дина волны поэтому тоже разная для одних и тех же частот. А давление- то же. Другое дело, что для создания одинакового ЗД на расстоянии 1м, например, в воде нужна гораздо меньшая мощность излучателя.


Ну, 10 кГц тоже вибростендом не сделаешь.
а почему 50 не принимает? Знакопеременное давление снаружи корпуса. Относительно маленькое, да, но вспомните- чтобы разорвать проволоку стальную нужно приложить очень большое усилие. А если её сгибать и разгибать много раз- она сломается. Кстати, в месте изгиба- нагревается ощутимо. Динамические нагрузки разрушили много чего... Самолеты "Комета"- яркий пример.

Ну тогда давайте еще скорость ветра отГОСТируем, которую должна выдерживать м/с. Давление-то тоже. И даже может быть большее. Доведем ситуацию, так сказать, до полного маразма.

м/с не предназначены, чтобы работать на ветру...Это однозначно. а также в кислоте, щелочи, и проч. и проч. Поэтому Ph среды тоже не нормируют. Соляной туман нормируют- и то не всегда, не на все ИМС. Мы же с Вами не механики... Я думаю, что раз ввели нормы, занчит это когда-то где-то имеет значение. Вода камень точит, помните?

Ветер тоже скалы точит, но очень доолго и только когда с песком.

Возможно. Только разумного объяснения этим нормам я так для себя и не увидел. Ваши аргументы меня не убедили. Хорошо если убедили автора темы. В любом случае - спасибо за дискуссию.

Мы не можем с вами численно определить, что значит переменное звуковое давление на той или иной частоты для разных корпусов ИМС. Потому что не специалисты в этой области. Приходится поэтому руководствоваться рук. документами.

Мелкосхемы подвергаются механической вибрации:
диапазона частот, Гц . . . . 1 - 5000
амплитуда ускорения, мс-2 (g) . . . 400 (40)

Интуитивно ускорение 40 g много вреднее 0,6 г/см.кв. И, думаю, что "Комета" - жертва механической вибрации.
На испытаниях один из Су-27 "потерял" часть крыла. Сложились продольные (по оси лонжерона) и поперечные (по оси нервюр) изгибные колебания.

Может собака зарыта в ШУМЕ - случайном хаотичном воздействии. Но сейчас и в механических воздействующих факторах используют широкополосную случайную вибрацию. А воздействие звука очень мало по интенсивности - зачем тратить деньги на эти испытания?

Минуточку! Как это "не предназначены работать на ветру"?!
А охлаждающие вентиляторы? Это же ветер, да еще какой! Где ГОСТ на скорость допустимого ветра для м/c?
На шум - есть, а на ветер - нет. Непорядок, imho!

Вот и я говорю- это интуитивно. Я бы поостерегся полагаться на интуицию- потому, что, повторюсь, мы не можем выразить все это в числах, приведенных к пределам прочностных и/или усталостных нагрузок корпусов ИМС.
Мех. вибрациям подвергаются все типы самолетов. Но они летают положенный срок- а наши даже и больше в разы... Но конструкция "Комет" не учитывала усталостное разрушение металла. Просто потому, что о них в те времена ещё не знали. Хотя по прочности на статические нагрузки с лихвой перекрывала требования того времени.

Ув. Designer56, Вы никак не прокомментировали вопрос про ветер. Ясно и без сложных расчетов, что, при интенсивном обдуве кулером, м/c испытывает гораздо большее воздействие, чем при "обдуве" самой мощной аккустической системой. Тем не менее ГОСТов на допустимую скорость ветра для м/c что-то не припомню. Почему так, как Вы думаете?

Был бы уверен в правоте, не задавал бы вопрос. Но новый ГОСТ (МЭК ...) подстёгивает неуверенность в правоте старых ГОСТов.

P.S. На АвиаПортю.ру Главный конструктор самолёта-амфибии Бе-200 Александр Васильевич Явкин ведёт ветку. Правда разговор крутится больше об организационных проблемах авиапрома, а не о технике. Приглашаю посетить http://www.aviaport.ru/conferences/35523,246/#p77310

а при производстве ИМС подвергается гораздо большим температурным нагрузкам, чем это оговорено в условиях эксплуатации....Почему бы это так? при пайке- тоже. Ветер от кулера, между прочим- нагрузка статическая. К звуковому давлению отношение имеет опосредованное.


Зайду, спасибо!
Но я уже давненько не занимаюсь авиабортсистемами... так случилось.

В любом ветре есть и динамическая составляющая. И ветер от кулера - не исключение. Тот же самый воздух, и тот же самый перепад давлений (даже больший). Поэтому большинство кулеров шумит. Это тот же самый шум и плюс еще "статическое" давление - ситуация еще хуже, чем просто со звуком...

вот Гост и делит воздействия на статические и динамические- есть нормы на статическое давление, есть на динамическое (акустика), есть чистые силы- и статика и вибрация. По принципу максимальной простоты имитации при испытаниях. А реальные условия эксплуатации можно получить только в реале. По этому поводу есть свой Гост- о порядке проведения ОКР и постановке изделий на производство. Там есть кое- что об этапах этого дела и об опытной эксплуатации в т.ч.

Помнится в институте учили стараться избегать принудительной вентиляции - вибрация от неё.

На самолёте когда-то хотели использовать централизованный обдув от борта, но когда нам сказали нормы на качество этого воздуха, да и объяснили, что эти нормы обозначают для безнадёжности системы - мы тут же и отказались.

Т.е. всё сводилось к механическим воздействиям и химии.

Но вентиляторы авиационные аппаратурные видели? неслабая тяга. Китайские сдует!

А знаете, в новейшее время некие особоумные предлагали заменить эти самые кулеры 400-герцовые на китайские из магазина! В борт оборудовании. Я серьезно.

У нас есть такие же. А как Вам на этой же ветке это http://electronix.ru/forum/index.php?s=&am...st&p=530650

честно говоря, не был до этого. Меня в последний раз достала ветка об авиационном регистраторе- видели её?
Ага, въехал- насчет удаленного проектирования- особенно пикантно в этой области...

Здравствуйте!

Существует формула перегрузки (виброперегрузки), выражается через амплитуду и частоту колебаний.
Кратна ускорению силы тяжести g. Полагаю, это именно то, о чем вы спрашиваете.

Выскажу свое мнение.
Разделяют на ударные, вибрационные и акустические по характеристикам механического воздействия (амплитуда, частота, продолжительность и т. д.).
По вашей же логике ударные и вибрационные следует также объединить.
Ясно, что акустические колебания сопровождаются механической вибрацией.

Это спорно — по поводу всего лишь сдуть пепел и ничего большего.
Поправьте, но размеры (площадь), как ошибочно на мой взгляд писалось выше, прямым образом не влияют на частоту резонанса ИМС, только через массу.
Правильно ли я вас понимаю, акустический шум авиационной турбины, приведенный на корпус микросхемы где-то в ее недрах, ничего с ней сотворить не может принципиально? (Блок, например, на амортизаторах — вибрации почти нет)
Я даже не о повреждениях. Об отклонениях в работе. Изменения ВАХ полупроводников, Ку транзисторов и так далее. Если верить литературе, в основе этих и других изменений лежат явления смещения энергетических уровней, изменения ширины запрещенной зоны; эффективной массы, времени жизни и подвижности носителей тока под влиянием механических воздействий.

Удаленное проектирование само по себе может мало отличаться от непосредственной работы на месте, имхо. Тот же договор и все прочее.
Весь сыр-бор был не в удаленном как таковом проектировании, а в заказчике, которому было нужно не пойми что, «слепленное на коленке».

Вы, возможно, не совсем поняли. Я совсем не отрицаю воздействие аккустики на конструкцию в целом, а далее - через механическое воздействие (резонанс, вибрация и пр.) и на отдельные ее элементы, в том числе и м/с.
Вопрос был поставлен так: как непосредственно аккустический шум влияет на работу м/c? Мой ответ: непосредственно - никак. Непосредственное механическое воздействие звука (перепад давления) слишком мало, чтобы влиять на м/c в герметично закрытом корпусе. Ударную волну и ультразвук нужно рассматривать отдельно, imho.

Все ничего, только герметично закрытый корпус — за уши притянутое условие.

Опять не так поняли. В данном случае, имеется ввиду корпус м/c, конечно, а не изделия в целом...

Если не вдаваться в спор, так это или не так, то вот это и определяет ГОСТ. По вашим же словам получается, что корпус ИМС, видимо, должен быть герметично закрытым, то есть таким, чтобы влияния определенных видов воздействий не происходило.

А для чего, по Вашему, для м/c нужен корпус, как не для этого? Хотя, сейчас, и бескорпусное исполнение - не редкость. И сути дела это, к принципе, не меняет.

Ссылка на ГОСТ не может быть доказательством. Укажите, пожалуйста, какие-такие физические эффекты появляются при падении на поверхность ИМС акустической волны звукового диапазона в 130дБ. Пусть даже будет
бескорпусной вариант ИМС. Только, не упоминайте вибрацию - это следствие того, что ИМС является часть какой-то механической конструкции. И следствие - не всегда обязательное. Укажите примеры, исследования, ссылки...
Иначе, дискуссия получается какой-то беспредметной.

Не лишено логики.
В СССР был комплекс стандартов Мороз-5. В нём были требования и методики по синусоидальной вибрации и ударам многократного действия. Потом синусоидальную вибрацию заменили широкополосной случайной (ШСВ), а многократные удары исключили. - Посчитали, что если аппаратура выдерживает ШСВ, то удары выдержит и подавно (несколько утрированно).

У меня вопрос в целесообразности проведения испытаний мелкосхем на воздействие акустических шумов на низких частотах (когда размеры мелкосхем на порядок меньше длины волны) и на этих частотах проводятся испытания на механические воздействия.

P.S. На высоких частотах (небольшая длина волны) интуитивно согласен - начнутся механические колебания "кристалла" (подложки), и как следствие микротрещины, и прочие механические повреждения.

А почему Вы все время не хотите учитывать звуковое давление?

Странный спор. Раз есть периодическое воздействие на проволочки разварки чипа, то они отвечают релаксационной резонирующей вибрацией на собственной частоте. Если соединение недостаточно прочное (или проводок слишком длинный), то довольно быстро произойдет отрыв из-за усталости металла в точке максимального механического напряжения или точки приварки. Это касаемо металлокерамических герметичных корпусов с наполнением инертным газом. А именно для них и действуют требования ОСТ по акустике.

Периодическое воздействие "на проволочки разварки чипа" на звуковых частотах проверяется при испытаниях на вибрацию. Повторять потом фактические эти же испытания (только с явно меньшими значениями ускорений) методом "акустического воздействия" - нет ни какого физического смысла. Глупости все это.

Возможно. Но есть еще одна банальная мысль - эти ИС используются и там, где вибрация, и там, где акустика. Логично испытать и для того, и для другого.
Потом, вибрация проводится только в строго заданных направлениях. Они указываются в ТУ. Поэтому, это не одно и то же. При акустике собственные резонансы проводков могут быть "ярче", хоть и, казалось бы, меньших мощностей. А для усталости металла большее значение имеет резонанс, чем подводимая мощность.
Пример - трясем на вибростенде хрустальный фужер. Никакой реакции. Потом подсовываем оперному певцу... Хрясь, и нет фужера
Ваша нелюбовь к ОСТ-ам вполне понятна, по-человечески. Их никто не любит.
Но, вроде бы, они, как и уставы, написаны кровью.