航天產(chǎn)品電子元器件的可靠性控制研究

王純達(dá)

[摘 要]隨著近年來我國航空航天事業(yè)的蓬勃發(fā)展，航空航天產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性要求也越來越高。電子元器件行業(yè)處于航天系統(tǒng)供應(yīng)鏈的末端，保證其產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、可靠，提高企業(yè)質(zhì)量管理和控制能力，既是航天系統(tǒng)的必然要求，也是企業(yè)提高自身競爭力的重要手段。本文圍繞航天產(chǎn)品電子元器件的可靠性控制進(jìn)行了研究。

[關(guān)鍵詞]航天產(chǎn)品；電子元器件；可靠性

中圖分類號：R612 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）26-0322-01

引言

隨著全球經(jīng)濟一體化的發(fā)展，市場競爭日益激烈，最終體現(xiàn)為產(chǎn)品質(zhì)量、成本、服務(wù)和環(huán)境保護(hù)等方面的競爭。歷史經(jīng)驗與現(xiàn)實情況均表明，產(chǎn)品質(zhì)量是企業(yè)最終贏得競爭與市場占有率的關(guān)鍵因素。改革開放以來我國的航天事業(yè)蓬勃發(fā)展，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益，如何提高航天產(chǎn)品的可靠性以及穩(wěn)定性，保證航天產(chǎn)品的壽命，關(guān)系到航天事業(yè)的未來。電子元器件作為航天產(chǎn)品的重要組成部分，其性能好壞直接影響到整體系統(tǒng)的穩(wěn)定性，所以近些年來對于電子元器的質(zhì)量要求也越來越嚴(yán)格。因此，研究航天產(chǎn)品電子元器件的可靠性控制具有十分重要的現(xiàn)實意義。

1、航天產(chǎn)品電子元器件研發(fā)存在問題

1.1 選用采購不合理

設(shè)計師系統(tǒng)在選用電子元器件時，只注重元器件的功能和技術(shù)指標(biāo)，對質(zhì)量等級和可靠性要求沒有給予應(yīng)有的重視。同時，采購進(jìn)度無法與產(chǎn)品的要求不匹配，因物資采購而造成相當(dāng)長的生產(chǎn)周期損失；而且電子元器件出現(xiàn)質(zhì)量問題時，不能及時與供應(yīng)商取得聯(lián)系，對產(chǎn)品研制造成了一定的阻礙。

1.2 質(zhì)量管理不到位

在電子元器件的監(jiān)制、驗收、復(fù)驗和補充篩選過程中，存在一些管理方面的問題。例如，采購員不夠認(rèn)真，在訂貨合同中未注明質(zhì)量保證單位，導(dǎo)致部分元器件在生產(chǎn)過程中受到各種因素影響質(zhì)量；部分器件未按航天產(chǎn)品元器件的驗收辦法進(jìn)行驗收、管理，導(dǎo)致出現(xiàn)問題時無法追溯原因，某些環(huán)節(jié)上的程序不十分明確，造成了一定的混亂等。

1.3 失效處理不及時

電子元器件在使用過程中出現(xiàn)失效后的處理要求不明確，例如元器件失效情況的記錄、失效器件的保管和傳遞、送交失效分析機構(gòu)進(jìn)行失效分析的程序和所需信息等，以致造成失效信息散亂、失效器件保管不善的情況，給失效元器件的歸零工作帶來很大的困難。

2、航天產(chǎn)品電子元器件的可靠性控制策略

2.1 科學(xué)、合理選用電子元器件

元器件的選用是電子產(chǎn)品設(shè)計中最關(guān)鍵的一步，設(shè)計人員在滿足產(chǎn)品性能參數(shù)要求的前提下，要考慮電子產(chǎn)品適用的溫度、濕度等環(huán)境要求，電網(wǎng)電壓和失真度的要求，以及產(chǎn)品的電磁兼容性、安全性、穩(wěn)定性等要求，確定元器件的基本參數(shù)，再根據(jù)其應(yīng)用部位、空間、間距的要求選擇符合產(chǎn)品要求元器件。具體可以從以下幾個方面進(jìn)行：第一，航天產(chǎn)品中所使用的電子元器件應(yīng)選擇軍品級以上（包含軍品級），以保證其可靠性；第二，須選用滿足產(chǎn)品要求的品種，不同的產(chǎn)品由于使用要求不同，選用元器件的出發(fā)點必然也有差異，例如質(zhì)量等級要求及其它一些特殊要求；第三，要選擇質(zhì)量比較穩(wěn)定的電子元器件型號和生產(chǎn)廠家，對于關(guān)鍵的元器件，必要時還應(yīng)對生產(chǎn)方進(jìn)行有關(guān)質(zhì)量調(diào)研或質(zhì)量認(rèn)證。

2.2 加強電子元器件的采購管理

元器件采購一般應(yīng)貫徹“質(zhì)量第一，確保進(jìn)度，控制成本，統(tǒng)籌訂貨”的原則，要改變傳統(tǒng)的采購即簡單的買賣的思想，在采購過程中積極主動參與元器件的質(zhì)量管理。元器件采購前應(yīng)制定采購文件，包括：采購標(biāo)準(zhǔn)、采購清單和采購合同。采購標(biāo)準(zhǔn)和采購清單可作為采購合同的附件。在型號研制的初樣、試樣（正樣）、定型和批生產(chǎn)等不同階段，應(yīng)當(dāng)根據(jù)型號的實際情況，由有關(guān)部門對元器件技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或要求做出具體規(guī)定，作為采購元器件的技術(shù)依據(jù)。在無適用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可作為元器件采購依據(jù)的情況下，應(yīng)制定元器件采購規(guī)范作為采購元器件的技術(shù)依據(jù)。采購規(guī)范應(yīng)包括元器件的電氣和機械參數(shù)要求，篩選及允許不合格品率（PDA）要求，質(zhì)量一致性檢驗要求，到貨檢驗要求，防護(hù)、包裝和運輸要求及元器件文件、數(shù)據(jù)和資料的要求等。

2.3 完善電子元器件的二次篩選

電子產(chǎn)品的固有可靠性取決于產(chǎn)品的可靠性設(shè)計。但是，在產(chǎn)品的制造過程中，由于人為的因素或原材料、工藝條件、設(shè)備條件的波動，最終制造出的產(chǎn)品不可能全部達(dá)到預(yù)期的固有可靠性水平，在一批成品中總有一部分產(chǎn)品存在各種潛在的缺陷，其壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于產(chǎn)品的平均壽命，這種提前失效的產(chǎn)品稱為早期失效產(chǎn)品。二次篩選就是針對不同的失效模式進(jìn)行一些試驗以剔除不合格的，或由于某種缺陷會引起早期失效的電子元器件。二次篩選有多種手段，每一種手段都針對著一定的失效模式，有些手段對其針對的失效模式的剔除率還很高，但一般說來，絕對做不到百分之百。現(xiàn)有的各種篩選規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)都規(guī)定了合格判據(jù)即項目的篩選失效率（PDA），超過此值則整批不用。

2.4 建立健全質(zhì)量保證體系

電子元器件質(zhì)量保證機構(gòu)可分級設(shè)立，以院級為主，具體可在公司層面設(shè)立相應(yīng)的管理機構(gòu)，在院層面設(shè)立管理機構(gòu)和技術(shù)支撐機構(gòu)。電子元器件質(zhì)量保證機構(gòu)分級情況如圖1所示。比如，按型號成立元器件項目辦，在層面型號隊伍中設(shè)立元器件質(zhì)量保證的技術(shù)隊伍，設(shè)立元器件項目經(jīng)理、元器件質(zhì)量保證工程師的專業(yè)人員。他們既是電路設(shè)計方面的專家，又是元器件方面的專家，負(fù)責(zé)型號配套元器件的設(shè)計選用指導(dǎo)、咨詢，負(fù)責(zé)元器件的應(yīng)用研究等相關(guān)技術(shù)工作。

2.5 提高電子元器件失效分析水平

元器件失效分析是解決元器件質(zhì)量問題的重要途徑，通過失效分析可以將造成元器件固有質(zhì)量問題的原因反饋元器件生產(chǎn)單位，幫助其改進(jìn)設(shè)計，改進(jìn)工藝，加強關(guān)鍵工序管理，提高固有質(zhì)量保證能力，同時，可以將造成元器件質(zhì)量問題的原因反饋給航天產(chǎn)品的設(shè)計、制造和相關(guān)人員，提高其對元器件使用質(zhì)量與可靠性的認(rèn)識及管理水平。失效分析的內(nèi)容包括失效調(diào)查、失效模式鑒別、失效特征描述、失效機理證實、提出糾正措施等。對微電路的失效分析程序有20項左右，從外部分析到內(nèi)部，從非破壞分析到破壞性分析，包括外觀檢查、電測試、X照相、密封性試驗、PIND、開帽，再使用光學(xué)、化學(xué)、機械、電子等技術(shù)分析方法。

結(jié)束語

總而言之，航天事業(yè)的發(fā)展進(jìn)入了一個新的發(fā)展階段。隨著載人飛船的發(fā)射成功，新一代航天產(chǎn)品的研制生產(chǎn)也正在逐步展開，對電子元器件在技術(shù)、品種、數(shù)量上，特別是可靠性技術(shù)指標(biāo)上提出了更新、更高的要求，相關(guān)單位要采取有效措施，提高電子元器件質(zhì)量，促進(jìn)航天事業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 朱文冰.航天產(chǎn)品電子元器件的可靠性控制[J].電子工程師，2006，03：11-13.

[2] 梁貴芬.航天產(chǎn)品元器件、原材料質(zhì)量控制[J].電源技術(shù)，2014，10：1983-1984.endprint