航空電子產品制造過程的質量風險及應對措施分析關鍵要點

李釗　任越　桂佳佳

摘要：航空制造業(yè)作為“工業(yè)經濟之花”是我國工業(yè)、科技與國防綜合實力的重要標志。當前，我國航空事業(yè)正處于蓬勃發(fā)展的狀態(tài)，但通用航空制造業(yè)規(guī)模還有著更大的可擴張空間，尤其在通用航空器方面的自主研發(fā)制造能力稍顯遜色，直接影響我國航空事業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。制造業(yè)作為整個航空事業(yè)發(fā)展的重要組成部分，其電子產品制造水平尤為關鍵，在提升航空服務水平和產品運營質量方面起著決定性作用。為此，本文著重針對航空電子產品制造情況展開詳細研究，重點分析電子產品制造過程的質量風險，并對此提出具體的應對措施。

關鍵詞：航空電子;產品制造;質量風險;風險分析;應對措施

近年來受新冠疫情的影響較深，我國航空制造業(yè)受到一定程度的沖擊，整個行業(yè)市場需求及整體經營效益呈明顯下降趨勢。為進一步促進航空制造業(yè)穩(wěn)定發(fā)展，應當全面加強航空電子產品制造質量控制管理，充分利用微電子技術、計算機等信息技術加速提升電子產品制造水平，從根本上推動我國航空制造業(yè)維穩(wěn)發(fā)展。

一、航空電子產品制造過程分析

（一）工藝組裝

航空電子產品主要由零件、元器件、電路板等部件的組裝及模塊防潮、防鹽霧處理、整機等部分組成。首先將各類元器件組裝成部件，之后將部件整體組裝成整機，整機組裝系統(tǒng)主要負責連接與調試工作。在電子產品整個裝配過程中，核心工作主要是將各種元器件組裝成具備一定功能的電路板組件，之后由整機組裝成系統(tǒng)，在電路板組裝環(huán)節(jié)主要分為自動裝配和人工裝配兩大類。

在開始流水線生產之前需要做好生產準備工作，即把需要投入生產的各種原材料、零件、元器件進行整形，結合實際生產的需要將元件剪腳或彎曲成需要的形狀，同時將導線進行整理等，確保流水線開工后能夠有序執(zhí)行各項操作。通常電子產品整個制造過程需要自動裝配和人工裝配的有序配合，機器可負責元器件接插與貼裝等工作，對于不適合進行機插或機貼的元器件則需要采用人工裝配方式，同時由人工對不合格的部分進行補插、補焊工作，當完成所有程序后需要做最后的ICT靜態(tài)測試，對電子產品的功能性質進行檢測調試，包括外觀檢測，在確保完成所有生產工序之后才能進入整機裝配環(huán)節(jié)。

（二）場地布局

航空制造業(yè)作為全球性產業(yè)，電子產品制造屬于密集型產業(yè)，包括技術密集和勞動密集，采用流水線生產是最適合工藝裝備生產需要組織形式。因此，電子產品制造質量與生產線的設計訂購與制造水平有很大關聯(lián)，直接關系著電子產品的生產制造質量與航空企業(yè)的經濟效益，為此需要嚴格落實生產線場地布局。究其原因來看，與制造技術、生產環(huán)境與勞動力因素有著密切的聯(lián)系，為我們分析電子產品制造質量風險提供重要的依據(jù)。

二、航空電子產品制造質量風險分析

（一）操作風險

上文中提及航空電子產品制造過程主要由機器裝配和人工操作協(xié)作完成。機器操作過程中按照自動化程序來進行操作，在操作加工環(huán)節(jié)仍可能會出現(xiàn)焊接氣泡等質量問題，屬于機器操作中潛在的質量風險。而人工操作過程中，電子產品制造質量的受影響因素較多，主要分為主觀可控性因素和客觀非可控性因素。如在人工操作中由于部分員工未能嚴格按照生產線生產加工規(guī)程和生產工藝要求進行作業(yè)，或者防靜電工作不到位而導致作業(yè)程序環(huán)節(jié)產品質量風險上升，容易引發(fā)靜電損傷等安全事故，存在焊接虛焊等不合格現(xiàn)象。通常人工主要負責補焊、器件篩選及產品包裝等工作，操作人員的綜合素質是引發(fā)操作風險的核心因素，如操作人員操作不規(guī)范或未穿戴防護服等，在操作過程中可能存在隨意調整工藝參數(shù)的現(xiàn)象，這無疑增加了產品受損概率。

此外，航空電子產品檢測是質量管理的重要一環(huán)，電子產品質量檢測項目相對清晰明確，容易檢測，而一旦發(fā)生檢測參數(shù)偏差時則會增加問題排查難度，產品質量追溯成為一大難題。此時包括產品材料質量、人員操作行為及材料供應等都可能成為產品問題出現(xiàn)的源頭，通過加強操作規(guī)范管理，從源頭上規(guī)范生產操作行為，確保產品質量問題可追溯，提高航空電子產品制造企業(yè)事故防范水平。

（二）環(huán)境風險

這里的環(huán)境風險主要是指電子產品生產加工全過程所需的內外部環(huán)境，包括自然環(huán)境和場地布局環(huán)境。在自然環(huán)境中，各種電子元器件受溫度、濕度、輻射及污染物、鹽霧等因素的影響容易產生損傷現(xiàn)象。其中在高溫或高濕度情況下電子元器件金屬表面容易受到腐蝕，造成的直接后果是元器件材料的性能和尺寸發(fā)生改變或變形，且產品的絕緣性受到影響。對此需要全面做好絕緣防護措施，保證電子產品具有良好的絕緣性，減少產品故障問題的產生。同樣地，當自然環(huán)境中濕度達到80%及以上，且溫度介于25度到30度之間時則會繁殖大量霉菌，進而對零部件造成破壞。整體來看，電子產品在生產制造過程中更容易受到較深影響，包括原材料、元器件在運輸搬運過程中可能存在被氧化或產生霉變的風險[1]。

（三）靜電風險

靜電風險是航空電子產品生產制造過程應當重點關注的問題，由于各類元器件多采用大規(guī)模集成電路，有著較高的集成度，且各類器件的體積較小，器件間的連接寬度更窄，因而導致元器件芯片易損，因而增加了靜電損傷風險，直接影響電子產品制造質量。同時當元器件被靜電損傷之后產生靜電放電現(xiàn)象，此時會引發(fā)器件表面金屬氧化物半導體回路燒毀現(xiàn)象，靜電放電對電子元器件造成直接影響，導致產品故障問題頻出。

（四）試驗風險

當電子產品完成各道生產程序之后需要進行ICT靜態(tài)測試試驗。由于電子產品的功能、性能作用存在顯著差異，其應用環(huán)境也有所不同，為此需要進行不同的試驗。針對不同產品功能性能需要設定相應的試驗要求，當試驗活動與試驗要求不符或試驗順序發(fā)生變化時則會增加電子產品質量風險，極容易出現(xiàn)電子產品損傷的現(xiàn)象。另外在進行試驗活動之前仍然需要注意做好防靜電防護工作，避免電子產品出現(xiàn)靜電損傷?？偟膩砜?，電子產品檢測試驗不僅需要滿足其功能、性能等指標相關要求，還要具備滿足機載環(huán)境的適應能力，針對電子產品環(huán)境的試驗主要包括環(huán)境適應性、環(huán)境鑒定與驗收及環(huán)境例行等方面的試驗，充分考慮到產品功能性能對試驗環(huán)境的具體要求。

三、航空電子產品制造質量風險應對措施

（一）加強元器件材料質量管控

元器件作為航空電子產品生產制造的重要組成部分和基本保障，應當從元器件這一源頭加強質量管控，強化電子產品質量保障。關于元器件組裝等各個環(huán)節(jié)質量的把控應當重點做好以下幾方面工作。

首先需要重視元器件材料采購供應環(huán)節(jié)的質量管理，結合企業(yè)生產制造實際需求制定科學合理的元器件采購目錄，按照規(guī)定的選擇目錄來選擇電氣元器件材料。同時注意對供應廠家的信譽資質進行調研分析，選擇信譽度較高的供應商進行合作，同時在采購元器件時要確保材料質量合格，有合格的質量認證證書，把好材料質量把控第一關。

其次，對現(xiàn)有的材料驗收程序進行優(yōu)化調整，嚴格按照元器件驗收程序執(zhí)行材料入庫復驗、材料檢測與篩選等相關工作，把好電子器件質量把控第二關。

最后需要嚴格執(zhí)行材料運輸、存放與使用程序?？紤]到電子元器件的性質特點，各類器件有著不同的存儲環(huán)境和存儲條件，為此需要結合實際情況做好各類元器件儲存工作，避免元器件產生靜電損傷現(xiàn)象或超期使用等問題。電氣器件產生的靜電損傷是不可逆的，在生產制造的全過程都可能潛藏靜電損傷風險，對電子產品質量的管理控制而言具有較大的危害性，為此需要嚴格做好材料的運輸、存儲與使用管理工作。

（二）積極落實靜電防范工作

考慮到器件靜電的產生特點，需要操作人員正確認識到靜電對產品生產制造帶來的危害性以及防范靜電的必要性，從元器件采購源頭到使用過程嚴格做好靜電防范工作。關于電子產品靜電的有效防范，這里主要介紹接地、屏蔽、增濕除塵等三種主要措施。

①進行接地處理時，采用人體接地方式主要包括佩戴靜電腕帶、靜電服裝及靜電鞋帽等防護設施。其中靜電腕帶設施能夠獲得最有效可靠的接地效果，主要作業(yè)原理在于人體中的靜電電荷經過靜電腕帶釋放到大地，靜電的釋放往往沒有任何阻礙。同時防靜電工作臺的設置也是一種有效的接地方式，在防靜電工作臺上放置防靜電桌墊、腕帶、防靜電塑料袋或者托盤、工裝夾具等物品，其接地原理主要是經過接地導線或者耗靜電材料與大地直接進行連接，需要保證接地導線與大地電源線有良好的連接性。

②屏蔽處理方式主要適用于電子器件運輸或存儲的過程，當一些靜電敏感的元器件在運輸或存儲過程中暴露出來，經過靜電區(qū)域會引發(fā)元器件靜電風險。采用屏蔽處理方法來改善靜電區(qū)域對電子器件產生的危害影響。進行靜電屏蔽處理時多使用靜電防護袋或遮蔽袋當做靜電防護物品，使用防靜電元件盒或托盤、上料箱等物品，將其放置于電氣器件或電路板各道生產工序間進行傳遞和儲放，產生的直接作用在于避免靜電逐步累積，以此減輕靜電區(qū)域對電子器件造成的危害[2]。

③增濕除塵方式適用于自然環(huán)境中濕度及粉塵增加的情況。當自然環(huán)境中濕度逐步增加時，部分非導體材料的表面電導率會不斷增加，此時材料表面靜電電荷逐漸積蓄并發(fā)生快速泄露。通常自然環(huán)境中濕度處于40%到60%范圍內，電氣器件集成化程度不斷升高，微小粉塵量增加，此時會造成嚴重的危害。對此需要采用增濕和除塵的方式，對產品生產制造作業(yè)環(huán)境進行日常清潔，并控制工作環(huán)境清潔度。針對粉塵處理，一些企業(yè)會選擇過濾級別的通風空調來清潔粉塵，以此減少粉塵對產品質量造成的危害。

除必要的靜電防護技術之外，部分電子產品制造企業(yè)通過制定靜電敏感元器件材料運輸儲存制度標準，并劃分專門靜電防護管理區(qū)等方式來落實靜電防護管理工作。通過加強靜電防護措施標準化建設，嚴格把控各個生產環(huán)節(jié)靜電防護技術操作流程來降低靜電對電子產品帶來的影響和危害。

（三）重視產品制造工藝質量管控

航空電子產品生產線及其生產工藝是引發(fā)產量質量風險的重要環(huán)節(jié)，為確保產品制造質量風險得到有效控制，需要加強對生產制造過程及生產工藝應用的全面管控。

首先應當緊跟隨航空制造業(yè)市場發(fā)展步伐，重視生產制造工藝的更新升級，積極引進先進的制造工藝。由于航空電子產品的應用環(huán)境相比普通電子產品使用具備更多的特殊要求，如航空電子產品的體積、散熱、防鹽霧、防震動以及重量功耗等。為此需要采用符合特殊要求的制造工藝，并制定專門的生產工藝操作文件。

其次，加強對操作人員技術培訓和思想教育，提高生產線操作人員質量意識和安全意識，強化操作人員專業(yè)技能應用水平，為電子產品生產制造工藝的實現(xiàn)提供基本保障。通過加強操作人員專業(yè)技能培訓，確保操作人員能夠熟練使用各類儀器設備，盡可能避免操作失誤等現(xiàn)象的發(fā)生，減少人為因素對電子產品質量的負面影響。在元器件使用或焊接過程中，操作人員往往具備較強的主觀能動性，需要加強對操作人員思想層面的教育，增強操作人員主觀能動性，引導工作人員主動思考，主動規(guī)避質量風險的發(fā)生[3]。

最后，重視生產過程的全面監(jiān)管。在電子產品生產制造過程中充分利用現(xiàn)代化信息監(jiān)控技術實現(xiàn)對生產過程的全方位監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)生產線存在的不足，并安排相關人員進行改進調整，既能夠及時追溯產品品質溯源，又能夠最大限度保證產品制造操作規(guī)范。同時利用監(jiān)控技術重點加強對生產材料使用情況的監(jiān)控。

（四）加強產品環(huán)境適應能力建設

航空電子產品的自動化檢測是保障產品制造質量的重要環(huán)節(jié)，根據(jù)電子產品不同功能和性能特點需要安排對應的試驗活動。同時注重采用先進制造技術和自動插件機、回流焊等自動化制造設備輔助產品生產制造，盡可能提高元器件自動化裝配和焊接水平，利用自動化制造技術來提高產品生產制造效率。另外采用自動化檢測設備能夠不斷增強航空電子產品試驗活動環(huán)境適應能力，利用現(xiàn)代化監(jiān)控手段加強對生產制造過程、自動化檢測過程的全方位監(jiān)控，持續(xù)推動航空電子產品制造自動化、智能化發(fā)展。

結語

綜上所述，航空電子產品的質量風險貫穿于生產制造的全過程，受到各方面因素的影響。本文著重從靜電、環(huán)境、試驗機操作等方面詳細分析了航空電子產品制造過程存在的質量風險，針對可能存在的質量問題提出幾點具體的應對措施，旨在全面提升航空電子產品制造質量，推動航空制造業(yè)實現(xiàn)蓬勃發(fā)展。

參考文獻

[1] 王靜東. 航空電子產品制造過程的質量風險及應對措施分析[J]. 科學與信息化，2020（29）：96.

[2] 吳毅民. 航空電子產品制造過程的質量風險及應對措施[J]. 航空電子技術，2018，49（3）：52-56.

[3] 黃斌達，齊雯雯，朱明熙，等. 航空機載產品設計制造一體化研制平臺的開發(fā)[J]. 機床與液壓，2020，48（9）：61-65.