淺談軍用航空電子元器件的破壞性物理分析和質量控制

張慶瑞

（航空工業直升機設計研究所，天津 300000）

電子元器件是航空航天裝備的基本單元，電子元器件的可靠性是保證航空航天裝備可靠性的基礎。根據相關研究結果，在20 世紀末，電子元器件的質量問題直接導致美軍超過半數的武器系統和裝備發生故障問題。與此同時，國內首次制定了“七專”的定義來管控國內電子元器件，從而提升軍用電子元器件的固有可靠性。因此，要想減少軍用航空電子產品的故障問題，就應該在電子元器件層面上進行質量控制來保證其較高的可靠性。在電子系統對元器件質量需求不斷提升的趨勢下，破壞性物理分析是一種保證電子元器件質量從而可以提升整個電子系統可靠性的重要方法。本文主要結合實際工作中對軍用航空電子產品元器件的管理和選用控制，淺談破壞性物理分析技術的意義、試驗方法以及質量控制等內容。

1 破壞性物理分析的概念

破壞性物理分析是為驗證電子元器件的設計方案、使用材料、實際結構和制造質量水平是否符合用途或相關規范的規定，按照元器件的生產批次進行抽樣，對元器件樣品進行深度剖析，以及在剖析過程前后進行的一系列檢測過程。其重點在于分析其內部元素，并將其具體設計情況與設計進行對比，分析其內部結構實際情況與設計是否符合，材料情況與設計是否匹配，再確定電子元器件的功能是否達到設計標準。其作用相當于對元器件進行全身體檢、全面分析，而且還會進行一系列的檢驗。因此，破壞性物理分析對于軍用電子元器件的選用控制非常重要。

2 破壞性物理分析的試驗方法

破壞性物理分析的試驗方法包括外部目檢、射線檢查、粒子碰撞噪聲檢查（PIND）、超聲波檢查、粗檢漏、細檢漏、內部氣體成分分析、內部目檢、鍵合強度和剪切強度等項目。在實際工作中，考慮到電子元器件的經濟成本和自身的復雜程度，并結合元器件分類情況，選擇不同的項目。表1 為主要的破壞性物理分析的試驗方法。

表1 破壞性物理分析的試驗方法

3 破壞性物理分析的適用范圍

當電子元器件存在以下問題時，一般是需要進行破壞性物理分析，具體類型的電子元器件如下：GJB190 中規定的關鍵重要電子元器件；質量等級不滿足要求的電子元器件；未進行二次篩選的電子元器件；塑封的電子元器件；停產的電子元器件；曾出現假冒偽劣現象的電子元器件；代用和讓步使用的電子元器件；超貯存期使用的電子元器件；復驗、二次篩選、使用中多次或大量失效的電子元器件和新研制的電子元器件。

4 破壞性物理分析的時機

在電子元器件的生產中，使用破壞性物理分析對電子元器件篩選和質量把控，具有重大的幫助。在實際的工作中，一般在以下時間段進行破壞性物理分析工作。

4.1 出廠供貨前

在生產廠家出廠供貨前，由具有資質的第三方實驗室進行破壞性物理分析實驗，合格后才能供貨。這可以及時發現器件本身問題，減小經濟和進度損失。

4.2 二次篩選后

電子元器件二次篩選前，裝機之前進行破壞性物理分析，可以極大地增強分析效果，能起到很好的質量復檢作用。

4.3 使用中出現失效問題后

電子元器件出現失效問題后進行破壞性物理分析，可以查明元器件失效的具體原因，可以迅速將問題歸零，在一定程度上提高電子元器件的質量可靠性。

5 破壞性物理分析的質量控制

電子元器件破壞性物理分析的質量控制對于元器件篩選具有很大的幫助作用，本文將從管理層面和技術層面對進行說明分析。

5.1 管理層面

在管理層面，型號承研單位下發“優選目錄”和“工作規定”至各生產廠家，“優選目錄”可以指導各生產廠家對電子元器件的選型管理，促使選擇主流廠商生產的電子元器件；“工作規定”可以指導各生產廠家在裝備研制階段中的工作流程，從而可以保證整體裝備的可靠性。同時，型號承研單位編制“二次篩選技術規范”和“破壞性物理分析技術規范”等要求，確立進行破壞性物理分析的元器件種類、抽樣方案、試驗項目和依照標準等要求，為生產廠家提供了檢測分析的思路。

5.2 技術層面

（1）在破壞性物理分析工作中，合理地抽取相關樣品是所有工作中最重要的步驟。在抽取的數量這方面，也有相關的規律可循。就結構相對簡單的元器件來說，抽取的數量應該以該生產批總量的2%作為抽樣標準，但應該超過5 只少于10 只；就結構相對復雜的元器件來說，抽取的數量應該以該生產批總量的1%作為抽樣標準，但應該超過2 只少于5 只；就價格相對昂貴或生產批量較少的元器件來說，抽取的數量可相對減少，當母體數少于等于10 只時，抽樣1 只。樣品應在同一檢驗批中隨機抽取，必要時，也可抽取最能暴露缺陷的元器件作為樣品。（2）破壞性物理分析的結論可分為以下4 種。分析中未發現缺陷或異常情況時，其結論為合格；分析中未發現缺陷或異常情況，但樣本大小符合本規范規定時，其結論為檢驗批通過；分析中發現相關標準中的拒收缺陷時，其結論為不合格，但結論中應闡明缺陷的屬性；分析中僅發現異常情況時，其結論為可疑或可疑批，依據可疑點可繼續進行DPA。

6 結語

破壞性物理分析技術是一種提高電子元器件可靠性的重要技術手段，在生產加工電子元器件的過程中使用該技術，能夠最大程度地把控和提高交付物的可靠性水平，在根本上減少交付物的質量問題，應該在各領域積極使用。我國軍用航空裝備的信息化程度越來越高，將會對軍用航空電子元器件提出更高的選用要求，并對其質量水平建立更高的門檻。我們需要不斷改進破壞性物理分析的質量管理方法，用更加高效的方式實現對軍用航空電子元器件的選用控制，從而保證軍用航空產品的質量。