航天產(chǎn)品電子元器件的可靠性控制

1、第32卷第3期2006年3月電子工曩師ELECTR0NICENGINEERV0132No3Mill“2oo6航天產(chǎn)品電子元器件的可靠性控制朱文冰(南京電子技術(shù)研究所，江蘇省南京市210013)摘要：主要闡述了航天產(chǎn)品元器件可靠性控制的目的和重要意義；歸納和總結(jié)了航天產(chǎn)品研制過程中發(fā)現(xiàn)的主要問題；根據(jù)電子元器件的質(zhì)量保證流程，從元器件保證大綱、元器件的合理選用、元器件采購與庫存管理、元器件的監(jiān)制、試驗(yàn)和驗(yàn)收、補(bǔ)充篩選、DPA(破壞性物理分

2、析)、元器件的裝機(jī)控制、元器件的失效分析方法、元器件質(zhì)量信息的管理等方面對航天產(chǎn)品電子元器件的可靠性控制提出了明確的質(zhì)量保證要求。關(guān)鍵詞：電子元器件；質(zhì)量保證；可靠性控制中圖分類號：TN60；F42650引言2充分認(rèn)識電子元器件在航天產(chǎn)品中的地位航天產(chǎn)品的質(zhì)量和壽命取決于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、研制生產(chǎn)和試驗(yàn)全過程的可靠性，而電子元器件的可靠性又是整個(gè)設(shè)備可靠性的基礎(chǔ)。由于航天產(chǎn)品的不可維修性，有可能因?yàn)橐粋€(gè)小小的電子元器件的失效而導(dǎo)致整個(gè)航天產(chǎn)品的

3、失效，航天系統(tǒng)多年以來的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)足以證明這一點(diǎn)。所謂電子元器件，是指在電子電路或電子設(shè)備中執(zhí)行電氣、電子、電磁、機(jī)電和光電功能的基本單元，能夠完成規(guī)定的功能，由1個(gè)或多個(gè)單元組裝而成，在不破壞的情況下一般不能分解。本文中的電子元器件包括電阻、電容、電感、電線電纜、微電路、半導(dǎo)體分立器件、開關(guān)、繼電器、電連接器、電池、磁性元件等。本文結(jié)合某航天產(chǎn)品研制過程中的情況，對航天產(chǎn)品的元器件質(zhì)量保證流程進(jìn)行了分析和探討。1航天產(chǎn)品的發(fā)展對電子元器

4、件的要求目前，航天事業(yè)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)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。例如，星載SAR(合成孔徑雷達(dá))具有全天時(shí)、全天候的特點(diǎn)和一定的穿透能力，已成為對地觀察的重要手段，而相控陣體制的SAR更是代表當(dāng)今世界的最新發(fā)展趨勢和最新技術(shù)水平。在研制采用一維相掃相控陣體制SAR的通信衛(wèi)星時(shí)，這些新的航天產(chǎn)品對電子元器件在技術(shù)、品種、數(shù)量上，特別是在質(zhì)量、可靠性、壽命、小型化和低功耗等技術(shù)指標(biāo)上提出了

5、更新、更高的要求。收稿日期：20060113。電子元器件是航天產(chǎn)品不可缺少的重要組成部分，是其賴以提高性能和可靠性水平的重要技術(shù)基礎(chǔ)之一。航天事業(yè)發(fā)展的歷程告訴我們，電子元器件的性能、質(zhì)量與可靠性是航天產(chǎn)品成敗的關(guān)鍵性因素之一。據(jù)有關(guān)資料介紹，2O世紀(jì)90年代，航天系統(tǒng)曾開展過一次質(zhì)量清理整頓工作，對20多個(gè)型號在研制試驗(yàn)中暴露出來的3000多個(gè)問題進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，其中設(shè)計(jì)方面約占251％，制造(含工藝)方面約占24％，電子元器件方面約

6、占26％，管理方面約占15％，其他約占10％。從上述比例看，電子元器件存在的質(zhì)量與可靠性問題所占的比例最高，成為制約航天產(chǎn)品發(fā)展的主要問題之一_2J。例如：在某航天產(chǎn)品初樣研制階段共使用元器件92項(xiàng)，失效的有11項(xiàng)；初樣產(chǎn)品在出所前的研制過程和出所后整星聯(lián)調(diào)時(shí)發(fā)生的32項(xiàng)問題中，15項(xiàng)為元器件問題，特別是出所后整星聯(lián)調(diào)時(shí)發(fā)現(xiàn)13項(xiàng)問題，就有8項(xiàng)為元器件問題。因此，航天產(chǎn)品的領(lǐng)導(dǎo)者、管理者、設(shè)計(jì)者和生產(chǎn)者都必須高度重視電子元器件生產(chǎn)、供應(yīng)

7、和使用中存在的問題。3存在的主要問題在航天產(chǎn)品的研制中，存在的主要問題有：a)設(shè)計(jì)師系統(tǒng)在選用元器件時(shí)，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，尤其在選用進(jìn)口器件時(shí)，對正樣產(chǎn)品元器件的繼承性考慮不夠。b)物資采購情況不理想。采購進(jìn)度無法與產(chǎn)品的要求相匹配，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(shí)，不能及時(shí)與供應(yīng)商取得聯(lián)系，對失效器件進(jìn)行分析歸零，導(dǎo)致在質(zhì)量11維普資訊第32卷第3

8、期朱文冰：航天產(chǎn)品電子元器件的可靠性控制微電子與基礎(chǔ)產(chǎn)品器件的質(zhì)量鑒定外，在航天產(chǎn)品中，還用于元器件的驗(yàn)收、裝機(jī)前元器件的質(zhì)量復(fù)查、元器件超期復(fù)驗(yàn)以及元器件的失效分析。在一般產(chǎn)品上，DPA通常用于已裝機(jī)元器件的質(zhì)量驗(yàn)證。在航天產(chǎn)品上，DPA必須在元器件裝機(jī)以前完成，因此，需明確航天產(chǎn)品用元器件進(jìn)行DPA的時(shí)機(jī)、DPA的試驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)施DPA的機(jī)構(gòu)、DPA的數(shù)據(jù)記錄要求和DPA結(jié)果的處理方法。47元器件的裝機(jī)控制元器件在裝配過程中的質(zhì)量控制

9、也是元器件可靠性控制的重要環(huán)節(jié)之一。必須對操作和檢驗(yàn)提出明確的控制要求，特別是對于裝配、調(diào)試過程中出現(xiàn)的失效元器件，一定要詳細(xì)規(guī)定處理程序、處理方法和責(zé)任部門，以確保裝配、調(diào)試過程中元器件的質(zhì)量控制。48元器件的失效分析方法元器件失效分析的主要任務(wù)是對失效的元器件進(jìn)行必要的電、物理、化學(xué)的檢測，并結(jié)合元器件失效前后的具體情況及有關(guān)技術(shù)文件進(jìn)行分析，以確定元器件的失效模式、失效機(jī)理和造成失效的原因。通過失效分析可以發(fā)現(xiàn)失效元器件的固有質(zhì)量

10、問題，也有可能發(fā)現(xiàn)元器件因不按規(guī)定條件使用而失效的使用質(zhì)量問題，通過向有關(guān)方面反饋，促使責(zé)任方采取糾正措施，提高元器件的固有質(zhì)量或使用質(zhì)量。相對來說，失效模式的確定比較簡單，而確定失效機(jī)理的難度較大，分析人員必須掌握元器件的設(shè)計(jì)、工藝和有關(guān)的理化知識，并有一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。此外，還要具備較復(fù)雜的儀器、設(shè)備。在明確失效機(jī)理后，還必須找出失效原因，才能避免重復(fù)失效，提高元器件的固有質(zhì)量或使用質(zhì)量。但根據(jù)失效機(jī)理確定失效原因，往往涉及失效現(xiàn)場和

11、責(zé)任人等具體情況，確定起來有相當(dāng)大的難度。因此，首先要確定進(jìn)行失效分析的單位，規(guī)定提交失效分析的程序和失效信息，以及產(chǎn)品研制各階段失效元器件的失效信息記錄要求等，然后，根據(jù)失效分析的結(jié)論，對引起失效的原因進(jìn)行歸零處理。若為設(shè)計(jì)缺陷，應(yīng)和生產(chǎn)廠家一起找出問題所在并進(jìn)行改進(jìn)；若為操作失誤，必須嚴(yán)格操作規(guī)范，避免引入人為的失誤。從而達(dá)到失效分析的目的，使器件制造和生產(chǎn)操作更上一個(gè)臺階。49元器件質(zhì)量信息的管理在元器件選用、采購、監(jiān)制和驗(yàn)收、篩

12、選和復(fù)驗(yàn)以及失效分析5個(gè)質(zhì)量保證環(huán)節(jié)中，存在大量的元器件質(zhì)量信息，例如，選用目錄外元器件的規(guī)格、型號、生產(chǎn)廠商、質(zhì)量等級以及在航天產(chǎn)品上的使用情況；國內(nèi)新品器件的研制廠家及新品器件使用情況；進(jìn)口器件的質(zhì)量保證情況；元器件失效分析報(bào)告和處理情況等。這些信息對于從事航天產(chǎn)品研究的單位來說都是極大的財(cái)富，應(yīng)該建立起航天產(chǎn)品元器件信息庫，以積累寶貴的經(jīng)驗(yàn)，為后續(xù)航天產(chǎn)品的的研制提供服務(wù)。要建立航天產(chǎn)品元器件信息庫，就要明確管理信息庫的相應(yīng)部門，

13、規(guī)定信息庫中收集、處理和保管元器件信息的種類、保管信息的時(shí)間、提供信息的方法。5結(jié)束語航天產(chǎn)品電子元器件工作的落腳點(diǎn)就是為航天產(chǎn)品提供符合質(zhì)量與可靠性要求、價(jià)格合理、性能優(yōu)越的產(chǎn)品。在滿足質(zhì)量與可靠性要求的前提下，綜合考慮技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。質(zhì)量與可靠性既密切相關(guān)，又有區(qū)別；既有理論方法問題，更主要的又是工程實(shí)踐問題。因此，要進(jìn)行質(zhì)量與可靠性的理論方法研究，探索提高航天電子元器件質(zhì)量與可靠性的技術(shù)途徑和方法，對經(jīng)過實(shí)踐證明行之有效的質(zhì)量

14、與可靠性管理辦法要堅(jiān)定不移地貫徹執(zhí)行。這樣才能保證我國航天產(chǎn)品的質(zhì)量與可靠性得到不斷的提升。參考文獻(xiàn)[1]劉風(fēng)祥關(guān)于新形勢下加快航天專用電子元器件發(fā)展的思考[J]航天工業(yè)管理。1995(3)：1114[2]沈劍波電子元器件可靠性技術(shù)在發(fā)展航天中的重要作用[J]導(dǎo)彈與航天運(yùn)載技術(shù)，1999(5)：5562[3]余振醒軍用元器件使用質(zhì)量保證指南[M]北京：航天工業(yè)出版社，2003ReliabilityControlofElectronicC

15、omponentsofAerospaceProductZHUWenbing(NanjingResearchInstituteofElectronicsTechnology，Nanjing210013，China)Abstract：Thepapermainlyexpatiatesthepurposeandmeaningofreliabilitycontrolforelectroniccompo—nentsoftheaerospacepro

16、duct，makesconclusionandsumsupthemajorproblemsfoundinmanufactureprocessoftheaerospaceproductAccordingtothequalityassuranceflowchart，definitequalityassurancerequirementstoelectroniccomponentsreliabilitycontroloftheaerospac

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