航天多層瓷介電容器產品型譜管理研究

◎中國運載火箭技術研究院物流中心 彭磊 陳朝杰 崔德勝 熊盛陽 林德健

隨著我國航天事業的不斷發展，中國運載火箭技術研究院承研承制的航天型號數量不斷增多，研制周期越來越短，對物資質量的要求越來越高。為集中優勢資源，推進“二次創業和市場化轉型”，中國運載火箭技術研究院物流中心開展了航天型號產品化工作。元器件作為型號電子產品的基礎單元，其規范化的型譜管理是航天型號產品化工作順利開展的基礎保障。

筆者以航天多層瓷介電容器為研究對象，根據現階段產品特點和型號需求研究產品型譜，并實現工程推廣應用，以期為其它元器件產品型譜管理工作提供參考依據。

一、型譜管理思路

隨著電容器研制技術的發展以及航天型號的高性能、小體積要求，多層瓷介電容器的規格不斷增加，相關詳細規范數量相應增多，個性化訂貨需求越來越多，導致采購周期和成本逐漸上升，并出現詳細規范未經用戶認可，致使產品在整機生產階段失效的情況。為保證多層瓷介電容器可靠、及時供應，急需開展基于用戶需求的多層瓷介電容器產品型譜管理研究。

多層瓷介電容器產品型譜管理的思路如下：

首先根據多層瓷介電容器的應用現狀和型號需求進行調研分析；

其次在分析的基礎上，結合多層瓷介電容器的特點，從規格（包括電壓、特性、尺寸、容量等要素）和質量等級兩方面進行型譜設計，制定型譜方案；

第三依據型譜方案完成相應詳細規范的編制，并落實技術條件；

第四對型譜產品實施鑒定檢驗，并對型譜產品的使用可靠性和固有可靠性進行評價；

第五是在評價后對型譜產品的技術狀態進行固化，開展產品的設計定型工作；

最后利用元器件選用目錄平臺對設計定型后的型譜產品予以推廣應用。

二、型譜管理的主要內容

1．產品現狀及需求分析

航天多層瓷介電容器主要分為引線型和表貼型2 種，其質量等級分為M/K、M、G+、G、J 級，根據質量等級的不同又可細分為8種系列。

當前，多層瓷介電容器產品管理存在的突出問題有以下兩個方面：一是由于型號需求的擴展，同一質量等級對應多個詳細規范，對選用和訂貨的技術狀態管理造成困難；二是產品規格多，無法保證技術狀態唯一。

另外，高可靠、小型化、輕質化是航天型號元器件的核心需求。對于多層瓷介電容器來說，其可靠性最直觀的表現為質量等級，即高質量等級多層瓷介電容器的介質層要密且盡可能厚，而小型化和輕質化要求多層瓷介電容器的電容量要盡可能大，即介質層要盡可能薄。因此，高質量等級與大容量需求的矛盾成為產品型譜管理工作中需要解決的最突出問題。

多層瓷介電容器以低電壓產品居多，當前的產品體系中未包括中高壓產品，中高壓多層瓷介電容器發生失效的后果非常嚴重，甚至危及人員安全。因此，在產品型譜中應增加對中高壓多層瓷介電容器的管理。

2．產品型譜設計

通過對多層瓷介電容器質量等級的8 種系列進行規格設計，以期解決多層瓷介電容器現狀和型號需求中存在的問題。

通過整合詳細規范、減少產品特性、設置多層次質量等級的措施開展型譜設計，一是通過整合減少詳細規范的數量，以實現詳細規范、質量等級和產品系列的唯一對應；二是除特殊應用需求外，單一產品系列規定一種特性，并選取最優介質材料，以保證產品的固有可靠性；三是規范質量等級標識，設置多層次質量等級，通過質量等級標識國家軍用標準產品和企業軍用標準產品、有失效率等級產品和無失效率等級產品，以確保產品質量等級與產品質量控制的唯一對應；四是制定中高壓多層瓷介電容器型譜，以滿足型號研制在中高壓范圍內的電容器選用需求。

根據多層瓷介電容器存在的問題和型號需求建立多層瓷介電容器產品樹。由于航天產品可靠性是第一要素，因此將可靠性作為電容器產品樹構建的基礎。在此原則下，將產品樹頂層產品設計為“多層瓷介電容器”，第一層按產品引出端型式分為“表貼型”和“引線型”，第二層按電壓型式分為“中高壓型”和“低壓型”，第三層按質量等級劃分產品可靠性表征參數，以構建底層產品，形成規范化產品。

3．編制詳細規范

由研究院組織相關單位按統一的模板編制型譜產品詳細規范，規范中至少應包括范圍、引用文件、要求、質量保證規定（含監制驗收）、交貨準備、說明事項等內容。

研究院設計師系統、元器件主管部門和電容器生產廠三方對已完成編制的詳細規范進行審查，元器件可靠性中心負責將通過審查的詳細規范備案歸檔，電容器生產廠按已備案詳細規范開展生產。

4．實施產品鑒定檢驗

電容器生產廠首次生產的型譜產品應進行鑒定檢驗，檢驗的依據遵循型譜詳細規范，由電容器生產廠提出鑒定檢驗申請，元器件可靠性中心受理申請并組織實施鑒定檢驗工作。鑒定檢驗通過后出具雙方認可的鑒定檢驗報告；若鑒定檢驗未通過，則需要開展失效分析并采取糾正措施，在元器件可靠性中心認可措施有效后可開展二次鑒定檢驗；如果仍不通過，則判定型譜產品鑒定檢驗不合格。

5．產品設計定型

通過型譜產品鑒定檢驗的電容器需開展產品設計定型，此項工作由電容器生產廠負責組織，元器件主管部門負責審查。

產品設計定型需要具備的基礎條件包括：一是產品研發、保障能力已達到產品批生產的要求；二是產品關鍵技術已全面解決，可以保證產品的批生產；三是已形成產品研制資料匯總，包括設計文件（設計圖紙、數據、仿真結果等）和工藝文件（圖紙、工藝流程卡、工藝卡、檢驗卡等），文件內容應完整、準確并具有可操作性，可指導批生產。

設計定型后，電容器生產廠不得隨意更改產品技術狀態，任何設計狀態的變化均應通知元器件主管部門；已完成設計定型的多層瓷介電容器方可作為正式產品供貨。

6．產品推廣應用

多層瓷介電容器型譜產品的主要推廣應用平臺為《型號元器件選用目錄》，選用目錄為選用和采購多層瓷介電容器的基本依據。后續，物流中心應進一步加強型譜產品推廣應用平臺建設，編制基于《型號元器件選用目錄》的多層瓷介電容器選用指導手冊，并采用信息化手段實現推廣應用。

對多層瓷介電容器產品型譜管理進行研究，可為其它元器件開展型譜管理工作提供參考。下一階段，中國運載火箭技術研究院物流中心將在元器件型譜基礎上開展元器件采購規范體系建設，實現無差異化選用，創新元器件管理模式，進而提升元器件質量保證技術水平。▲