淺談航天多芯片組件生產過程中的質量管理

摘 要：本文從航天多芯片組件生產的特點談起，提出了航天多芯片組件質量管理的三個需求，并針對具體需求結合生產實踐提出了航天多芯片組件質量管理的要點和措施，對航天多芯片組件生產的質量管理有一定的借鑒意義。

關鍵詞：航天多芯片組件；質量管理

多芯片組件（后文簡稱組件）的生產方式是直接將裸露的集成電路芯片安裝在多層高密度互聯(lián)襯底上。在這種生產方式下，芯片之間距離很近，可以有效減少布線和互連中所產生的串擾噪聲、信號延遲、電容/電感耦合等問題。這種組裝方式多用于50兆赫以上的高性能產品。由于組件這些優(yōu)點，組件被越來越多的運用于新能指標性能要求極高的航天產品當中。在實際生產當中航天組件的生產一般具有以下特點：（1）生產數量有限，需要的成品時間嚴格固定；（2）由于組裝涉及到芯片、器件較多且多委托外協(xié)生產，生產過程不確定因素多；（3）裝配過程專用設備多，需自制的工具工裝多，設計生產過程交叉，組織的難度大，生產信息難以收集和跟蹤。針對這些特點，必須采用行之有效的質量管理措施以保障組件的質量，減少歸零。

1 航天多芯片組件質量管理的特點

作為航天組件生產過程的重要環(huán)節(jié)，質量管理尤為重要。不同于地面產品，航天產品對質量管理有著更高的要求，主要體現在以下幾個方面：

1）生產過程中的不確定性導致的質量問題較多。航天組件涉及的原材料種類多，加工和裝配工藝復雜，往往存在設計與生產過程交叉，各種不確定因素都會造成質量問題，所以需要對產品生產全過程進行質量管控；

2）航天組件生產涉及的外協(xié)外購件較多。隨著航天產品任務量的增加及新技術的應用，外包外協(xié)的范圍在不斷擴展，且多為高精密的芯片和嚴格篩選的電子元器件，組件的研制和生產需要涉及到多個部門多個廠商的協(xié)作和配合，由于外協(xié)的周期較長，而航天產品成品交付的周期固定。這要求組件的質量管理需加強對外協(xié)外包過程中的風險預判和風險管控；

2 航天組件質量管理的要求

2.1 針對不同類型產品的質量管理

航天組件的生產模式主要有新產品的試制和成熟產品的批產。在兩種不同的模式下質量管理的流程和側重點也各不相同。在新產品試制時，由于組件的數量少，不確定因素多，狀態(tài)不穩(wěn)定，質量管理一方面要需要通過來料檢驗（IQC）保證組件微組裝使用電子器件、芯片等外協(xié)元器件質量可靠性及性能一致性，并一方面確保穩(wěn)定的工藝流程，盡量減少制造過程中的不確定性，實現組件性能的同時不斷優(yōu)化組件質量。在成熟產品批產時，由于組件生產數量大，狀態(tài)穩(wěn)定，質量管理的重點在生產過程的控制上，目標提高成品率。可以實施的提升質量的措施包括：人員的標準作業(yè)，全員設備管理（TPM），關鍵芯片電子器材耗材IQC，關鍵工藝環(huán)節(jié)監(jiān)控，凈化廠房環(huán)境實時監(jiān)測等。

2.2 全面質量管控

對組件產品實施全面質量管控，主要有以下措施：

2.2.1關注過程質量控制

質量管理的流程編制需要符合產品特性，通過合理的流程來進行組件的過程質量控制。梳理生產流程中的檢驗點進行生產過程檢驗，包括重點檢驗點，強制性檢驗點，自檢以及互檢點。這就要求工藝技術人員和技能人員對生產過程中質量要求的各類測試點（例如潔凈廠房的潔凈度指標、防靜電要求、熱臺溫度、輔料狀態(tài)等）進行確認，明確關鍵質量控制點，針對不同的檢檢驗點，記錄并產生生產過程文件。

2.2.2加強針對性的培訓

組件生產涉及到各類專業(yè)人員的密切合作，包括技能人員、工藝技術人員、物料人員、計劃人員等，需要對不同人員進行針對性的培訓。對于技能人員，必須了解航天生產規(guī)范，具備航天生產資質，著重培養(yǎng)發(fā)現問題和描述問題的能力；工藝技術人員需要掌握一定的統(tǒng)計分析工具，以便具體分析和歸類總結生產過程中的問題，對可能出現的異常情況進行預估消除質量隱患；對于物料員要對航天物料的管理要求和標準進行培訓。同時也需要根據產品自身的設計、工藝特點進行生產前的集中培訓。

2.2.3明確質量獎懲制度

在生產任務開始之前，必須制定行之有效的獎懲制度，目的是強調質量管理流程和規(guī)章的嚴肅性。對于沒有違反流程和規(guī)章的人員進行首次提醒，同種問題反復出現則要進行嚴格處罰。對于嚴格執(zhí)行流程和規(guī)章的人員，要公開獎勵，對提出合理化建議的人員也應該予以獎勵。

2.3 關注外協(xié)外購件的質量策劃

針對內部質量流程無法管控的外協(xié)外購件應提前進行質量策劃。對同一類型的外協(xié)外購件應將供方控制在23家。供方需要滿足GJB9001B中對質量管理體系的通用要求，除此之外，產品的質量保證大綱也是供方準入的重點檢查項目。對于合格供方應根據最新的質量標準定期進行復檢。

將質量工作的重心前移，在產品策劃，市場調研階段就開始介入，選擇滿足質量要求的供方并進行考察；在產品樣機階段通過后，對供方產品研制水平、產能水平和質量保證能力進行認證，將產品的質量管理要求作為合同的一部分予以明確，作為供方供貨的依據。在產品設計和市場過程中要加強與供方的溝通，定期傳遞質量要求，為單元由采購部門牽頭定期召開供方質量會議，任務雙方建立起質量信息傳遞機制，針對供方的需求開展質量培訓等等。

由于航天組件單個成本高，返修難度大，有嚴格的返修次數控制，所以在企業(yè)內部實施IQC（來料品質檢驗）對于航天組件的生產十分重要，對采購來的殼體、芯片、電子器件進行品質確認和查核，在供應商送貨時通過抽樣方式進行檢查，并最后做出判斷該產品是接受還是退換。IQC是產品生產前的第一個品控關卡，防止不合格品進入制造過程，減少質量損失。

此外，可以對供方采取經濟杠桿的控制措施： 一方面對通過量化評價，明確實施規(guī)則，對評價優(yōu)秀的供方通過優(yōu)先選用，優(yōu)先付款，提高預付款等措施進行獎勵；另一方面可以將質量保證金納入合同當中，將外協(xié)外購產品質量問題所導致產品質量損失等費用納入質量保證金的范疇。

3 結語

航天組件在突破和掌握關鍵技術，進入試驗和生產階段后，最核心的工作就是保證組件質量。航天組件質量管理的提升需要通過全面質量管控，對外協(xié)外購件嚴格的質量控制和策劃來逐步實現。只有通過嚴格的質量管理才能保證產品的交期較少不必要的成本。

作者簡介：李澤濤（1982），男，博士研究生，工程師，研究方向主要為工業(yè)工程，運營管理。