航天產品電子元器件的可靠性控制研究

王純達

[摘 要]隨著近年來我國航空航天事業的蓬勃發展，航空航天產品的可靠性和穩定性要求也越來越高。電子元器件行業處于航天系統供應鏈的末端，保證其產品質量穩定、可靠，提高企業質量管理和控制能力，既是航天系統的必然要求，也是企業提高自身競爭力的重要手段。本文圍繞航天產品電子元器件的可靠性控制進行了研究。

[關鍵詞]航天產品；電子元器件；可靠性

中圖分類號：R612 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）26-0322-01

引言

隨著全球經濟一體化的發展，市場競爭日益激烈，最終體現為產品質量、成本、服務和環境保護等方面的競爭。歷史經驗與現實情況均表明，產品質量是企業最終贏得競爭與市場占有率的關鍵因素。改革開放以來我國的航天事業蓬勃發展，產生了巨大的經濟效益，如何提高航天產品的可靠性以及穩定性，保證航天產品的壽命，關系到航天事業的未來。電子元器件作為航天產品的重要組成部分，其性能好壞直接影響到整體系統的穩定性，所以近些年來對于電子元器的質量要求也越來越嚴格。因此，研究航天產品電子元器件的可靠性控制具有十分重要的現實意義。

1、航天產品電子元器件研發存在問題

1.1 選用采購不合理

設計師系統在選用電子元器件時，只注重元器件的功能和技術指標，對質量等級和可靠性要求沒有給予應有的重視。同時，采購進度無法與產品的要求不匹配，因物資采購而造成相當長的生產周期損失；而且電子元器件出現質量問題時，不能及時與供應商取得聯系，對產品研制造成了一定的阻礙。

1.2 質量管理不到位

在電子元器件的監制、驗收、復驗和補充篩選過程中，存在一些管理方面的問題。例如，采購員不夠認真，在訂貨合同中未注明質量保證單位，導致部分元器件在生產過程中受到各種因素影響質量；部分器件未按航天產品元器件的驗收辦法進行驗收、管理，導致出現問題時無法追溯原因，某些環節上的程序不十分明確，造成了一定的混亂等。

1.3 失效處理不及時

電子元器件在使用過程中出現失效后的處理要求不明確，例如元器件失效情況的記錄、失效器件的保管和傳遞、送交失效分析機構進行失效分析的程序和所需信息等，以致造成失效信息散亂、失效器件保管不善的情況，給失效元器件的歸零工作帶來很大的困難。

2、航天產品電子元器件的可靠性控制策略

2.1 科學、合理選用電子元器件

元器件的選用是電子產品設計中最關鍵的一步，設計人員在滿足產品性能參數要求的前提下，要考慮電子產品適用的溫度、濕度等環境要求，電網電壓和失真度的要求，以及產品的電磁兼容性、安全性、穩定性等要求，確定元器件的基本參數，再根據其應用部位、空間、間距的要求選擇符合產品要求元器件。具體可以從以下幾個方面進行：第一，航天產品中所使用的電子元器件應選擇軍品級以上（包含軍品級），以保證其可靠性；第二，須選用滿足產品要求的品種，不同的產品由于使用要求不同，選用元器件的出發點必然也有差異，例如質量等級要求及其它一些特殊要求；第三，要選擇質量比較穩定的電子元器件型號和生產廠家，對于關鍵的元器件，必要時還應對生產方進行有關質量調研或質量認證。

2.2 加強電子元器件的采購管理

元器件采購一般應貫徹“質量第一，確保進度，控制成本，統籌訂貨”的原則，要改變傳統的采購即簡單的買賣的思想，在采購過程中積極主動參與元器件的質量管理。元器件采購前應制定采購文件，包括：采購標準、采購清單和采購合同。采購標準和采購清單可作為采購合同的附件。在型號研制的初樣、試樣（正樣）、定型和批生產等不同階段，應當根據型號的實際情況，由有關部門對元器件技術標準或要求做出具體規定，作為采購元器件的技術依據。在無適用的技術標準可作為元器件采購依據的情況下，應制定元器件采購規范作為采購元器件的技術依據。采購規范應包括元器件的電氣和機械參數要求，篩選及允許不合格品率（PDA）要求，質量一致性檢驗要求，到貨檢驗要求，防護、包裝和運輸要求及元器件文件、數據和資料的要求等。

2.3 完善電子元器件的二次篩選

電子產品的固有可靠性取決于產品的可靠性設計。但是，在產品的制造過程中，由于人為的因素或原材料、工藝條件、設備條件的波動，最終制造出的產品不可能全部達到預期的固有可靠性水平，在一批成品中總有一部分產品存在各種潛在的缺陷，其壽命遠遠低于產品的平均壽命，這種提前失效的產品稱為早期失效產品。二次篩選就是針對不同的失效模式進行一些試驗以剔除不合格的，或由于某種缺陷會引起早期失效的電子元器件。二次篩選有多種手段，每一種手段都針對著一定的失效模式，有些手段對其針對的失效模式的剔除率還很高，但一般說來，絕對做不到百分之百。現有的各種篩選規范、標準都規定了合格判據即項目的篩選失效率（PDA），超過此值則整批不用。

2.4 建立健全質量保證體系

電子元器件質量保證機構可分級設立，以院級為主，具體可在公司層面設立相應的管理機構，在院層面設立管理機構和技術支撐機構。電子元器件質量保證機構分級情況如圖1所示。比如，按型號成立元器件項目辦，在層面型號隊伍中設立元器件質量保證的技術隊伍，設立元器件項目經理、元器件質量保證工程師的專業人員。他們既是電路設計方面的專家，又是元器件方面的專家，負責型號配套元器件的設計選用指導、咨詢，負責元器件的應用研究等相關技術工作。

2.5 提高電子元器件失效分析水平

元器件失效分析是解決元器件質量問題的重要途徑，通過失效分析可以將造成元器件固有質量問題的原因反饋元器件生產單位，幫助其改進設計，改進工藝，加強關鍵工序管理，提高固有質量保證能力，同時，可以將造成元器件質量問題的原因反饋給航天產品的設計、制造和相關人員，提高其對元器件使用質量與可靠性的認識及管理水平。失效分析的內容包括失效調查、失效模式鑒別、失效特征描述、失效機理證實、提出糾正措施等。對微電路的失效分析程序有20項左右，從外部分析到內部，從非破壞分析到破壞性分析，包括外觀檢查、電測試、X照相、密封性試驗、PIND、開帽，再使用光學、化學、機械、電子等技術分析方法。

結束語

總而言之，航天事業的發展進入了一個新的發展階段。隨著載人飛船的發射成功，新一代航天產品的研制生產也正在逐步展開，對電子元器件在技術、品種、數量上，特別是可靠性技術指標上提出了更新、更高的要求，相關單位要采取有效措施，提高電子元器件質量，促進航天事業的穩定發展。

參考文獻

[1] 朱文冰.航天產品電子元器件的可靠性控制[J].電子工程師，2006，03：11-13.

[2] 梁貴芬.航天產品元器件、原材料質量控制[J].電源技術，2014，10：1983-1984.endprint