淺談型號產品批產中元器件篩選的有效性

冉啟義

摘要：本文提出了型號產品批生產過程中，如何對元器件使用質量的控制，元器件篩選的有效性分析，提出了根據元器件失效機理，有針對性的進行補充篩選，提高元器件篩選的有效性。

關鍵詞：型號產品;批生產;元器件;篩選;有效性

1 引言

型號產品的質量主要取決于元器件的質量，元器件質量由元器件的固有質量和使用質量組成，固有質量主要由生產廠在元器件設計、工藝、原材料的選用等過程中的質量控制所決定的;使用質量主要由元器件使用單位對元器件的選擇、采購和使用等過程的質量控制所決定的。總結多年從事元器件質量控制的經歷，結合本單位開展的元器件質量控制工作，淺談在型號產品批生產中對元器件篩選有效性的看法。

2 元器件使用質量的控制

國內外對航天用元器件失效分析的結果表明，由于元器件的固有缺陷導致失效與選擇、采購和使用不當造成的失效幾乎各占50%。因此，要提高型號產品的質量，在提高元器件的固有質量的同時，必須提高元器件的使用質量。提高元器件的使用質量，應主要對元器件的選擇、采購和使用進行控制。

型號產品在進入批生產階段后，元器件的型號選擇已經設計定型，元器件的型號原則上不允許更改，只有在經過大量的試驗驗證，原設計選用存在缺陷，需進行設計改進，才能辦理審批手續申請更改。

型號產品批生產階段，計劃人員在制定元器件的采購文件時，必須按照型號產品外購元器件匯總表的要求編制采購計劃。采購人員根據采購計劃，必須在合格供方名錄內進行采購。

型號產品批生產階段，必須對元器件進行復驗和篩選，是保證元器件不可缺少的控制環節。

3 元器件篩選的有效性

篩選就是為選擇具有一定特性的產品或剔除早期失效的產品而進行的試驗。篩選的主要目的，就是利用外加應力或用檢測等手段，將早期失效的產品從整批產品中剔除掉，從而保證保留下來的產品具有較高的質量。所以理想的篩選結果是：把早期失效的產品全部剔除掉，但又不把非早期失效的產品誤判為早期失效而剔除。由于篩選技術的局限性，要完全做到這一點是有困難的，但是通過篩選提高元器件質量的作用是明顯的，因此篩選是保證元器件質量不可缺少的措施。

元器件的篩選一般應由元器件生產方按照軍用元器件規范或供需雙方簽訂的合同進行，稱為一次篩選。但當一次篩選的技術條件不能滿足使用方對元器件的質量要求時，使用方或委托單位進行再篩選，稱為二次篩選。在一定的條件下二次篩選是提高元器件質量的有效措施之一。

元器件二次篩選的程序（包括：篩選項目、應力）的選取是否正確，必須對篩選元器件的設計、工藝、材料等進行具體分析，并進行一定的數據積累，確定了被篩選元器件的主要失效模式和機理，才有可能準確確定二次篩選的程序。但是要完全做到這一點是困難的或需要有較長的過程。

篩選程序中規定了PDA作為判斷接收與否的指標，但小于PDA的批也可能具有批次性或發展性的缺陷予以拒收。為判斷篩選發現的缺陷是否具有批次性或發展性，篩選必須與失效分析相結合。另外對關鍵的元器件篩選后還應采取DPA等措施，以發現成品篩選很難發現的缺陷。

型號產品批產過程中，發現多數元器件在按照相關元器件篩選技術條件進行了二次篩選合格后，都能滿足型號產品整機使用要求，但是仍有少部分元器件不能滿足型號產品整機使用要求，這就說明，一部分元器件按常規的方法進行二次篩選的有效性是不夠的。

為了提高元器件篩選的有效性，必須從基礎和源頭抓起，對元器件質量實施全面控制閉環管理。對型號產品生產過程中出現的元器件質量問題或故障抓住不放，結合元器件在型號產品中的使用情況，開展元器件的質量分析和試驗，包括失效分析和DPA，必要時到承制方攻關摸底，以便確定失效模式，機理和規律，做到水落石，采取有針對性的補充篩選措施。

案例一：某型號產品使用的E10509雙4-5輸入或/或非門集成電路，對該集成電路的篩選合格率較高，都是100%，但是裝機合格率只有70%左右。將裝機不符合要求的電路與裝機滿足要求的電路進行測試對比，未發現什么差異。由于工廠對該電路的檢測能力有限，因此，工廠決定挑選出能夠滿足整機要求的四個批次的四只E10509，派人帶上能滿足整機要求的四只和不能滿足整機要求的30只E10509，到該器件生產廠進行參數測試對比分析。

經在生產廠與該廠技術人員一起對帶去的電路進行交直流參數測試比對，未見異常，兩種電路均符合詳細規范要求。為了進一步查找不能滿足整機要求的原因，雙方決定從該電路的實際使用狀態進行分析，E10509在整機中局部電路示意圖見圖1。按圖1電路連接，用示波器進行檢測輸出Vo，發現滿足整機要求的四只E10509的輸出頻率在74～76MHz，不能滿足整機要求的E10509的輸出頻率在80MHz左右。為了驗證此種檢測方法的可行性，又從生產廠庫存的100只E10509中挑選出10只輸出頻率在74～76MHz的，裝入整機試驗。經裝機試驗考核，效果良好，完全滿足整機要求。據此，與生產廠協商確定，后續提供給我廠的E10509按此方法進行補充挑選，要求其輸出頻率在74～76MHz的方能交付給我廠。后續按此要求提供給我廠的E10509，每批裝機合格率都是100%。

案例二：某型號產品使用的54LS74集成電路，在生產調試過程中，連續幾批都有不能滿足整機要求的54LS74集成電路，合格率90%左右。

失效原因分析：該電路每批均是經過元器件可靠性中心篩選合格后裝機，因此，將裝機考核不合格換下的54LS74集成電路，送元器件可靠性中心進行三溫（高溫、低溫、常溫）測試，測試結果均符合詳細規范要求。只能從實際使用情況進行查找失效原因，通過統計分析，發現每批失效的54LS74集成電路都是同一位號（D₁）的。將換下的電路裝在其它位置，完全滿足整機要求。后經對裝在其它位號滿足要求的與不能滿足要求的54LS74集成電路進行檢測比對，發現用500型三用表測試54LS74集成電路第五腳對地電阻，其阻值差異較大，裝機滿足要求的集成電路其電阻值均大于50KΩ，不能滿足要求的集成電路其電阻值均小于50KΩ。因此，后續批生產中，對該集成電路的篩選作出特殊要求，除按原來要求送元器件可靠性中心篩選外，出庫復驗時，增加用500型三用表測試54LS74集成電路第五腳對地電阻，挑選出電阻值大于50KΩ的集成電路，并單獨包裝注明用于D₁.在后續批生產中，經過按此要求進行挑選的54LS74集成電路，裝機考核合格率100%。

案例三：某型號產品使用的JMW-171MA微型密封磁保持繼電器，批生產工藝流程考核過程中，每批產品在低溫狀態下繼電器失效比例較大，為20%左右。

該繼電器裝機失效模式主要是低溫下功能失效。該繼電器的生產廠通過對失效的繼電器進行分析認為，繼電器失效的機理主要是繼電器的管腳在整形（該繼電器的管腳引出端原在φ5的圓周上，我公司裝配要求繼電器的管腳引出端在φ10的圓周上。）的過程中，個別繼電器的絕緣子受損致使密封性能下降，占失效的58.33%;其次是多余物，占失效的20.84%;其它占失效的20.83%。

針對繼電器的失效機理，經過與繼電器生產廠進行溝通后，對該繼電器采取如下控制措施：

篩選除按原技術要求執行外，增加補充篩選，管腳整形后，因為檢漏不能做，所以，增加低溫動態測試：即低溫（-55～60℃）保溫2h后，測試（繼電器焊線引出低溫箱）動作電壓→轉入高溫（85～90℃）保溫0.5h后→轉入低溫（-55～60℃）保溫2h后，測試（繼電器焊線引出低溫箱）動作電壓，剔除不合格品。

經過采取以上控制措施，后續批產過程中，未發現該繼電器在低溫下功能失效。

4 結束語

型號產品批生產過程中，對元器件篩選最有效的方法是：除按元器件篩選技術條件進行常規的二次篩選外，還應根據對失效元器件的分析結論，結合元器件的實際使用情況進行補充篩選。有效剔除有缺陷的早期失效元器件，從而減少經濟損失，取得效益。

參考文獻

[1] 余振醒主編《 軍用元器件使用質量保證指南 》，航空工業出版社，2003年9月第1版。

（作者單位：貴州航天電子科技有限公司）