所謂電子元器件,是指在電子電路或電子設備中執行電氣、電子、電磁、機電和光電功能的基本單元,能夠完成規定的功能,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。

文中的電子元器件包括電阻、電容、電感、電線(xiàn)電纜、微電路、半導體分立器件、開(kāi)關(guān)、繼電器、電連接器、電池、磁性元件等。本文結合某航天產(chǎn)品研制過(guò)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(zhù)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(kāi)。

例如,星載SAR(合成孔徑雷達)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(guān)察的重要手段,而相控陣體制的SAR更是代表當今世界的最新發(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)指標上 提出了更新、更高的要求。

2、認識電子元器件在航天產(chǎn)品中的地位

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(lài)以提高性能和可靠性水平的重要技術(shù)基礎 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。

據有關(guān)資料介紹,20世紀90年代,航天系統曾開(kāi)展過(guò)一次質(zhì)量清理整頓工作,對20多個(gè)型號在研制試驗中暴露出來(lái)的3000多個(gè)問(wèn)題進(jìn)行了統計分析,其中設計方面約占25.1%,制造(含工藝)方面約占24%,電子元器件方面約占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(wèn)題所占的比例最高,成為制約航天產(chǎn)品 發(fā)展的主要問(wèn)題之一。例如:在某航天產(chǎn)品初樣研制階段共使用元器件92項,失效的有11項;初樣產(chǎn)品在出所前的研制過(guò)程和出所后整星聯(lián)調時(shí)發(fā)生的32項問(wèn)題中,15項為元器件問(wèn)題,特別是出所后整星聯(lián)調時(shí)發(fā)現13項問(wèn)題,就有8項為元器件問(wèn)題。

因此,航天產(chǎn)品的領(lǐng)導者、管理者、設計者和生產(chǎn)者都必須高度重視電子元器件生產(chǎn)、供應和使用中存在的問(wèn)題。 

3、存在的主要問(wèn)題

在航天產(chǎn)品的研制中,存在的主要問(wèn)題有:

（a）設計師系統在選用元器件時(shí),只注重元器件的 功能和技術(shù)指標,對質(zhì)量等級和可靠性要求沒(méi)有給予應有的重視,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(wú)法與產(chǎn)品的要求相匹配,因物資采購而造成相當長(cháng)的生產(chǎn)周期損失;而且電子元器件出現質(zhì)量問(wèn)題時(shí),不能及時(shí)與供應商取得聯(lián)系,對失效器件進(jìn)行分析歸零,導致在質(zhì)量和進(jìn)度兩方面無(wú)法完全適應航天產(chǎn)品要求,對產(chǎn)品研制造成了一定的阻礙。

（c）在元器件的監制、驗收、復驗和補充篩選過(guò)程中,存在一些管理方面的問(wèn)題。例:采購員在訂貨合同中未注明質(zhì)量保證單位,導致部分元器件未經(jīng)監制就完成了生產(chǎn);部分器件未按航天產(chǎn)品元器件的驗收辦法進(jìn)行驗收、管理,導致出現問(wèn)題時(shí)無(wú)法追溯原因;某些環(huán)節上的程序不十分明確,造成了一定的混亂等。

（d）元器件在使用過(guò)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(jìn)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(lái)很大的困難。

針對上述問(wèn)題,必須制定航天產(chǎn)品電子元器件的可靠性控制方法并認真貫徹落實(shí),才能規范航天產(chǎn)品研制過(guò)程中的電子元器件管理,推動(dòng)航天產(chǎn)品的質(zhì)量更上一個(gè)臺階。 

4、電子元器件的質(zhì)量保證

元器件的質(zhì)量保證是航天產(chǎn)品質(zhì)量保證的重要組成部分,包括生產(chǎn)過(guò)程的質(zhì)量保證和非生產(chǎn)過(guò)程的質(zhì)量保證(或稱(chēng)應用領(lǐng)域的質(zhì)量保證)兩部分。元器件質(zhì)量保證流程包括:選用、采購、監制、下廠(chǎng)驗收、到貨檢驗、補充篩選、特殊試驗、發(fā)放、貯存和傳遞、裝聯(lián)、調試、整機現場(chǎng)使用、失效分析、質(zhì)量反饋等過(guò)程。 

（1）元器件保證大綱

航天產(chǎn)品方案論證階段結束后應編制元器件保證大綱,作為產(chǎn)品研制階段組織實(shí)施和監督檢查元器件保證工作的依據。元器件保證大綱在各個(gè)研制階段有不同的內容和要求,因此,各個(gè)研制階段需要修訂元器件保證大綱。首先要落實(shí)元器件保證大綱應包括的主要內容,明確擬制單位以及檢查執行情況的方法。

（2）元器件的合理選用

根據元器件在電路中的使用特性進(jìn)行設計分析并合理選用元器件,是航天產(chǎn)品元器件可靠性的基礎。要明確設計師系統選用元器件的基本準則,如降額使用、容差設計、質(zhì)量等級以及質(zhì)量等級的繼承性等。特別要考慮航天產(chǎn)品用元器件的特殊環(huán)境適應能力,例如熱設計方案、靜電敏感元器件靜電敏感度的選擇和半導體器件的輻射強度保證(RHA)等級的選擇。

設計師系統在依照元器件選用準則選擇元器件時(shí),應首選型號產(chǎn)品優(yōu)選目錄內的元器件,如選用目錄以外的廠(chǎng)點(diǎn)和產(chǎn)品時(shí),必須按航天產(chǎn)品的規定填寫(xiě)選用目錄外電子元器件申請表并簽署完整后,上報總體單位,經(jīng)總體單位評審、批準返回后方可選用。 

（3）規范采購與庫存管理

按照航天系統要求,元器件采購必須按照“走規定渠道,趕階段計劃,抓質(zhì)量保證”的原則,由有關(guān)廠(chǎng)(所)編制元器件采購文件,經(jīng)型號總體組織專(zhuān)門(mén)審查。然后,型號總體統一組織有關(guān)廠(chǎng)(所),按照通過(guò)審查的采購文件簽訂訂貨合同。

元器件采購應貫徹“保證質(zhì)量,控制進(jìn)度,節省經(jīng)費,盡量集中”的方針,變單純買(mǎi)賣(mài)元器件為積極主動(dòng)參與元器件的質(zhì)量管理。要明確采購文件的組成、采購清單的評審要求和采購標準或規范的主要內容。 元器件的庫存管理直接關(guān)系到元器件的使用質(zhì)量,因此要明確元器件的貯存條件、庫房的管理要求,建立元器件發(fā)放制度,提出對失效元器件的管理要求。

（4）元器件的監制、試驗和驗收

按《中國航天工業(yè)總公司航天型號用元器件質(zhì)量管理規定》要求,元器件質(zhì)量管理必須全面貫徹“統一組織、源頭抓起、嚴格管理、照章辦事”的原則,元器件質(zhì)量管理工作實(shí)行總公司、型號總體院(基地)和廠(chǎng)(所)三級管理,以型號總體院(基地)為主的原則。型號總體院(基地)必須對型號配套的所有分系統用元器件的質(zhì)量進(jìn)行統一監控。由航天科技集團公司電子元器件可靠性中心具體實(shí)施管理,把好電子元器件入口關(guān)、檢驗關(guān)、使用關(guān)。其主要職責為:負責電子元器件下廠(chǎng)監制和驗收、到貨檢驗、補充篩選、簽發(fā)裝機合格證、失效分析等;負責電子元器件可靠性數據的采集和處理,并及時(shí)向用戶(hù)反饋電子元器件質(zhì)量信息;按照航天總體的其他規定實(shí)施電子元器件質(zhì)量控制。

元器件的生產(chǎn)、試驗和驗收,是保證元器件質(zhì)量的重要環(huán)節,也是航天產(chǎn)品元器件可靠性的關(guān)鍵控制點(diǎn),其過(guò)程控制的好壞決定了元器件的固有質(zhì)量。

電子元器件按功能劃分,有電子元件、分立器件和微電路等;按采購渠道劃分,有進(jìn)口和國產(chǎn)元器件之分;按產(chǎn)品成熟性劃分,有貨架產(chǎn)品和新品器件。不同元器件有不同的控制要求,在下廠(chǎng)監制和驗收、到貨檢驗時(shí)應有不同的處理方法和程序。因此,應將元器件分門(mén)別類(lèi)地進(jìn)行劃分,規定各類(lèi)元器件的監制方式、特殊試驗要求和驗收辦法,并明確相應的程序和執行單位或部門(mén)。

（5）補充篩選(二次篩選)管理

對于驗收合格的元器件,必須根據實(shí)際產(chǎn)品對元器件質(zhì)量控制要求進(jìn)行補充篩選(二次篩選),按照不同產(chǎn)品的不同階段明確補充篩選的要求、委托單位、委托程序和補充篩選后元器件的處理辦法。

（6）破壞性物理分析

元器件DPA(破壞性物理分析)的主要目的是要防止有明顯或潛在缺陷的元器件裝機使用。除用于元器件的質(zhì)量鑒定外,在航天產(chǎn)品中,還用于元器件的驗收、裝機前元器件的質(zhì)量復查、元器件超期復驗以及元器件的失效分析。在一般產(chǎn)品上,DPA通常用于已裝機元器件的質(zhì)量驗證。在航天產(chǎn)品上,DPA必須在元器件裝機以前完成,因此,需明確航天產(chǎn)品用元器件進(jìn)行DPA的時(shí)機、DPA的試驗項目、實(shí)施DPA的機構、DPA的數據記錄要求和DPA結果的處理方法。 

（7）元器件的裝機控制

元器件在裝配過(guò)程中的質(zhì)量控制也是元器件可靠性控制的重要環(huán)節之一。必須對操作和檢驗提出明確的控制要求,特別是對于裝配、調試過(guò)程中出現的失效元器件,一定要詳細規定處理程序、處理方法和責任部門(mén),以確保裝配、調試過(guò)程中元器件的質(zhì)量控制。

（8）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、失效機理和造成失效的原因。通過(guò)失效分析可以發(fā)現失效元器件的固有質(zhì)量問(wèn)題,也有可能發(fā)現元器件因不按規定條件使用而失效的使用質(zhì)量問(wèn)題,通過(guò)向有關(guān)方面反饋,促使責任方采取糾正措施,提高元器件的固有質(zhì)量或使用質(zhì)量。

相對來(lái)說(shuō),失效模式的確定比較簡(jiǎn)單,而確定失效機理的難度較大,分析人員必須掌握元器件的設計、工藝和有關(guān)的理化知識,并有一定的實(shí)踐經(jīng)驗。此外,還要具備較復雜的儀器、設備。在明確失效機理后,還必須找出失效原因,才能避免重復失效,提高元器件的固有質(zhì)量或使用質(zhì)量。但根據失效機理確定失效原因,往往涉及失效現場(chǎng)和責任人等具體情況,確定起來(lái)有相當大的難度。

因此,首先要確定進(jìn)行失效分析的單位,規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,根據失效分析的結論,對引起失效的原因進(jìn)行歸零處理。若為設計缺陷,應和生產(chǎn)廠(chǎng)家一起找出問(wèn)題所在并進(jìn)行改進(jìn);若為操作失誤,必須嚴格操作規范,避免引入人為的失誤。從而達到失效分析的目的,使器件制造和生產(chǎn)操作更上一個(gè)臺階。 

（9）元器件質(zhì)量信息的管理

在元器件選用、采購、監制和驗收、篩選和復驗以及失效分析5個(gè)質(zhì)量保證環(huán)節中,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格、型號、生產(chǎn)廠(chǎng)商、質(zhì)量等級以及在航天產(chǎn)品上的使用情況;國內新品器件的研制廠(chǎng)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(lái)說(shuō)都是極大的財富,應該建立起航天產(chǎn)品元器件信息庫,以積累寶貴的經(jīng)驗,為后續航天產(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部門(mén),規定信息庫中收集、處理和保管元器件信息的種類(lèi)、保管信息的時(shí)間、提供信息的方法。

 5、結束語(yǔ)

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(mǎn)足質(zhì)量與可靠性要求的前提下,綜合考慮技術(shù)指標和經(jīng)濟指標。質(zhì)量與可靠性既密切相關(guān),又有區別;既有理論方法問(wèn)題,更主要的又是工程實(shí)踐問(wèn)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(guò)實(shí)踐證明行之有效的質(zhì)量與可靠性管理辦法要堅定不移地貫徹執行。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。

文章來(lái)源：賽思庫