航天產(chǎn)品元器件、原材料質(zhì)量控制

梁貴芬

(中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十八研究所，天津300384)

航天產(chǎn)品元器件、原材料質(zhì)量控制

梁貴芬

(中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十八研究所，天津300384)

航天元器件、原材料是航天產(chǎn)品的基石，主要闡述了航天產(chǎn)品元器件、原材料可靠性控制的目的和重要意義。確定元器件選型的基本依據(jù)和設(shè)計(jì)指導(dǎo)、元器件驗(yàn)收、篩選、DPA等。介紹了元器件、原材料入庫(kù)及篩選質(zhì)量控制流程及方法。建立原料信息檔案，確保技術(shù)基線的穩(wěn)定和質(zhì)量問(wèn)題的可追溯性。從根本上保障航天產(chǎn)品的可靠性。

航天元器件；原材料；質(zhì)量管理控制；元器件信息檔案

在航天電源控制器研制、生產(chǎn)中，電源系統(tǒng)為整星的核心部件，其質(zhì)量、安全性和可靠性關(guān)系整個(gè)衛(wèi)星體系的安全可靠運(yùn)行。元器件、原材料作為航天產(chǎn)品的可靠性保障的根基，必須作為產(chǎn)品質(zhì)量控制的重點(diǎn)。

由于電源控制器產(chǎn)品功能豐富，相應(yīng)元器件種類(lèi)繁多，主要包括模擬和數(shù)字兩大部分，在這兩大類(lèi)中，又包括信號(hào)和功率器件。各種信號(hào)和功率器件中又包括各種元器件等級(jí)和封裝的元器件。除這些分立元器件外，還用到例如集成功率模塊，變壓器等外協(xié)外購(gòu)件，給元器件管理帶來(lái)了不小的工作量和工作難度。鑒于此，更應(yīng)當(dāng)將元器件質(zhì)量管理作為工作重心，有序、受控地管理元器件。元器件管理流程如圖1所示。

航天元器件航天電子元器件是航天產(chǎn)品設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。針對(duì)本單位的型號(hào)研制特點(diǎn)和航天型號(hào)任務(wù)的響應(yīng)階段，編制元器件產(chǎn)品保證大綱和產(chǎn)品計(jì)劃，進(jìn)一步確保研制的各個(gè)階段，對(duì)元器件進(jìn)行有效的質(zhì)量控制和管理。

1 元器件、原材料的選型

本單位型號(hào)任務(wù)主要分為成熟型號(hào)的研制和新任務(wù)兩類(lèi)。針對(duì)成熟型號(hào)，元器件、原材料的選型較穩(wěn)定且固化，技術(shù)基線恒定，元器件、原材料選型任務(wù)基本不大，沿用之前成熟產(chǎn)品的元器件、原材料裝機(jī)配套表即可確定元器件、原材料的型號(hào)等信息。同時(shí)由于型號(hào)任務(wù)的時(shí)間限制和任務(wù)節(jié)點(diǎn)，對(duì)一些已知的相對(duì)進(jìn)貨周期較長(zhǎng)的進(jìn)口元器件提醒物資進(jìn)行跟蹤，確保元器件及時(shí)訂貨并對(duì)訂貨過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)解決，確保型號(hào)任務(wù)順利開(kāi)展。

圖1 元器件原材料管理流程

對(duì)于新研任務(wù)，在元器件選型方面就需要加強(qiáng)管理和控制。對(duì)于設(shè)計(jì)師在選用元器件時(shí)只關(guān)注元器件電路特性，而對(duì)質(zhì)量等級(jí)和可靠性等沒(méi)有予以重視。對(duì)此，根據(jù)元器件在電路中使用特性進(jìn)行設(shè)計(jì)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(chǔ)。要明確設(shè)計(jì)師系統(tǒng)選用元器件的基本準(zhǔn)則，如將額使用、容差設(shè)計(jì)、質(zhì)量等級(jí)以及質(zhì)量的即成性等。特別要考慮航天產(chǎn)品用元器件的特殊環(huán)境適應(yīng)能力，例如熱設(shè)計(jì)方案、靜電敏感元器件靜電敏感度的選擇和半導(dǎo)體器件的輻射強(qiáng)度保證(RHA)等級(jí)的選擇。設(shè)計(jì)師系統(tǒng)在依照元器件選擇準(zhǔn)則選擇元器件時(shí)，應(yīng)首選型號(hào)產(chǎn)品優(yōu)選目錄內(nèi)的元器件，如選用目錄外的廠家和產(chǎn)品時(shí)，必須按航天產(chǎn)品的規(guī)定填寫(xiě)選用目錄外電子元器件申請(qǐng)表并簽署完整后，上報(bào)總體單位，經(jīng)總體單位評(píng)審、批準(zhǔn)后返回后方可使用。

鑒于此，提出必要的元器件選型建議和輔助，確保元器件質(zhì)量等級(jí)和可持續(xù)獲得。首先在滿足電路性能的前提下，優(yōu)先選用總體單位目錄內(nèi)元器件，保證元器件產(chǎn)品質(zhì)量，確保生產(chǎn)廠家資質(zhì)。其次要壓縮元器件、原材料的種類(lèi)、規(guī)格和元器件的生產(chǎn)廠家，提高元器件的可獲得性和元器件的通用性。因?yàn)?，從制造工藝方面?lái)看，新研元器件、原材料往往不太成熟，技術(shù)狀態(tài)并沒(méi)有最終定型，還有一些有可能是致命的問(wèn)題沒(méi)有在實(shí)際應(yīng)用中暴露出來(lái)，因此建議對(duì)新研元器件和原材料采用慎用的態(tài)度。同時(shí)盡量減少元器件的種類(lèi)和元器件供貨商能進(jìn)一步提高采購(gòu)和質(zhì)量控制水平。再者，選用標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)規(guī)格的元器件和原材料，盡量減少首飛等新研元器件的使用。與此同時(shí)，國(guó)企公司化企業(yè)化的大環(huán)境下，設(shè)計(jì)師還需要考慮設(shè)計(jì)成本，做到成本和可靠性的最大匹配。

2 元器件、原材料入所驗(yàn)收及庫(kù)存管理

2.1 入庫(kù)與出庫(kù)元器件、原材料的管理

依據(jù)上述要求進(jìn)行元器件、原材料選型后，進(jìn)入采購(gòu)周期階段，按合同要求節(jié)點(diǎn)到貨后，進(jìn)行復(fù)驗(yàn)和二次篩選，合格后取回入所，入所質(zhì)量控制至關(guān)重要。對(duì)有特殊要求的元器件如功率模塊、霍爾器件、電感、磁環(huán)等，設(shè)計(jì)師擬制檢驗(yàn)要求及技術(shù)協(xié)議。對(duì)元器件、原材料的使用概況、物理尺寸、無(wú)害的電性能測(cè)試做出詳細(xì)描述，質(zhì)量師依據(jù)此檢驗(yàn)要求來(lái)完成基本入所質(zhì)量檢驗(yàn)。元器件、原材料，在入本單位元器件庫(kù)之前，設(shè)計(jì)師根據(jù)所承擔(dān)的課題型號(hào)來(lái)編寫(xiě)元器件配套表，把元器件名稱(chēng)、規(guī)格型號(hào)、批次、印制板代號(hào)、數(shù)量、封裝形式、質(zhì)量等級(jí)、生產(chǎn)廠家全部寫(xiě)清楚，并將其歸檔，依據(jù)元器件配套表將元器件及合格證領(lǐng)出，對(duì)元器件進(jìn)行靜電防護(hù)、包裝、運(yùn)輸?shù)龋瑢㈩I(lǐng)出的元器件入到本單位元器件庫(kù)。

嚴(yán)格按照航天器用元器件有效期及超期復(fù)驗(yàn)要求Q/W657A-2007航天標(biāo)準(zhǔn)有效貯存，貯存環(huán)境條件應(yīng)滿足：Ⅰ類(lèi)庫(kù)溫度15～25℃、相對(duì)濕度25%～65%，填寫(xiě)元器件入庫(kù)憑證表，之后按型號(hào)擺放整齊。根據(jù)各個(gè)星號(hào)的節(jié)點(diǎn)要求，按元器件裝機(jī)配套表挑選配套元器件，填寫(xiě)元器件出庫(kù)憑證表，設(shè)計(jì)師和庫(kù)管員進(jìn)行交接核實(shí)辦理出庫(kù)，進(jìn)行裝機(jī)生產(chǎn)。

2.2 裝機(jī)元器件、原材料進(jìn)行二次篩選

二篩是針對(duì)不同的元器件失效模式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將由于人為因素、原材料、工藝設(shè)備等原因造成的缺陷元器件、原材料進(jìn)行排除。上述環(huán)節(jié)尤其對(duì)進(jìn)口元器件極為重要，因?yàn)檫M(jìn)口元器件其中軍級(jí)產(chǎn)品不是很多，大部分還是中低檔產(chǎn)品，并且其中還可能有假冒偽劣產(chǎn)品。二篩是質(zhì)量控制的重要環(huán)節(jié)，對(duì)產(chǎn)品可靠性起到很大作用。本單位正樣單機(jī)元器件全部按照總體要求在指定的具有相應(yīng)資質(zhì)的單位進(jìn)行二篩并出具相應(yīng)合格證。

在進(jìn)行了元器件二次篩選后，一些未被發(fā)現(xiàn)的元器件缺陷，例如繼電器水氣含量過(guò)高，這一進(jìn)行式的失效模式，會(huì)隨著時(shí)間推移最終導(dǎo)致失效，但在DPA(破壞性物理分析)實(shí)驗(yàn)中卻很容易能發(fā)現(xiàn)。鑒于此需要在元器件裝機(jī)之前進(jìn)行DPA，確保裝機(jī)元器件質(zhì)量可靠。

2.3 超期元器件的管理

超過(guò)有效期貯存期的元器件，應(yīng)先進(jìn)行超期復(fù)驗(yàn)。超期復(fù)驗(yàn)中的失效分析，發(fā)現(xiàn)功能失效或不合格率(PDA)超差(適用時(shí))，應(yīng)對(duì)失效件進(jìn)行失效分析，失效分析管理按QJ3065.5和五院相應(yīng)管理文件的規(guī)格執(zhí)行。若失效分析結(jié)論認(rèn)為是批次性問(wèn)題，則整批不能用于型號(hào)。根據(jù)上述要求進(jìn)行超期復(fù)驗(yàn)后，結(jié)論如下：(a)未發(fā)現(xiàn)批次性質(zhì)量問(wèn)題的合格品可以用于型號(hào)；(b)超期復(fù)驗(yàn)中如發(fā)現(xiàn)批次性問(wèn)題的，或者不合格品率(PDA)超期規(guī)定要求的，整批不能用于型號(hào)；(c)DPA不合格的批次，整批不能用于型號(hào)；(d)可焊性不合格的批次，整機(jī)不能用于型號(hào)，對(duì)于在電裝前可以進(jìn)行百分之百可焊性檢查的元器件，合格的元器件仍可以繼續(xù)使用。復(fù)驗(yàn)后繼續(xù)有效期(超期復(fù)驗(yàn)的間隔周期)，元器件繼續(xù)有效期的規(guī)定依據(jù)Q/W657A-2007(繼續(xù)有效期)，超期復(fù)驗(yàn)合格后在繼續(xù)有效期內(nèi)總的貯存時(shí)間不能超過(guò)貯存壽命的元器件可用于型號(hào)，加嚴(yán)控制管理。

3 建立裝機(jī)元器件、原材料信息檔案

元器件、原材料合格證分類(lèi)進(jìn)行復(fù)印保存管理。建立初始器件信息檔案。元器件入庫(kù)信息清單和出庫(kù)信息清單，根據(jù)研制型號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)和要求，元器件配套表歸檔管理，合格證、元器件出入庫(kù)憑證表進(jìn)行入庫(kù)管理，嚴(yán)格執(zhí)行航天標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的溫濕度等環(huán)境條件。

建立嚴(yán)格有效的元器件發(fā)放制度。成熟型號(hào)，建立裝機(jī)元器件、原材料電子檔案，將原料從選用、采購(gòu)、入所驗(yàn)收、二篩、生產(chǎn)廠家，批次等重要信息進(jìn)行歸納整理。對(duì)每個(gè)元器件、原材料的裝機(jī)部位信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。確保裝機(jī)元器件的可追溯性。同時(shí)為下一臺(tái)單機(jī)和新研項(xiàng)目提供技術(shù)參考。

元器件、原材料的申領(lǐng)嚴(yán)格按照歸檔元器件、原材料配套表執(zhí)行，確保原料出庫(kù)有據(jù)可依，規(guī)范管理。

建立元器件閉環(huán)控制系統(tǒng)，最大限度地對(duì)元器件進(jìn)行跟蹤確保航天產(chǎn)品可靠性。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)元器件、原材料的質(zhì)量管理控制和信息庫(kù)的建立，為設(shè)計(jì)師及決策領(lǐng)導(dǎo)和相關(guān)部門(mén)提供重要信息。最大限度實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)思想，確保航天產(chǎn)品的安全性和可靠性，做到第一次就把事情做對(duì)[1-3]。

[1]馬世俊，韓國(guó)經(jīng)，李文滋，等.航天產(chǎn)品電子元器件的質(zhì)量控制[M].北京:中國(guó)宇航出版社，2002.

[2]朱文冰.航天產(chǎn)品電子元器件的可靠性控制[J].電子工程師，2006(6):11-13.

[3]余振醒.軍用元器件使用質(zhì)量保證指南[M].北京:航天工業(yè)出版社，2003.

Quality control of components andmaterials of aerospace product

LIANG Gui-fen

Aerospace components andmaterials are the cornerstone of aerospace products.The purpose andmeaning of reliability control for aerospace products components andmaterials were demonstrated.The fundamental basis and design guidelines for components selection,components acceptance,further selection and destruction physics analysis were determined.Warehouse entry and selection quality control process andmethods of components andmaterials chart were introduced.The components information access was created,ensuring the technology baseline is stable and quality problems can be traced back.

aerospace components;materials;reliabilitymanagement control;components information access

TM 91

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1002-087 X(2014)10-1983-02

2014-08-28

梁貴芬(1961—)，女，河北省人，本科，工程師，主要研究方向?yàn)楹教祀娫丛骷?、原材料、印制板等原料管理?/p>