朱恒靜,陳佳怡
(中國航天宇航元器件工程中心,北京 100094)
ESCC規(guī)范體系最新變化分析
朱恒靜,陳佳怡
(中國航天宇航元器件工程中心,北京 100094)
ESCC規(guī)范體系一直都在不斷地發(fā)展和完善,近期對(duì)眾多的規(guī)范進(jìn)行了改版,增加了部分基礎(chǔ)規(guī)范,補(bǔ)充了新的元器件類別的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),提出了生產(chǎn)工藝過程能力認(rèn)可的鑒定要求。介紹了ESCC標(biāo)準(zhǔn)體系的現(xiàn)狀,對(duì)規(guī)范體系的最新變化進(jìn)行了詳細(xì)的分析,為我國宇航元器件標(biāo)準(zhǔn)體系的建立提供了一定的借鑒。
元器件;基礎(chǔ)規(guī)范;通用規(guī)范;能力認(rèn)可
英國電氣標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)委員會(huì) (ESCC)規(guī)范體系的目的是改善高可靠元器件的可獲得性,改善和優(yōu)化歐洲宇航元器件的區(qū)域市場,其職能是規(guī)范、鑒定和獲取航天工程所需的元器件。規(guī)范體系涉及的元器件以覆蓋宇航用元器件品種為準(zhǔn)則,隨需要而不斷地?cái)U(kuò)充。隨著元器件技術(shù)的飛速發(fā)展,新材料、新工藝和新技術(shù)的大量應(yīng)用,以及宇航型號(hào)研制在降低成本和提高可靠性方面的要求不斷地提高,近期ESCC規(guī)范體系及其技術(shù)內(nèi)容發(fā)生了較大的變化。ESCC對(duì)眾多規(guī)范進(jìn)行了更新和改版,增加了部分基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn),補(bǔ)充了新的元器件類別的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),例如:光電二極管模塊、晶體振蕩器的評(píng)估、鑒定標(biāo)準(zhǔn);提出了針對(duì)生產(chǎn)工藝過程能力認(rèn)可的要求,完善了混合集成電路相關(guān)保證要求。
ESCC主要由空間元器件指導(dǎo)委員會(huì) (SCSB:Space Components Steering Board)、元器件技術(shù)委員會(huì) (CTB:Component Technology Board)和政策和標(biāo)準(zhǔn)工作組 (PSWG: Policy and Standards Working Group)組成。各個(gè)組織機(jī)構(gòu)各負(fù)其責(zé),SCSB全面負(fù)責(zé)ESCC的協(xié)調(diào)任務(wù),制定歐洲航天電氣、電子和機(jī)電 (EEE)元器件的總體戰(zhàn)略。CTB主要負(fù)責(zé)識(shí)別戰(zhàn)略元器件并改善其可獲得性,識(shí)別和評(píng)價(jià)先進(jìn)的工藝技術(shù),預(yù)先考慮成為未來空間項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)要求;根據(jù)元器件技術(shù)發(fā)展方向及宇航項(xiàng)目的應(yīng)用需求,提出元器件國產(chǎn)化項(xiàng)目,并據(jù)此提出元器件評(píng)估和鑒定計(jì)劃,以及對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的需求。PSWG負(fù)責(zé)對(duì)ESCC規(guī)范體系進(jìn)行管理,并根據(jù)具體的應(yīng)用需求,成立標(biāo)準(zhǔn)編制組,開展標(biāo)準(zhǔn)編制工作。ESCC元器件的文件和規(guī)范分為5個(gè)級(jí)別,其中0級(jí)和1級(jí)分別是ESCC系統(tǒng)的目標(biāo)與基本章程,以及相應(yīng)的組織文件、支撐文件和執(zhí)行文件,僅供ESCC成員國使用,本文不做重點(diǎn)介紹。其他3級(jí)規(guī)范為元器件的控制規(guī)范,可用于元器件的質(zhì)量控制和采購。
ESCC定期地對(duì)有效運(yùn)行和廢止的規(guī)范清單進(jìn)行更新,為了說明ESCC規(guī)范體系的數(shù)量變化情況,本文給出了典型時(shí)期ESCC基礎(chǔ)規(guī)范、通用規(guī)范和詳細(xì)規(guī)范的數(shù)量,如表1所示。ESCC規(guī)范體系的技術(shù)內(nèi)容發(fā)生了較大的變化,2013年以來,ESCC規(guī)范體系從整體上對(duì)技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行了修訂,截止2015年12月,ESCC規(guī)范共有616個(gè)。其中,版本狀態(tài)為2013年、2014年、2015年的規(guī)范的數(shù)量分別為129、270和202個(gè),共計(jì)601個(gè),占總數(shù)的97.5%。
表1 ESCC規(guī)范及數(shù)量
ESCC的2級(jí)規(guī)范是元器件通用基礎(chǔ)規(guī)范,規(guī)定了適合于所有ESCC元器件的試驗(yàn)方法、鑒定方法和一般要求,并針對(duì)不同類型的元器件的特點(diǎn)分別制定了若干份基礎(chǔ)規(guī)范,具有較強(qiáng)的針對(duì)性和實(shí)用性。2014年以來,ESCC廢止了1個(gè)基礎(chǔ)規(guī)范,發(fā)布了7個(gè)新的基礎(chǔ)規(guī)范[1],分別為: 《EEE元器件破壞性物理分析》 《EEE元器件封裝前檢查》《晶體控制振蕩器電測試方法》 《激光二極管評(píng)估試驗(yàn)程序指南》 《激光二極管驗(yàn)證和批接收試驗(yàn)指南》 《降低輻射放射和發(fā)射敏感能力的EMC試驗(yàn)方法》和 《工藝能力認(rèn)可要求》。
2005年11月,通用規(guī)范的數(shù)量為 40個(gè);2014年12月,通用規(guī)范的數(shù)量為34個(gè);2015年12月,通用規(guī)范的數(shù)量為32個(gè)。不再使用的通用規(guī)范的情況如表2所示。
表2 不再使用的通用規(guī)范
2.1 細(xì)化和補(bǔ)充元器件評(píng)估要求
ESCC規(guī)范規(guī)定,凡用于宇航的元器件在鑒定前必須進(jìn)行評(píng)估試驗(yàn)。評(píng)估試驗(yàn)的目的是采用最經(jīng)濟(jì)、最有效的方法和最具有說服力的試驗(yàn)數(shù)據(jù),確定元器件的失效模式和失效機(jī)理,確定元器件鑒定試驗(yàn)的項(xiàng)目和條件,元器件評(píng)估是元器件鑒定前必經(jīng)的步驟[2]。ESCC規(guī)范體系通過修訂現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn),增加了非密封倒裝結(jié)構(gòu)封裝器件的評(píng)估要求;新增了半導(dǎo)體激光器、晶體振蕩器的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。
2.1.1增加非密封倒裝結(jié)構(gòu)集成電路的評(píng)估要求
隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展,器件的封裝形式越來越復(fù)雜,非密封倒裝結(jié)構(gòu)封裝方式的應(yīng)用呈不斷地增加的趨勢,例如:Xilinx公司Virtex系列第四代之后的FPGA均采用了非密封倒裝結(jié)構(gòu)的封裝形式。典型的非密封倒裝結(jié)構(gòu)為倒裝芯片焊盤通過凸點(diǎn)與基板連接,采用環(huán)氧樹脂填充縫隙,以保護(hù)凸點(diǎn);芯片背面粘接到散熱板上;采用高密度柱柵陣列作為封裝引腳;另外,在封裝外部陶瓷基板上粘結(jié)片式電容達(dá)到去耦的作用。
這種封裝涉及的方面包括倒裝焊、填充物、粘接材料和柱柵等,封裝鑒定涉及的應(yīng)力包括溫度循環(huán)、溫濕度應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力。MIL-PRF-38535對(duì)此類封裝結(jié)構(gòu)提出了 “新技術(shù)驗(yàn)證 (NTI:New Technology Insertion)”要求[3],并要求生產(chǎn)廠制定封裝完整性驗(yàn)證試驗(yàn)計(jì)劃,經(jīng)由空間委員會(huì)批準(zhǔn)后實(shí)施。
ESCC規(guī)范體系中,與非密封倒裝結(jié)構(gòu)集成電路保證要求相關(guān)的規(guī)范主要是ESCC 2269000和ESCC 9000,前者規(guī)定了評(píng)估要求,后者規(guī)定了鑒定和周期性試驗(yàn)要求。兩個(gè)規(guī)范于2016年2月進(jìn)行了最新的更改。ESCC 2269000于2016年2月發(fā)布第5版,標(biāo)準(zhǔn)名稱為 《單片集成電路評(píng)估試驗(yàn)程序,引線鍵合、密封,以及密封、非密封倒裝球焊單片集成電路》[4]。評(píng)估試驗(yàn)主要包括溫度應(yīng)力、電應(yīng)力、機(jī)械應(yīng)力和綜合應(yīng)力試驗(yàn),根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康牡牟煌?,又可將其分為恒定?yīng)力試驗(yàn)和步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)。與常規(guī)的集成電路相比,倒裝芯片封裝、非氣密封結(jié)構(gòu)、多層陶瓷基板、安裝的散熱板、柱狀柵陣列引腳和陶瓷基板上安裝去耦電容等方面的可靠性,是評(píng)估的重點(diǎn)。
2.1.2新增半導(dǎo)體激光器、晶體振蕩器的評(píng)估規(guī)范
2014年,ESCC發(fā)布了半導(dǎo)體激光器、晶體振蕩器評(píng)估要求標(biāo)準(zhǔn)第一版。ESCC 2263503《混合工藝石英晶體振蕩器評(píng)估要求》規(guī)定了混合工藝晶體振蕩器評(píng)估的詳細(xì)要求[5];ESCC 23201《激光二極管評(píng)估試驗(yàn)程序指南》規(guī)定了激光二極管評(píng)估試驗(yàn)的詳細(xì)要求指南。
2.1.3提出 “生產(chǎn)工藝能力認(rèn)可”的鑒定方式
ESCC規(guī)定了3種鑒定方式,分別為品種鑒定、工藝流程鑒定和能力認(rèn)可鑒定,這3種鑒定方式均與元器件實(shí)際產(chǎn)品直接關(guān)聯(lián)。為了對(duì)元器件的實(shí)現(xiàn)工藝進(jìn)行鑒定,進(jìn)一步地實(shí)現(xiàn)質(zhì)量控制前移,2014年ESCC又提出了 “生產(chǎn)工藝能力認(rèn)可”的鑒定方式。ESCC 25600《生產(chǎn)過程能力認(rèn)可要求》于2014年6月發(fā)布,提出了生產(chǎn)過程能力認(rèn)可的通用要求、流程和方法。
以混合集成電路作為 “生產(chǎn)過程能力認(rèn)可”鑒定的典型代表,ESCC發(fā)布了分基礎(chǔ)規(guī)范ESCC 2566000《混合集成電路生產(chǎn)過程能力認(rèn)可要求》作為ESCC 25600的補(bǔ)充和支撐,進(jìn)一步地明確了混合集成電路生產(chǎn)過程能力認(rèn)可4個(gè)階段的詳細(xì)要求?;旌霞呻娐返慕Y(jié)構(gòu)復(fù)雜,其可靠性與混合集成電路工藝技術(shù)水平直接關(guān)聯(lián)。作為關(guān)鍵元器件,混合集成電路一直是歐洲宇航元器件控制的重點(diǎn),ECSS-Q-ST-60將其作為專用元器件的一種,要求對(duì)其進(jìn)行重點(diǎn)的控制;ESCC規(guī)范體系未直接制定混合集成電路的通用規(guī)范,ECSS-Q-ST-60-05是ECSS體系用于進(jìn)行混合集成電路采購的標(biāo)準(zhǔn),但卻一直作為ESCC體系的通用規(guī)范使用,該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了2個(gè)等級(jí)。ECSS-Q-ST-60規(guī)定,歐洲空間項(xiàng)目的Class 1級(jí)和Class 2級(jí)均應(yīng)選用MIL體系K級(jí)、ECSS-Q-ST-60-05的1級(jí)質(zhì)量等級(jí),由此可以看出,歐洲宇航型號(hào)高度重視混合集成電路的可靠性。ESCC發(fā)布了混合集成電路的一系列標(biāo)準(zhǔn);2014年6月發(fā)布的ESCC 2026000《混合集成電路生產(chǎn)廠和生產(chǎn)線審核檢查單》,提出了生產(chǎn)線審核的詳細(xì)要求;2015年5月發(fā)布ESCC 2276000《生產(chǎn)過程能力認(rèn)可方式的混合集成電路PID指南》,給出了混合集成電路PID建設(shè)的詳細(xì)指導(dǎo)。以混合集成電路為典型代表,ESCC一方面發(fā)布了以“生產(chǎn)過程能力認(rèn)可”為要點(diǎn)的鑒定所涉及的全部規(guī)范,作為其他元器件類別的示例;另一方面完善了宇航混合集成電路的保證要求。
ESCC 2566000生產(chǎn)過程能力認(rèn)可的4個(gè)階段分別為:生產(chǎn)廠評(píng)估、能力域定義、能力域評(píng)估和能力域驗(yàn)證及批準(zhǔn),具體的要求如下所述。
a)生產(chǎn)廠評(píng)估
生產(chǎn)廠評(píng)估包括能力審核和生產(chǎn)線審核兩個(gè)部分。能力審核是對(duì)生產(chǎn)廠生產(chǎn)高可靠混合集成電路的基本能力進(jìn)行審核,對(duì)生產(chǎn)廠的組織結(jié)構(gòu)、工藝以及生產(chǎn)設(shè)備的能力和適用性進(jìn)行評(píng)估,對(duì)生產(chǎn)廠是否具備宇航混合集成電路的供應(yīng)能力進(jìn)行評(píng)估,并對(duì)生產(chǎn)廠的質(zhì)量管理手段進(jìn)行確認(rèn);生產(chǎn)線審核是通過見證和客觀證據(jù),對(duì)混合集成電路開發(fā)、生產(chǎn)、測試和試驗(yàn)所涉及的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行確認(rèn),主要通過檢查單的方式進(jìn)行。
b)能力域定義及其邊界確定
能力域定義包括總體要求和PID初稿兩個(gè)部分。能力域定義總體要求關(guān)注以下4個(gè)方面。
1)材料、工藝和內(nèi)部元器件:生產(chǎn)廠對(duì)基板和載體的準(zhǔn)備情況,導(dǎo)體、終端和引線的鍵合方式,薄膜、厚膜工藝,封裝、密封工藝,以及返工流程給出詳細(xì)的描述,并對(duì)每個(gè)工藝的子工藝給出細(xì)化描述,包括材料 (成分、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)廠)、形成的工藝、能夠可靠集成的尺寸和密度的限制等。
2)物理設(shè)計(jì):包括所有的設(shè)計(jì)規(guī)則、驗(yàn)證和確認(rèn)方法。例如:基板、導(dǎo)體、引線鍵合、薄膜、厚膜設(shè)計(jì)、信號(hào)完整性設(shè)計(jì)和驗(yàn)證等。
3)檢驗(yàn)和試驗(yàn)方法:包括材料、內(nèi)部元器件檢驗(yàn),在線檢測,以及內(nèi)部和外部目檢方法等。
4)可追溯性:包括采購規(guī)范、流程單、材料和內(nèi)部元器件的可追溯性,能力評(píng)估試驗(yàn)載體(TVE),以及制造過程等。PID初稿包括工藝流程、TVE、能力批準(zhǔn)試驗(yàn)載體 (TVCA)和詳細(xì)規(guī)范,能力域評(píng)估獲得批準(zhǔn)后,對(duì)PID進(jìn)行確認(rèn)和更新。
c)能力域評(píng)估
能力域評(píng)估的流程包括:對(duì)已有的數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估、建立評(píng)估程序、選擇可代表能力域工藝的TVE進(jìn)行評(píng)估、提出并采取糾正措施和給出最終的能力域定義。TVE主要對(duì)安裝元件、分立器件(可能時(shí)包括集成電路)的性能,鍵合或粘接,機(jī)械特性,以及在環(huán)境應(yīng)力下的封裝質(zhì)量 (力、熱和濕度等)方面進(jìn)行評(píng)估。TVE包括TVE 1和TVE 2兩種類型,TVE 1用于對(duì)基板的工藝進(jìn)行評(píng)估,覆蓋主要的安裝和互聯(lián)工藝,引腳的數(shù)量應(yīng)能保證完成需要的性能測試;基板工藝的主要參數(shù)包括尺寸、厚度、最大的導(dǎo)體和介質(zhì)層數(shù)、典型的導(dǎo)體和介質(zhì)厚度、最小和典型的空洞直徑和密度、最小/典型的線寬、最小和最大的電阻尺寸、電阻或?qū)w的保護(hù)層。TVE 2評(píng)估內(nèi)部元器件的實(shí)際封裝工藝,典型的參數(shù)包括尺寸、代表基板、內(nèi)部元器件的詳細(xì)信息、內(nèi)部元器件安裝和最終封裝相關(guān)工藝,要求對(duì)芯片引線鍵合工藝采用 “菊花鏈”進(jìn)行考核。TVE 1評(píng)估的試驗(yàn)項(xiàng)目包括步進(jìn)溫度循環(huán)試驗(yàn)、耐濕和步進(jìn)耐久性試驗(yàn)等;TVE 2評(píng)估的試驗(yàn)項(xiàng)目包括步進(jìn)溫度循環(huán)試驗(yàn)、力學(xué)試驗(yàn)和步進(jìn)耐久性試驗(yàn)等,各項(xiàng)試驗(yàn)之后均應(yīng)進(jìn)行DPA。
d)能力域驗(yàn)證及批準(zhǔn)
采用TVCA進(jìn)行能力域驗(yàn)證試驗(yàn),試驗(yàn)載體可以為1個(gè)或多個(gè),TVCA的結(jié)構(gòu)應(yīng)記錄在PID中,驗(yàn)證試驗(yàn)方案應(yīng)經(jīng)批準(zhǔn)。能力域驗(yàn)證和批準(zhǔn)的流程主要包括:生產(chǎn)廠采用TVCA進(jìn)行能力域驗(yàn)證試驗(yàn),對(duì)出現(xiàn)的問題進(jìn)行閉環(huán)處理,對(duì)相關(guān)人員進(jìn)行培訓(xùn),固化ESD控制措施,將材料和工藝相關(guān)文件固化在PID中;鑒定機(jī)構(gòu)對(duì)試驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行確認(rèn)。能力域驗(yàn)證試驗(yàn)主要包括機(jī)械試驗(yàn)、環(huán)境試驗(yàn)、工藝試驗(yàn)、CA/DPA和耐久性試驗(yàn)。
2.2 修訂和新增元器件通用規(guī)范
元器件通用規(guī)范對(duì)生產(chǎn)廠提出了統(tǒng)一的要求,規(guī)定了元器件總的性能要求,以及必須滿足的質(zhì)量和可靠性要求,是宇航元器件保證的核心。隨著元器件技術(shù)的不斷發(fā)展,元器件標(biāo)準(zhǔn)也在不斷地更新,以適應(yīng)元器件技術(shù)發(fā)展的需要。ESCC近期對(duì)通用規(guī)范均進(jìn)行了修訂,并新增了晶體振蕩器的通用規(guī)范。
以半導(dǎo)體集成電路、半導(dǎo)體分立器件、微波半導(dǎo)體分立器件和瓷介片狀固定電容器通用規(guī)范作為典型代表,分析ESCC通用規(guī)范的修訂情況。ESCC 9000第8版于2016年2月發(fā)布,標(biāo)準(zhǔn)的名稱被改為 《集成電路:單片和多芯片微電路,引線鍵合、密封,以及密封、非密封倒裝球焊單片集成電路》[6],內(nèi)容相應(yīng)地也發(fā)生了較大的變化。近期版本重要的變化如下所述。
a)第7版 (2015年9月發(fā)布),將多芯片集成電路 (MCM)納入ESCC 9000,等同單片集成電路來進(jìn)行管理;MCM的定義為 “含有2個(gè)或多個(gè)來自于一個(gè)生產(chǎn)廠、在一個(gè)或多個(gè)工藝線流片,分別封裝在一個(gè)單獨(dú)的包裝中”的祼芯片的集成電路。
b)第8版 (2016年2月發(fā)布),增加了密封、非密封倒裝球焊單片集成電路的相關(guān)要求。
ESCC發(fā)布的 《半導(dǎo)體分立器件通用規(guī)范》《微波半導(dǎo)體分立器件通用規(guī)范》,修訂后均增加了針對(duì)裸芯片的鑒定要求,滿足了分立器件采用外購芯片的可靠性保證要求。2015年4月修訂的ESCC 3009《Ⅰ類和Ⅱ類瓷介片狀固定電容器通用規(guī)范》第2版,基于Ⅰ類和Ⅱ類瓷介片狀固定電容器多年的生產(chǎn)和應(yīng)用的大量數(shù)據(jù),對(duì)試驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行了優(yōu)化,例如:將老煉時(shí)間縮短至96 h;將生產(chǎn)過程中的240 h低電壓穩(wěn)態(tài)濕熱試驗(yàn)移到鑒定或批確認(rèn)試驗(yàn)中,并將時(shí)間延長至1 000 h。
新增晶體振蕩器通用規(guī)范。ESCC于2015年12月發(fā)布了通用規(guī)范ESCC 3503,適用于采用分立器件/PCB和混合集成電路工藝的晶體振蕩器。規(guī)范給出了具體振蕩器的鑒定、周期性檢驗(yàn)和批接收試驗(yàn)的要求,并對(duì)內(nèi)部元器件的評(píng)估提出了具體的要求,要求對(duì)內(nèi)部元器件進(jìn)行可焊接能力試驗(yàn)、壽命試驗(yàn)和不同溫度下測試等評(píng)估試驗(yàn)[7]。
2.3 修訂和新增元器件試驗(yàn)方法
目前,ESCC已發(fā)布的試驗(yàn)方法基礎(chǔ)規(guī)范主要是參照美軍標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)、工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)編寫的,其具體的情況如表3所示。
表3 ESCC發(fā)布的試驗(yàn)方法基礎(chǔ)規(guī)范
2015年12月,ESCC發(fā)布基礎(chǔ)規(guī)范ESCC 21001《EEE元器件破壞性物理分析》,提出了歐洲宇航用元器件DPA的基本要求,包括DPA實(shí)施單位的資質(zhì)、實(shí)施的流程、樣品和DPA報(bào)告的要求。根據(jù)ESCC 21001,DPA是對(duì)元器件隨機(jī)抽樣樣品進(jìn)行的一系列試驗(yàn),其可對(duì)每生產(chǎn)批的內(nèi)部設(shè)計(jì)、材料、結(jié)構(gòu)和工藝進(jìn)行檢驗(yàn)和確認(rèn);DPA也可用于生產(chǎn)過程的檢測、生產(chǎn)批的預(yù)評(píng)估、元器件供應(yīng)商之間的對(duì)比或者給生產(chǎn)廠提出糾正措施建議。DPA的信息可用于預(yù)防使用具有早期或潛伏缺陷的元器件,協(xié)助進(jìn)行批次處理,優(yōu)化和更改設(shè)計(jì)、材料和生產(chǎn)工藝,對(duì)供應(yīng)商的產(chǎn)品趨勢進(jìn)行分析。以混合集成電路為例,DPA的最低要求包括外部目檢、照片記錄、外引線金屬材料確認(rèn)、CSAM、密封、PIND、標(biāo)志耐溶劑性、可焊性、引線拉力、內(nèi)部氣氛含量、內(nèi)部目檢、SEM、內(nèi)部結(jié)構(gòu)照片記錄、引線拉力和表面安裝元器件的剪切力,以及DPA報(bào)告[8],同時(shí)還包括照片記錄的詳細(xì)要求和案例。
修訂后的ESCC 22900增加了雙極器件低劑量率增強(qiáng)效應(yīng) (ELDRS)的評(píng)估要求。對(duì)含有雙極工藝的晶體管和光電器件,要求通過高、低劑量率輻照試驗(yàn)比對(duì)來評(píng)估其是否存在低劑量率增強(qiáng)效應(yīng),低劑量率應(yīng)不高于0.01 rad(Si)/s,高、低劑量率應(yīng)相差至少2個(gè)數(shù)量級(jí);如果增強(qiáng)因子大于1.5,則認(rèn)為器件屬于低劑量率增強(qiáng)效應(yīng)敏感器件。另外,如果器件既含有雙極工藝,又含有MOS工藝,則應(yīng)對(duì)低劑量率增強(qiáng)效應(yīng)和與MOS器件相關(guān)效應(yīng)均進(jìn)行評(píng)估。因此,修訂后的 ESCC 22900更具合理性和可操作性。
ESCC規(guī)范體系注重于對(duì)宇航用戶和元器件的生產(chǎn)過程的控制,注重于對(duì)生產(chǎn)廠的評(píng)估、對(duì)元器件的鑒定和對(duì)技術(shù)與工藝的認(rèn)證,元器件保證的重點(diǎn)也逐步地從生產(chǎn)后的試驗(yàn)轉(zhuǎn)移到了對(duì)生產(chǎn)過程的控制。隨著元器件制造和工藝技術(shù)的不斷發(fā)展,ESCC將對(duì)新技術(shù)、新工藝的跟蹤要求體現(xiàn)到了規(guī)范中。對(duì)ESCC規(guī)范體系的新變化進(jìn)行分析,可以從以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)入手。
3.1 規(guī)范體系不斷完善
歐洲具有專門的組織機(jī)構(gòu),系統(tǒng)性地進(jìn)行規(guī)范體系的建設(shè)和管理。ESCC不僅僅是元器件標(biāo)準(zhǔn)體系,更是貫穿元器件的需求與確定、生產(chǎn)與供應(yīng)、保證與應(yīng)用融合整個(gè)過程中的有機(jī)整體。ESCC規(guī)范體系涉及的元器件以覆蓋宇航用品種為準(zhǔn)則,隨需要而不斷地?cái)U(kuò)充。元器件技術(shù)的不斷發(fā)展,給元器件的可靠性和保證技術(shù)提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),為此,歐洲開展了一系列的元器件技術(shù)研究,并將成果體現(xiàn)于規(guī)范中。隨著ESCC規(guī)范體系的不斷完善,作為ESCC規(guī)范體系主要成果的鑒定合格元器件清單、生產(chǎn)線清單、經(jīng)過認(rèn)可的工藝流程清單,支撐了歐洲宇航型號(hào)對(duì)元器件的需求。
3.2 重視對(duì)生產(chǎn)過程的控制
元器件的高可靠性是生產(chǎn)出來的,而不是靠生產(chǎn)后的試驗(yàn)保證出來的。因此,歐洲對(duì)元器件的質(zhì)量進(jìn)行控制時(shí)將注意力放在了預(yù)防問題而不是識(shí)別和糾正問題上;將質(zhì)量保證工作作為了過程本身的一部分,而不是在每個(gè)制造步驟完成后才開展。ESCC規(guī)范體系從宇航用戶的要求出發(fā),高度重視對(duì)元器件的生產(chǎn)過程的控制,注重于元器件的評(píng)估、鑒定和工藝技術(shù)的認(rèn)證。此外,ESCC吸收并采納了美國QML和性能規(guī)范的理念,將對(duì)元器件的新技術(shù)、新工藝的跟蹤要求體現(xiàn)到了規(guī)范中。元器件保證的重點(diǎn)逐步地從生產(chǎn)后的試驗(yàn)轉(zhuǎn)移到了對(duì)生產(chǎn)過程的控制上。
3.3 試驗(yàn)項(xiàng)目和應(yīng)力科學(xué)化、合理化
ESCC規(guī)范體系不斷地吸納NASA等宇航機(jī)構(gòu)的研究成果,持續(xù)地開展元器件保證技術(shù)的研究,在對(duì)元器件生產(chǎn)廠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和應(yīng)用的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,根據(jù)元器件的結(jié)構(gòu)和失效機(jī)理,不斷地對(duì)試驗(yàn)項(xiàng)目和應(yīng)力進(jìn)行優(yōu)化,以減少不必要的試驗(yàn),降低成本,同時(shí)確保元器件的可靠性。
ESCC規(guī)范體系正在處于逐步升級(jí)、不斷完善的過程中。宇航元器件在可獲得性和可靠性方面的問題日益突出,已經(jīng)成為了影響我國航天科技工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸之一。為了解決我國航天發(fā)展的元器件問題,建立明示宇航要求的宇航元器件標(biāo)準(zhǔn)體系是重要的前提和抓手。研究歐洲宇航元器件標(biāo)準(zhǔn)體系,吸收其精髓,在中國現(xiàn)有的軍用電子元器件標(biāo)準(zhǔn)體系的基礎(chǔ)上,通過自主創(chuàng)新,構(gòu)建中國自主創(chuàng)新的先進(jìn)、完整的宇航元器件標(biāo)準(zhǔn)體系,具有重要的意義。
[1]List of published ESCC documents and specifications:ESCC REP001[S].
[2]Requirements for qualification of standard electronic components for space application:ESCC 20100[S].
[3]Performance specification integrated circuits(microcircuits)manufacturing general specification: MIL-PRF-38535K [S].
[4]Evaluation test programme for integrated circuits:monolithic and multichip micrcuits,wire-bonded,hermetically sealed and filp-chip monolithic microcircuits,solder ball boned,hermetically and non-hermetically sealed:ESCC Basic Specification 2269000[S].
[5]Evaluation test programme for crystal controlled oscillators in hybrid technology:ESCC Basic Specification 2263503 [S].
[6]Integrated circuits: monolithic and multichip micrcuits,wire-bonded,hermetically sealed and filp-chip monolithic microcircuits,solder ball boned,hermetically and nonhermetically sealed: ESCC Generic Specification 9000 [S].
[7]Crystal controlled oscillators:ESCC Generic Specification 3503[S].
[8]Destructive ohysical analysis of EEE components:ESCC Basic Specification 21001[S].
Analysis of the Latest Changes of ESCC Specification System
ZHU Hengjing,CHEN Jiayi
(China Aerospace Components Engineering Center,Beijing 100094,China)
ESCC specification system is developing and improving.Recently,many specifications are updated.And some basic specifications are published.Besides,several relevant standards fornew componentcategoriesare supplemented.Moreover,the identification requirements for the capability approval of production process are proposed.The status of ESCC specification system is introduced,and the latest changes of the system are analyzed in detail, which provides a reference for the establishment of the standard system of aerospace components in our country.
component;basic specification;generic specification;capability approval
T-651
:A
:1672-5468(2017)01-0006-06
10.3969/j.issn.1672-5468.2017.01.002
2016-06-01
2016-07-01
朱恒靜 (1964-),女,山東萊蕪人,中國航天宇航元器件工程中心研究員,主要從事航天元器件質(zhì)量保證工作。