简要分析了某型导弹配套的多普勒测速雷达元器件的质量控制过程,从元器件的选用、验收、二次筛选、DPA分析和电子信息卡等环节进行了质量控制,总结了元器件质量保证工作的成效和相关经验。
关键词:元器件;质量控制;DPA;二次筛选
中图分类号:TN60 文献标识码:A DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.2015.10.116
电子元器件是组成电子产品的最小单元,是整机可靠性的基础。随着中国航天事业的发展,对航天产品的可靠性指标提出了越来越高的要求。为了保证航天产品的可靠性,在研制过程中,应从元器件的选用、验收、二次筛选和破坏性物理分析(Destructive Physical Analysis)等环节入手,形成闭环的元器件质量控制。
1 电子元器件的选用
电子元器件的选用是产品设计的关键环节,除了元器件的性能参数要满足产品的使用要求外,还需考虑元器件的适用温度、电磁兼容性和寿命等。在设计产品的过程中,要尽量选用标准、成熟的器件,而压缩元器件的品种和数量要达到正确选择型号用元器件的要求,从而保证产品的质量和可靠性。
在选用元器件时,应遵循以下规则:①元器件的性能、质量保证等级应满足设计、使用要求,而对选用的元器件应开展降额设计和热设计,不得用加大元器件的降额使用弥补采用低于规定质量等级的元器件。②选择具备一定供货能力,并能保证元器件质量的生产厂家,减少供货风险。同时,要最大限度地压缩元器件的品种、规格和生产厂家数量,合理选择第二供方,便于采购和质量监控。③控制新品元器件的选用。由于新品元器件的技术不够成熟,其中存在的问题未完全暴露出来,所以,新品元器件必须经过技术鉴定后才可以正式装入产品。
产品出现最多的故障是由电子元器件引发的,而这些故障又可分为两类:①选择不当所致;②元器件质量问题。
2 电子元器件的验收
为了保证电子元器件的质量,对于一些国内不具备复验和筛选能力的电子元器件,可以采取下厂监制验收等方式。在下厂验收时,应审核验收元器件的筛选情况报告、例试情况报告和水汽含量检测报告等。下厂监制验收工作结束后,应编制验收报告,将验收结果存档备查。
3 电子元器件的二次筛选
航天产品基本上是一次性产品,所以,要严格剔除存在失效模式的元器件,以确保产品的可靠性。元器件二次筛选是针对不同失效模式进行的试验,从而剔除达不到预期固有可靠性水平或不合格的元器件。元器件的二次筛选能在一定程度上保证产品的可靠性。
在二次筛选电子元器件时,应注意以下几个问题:①100%的筛选验收合格的电子元器件,最大限度地剔除存在某种失效模式的电子元器件;②对于国内那些无条件进行测试筛选的进口元器件,采用板级筛选或整机筛选剔除早期失效的元器件;③选择具有资质的元器件筛选厂家筛选元器件,以确保筛选结果的可信度,保证筛选后的元器件不存在损伤;④在筛选贴元器件时,应避免出现引线变形或氧化等情况,确保筛选后不影响电装质量。
二次筛选的项目及其应力选择应针对产品的使用要求来制订,既不能过严,也不能过松。如果筛选要求太严,会淘汰能满足产品使用需要的元器件,加大筛选成本和元器件的使用成本,在特定情况下,还可能会对元器件造成损伤,留下了质量隐患;如果筛选要求太松,则会使一些不满足产品使用要求的元器件顺利通过筛选关,从而降低了产品的可靠性。所以,在二次筛选元器件时,必须选择合适的筛选项目和应力要求,这直接关系到了电子产品的质量。
4 电子元器件的DPA分析
破坏性物理分析(DPA)是为验证元器件的设计、结构、材料和制造质量是否满足预定用途或有关规定,解剖元器件样品,并在解剖前后进行一系列检验和分析的全过程。对一个批次的元器件抽样进行DPA是对电子元器件二次筛选工作的有益补充,它可以发现二次筛选过程中发现不了的缺陷,而这种缺陷往往有“批次性”的特点。
DPA的优势是如果存在试验中发现不了的、隐藏很深的缺陷,在解剖后,便能轻易发现。如果空腔器件水汽含量过高,它的失效模式便是一种进行式的失效。虽然工作前期一般发现不了,但是,随着时间的推移,它会逐渐引起器件内部焊点或触电的腐蚀,最终导致器件失效。这种失效模式在二次筛选过程中几乎发现不了,但是,在做DPA中水汽含量检测项目时却很容易发现,所以,DPA的结果是判断整批拒收或接收的重要依据之一。
电子元器件在进行DPA分析时应注意以下几个问题:①在产品中,关键电子元器件和重要电子元器件都应进行DPA分析;②选择有资质的实验室进行DPA分析,进而保证结果的可信度;③应在元器件装机前先做DPA分析,确保所装器件为批次合格产品;④采用抽样方案进行DPA分析,样本大小应以满足DPA检测项目的需用量为前提,一般为批次数量的10%,但是,不得少于2只,不多于5只,批次数量小于或等于10只时,抽样1只;⑤对于元器件内腔过小的元器件,可以不进行水汽含量检测,但是,必须建立信息卡做备案处理;⑥“批次”是采用相同封装工艺和材料、相同封装设备,管壳型号和批次相同,封装