浅谈航天电子产品中电子元器件的质量控制分析

魏兵团 陈睿 姚艳荣

摘要：目前，电子通用元器件安全可靠性的不断提升在我国航天企业电子通用元器件应用领域中已经是最关键的，同时也是最重要的。因此，加强产品质量安全控制保障工作，增强其自身安全可靠性，强化电子元器件产品质量控制是我国航天装备企业，尤其是整机技术用户更加密切关注的重要内容。所以，在航天电子产品质量控制体系中，应該将电子元器件的安全性、可靠性和稳定性作为质量控制的核心内容，必须在实践中予以重点关注。

关键词：航天;电子元器件;质量;控制

伴随当前我国航天载人工程及研制逐步向智能化、电子化的方向发展，电子元器件的作用也越来越突出，中国航天六十余年的发展历程中，电子元器件的质量控制及可靠性问题备受关注。多年来，作为航天复杂庞大系统的基础之一，元器件依然是质量控制保证工作的重点，其特征是用户牵引、问题导向、统一认识。本文重点分析和研究在航天产品中电子元器件特殊性及质量控制。

一、强电子元器件的可靠性的重要意义

通过大量电子整机故障统计分析发现电子元器件无法工作是造成整机出现故障的重要原因。美国惠普公司曾经分析整机在保用过程中出现问题的主要原因，其中，3/4是由元器件故障产生的。法国阿里安火箭在8次发射失败当中，元器件故障导致了其中7次发射失败。如果，某个设备当中的元器件有15，000个，为了保证系统的可靠性达到95%，需要保证每个元器件的可靠度达到99.99987%，所以在应用科学技术、卫星运载火箭和导弹武器为基础的航天领域发展过程中，元器件的质量稳定性具有非常重要的作用。战略导弹以及运载火箭等的控制系统、遥测系统、地面设备等都需要成千上万的电子元器件稳定地工作，这些元器件对航天器在工作过程中的可靠性和质量有着直接影响，因此加强电子元器件的质量控制及可靠性逐步成为航天工作者需要重点关注的问题。

二、航天电子产品对电子元器件的特殊要求

1.非常高的质量可靠性

在航天电子产品测试中分析发现，电子元器件在不同的环境中的适应能力各不相同。如果在实验室中出现故障的概率为1%，那么，在飞机飞行中可能出现故障的概率为6.5%，在火箭飞行中的故障发生率会高达80%。电子元器件所在的环境条件不同，出现失效的情况也不同。不同的工作寿命所对应的器件失效控制也不同，如短期工作寿命要控制在100非特，中期工作寿命要控制在10非特，长期工作寿命控制在1非特，因此，航天电子产品要求电子元器件具有非常高的可靠性。

2.品多量大更新快

随着航天科技的迅猛发展，卫星导弹系统频繁更新升级，所配套的电子元器件也需要更新换代。为了保证航天电子设备的安全性、稳定性、可靠性，就必须确保电子元器件具有丰富多样的品种、大批量的生产数量、很快的更新速度。从导弹、火箭、卫星、载人飞船等航天设备来看，所需要的电子元器件品种及数量都是非常多。从一般载人火箭来看，每发火箭大概有2-3万只电子元器件，每颗卫星需要2-6万只电子元器件，而载人航天工程则需要多达12万只电子元器件。

三、电子元器件内在质量评价

在对电子元器件和其产品进行的应用品质的评估时，元器件制造商所要提供的必不可少的几个数据如下。（1）针对企业技术管理水平的评估。换言之，是针对其核心技术的核心工艺所进行的全面评估，用于核验具体制造过程中的技术水平，从而保障实际技术水平可以制造出拥有足够的可靠性、高品质的电子元器件。除此之外，要保证制造过程中的关键工艺质量不合格品率不得得大于3.4ppm（百万分之一企业平均技术品质达标水平），核心技术工序的技术工序制造水平达标率要高于1.5，它就是现阶段大范围使用的企业评估工艺标准的基础衡量指标。（2）对工艺的受控状态予以监控，并对受控工艺状态的信息予以整合和分析。在平时管理设备和监督生产的时候，坚持秉承高水平的设备状态和生产状态对整个生产环节来说是十分有必要的，除此之外，还要保证对生产线的设备技术具有很高的管理能力。（3）理当在各类元器件制造完成出厂时对其进行严格的检验，要使得平均产品质量达到合格才可以。大力管控每一个产品的不合格率，为了充分表明每一个产品的平均合格率和平均废品率在质量合格水平当中已保持在较低的值。

四、航天电子元器件质量控制

1.推行可靠性设计和降额设计

需要对设计规范和要求进行制定并加强推广，展开可靠性设计，在实际应用的过程中进一步控制元器件的使用，保证效率，让元器件在使用的过程中承受的应力低于其额定值，这样可以保证使用过程中各个元器件的可靠性。需要放到对每个元器件所承受的应力。

2.对于电子元件的选择，一定需依据与产品的可靠性及耐用性

必须得遵循产品二次遴选的原则和方案，必须满足其应力限定的范围。二次遴选应当遵循的原则：（1）为了尽可能大的、精准地排除失效模式的可能性，对于每一种电子电路元器件都应当完完全全地落实性能遴选制度。（2）对电子元器件予以遴选的时候要有针对性有选择性的进行，杜绝盲目。（3）充分发挥另外一些遴选精度高的形式来实施遴选并予以采集，从而规避由于管控方法的问题而出现的遴选精准度不高的现象，从而对元器件的质量予以把控。（4）确保可以完完全全地把控每一个电子元器件所具备的失效率（PDA）。因为二次遴选的进行，其遴选结果也会表现出一些其他方面的局限性。（5）二次遴选所得的元器件其本身属性无法凭借其技术获得提升。

3. 加强统一管理

由于航天系统自身结构复杂，对电子元器件进行统一选用、采购、测试、验收等，让分散的电子元器件组成相应的子系统，便于统一管理。在统一管理模式下，能够极大地整合、优化、配置各种资源，从而更加有利于加强电子元器件的质量控制。（1）坚持科学选用要实现对电子元器件的统一管理，首先就是要做到统一选用。在实践操作中，根据不用的使用环境，结合所需要的种类、规格等实际情况，进行全面统筹安排，坚持优中选优确定最终的供应商。在统一选用时，应该对电子元器件进行统一编制名录，按照型号特点从使用性能、安全性、可靠性、使用寿命等方面考虑，确定电子元器件的相关品种、质量及规格。在进行设计时，既要充分考虑降额使用的要求，确保电子元器件的可靠性，让其顺利完成使命，在航天电子产品中发挥出积极作用。（2）坚持统一采购按照统一管理的要求，应该对电子元器件进行统一采购。采购时，应该根据电子整体设备的实际需要，结合不同环境的具体需求，对所需的电子元器件列出采购清单，由相关部门进行统一集中采购，严格采购审批手续，这样既能够保障电子元器件的采购质量，又能够降低采购成本。（3）监制验收一体化对于统一制定生产的电子元器件，对其生产制造过程应该进行严格地监制，确保电子元器件质量符合航天电子产品的要求。在此基础上，应该按照航天电子产品的质量标准，对电子元器件进行验收，对于不符合要求的，一律予以剔除。

结语

综上所述，电子元器件是航天电子产品的重要组成部分。电子元器件质量控制直接影响着航天电子产品质量及运行效果。此外还可以对航天电子元器件予以适当的调整管控，在产品设计的质量管理层面有着一定的指导效果，与此同时，它可以最大程度地实现航天电子元器件的制造质量，从而最大限度地保证航天产品的质量的可靠性。

参考文献

[1] 刘靓燕.浅析航天电子元器件质量控制与可靠性保障[J].科技与创新，2017年（1）：11-13.

[2]    王玉珍，康志远.航天电子元器件可靠性设计与分析[J].科技创新导报，2008，15（09）：13-14.