国产和进口电子元器件质量保证等级的研究

2022-05-24孙楠

中国科技纵横 2022年9期

孙楠

（中国电子科技集团公司第二十研究所，陕西西安 710000）

0.引言

众所周知，电子元件质保等级不仅是用户选择、订购并检验电子元件的核心依据，同时还会对电子设备整体质量以及可靠性水平产生直接影响。由于电子元件类型繁多且体系十分复杂，进口、国产元件所适用标准往往有所不同，在选用或是订购元件的过程中极易出现质保等级不清晰等情况，要想避免不必要问题出现，关键是要以元件所表现出应用特点为依据，分别明确进口元件、国产元件质保等级。

1.质量保证等级概述

1.1 确定质保等级的意义

作为对电子元件进行选择及应用过程中极为重要的一环，对质量保证等级加以明确的初衷，主要是对供货方生产和检验元件的质量进行控制，并为订货方选择及复验元件的质量提供保证[1]。与此同时，通过向双方提供统一质保等级依据的方式，确保供货方能参与到元件由最初签订合同到最终得以使用的各个环节。

1.2 质保等级的分类

若以目的为依据，可将质保等级划分成几类：（1）生产、选用及订购元件等环节所适用质保等级。国军标规范指出，元件质保等级与质量等级内涵相同，对元件进行选用时，相关人员应准确区分国军标规范所界定质量等级、GJB299B针对可靠性预计所界定质量等级，确保选择和使用元件等工作可得到有序开展，同时降低日后质量管理及相关工作的难度。（2）设计电子设备期间，有关人员对设备可靠性进行预估所适用质保等级。进口元件应以美军标MIL-HDBK-217所提供标准为依据、国产元件则以GJB299B为依据，在对质保等级加以明确的前提下，以工作环境和应用方向为依据，对质量系数及其他相关系数进行确定[2]。由此可见，国军标规范、GJB299B所界定质量等级既互相联系又存在明确的差异。

1.3 元件质保等级相关标准

（1）规范。元件规范通常分为总规范、具体规范两部分，其中，总规范负责针对某类元件提出相应的质量控制要求，具体规范则需要针对某系列或特定型号元件提出相应的要求，只有搭配使用总规范以及具体规范，才能使元件性能还有质量得到保证。现阶段，有关部门已结合实际情况制定了大量的总规范，要求供货方酌情对具体规范进行制定，待所制定规范通过专业委员会审查，再根据总规范、具体规范完成相应的生产工作。（2）标准。作为军用标准体系常见形式之一，标准所包括内容极多，对用户而言，要想保证所订购元件符合自身要求，关键是要对测量标准、试验标准加以明确，此举一方面能够帮助用户对元件各方面能力有更加全面的了解，另一方面可为日后失效分析还有补充筛选等工作的而开展奠定基础[3]。其中，试验标准主要是指测量某类元件需要用到的技术性标准，常见元件对应方法标准和相关MIL标准如表1所示。

表1 国军标准及美军标准

表1中关于电气元件、电连接器、分立器件还有微电子器件的标准，均与美军标准具有极高的相似度，相关人员可利用上述方法标准对微电路、分立器件等元件进行试验，并由此明确各类元件的质量及可靠性。

1.4 质保等级的影响因素

以生产规范为依据对元件质保等级加以明确，结合元件所用材料、加工技术和各项参数，确定质保等级。若元件由标线生产同时获得了专业委员会的认证，则需要根据元件类型对控制手段和依据加以确定。例如，半导体的控制重点为筛选项目以及筛选条件，而继电器、电阻器等无源元件更适合以寿命试验开展时间和所采取抽样方案为依据对控制工作进行贯彻落实，确保元件质保等级达到预期水平。

2.元件质量描述方法

2.1 可靠性

对电子元件具有可靠性进行描述的方式有2种，即质保等级和失效率等级。其中，前者多被用来对部分元件及电子器件所具有可靠性水平进行相应评价，后者则更适合被用来对多数电子元件所具有可靠性水平进行说明。若以GJB/Z299B为依据，对电子设备具有可靠性进行预计，通常需要用到“质量等级”这一参数[4]。相关人员应明确一点，可靠性预计所用质量等级与元件质保等级存在本质上的差别，二者的具体区别如表2所示。

表2 国军标规范和GJB/Z299B的区别

由于该质量等级和失效率、质保等级间有较为密切的联系，同时在某些情况下失效率及本文所讨论质保等级同样会被称作质量等级，因此，极易出现将三者混淆的情况，进而导致后续工作的开展受阻。要想避免类似问题发生，关键是要明确失效率、质保等级为国军标元件独有参数，而可靠性预计所用质量等级适用于全部元件。

2.2 失效率

现阶段，失效率主要被用来对产品是否可靠进行量化描述。该特征数指的是在某时刻前始终处于正常运行状态的产品，在运行到这一时刻后在单位时间内出现失效问题的概率。作为对产品是否可靠进行判断的主要依据，失效率等级往往与元件质量、可靠性水平密切相关，现阶段，各版本国军标所采取表述方式通常存在明确区别。例如，GJB65A-91将继电器对应失效率等级划分成了4级，由低至高依次为Y/W/L/Q级，并指出电容器同样遵循以上规定。GJB244-87则将元件失效率等级划分成为W/L/Q/B 4级。对于由国军标生产线所生产、已通过认证且在产品目录中有据可循的缺少可靠指标的电连接器和云母电容器等元件，有关人员通常用J对其质保等级进行描述。

3.元器件质保等级探究

3.1 国产元器件

现阶段，军工产品所用元件质保等级主要分为4级，分别是7905、QZJ8406、QZJ840611A和GJB。另外，还有少数产品选择配备以供货方、电子行业SJ标准为依据所生产的元件，此类元件均属于普军品等级。对国产元件质保等级进行研究时，以下内容需要引起重视：首先是由国军标生产线所生产元件，既要符合国军标规范同时还要满足以元件所表现出特点为依据，结合总规范所提出的具体规范。待具体规范获得专业委员会的认证后，供货方便可以参考具体规范对元件进行生产，以此来保证所生产元件能够达到有关要求。其次是考虑到产品目录所采取管理方式为动态管理，对其加以使用时，有关人员应保证所使用目录为最新版本，以免带来不必要的麻烦。最后要了解国军标生产线所生产元件并不等同于国军标产品，只有获得专业委员会认定并在产品目录中明确标注的产品才能够作为国军标元件投入使用。鉴于此，在选择元件并对合同进行签订时，用户需要保证合同包含与质保能级相关的内容，同时产品带有对应的标志。国军标元件对应质保等级，通常分为元件质保等级和失效率等级，具体内容如表3所示。

表3 国军标元件质保等级

表3所列出集成电路、分立器件相关内容均有总规范对应，其中，与电容器相关的总规范数量多达21个，继电器对应总规范的数量为3个，同时任意总规范均衍生出了多个配套规范。除特殊情况外，集成电路、二极管和三极管等分立器件，通常采取不同的质保等级描述方式，该方式和失效率等级所存在区别，主要体现在2个方面：（1）前者不具备量化且直观的数据。（2）质保等级不同的产品，针对质量控制所提出要求往往有所不同，有关人员需要综合考虑控制要求以及严格程度，对质保等级加以确定。

总而言之，国产元件对应质保等级可大致分为4级，从低到高依次为普军、七专、G+以及国军标。在确定产品型号并进行订购时，相关人员应将产品目录所界定质保等级与国军标所界定质保等级进行明确区分，若计划订购普军品，则需要利用普军品对质保等级加以说明，如果计划订购产品目录所标明元件则需要以产品目录所表现出鉴定水平为依据，对元件质保等级加以说明，由此来为日后质量管控及相关工作的有序开展提供便利。

3.2 进口元器件

对进口元件对应质保等级进行划分的情况相对复杂，现阶段，国内所用元件以美军元件为主，对应质保等级划分情况如：（1）微电路的依据标准为MIL-M-38510，其质保等级从低至高依次为883级、B级以及S级。（2）混合电路对应标准为MIL-PRF-38534，质保等级从低至高依次为D/E/G/H/K级。（3）分立器件对应标准为MIL-S-19500，质保等级由低至高依次为JAN级、JANTX级、JANTXV级和JANS级，分别对应普军、特军、超特军以及宇航级。（4）集成电路对应标准为MIL-I-38535，质保等级从低到高依次为M/Q/V级。（5）其他有明确指标对应的元件均应当以元件总规范为依据对失效率等级进行划分，具体失效率等级包括5级，从低到高依次为L/M/P/R/S级。