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航天器件可靠性質(zhì)量保證措施

發(fā)布時(shí)間: 2018-12-28  點(diǎn)擊次數(shù): 2083次

高低溫濕熱試驗(yàn)箱 適用于對產(chǎn)品(整機(jī))、零部件、材料進(jìn)行高溫、低溫、高低溫循環(huán)試驗(yàn),以及恒定濕熱和交變濕熱試驗(yàn)。本試驗(yàn)箱可用于散熱試驗(yàn)樣品和非散熱試驗(yàn)樣品的試驗(yàn)。對于散熱試驗(yàn)樣品的試驗(yàn),其散熱功率不能超過試驗(yàn)箱制冷量,因制冷量為動(dòng)態(tài)值,其隨溫度點(diǎn)變化而有所變化,同時(shí),較高濕度也會因散熱產(chǎn)品帶來熱量須冷卻平衡時(shí)引起凝露而受到影響。

高低溫濕熱試驗(yàn)箱 標(biāo) 準(zhǔn):

GB10589-89 低溫試驗(yàn)箱技術(shù)條件;GB10592-89 高低溫試驗(yàn)箱技術(shù)條件;

GB11158高溫試驗(yàn)箱技術(shù)條件;GB/T10586-89 濕熱試驗(yàn)箱技術(shù)條件;

GB/T2423.1-2008 低溫試驗(yàn)箱試驗(yàn)方法;GB/T2423.2-2008 高溫試驗(yàn)箱試驗(yàn)方法;GB/T2423.3-2006 濕熱試驗(yàn)箱試驗(yàn)方法;

GB/T2423.4-2008 交變濕熱試驗(yàn)方法 ;GB/T2423.22-2002 溫度變化試驗(yàn)方法;IEC60068-2-1.1990 低溫試驗(yàn)箱試驗(yàn)方法;

IEC60068-2-2.1974 高溫試驗(yàn)箱試驗(yàn)方法; GJB150.3 高溫試驗(yàn);GJB150.4 低溫試驗(yàn);   GJB150.9 濕熱試驗(yàn);

高低溫濕熱試驗(yàn)箱 技術(shù)規(guī)格:

型號

SEH-150

SEH-225

SEH-408

SEH-800

SEH-1000

工作室尺寸(cm)

50×50×60

50×60×75

60×80×85

100×80×100

100×100×100

外形尺寸(cm)

115×75×150

115×85×165

130×105×170

165×105×185

170×125×185

溫度范圍

0℃/-20℃/-40℃/-70℃~+100℃/+150℃/+180℃

溫度均勻度

≤2℃

溫度偏差

±2℃

溫度波動(dòng)度

≤1℃(≤±0.5℃,按GB/T5170-1996表示)

升溫時(shí)間

+20℃~+150℃/約45min (空載)

降溫時(shí)間

+20℃~-20℃/30min/ +20℃~-40℃/50min/ +20℃~-70℃/60min/(空載)

濕度范圍

(10)20~98%RH

濕度偏差

±3%(>75%RH), ±5%(≤75%R上)

溫度控制器

中文彩色觸摸屏+ PLC控制器(控制軟件自行開發(fā))

低溫系統(tǒng)適應(yīng)性

*的設(shè)計(jì)滿足全溫度范圍內(nèi)壓縮機(jī)自動(dòng)運(yùn)行

設(shè)備運(yùn)行方式

定值運(yùn)行、程序運(yùn)行

制冷系統(tǒng)

制冷壓縮機(jī)

進(jìn)口全封閉壓縮機(jī)

冷卻方式

風(fēng)冷(水冷選配)

加濕用水

蒸餾水或去離子水

安全保護(hù)措施

漏電、短路、超溫、缺水、電機(jī)過熱、壓縮機(jī)超壓、過載、過流

標(biāo)準(zhǔn)裝置

試品擱板(兩套)、觀察窗、照明燈、電纜孔(Ø50一個(gè))、腳輪

電源

AC380V  50Hz 三相四線+接地線

材料

外殼材料

冷軋鋼板靜電噴塑(SETH標(biāo)準(zhǔn)色)

內(nèi)壁材料

SUS304不銹鋼板

保溫材料

硬質(zhì)聚氨脂泡沫

航天器件的可靠性一直被大家稱頌,除了“不惜血本”投入外,在可靠性設(shè)計(jì)與質(zhì)量保證方面也有獨(dú)到的經(jīng)驗(yàn)。本文結(jié)合衛(wèi)星用DC/DC變換器研制過程中的情況,探秘可靠性設(shè)計(jì)方法,以及航天元器件質(zhì)量保證方法。

 

衛(wèi)星用DC/DC變換器的高可靠和長壽命,是確保其完成飛行使命的基本條件之一。但人們對DC/DC變換器可靠性的認(rèn)識通常集中在元器件固有質(zhì)量或產(chǎn)品組裝工藝缺陷方面,往往忽略了系統(tǒng)設(shè)計(jì)(包括技術(shù)方案和電路拓?fù)湓O(shè)計(jì)、輸入/輸出接口設(shè)計(jì)、環(huán)境試驗(yàn)條件適應(yīng)性設(shè)計(jì)等)缺陷和電壓、電流和溫度應(yīng)力對可靠性的影響。  

據(jù)美國海軍、電子實(shí)驗(yàn)室的統(tǒng)計(jì),整機(jī)出現(xiàn)故障的原因和各自的百分比如表1所示。  

 

日本的統(tǒng)計(jì)資料表明,可靠性問題的80%來源于設(shè)計(jì)方面(日本把元器件的選型和質(zhì)量等級的確定以及元器件的負(fù)荷能力等都?xì)w入設(shè)計(jì)上的原因)。國產(chǎn)星用DC/DC變換器雖然在軌試驗(yàn)中尚未出現(xiàn)失效現(xiàn)象的歷史記錄,但在地面試驗(yàn)中,已經(jīng)有過不少的故障歸零報(bào)告,基本上屬于設(shè)計(jì)缺陷。  
以上統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,控制和減少由于技術(shù)方案選擇、電路拓?fù)湓O(shè)計(jì)以及元器件使用設(shè)計(jì)原因所造成的DC/DC變換器故障,具有重要意義。  

DC/DC變換器供電方式的選擇  

DC/DC變換器供電方式的不同,對整個(gè)供電系統(tǒng)的可靠性有重大影響。衛(wèi)星用DC/DC變換器的配電系統(tǒng)一般有兩種方式:集中式供電和分布式供電。  

集中式供電的優(yōu)點(diǎn)是DC/DC變換器數(shù)量少,有利于控制和減少電源的體積和重量,同時(shí)簡化了一次電源到DC/DC變換器之間的重復(fù)布線。缺點(diǎn)是電源的多負(fù)載,很難保證電源的輸出伏安特性滿足每個(gè)負(fù)載的要求。  

分布式供電系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是DC/DC變換器靠近供電負(fù)載,在減小傳輸損耗的同時(shí)提高了動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性,這是解決低壓大電流(如2V/20A)問題的必須和WEI一技術(shù)途徑。這種供電方式的基本特征是將負(fù)載功率或負(fù)載特性分解,分擔(dān)給多個(gè)、電源模塊來承擔(dān)。  

從可靠性模型上來說,分布式供電系統(tǒng)的多個(gè)DC/DC變換器屬于可靠性并聯(lián)系統(tǒng),容易組成N+1冗余供電,擴(kuò)展功率也相對容易。所以,采用分布式供電系統(tǒng),能夠滿足航天電源產(chǎn)品的可靠性方案設(shè)計(jì)要求。目前,國產(chǎn)衛(wèi)星DC/DC變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),基本上實(shí)現(xiàn)了從分系統(tǒng)共用一個(gè)結(jié)構(gòu)模塊電源的集中供電方式,過渡到采用通用化、模塊化、小型化的“三化”電源產(chǎn)品的分布式供電。  

因此綜合考慮用電系統(tǒng)的具體需求,選擇合理的供電方式對提高DC/DC變換器供電系統(tǒng)的可靠性具有至關(guān)重要的意義。  

電路拓?fù)涞倪x擇與設(shè)計(jì)  
可供衛(wèi)星DC/DC變換器功率變換選用的基本電路拓?fù)溆?種,分別是單端正激式、單端反激式、雙單端正激式、推挽式、雙正激式、雙管正激式、半橋式、全橋式。  

前6種拓?fù)涔β书_關(guān)管在關(guān)閉時(shí)要承受2倍輸入電壓??紤]到輸入電壓的變化范圍和電磁干擾電壓峰值,并要留有一定的安全余度,功率開關(guān)管的耐壓值,需要達(dá)到輸入額定電壓的4倍以上。例如,當(dāng)輸入母線電壓+42V時(shí),功率管的漏源電壓應(yīng)該為200V。  

推挽和全橋拓?fù)溆锌赡艹霈F(xiàn)單向磁偏飽和現(xiàn)象,主要是兩路功率開關(guān)輪流導(dǎo)通時(shí)不*對稱,使充磁和退磁的兩個(gè)伏秒面積不等而造成的。一旦出現(xiàn)該現(xiàn)象,一只功率管會首先損壞。近年來,在國外對推挽拓?fù)涞膯蜗虼牌M(jìn)行的專題研究中,發(fā)現(xiàn)功率開關(guān)采用性能參數(shù)一致性好的MOSFET,就可以消除單向磁偏飽和現(xiàn)象。原因是MOSFET的導(dǎo)通損耗具有正溫度特性,可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)溫度平衡的功能,將自動(dòng)維持兩管伏秒面積的等值性。這些結(jié)論,我們已經(jīng)在多顆衛(wèi)星DC/DC變換器試驗(yàn)中得到了驗(yàn)證,應(yīng)該說只要實(shí)施有效的可靠性技術(shù)措施,推挽拓?fù)涞拇箅娏鳌⒙?、高可靠?yōu)勢會充份地發(fā)揮出來。  

理論分析和實(shí)踐結(jié)果表明,半橋拓?fù)渚哂凶詣?dòng)抗不平衡的能力。一般認(rèn)為,500W以下,雙管正激和半橋拓?fù)渚哂休^高的安全性和可靠性。  

單端反激拓?fù)洳贿m用于負(fù)載電流大范圍變化的情況,空載時(shí)的輸出電壓也會明顯增高。目前,國內(nèi)外廣泛采用外接電阻負(fù)載克服空載失控現(xiàn)象,但這會降低電源效率。由于電源輸出功率與外接電阻值成反比關(guān)系,因此,單端反激拓?fù)渲贿m用于輸出功率較小的場合。
失效模式及影響分析(FMEA) 
失效模式及影響分析是指,在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中,對組成產(chǎn)品的所有部件、元器件可能發(fā)生的故障造成的影響進(jìn)行分析,并規(guī)劃糾正措施。  

元器件的故障模式參照GJB電子設(shè)備可靠性預(yù)計(jì)手冊。分析中不考慮無關(guān)的雙重故障,但考慮單一故障引起的連鎖影響,即二次故障。  

由于航天器DC/DC變換器的高可靠要求,供電系統(tǒng)不允許單點(diǎn)故障的存在,因此一般要考慮備份冗余設(shè)計(jì)。但不是說考慮了備份冗余以后,進(jìn)行FMEA的結(jié)果就不存在單點(diǎn)故障。因?yàn)?,往往表面上看不是單點(diǎn)故障的失效模式,深入分析后就會發(fā)現(xiàn)由于共陰模式的存在而導(dǎo)致單點(diǎn)失效。  

例如,某DC/DC變換器主要功能電路如圖1所示。  

 

DC/DC變換器電路框圖  

按照圖1所示的DC/DC變換器電路原理框圖,建立相應(yīng)的可靠性計(jì)算模型。  

DC/DC變換器可靠性框圖  

其中,λ1、R1為輸入濾波電路的失效率、可靠度;λ2、R2為主電路的失效率、可靠度;λ3、R3為輸出濾波電路的失效率、可靠度??煽啃阅P椭械闹麟娐穬?nèi)部各功能電路為串聯(lián)結(jié)構(gòu)。  

所示可以計(jì)算其可靠度。  

RS=R1·R2·R3    (1)  

其可靠度計(jì)算結(jié)果為(45℃,3年):0.993 14。  

如果對上述DC/DC變換器進(jìn)行備份冗余設(shè)計(jì)后,其電路如圖3所示。  

備份冗余后DC/DC變換器電路框圖  

建立相應(yīng)的可靠性計(jì)算模型圖。  

其中,λ1、R1為輸入濾波電路的失效率、可靠度;λ2、R2為主備份電路的失效率、可靠度;λ3、R3為輸出濾波電路的失效率、可靠度??煽啃阅P椭械闹麟娐穬?nèi)部各功能電路為串聯(lián)結(jié)構(gòu)。  

可以計(jì)算其可靠度。  

RS=R1·[1-2(1-R2)]·R3    (2)  

計(jì)算結(jié)果為(45℃,3年):0.999 65。  

可見,進(jìn)行備份冗余設(shè)計(jì)后,DC/DC變換器的可靠度可以大大提高。  

降額設(shè)計(jì)  

因電子產(chǎn)品的可靠性對電應(yīng)力和溫度應(yīng)力較敏感,故而降額設(shè)計(jì)技術(shù)對電子產(chǎn)品則顯得尤為重要,成為可靠性設(shè)計(jì)中*的組成部分。按照GJBZ35-93的要求,航天器所用元器件的所有參數(shù)必須實(shí)施Ⅰ級降額。  

DC/DC變換器中所用元器件種類較多,有阻容器件、大功率半導(dǎo)體器件、電感器件、繼電器、保險(xiǎn)絲等,針對不同器件要分析需要降額的所有參數(shù),且要綜合考慮。而且,對同一器件不同參數(shù)做降額時(shí)要考慮參數(shù)之間的相互影響,即一個(gè)參數(shù)作調(diào)整時(shí)往往會帶  

來其他工作參數(shù)的變化。對半導(dǎo)體器件,即使是各參數(shù)均降額了,終還要?dú)w結(jié)到結(jié)溫是否滿足降額要求。  

降額設(shè)計(jì)要建立在對電路工作狀態(tài)認(rèn)真分析的基礎(chǔ)上,確認(rèn)達(dá)到預(yù)期效果。例如,對電容器額定電壓的降額,由于器件特性的差異(如漏電流、RSE等),簡單串聯(lián)后并不能*降額要求。  

熱設(shè)計(jì)  

產(chǎn)品研制經(jīng)驗(yàn)告訴我們,熱應(yīng)力對電源可靠性的影響往往不亞于電應(yīng)力。電源內(nèi)部功率器件的局部過熱,包括輸出整流管的發(fā)熱,很可能導(dǎo)致失效現(xiàn)象發(fā)生。當(dāng)溫度超過一定值時(shí),失效率呈指數(shù)規(guī)律增加,當(dāng)達(dá)到極限值時(shí)將導(dǎo)致元器件失效。國外統(tǒng)計(jì)資料指出,溫度每升高2℃,電子元器件的可靠性下降10%,器件溫升50℃時(shí)的壽命只有溫升25℃時(shí)的1/6,足見熱設(shè)計(jì)的必要性。電源熱設(shè)計(jì)的原則有兩個(gè):一是提高功率變換效率,選用導(dǎo)通壓降小的元器件簡化電路,減少發(fā)熱源。二是實(shí)施熱轉(zhuǎn)移和熱平衡措施,防止和杜絕局部發(fā)熱現(xiàn)象。  

由于衛(wèi)星所處空間環(huán)境的影響,散熱方式只有輻射和傳導(dǎo),且由于安裝位置的影響,DC/DC變換器一般主要通過傳導(dǎo)進(jìn)行散熱,也就是通過機(jī)殼安裝面,將DC/DC變換器產(chǎn)生的熱量經(jīng)設(shè)備結(jié)構(gòu)傳導(dǎo)到設(shè)備殼體,再由設(shè)備安裝面?zhèn)鲗?dǎo)到衛(wèi)星殼體,由整星進(jìn)行溫控。  

1 MOSFET熱耗控制  

MOSFET的熱耗主要來自導(dǎo)通損耗、開關(guān)損耗兩部分。導(dǎo)通損耗是由于MOSFET的導(dǎo)通電阻產(chǎn)生的,開關(guān)損耗是由MOSFET的開啟和關(guān)斷特性產(chǎn)生的,而MOSFET的開啟和關(guān)斷特性取決于MOSFET的器件參數(shù)(如輸入電容)、驅(qū)動(dòng)波形、工作頻率、電路寄生參數(shù)等因素。  

開關(guān)損耗的控制主要有以下幾點(diǎn)。  

①針對不同的MOSFET設(shè)計(jì)各自的柵極驅(qū)動(dòng),加速M(fèi)OSFET的開啟和關(guān)斷。另外,通過驅(qū)動(dòng)加速電容,使得驅(qū)動(dòng)波形的上升沿時(shí)間縮短。  

②綜合考慮設(shè)計(jì)合理的工作頻率。  

③通過變壓器繞制工藝設(shè)計(jì),控制變壓器的漏感,進(jìn)而減小MOSFET的漏源極電壓尖峰。如反激型變壓器設(shè)計(jì)就采用“三明治”式繞法,即初級繞組先繞一半,再繞次級繞組,繞后再將初級繞組剩余的匝數(shù)繞完,后將次級繞組包裹在里面,這樣漏感小。   

④通過吸收電路的設(shè)計(jì),進(jìn)一步控制由于變壓器漏感引起的MOSFET漏源極電壓尖峰。設(shè)計(jì)原則是吸收電路的自身損耗較小且盡可能有效地控制電壓尖峰。  

一般通過上述電路設(shè)計(jì),MOSFET熱耗可以達(dá)到比較理想的結(jié)果。  

2 變壓器熱耗控制  

變壓器熱耗主要來自磁滯損耗、渦流損耗和電阻損耗。磁滯損耗與變壓器繞組和工作方式有關(guān),可以由公式(3)表示。渦流損耗是由磁芯內(nèi)環(huán)流造成的;電阻損耗是由變壓器繞組電阻產(chǎn)生的,分直流電阻損耗和集膚效應(yīng)電阻損耗兩種。  

Peddy≈khVefSWB2MAX    (3)  

式中,Kh——材料的磁滯損耗常數(shù);  

Ve——磁芯體積,單位為cm3;  

fSW——開關(guān)頻率,單位為Hz;  

BMAX——工作磁通密度的大偏移值,單位為G。  

對磁滯損耗的控制設(shè)計(jì)中主要有以下幾點(diǎn)。  

① 設(shè)計(jì)比較合適的工作頻率;  

② 合適的初級繞組匝數(shù);  

③ 工作磁通密度的大偏移值的降額設(shè)計(jì)。  

在電阻損耗的控制設(shè)計(jì)中,盡量采用多股線替代單根線,從而將變壓器磁芯繞滿。  

3 輸出整流電路熱耗控制  

輸出整流電路的熱耗主要由整流二極管產(chǎn)生,整流二極管熱耗主要來自導(dǎo)通損耗、開關(guān)損耗兩部分。對于導(dǎo)通損耗的控制設(shè)計(jì)主要是根據(jù)輸出電流和工作頻率選擇合適的整流二極管,如快恢復(fù)二極管或肖特基二極管。  

對于開關(guān)損耗的控制主要有以下幾點(diǎn)。  

①選擇反向恢復(fù)特性好的整流管;  

②通過吸收電路的設(shè)計(jì),控制整流管反向電壓尖峰。  

衛(wèi)星DC/DC變換器的可靠性分析與計(jì)算  

產(chǎn)品的可靠性取決于產(chǎn)品的失效率,而失效率隨工作時(shí)間的變化具有不同的特點(diǎn)。根據(jù)長期以來的理論研究和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)可發(fā)現(xiàn),由許多元器件構(gòu)成的機(jī)器、設(shè)備或系統(tǒng),在不進(jìn)行預(yù)防性維修時(shí),或者不可修復(fù)的產(chǎn)品,其失效率曲線的典型形態(tài)相似于浴盆的剖面,所以又稱為浴盆曲線(Bathtub-curve)。  失效率明顯地分為三個(gè)不同的階段或時(shí)期。段曲線是元件的早期失效期,表明元件在開始使用時(shí)的失效率很高,但隨著產(chǎn)品工作時(shí)間的增加,失效率迅速降低,屬于遞減型——DFR(Decreasing Failure Rate)型。其失效原因大多屬于設(shè)計(jì)缺陷、制造工藝缺陷和元器件固有缺陷一類。為了縮短早期失效的時(shí)間,產(chǎn)品應(yīng)在投入運(yùn)行之前進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn),以便及早發(fā)現(xiàn)、修正和排除缺陷;或通過試驗(yàn)進(jìn)行篩選和淘汰次品,以便改善其技術(shù)狀態(tài)。  
第二階段曲線是元件的偶然(也稱隨機(jī))失效期,特點(diǎn)是失效率低且穩(wěn)定,可近似看做常數(shù),失效屬于恒定期——CFR(Constant Failure Rate)型。產(chǎn)品的可靠性指標(biāo)所描述的就是這個(gè)時(shí)期,它是產(chǎn)品的良好使用階段。產(chǎn)品的壽命試驗(yàn)、可靠性試驗(yàn)一般都是在偶然失效期進(jìn)行的。  
產(chǎn)品的失效是由多種不太嚴(yán)重的偶然因素引起的,通常是產(chǎn)品設(shè)計(jì)余度不夠造成隨機(jī)失效。研究這一時(shí)期的失效原因,對提高產(chǎn)品的可靠性具有重要意義。因?yàn)樵谶@一階段中,產(chǎn)品失效率近似為一個(gè)常數(shù)。  

第三段曲線是元件的損耗失效期,失效率隨時(shí)間延長而急速增加,元件的失效率屬于遞增型——IFR(Increasing failure Rate)型。到了此時(shí),元件損傷嚴(yán)重或已經(jīng)疲勞,壽命即將結(jié)束。  

一般在進(jìn)行可靠度預(yù)計(jì)時(shí),進(jìn)口元器件失效率數(shù)據(jù)參考MIL-HDBK-217F,國產(chǎn)元器件失效率數(shù)據(jù)參考GJB/Z 299C。 
航天電子元器件的質(zhì)量保證
  元器件的質(zhì)量保證是航天產(chǎn)品質(zhì)量保證的重要組成部分,包括生產(chǎn)過程的質(zhì)量保證和非生產(chǎn)過程的質(zhì)量保證(或稱應(yīng)用領(lǐng)域的質(zhì)量保證)兩部分。元器件質(zhì)量保證流程包括:選用、采購、監(jiān)制、下廠驗(yàn)收、到貨檢驗(yàn)、補(bǔ)充篩選、特殊試驗(yàn)、發(fā)放、貯存和傳遞、裝聯(lián)、調(diào)試、整機(jī)現(xiàn)場使用、失效分析、質(zhì)量反饋等過程。
(1)元器件保證大綱
  航天產(chǎn)品方案論證階段結(jié)束后應(yīng)編制元器件保證大綱,作為產(chǎn)品研制階段組織實(shí)施和監(jiān)督檢查元器件保證工作的依據(jù)。元器件保證大綱在各個(gè)研制階段有不同的內(nèi)容和要求,因此,各個(gè)研制階段需要修訂元器件保證大綱。首先要落實(shí)元器件保證大綱應(yīng)包括的主要內(nèi)容,明確擬制單位以及檢查執(zhí)行情況的方法。
(2)元器件的合理選用  根據(jù)元器件在電路中的使用特性進(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,如降額使用、容差設(shè)計(jì)、質(zhì)量等級以及質(zhì)量等級的繼承性等。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)等級的選擇。設(shè)計(jì)師系統(tǒng)在依照元器件選用準(zhǔn)則選擇元器件時(shí),應(yīng)SOU選型號產(chǎn)品優(yōu)選目錄內(nèi)的元器件,如選用目錄以外的廠點(diǎn)和產(chǎn)品時(shí),必須按航天產(chǎn)品的規(guī)定填寫選用目錄外電子元器件申請表并簽署完整后,上報(bào)總體單位,經(jīng)總體單位評審、批準(zhǔn)返回后方可選用。
(3)規(guī)范采購與庫存管理  按照航天系統(tǒng)要求,元器件采購必須按照“走規(guī)定渠道,趕階段計(jì)劃,抓質(zhì)量保證”的原則,由有關(guān)廠(所)編制元器件采購文件,經(jīng)型號總體組織專門審查。然后,型號總體統(tǒng)一組織有關(guān)廠(所),按照通過審查的采購文件簽訂訂貨合同。元器件采購應(yīng)貫徹“保證質(zhì)量,控制進(jìn)度,節(jié)省經(jīng)費(fèi),盡量集中”的方針,變單純買賣元器件為積極主動(dòng)參與元器件的質(zhì)量管理。要明確采購文件的組成、采購清單的評審要求和采購標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范的主要內(nèi)容。 元器件的庫存管理直接關(guān)系到元器件的使用質(zhì)量,因此要明確元器件的貯存條件、庫房的管理要求,建立元器件發(fā)放制度,提出對失效元器件的管理要求。
(4)元器件的監(jiān)制、試驗(yàn)和驗(yàn)收  按《中國航天工業(yè)總公司航天型號用元器件質(zhì)量管理規(guī)定》要求,元器件質(zhì)量管理必須全面貫徹“統(tǒng)一組織、源頭抓起、嚴(yán)格管理、照章辦事”的原則,元器件質(zhì)量管理工作實(shí)行總公司、型號總體院(基地)和廠(所)三級管理,以型號總體院(基地)為主的原則。型號總體院(基地)必須對型號配套的所有分系統(tǒng)用元器件的質(zhì)量進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控。由航天科技集團(tuán)公司電子元器件可靠性中心具體實(shí)施管理,把好電子元器件入口關(guān)、檢驗(yàn)關(guān)、使用關(guān)。其主要職責(zé)為:負(fù)責(zé)電子元器件下廠監(jiān)制和驗(yàn)收、到貨檢驗(yàn)、補(bǔ)充篩選、簽發(fā)裝機(jī)合格證、失效分析等;負(fù)責(zé)電子元器件可靠性數(shù)據(jù)的采集和處理,并及時(shí)向用戶反饋電子元器件質(zhì)量信息;按照航天總體的其他規(guī)定實(shí)施電子元器件質(zhì)量控制。元器件的生產(chǎn)、試驗(yàn)和驗(yàn)收,是保證元器件質(zhì)量的重要環(huán)節(jié),也是航天產(chǎn)品元器件可靠性的關(guān)鍵控制點(diǎn),其過程控制的好壞決定了元器件的固有質(zhì)量。電子元器件按功能劃分,有電子元件、分立器件和微電路等;按采購渠道劃分,有進(jìn)口和國產(chǎn)元器件之分;按產(chǎn)品成熟性劃分,有貨架產(chǎn)品和新品器件。不同元器件有不同的控制要求,在下廠監(jiān)制和驗(yàn)收、到貨檢驗(yàn)時(shí)應(yīng)有不同的處理方法和程序。因此,應(yīng)將元器件分門別類地進(jìn)行劃分,規(guī)定各類元器件的監(jiān)制方式、特殊試驗(yàn)要求和驗(yàn)收辦法,并明確相應(yīng)的程序和執(zhí)行單位或部門。
(5)補(bǔ)充篩選(二次篩選)管理  對于驗(yàn)收合格的元器件,必須根據(jù)實(shí)際產(chǎn)品對元器件質(zhì)量控制要求進(jìn)行補(bǔ)充篩選(二次篩選),按照不同產(chǎn)品的不同階段明確補(bǔ)充篩選的要求、委托單位、委托程序和補(bǔ)充篩選后元器件的處理辦法。
(6)破壞性物理分析  元器件DPA(破壞性物理分析)的主要目的是要防止有明顯或潛在缺陷的元器件裝機(jī)使用。除用于元器件的質(zhì)量鑒定外,在航天產(chǎn)品中,還用于元器件的驗(yàn)收、裝機(jī)前元器件的質(zhì)量復(fù)查、元器件超期復(fù)驗(yàn)以及元器件的失效分析。在一般產(chǎn)品上,DPA通常用于已裝機(jī)元器件的質(zhì)量驗(yàn)證。在航天產(chǎn)品上,DPA必須在元器件裝機(jī)以前完成,因此,需明確航天產(chǎn)品用元器件進(jìn)行DPA的時(shí)機(jī)、DPA的試驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)施DPA的機(jī)構(gòu)、DPA的數(shù)據(jù)記錄要求和DPA結(jié)果的處理方法。
(7)元器件的裝機(jī)控制  元器件在裝配過程中的質(zhì)量控制也是元器件可靠性控制的重要環(huán)節(jié)之一。必須對操作和檢驗(yàn)提出明確的控制要求,特別是對于裝配、調(diào)試過程中出現(xiàn)的失效元器件,一定要詳細(xì)規(guī)定處理程序、處理方法和責(zé)任部門,以確保裝配、調(diào)試過程中元器件的質(zhì)量控制。
(8)元器件的失效分析方法  元器件失效分析的主要任務(wù)是對失效的元器件進(jìn)行必要的電、物理、化學(xué)的檢測,并結(jié)合元器件失效前后的具體情況及有關(guān)技術(shù)文件進(jìn)行分析,以確定元器件的失效模式、失效機(jī)理和造成失效的原因。通過失效分析可以發(fā)現(xiàn)失效元器件的固有質(zhì)量問題,也有可能發(fā)現(xiàn)元器件因不按規(guī)定條件使用而失效的使用質(zhì)量問題,通過向有關(guān)方面反饋,促使責(zé)任方采取糾正措施,提高元器件的固有質(zhì)量或使用質(zhì)量。相對來說,失效模式的確定比較簡單,而確定失效機(jī)理的難度較大,分析人員必須掌握元器件的設(shè)計(jì)、工藝和有關(guān)的理化知識,并有一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。此外,還要具備較復(fù)雜的儀器、設(shè)備。在明確失效機(jī)理后,還必須找出失效原因,才能避免重復(fù)失效,提高元器件的固有質(zhì)量或使用質(zhì)量。但根據(jù)失效機(jī)理確定失效原因,往往涉及失效現(xiàn)場和責(zé)任人等具體情況,確定起來有相當(dāng)大的難度。因此,首先要確定進(jìn)行失效分析的單位,規(guī)定提交失效分析的程序和失效信息,以及產(chǎn)品研制各階段失效元器件的失效信息記錄要求等,然后,根據(jù)失效分析的結(jié)論,對引起失效的原因進(jìn)行歸零處理。若為設(shè)計(jì)缺陷,應(yīng)和生產(chǎn)廠家一起找出問題所在并進(jìn)行改進(jìn);若為操作失誤,必須嚴(yán)格操作規(guī)范,避免引入人為的失誤。從而達(dá)到失效分析的目的,使器件制造和生產(chǎn)操作更上一個(gè)臺階。
(9)元器件質(zhì)量信息的管理  在元器件選用、采購、監(jiān)制和驗(yàn)收、篩選和復(fù)驗(yàn)以及失效分析5個(gè)質(zhì)量保證環(huán)節(jié)中,存在大量的元器件質(zhì)量信息,例如,選用目錄外元器件的規(guī)格、型號、生產(chǎn)廠商、質(zhì)量等級以及在航天產(chǎn)品上的使用情況;國內(nèi)新品器件的研制廠家及新品器件使用情況;進(jìn)口器件的質(zhì)量保證情況;元器件失效分析報(bào)告和處理情況等。這些信息對于從事航天產(chǎn)品研究的單位來說都是極大的財(cái)富,應(yīng)該建立起航天產(chǎn)品元器件信息庫,以積累寶貴的經(jīng)驗(yàn),為后續(xù)航天產(chǎn)品的的研制提供服務(wù)。要建立航天產(chǎn)品元器件信息庫,就要明確管理信息庫的相應(yīng)部門,規(guī)定信息庫中收集、處理和保管元器件信息的種類、保管信息的時(shí)間、提供信息的方法。

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