摘要：随着我国航天科学技术向电子化、智能化发展，电子元器件的作用日益突出。不仅使用的品种数量大幅度增加，而且对电子元器件的质量提出了越来越高的要求。如何保证元器件的质量，以满足航天科技工业发展的需求，已成为各方关注解决的问题。
关键词：航天；电子元器件；质量
引言
可靠性是指定时间内，任何产品在指定条件下，完成指定功能的能力，直接反映产品质量的好坏。从20世纪50年代初期开始，定量的可靠性被广泛应用，引起行业相关人员的关注，形成一门专门研究可靠性的新学科。近年来，在竞争日益激烈的环境中，国家大力发展航天事业，研究覆盖各种型号航天产品。航天科技技术的发展体现了一个国家的综合实力，关系到国家战略和形象，航天型号产品的质量也就显得尤为重要。电子元器件作为组成航天产品的基础器件，其质量与可靠性，是影响航天产品研发成败的重要因素之一。
1电子元器件可靠性设计与分析
1.1电子元器件固有可靠性
电子元器件固有可靠性重点研究的是控制在设计和研制元器件过程中会对可靠性造成影响的因素。固有可靠性主要取决于元器件自身的设计、材料、工艺、生产等方面，因此，提出下面几条措施来提高电子元器件的固有可靠性。(1)对元器件自身设计及材料选择上，要充分考虑所应用的航天型号产品的特性，例如：耐高温、耐压等。(2)落实原材料定点和质量保证。(3)在工艺方法的选择上应考虑，当时间和内外环境条件发生变化时，失效机理与选择的工艺方法产生的变化。(4)选择高可靠生产线(包括环境的洁净度等)，生产线上工作人员应受过专门培训和考核。
1.2电子元器件使用可靠性
电子元器件使用可靠性重点研究的是电子系统中电子元器件的选用，配合和管理等，从而防止和控制可靠元器件被损坏，或者使用了可靠性不过关的元器件。因此，提出下面几条措施来提高电子元器件的使用可靠性。(1)元器件应考虑特殊环境适应能力，严格按照航天科技集团公司发布的《航天型号电子元器件选用目录》选用，集团公司应该及时对该目录进行更新。(2)航天产品各元器件配合使用设计时，应考虑到线路可靠性设计、版图可靠性设计、工艺可靠性设计、封装结构可靠性设计以及可靠性评价电路设计等。(3)元器件采购应“保证质量，控制进度，节省经费，尽量集中”的方针。(4)元器件管理必须明确元器件的贮存条件，完善元器件发放管理制度，对失效元器件的管理进行特殊说明。
2航天对电子元器件的特殊要求
2.1高可靠性
根据元器件环境试验的数据，如果某批电子元器件在实验室条件下出现故障的可能性为1，那么在飞机使用条件下的可能性则为6.5，而在火箭使用条件下则为80。正是这种使用条件的不同，对电子元器件失效率要求也不同，家用电视机要求器件失效率为100非特～500非特，地面通讯设备要求器件失效率为20非特～200非特，而航天飞行器按照长期、中期、短期工作寿命而要求器件失效率分别为1非特，10非特，100非特。因此，实现元器件的高可靠性，是航天工程和国防建设的需要。
2.2特殊的环境适应性
航天产品要在恶劣的环境下工作或贮存，要求电子元器件具有相应的环境适应性。在组成航天器的零部件中，电子元器件是相对比较脆弱的，而其使用条件却是比较苛刻的。由于它们要经受各种高低温、潮热、高低气压、振动冲击、加速度、辐射等环境的影响，所以对元器件可靠性的要求也越来越高。例如卫星对电子元器件由不同的抗辐射要求，不同用途的导弹还有抗湿热、烟雾等特殊要求。这些特殊的环境适应性，增加了电子元器件的生产难度。
2.3重量轻、体积小、功耗低
为了减少航天产品发射和运行时消耗的能量，要求航天用电子元器件尽可能重量轻、体积小和功耗低。因此航天产品上经常采取集成度高、功耗低的电子元器件。其质量保证难度很大，这些电子元器件往往用于关键部位，直接影响了航天产品的质量和研制进度。
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2.4多品种、小批量、更新换代快
近代航天技术发展较为迅速，导弹、卫星不断更新换代。所用电子元器件也要随航天产品更新。但是航天产品与其它工业产品相比，所用电子元器件品种甚多，使用量却不大，这就很难调动电子元器件生产单位的积极性，同时也为采购管理带来了一定的困难，这一点在市场经济的条件下表现得尤为突出。
3做好电子元器件的二次筛选
对于电子产品的固有可靠性来讲，决定因素是多样的，但产品的可靠性设计起着决定性作用。但是，最终制造出的产品不可能全部达到预期的固有可靠性水平，因为工艺条件、原材料、设备条件的波动以及人为的因素都有可能在产品的制造过程中产生影响，导致各种潜在的缺陷存在于部分产品中，从而降低产品的平均寿命，这种被称为早期失效产品。通过试验一些不同的失效模式，将一些不合格的电子元器件和由于某种缺陷会引起早期失效的元器件剔除掉，这就是二次筛选的基本内容。要根据产品的使用要求来制订二次筛选的项目及其应力选择，筛选要求制定要合适，如果筛选要求太严，会加大筛选成本和元器件使用成本，淘汰掉能满足产品使用需要的元器件；如果筛选要求太松，就会降低产品的可靠性水平，使一些不满足产品使用要求的元器件顺利通过筛选关。因此，电子产品的质量可靠性与筛选项目及应力要求是直接相关的。二次筛选时应注意：（1）为了最大限度地剔除存在有某种失效模式的电子元器件，应实行100%的筛选。（2）筛选电子元器件要做到有选择性。（3）通过其它的控制方式的采取，来保证因手段问题不能进行筛选的元器件质量。（4）必须严格控制元器件的失效率(PDA)。由于二次筛选也具有局限性。（5）电子元器件的固有质量不能通过二次筛选来提高。
4航天电子元器件质量控制
4.1推行可靠性设计和降额设计
制定并推广一系列设计规范，开展可靠性设计。对元器件使用应力进行控制。使元器件在使用中承受的应力低于其额定值，以达到延缓其参数退化，提高使用可靠性的目的。在各单元电路的电性能及可靠性指标、元器件型号规格都已基本确定的情况下，对元器件控制的重点，应放到对每个元器件承受的应力，是否满足可靠性预计的降额要求。设计决定产品的固有质量，质量控制的重点是设计质量，设计质量控制的重点是可靠性，在可靠性设计中，元器件的降额设计是保证可靠性的重要环节。根据国内外大量资料统计，大约有50%以上元器件的失效是由超应力造成的。降额设计就是通过线路设计使整机在各种环境条件下，使元器件有一定的安全余量。
4.2对PPL实行动态管理
控制电子元器件的选择是通过选用目录实施的，一般来讲先确立合格产品目录QPL（Qualified Products’List），在此基础上，经过比较优选，形成优选目录PPL（Preferred Products’List）。所谓动态管理，就是建立PPL的使用制度，跟踪控制型号的实际选用情况，并及时颁布新的PPL。PPL的使用制度包括超PPL选用的申报与审批、应用可靠性设计评审、标准化审查及修订等一系列规定。由于型号的设计选用是相对动态的，即存在超PPL选用的情况，已列入PPL的产品也可能存在货源中断或有更好的替代产品等问题。所以，要及时提出处理意见，并定期修改PPL。为了进一步控制设计选用，各分系统还要制订本系统的电子元器件选用目录。对PPL进行动态管理是一项艰苦细致的工作，特别需要技术上的支持和储备，建立数据库管理系统是十分必要的。
结束语
我国航天事业进入了一个新阶段，航天技术的快速发展，对航天型号产品使用的元器件的可靠性提出更高的要求，元器件的可靠性直接影响着航天型号产品的质量及寿命，因此研究提高航天电子元器件质量与可靠性的技术途径和方法刻不容缓。将元器件质量与可靠性作为一个专业与总体、分系统和工艺同步进行，才能在保证我国航天型号产品的高质量与高可靠性。
参考文献：
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论文作者:李彬
论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期
论文发表时间:2019/10/16
标签：可靠性论文; 电子元器件论文; 元器件论文; 航天论文; 产品论文; 质量论文; 环境论文; 《基层建设》2019年第21期论文;