航天电子元器件质量控制与可靠性保障研究

张辰龙

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。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。所以，本文重点分析和研究在航天产品中电子特殊性及质量控制。

关键词：航天：电子元器件;质量;控制;可靠性;保障

作为航天电子产品的不可拆的组成单元，针对电子元器件所进行的设计为整部产品在工作时的可靠性提供了基础和保障。即使航天电子产品拥有再先进的结构设计，倘若严重缺少品质优良、可靠性显著的航天电子设备元器件，这种基础和保障便会受到影响。为了在一定程度上提高航天电子产品在应用过程中所表现的可靠性，满足品质方面的优良性要求，必须考虑从多个方面予以考虑，譬如电子元器件的设计、电子元器件的甄选等，强化产品质量风险方面的控制力度，对产品可靠性有所保障。

一、加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、航天对电子元器件的特殊要求

1.高可靠性

在进行测试的过程中，依照元器件的适应环境进行分析，如果一批电子元器件在实验室环境下进行使用产生故障概率为1，那么这批电子元器件在飞机使用过程中出现的故障概率为6.5，在火箭飞行过程中出现故障的可能性能达到80。这些主要是由于使用过程中环境条件的不同，在电子元件失效方面的情况也各不相同。依照短期、中期、长期工作寿命，在器件失效方面需要控制在100非特，10非特，1非特，所以加强元器件的可靠性是非常关键的。

2.多品种、大批量、更新换代快

当前，航天技术发展速度进一步加快，随着卫星导弹逐步更新换代，所使用的电子元器件也需要依照航天产品发展的要求进行更新。要保证航天电子装备稳定、可靠地工作，就必须要有可靠性高的元器件来保障。航天型号（导弹、运载火箭、卫星、载人飞船）采用了大量的电子元器件，一般载人火箭每发箭使用的电子元器件20000～30000只，每颗卫星使用电子元器件20000～60000只，而载人航天工程使用的电子元器件则达到120000只。

3.量轻体小能耗低

为了提高效率，让航天产品在运行发射过程中消耗的能量降低，所用到电子元器件的功耗尽量小，而且质量相对较轻，所以需要使用一些功耗较低而且集成度较高的电子元器件。然而这些元器件非常精密，对其质量进行保证具有很大的难度，电子元器件如果已无法正常使用，会对航天产品的质量控制和研发进度等方方面面产生较大的影响。

三、航天电子元器件质量控制

1.搭建电子元器件品质数据库

大力促进航天电子元器件品质数据库的成功搭建，可以较为全面的、精确的体现电子元器件产品的质量发展进程和对应的状态，该数据库不但能够给电子元器件的相关使用者提供真实的产品质量信息和制造厂商的技术水平，还能够容易地发掘出更先进的技术决策。以此为依据，我们便能对那些技术革新方面的建议进行科学的筛选，我们还可以凭借特定技术制造商巨大的作用来帮助研发新型的电子元器件技术，与此同时也可通过调整特定的制造厂商对航天电子元器件的品质进行深层次的保障。而在如何建立一个电子型号元器件基本质量信息数据库这一方面，需要明确的是：（1）拥有专项工作人员对其进行管理的电子元器件品质数据库是通过型号总体单位的品质和具有较高可靠性的主管部门而成功搭建的多，为了提高电子元器件基本数据可追溯性的保障力度，在品质数据库当中传输按型号根据不同系统对元器件的相关数据进行收集，电子元器件基本质量信息数据库中，一定要包含一下信息：元器件的基本质量信息、由国家检验机构经详细的核验后得到的合格率、二次筛选所要遵循的标准和进行的项目，及其合格率还有该产品品质的基本发展状态等。（2）电子元器件从安装选用后和订购前到监制产品验收、二次性能筛选、保管和元器件失效性能分析驗收全过程的质量信息，承制验收单位的产品质量技术主管业务部和元器件设计师管理系统都必须要将其同时存入质量信息库，包括从安装机验收元器件和保管失效分析元器件收集信息的能力和检索信息的能力以及元器件的去向数据也务必要予以建立。（3）二次性筛选、元器件的管控检验以及元器件破坏性分析所获得的质质量数据库等也理当各自建立在各元器件验收检验工作站和元器件DPA电子实验室。

2.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。

3. 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。元器件的降额设计是确保可靠性的重要基础，依照相关分析研究发现，有一半以上的元器件失效主要是因为超音力所导致的。

结束语

总而言之，航天电子元器件的质量管理所牵涉的内容多种多样，管理及设计人员要对元器件的质量重要性做到充分认识，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

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[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.

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