引言
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.航天电子产品对电子元器件的特殊要求
1.具有较高的可靠性。为了提高电子元器件质量的可靠性,在测试的时候,会根据元器件的适应环境来分析,假如某一批电子元器件,在实验室环境下使用的故障率为1,那么在实际环境中的出现故障的概率就有6.5,在更加恶劣环境下使用时,出现故障的可能性可能为80。可见,在不同的环境条件下,电子元器件失效情况也会存在差异。一般情况会以长、中、短期的工作寿命为依据,对其失效方面进行控制,只有强化电子元器件的可靠性,才能更好地发挥它的作用,提升航天电子产品的可靠性[1]。
2.非常强的适应性
航天电子产品运行的环境都是非常恶劣的,要求电子元器件必须具备特殊的环境适应能力。在航天运行中,因为电子元器件需要经常受到振动、冲击,还要遭受辐射、潮热等各种恶劣的环境,所以必须具有非常强的适应性。如对于战略武器而言,其对烟雾抗湿热的要求也非常特殊,因此,就需要电子元器件具备非常强的环境适应性能。
3.功耗低、体积小、重量轻。降低运行发射中的能量消耗,可以尽可能提升其效率,所以在电子元器件的选择与使用过程中,也要综合考虑到功耗方面的因素,要尽量用功耗小的电子元器件,并且质量不能过重。因此,航天电子产品所选用的电子元器件,应该具有较高的集成度以及功耗低的特征。不过,由于这类元器件都十分精密,既要功耗低、体积小,质量还不能过重,这样要确保其质量的难度就会比较大,而一旦无法保障电子元器件的正常使用,就会严重影响到航天电子产品的研发进度等多个方面的工作,对我国航天事业的发展造成巨大阻碍。
4.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[2]。
二.加强航天电子元器件质量控制的对策与建议
1.对电子器件应进行合理遴选
关于电子器件的使用安全性及耐用性而言,其影响因素众多,但是电子器件原本的安全性及可靠性对于其设计规划有着指导性的功用。但纵观如此,制造厂家生产的器件仍不会完全与预期的耐用性及可靠性吻合,因为在设备生产设计过程中,产品易受材料和生产设备及生产条件的影响,任一环节的缺失都将影响其使用性能,从而导致产品无法达标,无法满足用户的使用需求,并且由于部分缺陷并不能得到查证,所以将会存在于产品当中,而产品一旦投入使用,其产品不足及缺陷将充分暴露,从而缩短产品的使用期限,而把这种产品我们将其命名为平均使用寿命,也是短期失效类产品。借助比对分类讨论的方式,可分批逐类的对产品进行检测,再对检测结果进行分析,把未达标不合格的产品及电子器件,进行分离去除,而这正是产品进行再次遴选的重点工作内容,而对于电子元件的选择,一定得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[3]。
2.对电子元器件进行质量跟踪
如果电子元器件质量问题在产品交付后运行过程中出现,及时的质量分析是必须要开展的。失效的机理可以通过分析及时查明问题是设计问题、使用问题或者是固有的质量问题,假如固有的质量出现问题,在测试,筛选过程中有针对性地加强监控,并及时针对问题向生产厂家提出质量改进要求。设计、使用问题出现,在今后的设计中应及时更改设计并使用相关技术人员,避免问题再发生,不断提高设计的使用水平。
3.做好质量复查
为了确保航天电子产品的质量达标,应该切实加强质量复查,也就是对电子元器件的监制、验收等过程进行复核检查、举一反三、查漏补缺。在做好这些工作的基础上,对电子元器件产品质量进行全面回顾、总结、分析,找出其出现的质量问题,避免类似问题再次发生。
4.失效分析科学化
电子元器件的失效分析就是指对元器件进行系统检测,查找其失效的原因所在,并采取相关的方式予以纠正和处理。在失效分析中,主要是通过物理检测、化学检测等方式,对失效的电子元器件进行分析,并与其失效之前的情况进行比对,了解出现失效的具体细节变化,从而找出失效的环境及机理。借助失效分析,查找出电子元器件固有的质量问题,并将相关信息进行反馈,有针对性予以补救,从而极大提高电子元器件的固有质量[4]。
5. 加强专家咨询与评审把关
构建三级电子元器件评审制度,即总体、分系统与单机。不过,应该要注意的形式主要有两种,首先是强化管理工作,要对电子元器件的质量,进行综合化地评审,并且应关注细节,对待不同问题要开展专题评审。通过对电子设备故障的分析可知,主要原因是电气元器件失效所造成的,而造成此问题的因素,可能来自外界环境的干扰,需要针对已出现的问题予以重点关注,并分析其固有质量缺陷,了解产生缺陷的原因。
结束语:
电子元器件质量控制的有效加强,将提供必要的信息给设计、管理部门,对于适时控制电子元器件,改进设计的管理具有重要作用,同时能够做到在最大限度上跟踪电子元器件的质量,保障航天产品的可靠性。
参考文献:
[1]武文娟.航天电子产品中电子元器件的质量控制[J].电子世界,2020.(07):55-56
[2]张玮.精密电子产品中电子元器件的质量控制措施分析[J].中国科技投资,2019,000(013):192,279.
[3]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.
[4]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.