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伴隨當前我國航天載人工程及研制逐步向智能化、電子化的方向發展，電子元器件的作用也越來越突出，中國航天六十余年的發展歷程中，電子元器件的質量控制及可靠性問題備受關注。多年來，作為航天復雜龐大系統的基礎之一，元器件依然是質量控制保證工作的重點，其特征是用戶牽引、問題導向、統一認識。本文重點分析和研究在航天產品中電子特殊性及質量控制。
1電子元器件的定義與現狀
1.1電子元器件的定義
電子元器件是指在電子設備或者電子電路當中進行電子、光電、機電、電氣控制的基本元器件，需要符合相關的規定要求，由一個或多個單位共同組成，具有完整性，在不進行暴力破壞的條件下無法對其進行分解。
1.2加強電子元器件的可靠性的重要意義
通過大量電子整機故障統計分析發現電子元器件無法工作是造成整機出現故障的重要原因。美國惠普公司曾經分析整機在保用過程中出現問題的主要原因，其中，3/4是由元器件故障產生的。法國阿里安火箭在8次發射失敗當中，元器件故障導致了其中7次發射失敗。如果，某個設備當中的元器件有15,000個，為了保證系統的可靠性達到95%，需要保證每個元器件的可靠度達到99.99987%，所以在應用科學技術、衛星運載火箭和導彈武器為基礎的航天領域發展過程中，元器件的質量穩定性具有非常重要的作用。戰略導彈以及運載火箭等的控制系統、遙測系統、地面設備等都需要成千上萬的電子元器件穩定地工作，這些元器件對航天器在工作過程中的可靠性和質量有著直接影響，因此加強電子元器件的質量控制及可靠性逐步成為航天工作者需要重點關注的問題。
2航天對電子元器件的特殊要求
2.1高可靠性
在進行測試的過程中，依照元器件的適應環境進行分析，如果一批電子元器件在實驗室環境下進行使用產生故障概率為1，那么這批電子元器件在飛機使用過程中出現的故障概率為6.5，在火箭飛行過程中出現故障的可能性能達到80。這些主要是由于使用過程中環境條件的不同，在電子元件失效方面的情況也各不相同。依照短期、中期、長期工作壽命，在器件失效方面需要控制在100非特，10非特，1非特，所以加強元器件的可靠性是非常關鍵的。
2.2特殊的環境適應性
在惡劣條件下進行工作時，航天產品的工作和儲存都需要較高的要求。在航天器的零部件當中，通常來說，電子元器件非常精密，相對較為脆弱，在使用中面臨指非常嚴苛的條件，因為需要經受振動、沖擊、潮熱、輻射等各種不良環境，因此需要加強管理，保證元器件可靠性的要求逐步提高。而不同用途的戰略武器在煙霧抗濕熱方面的要求也較為特殊，需要在這種極端惡劣的環境下具有較強的適應能力。
2.3重量輕、體積小、功耗低
為了提高效率，讓航天產品在運行發射過程中消耗的能量降低，所用到電子元器件的功耗盡量小，而且質量相對較輕，所以需要使用一些功耗較低而且集成度較高的電子元器件。然而這些元器件非常精密，對其質量進行保證具有很大的難度，因為電子元器件如果已無法正常使用，會對航天產品的質量控制和研發進度等方方面面產生較大的影響。
2.4多品種、大批量、更新換代快
當前，航天技術發展速度進一步加快，隨著衛星導彈逐步更新換代，所使用的電子元器件也需要依照航天產品發展的要求進行更新。要保證航天電子裝備穩定、可靠地工作，就必須要有可靠性高的元器件來保障。航天型號（導彈、運載火箭、衛星、載人飛船）采用了大量的電子元器件，一般載人火箭每發箭使用的電子元器件20000～30000只，每顆衛星使用電子元器件20000～60000只，而載人航天工程使用的電子元器件則達到120000只。
3航天電子元器件質量控制
電子元器件的質量包括固有質量和使用質量。元器件的固有質量主要是由元器件生產單位在元器件設計、原材料選用、工藝、生產制造等過程中的質量控制所決定的；元器件的使用質量主要是由使用方對元器件的選用、采購、篩選、檢測和使用等過程中的質量控制所決定。近幾年，航天型號使用的電子元器件失效分析的統計數據表明，電子元件在電容器、電連接器、繼電器的失效比率高達58.6%，例如，某單機加電程中發生爆裂，電路板上殘留多余的金屬絲和焊錫渣，導致設備出現故障，問題定位于固體鉭電容短路，由于內部介質層存在缺陷，加電時缺陷處漏電流增大，溫度升高，最終燒毀。該鉭電容失效屬于產品固有質量問題。
3.1加強電子元器件的統一化管理
由于航天系統較為復雜，對電子元器件進行統一，使之成為單獨的子系統或者單元進行管理能夠保證系統發展的效率提高。如果將它分散在各個不同的單元或者系統當中，無法進行系統化的管理。統一的管理模式在設備人力財力方面的配置較高，統一地進行管理能夠有效地保障電子元器件的質量控制及可靠性。
3.1.1統一選用
對電子元器件進行合理選用，依照使用環境的要求，進行電子元器件種類、規格的選擇，對供應商進行確認，加強質量等級控制。統一選用要求需要對電子元器件的選用名錄進行編制，依照型號特點使用性能、可靠性、壽命等，正確地對元器件的品種、質量、規格進行選擇，嚴格地依照要求進行控制，保證實際使用過程中的可靠性。在設計的過程中一定要對降額使用進行貫徹和落實，保證可靠性，確保所有的元器件能夠有效地完成其使命，在航天產品當中發揮出應有的作用。
3.1.2統一采購
在元器件采購過程中對進度進行控制，保證元器件的質量，并且對成本進行控制。在采購的過程中，需要盡量使用集中采購的方式進行，需要使用的部門列出清單，由主管部門統一對采購進行協調，制定相應的采購成本，依照流程對審批手續進行審核。
3.1.3統一監制和驗收
加強電子元器件的監制主要指的是生產單位對生產質量進行控制，判斷所采購的元器件質量是否能達到使用的要求，并且組織相關人員進行驗收標準的制定，依照合同規定進行相應的驗收工作。
3.1.4統一復驗和篩選
在電子元器件驗收合格之后，依照統一的規定進行入庫復驗。與此同時，需要對有補充篩選項目進行相應的補充篩選，保證相關的電子元器件在使用的過程中符合要求。并且查驗合格證書，隨著合格證將電子元器件交給委托單位，如果電子元器件無合格證，無法保證質量，則不能裝機試用。
3.1.5統一失效分析
元器件的失效分析是非常重要的，主要在于對失效的元器件進行系統化的檢測，通過相應的物理、化學檢測，分析出現問題的原因，與元器件失效前獲得具體情況進行結合，了解細節，積極總結確定元器件失效的環境，失效的機理。通過失效分析可以了解很多內容，查找元器件的固有質量問題或是在使用的過程中沒有依照相關條件使用而造成的失效問題，積極進行反饋，采取合理的方式進行糾正和處理，這樣可以讓元器件的固有質量和使用質量大幅度提高。
3.2對PPL實行動態管理
可以利用選用目錄的方式對元器件的選擇進行控制。通常而言需要對合格產品目錄進行確認，在此條件下進行比較優選，產生優選目錄ppl。動態管控主要是形成完善的PPI使用制度，了解元器件的具體情況，對型號的實際選用情況進行跟蹤控制，及時更新，并且對新的PPl進行頒布。另外還要注意，PPI在使用的過程中，主要包含了超PPl選用的申報和審核、標準化的審查以及通過可靠性設計評審等方式進行控制。設計型號選用是相對應的出現，超PPl選用的情況，具體分析一些已列入ppl的產品，這些產品也可能會出現由于貨源中斷或有相應的替代產品等問題。在實際操作的過程中，也需要及時地對PPI進行修改，重視系統化的分析，進一步對設計選用進行控制。
3.3推行可靠性設計和降額設計
需要對設計規范和要求進行制定并加強推廣，展開可靠性設計，在實際應用的過程中進一步控制元器件的使用，保證效率，讓元器件在使用的過程中承受的應力低于其額定值，這樣可以保證使用過程中各個元器件的可靠性。需要放到對每個元器件所承受的應力。元器件的降額設計是確?？煽啃缘闹匾A，依照相關分析研究發現，有一半以上的元器件失效主要是因為超音力所導致的。
3.4強化專家咨詢和評審把關
形成總體、分系統、單機三級電子元器件評審制度。在此過程中，需要注意的主要是兩種形式，首先是需要加強管理，綜合化地對電子元器件的質量進行評審，另外是需要重視細節，對各個具體問題進行專題評審。電子設備的故障往往體現在電子元器件的失效，問題有可能是由于外界干擾導致的，或者元件出現一定的固有質量缺陷而造成的，所以在實際使用的過程中，需要關注出現的問題，注意對電子元器件的固有質量缺陷進行分析，以判斷其出現缺陷的具體原因，是設計缺陷導致質量問題，還是個別質量問題。在此過程中重視專家咨詢，通過專家評審和咨詢等各種方式加強管理，將電子元器件出現的質量問題進行解決。
3.5展開元器件質量復查
在復審的過程中依照相關規定進行一致性檢查。在當前，質量復審也是航天質量管理過程中進行質量控制的重要方式，電子元器件的質量復審主要包含對失效電子元器件的處理、監制和驗收以及質量問題的舉一反三。在此過程中積極總結分析產品的質量狀況，避免出現重復性質量問題。
結束語
總而言之，航天電子元器件的質量管理所牽涉的內容多種多樣，管理及設計人員要對元器件的質量重要性做到充分認識，加強各個環節的質量管控，確保元器件的質量符合要求，以確保航天型號研制生產任務順利進行。
作者:武文娟 單位:西安航天精密機電研究所
