淺談航天用元器件的可靠性要求

用于航天工程上的元器件能否在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定的任務(wù)，決定于元器件的固有可靠性和應(yīng)用可靠性，前者主要由元器件承制單位在元器件設(shè)計、工藝、原材料的選用、生產(chǎn)過程控制等的質(zhì)量控制所決定；后者則主要由元器件使用方對元器件進(jìn)行選擇、采購和使用等過程中的質(zhì)量控制所決定。元器件失效分析的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，由于固有缺陷導(dǎo)致元器件失效（本質(zhì)失效）與選擇、采購或使用不當(dāng)造成的元器件失效（誤用失效）幾乎各占50%。因此，在提高元器件固有可靠性的同時，還必須提高元器件的應(yīng)用可靠性。

固有可靠性要求

從20世紀(jì)70年代開始，我國國防工業(yè)領(lǐng)導(dǎo)部門就采取措施提高軍用元器件的固有可靠性。70年代末期實施的“七專”（專人、專機、專料、專批、專檢、專技、專卡）質(zhì)量控制；80年代中期開始、90年代逐步實施的貫徹國家軍用標(biāo)準(zhǔn)，都對提高國產(chǎn)軍用元器件的固有可靠性起到積極的作用。進(jìn)入新世紀(jì)開始，原國防科工委、原總裝備部等部門，對航天元器件實施可靠性增長工程，主要對兩種戰(zhàn)略導(dǎo)彈工程用元器件通過技術(shù)攻關(guān)、設(shè)備改進(jìn)等措施提高了元器件可靠性。后續(xù)又開展了第二期可靠性增長工程，擴(kuò)大至航天器領(lǐng)域，更進(jìn)一步提高了航天元器件的可靠性，但國產(chǎn)航天元器件的可靠性還不能完全滿足我國航天工程的發(fā)展。根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明：預(yù)計工作8年的長壽命衛(wèi)星，所用元器件的工作失效率要求為-8至-9，某些要求長期儲存的戰(zhàn)略武器的非工作狀態(tài)失效率要求優(yōu)于-9，與目前國產(chǎn)元器件能夠達(dá)到的可靠性水平相比，還差1到2個數(shù)量級。

元器件固有可靠性的提高主要由元器件承制單位在元器件的設(shè)計、材料選擇和生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制所決定。有關(guān)元器件固有質(zhì)量的保證內(nèi)容后續(xù)推送中將重點介紹。元器件的質(zhì)量和可靠性可用元器件的質(zhì)量等級表示，不同元器件的質(zhì)量等級有不同的表示方式。國軍標(biāo)器件的質(zhì)量等級一般用質(zhì)量保證等級表示；有可靠性指標(biāo)的元件以失效率等級表示；無可靠性指標(biāo)元件質(zhì)量等級一般稱為軍級。以執(zhí)行國軍標(biāo)的元器件為例，主要元器件質(zhì)量等級如下表。

序號

元器件類別

執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

質(zhì)量等級（從低到高）

半導(dǎo)體分立器件

GJB33A-1997

質(zhì)量保證等級：JP（普軍級）、JT（特軍級）、JCT（超特軍級）、JY（宇航級）

半導(dǎo)體集成電路

GJB597A-1996

質(zhì)量保證等級：B1級、B級、S級

混合集成電路

GJB2438A-1996

質(zhì)量保證等級：D級、G級、H級、K級

有可靠性指標(biāo)元件

相應(yīng)通用規(guī)范

失效率等級：L（亞五級）、M（五級）、P（六級）、R（七級）、S（八級）

無可靠性指標(biāo)元件

相應(yīng)通用規(guī)范

質(zhì)量等級：J（軍級）

應(yīng)用可靠性要求

20世紀(jì)70年代國防軍工部門主要將力量放在提高國產(chǎn)元器件固有質(zhì)量上，當(dāng)時元器件固有質(zhì)量很低，元器件的失效大多數(shù)是由于元器件本身缺陷造成的本質(zhì)失效，因此，掩蓋了由于使用不當(dāng)造成的誤用失效。后來隨著國產(chǎn)元器件固有質(zhì)量的提高，如何保證元器件的應(yīng)用可靠性就顯得更為重要和迫切了，元器件應(yīng)用質(zhì)量保證的主要目的就在于提高元器件的應(yīng)用可靠性，以保證固有質(zhì)量有保證的元器件裝在航天工程上其可靠性滿足整機的要求。

元器件使用質(zhì)量保證主要由元器件使用方在管理和技術(shù)方面采取措施，減少元器件的誤用失效。2000年原國防科工委在全軍工領(lǐng)域推廣航天部門的經(jīng)驗，要求各元器件使用單位對元器件實行“統(tǒng)一選用、統(tǒng)一采購、統(tǒng)一監(jiān)制與驗收、統(tǒng)一篩選與復(fù)驗、統(tǒng)一失效分析”的“五統(tǒng)一”管理，以及開展元器件破壞性物理分析（DPA）等工作，這都是提高元器件使用質(zhì)量的有效管理措施。

在提高元器件應(yīng)用可靠性方面采取的技術(shù)措施，包括選擇控制、降額、熱設(shè)計、防靜電及防輻射等要求，目前我國已制定一系列指導(dǎo)元器件選擇和應(yīng)用的國家軍用標(biāo)準(zhǔn)和軍工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其中以航天部門最為系統(tǒng)和完善。部分標(biāo)準(zhǔn)如下表。

序號

標(biāo)準(zhǔn)號

標(biāo)準(zhǔn)名稱

GJB/Z 27-1992

GJB/Z 35-1993

GJB/Z 105-1998

GJB/Z 123-1999

GJB/Z 299C-2006

GJB/Z 546A-1996

審核編輯：黃飛