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，完成規(guī)定的任務，決定于元器件的固有可靠性和應用可靠性，前者主要由元器件承制單位在元器件設計、工藝、原材料的選用、生產過程控制等的質量控制所決定；后者則主要由元器件使用方對元器件進行選擇、采購和使用等過程中的質量控制所決定。元器件失效分析的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，由于固有缺陷導致元器件失效（本質失效）與選擇、采購或使用不當造成的元器件失效（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用可靠性。

固有可靠性要求

從20世紀70年代開始，我國國防工業(yè)領導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、?？ǎ┵|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準，都對提高國產軍用元器件的固有可靠性起到積極的作用。進入新世紀開始，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)略導彈工程用元器件通過技術攻關、設備改進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，擴大至航天器領域，更進一步提高了航天元器件的可靠性，但國產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)有關統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明：預計工作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，與目前國產元器件能夠達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計、材料選擇和生產過程中的質量控制所決定。有關元器件固有質量的保證內容后續(xù)推送中將重點介紹。元器件的質量和可靠性可用元器件的質量等級表示，不同元器件的質量等級有不同的表示方式。國軍標器件的質量等級一般用質量保證等級表示；有可靠性指標的元件以失效率等級表示；無可靠性指標元件質量等級一般稱為軍級。以執(zhí)行國軍標的元器件為例，主要元器件質量等級如下表。

序號

元器件類別

執(zhí)行標準

質量等級（從低到高）

半導體分立器件

GJB33A-1997

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

半導體集成電路

GJB597A-1996

質量保證等級：B1級、B級、S級

混合集成電路

GJB2438A-1996

質量保證等級：D級、G級、H級、K級

有可靠性指標元件

相應通用規(guī)范

失效率等級：L（亞五級）、M（五級）、P（六級）、R（七級）、S（八級）

無可靠性指標元件

相應通用規(guī)范

質量等級：J（軍級）

應用可靠性要求

20世紀70年代國防軍工部門主要將力量放在提高國產元器件固有質量上，當時元器件固有質量很低，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失效，因此，掩蓋了由于使用不當造成的誤用失效。后來隨著國產元器件固有質量的提高，如何保證元器件的應用可靠性就顯得更為重要和迫切了，元器件應用質量保證的主要目的就在于提高元器件的應用可靠性，以保證固有質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。

元器件使用質量保證主要由元器件使用方在管理和技術方面采取措施，減少元器件的誤用失效。2000年原國防科工委在全軍工領域推廣航天部門的經驗，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量的有效管理措施。

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

序號

標準號

標準名稱

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