航天直流穩(wěn)壓電源元器件的高可靠性分析
2017-6-23 11:32:28??????點擊：
引言
用于航天工程上的直流穩(wěn)壓電源元器件能否在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定的任務，決定于直流穩(wěn)壓電源元器件的固有可靠性和應用可靠性，前者主要由直流穩(wěn)壓電源元器件承制單位在直流穩(wěn)壓電源元器件設(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；后者則主要由直流穩(wěn)壓電源元器件使用方對直流穩(wěn)壓電源元器件進行選擇、采購和使用等過程中的質(zhì)量控制所決定。直流穩(wěn)壓電源元器件失效分析的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，由于固有缺陷導致直流穩(wěn)壓電源元器件失效（本質(zhì)失效）與選擇、采購或使用不當造成的直流穩(wěn)壓電源元器件失效（誤用失效）幾乎各占50%。因此，在提高直流穩(wěn)壓電源元器件固有可靠性的同時，還必須提高直流穩(wěn)壓電源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(lǐng)導部門就采取措施提高軍用直流穩(wěn)壓電源元器件的固有可靠性。70年代末期實施的“七?！保▽Ｈ?、專機、專料、專批、專檢、專技、?？ǎ┵|(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準，都對提高國產(chǎn)軍用直流穩(wěn)壓電源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，對航天直流穩(wěn)壓電源元器件實施可靠性增長工程，主要對兩種戰(zhàn)略導彈工程用直流穩(wěn)壓電源元器件通過技術(shù)攻關(guān)、設(shè)備改進等措施提高了直流穩(wěn)壓電源元器件可靠性。后續(xù)又開展了第二期可靠性增長工程，擴大至航天器領(lǐng)域，更進一步提高了航天直流穩(wěn)壓電源元器件的可靠性，但國產(chǎn)航天直流穩(wěn)壓電源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：預計工作8年的長壽命衛(wèi)星，所用直流穩(wěn)壓電源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)直流穩(wěn)壓電源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。
直流穩(wěn)壓電源元器件固有可靠性的提高主要由直流穩(wěn)壓電源元器件承制單位在直流穩(wěn)壓電源元器件的設(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)直流穩(wěn)壓電源元器件固有質(zhì)量的保證內(nèi)容后續(xù)推送中將重點介紹。直流穩(wěn)壓電源元器件的質(zhì)量和可靠性可用直流穩(wěn)壓電源元器件的質(zhì)量等級表示，不同直流穩(wěn)壓電源元器件的質(zhì)量等級有不同的表示方式。國軍標器件的質(zhì)量等級一般用質(zhì)量保證等級表示；有可靠性指標的元件以失效率等級表示；無可靠性指標元件質(zhì)量等級一般稱為軍級。以執(zhí)行國軍標的直流穩(wěn)壓電源元器件為例，主要直流穩(wěn)壓電源元器件質(zhì)量等級如下表。
序元器件 號類別
執(zhí)行標準
質(zhì)量等級（從低到高）
半導體分GJB33A-199 立器件 7
半導體集G_JB597A-19 成電路 96
質(zhì)量保證等級：」P (普軍級）、JT (特軍級）、JC T (超特軍級）、JY (宇航級）
質(zhì)量保證等級：B1級、B級、S級
混合集成GJB2438A-1 電路 996
質(zhì)量保證等級：D級、G級、H級、K級
有可靠性 指際件
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 指硫件
相應通用規(guī)范質(zhì)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(chǎn)直流穩(wěn)壓電源元器件固有質(zhì)量上，當時直流穩(wěn)壓電源元器件固有質(zhì)量很低，直流穩(wěn)壓電源元器件的失效大多數(shù)是由于直流穩(wěn)壓電源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造成的誤用失效。后來隨著國產(chǎn)直流穩(wěn)壓電源元器件固有質(zhì)量的提高，如何保證直流穩(wěn)壓電源元器件的應用可靠性就顯得更為重要和迫切了，直流穩(wěn)壓電源元器件應用質(zhì)量保證的主要目的就在于提高直流穩(wěn)壓電源元器件的應用可靠性，以保證固有質(zhì)量有保證的直流穩(wěn)壓電源元器件裝在航天工程上其可靠性滿足整機的要求。直流穩(wěn)壓電源元器件使用質(zhì)量保證主要由直流穩(wěn)壓電源元器件使用方在管理和技術(shù)方面采取措施，減少直流穩(wěn)壓電源元器件的誤用失效。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，要求各直流穩(wěn)壓電源元器件使用單位對直流穩(wěn)壓電源元器件實行“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，以及開展直流穩(wěn)壓電源元器件破壞性物理分析（DPA）等工作，這都是提高直流穩(wěn)壓電源元器件使用質(zhì)量的有效管理措施。
在提高直流穩(wěn)壓電源元器件應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直流穩(wěn)壓電源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。
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標準號 |
標準名稱 |
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GJB/Z 27-1992 |
電子設(shè)備可靠性熱設(shè)計手冊 |
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GJB/Z 35-1993 |
元器件降額準則 |
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GJB/Z 105-1998 |
電子產(chǎn)品防靜電放電控制手冊 |
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GJB/Z 123-1999 |
宇航用電子元器件有效儲存期及超期復驗指南 |
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GJB/Z 299C-2006 |
電子設(shè)備可靠性預計手冊 電子元器件質(zhì)量保證大綱 |
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