博客分享:軍用電子元器件選型詳解
發布時間:2014-10-27 責任編輯:sherryyu
【導讀】電子元器件是電子係統的基礎部件,是能夠完成預定功能且不能再分割的電路基本單元。由於電子元器件的數量、品種眾多,因此它們的性能、可靠性等參數對整個軍用電子產品的係統性能、可靠性、壽命周期等技術指標的影響極大。所以正確有效地選擇和使用電子元器件是提高軍用產品可靠性水平的一項重要工作。
當前,世界正在進行著一場新的軍事變革,信息化是這場新軍事變革的本質和核心,實現軍事裝備信息化的必要條件是高水平、gaokekaodejunyongdianziyuanqijian。dianziyuanqijianyouqishiweidianziqijianzaijunshizhuangbeishangdeyingyongyuelaiyueguangfan,dianziyuanqijiandexuanxingheyingyongjiuriyixiandezhongyao。benwenzhezhongjiujunyongdianziyuanqijianxuanxingheshiyongguochengzhongdecaigou、篩選、破壞性物理分析以及失效分析進行探討,列出了元器件的選擇和使用準則以及全過程流程圖。
電子元器件是電子係統的基礎部件,是能夠完成預定功能且不能再分割的電路基本單元。由於電子元器件的數量、品種眾多,因此它們的性能、可靠性等參數對整個軍用電子產品的係統性能、可靠性、壽(shou)命(ming)周(zhou)期(qi)等(deng)技(ji)術(shu)指(zhi)標(biao)的(de)影(ying)響(xiang)極(ji)大(da)。所(suo)以(yi)正(zheng)確(que)有(you)效(xiao)地(di)選(xuan)擇(ze)和(he)使(shi)用(yong)電(dian)子(zi)元(yuan)器(qi)件(jian)是(shi)提(ti)高(gao)軍(jun)用(yong)產(chan)品(pin)可(ke)靠(kao)性(xing)水(shui)平(ping)的(de)一(yi)項(xiang)重(zhong)要(yao)工(gong)作(zuo)。電(dian)子(zi)元(yuan)器(qi)件(jian)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)分(fen)為(wei)固(gu)有(you)可(ke)靠(kao)性(xing)和(he)使(shi)用(yong)可(ke)靠(kao)性(xing)固(gu)有(you)可(ke)靠(kao)性(xing)主(zhu)要(yao)由(you)設(she)計(ji)和(he)製(zhi)造(zao)工(gong)作(zuo)來(lai)保(bao)證(zheng),這(zhe)是(shi)元(yuan)器(qi)件(jian)生(sheng)產(chan)廠(chang)的(de)任(ren)務(wu)。但(dan)是(shi)國(guo)內(nei)外(wai)失(shi)效(xiao)分(fen)析(xi)資(zi)料(liao)表(biao)明(ming),有(you)近(jin)一(yi)半(ban)的(de)元(yuan)器(qi)件(jian)失(shi)效(xiao)並(bing)非(fei)由(you)於(yu)元(yuan)器(qi)件(jian)的(de)固(gu)有(you)可(ke)靠(kao)性(xing)不(bu)高(gao),而(er)是(shi)由(you)於(yu)使(shi)用(yong)者(zhe)對(dui)元(yuan)器(qi)件(jian)的(de)選(xuan)擇(ze)不(bu)當(dang)或(huo)使(shi)用(yong)有(you)誤(wu)造(zao)成(cheng)的(de)。因(yin)此(ci)為(wei)了(le)保(bao)證(zheng)軍(jun)用(yong)電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing),就(jiu)必(bi)須(xu)對(dui)電(dian)子(zi)元(yuan)器(qi)件(jian)的(de)選(xuan)擇(ze)和(he)應(ying)用(yong)加(jia)以(yi)嚴(yan)格(ge)控(kong)製(zhi)。
1、電子元器件的分類
顧名思義,元器件可分為元件和器件2大類。元件中有電阻、電容、電感、繼電器和開關等;器件可分為半導體分立器件、集成電路以及電真空器件等。表1為元器件分類表。

2、電子元器件的質量等級
元器件的質量等級是指元器件裝機使用之前,按產品執行標準或供需雙方的技術協議,在製造、檢驗及篩選過程中對其質量的控製等級。質量等級越高,其可靠性等級就越高。
為了保證軍用元器件的質量,我國製訂了一係列的元器件標準,在八十年代初期製訂的“七專”8406 技術條件(以下統稱“七專”條件),“七專”技術條件是建立我國軍用元器件標準的基礎,目前按“七專”條件或其加嚴條件控製生產的元器件仍是航天等部門使用的主要品種。(注:“七專”指專人、專機、專料、專批、專檢、專技、專卡)。根據發展的趨勢,“七專”條件將逐步向元器件的國家軍用標準(GJB)過渡,我國軍用標準化組織參照美國軍用標準(MIL)體係建立了國軍標GJB體係。

3、電子元器件的選擇
元器件的選擇不當會造成所購買的元器件可靠性水平不符合要求,從而影響到係統的可靠性,因此必須對元器件的選擇進行控製。
3.1 元器件的選擇原則
(1)元器件的技術性能應滿足產品要求。環境適應性應符合軍品要求,一般為一55~C~125~C。
(2)元器件的質量等級應符合產品的要求。 (3)考慮降額的要求。
(4)優先選用成熟的、質量穩定的、可靠性高的、有發展前途的和能持續供貨的標準元器件。
(5)優先選用國產元器件,尤其是選用軍用合格產品目錄上的元器件以及已通過IS09001認證的元器件生產廠家生產的元器件。
3.2 國產元器件的選擇順序
(1)選擇經過認證、鑒定的符合國軍標的元器件;
(2)選擇經過考驗,符合要求,能夠穩定供貨的“七專”定點生產廠家生產的元器件。
3.3 進口元器件的選擇順序
在選擇進口器件(尤其是美國進口器件)時,應慎之又慎一是政治等原因,國外禁運元器件時有發生;二是國外市場變化較大,特別是美國軍品斷檔已對我國許多產品的生產、維修產生了影響。選擇順序為:

(1)選擇國外權威機構的QPL/PPL中的元器件;
(2)選擇生產過程中經過嚴格老煉篩選的高可靠元器件(如集成電路883級及其以上級,半導體分立器件為JAN FX及其以上級);
(3)選擇經過二次篩選的、DPA合格並符合軍用溫度範圍(一55cc~l25cc)的工業級器件;
(4)避免繼續選用國外已停止生產的“斷檔”軍品。美國的軍品微電子器件斷檔,即指美國的軍品微電子器件的大量品種不再生產或即
將不再生產,美國給以專門定義:“生產單位正在消失和材料短缺”(Diminishing Manufacturing Sources andMaterial Shortages),簡稱為DMSMS。
3.4 編製元器件優選目錄
作zuo為wei型xing號hao總zong體ti單dan位wei,應ying製zhi定ding元yuan器qi件jian優you選xuan目mu錄lu,並bing根gen據ju優you選xuan目mu錄lu在zai產chan品pin設she計ji中zhong壓ya縮suo型xing號hao所suo選xuan用yong的de元yuan器qi件jian品pin種zhong和he規gui格ge,控kong製zhi元yuan器qi件jian的de質zhi量liang等deng級ji,更geng好hao地di保bao證zheng元yuan器qi件jian的de供gong貨huo質zhi量liang,更geng有you利li於yu綜zong合he後hou勤qin保bao障zhang。
3.4.1 編製過程
(1)成立編製組;(2)調研收集元器件使用要求.國內元器件生產廠質量情況及國外元器件情況;(3)了解國外元器件最新“斷檔”軍品情況;(4)編製征求意見稿;(5)彙總分析各種意見;(6)經審查後由總體單位發布。
3.4.2 動態管理
依據產品研製生產階段中元器件使用品種的變化情況、元器件生產廠家的產品及其質量狀況變化情況、元器件使用過程中的信息反饋進行動態管理,如上述情況變化較大,則應進行優選目錄的改版工作。
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4、軍用電子元器件的選型和使用
能否正確使用元器件已成為影響軍用電子元器件、設備、係統可靠性的重要問題,應當引起使用者的高度重視。
4.1 元器件的選擇和使用全過程流程圖
元器件使用全過程包括選擇、采購、監製、驗收、篩選(拷機)、破壞性物理分析(DPA)、保管、使用、電氣裝配、通電調試、靜電防護和失效分析等。元器件的選擇和使用全過程流程圖如圖1所示。

4.2 元器件的采購
如圖1所示,采購環節是保證元器件能否滿足設計要求的一個重要環節,因此型號各係統、分係統和設備的承製單位應注意以下幾點:
(1)承製方應編製外購元器件的技術標準和進廠複驗規範,其標準應和現行有效圖樣相一致。 (2)承製方應編寫元器件的采購清單,包括元器件的名稱、型號、規格、精度及數量;元器件的質量等級、使用標準及生產廠家;元器件的封裝形式、安裝形式和使用環境;元器件的包裝和運輸要求。
(3)承製方在進行元器件采購時應注意在合格分承製方名錄中進行,需進行越點采購時應辦理相應的審批手續。
(4)在實際采購中如何對規定的質量等級進行對采購,是確保產品高可靠的關鍵。對元器件實際生產型號(包括前、後綴)、質量等級、封裝形式完全與圖紙設計一致的元器件直接采購。對某些前、後綴有變化、質量等級不清的元器件,在采購時應首先確定其生產執行標準。在元器件的標準中,一般都規定了元器件在製造、jianyanjishaixuanguochengzhongdezhiliangkongzhibiaozhun,ancibutongkongzhibiaozhunzuzhishengchanheguanlidechanpin,juyoubutongdezhiliangdengji。juci,chanpinshengchanzhixingbiaozhunshihuafenqizhiliangdengjidezhuyaoyiju,ruoqishengchanbiaozhunfuheguidingzhiliangdengjideshengchanbiaozhun,zerenweigaiyuanqijiandadaoleguidingdezhiliangdengji。qici,yingmingqueyuanqijiandezhiliangxishuding,tongguoqizhiliangxishukejisuanchugaiyuanqijiandeshixiaolv,zhiyaoshixiaolvmanzugaiyuanqijiansuofenpeizhi,zerenweigaiyuanqijiandadaoleguidingdezhiliangdengji。
4.3 元器件的二次篩選
元器件的二次篩選是保證質量和可靠性的重要手段。一般來講,對軍工產品要求100% 的進行元器件的二次篩選,包括883B級以及“七專”級。在圖1中,當承製單位將元器件采購回廠裏後,應按照“型號用元器件二次篩選規範”進行圖1 元器件設計、使(shi)用(yong)全(quan)過(guo)程(cheng)流(liu)程(cheng)圖(tu)二(er)次(ci)篩(shai)選(xuan)。當(dang)元(yuan)器(qi)件(jian)二(er)次(ci)篩(shai)選(xuan)不(bu)合(he)格(ge)率(lv)超(chao)過(guo)規(gui)定(ding)的(de)比(bi)例(li)時(shi),該(gai)批(pi)元(yuan)器(qi)件(jian)不(bu)允(yun)許(xu)裝(zhuang)機(ji)使(shi)用(yong)。在(zai)二(er)次(ci)篩(shai)選(xuan)過(guo)程(cheng)中(zhong),對(dui)不(bu)具(ju)備(bei)篩(shai)選(xuan)條(tiao)件(jian)的(de)元(yuan)器(qi)件(jian)(如大規模進1:3集成電路),可采用拷機(即對不具備篩選條件的元器件裝配到電路板中,進行溫度應力或電應力長時間試驗)的方法進行。
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4.4 元器件的破壞性物理分析(DPA)
在元器件二次篩選合格後,對前期質量不穩定類、生產工藝有較大改進類元器件應進行破壞性物理分析(DPA——Destructive Physical Analy—sis)試shi驗yan。重zhong點dian是shi對dui具ju有you空kong腔qiang的de半ban導dao體ti分fen立li器qi件jian和he半ban導dao體ti集ji成cheng電dian路lu開kai展zhan此ci項xiang工gong作zuo。其qi目mu的de是shi驗yan證zheng元yuan器qi件jian的de質zhi量liang是shi否fou滿man足zu有you關guan規gui範fan的de用yong途tu或huo預yu定ding用yong途tu。DPA一般在一批元器件中抽取1—2支試樣進行一係列的試驗和分析,並做出批合格與否的結論。這對保證使用的元器件質量和可靠性具有重要作用。表3為集成電路DPA的一般程序。

表3 集成電路DPA的一般程序
4.5 元器件的失效分析
在(zai)調(tiao)試(shi)和(he)組(zu)件(jian)環(huan)境(jing)應(ying)力(li)篩(shai)選(xuan)過(guo)程(cheng)中(zhong)發(fa)現(xian)關(guan)鍵(jian)和(he)重(zhong)要(yao)元(yuan)器(qi)件(jian)的(de)失(shi)效(xiao)或(huo)在(zai)使(shi)用(yong)中(zhong)發(fa)生(sheng)多(duo)次(ci)失(shi)效(xiao)而(er)未(wei)找(zhao)到(dao)原(yuan)因(yin)的(de)元(yuan)器(qi)件(jian),應(ying)進(jin)行(xing)元(yuan)器(qi)件(jian)的(de)失(shi)效(xiao)分(fen)析(xi)。元(yuan)器(qi)件(jian)的(de)失(shi)效(xiao)分(fen)析(xi)是(shi)通(tong)過(guo)對(dui)失(shi)效(xiao)的(de)元(yuan)器(qi)件(jian)進(jin)行(xing)解(jie)剖(pou)分(fen)析(xi),並(bing)采(cai)用(yong)物(wu)理(li)和(he)化(hua)學(xue)等(deng)技(ji)術(shu)手(shou)段(duan)找(zhao)出(chu)其(qi)失(shi)效(xiao)機(ji)理(li),提(ti)出(chu)改(gai)進(jin)辦(ban)法(fa),從(cong)而(er)提(ti)高(gao)元(yuan)器(qi)件(jian)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)。失(shi)效(xiao)分(fen)析(xi)包(bao)括(kuo)失(shi)效(xiao)調(tiao)查(zha)、失效模式鑒別、失效特征描述、失效機理證實和提出糾正措施等。對集成電路的失效分析有20多種,從外部分析到內部分析,從非破壞性分析到破壞性分析,再使用光學、化學、機械和電子等技術手段進行分析。
4.6 元器件選擇準則
(1)二、三極管盡量避免選擇鍺管,可選擇矽管;
(2)國產塑料封裝集成電路不能用於軍品;
(3)電阻RJ1~Pd7係列不能選用,因其磁管為空心的,易在振動條件下裂開,可用RJK24~RJK26或t/J13、RJ14代替;
(4)電容中的CA30因貯存後易漏液不可用,可用CA35型;(5)繼電器要選用金屬封裝、密封型,不允許並聯降額使用。
4.7 元器件使用準則
(1)深人掌握所使用元器件的技術性能,嚴格控製新器件的使用。
(2)有意識地降低元器件的工作應力(電、熱、機械應力),使實際使用應力低於其規定的額定應力。降額設計可參考GJB/Z35《元器件降額準則》。
(3)為防止電子元器件的熱失效,在元器件的布局和安裝過程中必須采取有效的熱設計和環境保護設計。
(4)為wei解jie決jue靜jing電dian帶dai來lai的de器qi件jian失shi效xiao,在zai器qi件jian設she計ji和he使shi用yong上shang必bi須xu采cai取qu防fang靜jing電dian措cuo施shi。如ru在zai器qi件jian輸shu人ren端duan加jia上shang防fang靜jing電dian損sun傷shang的de保bao護hu網wang絡luo,操cao作zuo場chang所suo必bi須xu采cai取qu防fang靜jing電dian措cuo施shi等deng。
(5)在調試過程中應注意儀器、儀表的正確使用。如儀器儀表要正常接地等。
(6)正確地貯存和保管元器件。如保持適宜的溫度、濕度;防止有害氣體的存在等。 特別推薦
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