1.元器件質(zhì)量保證有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
為了保證軍用元器件的質(zhì)量,我國制訂了一系列的元器件標(biāo)準(zhǔn)。
在七十年代末期制訂的“七專”7905技術(shù)協(xié)議和八十年代初期制訂的“七專”8406技術(shù)條件(以下統(tǒng)稱“七專”條件),“七專”技術(shù)條件是建立我國軍用元器件標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ),目前按“七專”條件或其加嚴(yán)條件控制生產(chǎn)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(jī)、專料、專批、專檢、專技、專卡)
根據(jù)發(fā)展的趨勢(shì),“七專”條件將逐步向元器件的GJ軍用標(biāo)準(zhǔn)(GJB)過渡。因此,以下將主要介紹元器件GJ軍用標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)情況。
從八十年代開始,我國軍用標(biāo)準(zhǔn)化組織參照美國軍用標(biāo)準(zhǔn)(MIL)體系建立了GJB體系,其中元器件的標(biāo)準(zhǔn)有規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、指導(dǎo)性技術(shù)文件三種形式:
a. 規(guī)范主要包括:元器件的總規(guī)范和詳細(xì)規(guī)范,這兩種規(guī)范統(tǒng)稱產(chǎn)品規(guī)范。
b.標(biāo)準(zhǔn)主要包括:試驗(yàn)和測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量保證大綱和生產(chǎn)線認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)、元器件材料和零件標(biāo)準(zhǔn)、型號(hào)命名標(biāo)準(zhǔn)、文字和圖形符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)等;
c. 指導(dǎo)性技術(shù)文件主要包括:指導(dǎo)正確選擇和使用元器件的指南、用于電子 設(shè)備可靠性預(yù)計(jì)的手冊(cè)、元器件系列型譜等。
根據(jù)我國的具體情況,軍標(biāo)分為GJ軍用標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)軍用標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)軍用標(biāo)準(zhǔn)三個(gè)級(jí)別。
下面對(duì)組成GJ軍用元器件標(biāo)準(zhǔn)體系的三種形式:規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和指導(dǎo)性技術(shù)文件分別舉例作簡要的介紹。
1.1規(guī)范
元器件規(guī)范主要包括:元器件的總規(guī)范(通用規(guī)范)和詳細(xì)規(guī)范兩個(gè)層次。總規(guī)范對(duì)某一類元器件的質(zhì)量控制規(guī)定了共性的要求,詳細(xì)規(guī)范是對(duì)某一類元器件中的一個(gè)或一系列型號(hào)規(guī)定的具體的性能和質(zhì)量控制要求,總規(guī)范必須與詳細(xì)規(guī)范配套使用。元器件的產(chǎn)品規(guī)范是元器件生產(chǎn)線認(rèn)證和元器件鑒定的依據(jù)之一,也是使用方選擇、采購元器件的主要依據(jù)。
現(xiàn)在我國國防工業(yè)主管部門已發(fā)布了大量的元器件總規(guī)范,但是詳細(xì)規(guī)范還沒完全配套,所以往往由器件生產(chǎn)單位制定了詳細(xì)規(guī)范(屬于企業(yè)軍標(biāo)準(zhǔn)級(jí)別)經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)確認(rèn)后貫徹執(zhí)行。
已發(fā)布的軍用元器件總規(guī)范中,影響較大的總規(guī)范及其參照采用的MIL標(biāo)準(zhǔn)如表1-1所示。
表1-1國軍標(biāo)總規(guī)范及其等效采用的美國軍用標(biāo)準(zhǔn)
表1-1中序號(hào)1~3是器件的總規(guī)范,包括了分立器件、集成電路及混合集成電路,每一類器件只有一個(gè)總規(guī)范,但是對(duì)于同一類的元件,就可以有不止一個(gè)總規(guī)范。例如對(duì)于電容器這一大類的元件,已發(fā)布了21個(gè)總規(guī)范。對(duì)于電磁繼電器已發(fā)布了3個(gè)總規(guī)范。每個(gè)器件或元件的總規(guī)范下面又有若干個(gè)詳細(xì)規(guī)范配套,所以元器件的產(chǎn)品規(guī)范(總規(guī)范和詳細(xì)規(guī)范)的數(shù)量在元器件標(biāo)準(zhǔn)體系中占很大的比例。
標(biāo)準(zhǔn)是GJ軍用標(biāo)準(zhǔn)體系中除了規(guī)范、指導(dǎo)性技術(shù)文件以外的另一種形式。它包括的門類很廣,對(duì)元器件使用方來說,首先要了解有關(guān)試驗(yàn)和測(cè)量方法的標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)檫@類標(biāo)準(zhǔn)是規(guī)范重要的技術(shù)支撐,結(jié)合產(chǎn)品規(guī)范了解這類標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容,一方面有助于更深入地掌握元器件承受各種應(yīng)力的能力,另一方面對(duì)元器件使用方正確制訂補(bǔ)充篩選(二次篩選)或失效分析的標(biāo)準(zhǔn)或法規(guī)性文件提供了參考依據(jù)。 試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)是指導(dǎo)對(duì)某一類元器件進(jìn)行試驗(yàn)、測(cè)量或分析的技術(shù)性很強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn),這類標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)量較少,但對(duì)保證元器件的質(zhì)量起很大作用。表1-2列出已發(fā)布的元器件主要方法標(biāo)準(zhǔn)及其等效采用的MIL標(biāo)準(zhǔn)。
表1-2國軍標(biāo)方法標(biāo)準(zhǔn)及其等效采用的美國軍用標(biāo)準(zhǔn)
表1-2中序號(hào)1~4是標(biāo)準(zhǔn)化部門等效采用了相應(yīng)的美軍制定的。這四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)所列的試驗(yàn)方法分別適用于半導(dǎo)體分立器件、元件、微電子器件和電連接器的試驗(yàn),這些方法標(biāo)準(zhǔn)在半導(dǎo)體分立器件、元件(包括電連接器)、微電路產(chǎn)品規(guī)范的鑒定試驗(yàn)、質(zhì)量一致性檢驗(yàn)中被廣泛地引用。
軍用電子元器件標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范中規(guī)定的可靠性保證要求有兩種表征方式,即失效率等級(jí)和產(chǎn)品保證等級(jí)。前者用于大多數(shù)(并非全部)電子元件可靠性水平的評(píng)定,后者則用來評(píng)價(jià)電子器件(包括部分電子元件)的可靠性保證水平。 失效率是量化表征產(chǎn)品可靠性水平的一種特征數(shù),在以其為可靠性表征方式的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范中規(guī)定有關(guān)從10-5/h和10-8/h的四個(gè)等級(jí)。惟須注意的是只有10-5/h才做定級(jí)鑒定,高于它的等級(jí)則利用已鑒定定級(jí)的10-5/h等級(jí)后的延長試驗(yàn)和維持試驗(yàn)數(shù)據(jù)予以確定。無論等級(jí)高低,可靠性保證體系方面的要求(指可靠性保證大綱標(biāo)準(zhǔn)中統(tǒng)一規(guī)定并為產(chǎn)品規(guī)范所具體明確的要求)都是同一的。 這種表征方式主要用于電容器、電阻器以及繼電器等電子元件的可靠性要求及其評(píng)價(jià)方面。需要說明的是:由于這些元件以往的規(guī)范,均以“有可靠性指標(biāo)的×××總規(guī)范(詳細(xì)規(guī)范)”定名,而容易產(chǎn)生沒有冠以“有可靠性指標(biāo)的×××”就沒有可靠性要求甚至無可靠性的誤解。“有可靠性指標(biāo)”英文縮寫為“ER”是“Established Reliability”,其基本含義是“確立(或建立)可靠性”包括兩方面的含義:一是確立可靠性保證要求,二是確立可靠性的量化值。就“確立可靠性保證要求”的含義而言,是軍用電子元器件標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范共同的內(nèi)容,而“確立可靠性的量化值”則是失效率等級(jí)表征可靠性保證要求的元件規(guī)范特有的內(nèi)容。為了減少因標(biāo)準(zhǔn)名稱而產(chǎn)生的誤解,應(yīng)當(dāng)考慮用更為合適的修飾語,如可否用“規(guī)定失效率等級(jí)的×××等”替代“有可靠性指標(biāo)的×××”來定名規(guī)范的名稱。
我國于1979年發(fā)布了**標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1772-79《電子元器件失效率試驗(yàn)方法》,對(duì)有可靠性指標(biāo)(ER)的軍用元件,規(guī)定了失效率等級(jí),該國標(biāo)是參照采用了美軍標(biāo)MIL-STD-690B(1968)而制定的,一直沿用到九十年代初期。1996年發(fā)布了**軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB2649-96,該**軍標(biāo)等效采用了美軍標(biāo)MIL-STD-690C(1993),今后國軍標(biāo)有可靠性指標(biāo)的貫標(biāo)元件將主要采用GJB 2649-96。但目前大多數(shù)列入合格產(chǎn)品目錄(QPL)中有可靠性指標(biāo)的元件,仍沿用GB/T 1772-79規(guī)定的失效率等級(jí),兩者的失效率等級(jí)代號(hào)很易混淆,現(xiàn)將這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)失效率等級(jí)的分類及代號(hào)同時(shí)列于表2-1,供比較。
表2-1失效率等級(jí)
作為另一種表征方式的產(chǎn)品保證等級(jí),則與失效率等級(jí)表征方式有較大不同。其一是產(chǎn)品保證等級(jí)沒有直觀的量化數(shù)值,其二是不同產(chǎn)品保證等級(jí)有不同的保證要求。采用產(chǎn)品保證等級(jí)表征可靠性水平的產(chǎn)品最典型的是半導(dǎo)體器件,包括集成電路。在GJB33《半導(dǎo)體器件總規(guī)范》中明確規(guī)定產(chǎn)品保證等級(jí)為JP(普軍級(jí))、JT(特軍級(jí))、JCT(超特軍級(jí))。在某些電子元件的總規(guī)范中雖未明確指出產(chǎn)品保證等級(jí),實(shí)際上產(chǎn)品保證等級(jí)為一級(jí)——J(軍級(jí));還有的規(guī)范明確規(guī)定供宇航用,如GJB599《耐環(huán)境快速分離高密度圓形電子連接器件總規(guī)范》中明確規(guī)定供宇航用,即產(chǎn)品保證等級(jí)為宇航級(jí)。 事實(shí)上,具有確定產(chǎn)品保證等級(jí)的器件(或元件),當(dāng)然存在有與該等級(jí)相應(yīng)的固有可靠性水平。只是由于這類器件(或元件)的失效時(shí)間函數(shù)不服從指數(shù)分布或(和)受設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)、材料、工藝等影響甚大,而不采用并通過試驗(yàn)給出相應(yīng)的失效率。當(dāng)然,如果不考慮經(jīng)濟(jì)與時(shí)間因素而進(jìn)行常時(shí)間恒定應(yīng)力試驗(yàn),還是可以得出大體相當(dāng)?shù)氖蕯?shù)據(jù)。但是,畢竟經(jīng)濟(jì)與時(shí)間的投入難以承受。資料上見到的這類元件、器件的失效率,據(jù)分析有兩個(gè)來源,一個(gè)是生產(chǎn)方的最終檢驗(yàn)與試驗(yàn)數(shù)據(jù)的累積處理結(jié)果,另一個(gè)是使用方的現(xiàn)場失效統(tǒng)計(jì)分析。 MIL-STD-11268《電子設(shè)備用元器件、材料與工藝》在界定高可靠性元器件時(shí)就明確指出,凡按失效率表征可靠性(ER:Established Reliability)的規(guī)范供貨的P級(jí)(10-6/h)及其以上的元件,和按規(guī)定有產(chǎn)品保證等級(jí)的規(guī)范供貨的B級(jí)及其以上(對(duì)于微電路)和JANJX級(jí)及其以上(對(duì)半導(dǎo)體分立器件)的器件,均屬于高可靠性器件,并依這一界定采購使用需要的高可靠元器件。 在軍用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范中,對(duì)不同產(chǎn)品保證等級(jí)規(guī)定有不同的保證要求。保證要求的多少和嚴(yán)格程度的高低,決定了保證等級(jí)的高低。但應(yīng)當(dāng)指出,并不是所有的軍用標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范都明確標(biāo)明產(chǎn)品保證等級(jí)。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范只包括一個(gè)等級(jí)或只包括一個(gè)且屬較低等級(jí)時(shí),標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范就僅規(guī)定產(chǎn)品鑒定和質(zhì)量一致性檢驗(yàn)要求,而未明確保證等級(jí),因?yàn)榈燃?jí)僅用來區(qū)別表示兩個(gè)或兩個(gè)以上的等級(jí)。 軍用電子元器件的產(chǎn)品保證要求所包括的典型內(nèi)容有產(chǎn)品保證大綱審查、工廠或生產(chǎn)線認(rèn)證、產(chǎn)品鑒定檢驗(yàn)、檢驗(yàn)批構(gòu)成、可追溯性、生產(chǎn)過程檢驗(yàn)、篩選以及質(zhì)量一致性檢驗(yàn)等。產(chǎn)品保證等級(jí)愈高,所涉及的保證要求內(nèi)容愈多和愈嚴(yán)。如用于航天的產(chǎn)品保證等級(jí)(S級(jí)集成電路,JANS級(jí)半導(dǎo)體分立器件)的產(chǎn)品保證要求,就涉及了上述內(nèi)容的全部;而用于航空或類似應(yīng)有場合的產(chǎn)品保證等級(jí)的產(chǎn)品保證要求,在保證要求內(nèi)容和嚴(yán)格程度上則少于和低于航天用產(chǎn)品保證等級(jí)。而不以失效率表示可靠性的元件規(guī)范中規(guī)定的產(chǎn)品鑒定和質(zhì)量一致性檢驗(yàn),即是屬于產(chǎn)品保證要求內(nèi)容最少的產(chǎn)品保證等級(jí),標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范根據(jù)應(yīng)用場合的不同,在鑒定和質(zhì)量一致性檢驗(yàn)中規(guī)定的項(xiàng)目多少和嚴(yán)酷度高低也是不同的。