張慶瑞

（航空工業(yè)直升機(jī)設(shè)計(jì)研究所，天津 300000）

電子元器件是航空航天裝備的基本單元，電子元器件的可靠性是保證航空航天裝備可靠性的基礎(chǔ)。根據(jù)相關(guān)研究結(jié)果，在20 世紀(jì)末，電子元器件的質(zhì)量問(wèn)題直接導(dǎo)致美軍超過(guò)半數(shù)的武器系統(tǒng)和裝備發(fā)生故障問(wèn)題。與此同時(shí)，國(guó)內(nèi)首次制定了“七專(zhuān)”的定義來(lái)管控國(guó)內(nèi)電子元器件，從而提升軍用電子元器件的固有可靠性。因此，要想減少軍用航空電子產(chǎn)品的故障問(wèn)題，就應(yīng)該在電子元器件層面上進(jìn)行質(zhì)量控制來(lái)保證其較高的可靠性。在電子系統(tǒng)對(duì)元器件質(zhì)量需求不斷提升的趨勢(shì)下，破壞性物理分析是一種保證電子元器件質(zhì)量從而可以提升整個(gè)電子系統(tǒng)可靠性的重要方法。本文主要結(jié)合實(shí)際工作中對(duì)軍用航空電子產(chǎn)品元器件的管理和選用控制，淺談破壞性物理分析技術(shù)的意義、試驗(yàn)方法以及質(zhì)量控制等內(nèi)容。

1 破壞性物理分析的概念

破壞性物理分析是為驗(yàn)證電子元器件的設(shè)計(jì)方案、使用材料、實(shí)際結(jié)構(gòu)和制造質(zhì)量水平是否符合用途或相關(guān)規(guī)范的規(guī)定，按照元器件的生產(chǎn)批次進(jìn)行抽樣，對(duì)元器件樣品進(jìn)行深度剖析，以及在剖析過(guò)程前后進(jìn)行的一系列檢測(cè)過(guò)程。其重點(diǎn)在于分析其內(nèi)部元素，并將其具體設(shè)計(jì)情況與設(shè)計(jì)進(jìn)行對(duì)比，分析其內(nèi)部結(jié)構(gòu)實(shí)際情況與設(shè)計(jì)是否符合，材料情況與設(shè)計(jì)是否匹配，再確定電子元器件的功能是否達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。其作用相當(dāng)于對(duì)元器件進(jìn)行全身體檢、全面分析，而且還會(huì)進(jìn)行一系列的檢驗(yàn)。因此，破壞性物理分析對(duì)于軍用電子元器件的選用控制非常重要。

2 破壞性物理分析的試驗(yàn)方法

破壞性物理分析的試驗(yàn)方法包括外部目檢、射線(xiàn)檢查、粒子碰撞噪聲檢查（PIND）、超聲波檢查、粗檢漏、細(xì)檢漏、內(nèi)部氣體成分分析、內(nèi)部目檢、鍵合強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度等項(xiàng)目。在實(shí)際工作中，考慮到電子元器件的經(jīng)濟(jì)成本和自身的復(fù)雜程度，并結(jié)合元器件分類(lèi)情況，選擇不同的項(xiàng)目。表1 為主要的破壞性物理分析的試驗(yàn)方法。

表1 破壞性物理分析的試驗(yàn)方法

3 破壞性物理分析的適用范圍

當(dāng)電子元器件存在以下問(wèn)題時(shí)，一般是需要進(jìn)行破壞性物理分析，具體類(lèi)型的電子元器件如下：GJB190 中規(guī)定的關(guān)鍵重要電子元器件；質(zhì)量等級(jí)不滿(mǎn)足要求的電子元器件；未進(jìn)行二次篩選的電子元器件；塑封的電子元器件；停產(chǎn)的電子元器件；曾出現(xiàn)假冒偽劣現(xiàn)象的電子元器件；代用和讓步使用的電子元器件；超貯存期使用的電子元器件；復(fù)驗(yàn)、二次篩選、使用中多次或大量失效的電子元器件和新研制的電子元器件。

4 破壞性物理分析的時(shí)機(jī)

在電子元器件的生產(chǎn)中，使用破壞性物理分析對(duì)電子元器件篩選和質(zhì)量把控，具有重大的幫助。在實(shí)際的工作中，一般在以下時(shí)間段進(jìn)行破壞性物理分析工作。

4.1 出廠(chǎng)供貨前

在生產(chǎn)廠(chǎng)家出廠(chǎng)供貨前，由具有資質(zhì)的第三方實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行破壞性物理分析實(shí)驗(yàn)，合格后才能供貨。這可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)器件本身問(wèn)題，減小經(jīng)濟(jì)和進(jìn)度損失。

4.2 二次篩選后

電子元器件二次篩選前，裝機(jī)之前進(jìn)行破壞性物理分析，可以極大地增強(qiáng)分析效果，能起到很好的質(zhì)量復(fù)檢作用。

4.3 使用中出現(xiàn)失效問(wèn)題后

電子元器件出現(xiàn)失效問(wèn)題后進(jìn)行破壞性物理分析，可以查明元器件失效的具體原因，可以迅速將問(wèn)題歸零，在一定程度上提高電子元器件的質(zhì)量可靠性。

5 破壞性物理分析的質(zhì)量控制

電子元器件破壞性物理分析的質(zhì)量控制對(duì)于元器件篩選具有很大的幫助作用，本文將從管理層面和技術(shù)層面對(duì)進(jìn)行說(shuō)明分析。

5.1 管理層面

在管理層面，型號(hào)承研單位下發(fā)“優(yōu)選目錄”和“工作規(guī)定”至各生產(chǎn)廠(chǎng)家，“優(yōu)選目錄”可以指導(dǎo)各生產(chǎn)廠(chǎng)家對(duì)電子元器件的選型管理，促使選擇主流廠(chǎng)商生產(chǎn)的電子元器件；“工作規(guī)定”可以指導(dǎo)各生產(chǎn)廠(chǎng)家在裝備研制階段中的工作流程，從而可以保證整體裝備的可靠性。同時(shí)，型號(hào)承研單位編制“二次篩選技術(shù)規(guī)范”和“破壞性物理分析技術(shù)規(guī)范”等要求，確立進(jìn)行破壞性物理分析的元器件種類(lèi)、抽樣方案、試驗(yàn)項(xiàng)目和依照標(biāo)準(zhǔn)等要求，為生產(chǎn)廠(chǎng)家提供了檢測(cè)分析的思路。

5.2 技術(shù)層面

（1）在破壞性物理分析工作中，合理地抽取相關(guān)樣品是所有工作中最重要的步驟。在抽取的數(shù)量這方面，也有相關(guān)的規(guī)律可循。就結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單的元器件來(lái)說(shuō)，抽取的數(shù)量應(yīng)該以該生產(chǎn)批總量的2%作為抽樣標(biāo)準(zhǔn)，但應(yīng)該超過(guò)5 只少于10 只；就結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜的元器件來(lái)說(shuō)，抽取的數(shù)量應(yīng)該以該生產(chǎn)批總量的1%作為抽樣標(biāo)準(zhǔn)，但應(yīng)該超過(guò)2 只少于5 只；就價(jià)格相對(duì)昂貴或生產(chǎn)批量較少的元器件來(lái)說(shuō)，抽取的數(shù)量可相對(duì)減少，當(dāng)母體數(shù)少于等于10 只時(shí)，抽樣1 只。樣品應(yīng)在同一檢驗(yàn)批中隨機(jī)抽取，必要時(shí)，也可抽取最能暴露缺陷的元器件作為樣品。（2）破壞性物理分析的結(jié)論可分為以下4 種。分析中未發(fā)現(xiàn)缺陷或異常情況時(shí)，其結(jié)論為合格；分析中未發(fā)現(xiàn)缺陷或異常情況，但樣本大小符合本規(guī)范規(guī)定時(shí)，其結(jié)論為檢驗(yàn)批通過(guò)；分析中發(fā)現(xiàn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的拒收缺陷時(shí)，其結(jié)論為不合格，但結(jié)論中應(yīng)闡明缺陷的屬性；分析中僅發(fā)現(xiàn)異常情況時(shí)，其結(jié)論為可疑或可疑批，依據(jù)可疑點(diǎn)可繼續(xù)進(jìn)行DPA。

6 結(jié)語(yǔ)

破壞性物理分析技術(shù)是一種提高電子元器件可靠性的重要技術(shù)手段，在生產(chǎn)加工電子元器件的過(guò)程中使用該技術(shù)，能夠最大程度地把控和提高交付物的可靠性水平，在根本上減少交付物的質(zhì)量問(wèn)題，應(yīng)該在各領(lǐng)域積極使用。我國(guó)軍用航空裝備的信息化程度越來(lái)越高，將會(huì)對(duì)軍用航空電子元器件提出更高的選用要求，并對(duì)其質(zhì)量水平建立更高的門(mén)檻。我們需要不斷改進(jìn)破壞性物理分析的質(zhì)量管理方法，用更加高效的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)軍用航空電子元器件的選用控制，從而保證軍用航空產(chǎn)品的質(zhì)量。