軍用傳感器電子元器件失效等級與保證等級
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,即失效率等級和產(chǎn)品保證等級。前者用于大多數(shù)(并非全部)電子元件可靠性水平的評定,后者則用來評價(jià)電子器件(包括部分電子元件)的可靠性保證水平。
元件的失效率等級
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的四個等級。惟須注意的是只有10-5/h才做定級鑒定,高于它的等級則利用已鑒定定級的10-5/h等級后的延長試驗(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?!坝锌煽啃灾笜?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)布了國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1772-79《電子元器件失效率試驗(yàn)方法》,對有可靠性指標(biāo)(ER)的軍用元件,規(guī)定了失效率等級,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)布了國家軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB2649-96,該國家軍標(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,兩者的失效率等級代號很易混淆,現(xiàn)將這兩個標(biāo)準(zhǔn)失效率等級的分類及代號同時(shí)列于表失效率等級。
失效率等級名稱 | 失效率等級代號 | 最大失效率 (1/h或1/10次) | |
GB/T 1772-79 | GJB 2649-96 | ||
亞五級 | Y | L | 3×10-5 |
五級 | W | M | 10-5 |
六級 | L | P | 10-6 |
七級 | Q | R | 10-7 |
八級 | B | S | 10-8 |
九級 | J | - | 10-9 |
十級 | S | - | 10-10 |
產(chǎn)品保證等級
作為另一種表征方式的產(chǎn)品保證等級,則與失效率等級表征方式有較大不同。其一是產(chǎn)品保證等級沒有直觀的量化數(shù)值,其二是不同產(chǎn)品保證等級有不同的保證要求。采用產(chǎn)品保證等級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)品保證等級為JP(普軍級)、JT(特軍級)、JCT(超特軍級)。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,實(shí)際上產(chǎn)品保證等級為一級——J(軍級);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)品保證等級為宇航級。
事實(shí)上,具有確定產(chǎn)品保證等級的器件(或元件),當(dāng)然存在有與該等級相應(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)分析有兩個來源,一個是生產(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(10-6/h)及其以上的元件,和按規(guī)定有產(chǎn)品保證等級的規(guī)范供貨的B級及其以上(對于微電路)和JANJX級及其以上(對半導(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,對不同產(chǎn)品保證等級規(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。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范只包括一個等級或只包括一個且屬較低等級時(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,因?yàn)榈燃墐H用來區(qū)別表示兩個或兩個以上的等級。
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(S級集成電路,JANS級半導(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。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,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。本文源自澤天傳感,轉(zhuǎn)載請保留出處。
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