Guestions of development of a standard program of certified tests of electric radio products of foreign manufacture applied in domestic spacecrafts of long functioning

Full Text

Существенное технологическое отставание в оте- эксплуатации преобладают неисправности, связанные чественном производстве электрорадиоизделий выну- с отказами ЭРИ, поэтому вопросы обеспечения и подило предприятия, занимающиеся изготовлением со- вышения надежности применяемой ЭКБ, принимают временных и перспективных отечественных космиче- первостепенное значение [1; 2]. ских аппаратов (КА) со сроками активного существо- БА современных КА комплектуется электроравания (САС) 15 и более лет использовать ЭРИ ИП. диоизделиями отечественного и иностранного произ- Анализ эксплуатационной надежности ряда со- водства. Изготавливаемые отечественные ЭРИ ОП временных отечественных КА показал, что на этапе отличаются ограниченной номенклатурой и такими 122 Авиационная и ракетно-космическая техника техническими показателями, которые не позволяют в полной мере реализовать требуемые эксплуатационно-технические и массо-габаритные характеристики БА КА, например, обеспечить требуемые точность, радиационную стойкость, минимальную наработку на отказ и сложные схемотехнические решения. В связи с этим, при разработке БА применяются ЭРИ ИП. Доля импортной микроэлектроники в аппаратуре преобладает и зависит от типа и назначения КА. Например, в КА коммерческого назначения она достигает 80 % [4]. При создании таких КА необходимо применение соответствующей методологии обеспечения надежности КА и составных частей [3], что неразрывно связано с целым комплексом проблем по их сертификации [4]: - отсутствием типовой программы проведения сертификационных испытаний ЭРИ ИП уровня качества Military и Space; - отсутствием типовой программы проведения отбраковочных испытаний ЭРИ ИП уровня качества Industrial; - проблемой рационализации объемов сертификационных испытаний. Рассмотрим основные проблемы разработки типовой программы проведения сертификационных испытаний ЭРИ ИП уровня качества Military и Space. Для начала на примере интегральных микросхем рассмотрим вопрос об определении уровней качества Military и Space. Общая спецификация на монолитные интегральные микросхемы определяет следующие классы: M, N, Q, V, B, S, T [5]. Стоит отметить, что уровень качества (согласно MIL-PRF-38535) определяется исходя из объема пройденных испытаний. Наибольший объем испытаний проходят классы Q и V. Под объемом испытаний понимается количество видов отработочных испытаний и их режимы. Если сравнить уровни качества Q и V, то можно сделать вывод, что ЭРИ ИП уровня качества V проходят наибольший объем испытаний. Уровень V, таким образом, будем условно обозначать как уровень качества Space, а уровень Q будем условно обозначать как уровень качества Military. Приведем объемы отбраковочных и квалификационных испытаний, а также их сравнение с требованиями отечественной документации (табл. 1, 2) [5; 6]. Таблица 1 Объем отбраковочных испытаний по MIL-PRF-38535 и по ОСТ В 11 0398-2000 Объем отбраковочных испытаний по MIL-PRF-38535 Объем отбраковочных испытаний по ОСТ В 11 0398-2000 Electrostatic Discharge Sensitivity (ESD) (Чувствительность к разряду статического электричества) Отсутствует* Wafer acceptance (Приемка пластин) Отсутствует Internal visual (Внутренний визуальный контроль) Имеется Temperature cycling (Термоциклирование) Отсутствует Constant acceleration (Линейное ускорение) Имеется Serialization (Сериализация) Отсутствует Interim (pre burn-in) electrical parameters (Измерение электрических параметров перед ЭТТ) Имеется Burn-in test (ЭТТ) Имеется Interim (post burn-in) electrical parameters (Измерение электрических параметров после ЭТТ) Имеется Percent Defective Allowable (PDA) calculation (Подсчет процента микросхем, пришедших в негодность после ЭТТ) Отсутствует Final electrical test (Измерение электрических параметров) Имеется Seal (Тест на герметичность в гелиевой среде и в барокамере) Имеется External visual (Визуальная проверка внешнего вида) Имеется * Имеется в объеме квалификационных испытаний по ОСТ В 11 0398-2000. Таблица 2 Объем квалификационных испытаний по MIL-PRF-38535 и по ОСТ В 11 0398-2000 Вид группы Объем квалификационных испытаний по MIL-PRF-38535 Объем квалификационных испытаний по ОСТ В 11 0398-2000 Group A (Группа А) Electrical tests. (Электрические испытания) Имеется Group B (Группа Б) Resistance to solvents (На стойкость к растворителям) Отсутствует Bond strength (Испытание выводов на воздействие растягивающей силы) Имеется Die shear test or stud pull (Испытание на сдвиг кристалла или испытание на прочность выводов) Имеется Solderability (Стойкость к пайке) Имеется Group C (Группа В) Steady-state life test (Испытание на долговечность) Имеется Group D (Группа Г) Physical dimensions (Физические размеры) Имеется Lead integrity (Целостность выводов) Имеется 123 Вестник СибГАУ. № 1(47). 2013 Окончание табл. 2 Вид группы Объем квалификационных испытаний по MIL-PRF-38535 Объем квалификационных испытаний по ОСТ В 11 0398-2000 Group D (Группа Г) Seal (Тест на герметичность в гелиевой среде и в барокамере) Имеется Thermal shock (Термоудар) Отсутствует Temperature cycling (Термоциклирование) Имеется Moisture resistance (Стойкость к влаге) Имеется Seal (Тест на герметичность в гелиевой среде и в барокамере) Имеется Visual (Визуальная проверка внешнего вида) Имеется Shock (Удар одиночного действия) Имеется Vibration, variable frequency (Вибрация) Имеется Acceleration (Линейное ускорение) Имеется Seal (Тест на герметичность в гелиевой среде и в барокамере) Имеется Visual examination (Визуальная проверка внешнего вида) Имеется Salt atmosphere (На воздействие соляного тумана) Имеется Seal (Тест на герметичность в гелиевой среде и в барокамере) Имеется Visual (Визуальная проверка внешнего вида) Имеется Internal water vapor (Наличие паров воды в подкорпусном пространстве) Имеется Adhesion of lead finish (Целостность покрытия выводов) Отсутствует Lid torque (Герметичность) Отсутствует Согласно данным табл. 1, 2 можно сделать следующие выводы. 1. В объеме отбраковочных испытаний, регламентированных отечественной НТД, отсутствуют: - Electrostatic Discharge Sensitivity (ESD) (Чувствительность к разряду статического электричества); - Temperature cycling (Термоциклирование); - Percent Defective Allowable (PDA) calculation (Подсчет процента микросхем, пришедших в негодность после ЭТТ). 2. В объеме квалификационных испытаний отсутствуют: - Resistance to solvents (Испытаний на стойкость к растворителям); - Thermal shock (Термоудар); - Adhesion of lead finish (Испытание на целостность покрытия выводов); - Lid torque (Испытание на герметичность). Важно отметить тот факт, что в табл. 1, 2 не отображены требования, которые отсутствуют в MIL-PRF-38535, но присутствуют в отечественной документации. В настоящее время формируется два подхода к проведению сертификационных испытаний: - по определению уровня качества; - по определению объема испытаний. В первом подходе подразумевается, что наличие сертификата изготовителя достаточно для определения уровня качества. Такой подход приводит к упрощению СИ, но это идет в ущерб надежности КА, и не исключает применение контрафактных ЭРИ ИП. При втором подходе подразумевается, что необходимо тщательно изучать объем и методы проведения испытаний ЭРИ ИП на этапе изготовления и прохождения квалификации. Второй подход можно считать предпочтительнее по нескольким причинам, в частности: - позволяет выявить отличия в методах проведения испытаний в зарубежной документации; - позволяет определить состав проведения испытаний ЭРИ ИП на этапе изготовления и квалификации. - позволяет сравнить требования, предъявляемые к ЭРИ отечественной НТД; - позволяет установить возможность применения ЭРИ ИП без проведения дополнительных испытаний на территории РФ; - позволяет проводить контроль за ЭРИ ИП, например, прослеживать номер пластины, на которой были проведены испытания. Разумеется, отсутствие, какого либо испытания в зарубежной документации не означает, что требование к данному виду испытания можно не предъявлять по причине его отсутствия. В данном случае есть два пути: - проведение испытаний; - признание данного испытания пройденным, если были проведены испытания в процессе изготовления и квалификации ЭРИ ИП, которые косвенно могут подтвердить выполнение требований к ЭРИ ИП. В данном случае, необходимо принятие технически обоснованных решений, опираясь на отечественную нормативную документацию. Таким образом, можно сделать вывод, что при разработке типовой программы сертификационных испытаний необходимо руководствоваться подходом в виде тщательного анализа объемов и методов проведения испытаний ЭРИ ИП, позволяющим исключить использование контрафактных ЭРИ ИП, а также ЭРИ ИП низкого уровня качества. В свою очередь, это приведет к обеспечению качества партий ЭРИ ИП и, следовательно, к обеспечению надежности БА КА длительного функционирования.

About the authors

R. A. Matyushev

Email: mroman@iss-reshetnev.ru

V. Yu. Patraev

Email: mroman@iss-reshetnev.ru

References

Supplementary files