航天多層瓷介電容器產(chǎn)品型譜管理研究

◎中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院物流中心 彭磊 陳朝杰 崔德勝 熊盛陽 林德健

隨著我國航天事業(yè)的不斷發(fā)展，中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院承研承制的航天型號數(shù)量不斷增多，研制周期越來越短，對物資質(zhì)量的要求越來越高。為集中優(yōu)勢資源，推進(jìn)“二次創(chuàng)業(yè)和市場化轉(zhuǎn)型”，中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院物流中心開展了航天型號產(chǎn)品化工作。元器件作為型號電子產(chǎn)品的基礎(chǔ)單元，其規(guī)范化的型譜管理是航天型號產(chǎn)品化工作順利開展的基礎(chǔ)保障。

筆者以航天多層瓷介電容器為研究對象，根據(jù)現(xiàn)階段產(chǎn)品特點(diǎn)和型號需求研究產(chǎn)品型譜，并實(shí)現(xiàn)工程推廣應(yīng)用，以期為其它元器件產(chǎn)品型譜管理工作提供參考依據(jù)。

一、型譜管理思路

隨著電容器研制技術(shù)的發(fā)展以及航天型號的高性能、小體積要求，多層瓷介電容器的規(guī)格不斷增加，相關(guān)詳細(xì)規(guī)范數(shù)量相應(yīng)增多，個性化訂貨需求越來越多，導(dǎo)致采購周期和成本逐漸上升，并出現(xiàn)詳細(xì)規(guī)范未經(jīng)用戶認(rèn)可，致使產(chǎn)品在整機(jī)生產(chǎn)階段失效的情況。為保證多層瓷介電容器可靠、及時供應(yīng)，急需開展基于用戶需求的多層瓷介電容器產(chǎn)品型譜管理研究。

多層瓷介電容器產(chǎn)品型譜管理的思路如下：

首先根據(jù)多層瓷介電容器的應(yīng)用現(xiàn)狀和型號需求進(jìn)行調(diào)研分析；

其次在分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合多層瓷介電容器的特點(diǎn)，從規(guī)格（包括電壓、特性、尺寸、容量等要素）和質(zhì)量等級兩方面進(jìn)行型譜設(shè)計(jì)，制定型譜方案；

第三依據(jù)型譜方案完成相應(yīng)詳細(xì)規(guī)范的編制，并落實(shí)技術(shù)條件；

第四對型譜產(chǎn)品實(shí)施鑒定檢驗(yàn)，并對型譜產(chǎn)品的使用可靠性和固有可靠性進(jìn)行評價；

第五是在評價后對型譜產(chǎn)品的技術(shù)狀態(tài)進(jìn)行固化，開展產(chǎn)品的設(shè)計(jì)定型工作；

最后利用元器件選用目錄平臺對設(shè)計(jì)定型后的型譜產(chǎn)品予以推廣應(yīng)用。

二、型譜管理的主要內(nèi)容

1．產(chǎn)品現(xiàn)狀及需求分析

航天多層瓷介電容器主要分為引線型和表貼型2 種，其質(zhì)量等級分為M/K、M、G+、G、J 級，根據(jù)質(zhì)量等級的不同又可細(xì)分為8種系列。

當(dāng)前，多層瓷介電容器產(chǎn)品管理存在的突出問題有以下兩個方面：一是由于型號需求的擴(kuò)展，同一質(zhì)量等級對應(yīng)多個詳細(xì)規(guī)范，對選用和訂貨的技術(shù)狀態(tài)管理造成困難；二是產(chǎn)品規(guī)格多，無法保證技術(shù)狀態(tài)唯一。

另外，高可靠、小型化、輕質(zhì)化是航天型號元器件的核心需求。對于多層瓷介電容器來說，其可靠性最直觀的表現(xiàn)為質(zhì)量等級，即高質(zhì)量等級多層瓷介電容器的介質(zhì)層要密且盡可能厚，而小型化和輕質(zhì)化要求多層瓷介電容器的電容量要盡可能大，即介質(zhì)層要盡可能薄。因此，高質(zhì)量等級與大容量需求的矛盾成為產(chǎn)品型譜管理工作中需要解決的最突出問題。

多層瓷介電容器以低電壓產(chǎn)品居多，當(dāng)前的產(chǎn)品體系中未包括中高壓產(chǎn)品，中高壓多層瓷介電容器發(fā)生失效的后果非常嚴(yán)重，甚至危及人員安全。因此，在產(chǎn)品型譜中應(yīng)增加對中高壓多層瓷介電容器的管理。

2．產(chǎn)品型譜設(shè)計(jì)

通過對多層瓷介電容器質(zhì)量等級的8 種系列進(jìn)行規(guī)格設(shè)計(jì)，以期解決多層瓷介電容器現(xiàn)狀和型號需求中存在的問題。

通過整合詳細(xì)規(guī)范、減少產(chǎn)品特性、設(shè)置多層次質(zhì)量等級的措施開展型譜設(shè)計(jì)，一是通過整合減少詳細(xì)規(guī)范的數(shù)量，以實(shí)現(xiàn)詳細(xì)規(guī)范、質(zhì)量等級和產(chǎn)品系列的唯一對應(yīng)；二是除特殊應(yīng)用需求外，單一產(chǎn)品系列規(guī)定一種特性，并選取最優(yōu)介質(zhì)材料，以保證產(chǎn)品的固有可靠性；三是規(guī)范質(zhì)量等級標(biāo)識，設(shè)置多層次質(zhì)量等級，通過質(zhì)量等級標(biāo)識國家軍用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品和企業(yè)軍用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品、有失效率等級產(chǎn)品和無失效率等級產(chǎn)品，以確保產(chǎn)品質(zhì)量等級與產(chǎn)品質(zhì)量控制的唯一對應(yīng)；四是制定中高壓多層瓷介電容器型譜，以滿足型號研制在中高壓范圍內(nèi)的電容器選用需求。

根據(jù)多層瓷介電容器存在的問題和型號需求建立多層瓷介電容器產(chǎn)品樹。由于航天產(chǎn)品可靠性是第一要素，因此將可靠性作為電容器產(chǎn)品樹構(gòu)建的基礎(chǔ)。在此原則下，將產(chǎn)品樹頂層產(chǎn)品設(shè)計(jì)為“多層瓷介電容器”，第一層按產(chǎn)品引出端型式分為“表貼型”和“引線型”，第二層按電壓型式分為“中高壓型”和“低壓型”，第三層按質(zhì)量等級劃分產(chǎn)品可靠性表征參數(shù)，以構(gòu)建底層產(chǎn)品，形成規(guī)范化產(chǎn)品。

3．編制詳細(xì)規(guī)范

由研究院組織相關(guān)單位按統(tǒng)一的模板編制型譜產(chǎn)品詳細(xì)規(guī)范，規(guī)范中至少應(yīng)包括范圍、引用文件、要求、質(zhì)量保證規(guī)定（含監(jiān)制驗(yàn)收）、交貨準(zhǔn)備、說明事項(xiàng)等內(nèi)容。

研究院設(shè)計(jì)師系統(tǒng)、元器件主管部門和電容器生產(chǎn)廠三方對已完成編制的詳細(xì)規(guī)范進(jìn)行審查，元器件可靠性中心負(fù)責(zé)將通過審查的詳細(xì)規(guī)范備案歸檔，電容器生產(chǎn)廠按已備案詳細(xì)規(guī)范開展生產(chǎn)。

4．實(shí)施產(chǎn)品鑒定檢驗(yàn)

電容器生產(chǎn)廠首次生產(chǎn)的型譜產(chǎn)品應(yīng)進(jìn)行鑒定檢驗(yàn)，檢驗(yàn)的依據(jù)遵循型譜詳細(xì)規(guī)范，由電容器生產(chǎn)廠提出鑒定檢驗(yàn)申請，元器件可靠性中心受理申請并組織實(shí)施鑒定檢驗(yàn)工作。鑒定檢驗(yàn)通過后出具雙方認(rèn)可的鑒定檢驗(yàn)報(bào)告；若鑒定檢驗(yàn)未通過，則需要開展失效分析并采取糾正措施，在元器件可靠性中心認(rèn)可措施有效后可開展二次鑒定檢驗(yàn)；如果仍不通過，則判定型譜產(chǎn)品鑒定檢驗(yàn)不合格。

5．產(chǎn)品設(shè)計(jì)定型

通過型譜產(chǎn)品鑒定檢驗(yàn)的電容器需開展產(chǎn)品設(shè)計(jì)定型，此項(xiàng)工作由電容器生產(chǎn)廠負(fù)責(zé)組織，元器件主管部門負(fù)責(zé)審查。

產(chǎn)品設(shè)計(jì)定型需要具備的基礎(chǔ)條件包括：一是產(chǎn)品研發(fā)、保障能力已達(dá)到產(chǎn)品批生產(chǎn)的要求；二是產(chǎn)品關(guān)鍵技術(shù)已全面解決，可以保證產(chǎn)品的批生產(chǎn)；三是已形成產(chǎn)品研制資料匯總，包括設(shè)計(jì)文件（設(shè)計(jì)圖紙、數(shù)據(jù)、仿真結(jié)果等）和工藝文件（圖紙、工藝流程卡、工藝卡、檢驗(yàn)卡等），文件內(nèi)容應(yīng)完整、準(zhǔn)確并具有可操作性，可指導(dǎo)批生產(chǎn)。

設(shè)計(jì)定型后，電容器生產(chǎn)廠不得隨意更改產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)，任何設(shè)計(jì)狀態(tài)的變化均應(yīng)通知元器件主管部門；已完成設(shè)計(jì)定型的多層瓷介電容器方可作為正式產(chǎn)品供貨。

6．產(chǎn)品推廣應(yīng)用

多層瓷介電容器型譜產(chǎn)品的主要推廣應(yīng)用平臺為《型號元器件選用目錄》，選用目錄為選用和采購多層瓷介電容器的基本依據(jù)。后續(xù)，物流中心應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)型譜產(chǎn)品推廣應(yīng)用平臺建設(shè)，編制基于《型號元器件選用目錄》的多層瓷介電容器選用指導(dǎo)手冊，并采用信息化手段實(shí)現(xiàn)推廣應(yīng)用。

對多層瓷介電容器產(chǎn)品型譜管理進(jìn)行研究，可為其它元器件開展型譜管理工作提供參考。下一階段，中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院物流中心將在元器件型譜基礎(chǔ)上開展元器件采購規(guī)范體系建設(shè)，實(shí)現(xiàn)無差異化選用，創(chuàng)新元器件管理模式，進(jìn)而提升元器件質(zhì)量保證技術(shù)水平?！?/p>