军用装备用压力传感器采用的元器件之质量等级

元器件的质量等级与其生产过程执行的规范是密不可分的，规范要求质量控制的严格程度，决定了元器件质量等级的高低。在大多数军工产品中采用国产元器件的质量等级分为：（七专）7905、（七专）8406、（七专）840611A（半导体分立器件）、（七专）补充技术协议、国军标（GJB）等五种。前四种可以认为是四种质量等级，而国军标由于参照采用了美国军用（MIL）标准，其质量等级的分类方法比较复杂，器件分为3～4个质量保证等级（简称质量等级）；元件分为有可靠性指标的和无可靠性指标的两类，对于有可靠性指标的元件可分为若干个失效率等级。国军标元器件的质量等级包括了：器件的质量保证等级和有可靠性指标元件的失效率等级，如表4-1所示。

表4-1 国军标元器件质量分级

进口元器件的质量分级更为复杂，考虑到较多的是采用美国军用元器件及部分欧洲空间局（ESA）元器件，所以简要介绍MIL和欧洲空间局空间元器件协调组（ESA/SCC）元器件质量分级的情况。美军标元器件的质量分级如表4-2所示。

表4-2 美军标元器件质量分级

从1994年6月美国宣布对军用标准实行改革以来，表4-2中涉及的美军标中，MIL-M-38510已并入MIL-I-38535，而且都已改成性能规范（规范代号的字母改为MIL-PRF-，以后的数字不变，如MIL-PRF-38535C），内容也有较大的变化，例如采用统计过程控制（SPC）技术后，原来军用规范规定要100%做的筛选项目，允许减少甚至可以全部免除。因此，在选择和采购元器件时，必须加以注意。

这里特别要对微电路（包括：半导体集成电路及混合集成电路）的质量等级作些说明，其中B级与S级是微电路的质量保证等级，此外凡符合MIL-STD-883《微电路试验方法和程序》1.2.1条规定的微电路，属于质量等级为883级的微电路。其特点是微电路生产单位声称已按总规范MIL-M-38510及相应的详细规范进行质量控制，但未进行认证。因此，具有不同信誉的微电路生产单位，电路的质量将有很大差别。从1995年5月14日开始MIL-M-38510并入MIL-PRF-38535后，已不生产B级、S级微电路，所以现在按MIL-M-38510采购的微电路，其质量等级大多数是883级，在883级微电路中，有些元器件供应商还根据对电路不同的质量控制，分为883B和883S，但其质量等级都不如B级有保证。

ESA/SCC元器件的质量分级较有规律，所有元器件都分为B、C两级，但在采购时还可选择不同的批验收试验（缩写LAT，相当质量一致性检验），由于LAT分为1、2、3类，所以ESA/SCC元器件可分为B1、B2、B3、C1、C2、C3六个质量等级。

用于电子设备可靠性预计的质量等级

当按GJB/Z 299或MIL-HDBK-217进行电子设备可靠性预计时，在该标准中列出了另一种质量等级与表4-1或表4-2列出的质量保证等级及失效率等级有一一对应的关系。由于质量保证等级及失效率等级有时也可简称为质量等级，所以两者很易混淆。但只有军用级元器件才有质量保证等级及失效率等级，而对于所有元器件都有进行可靠性预计的质量等级，这是两者是主要的差别。

现将GJB/Z 299B中所列的单片集成电路、混合集成电路、半导体分立器件、部分电阻器、电容器、继电器开关的质量等级以及相应的质量系数分别列于表4-3～表4-11、进口元器件质量等级对照表（MIL-HDBK-217FnoticeⅡ）列于表4-12～表4-14，以便分析比较。

用于可靠性预计的元器件质量等级，都对应着不同的质量系数πQ参见GJB299B，它反映了同类元器件不同质量等级的相对质量差异。例如表4-14中的S级微电路的工作失效率，较B级改善了4（1/0.25）倍；较883级改善了8（2/0.25）倍。

元器件两种质量等级的比较

对表4-1与表4-3～表4-14进行分析对比，可以得出GJB/Z299B规定用于可靠性预计国产元器件的质量等级与国军标产品规范规定的质量等级（包括：质量保证等级及失效率等级）的对应关系，如表4-15所示。特别应说明的是，就进口微电路而言而言，目前市场上的微电路种类繁多，生产厂家鱼目混珠，产品质量良莠难分，这给广大设计人员选择高质量的微电路带来了很大的困难。事实上，严格来说，微电路在质量方面是分为各种等级的。鉴于大多数微电路是美国的厂商设计和生产的，因此，我们将美国的微电路质量和可靠性等级作一介绍。

如前所述，微电路的质量和可靠性等级可分为下列三档：

第一档为建立了相应的军用规范（详细规范），并列入了“合格产品清单”QPL-38510中的军用级微电路。这一档产品是美国国防部为美国陆海空三军及航天项目推荐的高质量、高可靠的标准军用产品；

第二档为生产厂家按照“微电子器件试验方法”MIL-STD-883的要求进行过一系列试验和检验（包括100%筛选、质量一致性检验等）的“准高可靠”的“883级”器件；

第三档是由各个厂家自己认定的，没有经过高可靠性试验的一般产品。

通常我们在使用微电路时，经常将微电路按其使用范围为-55℃～+125℃的产品称为“军品”；将使用温度范围为-40℃～85℃的产品称为“工业品”；将0℃～70℃的产品称为民品，但必须注意，这种划分方法只是按照“使用温度范围”这一性能特性来分档的，这种划分方法没有将器件的质量、可靠性特考虑在内。也就是说，具有使用温度范围-55℃～125℃这一性能性的器件其失效率可能是非常高的，其质量特性可靠性最多相当于表4-14中的D级，其失效率是QPL-38510级的10倍。

严格来说，将符合军用温度范围（-55℃～+125℃）的产品称为“军品”是不正确的。在国外，“军品”的概念是指建立了相应的详细军用规范，并按该规范的要求进行生产且列入微电路合格产品目录QPL-38510中的产品。这种产品也称为JAN产品。“JAN”是美国政府为军用产品（元器件）注册的专利标记。

由表4-14可以看出，QPL的微电路较其它级别的产品具有很低的失效率。美国的有关军用规范规定：军用设备所使用的元器件原则上都要采用JAN产品，即军用元器件。究其原因是因为军用JAN微电路具有下列一些特性：

a. JAN元器件的生产厂商必须首先经过权威部门的合格认证，这就要求生产厂家必须制定并执行一项严格的产品保证计划；

b. JAN产品只能在认证合格的专用生产线上生产；

c. JAN产品进行并通过了一系列的性能和可靠性试验（其中包括100%筛选和质量一致性检验）；

d.生产过程得到了严格的控制。JAN产品的生产过程必须处于政府部门的严格控制之下，并要随时接受政府方面的检验；

e. JAN器件的生产和检验是按其详细的军用规范及联合其它通用规范进行的，因此使器件做到了标准化；

f.生产、筛选和试验只限于美国本土的合格生产厂商；

g.采用了专利标志和专用的军用型号命名法。

正是由于JAN产品的生产厂商得到了认证，生产、试验过程得到了严格的控制，因此使JAN产品的质量和可靠性得到了有效的保证。除了列入QPL中的JAN产品以外，其它级别的产品由于生产厂商并不需要经过认证，生产、检验过程也没有得到权威机构的控制，因此产品的质量随生产厂商控制措施的不同而不同，即产品的质量和可靠性是不稳定的，是没有保证的。正是由于这一原因，国外许多机构的优选元器件清单（PPL）中的优选元器件绝大多数是QPL中的产品（类似于XXX工程元器件优选目录）。

综合所述，各个级别元器件的主要差别是其失效等级有所不同，但不同级别的同一种器件在物理和功能上一般是可以互换的。为了保证设备的可靠性，最基本的方法就是要选择固有可靠性高的元器件。元器件的固有可靠性除了要考虑上述质量、可靠性等级外，生产厂商的信誉、技术的成熟程度及元器件的使用历史等都是选择固有可靠性高的元器件。元器件的固有可靠性除了要考虑上述质量、可靠性等级外，生产厂商的信誉、技术的成熟程度及元器件的使用历史等都是选择元器时应考虑的方面。本文源自泽天传感，转载请保留出处。