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航空航天元器件的选择

美军用电子元器件相关标准

参考文献：

GJB5714-2006 外购器材质量监督要求

GJB546B-2011 电子元器件质量保证大纲

GJB3404-1998 电子元器件选用管理要求

GJB4027A-2006 军用电子元器件破坏性物理分析方法

GJB/Z35-1993 元器件降额准则使用

GJB/Z299-2006 电子设备可靠性预计手册

GJB548B-2005 微电子器件试验方法和程序

GJB2438A-2002 混合集成电路通用规范

GJB/Z299C-2006 电子设备可靠性预计手册

MIL-STD-883G（2006版）美军用微电路检测方法标准

MIL-PRF-38535J（2010版）美军用集成电路制造规范

MIL-PRF-38534G （2009版）美军用混合集成电路制造规范

MIL-HDBK-217F 美军用电子设备可靠性预计手册

附：关于筛选试验的有关原则规定

水库闸门1 范围：本指导性技术文件所提供的元器件失效率数据仅适用于在正常工作条件下工作的电子设备可靠性预计；凡过应力使用，超过基本失效率表所列值的任何外推（如超过规定的温度范围，或电应力比大于1或等于0）都是无效的。（摘自GJB548B-2005）

一、引言

自上世纪90年代起，世界军事装备开始了一场新的变革，变革的主要特点是将机械化军事形态转变成信息化军事形态，军队实现信息化，信息化装备逐渐主宰战场。近年来，在美国发动的多次局部战争中，信息化装备在战场决策、指挥控制、空天一体、精确打击完成

作战使命方面显示了巨大的军事优势。军用电子元器件是信息化武器装备的核心部件和基本单元，在实现信息装备的作战功能方面具有关键性作用。当前，我国武器装备更新换代，许多新研信息化装备进入批量生产阶段，因此，军用元器件的选用、使用管理在装备研制过程中非常重要，应引起高度重视。

二、概述

我国军用电子元器件标准在七十年代实行“七专”技术条件（专人、专机、专料、专批、专检、专技、专卡），八十年代开始GJB军用标准的编制，现已基本完成了覆盖主要军用电子元器件门类的国家军用标准、行业军用标准和企业军用标准的制定，许多新型装备已安装和使用了国产军用电子元器件。由于一些原因，进口元器件，主要是美军用电子元器件还在使用。进口电子元器件失效分析统计数据证明，约有50%的失效元器件是元器件本身的故障，另有50%的是使用（选择、管理）不当造成。由于进口器件在装备中的重要性、种类的复杂性、采购渠道的不确定性，极有必要对进口器件的选用、使用管理进行严格的控制。

本文依据美军用微电路（IC集成电路）的相关标准，结合GJB标准相关条款进行讨论，以

期加强对军用电子元器件使用的关注。

军用分立元器件（二极管、三极管、电容、电阻等）大部已国产化，满足国军标的要求，不另展开，有特殊要求的分立器件可参阅厂家资料。

三、元器件质量等级

元器件质量等级定义：元器件装机使用之前，按产品执行标准或供需双方的技术协议，在制造、检验及筛选过程中其质量的控制等级（GJB548B）。

1.电子元器件分类

电子元器件可分为元件和器件两大类：

a）元件类：电气元件、机电元件等；

b）器件类：半导体器件(分立器件、集成电路)、真空电子器件、光电器件等。

表1为电子元器件的基本分类。

表1 电子元器件基本分类表

2.电子元器件军用标准

军用电子元器件的制造、封装、检测、筛选都有相应的规范和标准，供相关人员选用。军标使

用的顺序关系为：产品标准与基础标准相抵触时，以产品标准为准；产品详细规范与产品通用（总）规范相抵触时，以产品详细规范为准；当详细规范与合同（技术协议）不一致时，以合同协议为准。

2.1 国军标。我国军用电子元器件标准（GJB）是参照美军标（MIL）建立的，包括规范、标准、指导性技术文件三种形式。表2为电子元器件国军标的几个主要总规范，表3为电子元器件国军标方法标准。更多的总规范（规范）、标准、技术要求，可查阅相关资料。

表2 电子元器件国军标总规范

序号	国军标代号	国军标名称	质量等级（低→高）	等效采用的美军标
1	GJB 33A-97	半导体分立器件总规范	JP（普军级）、JT（特军级）、JCT（超特军级）JY（宇航级）	MIL-S-19500
2	GJB 597A-96	半导体集成电路总规范	B1级（883级）、B级（高可靠级）、S级（宇航级）	MIL-M-38510 MIL-PRF-38535
3	GJB2438A-2002	混合集成电路总规范	H1级、H级、K级	MIL-PRF-38534
4	GJB 63B-2001	有可靠性指标的固体电解质钽电容器总规范	L（亚五级）、M（五级）、P（六级）、R（七级）、S（八级）	MIL-C-39003
5	GJB 65B-99	有可靠性指标的电磁继电器总规范	L（亚五级）、M（五级）、P（六级）、R（七级）、S（八级）	MIL-R-39016

注：总规范指对器件功能性能技术指标、质量等级、外壳尺寸、封装形式、应用范围的总体要求，具体的制造流程、工艺方案、原材料、设备、试验筛选方法由相关军标、企标支撑，如表3（国军标）、表4（美军标）所列标准。美军所公布的元器件总规范、方法标准，多限于B-1级（如MIL-STD-883、MIL-PRF-38534、MIL-C-38535等），宇航级元器件在总规范MIL-M-38510（该标准自2000年后与38534、38535合并使用）有要求，但未看到相应相关美军标支撑文件。国内航天单位需要宇航级器件时，一是对于非关键部位采用B-1级替代（需加大筛选程度，但过严过应力筛选，会损伤器件寿命），二是冒险采购（上海阮敏强等）。

表3 电子元器件国军标方法标准

序号	国军标编号	国军标名称	等效采用的美军标编号
1	GJB 128A-97	半导体分立器件试验方法	MIL-STD-750H
2	GJB 360A-96	电子及电气元件试验方法	蚕豆脱皮机MIL-STD-202F
3	GJB 548B-2005	微电子器件试验方法和程序	MIL-STD-883
4	GJB 1217-91	电连接器试验方法	MIL-STD-1344A
5	GJB 3157-98	半导分立器件失效分析方法和程序	无相应的美军标准
6	GJB 3233-98	半导体集成电路失效分析程序和方法	无相应的美军标准
7	GJB 4027A-2006	军用电子元器件破坏性物理分析方法	MIL-STD-1580A

表3标准基本涵盖了所有的电子器件，适用范围包括：

a）单片数字集成电路：TTL、ASTTL、ALSTTL数字电路，NMOS、CMOS、PMOS等蓝宝石、多晶硅、单晶硅等MOS电路，PLA、PAL、PLD、FPGA可编程逻辑器件，单片模拟电路，微处理器、微控制器，SRAM、DRAM、PR0M、EPROM、FLASH、FIFO存贮器，以及MMIC微波单片集成电路

b）混合集成电路：A/D、D/A转换器、电源模块，放大器、图像视频器等。

2.2 美军标

美电子元器件军用标准（MIL）分为军用规范、军用标准、军用手册、军用标准图纸和合格产品（QPL）表与合格生产线表（QML）等。美军用电子元器件标准被认为是世界上最先进最完善的标准。

表4为美军用电子元器件方法标准，表5为美半导体单片集成电路质量等级，表6 为美混合集成电路质量等级。

表4 美军用电子元器件方法标准

亚克力抽奖箱

序号	元器件类别	美军标	质量等级(低→高)
1	半导体分立器件	MIL-S-19500	JAN(普军级)、JANTX(特军级)、JANTXV(超特军级)、JANS(宇航级)
2	半导体集成电路	MIL-M-38510 MIL-PRF-38535	B-1级（883级）、B级、S级
3	混合集成电路	MIL-PRF-38534	H1级、H级、K级
4	有可靠性指标的元件	相应的元件总规范	S、R、P、M
	丙烷脱氢制丙烯

注1：表中所列美军用标准如有更新，以最新发布为准。

表5 美半导体单片集成电路质量等级

质量等级	等级说明	等级标识	级别	质量系数 πQ
S	符合美军用集成电路制造总规范，且列入美军用电子产品QPL目录或QML目录，并备有标准军用图纸号或详细规范号的宇航级产品。	JM38510 JANV、JANS	高可靠	0.25
S-1	与S级合并			0.25
B	符合美军用集成电路制造总规范，且列入美军用电子产品QPL目录或QML目录，并备有标准军用图纸号或详细规范号的高可靠军级产品。			1.0
B-1	符合美军用集成电路制造总规范，完全按照美MIL-STD-883标准1.2.1节的所有要求进行筛选，且列入美军用电子产品QPL\QML目录，并备有标准军用图纸号的非塑料封装的其他质量等级的产品。	DESC（5962-……) 883级标识	准高可靠	2
B-2	符合美军用集成电路制造总规范，且列入美军用电子产品QML目录，并备有标准军用图纸号的塑料封装的产品。制造商按照军用微电路试验方法标准中相关规定要求组织生产的非军级产品。工作温度范围达到-55℃-125℃或覆盖此范围的更宽温度范围的产品。针织加工	无质量等级标识相关字符标明军用温度级（军级的降级）	低可靠	2.5
B-3	按照美军用集成电路制造总规范、军用微电路试验方法标准中的试验要求进行筛选的C-1级产品。			4
D	按制造商规定的生产和试验流程制造和试验的工业级产品。工作温度范围：-45℃～85℃。	工业级		＞6
C-1	按照制造商规定的生产和试验流程制造和试验的工业级产品。工业级产品为符合下列质量要求的产品： a）已经采取了保证元器件设计和制造工艺质量步骤； b）具备有效的反馈和纠正措施大纲，能够很快确定并解决制造及现场出现的问题； c）采购规范必须明确重要的性能（电性能、机械性能、热性能和环境性能）及其可接受的批控制质量水平（例如：AQLs、DPMs等）； d）产品及产品制造商必须认证并且标明在合格清单中； e）生产批有足够的AQLs/DPMs，保证产品质量一致性。
C-2	其他民用或未知筛选等级的产品。工作温度范围：0℃～70℃。	民用商业级		＞10

注1：QPL（Qualified Parts Listing）电子元器件合格产品目录；

QML（Qualified Manufacturer Listing)电子元器件合格制造商目录。

注2：质量系数πQ，不同质量等级对元器件工作失效率影响的调整系数，也可称为器件的质量等级。

注2：表中所列πQ，是等级大类系数，具体电子器件的质量系数可从GJB/Z299C-2006或MIL-HDBK-217F查到。

表6 美混合集成电路质量等级

等级	等级说明	等级标识	可靠级别	质量系数 πQ
S	符合美军用混合集成电路制造总规范，且列入美军用电子产品QML目录，并备有标准军用图纸号的宇航级产品。	JM38510	高可靠	0.25
B	符合美军用混合集成电路制造总规范，且列入美军用QML目录，并备有标准军用图纸号的高可靠军级产品。	JM38510	高可靠	1
B-1	符合美军用混合集成电路制造总规范，完全按照美MIL-STD-883标准1.2.1节的所有要求进行筛选，且列入美军用QML目录，但备有的军用图纸号后缀中没有质量等级标记的产品。	手上下DESC（5962-……) 883等级	准高可靠	2
B-2	制造商按照美军用微电路试验方法标准中相关规定要求组织生产的非军级产品。工作温度范围达到-55℃-125℃或覆盖此范围的更宽温度范围的产品。	无质量等级标识相关字符标明军用温度级（军级的降级）	低可靠	2.5
B-3（D）	符合美军用混合集成电路制造总规范，属军级的降级，且工作温度范围一般为-40℃-85℃或者更宽的产品。符合美军用混合集成电路制造总规范，但在宇航级、军级、军级的降级三个等级的基础上增加特别规定和要求的产品。	工业筛选级产品		3
D	按照制造商规定的生产和试验流程制造和试验的工业级产品。工作温度范围：-45℃～85℃	工业级产品		≥6
C	其他民用或未知筛选等级的产品。工作温度范围：0℃～70℃。	民用商业级		≥10

注：注释同表5。

2.2.1美电连接器质量等级（增补）

美军用标准	等级说明	等级标识	可靠级别	质量系数 πQ
MIL-C-24308	完全按照MIL24308军用规范采购的矩形电连接器	型号上标有S	宇航级
MIL-C-24308	完全按照MIL24308军用规范采购的矩形电连接器	型号上有J或M	军用级
MIL-C-38999	完全按照MIL38999军用规范采购的圆形电连接器	型号上标有S	宇航级
MIL-C-38999	完全按照MIL38999军用规范采购的圆形电连接器	型号上有J或M	军用级
MIL-DIL-32139	完全按照MIL32139军用规范采购的矩形（纳型）电连接器	型号上标有S？	宇航级
MIL-DIL-32139	完全按照MIL32139军用规范采购的矩形（纳型）电连接器	型号上有J或M	军用级
	完全按照商用识别图纸采购的电连接器	仅有品牌号	商业级
	其他民用或未知筛选等级的电连接器	仅有品牌号	无级别

2.3 美军用微电路的标识

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