宇航用元器件热环境适应性评价方法，步骤如下：1：确定是否必须进行试验评价：根据元器件类别和应用要求等级确定是否必须进行热环境适应性验证试验；2：确定试验项目：对元器件的热敏感要素进行分析，综合分析后确定试验项目；3：确定试验应力水平：分析元器件在具体应用中所处的热环境应力水平，在此基础上确定试验应力水平；4：元器件热环境应用验证试验的实施；5：试验结果评价：根据确定的评价判据判断元器件在具体宇航产品中的适用性。本方法的优点有：评估试验更具合理性与针对性，可操作性强。
1.宇航用元器件热环境适应性评价方法，其特征在于：该方法具体步骤如下：步骤1：确定是否必须进行试验：根据元器件类别和应用要求等级确定是否必须进行热环境适应性验证试验；
步骤2：确定试验项目：对元器件的热敏感要素进行分析，综合分析后确定试验项目；
步骤3：确定试验应力水平：分析元器件在具体应用中所处的热环境应力水平，在此基础上确定试验应力水平；
步骤4：元器件热环境应用验证试验的实施：根据步骤2和3确定的试验项目和试验应力进行试验，试验为板级验证试验，其中元器件应处于正常工作状态，且试验过程中要求对元器件功能和壳温进行实时监控；试验样品要求为：经鉴定、筛选合格的元器件；
步骤5：试验结果评价：根据确定的评价判据判断元器件在具体宇航产品中的适用性；
其中，在步骤1中所述的元器件类别和应用等级见下列表1和表2；根据表1和表2的分类，再根据下列表3确定是否必须进行试验评估：表1宇航用元器件热环境适应性分类
其中，在步骤2中所述的热敏感要素见下列表4，根据表4确定试验项目的原则如下：（1）封装或基体材料、安装方式、电参数三项中只要有一项对于某类环境敏感程度为3，则这类环境相对应的试验是必须进行的；
（2）对于每一类热环境，若元器件材料、安装方式、电参数三部分对该类热环境的敏感程度之和大于或等于6，则相对应的试验项目必须进行；若元器件材料、安装方式、电参数三部分对该类热环境的敏感程度之和小于6，则对应的试验项目可不进行；
（3）鼓励根据具体元器件和应用环境的分析增加相关的试验项目；
其中，在步骤4中的板级验证试验所用的试验电路板为自行研制，要求试验板能提供元器件实际工作的电应力并方便实现板上元器件的功能测试；
其中，在步骤5中所述的元器件满足热环境适应性应用验证要求的评价判据为：试验过程中：元器件功能正常，壳温未超出设计允许范围；试验后元器件检测与试验前比较：性能参数变化规范允许范围内，外观、结构无变化，否则，认为该元器件不满足热环境适应性应用验证要求。
2.根据权利要求1所述的宇航用元器件热环境适应性评价方法，其特征在于：在步骤3中所述的元器件在具体应用中所处的热环境应力水平通过仿真分析或相似产品实测获得，该应力水平包括元器件工作环境中的极限高温和低温，在此极限高低温基础上增加10～
20℃的裕量即为试验温度应力的上下限；试验持续时间根据产品任务时间确定，试验电应力剖面与实际工作电应力剖面一致。
宇航用元器件热环境适应性评价方法
所属技术领域
[0001] 本发明涉及一种宇航用元器件热环境适应性评价方法，该方法主要基于试验验证，并提供了元器件宇航应用时其热环境适应性应用验证的具体试验方法，致力于保证元器件在宇航环境中的正确可靠应用，降低元器件在宇航环境中的应用风险，属于元器件可靠性工程技术领域。
背景技术
[0002] 目前工程实际中，宇航用元器件质量保证工作中的相关试验主要依据GJB548B-2005《微电子器件试验方法和程序》等标准进行。但传统元器件标准试验方法中对元器件往往采取相同的试验要求，对具体元器件类别和应用要求缺乏有效的针对性。实际工程中也不断出现已通过鉴定的元器件在装机使用过程仍然频繁失效的情况。
[0003] 另一方面，热是影响元器件乃至设备工作可靠性的重要因素，元器件的热环境主要包括两部分：外部热环境和自身通电工作产生的热量。而传统元器件级试验中，除老化、寿命试验外，其他试验中元器件均处于非工作状态即元器件处于不发热状态，这对于检验元器件在相应热环境下是否能可靠工作是存在不足的。因此，如何结合元器件及其应用要求的分析，对其宇航热环境适应性进行试验验证，进而判断元器件在宇航工程中的适用性，是宇航元器件可靠性工程中急需解决的问题。
发明内容
[0004] 本发明的目的是：提供一种可操作性强、针对具体应用的宇航元器件热环境适应性评价方法，以验证元器件在具体应用要求下的适用性。
[0005] 本发明的技术方案：
[0006] 本发明宇航用元器件热环境适应性评价方法，它基于元器件热敏感要素和应用要求的分析，建立宇航元器件热环境适应性评价试验方案，该方法具体步骤如下：
[0007] 步骤1：确定是否必须进行试验验证：根据元器件类别和应用要求等级确定是否必须进行热环境适应性验证试验；
[0008] 步骤2：确定试验项目：对元器件的热敏感要素进行分析，综合分析后确定试验项目；
[0009] 步骤3：确定试验应力水平：分析元器件在具体应用中所处的热环境应力水平，在此基础上确定试验应力水平；
[0010] 步骤4：元器件热环境应用验证试验的实施：根据步骤2和3确定的试验项目和试验应力进行试验，试验为板级验证试验，其中元器件应处于正常工作状态，且试验过程中要求对元器件功能和壳温进行实时监控；试验样品要求为：经鉴定、筛选合格的元器件，数量为2～5个；
[0011] 步骤5：试验结果评价：根据确定的评价判据判断元器件在具体宇航产品中的适用性。
[0012] 其中，在步骤1中所述的元器件类别和应用等级见下列表1和表2。根据表1和表2的分类，再根据下列表3确定是否必须进行试验评价。
[0013] 表1宇航元器件热环境适应性分类
[0014]
[0015]
[0016] 表2宇航元器件应用等级分类
[0017]
[0018] 表3宇航元器件热环境适应性评价矩阵
[0019]
[0020]
[0021] 其中，在步骤2中所述的热敏感要素见下列表4。根据表4确定试验项目的原则如下：
[0022] (1)封装或基体材料、安装方式、电参数三项中只要有一项对于某类环境敏感程度为3，则这类环境相对应的试验是必须进行的；
[0023] (2)对于每一类热环境，若元器件材料、安装方式、电参数三部分对该类热环境的敏感程度之和大于或等于6，则相对应的试验项目必须进行；若元器件材料、安装方式、电参数三部分对该类热环境的敏感程度之和小于6，则对应的试验项目可不进行；
[0024] (3)鼓励根据具体元器件和应用环境的分析增加相关的试验项目。
[0025] 表4宇航元器件热环境适应性敏感要素
[0026]
[0027]
[0028] 其中，在步骤3中所述的元器件在具体应用中所处的热环境应力水平可以通过仿真分析获得，也可以是相似产品的实测结果，主要指元器件工作环境中的极限高温和低温，在此极限高低温基础上增加10～20℃的裕量即为试验温度应力的上下限；试验持续时间根据产品任务时间确定，试验电应力剖面与实际工作电应力剖面一致。
[0029] 其中，在步骤4中所述的试验板为自行研制，要求试验板能提供元器件实际工作的电应力并方便实现板上元器件的功能测试。
[0030] 试验设备、操作等要求可参考GJB548B-2005《微电子器件试验方法和程序》和GJB1027A-2005《运载器、上面级和航天器试验要求》中元器件和组件相关试验的要求。且试验前后须对元器件的电性能、外观、机械性能进行检测。
[0031] 其中，在步骤5中所述的元器件满足热环境适应性应用验证要求的评价判据为：试验过程中：元器件功能正常，壳温未超出设计允许范围；试验后元器件检测(与试验前比较)：性能参数变化规范允许范围内，外观、结构无变化。否则，认为该元器件不满足热环境适应性应用验证要求。
[0032] 本发明提供了一种基于元器件自身属性和应用要求分析的宇航用元器件热环境适应性评价方法，其优点主要有：
[0033] (1)评价试验基于具体的元器件属性和应用要求的分析，更具合理性与针对性；
[0034] (2)节约工程成本：提供了元器件热环境适应性和应用要求分类，对于部分热不敏感器件或应用环境良好的器件，可不进行热环境适应性试验评价；
[0035] (3)可操作性强：对元器件热环境适应性和应用要求进行分类，以确定是否必须进行试验，提出了元器件对三类热环境敏感程度以确定试验项目。
附图说明
[0036] 图1为本发明所述方法之流程框图
具体实施方式
[0037] 下面结合具体的实施案例，对本发明所述的宇航用元器件热环境适应性评价方法，即基于元器件自身属性和应用要求分析的宇航用元器件热环境适应性评价方法进行详细说明。
[0038] 案例：应用于航天器的DC/DC转换器
[0039] 本发明以应用于航天器的DC/DC转换器为例，说明基于元器件自身属性和应用要求分析的宇航用元器件热环境适应性评价方法。
[0040] DC/DC转换器及其应用要求如下：
[0041] (1)DC/DC转换器：厚膜工艺、金属引线封装，工作功耗预计为5W；
[0042] (2)应用要求：5年以上工作寿命、非关重件，经过仿真分析其寿命周期内环境温度范围为-10℃～95℃，应用于航天器中。
[0043] 本发明宇航用元器件热环境适应性评价方法，见图1所示，该方法具体步骤如下：
[0044] 步骤1：确定是否进行试验验证：根据表1的分类情况，该电路属I类器件。再根据表2的规定，应用等级为2级。最后根据表3的规定，确定该DC/DC转换器必须进行热环境适应性试验评价。
[0045] 步骤2：确定试验项目：根据表4确定DC/DC转换器对三类热环境敏感程度——稳态温度：3(金属)、1(引线)、3(电参数)；温度循环：3(金属)、2(引线)、1(电参数)；热真空：3(金属)、2(引线)、1(电参数)。根据步骤2中确定试验项目的原则(1)和(2)均能确定稳态温度(包括高、低温)、温度循环、热真空这三项试验必须进行。
[0046] 步骤3：确定试验应力水平：在仿真分析结果-10℃～95℃的基础上增加15℃的裕量得到试验的温度范围：-25℃～110℃。而产品任务寿命为5年以上，时间较长，结合工程经验以及相关标准(GJB548B-2005中试验项目稳态寿命、温度循环，GJB1027A-2005中组件的热真空试验)确定试验应力水平如下：
[0047] 低温：-25℃，1000小时，工作电应力；
[0048] 高温：110℃，1000小时，工作电应力；
[0049] 温度循环：-25℃～110℃，至少20次，工作电应力；
[0050] 热真空：-25℃～110℃，至少10次，工作电应力，试验压力≤6.65×10-3Pa。
[0051] 步骤4：元器件热环境应用验证试验的实施：按照步骤3确定的试验应力，试验的主要步骤如下(相关试验设备及操作要求参考GJB548B-2005中试验项目稳态寿命、温度循环，GJB1027A-2005中组件的热真空试验)：
[0052] (1)开发相应的试验板，要求能提供元器件实际工作的电应力并方便实现板上元器件的功能测试。
[0053] (2)在二筛合格产品中抽样选取试验样品(3个)。
[0054] (3)试验前检测：对元器件进行电性能和外观检测，并记录数据。
[0055] (4)器件模拟实际安装状态在试验板上安装。
[0056] (5)低温试验：-25℃，1000小时，工作电应力，实时监控电路功能与表面壳温。
[0057] (6)高温试验：110℃，1000小时，工作电应力，实时监控电路功能与表面壳温。
[0058] (7)温度循环：-25℃～110℃，至少20次，工作电应力，实时监控电路功能与表面壳温。
[0059] (8)热真空：-25℃～110℃，至少10次，工作电应力，试验压力≤6.65×10-3Pa，实时监控电路功能与表面壳温。
[0060] (9)试验结束后，从试验板上取下元器件并对元器件电性能、外观进行检测，记录数据。
[0061] 步骤5：试验结果评价：按照评价判据对电路在相应宇航产品中的热环境适应性进行评价。
