航天多层瓷介电容器产品型谱管理研究

◎中国运载火箭技术研究院物流中心 彭磊 陈朝杰 崔德胜 熊盛阳 林德健

随着我国航天事业的不断发展，中国运载火箭技术研究院承研承制的航天型号数量不断增多，研制周期越来越短，对物资质量的要求越来越高。为集中优势资源，推进“二次创业和市场化转型”，中国运载火箭技术研究院物流中心开展了航天型号产品化工作。元器件作为型号电子产品的基础单元，其规范化的型谱管理是航天型号产品化工作顺利开展的基础保障。

笔者以航天多层瓷介电容器为研究对象，根据现阶段产品特点和型号需求研究产品型谱，并实现工程推广应用，以期为其它元器件产品型谱管理工作提供参考依据。

一、型谱管理思路

随着电容器研制技术的发展以及航天型号的高性能、小体积要求，多层瓷介电容器的规格不断增加，相关详细规范数量相应增多，个性化订货需求越来越多，导致采购周期和成本逐渐上升，并出现详细规范未经用户认可，致使产品在整机生产阶段失效的情况。为保证多层瓷介电容器可靠、及时供应，急需开展基于用户需求的多层瓷介电容器产品型谱管理研究。

多层瓷介电容器产品型谱管理的思路如下：

首先根据多层瓷介电容器的应用现状和型号需求进行调研分析；

其次在分析的基础上，结合多层瓷介电容器的特点，从规格（包括电压、特性、尺寸、容量等要素）和质量等级两方面进行型谱设计，制定型谱方案；

第三依据型谱方案完成相应详细规范的编制，并落实技术条件；

第四对型谱产品实施鉴定检验，并对型谱产品的使用可靠性和固有可靠性进行评价；

第五是在评价后对型谱产品的技术状态进行固化，开展产品的设计定型工作；

最后利用元器件选用目录平台对设计定型后的型谱产品予以推广应用。

二、型谱管理的主要内容

1．产品现状及需求分析

航天多层瓷介电容器主要分为引线型和表贴型2 种，其质量等级分为M/K、M、G+、G、J 级，根据质量等级的不同又可细分为8种系列。

当前，多层瓷介电容器产品管理存在的突出问题有以下两个方面：一是由于型号需求的扩展，同一质量等级对应多个详细规范，对选用和订货的技术状态管理造成困难；二是产品规格多，无法保证技术状态唯一。

另外，高可靠、小型化、轻质化是航天型号元器件的核心需求。对于多层瓷介电容器来说，其可靠性最直观的表现为质量等级，即高质量等级多层瓷介电容器的介质层要密且尽可能厚，而小型化和轻质化要求多层瓷介电容器的电容量要尽可能大，即介质层要尽可能薄。因此，高质量等级与大容量需求的矛盾成为产品型谱管理工作中需要解决的最突出问题。

多层瓷介电容器以低电压产品居多，当前的产品体系中未包括中高压产品，中高压多层瓷介电容器发生失效的后果非常严重，甚至危及人员安全。因此，在产品型谱中应增加对中高压多层瓷介电容器的管理。

2．产品型谱设计

通过对多层瓷介电容器质量等级的8 种系列进行规格设计，以期解决多层瓷介电容器现状和型号需求中存在的问题。

通过整合详细规范、减少产品特性、设置多层次质量等级的措施开展型谱设计，一是通过整合减少详细规范的数量，以实现详细规范、质量等级和产品系列的唯一对应；二是除特殊应用需求外，单一产品系列规定一种特性，并选取最优介质材料，以保证产品的固有可靠性；三是规范质量等级标识，设置多层次质量等级，通过质量等级标识国家军用标准产品和企业军用标准产品、有失效率等级产品和无失效率等级产品，以确保产品质量等级与产品质量控制的唯一对应；四是制定中高压多层瓷介电容器型谱，以满足型号研制在中高压范围内的电容器选用需求。

根据多层瓷介电容器存在的问题和型号需求建立多层瓷介电容器产品树。由于航天产品可靠性是第一要素，因此将可靠性作为电容器产品树构建的基础。在此原则下，将产品树顶层产品设计为“多层瓷介电容器”，第一层按产品引出端型式分为“表贴型”和“引线型”，第二层按电压型式分为“中高压型”和“低压型”，第三层按质量等级划分产品可靠性表征参数，以构建底层产品，形成规范化产品。

3．编制详细规范

由研究院组织相关单位按统一的模板编制型谱产品详细规范，规范中至少应包括范围、引用文件、要求、质量保证规定（含监制验收）、交货准备、说明事项等内容。

研究院设计师系统、元器件主管部门和电容器生产厂三方对已完成编制的详细规范进行审查，元器件可靠性中心负责将通过审查的详细规范备案归档，电容器生产厂按已备案详细规范开展生产。

4．实施产品鉴定检验

电容器生产厂首次生产的型谱产品应进行鉴定检验，检验的依据遵循型谱详细规范，由电容器生产厂提出鉴定检验申请，元器件可靠性中心受理申请并组织实施鉴定检验工作。鉴定检验通过后出具双方认可的鉴定检验报告；若鉴定检验未通过，则需要开展失效分析并采取纠正措施，在元器件可靠性中心认可措施有效后可开展二次鉴定检验；如果仍不通过，则判定型谱产品鉴定检验不合格。

5．产品设计定型

通过型谱产品鉴定检验的电容器需开展产品设计定型，此项工作由电容器生产厂负责组织，元器件主管部门负责审查。

产品设计定型需要具备的基础条件包括：一是产品研发、保障能力已达到产品批生产的要求；二是产品关键技术已全面解决，可以保证产品的批生产；三是已形成产品研制资料汇总，包括设计文件（设计图纸、数据、仿真结果等）和工艺文件（图纸、工艺流程卡、工艺卡、检验卡等），文件内容应完整、准确并具有可操作性，可指导批生产。

设计定型后，电容器生产厂不得随意更改产品技术状态，任何设计状态的变化均应通知元器件主管部门；已完成设计定型的多层瓷介电容器方可作为正式产品供货。

6．产品推广应用

多层瓷介电容器型谱产品的主要推广应用平台为《型号元器件选用目录》，选用目录为选用和采购多层瓷介电容器的基本依据。后续，物流中心应进一步加强型谱产品推广应用平台建设，编制基于《型号元器件选用目录》的多层瓷介电容器选用指导手册，并采用信息化手段实现推广应用。

对多层瓷介电容器产品型谱管理进行研究，可为其它元器件开展型谱管理工作提供参考。下一阶段，中国运载火箭技术研究院物流中心将在元器件型谱基础上开展元器件采购规范体系建设，实现无差异化选用，创新元器件管理模式，进而提升元器件质量保证技术水平。▲