GB/T 41041-2021 宇航禁限用元器件控制要求（正式版）

ICS49.060宇航禁限用元器件控制要求國家市場監(jiān)督管理總局國家標準化管理委員會I 1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術語、定義和縮略語 13.1術語和定義 1 4.1基本原則 14.2元器件技術委員會 24.3元器件禁限用清單 2 25.1元器件研制需求分析 25.2設計制造 25.3選用 35.4應用驗證 45.5質(zhì)量保證 46宇航禁限用元器件清單管理 46.1識別原則 46.2識別來源 46.3禁限用元器件清單編制 56.4禁限用元器件清單評審 56.5禁限用元器件清單發(fā)布 56.6禁限用元器件清單更新 5附錄A(資料性)宇航禁限用元器件清單示例 6 6 6ⅢGB/T41041—2021本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由全國宇航技術及其應用標準化技術委員會(SAC/TC425)提出并歸口。本文件起草單位：中國空間技術研究院。1GB/T41041—2021宇航禁限用元器件控制要求1范圍應用驗證以及質(zhì)量保證等各階段的禁限用控制要求。本文件適用于宇航裝備研制過程中對宇航禁限用元器件的控制。2規(guī)范性引用文件僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T29074宇航元器件鑒定要求本文件沒有需要界定的術語和定義。下列縮略語適用于本文件。BGA:球柵陣列(BallGrideArray)LCCC:無引線陶瓷片式載體(LeadlessCeramicChipCarrier)PCB:印刷電路板(PrintedCircuitBoard)SiP:系統(tǒng)級封裝(SysteminPackage)TO:晶體管封裝(TransisitorOutline)4一般要求4.1基本原則元器件禁限用控制要求的基本原則如下：b)禁限用要求與元器件的具體應用環(huán)境密切相關，在判定元器件禁限用前應結合應用環(huán)境進行充分分析；d)經(jīng)分析為限用元器件，控制原則應為在特定條件或者范圍內(nèi)，經(jīng)充分驗證并通過批準后可2GB/T41041—2021照技術狀態(tài)更改程序進行控制；已選用限用元器件的宇航產(chǎn)品，應對產(chǎn)品質(zhì)量狀態(tài)進行驗證，驗證合格后方可應用于宇航裝備飛行試驗或交付；元器件禁限用控制要求的元器件技術委員會要求如下：a)元器件使用單位應成立元器件技術委員會，負責本單位禁限用元器件的技術狀態(tài)控制；b)負責對用于本單位關鍵或核心部位的宇航限用元器件選用和風險控制措施進行最高技術決策。元器件禁限用控制要求的元器件禁限用清單要求如下：a)元器件禁限用清單是宇航裝備研制各階段實施元器件禁限用控制的技術依據(jù)；b)各單位應建立元器件禁限用清單指導生產(chǎn)；5詳細要求5.1元器件研制需求分析元器件禁限用控制要求的元器件研制需求分析一般可從以下方面開展。a)元器件研制單位應建立元器件需求定義文件，對宇航應用環(huán)境可能對元器件設計制造的禁限b)元器件研制單位應至少進行以下方面的宇航禁限用需求分析工作，并形成書面文件：2)元器件工作壽命及可靠性要求；3)元器件所處位置的散熱方式；4)元器件所處位置的力學特征；5)元器件的裝聯(lián)方式和工藝；6)涉及載人航天器有人環(huán)境下對有毒有害物質(zhì)的要求；7)元器件的貯存環(huán)境和貯存周期；8)元器件的包裝和轉(zhuǎn)運要求等。2)對宇航限用風險進行評估，并形成風險評估報告。元器件禁限用控制要求的設計制造一般可從以下方面開展：3GB/T41041—2021a)用于宇航裝備的元器件應優(yōu)先采用氣密封結構；b)元器件設計制造單位應建立元器件禁限用清單，指導設計制造；c)元器件設計應確保5.1各項需求結果落實；進行充分的測試和驗證，并提供數(shù)據(jù)；和工藝設計；g)對于混合集成電路或SiP等元器件，應重點關注內(nèi)部芯片或元器件的選擇、安裝方式、安全間距等方面；h)制造單位應建立元器件禁限用清單，指導設計制造；i)除非有特殊要求，否則用于宇航裝備的元器件制造過程中不應返工。5.3選用元器件使用單位在選用限用元器件前應根據(jù)元器件相關可靠性數(shù)據(jù)并結合具體使用狀態(tài)及風險承5.3.2禁用元器件選用審查元器件使用單位在宇航裝備方案設計和初樣研制階段應組織進行本單位元器件選用審查，識別出5.3.3禁用元器件審查意見落實元器件禁限用控制要求的禁用元器件審查意見落實如下：a)元器件技術委員會應對選用禁用元器件的改型提供技術支持；b)元器件使用單位在宇航裝備方案設計或初樣研制階段應進行元器件狀態(tài)檢查，對禁用元器件的改型意見落實情況進行匯總和確認。元器件使用單位在宇航裝備方案設計和初樣研制階段組織應進行本單位元器件選用審查，對選用5.3.5限用元器件申報和審批元器件禁限用控制要求的限用元器件申報和審批如下：a)元器件使用單位應對使用的限用元器件向元器件技術委員會進行申報，明確限用元器件使用情況和采取的針對性措施；b)元器件技術委員會應對使用的限用元器件進行技術把關，結合元器件質(zhì)量保證經(jīng)驗和型號使5.3.6限用元器件審批意見落實元器件禁限用控制要求的限用元器件審批意見落實如下：4GB/T41041—2021b)元器件使用單位應在方案設計或初樣階段進行限用元器件過程確認，對限用元器件的審批和意見落實情況進行匯總和確認；c)元器件技術委員會應在型號研制過程中對本單位使用的限用元器件開展復核復審工作，重點元器件禁限用控制要求的應用驗證如下。以評價元器件的研制成熟度并指導選用，按照GB/T29074執(zhí)行。評價工作一般包括以下航應用的潛在失效模式和薄弱環(huán)節(jié)進行暴露。應用成熟度或宇航產(chǎn)品可用性并指導選用。5.5質(zhì)量保證質(zhì)量保證機構依據(jù)元器件使用單位采購技術協(xié)議或合同要求，對擬用于宇航裝備的元器件是否存6宇航禁限用元器件清單管理宇航禁限用元器件清單管理的識別原則如下：b)可靠性可疑元器件；d)存在機械應力敏感、耐溫等級低等不滿足航天器高可靠要求的元器件。宇航禁限用元器件清單管理的識別來源如下：a)元器件生產(chǎn)制造、評價與驗證過程中發(fā)現(xiàn)符合禁限用元器件識別原則的元器件；b)元器件使用過程中(如失效分析)發(fā)現(xiàn)符合禁限用元器件識別原則的元器件；5GB/T41041—2021c)經(jīng)國內(nèi)外宇航機構或元器件研制單位等公開發(fā)表的禁限用元器件的相關信息。6.3禁限用元器件清單編制各單位應負責跟蹤國內(nèi)外元器件研制單位、宇航機構等發(fā)布的元器件禁限用信息，收集元器件使用中的禁限用信息，編制禁限用元器件清單并征集各方意見。常見宇航禁限用元器件清單見附錄A。6.4禁限用元器件清單評審宇航禁限用元器件清單編制部門應組織對禁限用元器件清單進行評審。6.5禁限用元器件清單發(fā)布6.6禁限用元器件清單更新禁限用元器件清單應結合實際情況進行動態(tài)更新。6(資料性)宇航禁限用元器件清單示例A.1通用示例禁限用元器件通用示例如下。a)內(nèi)部采用低溫焊料的元器件，其粘接合金的熔化溫度不滿足宇航應用的最終安裝使用條件，外界的環(huán)境應力可能會導致內(nèi)部粘接合金的熔化，從而導致芯片或內(nèi)部元件脫落。因此，內(nèi)部焊接用焊料溫度低于安裝使用條件的元器件禁止使用。b)鎘、鋅材料在真空下存在升華問題，材料的升華容易造成污染和不同電位之間的絕緣降低問題。因此，采用純鎘、鋅作為引線和外表面鍍層的元器件禁止使用。c)純錫(鉛質(zhì)量分數(shù)小于3%)材料會生長錫須，錫須易導致金屬多余物短路等問題，對設備危害巨大。因此，內(nèi)部空腔使用純錫的元器件禁止使用，純錫、錫鈰合金作為引線和外表面鍍層的元器件限制使用。d)由于無鈍化層保護，芯片易吸附雜質(zhì)，導致半導體芯片電性能異常。因此，有源區(qū)未鈍化的半導體芯片禁止使用。e)在非剛性引線的內(nèi)鍍層化學鍍鎳，化學鍍鎳性脆，彎折應力易使鍍鎳層脫落，導致多余物短路等問題。因此，非剛性引線內(nèi)鍍層采用化學鍍鎳工藝的元器件禁止使用。f)鍺半導體器件極限結溫較低。因此，鍺半導體器件禁止使用。g)在鍍金層上使用鉛錫焊料，焊接過程中金與錫會形成金屬間化合物，導致純鉛的析出，純鉛容易生長鉛須，鉛須容易造成絕緣下降或短路。因此，內(nèi)部存在鉛質(zhì)量分數(shù)>50%的鉛錫焊料與金直接焊接工藝的元器件限制使用。h)金鋁鍵合在長期使用和貯存后，金和鋁之間會生成一系列金屬間化合物，這些化合物的導電性能差，高溫下金向鋁中迅速擴散，造成鍵合點附近出現(xiàn)空洞，導致鍵合點出現(xiàn)高阻或者開路失效，貯存可靠性差。因此，芯片鍵合區(qū)采用金屬材料不同的鍵合工藝的元器件限制使用。康和安全性考慮，在針對此類器件開展選用或者質(zhì)量保證的過程中，注意人身安全。j)梁式引線結構元器件抗機械應力性能差。因此，梁式引線結構元器件限制使用。k)由于塑封料材料的吸潮特性，可能會出現(xiàn)塑封料和引線框架、芯片間的分層或電裝加熱過程中A.2詳細示例A.2.1集成電路集成電路詳細示例如下。a)器件內(nèi)部干燥劑有產(chǎn)生釋氣和造成腐蝕的可能性，可能導致器件參數(shù)退化。因此，內(nèi)部使用存在釋氣現(xiàn)象的干燥劑的集成電路禁止使用。b)大尺寸LCCC器件封裝與FR-4印制板存在熱失配問題，在FR-4印制板上直接焊裝易發(fā)生焊點疲勞開裂失效。因此，最大邊長大于11.68mm的LCCC封裝器件限制使用。7GB/T41041—2021c)密封元器件內(nèi)部使用有機/聚合材料用于非芯片安裝的粘接、導熱、保形加固等用途的，限制使用。A.2.2半導體分立器件半導體分立器件詳細示例如下。燥劑的半導體分立器件禁止使用。c)非冶金鍵合二極管由于觸點與芯片為機械接觸形式，在復雜的環(huán)境應力下可能會出現(xiàn)接觸不d)玻璃殼表貼二極管在FR-4印制板上安裝時，在三防涂覆后易受應力作用導致開裂。因此，玻璃殼表貼二極管限制使用。e)密封元器件內(nèi)部使用有機/聚合材料用于非芯片安裝的粘接、導熱、保形加固等用途的，限制使用。A.2.3電阻器電阻器詳細示例如下。a)空心電阻器在低氣壓下會出現(xiàn)輝光放電問題。因此，空心電阻器禁止使用。b)表面保護涂層未全部覆蓋金屬薄膜的陶瓷基體薄膜固定電阻器禁止使用。阻膜厚度低于35nm的片式電阻器禁止使用。d)碳膜電阻器禁止使用。f)錫焊熔點低，受熱熔化后造成電阻器開路。因此，內(nèi)部采用錫焊工藝的功率線繞電阻器禁止使用。i)可調(diào)電阻器在復雜的環(huán)境應力下可能會出現(xiàn)意外的不穩(wěn)定或變化。因此可調(diào)節(jié)電阻器限制使用。電容器詳細示例如下。a)電極材料為銀的瓷介電容器禁止使用。b)長寬比較大，細長的結構強度較低，容易斷裂。因此，長寬比大于2:1且外形尺寸大于1206的片式瓷介電容器禁止使用。c)額定電壓25V,電介質(zhì)厚度小于7μm;額定電壓50V,電介質(zhì)厚度小于10μm;額定電壓8GB/T41041—2021d)可調(diào)電容器在復雜的環(huán)境應力下可能會出現(xiàn)意外的不穩(wěn)定或變化。因此，手工調(diào)節(jié)元器件限e)銀外殼電容器易發(fā)生銀離子遷移，造成電容器短路失效。因此，銀外殼非固體鉭電容器限制使用。A.2.5電連接器b)鍍鎘或者鍍鋅連接器禁止使用。c)連接器及接觸件采用純錫鍍層的電連接器禁止使用。e)通過彈性插針與PCB采用壓配互聯(lián)的板間連接器，電連接器通過插針根部彈性結構，以壓配