浅谈航天多芯片组件生产过程中的质量管理

摘 要：本文从航天多芯片组件生产的特点谈起，提出了航天多芯片组件质量管理的三个需求，并针对具体需求结合生产实践提出了航天多芯片组件质量管理的要点和措施，对航天多芯片组件生产的质量管理有一定的借鉴意义。

关键词：航天多芯片组件；质量管理

多芯片组件（后文简称组件）的生产方式是直接将裸露的集成电路芯片安装在多层高密度互联衬底上。在这种生产方式下，芯片之间距离很近，可以有效减少布线和互连中所产生的串扰噪声、信号延迟、电容/电感耦合等问题。这种组装方式多用于50兆赫以上的高性能产品。由于组件这些优点，组件被越来越多的运用于新能指标性能要求极高的航天产品当中。在实际生产当中航天组件的生产一般具有以下特点：（1）生产数量有限，需要的成品时间严格固定；（2）由于组装涉及到芯片、器件较多且多委托外协生产，生产过程不确定因素多；（3）装配过程专用设备多，需自制的工具工装多，设计生产过程交叉，组织的难度大，生产信息难以收集和跟踪。针对这些特点，必须采用行之有效的质量管理措施以保障组件的质量，减少归零。

1 航天多芯片组件质量管理的特点

作为航天组件生产过程的重要环节，质量管理尤为重要。不同于地面产品，航天产品对质量管理有着更高的要求，主要体现在以下几个方面：

1）生产过程中的不确定性导致的质量问题较多。航天组件涉及的原材料种类多，加工和装配工艺复杂，往往存在设计与生产过程交叉，各种不确定因素都会造成质量问题，所以需要对产品生产全过程进行质量管控；

2）航天组件生产涉及的外协外购件较多。随着航天产品任务量的增加及新技术的应用，外包外协的范围在不断扩展，且多为高精密的芯片和严格筛选的电子元器件，组件的研制和生产需要涉及到多个部门多个厂商的协作和配合，由于外协的周期较长，而航天产品成品交付的周期固定。这要求组件的质量管理需加强对外协外包过程中的风险预判和风险管控；

2 航天组件质量管理的要求

2.1 针对不同类型产品的质量管理

航天组件的生产模式主要有新产品的试制和成熟产品的批产。在两种不同的模式下质量管理的流程和侧重点也各不相同。在新产品试制时，由于组件的数量少，不确定因素多，状态不稳定，质量管理一方面要需要通过来料检验（IQC）保证组件微组装使用电子器件、芯片等外协元器件质量可靠性及性能一致性，并一方面确保稳定的工艺流程，尽量减少制造过程中的不确定性，实现组件性能的同时不断优化组件质量。在成熟产品批产时，由于组件生产数量大，状态稳定，质量管理的重点在生产过程的控制上，目标提高成品率。可以实施的提升质量的措施包括：人员的标准作业，全员设备管理（TPM），关键芯片电子器材耗材IQC，关键工艺环节监控，净化厂房环境实时监测等。

2.2 全面质量管控

对组件产品实施全面质量管控，主要有以下措施：

2.2.1关注过程质量控制

质量管理的流程编制需要符合产品特性，通过合理的流程来进行组件的过程质量控制。梳理生产流程中的检验点进行生产过程检验，包括重点检验点，强制性检验点，自检以及互检点。这就要求工艺技术人员和技能人员对生产过程中质量要求的各类测试点（例如洁净厂房的洁净度指标、防静电要求、热台温度、辅料状态等）进行确认，明确关键质量控制点，针对不同的检检验点，记录并产生生产过程文件。

2.2.2加强针对性的培训

组件生产涉及到各类专业人员的密切合作，包括技能人员、工艺技术人员、物料人员、计划人员等，需要对不同人员进行针对性的培训。对于技能人员，必须了解航天生产规范，具备航天生产资质，着重培养发现问题和描述问题的能力；工艺技术人员需要掌握一定的统计分析工具，以便具体分析和归类总结生产过程中的问题，对可能出现的异常情况进行预估消除质量隐患；对于物料员要对航天物料的管理要求和标准进行培训。同时也需要根据产品自身的设计、工艺特点进行生产前的集中培训。

2.2.3明确质量奖惩制度

在生产任务开始之前，必须制定行之有效的奖惩制度，目的是强调质量管理流程和规章的严肃性。对于没有违反流程和规章的人员进行首次提醒，同种问题反复出现则要进行严格处罚。对于严格执行流程和规章的人员，要公开奖励，对提出合理化建议的人员也应该予以奖励。

2.3 关注外协外购件的质量策划

针对内部质量流程无法管控的外协外购件应提前进行质量策划。对同一类型的外协外购件应将供方控制在23家。供方需要满足GJB9001B中对质量管理体系的通用要求，除此之外，产品的质量保证大纲也是供方准入的重点检查项目。对于合格供方应根据最新的质量标准定期进行复检。

将质量工作的重心前移，在产品策划，市场调研阶段就开始介入，选择满足质量要求的供方并进行考察；在产品样机阶段通过后，对供方产品研制水平、产能水平和质量保证能力进行认证，将产品的质量管理要求作为合同的一部分予以明确，作为供方供货的依据。在产品设计和市场过程中要加强与供方的沟通，定期传递质量要求，为单元由采购部门牵头定期召开供方质量会议，任务双方建立起质量信息传递机制，针对供方的需求开展质量培训等等。

由于航天组件单个成本高，返修难度大，有严格的返修次数控制，所以在企业内部实施IQC（来料品质检验）对于航天组件的生产十分重要，对采购来的壳体、芯片、电子器件进行品质确认和查核，在供应商送货时通过抽样方式进行检查，并最后做出判断该产品是接受还是退换。IQC是产品生产前的第一个品控关卡，防止不合格品进入制造过程，减少质量损失。

此外，可以对供方采取经济杠杆的控制措施： 一方面对通过量化评价，明确实施规则，对评价优秀的供方通过优先选用，优先付款，提高预付款等措施进行奖励；另一方面可以将质量保证金纳入合同当中，将外協外购产品质量问题所导致产品质量损失等费用纳入质量保证金的范畴。

3 结语

航天组件在突破和掌握关键技术，进入试验和生产阶段后，最核心的工作就是保证组件质量。航天组件质量管理的提升需要通过全面质量管控，对外协外购件严格的质量控制和策划来逐步实现。只有通过严格的质量管理才能保证产品的交期较少不必要的成本。

作者简介：李泽涛（1982），男，博士研究生，工程师，研究方向主要为工业工程，运营管理。