GB／T 41040-2021  宇航用商业现货（COTS）半导体器件 质量保证要求

5.2.1使用方工程特点及特殊要求

5.2.1.1工作可靠性

市政工艺、技术5.2.1.2空间环境

宇航任务涉及空间环境对是否对COTS器件有特殊要求。典型空间环境及其对COTS器件的 表1。

表1典型空间环境及其对COTS器件的风险

5.2.1.3 安全性

使用时，宜考虑和防范硬件木马等COTS器件安全性问题

5.2.1.4使用方可追溯性

5.2.2采购合同或协议

应在采购合同或协议中明示对供货方产品质量信

5.2.3供货方产品质量信息

5.2.3.1基础信息

在数据手册或详细规范中，供货方应给出COTS器件的基础信息，一般包括： a）质量等级； b）静电敏感度等级；

C）潮湿 古用）； d）引线/引出端的镀层材料或无铅化标注； e）力、热、电、光、抗辐射等特性指标； f）经历的质量保证试验项目和试验条件。

5.2.3.2产品或工艺变更

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宇航任务需评估和验证COTS器件产品或工艺变更是否影响其功能性。使用方宜在合 中依据JESD46或等效方法明确指出供货方需要通知的变更、通知的形式和要求

.2.3.4供货方可追溯性

供货方应可追溯贮存货运批的任何一只器件，通过生产线追溯码、封装周代码或器件/料盒/内仓 上的其他标识等来识别制造来源，如：晶圆批次组别、晶圆制造地点、封装地点、测试地点、日期码 码等

应识别COTS器件应用风险，结合5.3～5.6要求，确定评价试验、DPA、筛选试验、鉴定试验项目。 需考虑的主要风险包含但不限于： a） 供货方的质量状况； b） 器件是否采用已知禁限用工艺； c） 器件是否应用未经宇航任务验证的新技术； d） 同宇航任务或结构相似器件的使用经历： e 是否存在假冒翻新器件风险，如何进行识别； f 器件是否能够长期稳定供应，若有器件过时、停产对影响宇航任务的影响； g） 沿用已有系统设计时，器件是否存在技术状态更改现象，是否影响器件使用。 建议在使用方选用控制中，考虑宇航任务的成本、进度、技术先进性、辐射环境、材料、质量和可靠性 要求，明确选用COTS器件的必要性和为应对风险所必须开展的质量保证工作

在COTS器件没有足够宇航应用经历或采用未经宇航任务验证的新技术的情况下，应针对应用风 险，制定具体评价试验方案，获取抗辐射和可靠性数据，确定COTS器件满足宇航任务需求的能力。评 价试验可以按照结构相似性原则进行。评价试验一般包括： a）结构分析； 5 b）功能性能分析； c）抗辐射摸底试验； d）极限试验； e）寿命评估试验

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5.3.2结构相似性原则

档记录并履行实施一套经过相应工程评审的芯月

5.3.2.2工艺/晶圆制造

鉴定系列的器件应具有相同的关键工艺过程与木

5.3.2.3封装/组装

一般情况下，只要封装工艺技术一致，具有相同或较小引线数量的器件均可视为与某一评价试验 相似，宜按照当前设计最劣配置（如：最大芯片）开展。

5.3.3结构分析（CA

采用检验、试验分析等方法以及复核复算、仿真等手段，获取COTS器件的设计、工艺和材料等要 索，分析评价其功能性能满足性、固有可靠性状况、工艺质量能力、应用环境适应性、潜在危害等，具体要 求如下： a） 对首次选用的器件一般应进行CA； b 对3只5只典型样品进行CA； CA结论包含，适合宇航应用（可用），特定范围可用（限用），不适合宇航应用（禁用），进一步评 价，限用和进一步评价结论需： 1）对于限用结论，一般应明确产品的限用范围或者限制使用条件，在应用控制中予以注意； 2） 对于进一步评价结论，一般应提出相应的后续评价验证工作要求，根据评价验证结果综合 判断

5.3.4功能性能分析

按照宇航任务对不同条件下器件的特性应进行测试分析。必要时，判断参数一致性，并完善特性参 数失效判据

5.3.5抗辐照摸底试验

对不能确定其抗辐射能力的辐射敏感COTS器件，应进行抗辐射能力评估，包括抗辐射能力调研 分析，必要时，开展总剂量试验、单粒子试验、位移试验等，以证明COTS器件满足或超过宇航任务对抗 辐射保证的要求或需要使用中进行抗辐射加固

5.3.7寿命评估试验

对器件的工作寿命可靠性应进行评价

对器件的工作寿命可靠性应进行评价

5.4破坏性物理分析（DPA）

5.4破坏性物理分析（DPA

应按照器件具体封装、类型和宇航任务要求制定DPA方案，确定抽样数、试验项目、条件和判据，

一般每检验批抽样3只～5只

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DPA结论包含：合格、不合格。 合格则检验批质量保证结论为不合格，但当 DPA的可筛选项目出现不合格时，应对该批次进行 100%针对性筛选，筛选合格后可用

5.4.3DPA替代性试验

若同规格、批次器件进行过CA且结论可用，且CA已经覆盖DPA的试验项目，则可不再 DPA。

每检验批均应100%进行筛选试验

5.5.2筛选试验项且目和方法

筛选试验项目和方法要求如下： a）可按器件类型、封装形式，参照附录B、附录C确定试验等级，筛选试验的项目、方法和条件； b）对器件具有破坏性的试验项目不应列为筛选项目，筛选试验所施加的应力不能超过器件手册 规定的额定应力； c）老炼试验设计参照附录D进行

5.5.3筛选允许不合格品数（PDA）

筛选批次关键项目应设置PDA，参照附录B、附录C的试验等级1级3级进行选择。若不合 超过PDA，则检验批质量保证结论为不合格

5.5.4筛选替代性试验

替代性试验要求如下： a）若能证明在供应方已进行某项试验，且应力条件足够，可不重复进行； b）对于超大规模集成电路（VLSI)、混合电路和CCD，当电测试因测试程序或产品复杂性而不可 行时，可转移到使用步骤，如功能测试或编程阶段 若不进行器件级测试和老炼试验，使用单位应结合实际使用状态，进行针对性的板级或单机级 测试和老炼试验，并结合整机方案进行风险评估，采取相应质量保证措施

5.6.2鉴定试验样本、试验项目和方法

试验样本、试验项目和方法要求如下： a）应从筛选合格的同批次COTS器件中随机抽样规定数量器件，实施用于批接收的鉴定试验 b）应按器件类型，分析COTS器件已进行过的可靠性试验与宇航任务需求之间的差异，参 附录B、附录C的试验等级1级～3级进行选择，确定鉴定试验的项目和条件；

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c）鉴定试验所施加的应力一般不应超过器件手册规定的额定应力

5.6.3鉴定允许不合格品数（PDA

鉴定批次PDA为0。

5.6.4鉴定替代性试验

替代性试验要求如下： 若能证明同批次器件的某项试验项目或试验项目组合已在生产厂鉴定、批接收、质量一致性检 验等试验中进行，且应力条件足够，可不重复进行； 必要时，使用单位应结合实际使用状态，进行针对性的板级或单机级测试和寿命试验，并结合 整机方案进行风险控制，采取相应替代性质量保证措施

5.7质量保证结论确定

应根据分析筛选试验、鉴定试验的结果，以及评价试验中已获取的性能试验、可靠性数据，判 TS器件是否满足宇航任务应用需求，确定质量保证结论，并给出应用控制建议，

COTS器件质量保证及宇航任务使用过程中出现任何管理、技术的不符合问题，都应记录、上报、 建立不符合问题的闭环处理流程。如：COTS器件保证和使用过程中出现失效时，应按宇航任务 行失效分析，应给出器件失效的原因和性质，并开展技术归零工作

应采用余设计、热设计、容差 靠性设计方法，在宇航任务中适当应 TS器件，适当控制装联和使用过 环境过应力和器件失效传递的应力

COTS器件降额包括可靠性降额和功能降额： 可靠性降额主要针对工作条件进行降额，如温度、功率、电压、输出负载条件等； ）功能降额一般为工作频率，而不是典型功能，可依据生产厂的规定对所用功能进行限制。

用时，应按照抗辐射能力评价结果和宇航任务要求

附录A （资料性） COTS器件的试验等级和宇航任务应用 推荐的COTS器件的试验等级和其应用的典型宇航任务见表A.1

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附 录 A （资料性） COTS器件的试验等级和宇航任务应用

的COTS器件的试验等级和其应用的典型宇航任

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B.1典型密封集成电路的筛选和鉴定试验

B.1.1典型密封集成电路的筛选

典型密封集成电路筛选试验方法和要求见表B.1

典型密封集成电路筛选试验方法和要求见表B.1

附 录 B （资料性） 典型COTS器件筛选和鉴定试验（集成电路）

ICOTS器件筛选和鉴定试验（集成电路）

表B.1典型密封集成电路筛选试验方法和要求

注1：如果生产厂进行的试验条件不低于表中的规定，这些试验不必重复进行 注2：“V”表示该项试验应进行，“一”表示该项试验可不进行。

B.1.2典型密封集成电路的鉴定

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B.2典型密封集成电路的鉴定试验方法和要求

B.2典型非密封集成电路筛选和鉴定试验

B.2.1典型非密封集成电路筛选

型非密封集成电路筛选试验方法和要求见表B.3

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表B.3典型非密封集成电路筛选试验方法和要

注：“/”表示该项试验应进行，“一”表示该项试验可不进

B.2.2典型非密封集成电路的鉴定

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B.4典型非密封集成电路鉴定试验方法和要求

主1：所有的器件应从筛选批中选择 注2：32（0）表示样品数（允许不合格品数） 注3：“一”表示该项试验可不进行。

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典型密封分立器件筛选试验方法和要求见表C.1，鉴定试验方法和要求见表C.2

附 录 C （资料性） 典型COTS器件筛选和鉴定试验（密封分立器件）

排水管道标准规范范本表C.1典型密封分立器件筛选试验方法和要求

注2：“√"表示该项试验应进行，“一”表示该项试验可不进行

在生产厂规定的最高工作温度下老化，可能低于125℃ 按规定的室温、最高和最低温度下测试电参数和功能。 “计算所有高温反偏和功率老炼过程的失效。

表C.2典型密封分立器件鉴定试验方法和要求

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老炼试验是筛选试验的重要项目之一，目的是剔除早期失效，但是大多数COTS器件在出厂前未 行老炼试验，因此，需注意： a）在筛选试验中有色金属标准，老炼试验原则上宜对全部器件进行。 b）试验设计应考虑老炼有效性。器件老炼试验设计可参考JEP163的规定，建议包含： 1 原理框图设计，含试验偏置； 电路图和板图设计，明确需采用的外围元器件； 试验温度设计，如结温控制； 4） 仪器设备和连线图设计； 6 可编程逻辑器件工作状态设计，如采用典型功能； 7）在线监测设计，如器件的典型功能和参数。 ） 试验设计应考虑时间应力、温度应力和电应力等因素，并防止对器件造成损伤，如： 1）结温不能超过器件手册规定的绝对最大值； 2）避免电源或信号可能产生的瞬时大功率对器件的损坏； 3）采取充氮保护等措施，防止器件管脚氧化。 d） 老炼试验后电参数的漂移可能与器件的使用可靠性有关，应根据老炼试验后关键电参数的变 化情况判断是否满足使用要求 e）一般设计专用老炼试验板进行器件级老炼试验。如果器件的封装形式不适合，或封装复杂无 法实施时，可考虑采取板级老炼试验的方式；宇航任务允许时，可采用正样板状态进行板级老 炼试验：但应注意板级老炼试验并不能完全取代器件级老炼试验，存在老炼有效性风险

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