УП Технология РЭС и ЭВС 2006_, страница 4

На точечные и точностные контрольные диаграммынаносятся три линии, соответствующие номинальному Ny, верхнему yв инижнему yн значениям контролируемого параметра, заданным в ТУ на аппаратуру.На точечных диаграммах (рис.2.1,а) по оси ординат отложены индивидуальные или средние по пробам значения исследуемого параметра. Черезкрайние точки в пределах пробы проводят верхнюю и нижнюю линии, а между ними – среднюю линию, по которой судят приближённо о поведенииТП во времени. Изменение размаха варьирования от пробы к пробе позволяет грубо судить об изменении рассеивания по времени.На точностных диаграммах по оси ординат откладывают средниеарифметические значения параметра, среднеквадратические отклонения икрайние значения в пробе. Направление полученных таким образом полос(рис.2.1,б) позволяет с большей надёжностью, чем в случае точечной диаграммы, судить о стабильности.Решение о необходимости регулирования принимается при достижениизначений контролируемого параметра некоторых контрольных уровней yвк иyнк (рис.2.1,б), которые сигнализируют о нестабильности ТП.

Для исключения появления брака необходимо, чтобыyв > увк , унк > ун .Минимальное или среднее значения временного интервала между двумя разладками характеризуют стабильность процесса.Контрольные уровни устанавливаются из соотношенийувк = N y + tyнк = N y − t20σnσn;,где σ2 – заданная дисперсия; t – коэффициент, характеризующий уровеньдоверительной вероятности (устанавливается в зависимости от степени «жёсткости» контроля и может принимать значение t0,0027 = 3, t0,01 = 2,576,t0,05 = 1,96).а)б)Рис.2.1. Контрольные диаграммы для оценки стабильности ТП:а – точечные; б - точностные21Но все же суждения, основанные на точечных и точностных диаграммах, остаются довольно грубыми, так как эмпирические характеристики(средние и дисперсии) подвержены случайными колебаниями.Более определённое суждение об изменении центра и параметра рассеивания можно сделать по диаграмме доверительных интервалов, где поосям ординат отложены средние по пробам и отрезки (рис.2.2), равные эмпирическим средним квадратическим отклонениям.Рис.

2.2. Диаграммы доверительных интерваловКроме того, на диаграмму наносятся доверительные границы для центра и для среднего квадратического отклонения. В тех точках, где смежныедоверительные интервалы не перекрываются, можно с достаточным основанием судить о наличии изменения центра настройки или рассеивания а, следовательно, о стабильности ТП.Методика исследования точности ТП1. Получив с вариантом задания число n и измерив контролируемыйпараметр изделия, вычислив Sy в соответствии с п.2, определить погрешность оценки.2. Закон распределения (поле рассеивания) погрешности определяетсяна основе статистического анализа и построения гистограмм распределения.22Для статистического анализа используется персональная ЭВМ в диалоговом режиме:2.1.

Вводится массив экспериментальных данных и формируется гистограмма.2.2. Рассчитывается среднее значение и среднеквадратическое отклонение контролируемого параметра у и Sy.2.3.αi =Рассчитываетсяy − Nyδ TУкоэффициентотносительнойасимметрии.Необходимость учета величины αi определяется с помощью критерияСтьюдента:y − Ny ≤tσn,где t – коэффициент, характеризующий уровень доверительной вероятностиоценки (обычно t=3).Соблюдение критерия Стьюдента позволяет считать αi = 0.2.4. Рассчитывается коэффициент относительного рассеиванияki =3S yδ TУ.Учет величины ki ведется на основании критерия Фишера:Θ ≤ F,где Θ – расчетное значение, вычисляемое по формулеΘ=S y2σ2при S y2 > σ 2 ,F – граничное распределение критерия Фишера, которое задается преподавателем исходя из правил определения в зависимости от степеней свободы,например из [1].

При удовлетворении критерия Фишера ki=1.3. Вероятность попадания показателя качества в пределы допуска рассчитывается по формуле23⎡⎛ y в − Ν yP( y н < y < y в ) = Φ ⎢⎜⎜σ⎢⎣⎝⎞⎛ 1 − α i⎟⎜⎟⎜ k⎠⎝ i⎡⎛ y н − Ν y⎞⎤⎟⎟⎥ − Φ ⎢⎜⎜σ⎢⎣⎝⎠⎥⎦⎞⎛ 1 − α i⎟⎜⎟⎜ k⎠⎝ i⎞⎤⎟⎟⎥ ,⎠⎥⎦где Φ - функция распределения.4.

Сравниваются P с Pдоп (P ≤ Pдоп).Методика исследования стабильности ТП1. По представленным в соответствии с вариантом задания значениямконтролируемого параметра рассчитать с использованием ЭВМ статистические характеристики мер положения и мер рассеивания по пробам.2.

По полученным или заданным yвк и yнк построить точечную и точностную диаграммы.Сделать заключение о стабильности ТП.3. Построить диаграмму доверительных интервалов для средних значений по пробам по формулеувн = y ± tSn,где S2 - дисперсия в пробе по экспериментальным данным.Построить диаграмму доверительных интервалов для среднеквадратических отклонений по формулеσ вн = σ ± tS2n,где n - число измерений в пробе.Задание1. Получить исходные данные для оценки точности и стабильности упреподавателя и лаборанта.2. Рассчитать статические характеристики.3.

Оценить точность ТП.4. На основе полученных у преподавателя статистических данных поотдельным пробам провести анализ стабильности с использованием точечной и точностной диаграмм доверительных интервалов.245. Сделать вывод о стабильности ТП на основе характеристики времени разладки.Содержание отчёта1. Исходные данные.2. Расчетные формулы с подробными пояснениями входящих в нихсоставляющих.3. Гистограмма распределения контролируемого параметра.4. Выводы по результатам оценки точности ТП.5.

Точечная и точностная диаграммы.6. Диаграмма доверительных интервалов.7. Выводы по результатам оценки стабильности ТП.Контрольные вопросы1. Дать понятия точности и стабильности ТП.2. При каких условиях потенциальная точность ТП совпадает по значению с технологической точностью?3. В каких случаях появляется необходимость в сопоставлении потенциальной и технологической точности ТП?4.

Каким образом оценивается точность ТП?5. Как оценивается стабильность ТП с помощью точечных и точностных диаграмм?6. Как оценивается стабильность с помощью диаграмм доверительныхинтервалов?7. Достоинства и недостатки исследуемых в работе методов оценкистабильности ТП?Библиографический список1. Сахаров М.А. Сборник практических занятий по технологии РЭА. –М.: МАИ, 1982.2. Шторм Р. Теория вероятностей. Математическая статистика. Статистический контроль качества. – М.: Мир, 1970. – С.

260-292.25Работа 3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ И ФУНКЦИОНАЛЬНАЯПОДГОНКА ПЛЕНОЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ГИСЦель работы – ознакомить студентов с существующими разновидностями подгонки резисторов ГИС, научить обоснованному выбору методаобеспечения требуемой точности элементов, а также экспериментально исследовать некоторые из методов.Общие теоретические сведенияПодгонка является одним из средств обеспечения требуемой функциональной точности изготовления МЭА и сводиться к изменению номиналовпленочных элементов до требуемых значений для выполнения заданныхфункций.Технологическая погрешность σвых определяется невоспроизводимостью геометрических размеров контуров элемента ГИС и электрофизическихсвойств пленки.Для обеспечения требуемой точности номинал конденсатора изменяютдовольно редко, поэтому в дальнейшем будут обсуждены вопросы подгонкитолько резисторов.Погрешность геометрических размеров пленочных элементов определяется точностью изготовления масок и фотошаблонов: разрешающей способностью способа формирования конфигурации элементов и точностьюсовмещения слоев, а также качеством формирования конфигурации элементов.

Причем среди геометрических погрешностей существуют случайные исистематические. Систематические, такие, как потравы и подпылы, можноучесть в процессе производства и произвести соответствующую коррекциюна этапе изготовления фотошаблонов.Невоспроизводимость электрических свойств резистивных пленок, впервую очередь сопротивление квадрата пленок ρ , определяется следующими причинами:• разницей ρ контрольного образца и его среднего значения на рабочей подложке;• разбросом значений ρ в пределах одной подложки;26• изменением среднего значения ρ в пределах партии подложек, одно-временно обрабатываемых за один технологический цикл.Погрешности, определяющие свойства пленки, могут носить случайный характер, когда они вызваны локальными дефектами пленок и подложек, или систематический из-за групповых методов изготовления, обусловленных диаграммой конденсации (отношением площадей зон с одинаковыми параметрами).Подгонка вызвана необходимостью обеспечения экономичности производства резисторов, точность которых после получения пленочных структур и рисунка составляет 75…25%.Операция подгонки в общем случае используется для ГИС общегоприменения, СВЧ-диапазона, мощных и прецизионных.

Наибольшие требования к операции подгонки предъявляют при изготовлении прецизионныхсхем, где требуемая точность может достигать 0,01%. Заметим, что совершенствование методов подгонки привело к существенному распространению толстопленочных (на основе вжигания паст на керамическую подложку) ГИС для создания схем разнообразного назначения.Подгонка может проводиться как в процессе изготовления резистивныхэлементов микросхем (технологическая подгонка), так и на этапе регулировки и настройки отдельных частей аппаратуры, в состав которой входят пленочные микросхемы (функциональная подгонка).С целью упрощения регулировки аппаратуры операции подгонки целесообразно проводить после изготовления и сборки элементов, чтобы изменением номинала одного элемента скомпенсировать отклонения, вызываемые всеми предыдущими операциями. К этому сводиться функциональнаяподгонка, когда изменением параметров одного или нескольких пленочныхэлементов обеспечивается попадание в поле допуска выходного параметравсего функционального узла или устройства.