К.В. Фролов - Технологии, оборудование и системы (1062200), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Наличие неоднородностей в слоях (структурных, химических) приводит к локальному изменению физико-химических свойств, которые инициируют локализацию температурных и электрических палей, перенос варила, явления локального перераспределения, вызъшающие в конечном счете деградацию структуры. Технологический цикл производства СБИС яшиется детерминированным последовательным процессом, каждая операция которого характеризуется определенным распределением формируемых параметров и, как следствие, - связанного с ними пооперационного процента выхода годных.
Таким образом, технологический процесс попадает под поюпие системы а последа вательнгам соединением элементов, и для ее безотказной работы в ней должен надежно работать каждьгй элемент. В соответствии с динамической моделью надежности при допущении независимости элементов системы интенсивность отказов системы равна сумме интенсивностей отказов отдельных элементов при шобом распределении наработки элементов. Для таких систем могут бьць применены показатели технического обслухсшшния: коэффициент эксплуатационной готовности - мроатность того, по сисмма работает а определенным уровнем ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ ИЗДЕЛИИ ЭЛЕКТРОНИКИ й1 хачества; процент выхода годных при опреде- циональных зависимостей, специфической ленных эксплуатационных уаповикт; козффи- чувствительностью различных классов СВИС к циент готовности - вероятность того, что сис- параметрам физической структуры, многоватема работает удовлетворительно в любой мо- риантностью схемотехнических и топологичемент времени ее использования (соотношение ских решений.
Для решения такого рода вщач времени работы и простоя из-за неисправно- со статистическим представлением исходных сти системы). Таким образом, определяющей данных целесообразно использовать опыт, мерой надежности изготавливаемых СВИС накопленный при разработке статистических может являться такая харакиристика, как на- методов повышения качеепи.
дежность технологии и уровень ее ортанизацн- Систематизаюпо отдельных составпяюонного и технического обеспеченти. щих задач, определение их значимости и Системный подход. Обеспечение техно- взаимосвязи можно осущесппвть с помощью логической надежности СБИС представляет диаграмм причинно-результативных связей собой сложную многопараметрическую задачу (дишраммы Исикавы). со статистическим заданием исходных данных, На рис. 12Е10 приведен вариант такой порой неоднозначным аоответствнем функ- диираммы дпя решения задачи обеспечения ТОПОЛОГИЯ СХЕМОТЕХНИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ 4 — -Схемотехнический — йа, » — — — — Электричесюи Библиотека стандартных +! базис схема, статическое элементов, топологические ограничения !Ф вЂ” — ~П~ Анализ устойчивости к вариациям параметров Контроль допусков — Уход размеров — + !~ Метод Ошибки Термокомпенсация Резервирование Контроль на ! Технологические ограничения ~ Минимальный размер соответствие ~» Мацси совмещеши ! Топология электрической схеме Маршрут Прецизионность п —,—,, ~ Уход размеров !й Рассеиваемая Статические мощность Размер кристалла модели САПР Напряжение питания Минимальный размер Высокая надежность СБИС Сравнительный ! Нормы Персонал ! Сгатичеа- анализ ~~ Исследо- ПВГ ~ кое регу-, :Метрология Картм ) ванне фунда- Дефект- ! Модели лирование:» Нормы ПВГ +! ментальных ность .~,!+ .
Техно- ~,! Класснфика- Модели ! Физических Метки ! логическая КаРты ! цти брака явлений совме- ! САР годности !»Модели Техноло- !» Связь с щения !» Техно- :,~ ПВГ пггеские ~ показателями Маршрут ! логичеакие ! Гип корпуса нормы ! надежности + ; 'операции, ас» ь — —.— Сборка й, » Степень Оценка,.' лективность, , :Р~~мер Коонен- ', выбраковки устойчи- ! анизотропия, , :кристаллов ная от- ! Терно- ности ! дефектность, браковка,:' тренировка Регла- ! воспроизвоФизико- мент об- ! димость ! химический служи за- ! Статичеаанализ ния ! кое управн ~ ! на отказ Оборуло- !+ Тестовые ванне, ячейки атгеста- !~ Техничесцти +! кое обеспечение, материалы, реактивы ОЛОГИЯ КОНТРОЛЬ ИСПЫТАНИЯ НА ТЕХН ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ НАДЕЖНОСТЬ Рве.
1.2.1В. Дватрмвв вввчввве-рззультвюввныв сашей эбасвсчеввв вмсевей техввлеичеаквй вавлмвеетв СБИС Глана 1.2. ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЕ В ЭЛЕКТРОННОМ МАШИНОСТРОЕНИИ технолопоюской надежности. Диаграмма не яюшется полной, однако дает предстаюгение о круге взаимосвязанных задач, которые необходимо решать на этапах проектирования и производства для обеспечения необходимого уровня надехшостп СБИС. Вьщеление первоочередных задач и определение их весового вюгэда осущестюшется с помощью диаграмм Паропо. На рис.
1.2.11 приведена диаграмма Перечто, иллюстрирующая причины снижения показателей надежности СБИС (этап изготовления кристалла) при переходе к субмикрониым струвзурам. гоо эо бо 4О ш Рв.(ДЛГ.Д Ш Н р,вва с рвву Л Врвчвам саяжеввя Вааепвеепг еуйВВВРВВВнх СВИС ва атэве вивтеевеввя арвстазвы 1- Воказьиея дефектность (ствуззуриая дефектность сяоев, Внесенная в процессе обработав); 2- хвивчыние загрязвеивя структур в процессе вх формирования; 3- звеатромвгранвя в лроводюцвх свояк и контактах; 4 - пробой даэзектрвка; 5- прочие причины (параметрические стваоневгм в Размерах элементов и совмещенви толовогическвх слоев); 1- ингегвазьная крввзв Применение диаграмм Парепо и Исикавы позволяет выявить слабые звенья в технолопгческой системе или структуре СБИС (на уровизх топологическом, струхтурном, физическом, схемотехническо)4) и последователъно совершенствовать их.
Такой подход полностью правомерен, потому что, как было указано выше, имеет место последовательная система элементов технологической структуры. 1.2л. контроль кАчествА технодОГнческнх ПРОЦЕССОВ Выходным продуктом элекгронных тех- нологий являются ИЭТ, предсшвляющие собою либо радиоэлектронные, либо электронно-вычнсгппельные средства, проектирование и изготовление которых осуществляют квк на базе дискретных электрорадио элементов (транзисторы, диоды, резисторы, коиденсато- ры, катушки нндукгивности и др.), так и на базе интегральных микросхем (ИС).
Наиболее перспективным в конструктивном и технологическом отношении являются ИЭТ, выполненные на базе ИС и микросборок, соответствующим образом закрепленные и скоммугярованные на печатных платах. Все больший объем в проектировании и производстве современных ИЭТ занимают средства передачи, приема, хранения, преобразования и отображения информации в аиде СБИС. Качеопю и надежность ИЭТ определяются точностью и стабильностью технологического процесса, которые невозможно достичь без эффективного контроля как в процессе проектирования и изготовления ИЭТ, так и при последующей их эксплуатации.
Контроль технологического процесса и параметров ИЭТ является в этом случае средством, обеспечивающим повышение качества вьглускэемых изделий. Под качеством ИЭТ понимают совокупность свойств, определяющих способнооп изделий удовлетворять заданным требованиям потребителя. Качество ИЗТ обусловливает нх конструктивные, технологические, экономические, эргономические и другие параметры. Клчесгво ках свойство закладывается в процессе разработки и изготовления ИЗТ, а объективно оценивается в процессе эксплуатации.
Однако получаемая при этом информашш являешя, во-первых, недостаточной, поскольку не все параметры ИЭТ, необходимые для оценки качества, измеряются в условиях эксплуатации, а во-вторых, - запоздалой, так как на изготовление ИЭТ уже зюрачены большие средства. Эта проблема усугубляется по мере дальнейшей микро минивпоризации ИЭТ, когда целые блоки выполняются в виде интегральных схем, которые относятся к неремонтопригодным изделиям. Одним из методов оценки качества явлюотся теоретические расчеты. Однако расчетные оценки нуждаются в экспериментальном подтверждении, поскольку исходные данные и модели являются приближенными.
С развитием микроминиатюризации и усложнением ИЭТ создание их адекватных моделей становится проблематичным. В этой связи существенный объем информации о качестве ИЭТ получают путем контроля их параметров и проведения испытаний на всех этапах, начиная г, разработки нормативно-технической документации (НТД) и кончая анализом рекламаций и заключений потребителя о качестве готовых изделий. На рис. 1.2.12 представлена последовательность процесса разработки, производства и эксплуатации ИЭТ, которая в общем виде показывает место и значимость контрольных и испытательных операций в производстве изделий.
Как видно из рисунка, контроль качества КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОПЕССОВ Рае. 1.2.12. Пееаедеаатезавееть разрабатан, ареюаедстаа в еаавауагаввв ИЭТ ИЭТ может осущесппшться на этапах: разработки (всестороннее исследование всех свойств ИЗТ, определяющих качество иэделий); выполнения технологических операций при изготовлении ИЭТ, вюпочая входной контроль параметров электр оралио элементов; испытания готовых ИЭТ (аттестация ищелий на соотштствие требуемому качеству); эксплуатации (проверка соответствия качества ИЗТ требованиям НТД). Вопрос о проведении анализа и контроля на том или ином этапе жизненного циюю ИЭТ (проектирование, постановка на производство, изготовление, эксплуатация, ремонт, поставка иа экспорт, импортные закулки и,зр.) решается в кахдом конкретном случае в зависимости от требований, предъявляемых к ИЭТ, и возможностей осуществлеюш контроля параметров.
Кзк показьпиет практика, наибольшее число отказов ИЭТ происходит в период освоения иэделий в опытном производстве. В серийном производстве и в процессе эксплуатации число отказов резко уменьшается. Поэтому особое значение приобретает информация, получаемая в результате контроля и испытаний ИЭТ на различных этапах разработки и изготовления по вертикали - от элементов до функционально н конструктивно более сложных ИЗТ.
При изготовлении ИЗТ различают контролыотовых изделий или полуфабрикатов и контроль технологичесюно процесса (ТП) нх изготовления. Коювроль иэделий ваи лоауфабрихатсе - это совокупность операций, иацравленных на выюшение дефекгных иэделий нлн полуфабрикатов в процессе нх производства Под асювроаем ТП, как правило, понимают операционный контроль изделия или процесса во время выполнения или после завершения технологической операции. бб Г в | й ТВХИОЛОГИИ И ОбарудОВяНИВ В ЭЛВКТУОННОМ МяШИНОСТУОВНИИ Учитывая необратимость технологических процессов производства современных микроэлектронных средств, качеспю изготовления таких ИЭТ в большой степени будет зависеть от точности, стабильности и воспроизводимости режимов технологического прес цесса, а также надежности технологической системм, предназначенной для выло|шелия данного ТП.
Наделсяосюь техжмсгичесясй сисяммы это свойство совокупности Функционально взаимосвязанных средств технологического оснашеюш, предметов производства и исполнителей сохранять во времени в установленных пределах значеюш параметров (показаяелей качества) изготовляемой продукции, значения параметров производительности, параметров, характеризующих затраты ресурсов в соответствии с требованиями нормативно- технической и конструкторско-технологической документации. Под оюяазом технологической системы понимаеюя переход ее из работоспособного состояния в неработоспособное. В свою очередь, работоспособным состоянием считается такое, при котором обеспечивается изготовленме продукции лри заданных условиях производства, показателях качества и ритма вьптуска, установленных в нормативно-технической документации.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
