Диссертация (1090183), страница 18

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 18)

3.2 − График зависимости вероятности ошибки входного контроляот времени при использовании ручного (кривая 1) иавтоматического (кривая 2) методов.Надежность выборочного контроля определяется соотношением:H nВ  H n H 'В  (1  Pn )(1  P 'В ) ,(3.2)где H ' В – надежность методики выборочного контроля,H n – надежность контроля непосредственно выборки,P'В – вероятность брака при данной методике контроля,Pn – вероятность ошибки контроля данной партии изделий.Исходя их условия, что Pn  1 и P'В  1 , из (3.1) получаем:H nВ  H n H 'В  (1  Pn )(1  P 'В )  1  Pn  P 'В(3.3)Учитывая (3.1) и (3.3), получим следующее выражение для надежностивыборочного контроля:n1H nВ  1  P'ВО (n1 )   P0 (v,T )dn,0где n1 – объем выборки,P'ВО (n1 ) – вероятность брака при использовании данной методики испытаний,являющаяся функцией объема выборки n1 .126Определим оптимальное значение H nВ , для чего рассмотрим два частныхслучая:случай (А) – автоматический контроль на горизонтальном участке кривой P  f t  ,случай (В) – ручной контроль либо малонадежная работа тестирующих устройств.В случае (А) вероятность P0 v, t  - const, т.е.

P0 .В случае (В) вероятность P ( n )  a / n; P0  b . Коэффициент b характеризуетнаклон кривой на участке Т2 для ручного контроля (рис.3.3) и определяетсянепосредственно измерением в конкретных условиях:b  k /Tm,где k – число ошибок контроля за последний промежуток времени,m – общее число ошибок контроля за время T .Значение вероятности P'ВО (n1 ) определяется из соображений надежностивыборочного контроля:P'ВО (n1 )  a / n1 ,где a  0,25  1 в зависимости от надежности выбранной методики контроля.Для случая выборочного автоматического контроля в соответствии срекомендациями приведенной литературы имеем следующее выражение длярасчета надежности [78]:P' Z PA CT N  PA n  n  nC rP C R ( N  n)  K 2 n  PA C R K1 N(3.4)2AПроанализировав полученное значениеP'Z ,можно сделать вывод оприменении того или иного метода контроля.

Так в случае, если надежностьконтроляоказываетсяменьшепредполагаемогозначенияP' Z ,выгоднееиспользовать метод выборочного контроля. В случае если надежность контроляоказывается заметно больше значения P' Z , экономически более выгодным будет100% (сплошной) контроль.Обратимся к итоговому положению по выборочному контролю. Вероятностьпринятия контролируемой партии ПКИ при заданном плане контроля зависит от127доли дефектных единиц в этой партии.

Функция, задающая вероятность приемкиконтролируемой партии ПКИ, в зависимости от входного уровня дефектности,называется оперативной характеристикой. Напоминаем, что еслиq  q0-приемочный уровень дефектности, то вероятность забраковывания партии называется риском поставщика; если q  qi , где qi  q0 - браковочный уровеньдефектности, то вероятность приемки партии  называется риском потребителя.Вероятность принятия партии ПКИ зависит от объема выборки и позицийплана испытаний. При увеличении того и другого вероятность принятия партииснижается, что невыгодно заводу-изготовителю элементов от Поставщика, нодорого Заказчику.Доля отбракованных партий на входном одноступенчатом контроле по опытупредприятия «Агат» составляет в среднем: микросхемы − 22%; полупроводниковые элементы − 9%; реле, конденсаторы, резисторы − 4%.По некоторым типам ИМС ряд авторов предлагает ввести дополнительныевиды контроля, которые отсутствуют в ОТУ на микросхемы ОКД 347.016 [79].Одним из таких примеров является измерение динамического тока потребленияКМОП-памяти при подаче на входы пилообразного напряжения от нуля вольт дономинала питания U cc .

При нормальном функционировании происходит бросоктока потребления в момент включения входных МОП транзисторов, (напряжениеU пор ), затем значение тока потребления от источника снижается.В некоторых случаях наблюдается дальнейшее увеличение тока потребления.Заметим, что функционирование ИМС по тесту на функционирование при этомидет нормально, т.е. наблюдается скрытый дефект. Иллюстрация представлена нарис 3.3.Такого рода специальные виды входного контроля принимаются комиссией покачеству после неоднократного выявления скрытых дефектов по результатамнастройки уже готовых модулей.128Рис.

3.3 – Диаграмма потребления тока у КМОП памяти в динамике3.1.3 Особенности приемки МПП на входном контролеВ методиках контроля эта операция выделена в отдельный этап, хотяорганизационно она производится в той же службе входного контроля.Многослойные печатные платы (МПП) поступают на монтаж электронногомодуля с сертификатом качества из специализированного производства вупаковке, с маркировкой и паспортом.

Качество МПП в общем случаеудовлетворительноеблагодарявнедрениюсовременныхтехнологийнапроизводстве [83].Изготовление и контроль современных многослойных печатных плат,предназначенных для установки в том числе и БИС с балочными илишариковыми выводами, относится к специальной области исследований икоторой уделяется много внимания в периодической технической литературе.На рис.

3.4 показана диаграмма развития корпусов интегральных микросхемпосле 2000 года, из которой следует, что переход на высокоинтегрированнуюэлементную базу неизбежно сопровождается увеличением количества слоевМПП (20…30 вплоть до 40 слоев) и соответствующим увеличением толщины129платы.

При размере сквозных отверстий 0,3 мм это отношение может достигатьзначений 10:1…20:1. В таких «толстых конструкциях» МПП отношениежесткости сечений металлизации отверстий и окружающего их материалаоснования платы складывается не в пользу металлизации, а в условияхтемпературныхвоздействийзначительноувеличиваетсядеформацияметаллизации отверстий. Это явление усугубляется уменьшением пластичностимедной металлизации с ростом температуры и влажности [84 - 86].Сочетание больших деформаций металлизации отверстий в «толстых» МППи уменьшение пластичности меди при температурных нагрузках являютсяпричиной отказов межслойных соединений.Chip in PolymerLC-TB-BGA2000till200419981999stackedmodulesVSISy-CSPPolytronicULC-CSPTB-BGAstackedCSPFC-MCMFlex-SysWLPThin SiliconMC-BGACOF/FCOBCSPРис. 3.4 − Диаграмма развития корпусов ИМСЭлементы электрических соединений в пространственном объеме многослойныхпечатных плат (МПП) по конструктивным признакам ифизико-механическимхарактеристикам можно разделить на три группы (рис.

5.13): 1 - печатные проводникив плоскости основания платы, 2 - металлизированный отверстия, 3 - внутренниесоединения печатных проводников с металлизацией сквозных отверстий.Элементы соединений подвергаются воздействию термических нагрузок впроцессе изготовления, монтажа и циклических изменений температур в процессеэксплуатации аппаратуры. Различия в температурных коэффициентах линейногорасширения (ТКЛР) проводящих структур и диэлектрика вызывают в элементахэлектрическихинтенсивности.соединенийтермомеханическиенапряженияразличной130Структура межсоединений вмногослойных структурах печатных плат:1 – проводники в плоскостяхслоев - межсоединения в направлениях X-Y;2 – металлизация отверстий –трансверсальные межсоединенияв направлении Z;Рис. 3.5 - Структура межсоединений в3 – внутренние межсоединениямногослойных структурах печатных платв пересечениях X-Y-Z.По данным эксплуатации корабельных комплексов разработки “Агат” насостояние 2013 года отказы печатного монтажа распределяются следующим образом:металлизированные отверстия – 24%, внутренние соединения – 70%, печатныепроводники внутренних слоев – 0,7%, изоляция – 2%, обрывы проводников – 2,3%,прочие – 1%.Длярешенияклассификациязадачи по снижению этой статистики былаотказовмежслойныхсоединенийповведенаместоположениюимеханизму разрушения при термических нагрузках, проанализированы линейныеи нелинейные модели термических деформаций, нелинейности реологическиххарактеристикматериалов,предложенановаяметодикаисследованийнапряженного состояния металлизации отверстия, проведены аналитические иэкспериментальные исследования моделей деформации и разрушения элементовсоединений с учетом обнаруженного явления термической нелинейностиизменения пластичности медной металлизации отверстий МПП.Результатыматематическихрасчетов,проведенныемоделей,использованысдляиспользованиемопределениясозданныхтребованийкпроизводству (таблица 3.3) в сопоставлении с современными и перспективными131задачамипроектированиямежсоединений.Сопоставлениехарактеристикпроизводства с планируемыми проектами электронных изделий позволилиполучить реальное представление о состоянии производства и целенаправленноспланироватьегомодернизациюприменительнокконкретнымзадачамповышения технического уровня электронных изделий в целом.Не вдаваясь в специфическую тематику по повышению уровня технологии наобновленном производстве по изготовлению МПП и их проверки на выходномконтроле, отметим сокращение отказов МПП более 3-х раз.Заметим, что с позиции электрических характеристик проводников МППпоследние замеряются на входном контроле в сборочном цехе как по величинесопротивления R (это понятно), так и по индуктивности L, которая характеризуетрыхлость краев печатного проводника.

Контроль R и L проводится выборочно наспециальной прецизионной установке, установленной в ОТК цеха по монтажуизделий.Таблица 3.3.Классификация технических уровней производства МППХарактеристики погрешностей производстваТехнический уровень производстваТип 1Тип 2Тип 3Тип 4Среднеквадратические значения погрешностей, ммкоординатографов, σК0,0230,0150,0080,005сверления, σС0,0300,0250,0100,005Системы базирования, σБ0,0400,0300,0100,010Относительные деформации, %фототехнических пленок, Ф0,0300,0200,0100,010Тонких материалов слоев, С0,1000,0500,0200,0201323.2 Контрольные карты Хотеллинга при управлении процессом пайкиэлектрорадиоэлементовВозможности новых технологий простираются не только на обеспечениебольших плотностей межсоединений при внедрении новых корпусов ИМС типаTSOT, BGA, CGA, MCM, COB и другие, но и на надежность металлизированныхотверстий в МПП, а также паяных соединений.

В паяном соединении участвуюттри элемента: контактные площадки печатной платы, галтель пайки и выводмикросхемы. Характеристики этих элементов в сочетании с условиями процессапайки (температура нагрева и время процесса), а также внешней среды (главноеиз них влажность) и определяют вероятность отказа паяного соединения.Отказ пайки является основным в категории “производственные отказы”. Этоизвестная проблема.Необходимость контроля паянных соединений диктуется ростом числанеизбежных дефектов по мере повышения плотности компоновки и уровняинтеграции микросхем – таблица 3.4.Таблица 3.4Число дефектов в зависимости от насыщенности платКоличествокомпонентовна плате20501001503001000Количество присоединительных элементовСреднее числодефектов350900150030001000050000136423Пайка — абсолютно негомогенная структура.

Паяные соединения состоят измножества достаточно различных материалов:1) покрытие контактных площадок печатной платы;2) один или более интерметаллических составов — твердых растворов олова исвинца с металлом печатной платы (медью);1333) промежуточный слой между слоем - интерметаллоидом и припоем со стороны платы;4) припой, имеющий определенную структуру зерна, состоящую по крайнеймере из двух фаз: различных размеров кристаллов и межкристаллическихпрослоек, содержащих различные загрязнения;5) промежуточный слой между слоем-интерметаллоидом и припоем состороны компонента;6) покрытие на поверхности пайки компонента.Предполагаем, что указанное выше выбрано правильно. А далее наступаетнепосредственно процесс пайки, т.е. формирование галтели паянного соединенияиз припоя.Структура зерна припоя не стабильна во времени [87].

Характеристики

Список файлов диссертации