Технологическая часть МУ ред Боченкова, страница 3

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ3.1.Особенности технологии микроэлектронной аппаратурыРеализация всех преимуществ микроэлектронной техники впроизводстве РЭС возможна только на основе использованиястандартных ИС, БИС и БГИС общего применения в сочетании смикросборками. МСБ разрабатывают и изготавливают для конкретных РЭС с целью улучшения показателей их микроминиатюризации. И в этом случае они представляют собой устройства частного применения, В технологическом плане МСБ не отличаютсяот ГИС или БГИС общего применения, что позволяет для их изготовления использовать типовые технологические процессы (ТТП),Для предприятий, изготавливающих микроэлектронную аппаратуру, наиболее приемлема пленочная технология.

Она требует относительно простого (по сравнению с полупроводниковойтехнологией ИС) оборудования, характеризуется удовлетворительной точностью и стабильностью параметров пассив-17ных элементов, меньшим циклом производства и обладает большой гибкостью при конструировании.Современную элементную базу РЭС и ЭВС составляют большие и сверхбольшие интегральные схемы. Применение БИС(СБИС) позволяет разрешить основное противоречие междусложностью и надежностью РЭС, существенно снизить их массу,габариты, энергопотребление, повысить надежность и расширитьдиапазон выполняемых функций. БИС и СБИС достигли такогоуровня сложности, что способны выполнять аппаратурные функции в РЭС (ЭВС).

При этом, однако, снижается их универсальность; такие схемы становятся все более специализированными, потребность в номенклатуре их растет, тиражностьпадает, что приводит к повышению их стоимости. Сегодня этапроблема решается за счет перехода на цифровые методы обработки информации (цифровизация РЭС), а также за счет применения микропроцессорных комплектов БИС (СБИС) и так называемых заказных или полузаказных БИС на основе базовых матричных кристаллов (БМК).Микропроцессорные БИС (микропроцессоры) допускают возможность расширения (или изменения) их функций за счет подачи на их входы сигналов, которые могут меняться в соответствии с заданной программой. Таким образом, микропроцессоры -этопрограммно—перестраиваемые интегральные устройства.Матричные БИС преобразуются в устройство с заданнымифункциями технологическим путем на этапе формирования системы межсоединений (разводки) между функциональными элементами, входящими в БМК, с помощью одного или несколькихфотошаблонов.

На основе одного БМК можно изготовить большое количество функционально различных РЭС. Библиотека матричных БИС (БМК) содержит как отдельные интегральные элементы или элементарные логические (или аналоговые) схемы,так и достаточно сложные узлы; триггеры, регистры, счетчики,дешифраторы и др. Для удобства трассировки межэлементных соединений элементы и контактные площадки схем, входящих вБМК, имеют унифицированные размеры и регулярное расположение, что облегчает автоматизацию проектирования (конструирования) РЭС на основе БМК, упрощает и ускоряет процесс формирования системы межсоединений.18Активные компоненты, ИС, БИС, выполняемые по полупроводниковой технологии, поставляют специализированные предприятия, а предприятия, выпускающие аппаратуру, осуществляютвесь цикл технологических операций-, связанных с установкой изакреплением этих компонентов на подложке, присоединениемвыводов навесных компонентов к контактным площадкам, с установкой ГИС (МСБ) в корпус и последующей герметизацией, смаркировкой, лакировкой и проверкой выходных параметров насоответствие ТУ,Для некоторых типов радио- и микроэлектронной аппаратурывозникает необходимость разработки специальных технологических процессов и взаимной увязки (согласования) их скомплексом типовых TП.

Это обстоятельство требует сравнительного анализа нескольких конкурентоспособных вариантов специальных ТП. Так, возникает проблема оперативного решениязадач, связанных с проектированием технологических процессов,их анализом и выбором оптимальных решений, отвечающих требованиям современного производства. Эти задачи наиболее эффективно решаются только на основе автоматизированного проектирования с использованием ЭВМ,В связи с тем, что большинство дипломных проектов посвящено разработке радио- и микроэлектронной аппаратуры, вдальнейшем основное внимание будет уделяться гибридной технологии на основе тонких и толстых пленок и гибридных интегральных схем (микросборок),3.2.

Основные этапы технологической подготовки производства и проектирования технологических процессовПри технологической подготовке производства (ТПП), решаются задачи: организации и управления технологической подготовкой производства; обеспечения технологичности конструкцииизделий; разработки технологических процессов; проектирования и изготовления средств технологического оснащения.Проектирование и производство современных РЭС представляет собой сложный и трудоемкий процесс.

Содержание и характер работ, вид технологической документации и степень еедетализации зависят от этапа подготовки производства и проектирования ТП. Дадим краткую характеристику основных этапов19проектирования и производства РЭС, На всех этапах ТПП приизготовлении изделия основным документом служит техническое задание (ТЗ). В нем определены технические характеристики изделия, конструктивные, электрические, эксплуатационныетребования (включая требования по надежности к нему), крометого, оговариваются виды, порядок испытаний и приемки опытных образцов, ТЗ определяет все последующие этапы проектирования.Техническое предложение (авиапроект) разрабатывается наосновании анализа ТЗ, На этом этапе проводятся конкретизация ТЗ, оценка принципиальной возможности создания нового изделия, анализ существующей и перспективной элементной базы, выработка рекомендаций по уточнению Т3.

Эти вопросы решаются с учетом технологических ограничений. В качестве подготовительного этапа разработки технологии проводятся поисковые работы. Цель их - выявление принципиальнойвозможности создания изделия с учетом достигнутого уровнятехники и технологии, проведение экспериментов до выбору возможных методов изготовления. После уточнения ТЗ, его согласования и утверждения приступают к разработке эскизного проекта,Эскизное проектирование - разработка и сопоставление нескольких возможных вариантов схемотехнических, конструктивных и технологических решений. Исследование различных вариантов технологии и выбор оптимального проводится на данном этапе в рамках научно-исследовательской работы, при этом осуществляется макетирование и экспериментальное исследование основных характеристик будущих изделий.

При защите эскизногопроекта производится очередное уточнение ТЗ. Согласованный иутвержденный эскизный проект служит основой для разработкитехнического проекта.Технический проект представляет собой совокупность конструкторских документов и предварительного проекта технологической документации. Целью технического проектирования является теоретическая и экспериментальная проверка схемных,конструктивных и технологических решений. Разработка документации ведется в объеме, необходимом для изготовленияопытного образца нового изделия.

Проводятся контрольные испытания опытных образцов, по результатам которых со-20ставляются проекты технических условий (ТУ). Технические условия подразделяются на обшие (ОТУ) и частные (ЧТУ), временные и т.д. по этапам отработки изделий. На этих этапах проверяется технологичность конструкции, степень соответствия современному уровню микроэлектроники и требованиям комплексноймикроминиатюризации. Этап завершается выполнением технического проекта и предварительного проекта технологическойдокументации на опытный образец.

Технический проект послесогласования и утверждения служит основанием для разработкирабочей конструкторской и технологической документации.Рабочий проект. На этой стадии разрабатывается полныйкомплект конструкторской документации в соответствии с требованиями ЕСКД и технологической документации, необходимойдля изготовления и испытания опытного образца изделия; проводятся опытно-конструкторские работы (ОКР), результатом которых являются выбор и практическая реализация окончательногооптимального варианта конструкции и технологии; изготавливается минимально необходимое технологическое оснащение.Технологической документации опытного производства присваивается литера "О".

По результатам испытаний опытного образцаосуществляется корректировка конструкторской и технологической документации и составляются временные ТУ. Заканчивается этап государственными, межведомственными, приемочнымииспытаниями опытного образца (опытной партии).Серийное производство начинается с выпуска установочнойсерии. На этом этапе происходит разработка серийного ТП, проектирование и изготовление всей необходимой технологическойоснастки.

Изделия установочной серии подвергаются всесторонним испытаниям, по результатам которых осуществляетсядальнейшая отработка конструкторской и технологической документации. Полностью разработанный и оснащенный ТП используется для изготовления головной (контрольной) серии. Наизделиях этой серии проходят окончательную проверку рабочиечертежи и другая конструкторско-технологическая документацияи технологическое оснащение.

Технологической документации наэтом этапе присваивается литера "А". По результатам испытаний головной серии делают окончательное уточнение временныхТУ и отрабатывают окончательный вариант ТУ.21Массовое производство характеризуется детальной разработкой ТП с обеспечением синхронизации отдельных операций исогласования времени их выполнения с ритмом непрерывной поточной линии.Для сокращения сроков освоения новых изделий рекомендуется одновременная и совместная работа проектировщиков схемотехников, конструкторов и технологов.

Выполнение дипломных проектов позволяет совместить все эти специальности водном лице.В целях ускорения технического прогресса, повышения эффективности общественного производства и производительноститруда, для улучшения качества продукции, а также рационального использования производственных фондов экономии материальных, энергетических и трудовых ресурсов разработчик нового изделия (конструктор - технолог в том числе и дипломник) должен опираться на государственные и отраслевые стандарты.Основными общесоюзными стандартами являются:ГОСТ1 - Государственная система стандартизации (ГСС),Г0СТ2 - Единая система конструкторской документации(ЕСКД),ГОСТЗ - Единая система технологической документации(ЕСТД),ГОСТ4 - Система показателей качества продукции,ГОСТ5 - Единая система аттестации качества продукции(ЕСАКП),ГОСТ8 - Государственная система единства измерений (ГСИ),ГОСТ14 - Единая система технологической подготовки производства (ЕСТПП).Комплекс стандартов ЕСТД (ГОСТЗ) включает девятьгрупп::0 - основные положения,1 - основополагающие стандарты,2 - классификация деталей и обозначение технологическихдокументов,3 - правила учета применяемости деталей, изделий технологической оснастки,224- правила оформления технологических документов,специализированных по видам работ,5 - правила оформления технологических документов наиспытания,6 - вспомогательное производство,7,8 - для последующих (вновь разрабатываемых) стандартов,9 - нормативное хозяйство.Основополагающие стандарты первой группы ЕСТД регламентируют стадии проектирования, виды технологических документов, общие требования к ним, правила оформления, комплектность и т.д.Например, ГОСТ 3,1102-81 ЕСТД устанавливает две стадииразработки: предварительный проект и разработка документацииопытного образца (опытной партии) и серийного (массового)производства.

Оговариваются следующие этапы проектированияТП: техническое задание, техническое предложение, эскизныйпроект, технический проект и разработка рабочей документации.Технологическим документам на изделия опытного производстваприсваивается литера "О"; на изделия серийного производства литера "А" и массового производства - литера "В". Используютсяследующие виды документов: маршрутная карта (МК), операционная карта (ОК), карта эскизов (КЭ), ведомость технологических документов (ВТД), технологическая инструкция (ТИ), ведомость материалов (ВМ), ведомость технологической оснастки(ВО), комплектовочная карта (КК), ведомость распределенияизделий по цехам (расцеховки) (ВР), карта технологическогопроцесса (КТП), карта типового технологического процесса(КТТП),Кроме того, в этой группе можно отметить: ГОСТ 3,1104-81.Общие требования к технологическим документам, ГОСТ 3.1105-84,Правила оформления технологических документов, ГОСТ 3.110982.