Помощь в учёбе, очень быстро...
Работаем вместе до победы

Оптимизация планов контроля при статистическом управлении технологическими процессами резистивных структур узлов приборов

ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

В современных условиях рыночных отношений постоянное повышение качества продукции имеет фундаментальное значение для предприятий. Требования к обеспечению качества микроэлектронных узлов приборов (далее по тексту — микроузлов: гибридных и полупроводниковых интегральных микросхем) охватывают все этапы их жизненного цикла. Особая роль при этом принадлежит производству, где вместе с обеспечением… Читать ещё >

Содержание

  • 1. ПРОБЛЕМА СТАТИСТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МИКРОЭЛЕКТРОННЫХ УЗЛОВ ПРИБОРОВ
    • 1. 1. Статистическое управление технологическими процессами как средство управления качеством
    • 1. 2. Организационно-технические особенности технологических операций изготовления микроэлектронных узлов
    • 1. 3. Анализ современного состояния проблемы статистического управления технологическими процессами изготовления микроэлектронных узлов
  • Выводы по главе 1
  • 2. ВЕРОЯТНОСТНО-ВРЕМЕННЫЕ МОДЕЛИ ТИПОВЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РЕЗИСТИВНЫХ СТРУКТУР
    • 2. 1. Организационно-технические особенности статистического управления типовыми технологическими процессами
      • 2. 1. 1. Процесс получения поликремниевых резистивных слоев
      • 2. 1. 2. Процесс получения тонких резистивных пленок
      • 2. 1. 3. Процесс формирования толстопленочных резисторов
    • 2. 2. Статистический анализ типовых технологических процессов
      • 2. 2. 1. Задачи статистического анализа
      • 2. 2. 2. Методы статистического анализа
      • 2. 2. 3. Статистический анализ процесса получения поликремниевых резистивных слоев
      • 2. 2. 4. Статистический анализ процесса получения тонких резистивных пленок
      • 2. 2. 5. Статистический анализ процесса формирования толстопленочных резисторов
    • 2. 3. Вероятностно-временные модели типовых технологических процессов изготовления резистивных структур
  • Выводы по главе 2
  • 3. РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК ПЛАНА КОНТРОЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПО КРИТЕРИЮ УРОВНЯ БРАКА
  • 3. Л Критерий эффективности статистического управления технологическим процессом по уровню брака за период между регулировками
    • 3. 2. Расчет характеристик плана контроля технологических процессов при использовании контрольных карт выборочных средних значений
      • 3. 2. 1. Расчет характеристик плана контроля на основе традиционной вероятностно-временной модели процессов
      • 3. 2. 2. Расчет характеристик плана контроля на основе предложенных вероятностно-временных моделей процессов
  • Выводы по главе 3
  • 4. РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК ПЛАНА КОНТРОЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПО КРИТЕРИЮ СТОИМОСТНЫХ ЗАТРАТ
    • 4. 1. Основные задачи расчета характеристик плана контроля технологических процессов по критерию стоимостных затрат
    • 4. 2. Расчет стоимостных затрат, связанных со статистическим управлением
    • 4. 3. Расчет характеристик плана контроля технологических процессов при использовании контрольных карт выборочных средних значений
      • 4. 3. 1. Расчет оптимальных характеристик плана контроля на основе предложенных вероятностно-временных моделей процессов
      • 4. 3. 2. Анализ влияния технико-экономических параметров процессов на стоимостный выигрыш от оптимизации характеристик плана контроля
      • 4. 3. 3. Расчет квазиоптимальных характеристик плана контроля при случайном характере разладок процессов
  • Выводы по главе
  • 5. СТАТИСТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ТИПОВЫМИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РЕЗИСТИВНЫХ СТРУКТУР
    • 5. 1. Экспериментальная оценка средних длин серий выборок при статистическом управлении процессами с предложенными вероятностно-временными моделями
    • 5. 2. Статистическое управление технологическим процессом получения поликремниевых резистивных слоев
    • 5. 3. Статистическое управление технологическим процессом получения тонких резистивных пленок
    • 5. 4. Статистическое управление технологическим процессом формирования толстопленочных резисторов
  • Выводы по главе 5

Оптимизация планов контроля при статистическом управлении технологическими процессами резистивных структур узлов приборов (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Актуальность работы.

В современных условиях рыночных отношений постоянное повышение качества продукции имеет фундаментальное значение для предприятий. Требования к обеспечению качества микроэлектронных узлов приборов (далее по тексту — микроузлов: гибридных и полупроводниковых интегральных микросхем) охватывают все этапы их жизненного цикла. Особая роль при этом принадлежит производству, где вместе с обеспечением требований к точности и надежности микроузлов стоит задача поиска возможностей повышения его экономической эффективности.

Среди направлений совершенствования производственных процессов, включая модернизацию оборудования и автоматизацию управления технологическими процессами (ТП), становится все более актуальным применение методов статистического управления технологическими процессами (СУТП) с помощью контрольных карт. Процедура СУТП состоит в периодической выборке изготавливаемых изделий, измерении их параметров, расчете выборочной характеристики и регулировке процесса в случае выхода выборочной характеристики за контрольные границы на карте.

Применение СУТП при изготовлении микроузлов обусловлено вариациями значений контролируемых показателей качества в партиях и необходимостью периодических регулировок ТП вследствие влияния многочисленных производственных факторов. При этом главным преимуществом СУТП является возможность оперативного управления процессами при заданных вероятностях пропуска момента разладки и излишней регулировки. Расчет характеристик плана выборочного контроля процесса (контрольных границ и объема выборок) по заданным значениям указанных вероятностей представляет основную задачу теории СУТП.

Проблема СУТП на основе характеристик плана контроля, получаемых традиционными методами расчета, состоит в том, что в общем случае управление ТП не обеспечивает требуемой эффективности в виде максимального уменьшения уровня брака и стоимостных издержек. В этой связи большое число научных работ посвящено вопросу повышения эффективности статистического управления конкретными ТП на основе учета особенностей их вероятностно-временных моделей (ВВМ) и критериев уровня брака и стоимостных затрат, связанных с СУТП. Анализ публикаций показывает, что существующие методы расчета характеристик плана контроля не учитывают следующие характерные особенности изготовления микроузлов: групповой способ обработки на большинстве операций, случайный характер разладки, неточность уровня наладки ТП.

Поскольку значительная доля трудоемкости изготовления микроузлов приходится на обеспечение точности пассивных элементов, задача оптимизации характеристик плана контроля при статистическом управлении типовыми ТП изготовления пленочных резистивных структур микроузлов представляет научный и практический интерес, что обосновывает актуальность диссертационной работы.

Цель диссертационной работы заключается в повышении выхода годных и уменьшении стоимостных затрат при статистическом управлении типовыми ТП изготовления пленочных резистивных структур микроузлов за счет разработки метода оптимизации характеристик плана выборочного контроля процессов по критериям уровня брака и стоимостных затрат.

В соответствии с поставленной целью в работе решаются следующие основные задачи:

1. Построение ВВМ типовых ТП получения поликремниевых резистивных слоев, тонких резистивных пленок и формирования толстопленочных резисторов, характеризующих распределения контролируемых показателей качества резистивных структур при статистическом управлении процессами.

2. Разработка критерия эффективности СУТП на основе уровня брака и ВВМ процессов.

3. Разработка стоимостного критерия эффективности СУТП, учитывающего затраты на контроль, регулировку и потери от брака.

4. Разработка инженерных методик расчета характеристик плана выборочного контроля ТП по критериям уровня брака и стоимостных затрат.

5. Теоретическая и экспериментальная оценки эффективности применения разработанных методик.

Методы исследования основаны на применении теоретических основ технологии изготовления микроузлов, основ теории статистического управления процессами, теории вероятностей и математической статистики.

Научная новизна работы.

1. Предложены ВВМ типовых ТП получения поликремниевых резистивных слоев, тонких резистивных пленок и формирования толстопленочных резисторов, характеризующих распределения контролируемых показателей качества резистивных структур при статистическом управлении процессами. Применение моделей позволило повысить эффективность статистического управления указанными процессами посредством учета их следующих особенностей: вариаций показателей качества резистивных структур между партиями, случайного характера разладки, вида разладки, неточности уровня наладки.

2. На основе предложенных ВВМ разработан критерий эффективности СУТП по величине уровня брака за период между регулировками.

3. Разработан стоимостный критерий эффективности СУТП, учитывающий затраты на контроль, регулировку и потери от брака.

4. Проведен анализ влияния технико-экономических параметров ТП на уровень брака и стоимостные затраты, связанные с СУТП, результаты которого позволили: обосновать процедуру выбора характеристик плана выборочного контроля процессов по заданному предельно допустимому уровню бракапоказать возможность расчета квазиоптимальных по стоимостному критерию характеристик плана контроля при случайном характере разладок ТП.

Практическая ценность работы.

1. Разработана инженерная методика расчета характеристик плана выборочного контроля ТП с применением критерия уровня брака за период между регулировками.

2. Разработана инженерная методика расчета квазиоптимальных по стоимостному критерию характеристик плана выборочного контроля при случайном характере разладок ТП.

3. Обоснованы требования к относительным погрешностям средств измерений, используемых при контроле показателей качества резистивных структур.

Реализация и внедрение результатов работы.

Разработанные методики расчета характеристик плана выборочного контроля ТП внедрены в производство полупроводниковых газовых сенсоров ЗАО «Авангард-Микросенсор» и микросборок ЗАО «НИТИ-"Авангард». Методики оформлены в виде следующих стандартов предприятия ОАО «Авангард»: «Система менеджмента качества. Построение систем статистического управления процессами производства однородной продукции. Основные положения" — «Система менеджмента качества. Статистические управление процессами производства тонкопленочных микросборок. Нанесение резистивных пленок».

Результаты диссертационной работы используются также в учебном процессе Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения» (ГУАП). Апробация работы.

Основные результаты диссертационной работы докладывались на IV, V, VI научных сессиях аспирантов и соискателей ГУАП, Санкт-Петербург, 20 012 003 г. г.- на научно-техническом семинаре «Конструирование и технология производства изделий микроэлектроники», Санкт-Петербург, ОАО «Авангард», 2002 г.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и четырех приложений. Работа содержит 137 страниц машинописного текста, 31 рисунок, 71 таблицу, список литературы из 76 наименований, общее количество страниц 155.

Основные результаты диссертационной работы состоят в следующем:

1. Предложены ВВМ типовых ТП получения поликремниевых резистивных слоев, тонких резистивных пленок и формирования толстопленочных резисторов, характеризующих распределения контролируемых показателей качества резистивных структур при статистическом управлении процессами. Применение моделей позволило повысить эффективность статистического управления указанными процессами посредством учета их следующих особенностей: вариаций между партиями, случайного характера разладки, вида разладки, неточности уровня наладки.

2. Разработан критерий эффективности СУТП по величине уровня брака за период между регулировками.

3. Получен стоимостный критерий эффективности СУТП, учитывающий затраты на контроль, регулировку и потери от брака.

4. Проведен анализ влияния технико-экономических параметров ТП на уровень брака и стоимостные затраты, связанные с СУТП, результаты которого позволили: обосновать процедуру выбора характеристик плана выборочного контроля процессов по заданному предельно допустимому уровню бракапоказать возможность расчета квазиоптимальных по стоимостному критерию характеристик плана контроля при случайном характере разладок ТП.

5. Разработана инженерная методика расчета характеристик плана выборочного контроля ТП с применением критерия уровня брака за период между регулировками.

6. Разработана инженерная методика расчета квазиоптимальных по стоимостному критерию характеристик плана выборочного контроля при случайном характере разладок ТП.

7. Обоснованы требования к относительным погрешностям средств измерений, используемых при контроле показателей качества резистивных структур.

Разработанные методики расчета характеристик плана выборочного контроля ТП внедрены в производство полупроводниковых газовых сенсоров ЗАО «Авангард-Микросенсор» и микросборок ЗАО «НИТИ-"Авангард».

Результаты диссертационной работы используются также в учебном процессе ГУАП.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Показать весь текст

Список литературы

  1. В. Е., Захаров В. П., Коробов А. И. Системы технологического обеспечения качества / Под ред. А. И. Коробова. М.: Радио и связь, 1987. -160 е.: ил.
  2. Л., Фауэлл Дж., Голц Б. и др. Статистические методы контроля качества продукции: Пер. с англ. / Под ред. А. М. Бендерского. М.: Изд-во стандартов, 1984. — 104 с.
  3. А. А., Филиппов Ю. Д. Стандартизация статистических методов управления качеством. М.: Изд-во стандартов, 1989. — 120 с.
  4. Миттаг Х.-Й, Ринне X. Статистические методы обеспечения качества: Пер. с нем. -М.: Машиностроение, 1995. 616 с.
  5. Ю. П., Шпер В. П. На пути к статистическому управлению процессами // Методы менеджмента качества. 2003. — № 3. — 55 с.
  6. Статистическое управление процессами SPC (Руководство Крайслер, Форд Мотор Компани, Дженерал Моторс Корпарейшн): Пер. с англ. Н. Новгород: АО НИЦ КД, СМЦ «Приоритет», 1999. — 181 с.
  7. J. М. Juran on leadership of quality. — New York: The Free Press, 1989.
  8. Ю. П., Шпер В. П. Контрольные карты Шухарта в действии // Методы менеджмента качества. 2004. — № 2. — 63 с.
  9. Э. Выход из кризиса: Пер. с англ. — Тверь.: «Альба», 1994.
  10. Справочник технолога-приборостроителя / Под ред. П. В. Сыроватченко. -2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1980.11 .Технология производства радиоэлектронной аппаратуры: Пер. с нем./ Под ред. В. Н. Черняева. — М.: Энергия, 1980. 464 е.: ил.
  11. Шор Я. Б. Статистические методы анализа и контроля качества и надежности. М.: Сов. радио, 1962. — 552 с.
  12. О. И. Статистическое регулирование технологических процессов производства радиоэлектронных изделий: Учеб. пособие / СПбГУАП. СПб., 1999.-71с.: ил.
  13. H.Poge Е. S. Control charts with warning lives / Biometrica. — 1955, v.42. -№ 2.
  14. А. Математическая статистика с техническими приложениями: Пер. с англ. / Под ред. Ю. В. Ливнина. М.: ИЛ, 1956. — 618 с.
  15. Д. Статистические методы контроля качества: Пер. с англ. / Под ред. Б. Р. Левина. М.: Физматиз, 1961. — 623 с.
  16. Л. Анализ процессов статистическими методами: Пер. с англ./ Под ред. И. Г. Горского. — М.: Мир, 1973. 957 с.
  17. Ю. К. Вероятностные методы выборочного контроля. М.: Наука 1975.-407 с.
  18. Ю. П. Управление качеством: статистический подход. М.: Знание, 1979.-49 с.
  19. . В. Математические методы управления качеством продукции. -М.: Знание, 1980.-32 с.
  20. В. С. Статистические методы управления качеством продукции. -М.: Финансы и статистика. 1982. 119 с.
  21. Ю. П., Розовский Б. JI. Оперативное статистическое управление качеством. — М.: Знание, 1984. 355 с.
  22. МердокДж. Контрольные карты: Пер. с англ. / Предисл. Ю. П. Адлера. -М.: Финансы и статистика, 1986. 151 е.: ил.
  23. Всеобщее управление качеством: Учебник для вузов / О. П. Глудкин, Н. М. Горбунов, А. И. Гуров, Ю. В. Зорин- Под ред. О. П. Глудкина. -М.: Радио и связь, 1999. 600 е.: ил.
  24. Статистические методы повышения качества: Пер. с англ. / Под ред. X. Куме. М.: Финансы и статистика, 1990. — 304 е.: ил. 26."Семь инструментов качества" в японской экономике. М.: Изд-во стандартов, 1990. — 88 с.
  25. ГОСТ Р 50 779.0−95 Статистические методы. Основные положения.
  26. ГОСТ Р 50 779.21−96 Статистические методы. Правила определения и методы расчета статистических характеристик по выборочным данным. Часть 1. Нормальное распределение.
  27. ГОСТ Р 50 779.40−96 Статистические методы. Контрольные карты. Общее руководство и введение.
  28. ГОСТ Р 50 779.41−96 Статистические методы. Контрольные карты для арифметического среднего с предупреждающими границами.
  29. ГОСТ Р 50 779.42−99 Статистические методы. Контрольные карты Шухарта.
  30. Ю. П., Шпер В. П. Интерпретация контрольных карт Шухарта // Методы менеджмента качества. 2003. — № 11.
  31. О. И., Смирнова Л. И. Статистическое регулирование технологических процессов при постепенной разладке // Надежность и контроль качества. — 1987. —№ 12.
  32. И. В. Выбор границ регулирования и определение объема выборки при статистическом регулировании технологических процессов с непосредственной ступенчатой корректировкой // Надежность и контроль качества. 1979. -№ 7.
  33. Duncan A. J. The economic design of x-charts used to maintain current control of a process // Journal of the American Statistical Association. 1956, v. 51.-№ 274.
  34. Duncan A. J. The economic design of x-charts when there is a multiplisity of assignable causes // Journal of the American Statistical Association. 1971, v. 66. -№ 3.
  35. GibraJ. N. Economically optimal determination of the parameters of x-control charts // Management Science. — 1971, v. 17.
  36. Knappenberger H. A., Grandage A. H. Minimum Cost Quality Control Tests. // AIIE Transactions. 1974, v 6.
  37. О. И. Статистическое регулирование технологических процессов по двум параметрам // Методы менеджмента качества. 2001. — № 10.
  38. И. В. Оптимизация плана контроля при статистическом регулировании технологических процессов с непосредственной ступенчатой корректировкой по экономическому критерию // Надежность и контроль качества. 1980. -№ 11.
  39. Ф. Д. Эффективность внедрения статистических методов управления качеством // Надежность и контроль качества. 1970. — № 3.
  40. Э. Н., Гак В. М., Кондин О. В. Планирование статистического регулирования технологических процессов с учетом экономического критерия // Надежность и контроль качества. 1976. — № 3.
  41. JI. А., Маслов В. И. Управление качеством продукции на базе экономико-математических моделей оптимизации планов контроля в производственном процессе // Стандарты и качество. 1978. — № 12.
  42. В. В. Статистические методы регулирования и контроля качества: Расчет оптимальных вариантов. — М.: Машиностроение, 1974.
  43. О. И. Оптимизация планов контроля при статистическом регулировании технологических процессов групповой обработки изделий, х- карты // Надежность и контроль качества. — 1996. — № 9.
  44. О. И. Подоптимальные х -планы статистического регулирования технологических процессов групповой обработки // Надежность и контроль качества. — 1998. № 6.
  45. О. И. Способ обнаружения разладки технологического процесса с помощью х- карты по нескольким выборкам // Надежность и контроль качества. 1992. — № 12.
  46. О.И. Статистическое регулирование технологических процессов с использованием х -карт при случайных изменениях среднего значения контролируемого параметра // Надежность и контроль качества. 1991. — № 4.
  47. О. И., Харитонов А. С. Статистическое регулирование технологических процессов с использованием контрольных карт выборочного среднего при неизвестной дисперсии контролируемого параметра // Методы менеджмента качества. 1999. — № 12.
  48. О. И. Расчет контрольных карт по критерию полной вероятности брака // Методы менеджмента качества. 2003. — № 6.
  49. А. М. О некоторых задачах статистического регулирования технологических процессов. Научные основы надежности и статистических методов контроля качества. -М.: Издательство стандартов, 1973.
  50. Л. А., Маслов В. Н. Классификация моделей нестабильности технологических процессов при контроле по альтернативному признаку // Надежность и контроль качества. 1980. — № 7.
  51. А. М., Филиппов Ю. Д. Статистическое регулирование технологических процессов методом кумулятивных сумм выборочного среднего // Надежность и контроль качества. — 1976. № 10.
  52. Gibra J. N. Optimal control of processes subject to linear trends // The journal of Industrial Enginiring. 1967. — № 1.
  53. А. И., Соболь В. И. К вопросу о разработке и внедрении статистических методов регулирования точности и стабильности технологических процессов на предприятиях приборостроения // Надежность и контроль качества.- 1973.-№ 9.
  54. О. И., Михайлов А. Г. Проектирование и производство микросборок: Учеб. пособие / СПбГУАП. СПб., 1993. 40 с.
  55. Г. А. Основы обеспечения качества микроэлектронной аппаратуры.- М.: Радио и связь, 1991. 232 е.: ил.
  56. Г. М., Скатков А. В., Шор Я. Б. Статистический анализ технологического процесса производства полупроводниковых приборов // Надежность и контроль качества. 1972. — № 3.
  57. П. П., Талалай А. М. Методы статистического анализа при управлении качеством изготовления элементов РЭА. М.: Сов. радио, 1979. -168 е.: ил.
  58. Н. С. Инженерная методика статистического регулирования технологических процессов серийного производства микросборок // Вопросы радиоэлектроники. Сер. ТПО. 1985. — Вып. 1.
  59. Н. С., Мамут Н. Ю., Веселкова Т. П. Методика статистического регулирования группового технологического процесса изготовления микросборок // Вопросы радиоэлектроники. Сер. ТПО. — 1982. — Вып. 2.
  60. Н. С. Разработка системы управления технологическим процессом серийного производства толстопленочных микросборок // Вопросы радиоэлектроники. Сер. ТПО. 1988. — Вып. 2.
  61. Ф. И. Структура компонентов БИС. — Новосибирск: Наука, 1980. -156 с.
  62. А. С. Осаждение диэлектрических и проводящих слоев из газовой фазы при пониженном давлении. Серия 2. Полупроводниковые приборы. Выпуск 7. — М.: Изд-во ЦНИИ «Электроника», 1983.
  63. Регулировка аппаратуры в микроэлектронном исполнении / А. К. Климов, В. А. Лопухин, Ю. Ф. Шеханов. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние. 1983.-96 е.: ил.
  64. Д., Баггерс Дж. Технология толстопленочных гибридных интегральных схем. — М.: Мир, 1975. 375 с.
  65. Е. С. Теория вероятностей: Учеб. для вузов. — 6-е изд. стер. — М.: Высш. шк., 1999. 576 е.: ил.
  66. Д. В., Шаповалов В. И. Малая выборка. — М.: Статистика, 1978. -278 е.: ил.
  67. Н. В., Дунин-Барковский И. В. Курс теории вероятностей и математической статистики для технический приложений. — М.: Наука, 1969. — 511 с.
  68. Л. Н., Смирнов Н. В. Таблицы математической статистики. — М.: Наука, 1983.-416 с.
  69. В. Е. Теория вероятностей и математическая статистика: Учеб. пособие для вузов. — 7-е изд., стер. М.: Высш. шк., 2000. — 479 е.: ил.
  70. Оценка экономической эффективности внедрения статистичских методов контроля качества продукции: Методика / ВНИИ стандартизации. — М.: Изд-во стандартов, 1978. 24 с.
  71. Н. Г. Выбор и применение средств измерения: Учеб. пособие / СПбГУАП. СПб., 1992.
  72. Сборник задач по математике для втузов. Ч. 3. Теория вероятностей и математическая статистика: Учеб. пособие для втузов / Под. ред. А. В. Ефимова. -2-е изд., перераб. и доп. — М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1990. 428 с.
  73. ТП получения поликремниевых резистивных слоев
  74. Значения КП пластин, Ом/кв Таблица А. 1
  75. Значения КП р на случайно отобранных пластинах (по одной пластине в каждой партии)
Заполнить форму текущей работой