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

Повышение надежности интегральных схем в процессе серийного производства методом выравнивающей технологии

Диссертация: Повышение надежности интегральных схем в процессе серийного производства методом выравнивающей технологии
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

В настоящей диссертации изложены научно обоснованные технологические разработки, обеспечивающие решение важной прикладной задачи — повышение надежности партий интегральных схем и полупроводниковых приборов как в процессе их изготовления на участках сборки и финишного контроля, так и в процессе изготовления радиоэлектронной аппаратуры на участке входного контроля. Данная работа выполнялась… Читать ещё >

Содержание

  • ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ И НАДЕЖНОСТЬЮ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ В ПРОЦЕССЕ СЕРИЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА
    • 1. Качество и надежность полупроводниковых изделий
    • 2. Управляемость и стабильность технологического процесса
    • 3. Статистические методы контроля качества ИС
    • 4. Переход от контроля качества к системе обеспечения качества
      • 4. 1. Японский метод качественного изготовления продукции
      • 4. 2. Подход к системе повышения качества продукции на американских предприятиях
      • 4. 3. Отечественная система бездефектного изготовления продукции
    • 5. Выводы и постановка задачи
  • ГЛАВА 2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ
    • 1. Общее представление
    • 2. Компенсирующая технология в производстве ИС
    • 3. Выбор оптимальных отбраковочных испытаний
    • 4. Диагностические методы контроля качества и надежности ИС
    • 5. Выводы
  • ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ВЫРАВНИВАЮЩЕЙ ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ СЕРИЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА ИС СЕРИЙ 106,
    • 1. Основные характеристики конструкции и технологии изготовления ИС серий 106,
    • 2. Обоснование метода выравнивающей технологии в производстве ИС
    • 3. Разработка и применение выравнивающей технологии при производстве ИС серии
    • 4. Выводы
  • ГЛАВА 4. РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДА ВЫРАВНИВАЮЩЕЙ ТЕХНОЛОГИИ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И ПРИМЕНЕНИИ ИЗДЕЛИЙ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ
    • 1. Примеры реализации метода выравнивающей технологии при производстве ИЭТ
    • 2. Применение метода выравнивающей технологии для ИЭТ на входном контроле при производстве видеомагнитофонов
    • 3. Выводы

Повышение надежности интегральных схем в процессе серийного производства методом выравнивающей технологии (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Актуальность темы

.

Известно, что при доле дефектности партий интегральных схем (ИС) в пределах 0,01%, то есть одно дефектное изделие на 10 ООО или 100 дефектных на 1 млн изделий, процент отказов печатных плат, на которых смонтировано по 100 ИС, составит 1%. При дефектности партий ИС в пределах одного процента, выход годных печатных плат составит 63,4%, то есть процент дефектных плат будет равен 36,6 [1−3]. Отсюда очевиден большой экономический эффект при изготовлении радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) от использования высоконадежных ИС.

В ряде работ [4,5], посвященных управляемости технологического процесса изготовления ИЭТ (полупроводниковых приборов и ИС) рассматривается связь между анализом дефектов (причинами снижения процента выхода годных) и мерами по устранению этих дефектов. В других работах [6,7] дается определение статистически управляемого технологического процесса, в котором с помощью статистического регулирования обеспечивается управляемость и стабильность контролируемых параметров. Но в этих работах не определено, какую надежность имеют партии ИЭТ, прошедшие технологический процесс с пониженным процентом выхода годных на одной или нескольких технологических операциях, что особенно важно для серийного производства ИС.

В связи с этим необходимость разработки нового подхода к организации технологического процесса серийно выпускаемых ИС, позволяющего выпускать партии изделий с одинаковой надежностью, не менее установленной в ТУ, является достаточно актуальной особенно в условиях перехода к рыночным отношениям.

Данная работа выполнялась в обеспечение постановления Правительства от 12.05.86 г. N 540 «О мерах по коренному повышению качества продукции» и является частью комплексных работ, проводимых в соответствии с «Целевой программой повышения качества продукции на 1990;1995 гг.» Воронежского завода полупроводниковых приборов и научно-исследовательского института «Видеофон» .

Цель работы.

Целью диссертации являлось решение научно-технической проблемы повышения надежности серийно выпускаемых ИС за счет выпуска партии одинаковой надежности независимо от разброса процента выхода годных в этих партиях.

Для достижения этой цели определен комплекс основных работ, включающий:

1. Анализ и оценку передовых зарубежных и отечественных методов повышения качества и надежности ИЭТ в процессе их серийного производства, поиск имеющихся путей выпуска партий ИС одинаковой надежности независимо от уровня процента выхода годных схем в технологической партии.

2. Экспериментальное и теоретическое обоснование снижения надежности ИС в партии, имеющей пониженный процент выхода годных схем.

3. Разработка метода выравнивающей технологии для выпуска партий ИС одинаковой надежности независимо от разброса процента выхода годных.

4. Определение возможности применения метода выравнивающей технологии для входного контроля ИС на заводах-изготовителях РЭА.

6. Оценку эффективности разработанного и внедренного метода выравнивающей технологии в процессе серийного производства ИС и транзисторов и на входном контроле заводов-изготовителей РЭА.

Научная новизна.

В результате выполнения диссертации получены следующие новые научные и технические результаты.

1. На основе экспериментального и теоретического анализа зависимости надежности ИС от процента выхода годных обоснован метод выравнивающей технологии для производства ИС, позволяющий выпускать партии схем, равные по надежности, независимо от разброса процента выхода годных по этим партиям.

2. Разработана технология серийного производства ИС для участков сборки и финишного контроля с использованием метода выравнивающей технологии.

3. Предложен технологический маршрут входного контроля ИС на заводах-изготовителях, использующий метод выравнивающей технологии и позволяющий отбраковывать потенциально ненадежные схемы с меньшими экономическими затратами.

Реализация результатов работы. Практическая ценность.

Разработанный метод выравнивающей технологии был реализован в процессе изготовления интегральных схем серий 106, 134, 1005, транзисторов типов КТ805, КТ835, КТ837 и в технологическом процессе изготовления пяти типов видеомагнитофонов (ВМ) «Электроника» при организации входного контроля ИЭТ. Это позволило повысить надежность соответственно указанных ИС в эксплуатации в 100−30 раз, снизить процент гарантийного ремонта ВМ по вине ИЭТ в 4 раза. Экономический эффект от внедрения результатов диссертации в производство ИЭТ и видеомагнитофонов составил более 35 млн руб. (в ценах 1994 года).

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Зависимость надежности ИС из различных партий от разброса по проценту выхода годных в этих партиях.

2. Метод выравнивающей технологии, позволяющий выпускать партии ИС, равные по надежности, независимо от разброса процента выхода годных по этим партиям.

3. Распространение метода выравнивающей технологии на входной контроль изделий электронной техники при производстве радиоэлектронной аппаратуры.

Апробация работы.

Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на: Ш-й Всесоюзной конференции «Моделирование отказов и имитация на ЭВМ статических испытаний ИС и их элементов» (г.Суздаль, 1989 г.), VI-X научно-технических отраслевых конференциях «Состояние и пути повышения надежности видеомагнитофонов» (г.Новгород, 1992 г.- г. Воронеж, 1993;1996 гг.), научно-техническом семинаре «Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах» (г.Москва, 1995), XXXIIIXXXVI научных конференциях профессорско-преподавательского состава, научных работников, аспирантов и студентов ВГТУ (1993;1995 гг.).

Публикации.

По результатам проведенных исследований опубликовано 18 работ, в том числе учебное пособие для ВУЗов и монография.

В работах, опубликованных с соавторами, диссертанту принадлежит проведение экспериментов, оформление статей, обсуждение результатов, внедрение в серийное производство.

Структура и объем диссертации

.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Работа содержит 87 страниц текста, включая 16 рисунков, 10 таблиц и библиографию из 84 наименований.

3. Выводы.

В данной главе получены следующие результаты:

1. Показано практическое применение метода выравнивающей технологии при проведении операции электротренировки БИС типов КР1005ВИ1, КР1005ВЕ1.

2. Применение метода выравнивающей технологии для мощных транзисторов типа КТ805, КТ835,КТ837 при оценке качества внутренних выводов позволило почти в три раза снизить количество проверяемых стопроцентно партий на обрыв внутренних выводов, что снизило процент отказов транзисторов КТ805 в видеомагнитофонах более чем в три раза от общего числа отказов всех применяемых транзисторов.

3. Разработан технологический маршрут входного контроля БИС типов КР1005ВИ1, КР1005ВЕ1, использующий метод выравнивающей технологии и позволяющий отбраковывать потенциально ненадежные изделия с меньшими экономическими затратами.

4. Применение на выходном и входном контроле метода выравнивающей технологии для БИС типов КР1005ВИ1, КР1005ВЕ1 позволило повысить их надежность соответственно в 30−50 раз.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

В настоящей диссертации изложены научно обоснованные технологические разработки, обеспечивающие решение важной прикладной задачи — повышение надежности партий интегральных схем и полупроводниковых приборов как в процессе их изготовления на участках сборки и финишного контроля, так и в процессе изготовления радиоэлектронной аппаратуры на участке входного контроля.

В диссертации получены следующие новые научные и технические результаты.

1. Проведено теоретическое обоснование метода выравнивающей технологии в производстве изделий электронной техники. Теоретически и экспериментально показано, что надежность ИС из партий, имеющих пониженное значение процента выхода годных от установленного на величину более чем за, ниже величины надежности, установленной в ТУ.

2. Сформулированы принципы метода выравнивающей технологии как для производства ИЭТ, так и для организации входного контроля ИЭТ на заводах-изготовителях РЭА.

3. Разработана технология сборки интегральных схем и полупроводниковых приборов, использующая метод выравнивающей технологии.

4. Предложен технологический маршрут входного контроля ИЭТ, использующий метод выравнивающей технологии и позволяющий отбраковать потенциально-ненадежные изделия с меньшими экономическими затратами.

5. Осуществлено внедрение предложенного метода в технологический процесс изготовления интегральных схем серий 106,134,1005 и транзисторов типов КТ805, КТ835,КТ837 и в технологический процесс входного контроля ИЭТ при изготовлении пяти типов ВМ типов «Электроника» .

Это позволило повысить надежность соответственно указанных ИС в эксплуатации не хуже чем в 100−30 раз.

За счет снижения общих затрат при выпуске транзисторов и ИС, отвечающих требованиям технических условий по надежности, т. е. снижения уровня потерь от возврата малонадежных ИЭТ, снижения затрат от запуска на сборку видеомагнитофонов более надежных ИС и уменьшения числа отказов ВМ за гарантированный период эксплуатации, по лучен экономический эффект более 35 млн руб. (в ценах 1994 г.).

Показать весь текст

Список литературы

  1. Willoughby W.I.The Navy’s best prfctices approach to reability // IEE Trans Reliab. 1987. V.36. N3. -p.310−312.
  2. Littefild G.W. Riand M2000 enviranmental stress screeminq // IEE Trans. Reliab. 1987. V.36. N3. -p.310−312.
  3. М.И., Грищенко B.T. Входной контроль изделий электронной техники // Препринт. АООТ «Видеофон». 1993. -72с.
  4. В.М., Можаров JI.M., Пшеничная JI.A. Повышение выхода годных и качества БИС на основе методов статистической диагностики и оптимизации // Электронная промышленность. 1986. Вып.5. -с.39−41.
  5. Baruett N.S. Process control and product quality.//Process control. 1987. N7. -p.34−43.
  6. ГОСТ 15 895–77. Статистические методы управления качеством продукции (термины и определения).
  7. Г. К., Печенкин А. Н. Надежность технологических процессов // Обзоры по электронной технике. Сер.З. Микроэлектроника. 1979. Вып.З.-87с.
  8. ГОСТ 15 467–79. Управление качеством продукции. Основные понятия. Термины и определения.
  9. М.И., Королев С. Ю. Физические основы надежности интегральных микросхем: Учебное пособие. -Воронеж: Из-во ВГУ, 1995. -200с.
  10. Ю.Попов В. Н., Барканов H.A. О производственных и конструктивно-технологических запасах по параметрам микросхем // Электронная техника. Сер.8. 1978. Вып.7(69). -с.43−51.
  11. П.Кахишвили Н. И., Мойнов Р. Г. Контроль технологического процесса по параметрам и характеристикам точности и стабильности // Электронная промышленность. 1989. N12. с.19−21.
  12. Wilhelm S. Gedanken zum Qualitats-beqriff // Microtechnic. 1993. N2. -p.4−6.
  13. Radojcic R. Semiconductor device reliability process quality // Microelectron. Reliab. 1992. V.32. N3. -p.361−368.
  14. И.Я. Качество и надежность интегральных микросхем /Под ред. Л. А. Коледова.М.: «Высшая школа». 1987. с. 12−14.
  15. Kieplinq К.С. Zweckma? iqe Kenngro? en Zur Beshreibunq der Zuverlassiqkeit technoloqisher Prozesse in electronishen Cerateban // Frinqeratetechnik. 1984. N4.-p. 166−167.
  16. Mozumber P.K., Stojwas A.I. Statistical control of VLSI fabrication processes // Proceedinqs ofthe IEEE. 1990. N2. -p.436−455.
  17. Me Cullough B. Trimming the fat from military design // Computer design. 1990. N22.-p. 19−22.
  18. Гор лов М.И., Котов B.B. Слагаемые надежности биполярных ИС. Серийное производство // Петербургский журнал электроники. 1995. N2. -с.31−35.
  19. М.И. Обеспечение надежности полупроводниковых приборов и интегральных схем в процессе серийного производства // Препринт. НИИБВ. Воронеж. 1991. -58с.
  20. Burqqraaf Pieter. Failure Analysis: from «Postmor-tem» to «Preventive» // Semicond. Internat. 1992. N56. -p.56−61.
  21. Bartlett G., Dahm J. Usinq «six Siqma» to qanqe PECVD // Semicond Intern. 1992. N7. -p.94−96,98,100.
  22. SchwerdtnerH. Qualitat qeht alle an. //Electronic. 1992. N15.-120−123.
  23. Seher G., Eaton D.H. etc. In line Statistical processoconrtrol and feedback for VLSI Integrated circuit manufacturing // IEEE Trans. Compon, Hydrids and Hanuf, Technol. 1990. N3. -484−489.
  24. Cappello J. The quality control revolution- New opportunities for corporate communication. //IEEETrans. Prof. Commun. 1992. N1.-26−30.
  25. Bergholz H.I. Total Quality Management Der Weq in die Zukunft. // OL. 1991. N7.-389−394.
  26. Francia В. A new vision of quality control // Datamation. 1990. N4. -p.70−72.
  27. Nieden S. Prozessintegrierte Qualitatsaicherunq // VDI Berichte. N966. -2737.
  28. Law K.J. Why 100 percent in spection? // Mater.Evaluat. 1981. N7. -618−619.
  29. Kocher H. Geplante Qualitat fur Wettbewerbsvorteile nutzen // TR. 1992. N42. -14−16.
  30. Ю.Л. Управление качеством технологических операций на основе нормирования их отдельных характеристик // Электронная техника. Сер.8. 1978. Вып.З. -с. 127−132.
  31. Zerinson HJ., De Hoht С. Leading to quality. // Quality Progress. 1992. N5. -c.55−60.
  32. Fuhr H. Von der Qualitatshoutrolle zum Gualitatssicherunqssystem // ETZ: Elektrotech Z. 1987. N15. -698−700.
  33. В.П., Костенко Ю. Н., Скосырский Г. С. Прогнозирование технического состояния изделий электронной техники в процессе производства // Обзоры по электронной технике. Сер. 8. 1980. Вып.1. -58с.
  34. Koblenz Н. Das «uberladene» Qualitatsaudit. //QZ. 1991. N7. -395−398.
  35. J., Rosenblatt А. Пути и проблемы повышения качества надежности полупроводниковых приборов и НС, часть 1 // Электроника (рус.пер.). 1981. N10. -с.27−45.
  36. Krishnamoorthi K.S. Predict quality cost changes using regression Qual Progr. 1989. N12. -p.52−55.
  37. L. Как поднять качество на новый уровень. // Электроника (рус.пер.). 1988. N18. -р.125−126.
  38. L. Организационно-технические мероприятия изготовителей и потребителей ИС в рамках метода «от поставщика на склад потребителя» // Электроника (рус.пер.). 1983. N5. -с.84−87.
  39. М.И., Королев С. Ю. и др. Современный подход к организации производства полупроводниковых изделий высокого качества // Тез. докл. IX науч.-техн. отрасл. конф. «Состояние и пути повышения надежности видеомагнитофонов». Воронеж. 1995. -с.28−29.
  40. Ю.П. Контроль качества на востоке и на западе. // Надежность и контроль качества. 1991. N4. -с. 12−20.
  41. Goto Т., Manabe N. How Japanese manufacturers achieve high 1С reliability//Electronics. 1980. N6.-p. 140−147.
  42. Sullivan L.P. Quality function deployment // Quality Progr. 1986. N6. -p.39−50.
  43. Keeler R. What ever happened to quality circles? // Electronic packaging production. 1990. N8. -23−24.
  44. Dillon Linda S Integration the japanese and american work forces // Quality Progress. 1992, -p.44−49.
  45. Sondermann J.P. Poka-yoke-Hokuspokus oder notwendiqes element einer Null-Fehler-Strateqir? «QZ». 1991. N7. -p.407−411.
  46. Weaver R.E. Total quality menagement as an operational process in testing//AIAA-92−1877. -p.1−6.
  47. McCarthy J. Role of QA in total quality management environment // Transactions. 1992. N65. -p.355−356.
  48. Scholtes P. Total quality or performance appoisal: choose one // Nation.Prod.Rev. 1993. N3. -p.349−363
  49. T. «VDI Berichte» .1992. N1006. -109−125.
  50. Porter N. Integrating QA into TQM: fear and loathing in San Diego // Tremsactions. 1992. N65. -357.
  51. Ding J. Total quality management in space shuttle main enqine manufacturing // AIAA-92−352. -p.7−15.
  52. Stone M. Empowerment: Keeping the promise of the totai quality revolution. «Dir Force J. Logistics». 1993. summer. -18−22.
  53. А.А., Соколов В. П. Метод определения критериев технологии производства интегральных схем // Электронная техника. Сер.8. 1979. Вып.8. -с.21−29.
  54. Л.Д. Увеличение выхода годных интегральных схем 1ЛП371 в серийном производстве // Электронная техника. Сер.8. 1978. Вып.6. -с.88−96.
  55. Thebault and Jastrzebski L. Review of Factors Affectings Warpage of Silicon Wafers // RCA Review. 1980. N4. -p.592−611.
  56. Влияние галогеносодержащих добавок на структуру дефектов в активных областях диффузионных р-п-переходов /К.Л.Епищерлова, В. Н. Мордкович, В. А. Малышев и др. // Электронная техника. Сер.2. 1981. Вып.7. -с.18−25.
  57. М.И., Котов В. В., Тищенко В. В. Компенсирующая технология в производстве интегральных схем // Тез.докл. IX научн.-техн.конф. «Состояние и пути повышения надежности видеомагнитофонов». 1995. Воронеж, -с.29−31.
  58. A.M., Гусев Ю. А., Лыков В. В. Исследование влияния совместной диффузии фосфора и германия на параметры р-п-переходов // Электронная техника. Сер.2. 1982. Вып.З. -с.74−78.
  59. Fair R.B. Oxidation impurity diffusion and defect growth in silicon // J. Electrochem Soc. 1981. N6. -p.1360−1368.
  60. В.А. Надежность интегральных схем // Зарубежная электроника. 1981. N11.-с. 10−15.
  61. М.И. Повышение надежности полупроводниковых приборов и интегральных схем методом выравнивающей технологии // Электронная техника. Сер.8. 1992. Вып.2−3. -с.50−53.
  62. М.И. Тренировка изделий электронной техники и электронных блоков с их применением // Воронеж, препринт НИИБВ. 1991. -77с.
  63. М.И., Микрюков В. Н. Эффективность отбраковочных испытаний для выявления интегральных микросхем с дефектами внешнего вида кристаллов // Электронная техника. Сер.8. Вып. 1. -с.44−46.
  64. В.И., Бордюжа О. Л., Королев С. Ю. Диагностика качества ИС типа КР142ЕН12 // Тез.докл. X науч.- тех. конф. «Состояние и пути повышения надежности выдеомагнитофонов», -Воронеж. 1996. -.с42−43.
  65. О.Л., Литвиненко Д. А., Королев С. Ю. Метод диагностического контроля интегральных схем серии 142 // Тез. докл. X науч.-тех.отрасл. конф. «Состояние и пути повышения надежности видеомагнитофонов», -Воронеж. 1996. -с.43−44.
  66. Аналоговые и цифровые интегральные схемы. Под ред. С. В. Якубовского М.: Сов.радио. 1979. -335с.
  67. С.Ю. К вопросу о критериях оценки качества приварки внутренних выводов в интегральных схемах // Тез.докл. X научн.-тех. отрас. конф. «Состояние и пути повышения надежности видеомагнитофонов», -Воронеж. 1996. -с.46−47.
  68. Н.И., Широков В. Б. Оценка безотказности интегральных микросхем М.: Радио и связь. 1983. -1 Юс.
  69. М.И., Бойко В. И., Саморуков В. Д. Повышение надежности изделий электронной техники методом выравнивающей технологии // Электронная промышленность. 1989. N8. -с.41−42.
  70. М.И., Бойко В. И., Королев С. Ю. Применение метода выравнивающей технологии при изготовлении ИС серии 142 // Электронная промышленность. 1995. N2. -с.58−60.
  71. С.Ю. Использование метода выравнивающей технологии при изготовлении ИС серии 106 // Тез.докл. X науч.-техн. конф."Состояние и пути повышения надежности видеомагнитофонов". -Воронеж. 1996. -с.40−42.
  72. Статистические методы повышения качества. /Пер.с англ. Ю. П. Адлера, Л. А. Конаревой /Под ред. Хитоси Кума. М.: Финансы и статистика. 1990. -с.36−56.
  73. Статистические методы управления качеством в производстве изделий электронной техники. Методическое пособие для курсов повышения квалификации /Сост. и отв.ред. А. С. Шершевский. Л.: ВНИИ «Электронстандарт», 1984. -с.55−63.
  74. М.И., Рольщиков В. Е., Королев С. Ю. Поведение параметров интегральных схем при длительных испытаниях. // Электронная промышленность. 1996. N3. -с.15−16.
  75. Применение принципа выравнивающей технологии при изготовлении транзисторов КТ837 / М. И. Горлов, В. И. Бойко, В. В. Шукалов, С. Ю. Королев // Тез.докл. VI научн.- техн. конф. «Состояние и пути повышения надежности видеомагнитофонов», -Новгород, 1992. -с.32.
  76. М.И., Кулаков A.B., Королев С. Ю. Интенсивность отказов ИС, используемых в видеомагнитофонах / Тез.докл. VIII науч.- техн. отрасл. конф. «Состояние и пути повышения надежности видеомагнитофонов», -Воронеж, 1994. -с.44−45.
  77. Расчет надежности интегральных схем по конструктивно-технологическим данным / М. И. Горлов, С. Ю. Королев, А. В. Кулаков, А. В. Строгонов // Воронеж: Из-во ВГУ, 1996. -80с.
Заполнить форму текущей работой

Пора сдавать?