Методы контроля в производстве интегральных микросхем

| Категория реферата: Рефераты по технологии
| Теги реферата: шпаргалки, антикризисное управление
| Добавил(а) на сайт: Pavlin.

Путем записи в регистр адреса контролируемой комбинации различных адресов проверяется интегральная микросхема с динамической логикой на всех тестовых комбинациях. Кроме указанных элементов система включает в себя схему сравнения, схему выдачи входных воздействий и вентиль.

Наиболее эффективными методами контроля качества соединений являются испытания на механическую прочность и металлографический анализ.

Для проверки механической прочности соединений существует много приспособлений и установок, а также способов испытаний. Например, при испытании на срез структуру с подсоединенными выводами подвергают растяжению силой, действующей параллельно поверхности подложки. Если прочность соединения составляет менее 70% прочности примененной проволочки, соединение считается качественным. Испытание соединений на отрыв выполняется путем многократных изгибов вывода под углом 30, 45 и 90° относительно поверхности подложки (установка УКПМ-1).

Прочность клеевых соединений определяют испытаниями на разрыв.
Прочность клеевого соединения на разрыв должна быть не менее
(125...150)*105 Н/м2.

Металлографический анализ заключается в обследовании поперечных или косых шлифов и позволяет выявить их внутреннюю структуру и обнаруживать не смоченные при пайке участки, проплавления, микротрещины, раковины, поры, интерметаллические включения, следы диффузии припоя по границам зерен.

Рентгеновская дефектоскопия с помощью расходящегося пучка позволяет обнаруживать внутренние дефекты и дает достаточную информацию о надежности соединений. В отличие от металлографического анализа этот метод неразрушающий.

Контроль деталей после холодной штамповки выполняется визуальным осмотром. Основные виды брака после холодной штамповки и их причины приведены в табл. 1.
[pic]

Размер деталей. Измеряют универ-сальными измерительными инструментами: штангенциркулем, микрометром, индикатором и оптическим прибором – инструментальным микроскопом.

Плоскость поверхностей деталей проверяют методом световой щели с помощью лекальной линейки. Глаз человека способен улавливать просвет в
0.003...0.004 мм.

Контроль на герметичность проводится дважды: после изготовления основания корпуса с изолированными выводами и после герметизации микросхем.
Герметичность спая выводов с материалом основания или герметичность микросхемы в корпусе характеризуется скоростью натекания гелия. Для готовых микросхем за критерий герметичности принята скорость натекания гелия (см3
/с) при разности давлений снаружи и внутри корпуса 105 Па. Корпусы высокого качества имеют скорость натекания, не превышающую 10-8 см3/с.

Проверка оснований корпусов на герметичность выполняется с помощью специальных приспособлений, позволяющих с помощью вакуумных уплотнений создавать объем, замкнутый на контролируемую деталь.

Существует много методов контроля на герметичность. Наиболее часто применяются масс-спектрометрический, вакуум–жидкостный и влажностный методы.

Масс-спектрометрический метод основан на индикации атомов гелия, вытекающих через имеющиеся в отдельных узлах или загерметизированных корпусах течи. Применение гелия для обнаружения течей объясняется тем, что он является самым подвижным газом и обладает высокой проникающей способностью. Гелий вводится в корпус микросхемы либо при герметизации, либо путем длительной выдержки уже загерметизированных микросхем в специальных герметических камерах–бомбах, заполненных после предварительной откачки гелием до давления (3...5)*105 Па. За время выдержки (3...48ч) в бомбе в корпусы микросхем, имеющих течи, проникает гелий. Микросхемы извлекают из бомбы и помещают в стакан установки, например полуавтомата
УКГМ-2 с трехпозиционной каруселью. Поворотом карусели стакан переходит в новую позицию, уплотняется и откачивается. После откачки объем стакана автоматически переключается на течеискатель, который преобразует истечение гелия в электрический сигнал. Если сигнал превышает установленное значение,
ИМ бракуется.

Масс-спектрометрический метод отличается высокой чувствительностью. К недостаткам относятся: низкая производительность (100...200шт/ч), сложность обслуживания установок.

Вакуум–жидкостный метод основан на регистрации пузырьков воздуха, выходящих через течи корпуса в жидкость, над которой создают разряжение около 10...15 Па. Жидкость–керосин или уайт-спирит предварительно вакуумируют , т.е. выдерживают в течение часа при давлении 700 Па и при температуре 70...120°С. Микросхемы погружают в жидкость. Если в корпусе имеется течь, то за счет разницы давлений внутри и вне корпуса газ будев выходить наружу в виде струйки мелких пузырьков. Таким образом, при визуальном наблюдении обнаруживается место течи. Метод прост, оперативен, более производителен - до 700шт/ч, но менее чувствителен и поэтому позволяет обнаруживать только грубые течи. Метод применяется как предварительный для обработки корпусов с большими течами перед окончательным контролем масс-спектрометрическим методом.

Компрессионно-термический метод - разновидность предыдущего метода.
Корпусы опускаются в нагретое обезвоженное силиконовое масло. Нагрев до
200°С повышает чувствительность метода.

Влажностный метод контроля наиболее прост, надежен и позволяет одновременно контролировать, кроме герметичности, стойкость покрытий корпусов на воздействие повышенной влажности. Микросхемы выдерживают в камерах тепла и влаги в течение нескольких суток в условиях повышенной влажности (95...98%) при температуре (40±5) °С. Критерием забраковки является ухудшение электрических параметров вследствие проникновения влаги в корпуса. Однако в камерах тепла и влаги отбраковываются ИМ только с грубыми течами. Кроме того, камера не позволяет оперативно обнаруживать негерметичность ИМ с хорошо защищенными структурами. Проникновение влаги в корпус таких ИМ обнаруживается значительно позже, когда произойдет отказ, например, из-за корозии интерметаллических соединений.

Список использованной литературы:

Малышева И.А. «Технология производства интегральных микросхем» , М., Радио и связь 1991.
Курносов А.И. «Технология производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем» М., 1979.