В соответствии с правилами ВУК, на этапе разработки ЭС закладывается опреде-
ленный уровень их качества, а на этапе производства осуществляется реализация этого
уровня. Соответствие изготавливаемых ЭС нужному уровню качества во многом
зависит от достоверности и полноты информации, приобретаемой в следствии операци-
онного контроля технологического процесса их изготовления.
Операционный контроль разрешает распознать брак уже на ранних стадиях изготов-
ления ЭС, обеспечить устранение некоторых обстоятельств появления этого брака и, тем са-
мым, обеспечить эффективность производственного процесса. При помощи операци-
онного контроля выявляют отклонения режимов технологической операции, особенностей
исходных материалов, особенностей внешней среды, определяют неточности операторов и
параметры настройки технологического оборудования.
По используемым средствам операционный контроль подразделяется на измери-
тельный, регистрационный (в то время, когда измерительные параметры регистрируются), орга-
нолептический технический осмотр и контроль.
Широкое использование в производстве ЭС находит органолептический контроль, при
котором первичная информация воспринимается органами эмоций человека. Органо-
лептический контроль снабжает получение непредставленной в числовом выраже-
нии информации. Решение относительно объекта контроля принимается в этом слу-
чае лишь по итогам анализа чувственных восприятий (к примеру, по цветовым
оттенкам, форме и цвету недостатков изделий и т. д.). При органолептическом контроле
смогут использоваться средства контроля, не являющиеся измерительными, но увеличи-
вающие разрешающую свойство либо чувствительность органов эмоций.
Органолептический контроль образовывает громадной количество при контроле качества ЭС.
Трудоёмкость операций органолептического контроля образовывает от 25% и выше тру-
доёмкости всех контрольных операций. К примеру, до 30 % затрат на производство пе-
чатных плат приходится на органолептический контроль, и тратится до 30 % неспециализированного
технологического времени.
Органолептический контроль, осуществляемый органами зрения, именуют визу-
альным контролем. В Соединенных Штатах визуально проверяется около 78 % печатных плат. Но
достоверность визуального контроля, осуществляемая оператором, зависит от многих
субъективных факторов и образовывает 60…65 % [56].
С ростом степени интеграции современных ЭС соответственно возрастают требова-
ния к визуальному контролю. Появляется необходимость осуществления 100 % визу-
ального контроля с высокой степенью достоверности, что нереально реализовать на
практике без применения автоматизированных совокупностей.
Все способы органолептического анализа оперируют с качественными показате-
лями изделий и разрешают дать ответ на вопрос, годно изделие либо нет. Но для
автоматизации визуального контроля нужно качественные показатели оценить
количественно. Для этого употребляются совокупности Технического зрения (СТЗ). Мысль
применения автоматизированных совокупностей визуального контроля качества продук-
ции (в частности, печатных плат) появилась еще в 60-е годы, но лишь с широ-
ким распространением средств вычислительной техники произошло настоящее
внедрение в операционный контроль СТЗ, имеющих множество плюсов как перед
электронными средствами контроля, так и перед зрительной проверкой, делаемой
человеком [56, 57]. Это и возможность неконтактного считывания, высокое скоро-
точность и действие контроля; свойство видеть в малых либо ограниченных обла-
стях спектра и др.
Процессы операционного контроля в производстве ЭС характеризуются рядом осо-
бенностей [56]. К ним относятся:
• широкое многообразие используемых технических средств и методов;
• рост относительной трудоёмкости доли контрольных операций в общей трудоем-
кости технологического процесса изготовления ЭС;
• постепенная замена процессов контроля продукции на процессы контроля техно-
логических процессов.
Многообразие средств контроля вытекает из широкой номенклатуры объектов про-
изводства ЭС и роста конструктивной сложности этих изделий. Объектами современного
производства ЭС являются электронные модули разной конструктивной иерархии,
а также пассивные и активные ЭМ0, разнообразные по назначению цифровые и ана-
логовые блоки и функциональные узлы, и устройства СВЧ-диапазона. В произ-
водстве ЭС употребляется широкий комплект разных комплектующих изделий, включая
разнообразные ЭРИ: транзисторы, диоды, ИМС, конденсаторы, резисторы, коммута-
ционные устройства и другие ЭМ0. Современное производство ЭС — это производство,
применяющее разные варианты разработок создания полупроводниковых и пле-
ночных ИМС, разработку печатного монтажа, технологии процессов сборки, включая
процессы герметизации. Разнообразие конструктивно-технологических вариантов из-
делий ЭС требует применения в производстве широкой номенклатуры как способов кон-
троля самих изделий, так и способов контроля разработки их изготовления.
При операционном контроле продукции используют широкий спектр способов, как
правило, неразрушающего контроля. Это оптические, рентгенографические, тепловые
способы, способы электронной микроскопии, электрических измерений и т. д., каковые
применяют, например, при операционном контроле технологических процессов из-
готовления печатных плат, микросборок и микросхем. К примеру, при операционном
контроле технологического процесса изготовления изделий микроэлектроники широ-
кое использование нашли тестовые схемы, складывающиеся из тестовых структур [56].
Тестовая структура является совокупностью в некотором роде спро-
ектированных и соединенных элементов (резисторов, конденсаторов, транзисторов,
проводников и т. д.), изготавливаемых совместно с настоящими изделиями по анали-
зируемому технологическому процессу и предназначенных для определения погреш-
ностей формирования геометрических физических характеристик и размеров, и
черт дефектности физической структуры настоящего изделия.
Тестовая схема (ТС) является совокупностью тестовых структур, число
торых снабжает получение параметров распределений погрешностей формирова-
ния геометрических размеров, физических черт, черт привноси-
мой дефектности с заданной точностью при определенной доверительной возможности,
а комплект элементов адекватно отражает физическую структуру настоящего изделия, из-
готавливаемого по разбираемому технологическому процессу.
Статистические способы операционного контроля технологического процесса обе-
спечивают получение таких параметров процесса, как стабильность и точность, для
оценки которых требуется статистически значимая информация. Исходя из этого способы,
снабжающие получение таковой информации, должны характеризоваться высокой
производительностью обработки и измерения результатов. Этим требованиям отвечает
способ статистического анализа технологического процесса, основанный на примене-
нии тестовых схем [56, 58]. ТС складывается из совокупности элементов, не входящих в со-
став рабочих элементов изделия и предназначенных чтобы получить информацию, обе-
спечивающей расчет черт качества технологического процесса либо критерия
годности настоящего изделия, расположенного на той же подложке. Так,
определённая комбинация и специальная конструкция элементов, составляющих ТС,
разрешают применять ее в качестве инструмента получения нужной информации.
Широкое использование ТС как источника информации о качестве изготовления из-
делий микроэлектроники обусловлено групповым характером обработки изделий на
большинстве операций технологического процесса. Благодаря этого очень сильно коррели-
рована погрешность геометрических размеров на элементах ТС и элементах настоящей
схемы, изготовленных в одном цикле (в партии на подложке либо в групповой партии).
Высокая коррелированность погрешностей формирования геометрических размеров
и дефектности при одновременном изготовлении тестовых схем й настоящих изделий
разрешила применять тестовые схемы чтобы получить информацию о особенностях тех-
нологического процесса и в один момент о качестве изготавливаемых изделий. Так как
тестовая схема проектируется специально для получения таковой информации и имеет
унифицированную для данного конструкторско-технологического варианта конструк-
цию, то обработки результатов и процесс измерения измерений создают с примене-
нием автоматизированных совокупностей.
При проектировании ТС для анализа технологического процесса реализовывают:
• формы представления и определение содержания приобретаемой информации;
• выбор способа измерения параметров элементов ТС, измерительного оборудования
и режима измерения;
• определение номенклатуры тестовых элементов;
• разработку конструкции каждого тестового элемента;
• определение числа однотипных элементов в ТС;
• соединения способа элементов и выбор размещения, мест и геометрии расположе-
ния контактных площадок.
¦ При проектировании тестовых схем нужно учитывать, что выходкой информа-
цией, приобретаемой как следствие математической обработки и измерения результатов
измерения, есть совокупность статистических данных: моменты распределений
параметров физической структуры, функциональных элементов, черт де-
фектности.
Так как контроль технологического процесса с применением тестовых схем воз-
можен лишь с применением автоматизированных совокупностей измерения, то предпочте-
ние отдается конструкциям тестовых элементов, характеризующихся электрически
измеряемыми параметрами, по которым расчетным методом и должна быть взята не-
обходимая выходная информация. Главными требованиями, предъявляемыми к из-
мерительному оборудованию, являются возможность измерения электрических пара-
метров тестовых элементов в автоматическом режиме и наличие в собственном составе ЭВМ,
не только управляющей процессом измерения, но и проводящей обработку измерен-
ных результатов по намерено созданным программам.
С учетом роста цены современных электронных средств первостепенное зна-
чение при контроле качества получает параметрический и функциональный кон-
троль ЭС на разных стадиях их жизненного цикла. Эти виды контроля осуществля-
ются посредством особых тестов.
Функциональный контроль определяет уровень качества функционирования ЭС в соответ-
ствии с логикой его работы, ориентирован на обнаружение постоянных неисправно-
стей и есть главным видом контроля при эксплуатации и производстве ЭС, в том
числе при ремонте. Тесты функционального контроля достаточно компактны, время
проверки ЭС мало, поскольку не нужно проводить дорогостоящие измерения, не-
обходимые при параметрическом контроле [56].
Параметрический контроль рекомендован для проверки соответствия электриче-
ских параметров ЭС техническим требованиям и, со своей стороны, подразделяется на
статический и динамический контроль. Статический контроль рекомендован для
контроля статических электрических параметров (к примеру, контроль допустимых
значений амплитуды выходного сигнала, значений входных токов, тока потребления
и т. д.), а динамический — для контролирования временных черт электри-
ческих сигналов (к примеру, времени задержки сигнала либо длительности его фронта).
В отличие от функционального контроля параметрический контроль связан с правильными
измерениями амплитуды сигнала, значений входных токов, времени задержки, дли-
тельности фронта сигнала и т. д., что ведет к значительным временным затратам
и применению дорогостоящего оборудования. Главным назначением параметриче-
ского контроля есть отработка технологического процесса, контроль в ходе
производства и выборочный входной контроль [56].
Для обеспечения действенного применения функционального и параметрического
контроля, нужно наличие тестопригодного изделия. Это требование должно вы-
полняться в ходе проектирования ЭС.
Тестопригодным именуют ЭС, для каждой неисправности которого существует, по
крайней мере, один тестовый комплект, благодаря которому эта неисправность выявля-
ется, а время построения тестов не превышает установленных временных и (либо) ре-
сурсных затрат при построении тестов.
Тут под тестом знают множество тестовых комплектов, предназначенных для
контроля качества ЭС, а тестовый комплект является набором стандартных сиг-
налов, соответствующих логическим нулю либо единице на входе ЭС (входной комплект),
и ожидаемый комплект стандартных сигналов на его выходе (выходной комплект), соответ-
ствующий входному комплекту и логике функционирования контролируемого ЭС [56].
Исполнение условий тестопригодности при проектировании ЭС значительно со-
кращает время и упрощает получение нужных тестовых комплектов для обнаружения
неисправностей заданных классов.
Построение тестов функционального контроля проводится для определенного
класса неисправностей. Но при настоящем тестировании ЭС не всегда нужно
строить тесты для логических схем, представленных на уровне логических элементов
И, Либо, НЕ, в то время, когда рассматривается множество неисправностей всех входов и выхо-
дов. Возможно разглядывать множество неисправностей, отнесенных к входам и выхо-
дам конструктивных элементов. В этом случае тест строится лишь для данного мно-
жества неисправностей, а его построение значительно чаще требует меньше времени и имеет
меньшее количество тестовых комплектов.
Для построения тестов функционального контроля громаднейшее распространение
взяли метод случайного поиска и D-метод [56].
Метод случайного поиска предполагает исполнение следующих этапов.
1. Посредством генератора псевдослучайных чисел формируется входной комплект и по-
дается на вход логической модели.
2. Моделируется исправное состояние схемы и N — N^* неисправных состояний
схемы; тут N — неспециализированное число неисправностей, a No6h — число неисправностей, обна-
руженных тестом. На первом шаге число найденных неисправностей равняется нулю,
исходя из этого моделируются все неисправности. В случае если состояние хотя бы одного выхода ис-
правной схемы отличается от состояния схемы с заданной неисправностью, то эта не-
исправность считается найденной. Все найденные неисправности заносятся в
особый перечень.
3. Проверяется эффективность тестового комплекта Э,. В случае если Эь В, где В — заданное
количество найденных неисправностей для включения тестового комплекта в тест, то
комплект включается в тест, наряду с этим изменяются перечни найденных и необнаружен-
ных неисправностей, и осуществляется переход к п. 4. В другом случае, т. е. при
Э, Б, производится запись номера тестового комплекта в таблицу невк л юченных в тест
комплектов, и реализовывают возврат к п. 1.
4. Производится проверка эффективности последних К тестовых комплектов (тут
К — константа), для чего сравнивают их номера в таблице невк л юченных в тест те-
стовых комплектов. В случае если номер i идут подряд, т. е. последние К тестовых комплектов были
неэффективны, то переходят к п. 5, в другом случае — к п. 6.
5. Осуществляется изменение процесса генерации входных комплектов (изменение на-
чальной установки генератора, принципа генерации и т. д.).
Капиллярный контроль качества — Территория сварки
