§7.4 Имс сынағының санаттары мен түрлері

-ИМС сынағы озінің мақсатын мына жағдайларда айқындайды:

-Сапаның және сенімділіктің сандық көрсеткішінің анықтамасы;

-аталған облыстағы қолданыс мүмкіндігінің қағидасы;

-болашақта сапа гарантиясын және ИМС нің бас тарту мүмкіндігін алу;

Қойылған мақсат нәтижесінде ИМС-ге әсер ететін түрлі сыртқы фактордың қанаушылығына душар болады.Сынақ қайталамалы,ал тиімділікті жоғарылату үшін оларды жақын әрі эксплуатационды түрде шарттарға сай жасау қажет.Экономикалық көру нүктесінде сынақ қарапайым төменгі сандар шығару немесе кезеңдік есептердің болмауынсыз қарапайым әрі тура болуы керек.ИМС сенімділігі лабораториялық және эксплуатациондық шарттарды жүзеге асыра алады.Лабораториялық шарттарда ықпал етуші түрлі имитациялық факторлардың көмегімен ,осы мақсаттар үшін арнайы сынақ стендтерін өнеркәсіп сынақтары жасайды.Сынақ стенді өзімен бірге техникалық құрылғылар үшін тапсырысты жағдайларда сынақтың,ақпараттың және басқарманың, сынақты және сынақ нысандарын қамтамасыз етеді.Тәуелділікте сапа бақылауы және сенімділік үшін жасалынған, арнайы мақсат және мақсат сынақтары ажыратылады.

ИМС сапасының бақылауы үшін яғни техника шарттары немесе басқа да техникалық документацияларда ИМС бағалануы үшін, келесі бақылау санаттары қолданылады:квалификационды,қабылдап-тапсырушы,периодты, типтік және бақылап-таңдаушы.

Квалификационды ( К) сынақ талаптың және даярлықтың сарапшылығының толық көлеміне ИМС өндіріс шығарылымының тұңғыш рет осы мақсаттағы топтамасының ИМС сәйкестігінің ұйғарымын жасайды .

Қабылдап-тапсырушы (ҚТ) сынақ сапа бақылауы үшін әрбір көрсетілген ИМС партиясының тапсырысымен жасалынған; сынақ нәтижесінде берілген ИМС партиясы қабылдап- жіберу мүмкіндіктерін жасауға шешім қабылдайды.

Периодты (П) сынақ периодты мақсатпен (берілген мерзімде) ИМС сапасының бақылауы және ИМС өндірісінің технологиялық үдерісінің тұрақтылығының сараптамасы сапасының мерзімді тексерісін жасайды.Периодты сынақтың қанағаттандырылмаған нәтижесі өндірістің немесе ИМС конструкциясының кемшіліктерін нұсқайды, мұндай айқындылық бұрын болмаған.

Типтік (Т) сынақ қажетті жағдайда конструкциялар өзгерісі,технологиялар,қолданбалы материалдар,жартылайфабрикаттар және компаненттер, және де ИМС ның қалыпты талаптарына стандартты өзгеріс енгізуін жасайды.Бұл нәтижелер бойынша қабылдануы мүмкін нәтижелер,бейнелік және эффективті өзгеріс енгізуінің құжаттамасы және конструкторлы-технологиялық документация және ИМС документтерінің өзгерісі жасалынады.

Бақылап-таңдаушы(БТ) сынақ қажет болған жағдайда сериялы шығарушы ИМС ның қалыпты талабының толық көлеміне сәйкес ұйғарымы үшін қызмет етеді.Оны шығаруды ұйымдастырушылар бақылау сапасының мақсатын ,немесе сұраққа шешім шығарушы жаңа техника аумағында жұмыс істейді.

Қарқындылыққа сынақ өз кезегінде анықтаушы және бақылаушы болып бөлінеді.

Анықтаушы сынақта ИМС сенімділігі статистикалық жол анықтамасындағы бұрыстыққа, ал нақты болған сапалық көрсеткіш сенімділігі ИМС нің бір ғана түріне немесе сериясына арналған.Оларды кейіннен тағы да технология бойынша жасалынған ,жауапты түрдегі игеруші және модернизациялаушы ИМС жасайды.Бұл анықтаушы сынақ ИМС түріндегі таралудың заңдық тексеруін жүзеге асырады.

Бақылаушы сынақ ИМС бақылау мақсатында сәйкесінше талап етуші сапалы көрсетілім стандартын жасайды.

ИМС сенімділігінің көптеген сапалық қөрсетілімінде бастартусыз жұмыстың мүмкінділігі,жұмыстан төменгі деңгейде бас тарту,ресурс,бас тартудың ашықтығы және сақтау мерзімі, бұл көрсеткіштерді анықтау немесе бақылау үшін келесі сатыдағы қарқынды сынақтар қойылған:бастартусыздыққа,ұзақмерзімге,қорларға,арнайы және сақталымға.

Бастартусыздыққа сынақ ИМС бастартусыздығын анықтау мақсатында белгілі бір уақыт аралығында жүргізіледі, ол уақыт дайындалу процесі кезінде жұмыстың тоқырауына себеп болатын ақауларды анықтауға жеткілікті болады.

Ұзақмерзімге сынақ нормативті-техникалық документте көрсетілген тоқырауда атқарылатын минималды жұмысты белгілеуге арналған.

Бастартусыздық пен ұзақмерзімділік ИМС сенімділігінің бақылау сынақтары болып табылады,оның мақсаты ИМС ның тоқырауға атқарылатын минималды жұмысына сәйкес стандарттардың талаптарына сай болуын анықтау болып табылады. Бұл сынақтарды ИМС ны дайындау кезеінде және сериялық өндіріс процесінде жүргізуге болады.

Ресурстық және арнайы сынақтар сенімділік көрсеткіштерінің статистикалық негізі ,сондықтан олар ИМС сенімділігінің анықтауыш сынақтары болып табылады.

Ресурстық сынақ ИМС ның қорларын анықтауға арналған.Олар сынақтардың ұзақмерзімділік немесе тәуелсіздігінің жалғасы болып табылады.

Арнайы сынақтар ИМС тоқырауының қарқындылығын анықтауға арналған және ИМС ның бірдей функционалдық қызметі мен техникалық-контструктивтік атқаруы бар әрбір типі мен группасы үшін жүргізіледі.Ескеретін жағдай ,ресурстық және арнайы сынақтардың нәтижелері ИМС ны қабылдау кезінде оны бракқа шығаруға себеп болмайды.

Сақталымға сынақ ИМС ның сақталым талаптарына сай екендігін анықтау мақсатымен жүргізіледі,техникалық жинақта ресурстың сақталуын,ұсыныс зерттемелері сақталуының көтермеленуін,сонымен қатар сақтау мерзімін анықтайды.Сақтау сынағы сапа бақылауы бойынша ИМС ға душар болады.

Аталған технологиялық сынақта қаралатын сынақтар категориясын қоспағанда ,ИМС сапасының жоғарылауында және басым орын алатын зерттеу практикасында ИМС айрықша маңызды орын алады.Технологиялық сынақтың мақсаты уақытылы потенциалды сенімсіз ИМС ге байланысты болады.Оның құрамы мен тізбектілігі сынақ көрінісінің игерушілігіне және оның жасалу әдістемесіне байланысты. ИМС сынағы әрекеті мен конструкторлық,механикалық,электрлік,климаттық және радиационды сипаттамалары бойынша классификацияланады.

Конструкторлық сынақ ИМС ның конструкторлық сынағы мақсаты мен оның түйіншектемесін өзіне қосады.Конструкторлық сынаққа мыналар жатады:габаритті және жалғанған өлшемдерге тексеріс,массасы мен ішкі түрі,механикалық жалғану,антикоррозиялық жабындылардың сапасы,тұмшалылық және т.б

Электрлік сынақ ИМС жұмысатқарылымының және әртүрлі жұмыс режиміндегі параметрлерінің тұрақтылығына арналған. ИМС ның жұмыс атқарылымы дайындау жолын тексереді.Дайындаудың екі тәсілі бар:электрлік және жылуэлектрлік.Электрлік дайындау кезінде ИМС электрлік схемада жоғары электрлік параметрлерді(ток және кернеу)қабылдайды.Жылуэлектрлік дайындауда ИМС ықтималдылығы жоғары температурада межелі электрлік режимді қабылдайды.

Механикалық сынақ ИМС сынағында вибротұрақтылық,вибротөзімділік,соққытөзімділігі, және сызықтық жүктеу әсерімен жабылады.Механикалық жүктеме әрекетінің сынағы ИМС ның платформалық сынау стендіндегі тұрақтылықты анықтайды.Әдетте механикалық сынау өзара-перпендикуляр екі (ИМС үшін қауіпті)жағдайды анықтайды.Механикалық жүктеме параметрі және уақыт әсерінде сынақ мақсатына тәуелділік қойылады.

Климаттық сынақ қанаушылық пен тасу кезіндегі жылу-салқын тұрақтылықтарын,төменгі және жоғарғы атмосфералық қысым әрекетінің тұрақтылығын және тұманды анықтайды.

Радиациондық сынақ арнайы және өткізгіш ИМС сынағының сәулеленуі мен сол дозадағы ионизациялық сәулелерді анықтайды.Олар:гамма-сәулелену,рентгендік сәулелену,нейтрондар жиынтығы және т.б

Механикалық және климаттық ИМС сынағын жүргізу кезінде электрлік параметрлер өзгеріске ұшырайды-жылдық критерииден жүктеме әсеріне дейін,оны түсіргеннен кейін және көп жағдайда әрекет процесінен кейін.

§ 7.5 ИМС мен ҮИС(БИС)-ның құны

ИМС мен ҮИС құны көптеген факторларды анықтайды,олардың ішіндегі негізгілері:талдау жасау және дайындау,деректер және жабдықтау,бақылау және сынақтан тұрады.ИМС және ҮИС құны жылдық өндірілімнің пайыздық шығысына байыпты әсер етеді: ол төмендеген сайын ИМС өнімі соғұрлым жоғары болады.ИМС қиындаған сайын (ондағы элементтерге байланысты) ол қымбаттай түседі.Сондықтан жылдық өнім шығысы мен құны көрсеткіштермен өзара байланысты болады.

Жылдық өнім шығарылымы және құны анықталған жағдайда ИМС мен ҮИС нің барлық түріне арналған сипаттамалық мақсатқа сай интеграцияның жоғарғы жағдайы ИМС қиындылығына фактор сияқты ықпал етеді.Сондықтан интегралды микроэлектроникаға тағы бір техника –экономикалық көрсетілім-ИМС ның экономикалық оптимальды қиындығының дәрежесі әсер етеді.

Өндіруші шарттарда жылдық схеманың пайыздық шығысы қарапайым есептеулермен анықталады.Көптеген жылдық ИМС шығысы оның тұрақтылығына байланысты болады,өндіру шартында микросхема дұрыс,техникалық және экономикалық таңдау технологиялық процесстерде үлкен маңыздылық көрсетеді.

ИМС ның жарамды шыға берісі ең алдымен технологиялық процесстің қиындығына байланысты.Неғұрлым технологиялық операция өзіне типтік технологиялық процессті аз қабылдаған сайын соғұрлым жылдық шығыс жоғары деңгейде болады.Сондықтан жылдық гибридті ИМС шығысы гибридті технологияларда, жартылайөткізгіштерге қарағанда жоғары болады.Осы себептерден кейін жартылайөткізгіштердегі ИМС ның шығысы ,биполярлы транзисторлардағы ИМС ға қарағанда жоғары болады.

Экономикалық оптимум деңгейі анықтамасында технологиялар ИМС ның жарамды шығысының процентін бағалайды.Бұл ретте ИМС ның жарамды шығысын құрылымының формасын айыруға жарамды топтық әдістерді және ИМС ның жарамды шығысынан кейінгі жиындарды пайдаланады.Бірінші жағдайда технология деңгейін пластинаның бірлік ауданына сәйкес келетін дефект санымен сипаттауға болады.Мұндай параметр әрбір этаптағы технологиялық процесстердің дәрежесін сапалық түрде анықтайды.Екінші жағдайда әрбір операция жиынтығындығы сипаттамалық деңгейдің сапалық көрсеткішін қою орындалмайды.Сол себепті ИМС этабының жиынтығы –жалпылама статистикалық параметрлерді сипаттайды.Бұдан шығатыны жинау кезінде жұмысқа жарамды құрылымдық подложкалар қолданылады.

ИМС құны оның группалық технологиясы мен жиналуын қосқанда мына шамамен анықталады:

Мұндағы С_пл-группалық өңдеудің бір пластинасының құны;С_сб-бір ИМС жиынының құны;Р₂-ИМС ның жиыннан кейінгі жылдық шығысы;P₁-топтық өңдеуден кейінгі криссталдың жылдық шығысы;N-пластинадағы криссталдар саны;

7.2 сурет.ИМС нің әр түрлі типінің құнға бағыныштылығының өндіріліуінің көлемі.

1-шалаөткізгішті ИМС; 2-жұқақабатты ИМС; 3-дискретті компаненттердің схемасы; 4-қалыңқабатты ИМС

Практика көрсеткендей,осы деңгейдегі технология топтық өңдеуден (P₁) кейін шығысты аз көрсетеді.Бұл жерде пластинаның құны С _пл үлкен болады.

С _пл және С _сб құны көлем өндірілуін қоспағанда,көптеген факторларға бағынышты болады.Табиғи қалпында,ұлғайтылған көлемнің өндірілуі кезінде шығын пластинанның жасалуына кетеді,ал әрі қарай,7.2 –суретте көрсетілгендей бір ИМС ге төмендейді. Келесі жағдайда ИМС ның толық құны және жасалу құныныың басымдығы өте жиі кездеседі.Бұл жағдайдағы төмендеу құны машиналарды жобалау әдісінде қолданылады.Технологиялық процесстердің автоматизациясы да осындай ИМС ның төмендеу құнын келтіреді.

ИМС қиындығының экономикалық оптимальды деңгейі,қарауға қажетті өндіру құнының деңгейіне арналған.Бұл жағдайда байыпты рөлді ,ИМС қарызға алған аудан ойнайды.Жылдық жасалымның шығуы әрқашан ИМС және ҮИС аудандарының үлкеюімен өседі.

Неғұрлым ИМС мен ҮИС құны шоғырлану дәрежесіне тәуелді болады(жылдық пластинаның анықталған пайызына қарай)С₀ бір элементтің үлесті құнын,ИМС ның толық құнын С және оның шоғырлану дәрежесін n ұғымдары енгізеді:

А-барлық ИМС (ҮИС) ауданы,А_о –ИМС қарызға алынбайтын элементтер ауданы,А_пл –пластинаның ауданы,

7.3 сурет.Тәуелділіктің үлесті құнынан крисстал ауданына дейінгі, жинақ құны және ақау нығыздығы

ал а_о(7.18 )есеп бойынша –элементтің орташа ауданы.Үлесті құны:

В─ИМС ақауының коэффициенті,d_n –ақаудың нығыздығы.

Бір ғана элемент С_о дің үлесті құны,қаралған ИМС ауданының А функциясы сияқты,А_опт ауданының кейбір төменгі белгілерін,анықталған (7.20)жолдағы оның дифференциялаулары қабылдайды:

Жасалынымның үйлесімді шамасы А=А_опт үшін ИМС ның үйлесімді ауданы болып табылатын (7.21) ші формуланы аламыз.Зерттеулер нәтижесі (7.20) мақсатын анықтаудағы жасалынымның әр түрлі деңгейі үшін мысал 7.3 ші суретте келтірілген.

Технологияның төменгі деңгейінде С_о өткір мінез көрсетеді.Өз кезегінде ,жай ғана,ИМС жоғарғы С_о ге байланысты болады.Бұл жағдайда әзірлеуші ИМС ны жасай алмайды,диапазон деңгейі қаншама енсіз болсада экономикалық өндірушіге қарайды. 77

7.4 сурет тәуелділіктің үлесті құнының төменгі деңгейі және кристалл ауданынан жинау құнына дейінгі ақау нығыздығы

Технологияның жоғарғы деңгейінде (7.3 б сурет)d_n= 0,25÷0,5 мм^-2 ,ең аз дегенде С_о кең және тәжірбие жүзінде кристалл ауданына А= 2÷10 мм² болғанда бағынбайды. Бұл біріктірудің (1 кристаллда 2000 элементке дейінгі) жоғары деңгейін көрсетеді және барлық ИМС экономикалық оптимум шектерінде жатады.Бұл шарт кезінде жасап шығарушы ИМС қиындығы таңдауының үлкен еркіндігін алады.

7.4 суретте көрсетілгендей ИМС ның үйлесімді ауданы ақау нығыздығы кезінде тез үлкейеді.

Ауыз толтырып айтарлығы , біруақытта оңтайлы нәтиже беретін технологиялық жақсартуға деген интеграция деңгейінің жоғарылауы .Шыныменде, технологияның жоғарылауын салыстырғанда интеграцияның орташа деңгейіндегі ИМС құны әлсіз болады,бірақ жылдық шығынды үлкейтуге болады.