Лекции 7, 8. Виды испытаний и система испытаний на надежность

1. Основные принципы контроля качества приборов

Технологический процесс изготовления полупроводниковых приборов и интегральных микросхем (ИМС) состоит из множества операций.

Получение на заключительных операциях приемлемого процента выхода годных приборов требует, чтобы произведение вероятностей качественной обработки элементов прибора на промежуточных операциях (при большом числе операций) было близко к единице.

Требование высокой вероятности качественной обработки на промежуточных операциях обеспечивается точностью поддержания технологических режимов на оптимальном уровне и контролем результатов обработки на каждой операции. В результате контроля из полуфабрикатов удаляются элементы с явно выраженными дефектами. Тем самым обеспечивается поступление на следующую операцию 100 % годных изделий. Необходимый объем информации о качестве и надежности готовых изделий можно получить следующими способами:

• проведением специальных испытаний в процессе производства на соответствие требованиям НТД и надежности (разработка методов и средств испытаний, обеспечивающих высокую достоверность результатов и надежность изделий);

• точной фиксацией условий и внешних воздействий при производстве и эксплуатации приббров и изучение процессов воздействия этих условий на их надежность (распознание отказов, классификация их по видам и определение их связи с внешними факторами);

• изучение процессов и явлений, протекающих в исходных материалах, конструктивных элементах и готовых приборах в целом при воздействии различных внешних факторов.

2. Классификация испытаний

Испытания по их последствиям делятся на разрушающие и неразрушающие.

При разрушающих испытаниях приборы не сохраняют свои качественные характеристики. При этом наблюдается полная потеря свойств или физическое разрушение прибора (испытание на хранение, грибоустойчивость, радиационную стойкость и др.), или частичное ухудшение качества (испытания на механическую прочность и устойчивость к теплу, влаге и т.д.).

При неразрушающих испытаниях не происходит изменения качества, параметров и характеристик прибора (скрытые дефекты обнаруживают по косвенным признакам).

Для полупроводниковых приборов и ИМС соответствующими отраслевыми стандартами установлена следующая система испытаний:

Каждая категория испытаний отличается по целям, объему и периодичности проведения. Каждой категории соответствует набор проверок параметров, внешнего вида, герметичности и других свойств приборов. Перечень проверок и испытаний оговаривается в общих и частных ТУ на приборы.

Рассмотрим некоторые особенности категорий испытаний, входящих в систему, и порядок их проведения.

Квалификационные испытания — категория К — проводятся с целью оценки готовности производства к выпуску изделий данного типа. Испытания проводят специальные комиссии, назначаемые для приемки установочной партии или серии по специальной программе.

В программу входят проверки внешнего вида, маркировки, электрических и конструктивных параметров, теплоустойчивости, ударной и вибрационной прочности, влагоустойчивости и т.п. Результаты квалификационных испытаний считаются неудовлетворительными, если получены отрицательные результаты хотя бы по одной группе испытаний. В этом случае службы технического контроля и надежности проводят анализ причин отказов, принимают меры по их устранению. После выполнения мероприятий по улучшению качества приборов проводят новые квалификационные испытания по сокращенной программе.

Приемо-сдаточные испытания — категория С - проводятся с целью контроля качества каждой изготовленной партии приборов. Испытания проводятся службами технического контроля по всем группам испытаний, присущих данной категории.

Партию считают прошедшей испытания, если она выдержала испытания по всем группам, входящим в состав этой категории.

При получении в процессе испытаний отрицательных результатов по какой либо группе, проверку изделий по другим группам прекращают. Приемку возобновляют после анализа причин появления дефектов и принятия мер по их устранению.

Периодические испытания — категория П — проводятся с целью периодического контроля качества приборов и проверки стабильности технологического процесса их производства. Они проводятся ОТК для большинства групп испытаний со специальной периодичностью (1, 2, 3 ... 6

месяцев).

При получении неудовлетворительных результатов испытаний отгрузку готовой продукции приостанавливают и проводят анализ дефектов. Если будет установлено, что дефекты связаны с качеством изделий, то все ранее принятые и неотгруженные потребителю изделия возвращаются цеху-изготовителю.

Типовые испытания - категория Т - проводит служба технического контроля, если в прибор внесены конструктивные или технологические изменения. Набор групп испытаний определяют в зависимости от степени возможного влияния вносимых изменений на качество приборов. Испытания проводят по специальной программе.

Контрольно-выборочные испытания — категория KB — проводятся головными НИИ по данному виду продукции с целью определения соответствия изделий серийного производства полному объему требований, установленных в нормативно-технической документации.

Испытания на долговечность - категория Д - и на сохраняемость -категория СХ - проводятся для подтверждения установленных в нормативно-технической документации минимальной наработки и срока сохраняемости.

В зависимости от объема партии проверяемых изделий, их сложности и назначения применяется выборочный или сплошной контроль.

Выборочный контроль, - контроль, при котором решение о качестве контролируемой продукции принимается по результатам проверки одной или нескольких выборок из партии.

Сплошной контроль - контроль, при котором проверке и испытаниям подвергается вся продукция. Такому виду контроля подвергаются приборы, выпускаемые малыми партиями. Кроме того, все приборы подвергаются сплошному контролю по параметрам, определяющим классификационные признаки продукции.