2297

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова»

ПРОИЗВОДСТВО МИКРОЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРОВ

Методические указания для самостоятельной работы студентов по направлению подготовки

09.03.02 Информационные системы и технологии

Воронеж 2018

УДК 004

Зольников, В. К. Производство микроэлектронных приборов Электронный ресурс : методические указания для самостоятельной работы студентов по направлению подготовки 09.03.02 Производство микроэлектронных приборов / В. К. Зольников, С. А. Евдокимова, Т.В. Скворцова ; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж, 2018. – 12 с.

Печатается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВО «ВГЛТУ» (протокол № __ от _______ 2018 г.)

Рецензент начальник лаборатории АО «НИИЭТ», к.т.н. Яньков А.И.

ВВЕДЕНИЕ

Методические указания подготовлены в соответствии с рабочей программой дисциплины «Производство микроэлектронных приборов» для студентов по направлению подготовки 09.03.02 Информационные системы и технологии. Целью изучения данной дисциплины является формирование у студентов теоретических знаний о технологии производства микроэлектронных приборов, практических умений и навыков использования методов математического моделирования и оптимизации технологических процессов производства микроэлектронных приборов, в том числе, применения автоматизированных систем проектирования микроэлектронных приборов.

В результате освоения дисциплины студент должен:

знать: основные понятия технологии производства микроэлектронных приборов; методы технологии изготовления деталей микроэлектронных средств; технологию производства печатных плат; методы выполнения монтажных соединений; сущность и особенность сборки микроэлектронных приборов; принципы контроля и испытания микроэлектронных приборов;

уметь: строить математические модели технологических процессов производства микроэлектронных устройств; использовать методы имитационного моделирования производства микроэлектронных средств при решении практических задач;

владеть: методами математического моделирования технологических процессов производства микроэлектронных изделий.

.

4

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Тема 1. Производственный и технологический процессы. Основы производства микроэлектронных устройств

Основные понятия и определения технологии производства микроэлектронных устройств. Порядок проектирования технологических процессов. Параметры технологического процесса. Технологическая документация и ее состав. Технологичность конструкций элементов и деталей микроэлектронных средств.

Тема 2. Моделирование и оптимизация технологических процессов

Математические модели технологических систем. Математическое моделирование. Математическая модель. Физическая и кибернетическая модели технологической операции.

Методы имитационного моделирования производства микроэлектронных средств. Методы описания состояния объекта моделирования. Структурные схемы технологических процессов. Типы связей для последовательных и параллельных схем. Метод статистического моделирования.

Факторный анализ. Первичные параметры технологического процесса. Методы активного и пассивного экспериментов. Планирование эксперимента. Классификация методов планирования экспериментов. Полный факторный эксперимент. Дробный факторный эксперимент. Обработка результатов экспериментов. Оптимизация технологических процессов на основе эксперимен- тально-статистической модели.

Тема 3. Технология изготовления деталей микроэлектронных средств

Методы размерной обработки изделий. Электроэрозионные методы обработки. Лучевые методы обработки. Электрохимическая обработка. Обработка при помощи плазмы.

Защитные покрытия. Виды защитных покрытий. Металлические покрытия. Химические и электрохимические покрытия. Лакокрасочные покрытия. Контроль покрытий.

5

Герметизация микроэлектронных средств. Методы защиты от внешней среды. Процессы изолирования жидкими диэлектриками. Электроизоляционные материалы.

Тема 4. Технология производства печатных плат

Элементы конструкций печатных плат. Классификация конструкций печатных плат.

Методы изготовления печатных плат: субтрактивные, аддитивные, полуаддитивные, комбинированные. Выбор методов изготовления печатных плат. Базовые материалы для изготовления печатных плат.

Основные операции изготовления печатных плат. Технология изготовления многослойных печатных плат.

Контроль и испытания печатных плат. Приемосдаточные испытания. Периодические испытания. Типовые испытания.

Тема 5. Методы выполнения монтажных соединений

Методы выполнений электрических соединений.

Методы монтажной пайки. Сварка. Склеивание. Непаяные методы неразъемных соединений.

Тема 6. Сущность и особенность сборки микроэлектронных средств

Принципы и организации сборочного процесса. Типы сборок электронных устройств. Технология монтажа в отверстия. Технология поверхностного монтажа. Очистка и контроль печатных узлов после сборки и монтажа.

Теория обеспечения заданной точности выходных параметров сборочных единиц. Производственные погрешности, причины их возникновения. Методы анализа технологической точности выходных параметров сборочных единиц. Методы обеспечения заданной точности выходных параметров сборочных единиц.

Тема 7. Контроль и испытание микроэлектронных устройств

Входной контроль. Проверка статических и динамических параметров. Аппаратура входного контроля.

6

Испытания микроэлектронной аппаратуры. Специальные виды испытаний. Технико-экономическое обоснование контрольно-испытательных операций.

Оборудование для испытания микроэлектронной аппаратуры. Аппаратура проверки микросхем и микроузлов на функционирование.

СОДЕРЖАНИЕ ЛАБОРАТОРНОГО ПРАКТИКУМА

Дисциплина «Производство микроэлектронных приборов» предусматривает лабораторные занятия, темы которых приведены в табл. 1. Студенты после выполнения каждой работы составляют письменный отчет, который устно защищается.

Вопросы к лабораторной работе № 1

1.Что такое приборно-технологическое моделирование?

2.Для чего предназначена система автоматизированного проектирования

TCAD SENTAURUS?

3.Какие основные модули входят в состав Synopsys TCAD?

7

4.Какие возможности существуют в Synopsys TCAD для моделирования технологических процессов?

5.Что понимают под виртуальным производством?

6.Какие задачи решает TCAD в виртуальном производстве?

7.Назначение программы-оболочки WORKBENCH.

8.Как создать новый проект? Из каких узлов он состоит?

Вопросы к лабораторной работе № 2

1.Назначение модуля SENTAURUS Process.

2.Какова структура командного файла модуля SPocess?

3.Каким образом задаются основные команды модуля SPocess и их пара-

метры?

4.Каким образом объявляются локальные переменные?

5.Как настраивается система координат?

6.Как задаются настройки сетки?

7.Как определяются фоторезистивные маски?

8.Как задается последовательность технологических операций?

9.Каким образом описывается моделируемая структура прибора?

Вопросы к лабораторной работе № 3

1.Назначение модуля SENTAURUS Structure Editor.

2.Какова структура командного файла модуля Structure Editor?

3.Каким образом задаются основные команды модуля SENTAURUS Structure Editor и их параметры?

4.Каким образом объявляются переменные в модуле SENTAURUS Structure Editor?

5.Каким образом задаются профили распределения примесей?

6.Как задать контакты?

7.Как создать и задать параметры области сетки?

8.Как задается последовательность технологических операций?

Вопросы к лабораторной работе № 4

1.Назначение модуля SENTAURUS Mesh.

2.Как запускается модуль SNMesh в качестве редактора границ?

8

3.Какова структура командного файла модуля SNMesh?

4.Каким образом задаются основные команды модуля SNMesh и их пара-

метры?

Вопросы к лабораторной работе № 5

1.Назначение модуля SENTAURUS DEVISE.

2.Какова структура командного файла модуля SDevice?

3.Какие секции включает командный файл SDevice?

4.Каким образом задаются основные команды модуля SDevice и их пара-

метры?

Вопросы к лабораторной работе № 6

1.Назначение модуля SENTAURUS INSPECT.

2.Какова структура окна программы INSPECT?

3.Как построить график по данным из загружаемого файла?

4.Какие операции с графиками можно выполнять в программе INSPECT?

5.Как отредактировать визуальные свойства графиков?

Вопросы к лабораторной работе № 7

1.Назначение программы TECPLOT SV.

2.Какова структура окна программы TECPLOT SV?

3.Из каких кнопок управления состоит окно программы TECPLOT SV?

4.Каким образом можно настраивать область просмотра результата моделирования в TECPLOT SV?

Вопросы к лабораторной работе № 8

1.Назначение программы SENTAURUS VISUAL.

2.Какова структура окна программы SENTAURUS VISUAL?

3.Из каких кнопок управления состоит окно программы TECPLOT SV?

4.Каким образом можно настраивать область просмотра результата моделирования в TECPLOT SV?

9

ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ

1.Основные понятия и определения технологии производства микроэлектронных устройств.

2.Порядок проектирования технологических процессов.

3.Параметры технологического процесса.

4.Технологическая документация и ее состав.

5.Технологичность конструкций элементов и деталей микроэлектронных средств.

6.Математические модели технологических систем. Математическое моделирование. Математическая модель.

7.Физическая и кибернетическая модели технологической операции.

8.Методы имитационного моделирования производства микроэлектронных средств. Методы описания состояния объекта моделирования.

9.Структурные схемы технологических процессов. Типы связей для последовательных и параллельных схем.

10.Метод статистического моделирования.

11.Факторный анализ. Первичные параметры технологического процесса.

12.Методы активного и пассивного экспериментов. Планирование эксперимента. Классификация методов планирования экспериментов.

13.Полный факторный эксперимент.

14.Дробный факторный эксперимент.

15.Обработка результатов экспериментов.

16.Оптимизация технологических процессов на основе экспериментальностатистической модели.

17.Методы размерной обработки изделий. Электроэрозионные методы обработки. Лучевые методы обработки. Электрохимическая обработка. Обработка при помощи плазмы.

18.Защитные покрытия. Виды защитных покрытий. Металлические покрытия. Химические и электрохимические покрытия. Лакокрасочные покрытия. Контроль покрытий.

19.Герметизация микроэлектронных средств. Методы защиты от внешней

среды.

20.Процессы изолирования жидкими диэлектриками. Электроизоляционные материалы.

10

21.Элементы конструкций печатных плат. Классификация конструкций печатных плат.

22.Методы изготовления печатных плат: субтрактивные, аддитивные, полуаддитивные, комбинированные. Выбор методов изготовления печатных плат.

23.Базовые материалы для изготовления печатных плат.

24.Основные операции изготовления печатных плат. Технология изготовления многослойных печатных плат.

25.Контроль и испытания печатных плат. Приемосдаточные испытания. Периодические испытания. Типовые испытания.

26.Методы выполнений электрических соединений.

27.Методы монтажной пайки. Сварка. Склеивание. Непаяные методы неразъемных соединений.

28.Принципы и организации сборочного процесса. Типы сборок электронных устройств.

29.Технология монтажа в отверстия.

30.Технология поверхностного монтажа.

31.Очистка и контроль печатных узлов после сборки и монтажа.

32.Производственные погрешности, причины их возникновения.

33.Методы анализа технологической точности выходных параметров сборочных единиц.

34.Методы обеспечения заданной точности выходных параметров сборочных единиц.

35.Входной контроль. Проверка статических и динамических параметров. Аппаратура входного контроля.

36.Испытания микроэлектронной аппаратуры. Специальные виды испытаний. Технико-экономическое обоснование контрольно-испытательных операций.

37.Оборудование для испытания микроэлектронной аппаратуры. Аппаратура проверки микросхем и микроузлов на функционирование.