materialovedenie / 4. МУ по РГР

Настоящие методические указания предназначены для студентов направления 654300 "Проектирование и технология электронных средств".

Методические указания содержат рекомендации по выполнению курсовой работы по дисциплине "Материаловедение и материалы электронных средств", ее содержанию, объему и оформлению.

Редактор М.В. Одолеева Технический редактор Ю.Н. Рожнова

Орловский государственный технический университет Лицензия ИД №00670 от 05.01.2000 г.

Подписано к печати ________. Формат 60x84 1/16.

Печать офсетная. Уч.-изд. л. 0,8. Усл. печ. л. ______. Тираж ____ экз.

Заказ №_________

Отпечатано с готового оригинал-макета на полиграфической базе ОрелГТУ, 302020, г.Орел, Наугорское шоссе, 29.

© ОрелГТУ, 2007

© Косчинская Е.В., 2007

2

ВВЕДЕНИЕ

Предметом изучения дисциплины «Материаловедение и материалы электронных средств» являются строение и свойства материалов электронных средств (ЭС), а также связь между их составом, строением и свойствами.

Знания и умения, полученные в ходе изучения дисциплины, способствуют формированию у будущих специалистов принципов физического и инженерного подхода к оценке возможностей использования материалов в конкретных устройствах электронной техники, и, в конечном итоге, позволят не только подобрать материал, удовлетворяющий комплексу требований, но и синтезировать его с заранее заданными свойствами.

1 ЦЕЛЬ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Целью курсовой работы является приобретение и закрепление навыков грамотного применения материалов при проектировании, изготовлении и эксплуатации изделий электронной техники. При этом студент должен продемонстрировать умение обоснованно выбирать типовые технологические процессы производства и обработки материалов ЭС.

2 ТЕМА КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Тематикой курсовой работы является технологический процесс изготовления плат и кристаллов интегральных микросхем (ИМС). Предлагаемая тематика соответствует профилю специальности и определяется соответствующими разделами дисциплины «Материаловедение и материалы ЭС».

Исходные данные для курсовой работы приведены в Приложении А.

Если в качестве исходного материала в задании указан кремний, то, в соответствии с его применением и общепринятой терминологией, тема работы формулируется следующим образом: Технология изготовления кристаллов полупроводниковых ИМС; если стекло или ситалл - Технология изготовления плат тонкопленочных гибридных интегральных схем (ГИС);

если керамика - Технология изготовления плат толстопленочных гибридных интегральных схем (ГИС).

3 СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ РПЗ

3.1 Общие положения по оформлению РПЗ Расчетно-пояснительная записка курсовой работы печатается без рамки на одной сторо-

не листа формата А4 шрифтом Times New Roman, размер 14, полуторный интервал, выравнивание абзацев по ширине, абзацные отступы – 1,25 или 1,27 см, автоматическая расстановка пере-

4

носов, левое поле – 25 мм, правое – 10 мм, верхнее и нижнее – по 20 мм, нумерация страниц в правом верхнем углу. Рисунки, таблицы, формулы нумеруются в пределах раздела (номер раздела и номер рисунка, таблицы или формулы, разделенные точкой, например: 3.2).

3.2 Структура РПЗ Структура РПЗ является типовой, рекомендуемый объем – 30-35 страниц. В РПЗ долж-

ны быть представлены следующие последовательно расположенные разделы: -Титульный лист (пример оформления приведен в Приложении Б); -Задание; -Аннотация; -Содержание;

-Введение

-1. Аналитический обзор

-2. Разработка технологического маршрута

-3. Расчетная часть

-Заключение

3.3 Аннотация Аннотация должна кратко отражать основное содержание работы. В ней указывается те-

ма работы, год защиты, фамилия студента, дается краткая характеристика работы, ее задачи и сущность, а также сведения о технических результатах.

3.4 Введение Содержит задачи по развитию технического направления, которому соответствует тема

работы, а также краткую характеристику состояния рассматриваемой технической проблемы.

3.5 Аналитический обзор Аналитический обзор должен содержать требования, предъявляемые к платам ГИС и

кристаллам полупроводниковых ИМС, подробное описание рассматриваемого материала (химический состав, свойства, особенности внутреннего строения и т.д.) и обоснование его применения для изготовления соответствующего класса ИМС. В процессе анализа могут уточняться и дополняться исходные данные, приведенные в техническом задании.

3.6 Разработка технологического маршрута

5

Вэтом разделе необходимо разработать в соответствии с техническим заданием схему технологического маршрута изготовления платы или кристалла ИМС. Технологическая схема должна соответствовать маршруту изготовления, то есть содержать последовательность выполняемых этапов и операций. В разделе следует описать: виды используемого сырья, технологию его переработки, технологию получения слитков, технологию калибровки и кристаллографической ориентации (для полупроводниковых слитков), технологию разделения слитков на заготовки, технологию обработки поверхности заготовок, технологию разделения полупроводниковых пластин на кристаллы и диэлектрических подложек на платы. При этом каждый этап должен сопровождаться эскизами технологических установок.

Впроцессе анализа поставленных технических проблем студент должен выбрать и обосновать принятое техническое решение.

При разработке блок-схемы технологического процесса следует помнить, что она является условной, т.к. отдельные этапы могут осуществляться не только в различных цехах одного предприятия, но и на предприятиях различных отраслей промышленности, например: получение диэлектрического слитка – химическая промышленность, разделение подложки на платы – микроэлектронная промышленность.

При разработке технологического процесса в целом ставится задача найти наиболее приемлемый вариант, обеспечивающий экономически положительное решение.

3.7Расчетная часть

1) Определение суммарного припуска на обработку поверхности заготовки: Z=Zш+Zп,

где Zш – припуск на шлифовку:

Zш = ( +Нш)·2,

где - высота убираемых микронеровностей, Нш - высота нарушенного слоя:

Нш = k·dаб,

где k – коэффициент нарушений, k=1,7÷2,5 dаб – диаметр абразивного зерна;

где Zп – припуск на полировку:

Zп = +Нп,

где - высота убираемых микронеровностей, Нп - высота нарушенного слоя.

2) Определение исходной толщины заготовки:

lΣ = l + Z,

6

где l – толщина пластины или подложки после обработки поверхности, Z – суммарный припуск на обработку поверхности заготовки.

3) Определение исходной массы заготовки:

m Σ = lΣ ·S·ρ,

где lΣ – исходная толщина заготовки, S – площадь заготовки,

ρ – плотность материала.

4) Определение массы пластины или подложки после обработки поверхности: m = l ·S·ρ,

где l –толщина пластины или подложки после обработки поверхности, S – площадь заготовки,

ρ – плотность материала.

5)Определение количества плат, получаемых из одной подложки, или количества кристаллов, получаемых их одной пластины n.

6) Определение количества материала, необходимого для выпуска годового плана 6.1) определение количества подложек или пластин, запущенных на разделение:

N1=N/(V2·n),

где N – годовая программа выпуска,

V2 – выход годного по плате или по кристаллу;

n - количество плат, получаемых из одной подложки, или количество кристаллов, получаемых их одной пластины.

6.2) определение количества заготовок, запущенных на обработку: N2=N1/V1,

где N1 – количество подложек или пластин, запущенных на разделение, V1 – выход годного по обработке.

7) Определение исходной массы материала:

Mи = N2·mΣ,

где N2 - количество заготовок, запущенных на обработку, mΣ – исходная масса заготовки.

8) Определение полезной массы материала:

Mп = (N·m)/n,

где N – годовая программа выпуска,

m - масса пластины или подложки после обработки поверхности,

n - количество плат, получаемых из одной подложки, или количество кристаллов, получаемых их одной пластины.

7

9) Определение коэффициента использования материала:

Ким = Mп / Mи,

где Mп – полезная масса материала,

Mи – исходная масса материала.

3.8Заключение

Взаключении подводятся краткие итоги выполнения работы, дается оценка принятых технических решений и приводятся численные результаты основных расчетов.

4.СОДЕРЖАНИЕ И ОФОРМЛЕНИЕ ГРАФИЧЕСКОЙ ЧАСТИ

Графическая часть выполняется в объеме одного листа формата А3-А1 в соответствии с действующими стандартами ЕСКД и содержит блок-схему технологического процесса изготовления платы или кристалла соответствующего класса ИМС

5. ЗАЩИТА КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Курсовая работа является формой самостоятельной работы студента, выполняемой под руководством преподавателя. Во время работы студент должен продемонстрировать умение самостоятельно решать технические задачи, работать со специальной и научной литературой. Инициатива при решении поставленной задачи должна принадлежать преподавателю, а руководитель лишь одобряет или отклоняет предложенные студентом решения.

В ходе защиты курсовой работы студент должен четко сформулировать поставленную перед ним задачу, обосновать метод ее решения, пояснить особенности проведенных расчетов, сделать выводы и дать рекомендации по эффективному использованию разработанного ТП.

8

ЛИТЕРАТУРА

1.Березин А.С., Мочалкина О.Р. Технология и конструирование интегральных микросхем: Учеб. пособие для вузов - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1992. - 320 с.

2.Блинов И.Г., Кожитов Л.В. Оборудование полупроводникового производства. – М.: Машиностроение, 1986.

3.Богородицкий Н.П., Пасынков В.В., Тареев Б.М. Электротехнические материалы - изд. 6-е перераб., Л.: Энергия, 1977. - 352 с.

5.Коледов Л.А. Технология и конструирование микросхем, микропроцессоров и микросборок: Учебник для вузов - М.: Радио и связь, 1989 .- 400 с.

6.Материалы в приборостроении и автоматике: Справочник / Под. Ред. Ю.М. Пятина - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1982. - 528 с.

7.Материалы микроэлектронной техники: Учеб. Пособие для вузов / В.М. Андреев, М.Н. Бронгулеева, С.Н. Дацко, Л.В. Яманова; Под. Ред. В.М. Андреева. - М.: Радио и связь, 1989. - 352 с.

8.Пасынков В.В., Сорокин В.С. Материалы электронной техники: Учеб. Для студентов по спец. «Полупроводники и диэлектрики» - 2-е изд., перераб. И доп. - М.: Высшая школа, 1986. - 367 с.

9.Таиров Ю.М., Цветков В.Ф. Технология полупроводниковых и диэлектрических материалов – М: Высшая школа, 1990.

9

10