Анализ отказов полупроводниковых преобразователей для проведения корректирующих и предупреждающих действий в системе менеджмента качества

• Автор: Харчеков, Андрей Николаевич
• Шифр специальности: 05.02.23
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 150 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ:
ГЛАВА 1. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КАК ОБЪЕКТ АНАЛИЗА
БРАКА И ОТКАЗОВ
1Л Определение полупроводникового преобразователя как объекта анализа брака и отказов
1.2 Особенности применения и адаптация некоторых методов анализа, принятых в полупроводниковой промышленности, к полупроводниковым преобразователям
1.2.1 Особенности и метод исследования полупроводниковых преобразователей в растровом электронном микроскопе
1.2.2 Определение некоторых видов отказов полупроводниковых преобразователей по наличию микроплазменного пробоя на вольт-амперной характеристике
1.2.3 Определение пониженного сопротивления и пробоев окисных и мембранных пленок методом жидких кристаллов
1.3 Дополнения процедуры анализа отказов полупроводниковых преобразователей, обусловленные спецификой технологических воздействий на корпус
1.4 Выводы
ГЛАВА 2. ПРИНЦИПЫ И ПОДХОДЫ К ПРОВЕДЕНИЮ АНАЛИЗА БРАКА И ОТКАЗОВ ПОЛУПРОВ ОДНИКОВ ЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
2.1 Составляющие, определяющие развитие и проведение анализа отказов полупроводниковых преобразователей
2.2 Определение и принципы получения моделируемой составляющей отказа полупроводникового преобразователя
2.3 Составляющая отказа, определяемая комплектующими элементами и материалами (комплектационная составляющая)
2.4 Анализ по комплектационной составляющей и принципиальные изменения планарного технологического процесса изготовления кристаллов
преобразователей
2.5 Выводы
ГЛАВА 3. ОПЕРАТИВНЫЙ МЕТОД КОНТРОЛЯ КОРРОЗИИ, ОТВЕЧАЮЩИЙ ЗАДАЧАМ АНАЛИЗА ПРИЧИН БРАКА И ОТКАЗОВ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
3.1 Обобщённое описание процессов коррозии
3.2 Применение метода ультрафиолетовой люминесценции для анализа отказов и производственного контроля коррозии
3.3 Выводы
ГЛАВА 4. НЕСТАБИЛЬНОСТЬ НУЛЕВОГО СИГНАЛА КАК ИНФОРМАТИВНЫЙ ИСТОЧНИК ИНФОРМАЦИИ О ВОЗМОЖНЫХ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ОТКАЗАХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
4.1 Классификация и влияние причин нестабильности нулевого сигнала полупроводниковых преобразователей на возникновение эксплуатационных отказов
4.2 Некоторые отказообразующие причины нестабильности нулевого сигнала в производстве полупроводниковых преобразователей
4.3 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

В самых разных сферах деятельности используются различные контролирующие и управляющие системы, которые являются неотъемлемой частью систем управления. Для правильного управления любой системой необходимы точные измерения давления, температуры, влажности и сотен других параметров, самых различных по свойствам, назначению и физическим проявлениям[90]. Эти измерения выполняют первичные преобразователи, основной функцией которых является преобразование измеряемого параметра в электрический сигнал.
Преобразование в электрический сигнал может производиться на основе различных базовых физических принципов и осуществляться по многим вариантам конструктивнотехнологических решений [89]. Одним из распространённых решений является использование в качестве чувствительного элемента полупроводникового кристалла. Такие преобразователи называют полупроводниковыми. Настоящая работа посвящена решению проблем обеспечения качества полупроводниковых преобразователей.
В основу преобразования полупроводниковым элементом могут быть положены различные физические принципы (термо- и тензоэффект, эффект Холла и др.) [91]. Построение преобразователей по различным принципам не определяет принципиально нового содержания работ по анализу брака и отказов. Это тождественные приборы, хотя и на разном полупроводниковом эффекте. Различные полупроводниковые эффекты, положенные в основу формирования электрического сигнала, в рамках поставленных перед диссертационной работы задач, принципиального значения не имеют. В рамках проблем настоящего исследования полупроводниковые преобразователи являются общностью конструктивных, технологических и эксплуатационных принципов. Общность эта гармонична и такое обобщение целесообразно в рамках решения проблем, вынесенных в заголовок диссертационной работы. Дополнения, являющиеся прямыми следствиями различия основополагающих физических
ных именно в этой технологической проблеме. Перегрузка диссертационной работы достаточно большим объёмом таких примеров нецелесообразна в силу специфичности описания и конкретном характере решений для каждого случая. В данном случае важно просто проиллюстрировать методологическую основу сформулированного подхода для проведения анализа с демонстрацией эффективности. Поэтому ограничимся только одним примером. Этот пример является убедительной иллюстрацией преимущества проведения анализа в рамках разработанного нами и концептуально изложенного выше подхода. Деление полупроводникового преобразователя на пространства и жесткая систематизация типов движения этих пространств по технологическому процессу однозначно отражается на технологии физикотехнологического анализа. Значительная часть работы по проведению анализа сжимается делением по выше изложенному принципу. В приводимом нами примере фигурирует полупроводниковый преобразователь давления, конструктивное решение которого содержало объединение в едином корпусе пространства полупроводникового кристалла и отсека согласующего каскада приборного блока. Совершенно неожиданно, как в производстве, так и в эксплуатации появились отказы, вызванные потерей работоспособности интегральных микросхем (ИМС) приборного отсека. Появление указанных отказов однозначно совпало с началом использования ИМС в стеклокерамических корпусах.
Исследование забракованных схем показало, что отказы обусловлены появлением электропроводящей пленки между соседними выводами корпуса ИМС в месте соединения основания и крышки (рис. 18). Структура пленки представляет собой мелкодисперсный, плотно спрессованный порошок серого цвета.
Анализ выборки ИМС в стеклокерамических корпусах не выявил схем с отказами и дефектами подобного типа в состоянии поставки.
Отсутствие дефектов ИС при поставке и анализ движения корпуса по технологическому процессу позволили предположить, что микросхемы повреждаются в ходе технологического процесса при отмывке флюса в приборном отсеке. Структура и свойства проводящих