ДОКЛАД «Принципы организации системы испытаний интегральных микросхем, изготавливаемых на основе базовых технологических процессах» Волков С.И., Темников Е.С., Подъяпольский С.Б. – НИИСИ РАН Криницкий А.В. – ФГУ «22 ЦНИИИ Минобороны России» февраля 2010 г. г. Нижний Новгород

11 НОРМАТИВНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОЦЕССОВ РАЗРАБОТКИ И ПРОИЗВОДСТВА ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМ В УСЛОВИЯХ СОВРЕМЕННЫХ ПРОИЗВОДСТВ Изделия микроэлектроники ? Методики проектирования контроля качества, испытаний, сертификации ? Система НД МО РФ в области качества испытаний и сертификации Разработка и изготовление СБИС общего применения в условиях массового производства Разработка и изготовление системно- ориентированных субмикронных сложно- функциональных СБИС, СФБ и СнК в условиях «кремниевых фабрик» Изготовление СБИС за рубежом Новые участники системы управления качеством и номенклатурой СБИС Новые объекты системы управления качеством и номенклатурой СБИС - центры изготовления фотошаблонов - центры проектирования и ведения библиотек СФБ - отечественные и зарубежные «кремниевые фабрики» - сборочные производства - испытательные центры - библиотеки СФБ - базовые технологические процессы - топологическая документация на изготовление заказанных элементов - пластины с кристаллами заказанных элементов - «технологические серии» - СБИС иностранного производства

22 ПРАВИЛА ПРИЕМКИ ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМ ГРУППЫ ИСПЫТАНИЙ КВАЛИФИКАЦИОННЫЕ Цель: подтверждение соответствия разработанного изделия требованиям Заказчика (утверждение типа) ПЕРИОДИЧЕСКИЕ Цель: проверка качества интегральных микросхем, подтверждение стабильности технологического процесса их изготовления и способности изготовителя продолжить их выпуск ПРИЕМО-СДАТОЧНЫЕ Цель: подтверждение соответствия каждой отгружаемой партии интегральных микросхем требованиям установленным в ТУ

33 ПРАВИЛА ФОРМИРОВАНИЯ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ГРУПП Действующая система для интегральных микросхем общего применения На основе объединения интегральных микросхем, принадлежащих к одной группе типов. Группа типов - совокупности типов интегральных микросхем в пределах одной серии; - совокупности типов интегральных микросхем, обладающих конструктивной, электрической и, при необходимости, информационной и программной совместимостью и предназначенных для совместного применения На основе одного типа корпуса, одинакового количества выводов, одинакового способа монтажа кристалла и герметизации Принцип объединения по функциональному признаку не содержит критериев конструктивных и технологических особенностей проектирования и изготовления Отсутствуют особенности материалов корпуса и технологических процессов конкретного изготовителя Н Е Д О С Т А Т К И

44 ПРИНЦИПЫ ФОРМИРОВАНИЯ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ГРУПП ДЛЯ СЛОЖНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМ, ИЗГОТАВЛИВАЕМЫХ В БАЗОВЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ Группы испытаний, предназначенные для провоцирования развития дефектов характерных для соответствующих особенностей изготовления кристаллов Группы испытаний, предназначенные для провоцирования дефектов характерных для операций сборки, качества посадки кристалла и качества корпуса Использование единых правил проектирования Близкое количество активных элементов на кристалле Обработка пластин в рамках одного базового технологического процесса Единые параметры, условия проведения технологических операций, использованных материалов Один и тот же изготовитель Близкий уровень стойкости к воздействию статического электричества Корпус одного и того же типа Количество выводов и шаг между выводами Конструкционные материалы корпуса и материал покрытия Изготовитель корпусов Единый участок сборочного производства и средства технологического оснащения Единый технологический процесс операций сборки Единый технологический процесс операций монтажа кристалла

КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ГРУППЫ ДЛЯ СЛОЖНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМ, ИЗГОТАВЛИВАЕМЫХ В БАЗОВЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ (начало таблицы) 55 Подгр уппа испыт аний Вид и последовательность испытаний Конструктивно-технологическая группа по ОСТ В Правила объединения в группу для современных функционально сложных СБИС С 11 Проверка внешнего вида Микросхемы одной серии, имеющие аналогичное функциональное назначение и принцип действия, свойства которых описываются одинаковыми или близкими по составу электрическими параметрами (п , первый абзац) Испытание проводится для тех микросхем, на которых проводятся испытания по подгруппам С2 – С6 и D1 – D6 2 Проверка статических параметров, отнесенных в ТУ к приемосдаточным, в диапазоне температур 3 Проверка динамических параметров, отнесенных в ТУ к приемо-сдаточным и периодическим испытаниям, в диапазоне температур 4 Функциональный контроль, отнесенный в ТУ к приемо-сдаточным и периодическим испытаниям, в диапазоне температур 5 Проверка электрических параметров, отнесенных в ТУ к периодическим испытаниям, при нормальных климатических условиях С 21 Кратковременные испытания на безотказность Микросхемы одной серии, имеющие аналогичное функциональное назначение и принцип действия, свойства которых описываются одинаковыми или близкими по составу электрическими параметрами (п , первый абзац) Микросхемы одной степени интеграции, спроектированные с использованием одних правил проектирования и изготовленные одним изготовителем, пластины с кристаллами которых прошли обработку на одной технологической линии в рамках одного базового технологического процесса С 31 Испытание на воздействие изменения температуры среды Микросхемы в корпусе одного типа, с одним количеством выводов, одними методами монтажа и кристалла и герметизации (п , второй и третий абзацы) Микросхемы, прошедшие операции сборки на одной технологической линии, с использованием одних и тех же материалов и методов монтажа межсоединений и кристалла и одних и тех же методов герметизации, в корпусах одного подтипа и с одним количеством выводов, изготовленных одним изготовителем из одних и тех же материалов и с применением одних и тех же конструктивно-технологических решений 2 Испытание на воздействие линейного ускорения 3 Испытание на влагостойкость в циклическом режиме 4 Испытания на герметичность 5 Проверка внешнего вида 6 Проверка электрических параметров в нормальных условиях С 41 Испытание на воздействие одиночных ударов Микросхемы в корпусе одного типа, с одним количеством выводов, одними методами монтажа и кристалла и герметизации (п , второй и третий абзацы) Микросхемы, прошедшие операции сборки на одной технологической линии, с использованием одних и тех же материалов и методов монтажа межсоединений и кристалла и одних и тех же методов герметизации, в корпусах одного подтипа и с одним количеством выводов, изготовленных одним изготовителем из одних и тех же материалов и с применением одних и тех же конструктивно-технологических решений 2 Испытание на вибропрочность 3 Испытание на виброустойчивость 4 Испытание на воздействие повышенной влажности воздуха (кратковременное) 5 Проверка внешнего вида 6 Проверка электрических параметров в нормальных условиях

КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ГРУППЫ ДЛЯ СЛОЖНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМ, ИЗГОТАВЛИВАЕМЫХ В БАЗОВЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ (продолжение таблицы) 66 Подгр уппа испыт аний Вид и последовательность испытаний Конструктивно-технологическая группа по ОСТ В Правила объединения в группу для современных функционально сложных СБИС С 51 Испытание выводов на воздействие растягивающей силы Микросхемы в корпусе одного типа, с одним количеством выводов, одними методами монтажа и кристалла и герметизации (п , второй и третий абзацы) Микросхемы в корпусах одного подтипа и с одним количеством выводов, изготовленных одним изготовителем из одних и тех же материалов и с применением одних и тех же конструктивно- технологических решений 2 Испытание гибких проволочных и ленточных выводов на изгиб 3 Испытание гибких лепестковых выводов на изгиб 4 Испытание на теплостойкость при пайке 5 Испытание на герметичность С 61 Испытание на подтверждение допустимых уровней статического электричества Микросхемы одной серии, имеющие аналогичное функциональное назначение и принцип действия, свойства которых описываются одинаковыми или близкими по составу электрическими параметрами (п , первый абзац) Микросхемы одного уровня стойкости к воздействию разряда статического электричества, спроектированные с использованием одних правил проектирования и изготовленные одним изготовителем, пластины с кристаллами которых прошли обработку на одной технологической линии в рамках одного базового технологического процесса 2 Проверка статических параметров при нормальных климатических условиях D 1Испытание упаковки Микросхемы в корпусе одного типа, с одним количеством выводов, одними методами монтажа и кристалла и герметизации (п , второй и третий абзацы) Микросхемы в корпусе одного типа с одинаковыми габаритными и присоединительными размерами 1 Проверка габаритных размеров потребительской дополнительной и транспортной тары 2 Испытание на прочность при свободном падении D 21 Испытание на воздействие повышенной влажности воздуха (длительное) Микросхемы в корпусе одного типа, с одним количеством выводов, одними методами монтажа и кристалла и герметизации (п , второй и третий абзацы) Микросхемы, прошедшие операции сборки на одной технологической линии, с использованием одних и тех же методов герметизации, в корпусах одного подтипа и с одним количеством выводов, изготовленных одним изготовителем из одних и тех же материалов и с применением одних и тех же конструктивно-технологических решений D 31 Контроль содержания паров воды внутри корпуса Микросхемы одной серии в корпусе одного типа, с одним количеством выводов, одними методами монтажа и кристалла и герметизации (п , второй абзац) Микросхемы, прошедшие операции сборки на одной технологической линии, с использованием одних и тех же материалов и методов монтажа кристалла и одних и тех же методов герметизации, в корпусах одного подтипа и с одним количеством выводов, изготовленных одним изготовителем из одних и тех же материалов и с применением одних и тех же конструктивно-технологических решений

КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ГРУППЫ ДЛЯ СЛОЖНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМ, ИЗГОТАВЛИВАЕМЫХ В БАЗОВЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ (окончание таблицы) 77 Подгр уппа испыт аний Вид и последовательность испытаний Конструктивно-технологическая группа по ОСТ В Правила объединения в группу для современных функционально сложных СБИС D 41 Подтверждение теплового сопротивления Микросхемы одной серии, имеющие аналогичное функциональное назначение и принцип действия, свойства которых описываются одинаковыми или близкими по составу электрическими параметрами (п , первый абзац) Результаты испытаний распространению не подлежат 2 Подтверждение запасов устойчивости к воздействию механических, тепловых и электрических нагрузок (граничные испытания): вид 1 Воздействие одиночных ударов Микросхемы одной серии в корпусе одного типа, с одним количеством выводов, одними методами монтажа и кристалла и герметизации (п , второй абзац) Микросхемы, прошедшие операции сборки на одной технологической линии, с использованием одних и тех же материалов и методов монтажа межсоединений и кристалла и одних и тех же методов герметизации, в корпусах одного подтипа и с одним количеством выводов, изготовленных одним изготовителем из одних и тех же материалов и с применением одних и тех же конструктивно-технологических решений вид 2 Подтверждение значений предельных электрических режимов эксплуатации. Микросхемы одной серии, имеющие аналогичное функциональное назначение и принцип действия, свойства которых описываются одинаковыми или близкими по составу электрическими параметрами (п , первый абзац) Микросхемы одной степени интеграции, спроектированные с использованием одних правил проектирования и изготовленные одним изготовителем, пластины с кристаллами которых прошли обработку на одной технологической линии в рамках одного базового технологического процесса D 5 1 Обобщенная оценка эс с периодичностью 2 или 3 года Микросхемы одной серии (примечание 18 к таблице 11) Микросхемы, спроектированные с использованием одних правил проектирования и изготовленные одним изготовителем, пластины с кристаллами которых прошли обработку на одной технологической линии в рамках одного базового технологического процесса D 61 Проверка способности к пайке облуженных выводов без дополнительного облуживания после хранения в течение 12 месяцев Микросхемы одного типа (п , четвертый абзац) Микросхемы в корпусах одного типа, изготовленных одним изготовителем из одних и тех же материалов и с применением одних и тех же конструктивно-технологических решений, с внешними выводами, покрытыми припоем одного состава и толщины, нанесенным одним методом