Введение к работе
Актуальность темы. В условиях отсутствия централизованного планирования производства и сбыта продукции предприятия электронной промышленности вынуждены сами искать потребителей своей продукции. Потребность в электронных изделиях среди стран СНГ в настоящее время значительно сократилась, и иногие предприятия пытаются выйти со своей продукцией на рынки дальнего зарубежья, где аналогичную продукцию высокого качества реализуют передовые фирмы СПИ, Японии, Южной Кореи. Поэтому для устойчивого сбыта своих изделий з уловиях жесткой конкуренции предприятиям необходимо обеспечить их высокие технико-экономические показатели.
В общем объеме мирового производства полупроводниковых приборов <ПП) и интегральных схем (ИС> постоянно растет доля изделий з пластмассовых корпусах. Это вызвано, в основной, сравнительной простотой автоматизации процесса их сборки и испытаний, меньшей стоимостью по сравнению с приборами в герметичных корпусах, удобством монтажа.
В то же время ПП и ИС в пластмассовых корпусах, вследствие их конструктивно-технологических особенностей, свойственны специфические виды отказов: обрывы выводов, коррозия алюминиевой металлизации, деградация электрических параметров, связанная с проникновением Елаги.
Освоение серийного производства наиболее массовой схемы из серии !42 типа КР142ЕЖ2 - регулируемого стабилизатора напряжения -было начато в конце -1991 года. При этом в существовавшем конструктивно-технологическом исполнении, ИС имела интенсивность отказов на уровне 'МО 1/ч. Для обеспечения конкурентоспособности, снижения себестоимости ИС данного типа необходимо было найти не требующие больших затрат пути к способы повышения процента выхода годных ИС и уровня надежности не хуже 5-10 1/ч с тем, чтобы в конце -1993 года начать поставки данных ИС на экспорт в США, Англию, Тайвань.
Основная трудность при этом состояла в том, что задача повышения качества и надежности ставилась для ИС, выпускаемых массово, в процессе их серийного производства.
Известно достаточно много методов повышения надежности ИС. В соответствии со служебными обязанностями автора, интерес представляли методы, реализуемые в сборочном цехе. По своему харак-
теру это конструкторско-технологические методы и методы контроля и управления качеством. Хотя многие такие метода! неоднократно обсуждались в литературе, особенности их применения к конкретным условиям, оценка затрат и ожидаемой эффективности по своей сложности зачастую выходят за рамки обычных инженерных задач.
Тема диссертации является частью комплексной работы, проводимо в соответствии с "Целевой программой повыиения качества продукции на 1990-95 гг." АООТ "ВЗПП".
Целью работы является разработка и внедрение конструктивных и технологических методов повышения надежности ИС серии 142, а также методов контроля и управления качеством в процессе cGpKnHoro производства.
Исходя из данной цели, в работе определены следующие задачи исследования с
совершенствование конструкции ИС на основе рассмотрения многофакторной зависимости надежности от конструкции с учетом достигнутого передового отечественного и зарубежного опыта;
совершенствование технологического процесса сборки ИС для повышения его управляемости и стабильности;
разработка автоматизированной системы контроля и управления качеством ИС в процессе серийного производства;
разработка метода выравнивающей технологии с целью повыиения надежности партий изделий;
оценка эффективности разработанных и внедренных конструктивных и технологических решений.
Научная новизна. В результате работы над диссертацией получены следующие новые научные и технические результаты:
теоретически обосновано и практически показано, что при сложившемся техническом уровне производства только за счет совершенен вования и оптимизации конструкции корпуса и технологии сборки и испытаний надежность ИС серии 142 в процессе их серийного производ ства может быть повышена не менее чем в два раза;
на основе исследований с помощью тензометрии впервые получены численные значения механических напряжений в кристаллах, напаянных на выводные рамки из различных материалов для ИС данной серии;
на основании исследований качества напайки кристаллов в водород
выявлены закономерности проникающей способности пластмассы при использовании датчика заполнения пресс-формы и разработана методика выбора оптимальных режимов герметизации пластмассой, основанная яа применении специальной тест-кассеты:
разработана методика отбраковки потенциально-ненадежных, из-за дефектов напайки кристаллов, ИС серии 142, основанная на оценке импульсной мощности ИС:
разработан метод выравнивающей технологии для повышения надежности изделий, основанный на проведении дополнительных испытаний іартий ИС, имеющих на определяющих операциях процент выхода годных значительно ниже установленного;
разработана система контроля и управления качеством ИС в про-дессе производства, основанная на статистической обработке информации о характере брака на технологических операциях и отличающаяся использованием результатов ускоренных испытаний и метода выравнивающей технологии.
Практическая ценность. Предложенные в работе научные и технические решения, направленные на повышение качества и надежности ИС серии 142, позволили повысить процент выхода годных с 56,6 до 60,6 %, довести процент ИС, поставляемых на экспорт до 97 %, увеличить надежность более чем в 2 раза. Предложенные альтернативные технологические отбраковочные испытания позволили снизить трудоемкость выпуска данных ИС на 15 %.
Реализация и внедрение результатов работы. Основные результаты диссертации реализованы в Й00Т "ВЗПП" при производстве ИС серии 142.
Экономический эффект от внедрения результатов диссертации составил в 1995 г. более 58 миллионов рублей.
Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях: "Проблемы качества и надежности изделий электронной техники, радиоэлектронной аппаратуры и средств управления" (Минск, 1958); "Развитие и совершенствование телевизионной техники" (Львов, 1990): "Состоя-
ниє и перспективы развития гибридной технологии и гибридных интегральных схем в приборостроении" <Ярославль, 1991); 5-9 отраслевых научно-технических конференциях "Состояние и пути повышения надежности видеомагнитофонов" (Воронеж, 1991,1993,1994,1995; Новгород, 1992); 32-34 научных конференциях профессорско-преподавательского состава, научных работников, аспирантов и студентов БГТУ (1993-1995).
Публикации. По результатам исследований опубликовано 22 работы. Содержание диссертации достаточно полно отражено в 15 основны: публикациях, список которых приведен в конце диссертации.
Во всех работах, выполненных с соавторами, автору принадлежит постановка задачи, проведение экспериментов, анализ и обсуждение результатов.
