содержание   ..  60  61  62 

Методы неразрушающего контроля качества изделий

Широкое внедрение в РЭА изделий микроэлектроники предъявляет повышенные требования к их надежности и совершенствованию электрических методов функционального контроля качества, применяемых при изготовлении изделий.

Совершенствование этих методов связано со значительными затратами на создание автоматизированных и неавтоматизированных измерительных систем, что не всегда экономически целесообразно.

Так, например, при проверке всех комбинаций схемы с 75 входами и 25 элементами с помощью устройства, которое работает по принципу функционального контроля и позволяет проводить 104 проверок в 1 с, потребуется 10¹⁹ лет.

Пример достаточно наглядно показывает, что электрические методы функционального контроля не всегда отвечают современным требованиям отыскания неисправностей даже в автоматизированных системах. Кроме того, эти методы имеют ряд существенных недостатков: не позволяют обнаружить скрытые дефекты; имеют недостаточную достоверность измерения из-за вносимых в процессе измерения искажений; требуют большого количества измерительных приборов.
Одно из перспективных направлений но повышению качества и надежности изделий микроэлектроники — создание методов и средств неразрушающего контроля. Под неразрушающим контролем понимают проведение любого измерения, которое позволит опенить параметр или показатель качества изделия без ухудшения присущих ему в момент контроля свойств.

Наибольшее распространение получили методы, основанные на исследовании структуры контролируемого вещества с помощыо электромагнитных колебаний с различными длинами волн (оптические, рентгеновские, электрические и электрофизические).

В оптическом диапазоне видимая часть спектра используется для визуального контроля, а инфракрасная — в ИК-интроскопии. Методы визуального контроля используют для определения поверхностных повреждений, правильности монтажа и расположения элементов и др. Контроль осуществляют с помощью различных увеличительных линз и микроскопов, а также лазерных профиломет-ров, средств голографии и др. Недостатком этого метода является невозможность выявления скрытых дефектов.

Электрические и электрофизические методы контроля основаны на использовании взаимодействия контролируемого вещества с электромагнитными волнами радиодиапазона (измерение шумовых характеристик, томография, фото-эдс, микроволновое зондирование и др.).

Рентгеновские методы контроля основаны на изменении контрастности изображения (из-за различных коэффициентов ослабления) основного материала и дефектных структур при прохождении через них рентгеновских лучей. Эти методы используют для обнаружения скрытых дефектов изделия (механические повреждения, инородные включения, аномалии и др.).

В качестве примера рассмотрим рентгеновский метод неразрушающего контроля — рентге-нодефектоскопию. Функциональная схема реитгенотелевизионного микроскопа приведена на рис. 100.

Пучок рентгеновских лучей, создаваемый рентгеновской трубкой 1, проходя через изделие 2, проектируется на рентгеновидиконе 3. После преобразования оптического изображения в электрические сигналы, последние усиливаются в усилителе-преобразователе 4 и поступают на телевизионное устройство 5 для воспроизведения на кинескопе 6.

Проникающая способность рентгеновских лучей зависит от длины волны и мощности излучения. Чем больше энергия и меньше длина волны, тем глубже в вещество проникают лучи.

С помощью рентгенотелевизионного микроскопа можно обнаружить следующие дефекты в интегральных микросхемах: обрывы, пережимы и короткое замыкание выводов транзисторов, пережог и уменьшение диаметров выводов и проводников, нарушение топологии, прогиб корпуса, нарушение расположения элементов в результате термокомпрессии и др. Этим методом можно производить контроль любых изделий электронной техники, которые не меняют своих свойств под действием рентгеновского облучения.

Наибольшее распространение в приборостроении получили методы контроля шумовых характеристик и теплового поля. Эти методы основаны на том, что неоднородности в различных электрических соединениях и кратковременные замыкания или обрывы внутри радиоэлементов (например, микросхем) являются источниками генерирования радиочастотного шума или повышения температуры, которые могут быть зарегистрированы соответствующими индикаторами (приемниками излучения).

В качестве приемников излучения могут использоваться фотоэлектрические и тепловые приборы или термокраски, изменяющие цвет под действием тепла.

В настоящее время выпускаются различные приборы и измерительные комплексы неразрушающего контроля. Так, агрегатный комплекс АКНТ, содержащий приборы, основанные на использовании основных физических методов неразрушающего контроля (магнитных, магнитопорошковых, электромагнитных, радиационных, ультразвуковых, оптических, инфракрасных, капилярных), позволяет обнаруживать дефекты (трещины, некачественную пайку и сварку и др.), изменение геометрических размеров (толщину покрытий, величину зазоров и др.), контролировать физические (электромагнитные, механические) свойства материалов на всем технологическом процессе производства отдельных элементов и аппаратуры в целом.

Для автоматизации контроля и статистического анализа результатов широкое применение находят методы математического моделирования и использования средств вычислительной техники. Широкое внедрение методов и средств неразрушающего контроля в разработку, производство и эксплуатацию РЭА позволяет значительно повысить ее надежность и ремонтопригодность.

содержание   ..  60  61  62