Часть II. Расчет

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СУММАРНОГО ПРИПУСКА НА МЕХАНИЧЕСКУЮ ОБРАБОТКУ

 Z=Z_ГШ +Z_ТШ+Z_ПП+Z_ФП,

 где Z – сумма припусков на обработку, Z_ГШ  – припуск на грубую шлифовку, Z_ТШ – припуск на точную шлифовку, Z_ПП – припуск на предварительную полировку, Z_ФП – припуск на финишную полировку.

 Z= (Δ+ H_Ш)* 2, H_Ш=k*d_АБ;

 где D - высота микронеровностей, H_Ш – высота нарушенного слоя, k– коэффициент нарушений (для шлифовки k=2,5), d_АБ – диаметр абразивного зерна.

 Имеем:

 Используем  абразив M10: Δ = 25 мкм, d_АБ=10 мкм  (см. Таблица 3, Таблица 4):   

 Z_ГШ= (Δ + k* d_АБ)*2=100 мкм

   Используем абразив АСМ 3/2: Δ = 11 мкм, d_АБ=3 мкм (см. Таблица 3, Таблица 4):

 Z_ТШ= (Δ + k* d_АБ)*2,=37 мкм

 Для полировки k=1,7. Имеем:

 Z_ПП= Δ + H_Ш , H_Ш= k*d_АБ ,

   Используем абразив АСМ 1/0,5: Δ = 7 мкм, d_АБ =1 мкм (см. Таблица 3, Таблица 4):                                Z_ПП= Δ + k*d_АБ=8.7 мкм

    Используем абразив АСМ 0,3/0,1: Δ = 0 мкм, d_АБ=0,3 мкм (см. Таблица 3, Таблица 4):                              Z_ФП= Δ + k*d_АБ=0,51 мкм

 Итак, значение суммарного припуска на механическую обработку:    

 Z=100+37+8,7+0,51= 146,21*10^-6 м. 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИСХОДНОЙ ТОЛЩИНЫ  ЗАГОТОВКИ

l_∑ = l+ Z,

      где l – толщина заготовки, Z – суммарный припуск на механическую обработку:              l_∑ = 500* 10^-6+ 146,21* 10^-6 = 646,21* 10^-6  м.   

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИСХОДНОЙ МАССЫ ЗАГОТОВКИ

    m_∑ = ρ* l_∑* S,

где S – площадь заготовки, ρ= 2,3 г/см – плотность кремния.

m_∑ = 2,3* 10³* 646,21* 10^-6* 0.0177 = 0,0263 кг

Масса обработанной заготовки:

    m = ρ* l* S,

m= 2,3* 10³* 500* 10^-6* 0,0177 = 0,0203  кг

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГОДОВОГО РАСХОДА МАТЕРИАЛА

a=106,066 мм    n=a/20/24=220

N₁ = (N* 100%)/ (V₂* n),

где N₁– кристаллов на разделение, N – годовой план, V₂ – выход годного по кристаллу, n -число кристаллов,  которые могут быть нарезаны из 1 заготовки.

n= 220

N₁= (750000* 100%)/ (71%*220) =4802,

N₂ = (N₁* 100%)/ V₁,

Где N₂ – количество заготовок, запущенных на обработку,V₁  - выход годного по обработке.

N₂= (4802* 100%)/ 89% =5396. 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИСХОДНОЙ МАССЫ МАТЕРИАЛА

M = N₂* m_∑,

M – исходная масса материала.

M = 5396* 0,0263 = 141,91 кг. 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МАССЫ МАТЕРИАЛА

M_П = (N* m) / n,

где M_П – полезная масса материала.

M_П = (750000*0,0263)/220 =89,659 кг. 
 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ  МАТЕРИАЛА

k_ИМ = M_П/ M ,

где k_ИМ – коэффициент использования материала.

K_ИМ =89,659 /141,91 = 0,632

 

Заключение

 

     В данной курсовой работе рассмотрена технология изготовления плат полупроводниковых интегральных микросхем. Полупроводниковая интегральная микросхема – это микросхема, элементы которой выполнены в приповерхностном слое полупроводниковой подложки. Эти ИС составляют основу современной микроэлектроники. Размеры кристаллов у современных полупроводниковых интегральных микросхем достигают мм². Чем больше площадь кристалла, тем более многоэлементную ИС можно на ней разместить. При одной и той же площади кристалла можно увеличить количество элементов, уменьшая их размеры и расстояния между ними.

    В курсовой работе был разработан технологический  процесс для изготовления кристаллов полупроводниковых интегральных микросхем из монокристаллического кремния. При этом коэффициент использования материала для рассмотренных производственных условий составил 0,722. Это говорит о том, что технологичность производства находится на довольно высоком уровне, особенно на этапе обработки заготовок, т. к. выход годного по обработке равен 81%. Значение коэффициента использования материала  довольно высоко, хотя данный технологический процесс был сравнительно недавно внедрен на производстве.

 

     СПИСОК  ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Березин А.С., Мочалкина О.Р.: Технология и конструирование  интегральных микросхем. — М. Радио и связь, 1983. — 232 с., ил.
2. Готра З. Ю. Технология микроэлектронных устройств: Справочник. — М.: Радио и связь, 1991. — 528 с.: ил.
3. Коледов Л. А. Технология и конструкции микросхем, микропроцессоров и микросборок: Учебник для вузов. — М.: Радио и связь,1989. —          400 с., ил.
4. Конструирование и технология микросхем. Курсовое проектирование.: под ред. Л. А. Коледова. — М.: Высш. шк., 1984. — 231 с., ил.
5. Степаненко И. П. Основы микроэлектроники: Учебное пособие для вузов. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2000 — 488 с.,  ил.
6. Черняев В. Н. Технология производства интегральных микросхем и микропроцессоров: Учебник ля вузов. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Радио и связь, 1987. — 464 с.: ил.