集成電路設(shè)計的質(zhì)量管理實務(wù)

1集成電路設(shè)計的質(zhì)量管理實務(wù)2了解質(zhì)量的真諦與技術(shù)集成電路設(shè)計的質(zhì)量管理設(shè)計階段的質(zhì)量管理制造階段的質(zhì)量管理結(jié)語目錄3戴明︰一種以最經(jīng)濟的手段，制造出市場最有用的制品朱蘭︰

一種合用性的費根堡︰絕不是最好的，而是在某種消費條件下的最好石川馨︰

一種能令消費者或使用者滿足并且樂意溝通的特質(zhì)克勞斯比︰讓顧客覺得他們得到了超過預(yù)期的價值ISO8402(1994)︰產(chǎn)品或服務(wù)之整體性特征或特性， 此種特性具有滿足特定與潛在的需求掌握質(zhì)量的技術(shù)/品管大師的話4質(zhì)量就是符合顧客之期望下工程就是顧客成果接受者就是顧客產(chǎn)品質(zhì)量定義5質(zhì)量是由習(xí)慣來的質(zhì)量是管理出來的質(zhì)量是制造出來的質(zhì)量是檢驗出來的全面質(zhì)量創(chuàng)造全面質(zhì)量管理質(zhì)量保證質(zhì)量管制質(zhì)量檢查質(zhì)量是設(shè)計出來的檢驗部門負責(zé)(1920年以前)

全面質(zhì)量管制質(zhì)量是管理出來的質(zhì)量是快速反應(yīng)者得之全面質(zhì)量速度制造與工程部門負責(zé)(1920年至1940年)品保單位負責(zé)(1940年至1950年)品保單位負責(zé)(1950年至1980年)高階管理者負責(zé)(1980年至1990年)高階管理者負責(zé)(1990年至2000年)各級領(lǐng)導(dǎo)者負責(zé)(2000年以后)質(zhì)量趨勢6A.質(zhì)量管制開發(fā)與維護管制圖督導(dǎo)制程能力與穩(wěn)定性(減少制程變異與評量制程績效)

B.質(zhì)量保證故障模式與效應(yīng)分析(FailureModeandEffectsAnalysis)運用參數(shù)設(shè)計(ParameterDesign)與允差設(shè)計(ToleranceDesign)來達成穩(wěn)健設(shè)計(RobustDesign)。同步工程及設(shè)計團隊的組成與管理(設(shè)計工程、PM、FAE、品保及后段工程皆為project的成員)設(shè)計管制及可靠性工程C.質(zhì)量管理提供領(lǐng)導(dǎo)與支援，營造一個有質(zhì)量的組織文化，設(shè)計能增強質(zhì)量創(chuàng)意的組織系統(tǒng)質(zhì)量策略是營運策略/績效的一環(huán)，要有質(zhì)量改善的規(guī)劃高質(zhì)量的員工就有高質(zhì)量的企業(yè)，以人為先，提供員工教育訓(xùn)練與成就感。71.產(chǎn)品質(zhì)量（QualityofProduct）．研發(fā)質(zhì)量．制造質(zhì)量2.過程質(zhì)量（QualityofProcess）．工作質(zhì)量/作業(yè)質(zhì)量．服務(wù)質(zhì)量3.環(huán)境質(zhì)量（QualityofEnvironment）．心理環(huán)境質(zhì)量．生活質(zhì)量．硬件環(huán)境質(zhì)量/生態(tài)質(zhì)量4.管理質(zhì)量（QualityofManagement）．人力質(zhì)量．決策質(zhì)量與經(jīng)營質(zhì)量質(zhì)量的內(nèi)涵8質(zhì)量環(huán)圈P:規(guī)劃:書面化(質(zhì)量文件、計劃執(zhí)行文件)D:執(zhí)行:照著規(guī)定作C:檢討/查證:稽核—內(nèi)部質(zhì)量稽核 檢查—設(shè)計審查會議A:改正:矯正措施C:檢討A:改正P:規(guī)劃D:執(zhí)行APCDAPCDAPCD9設(shè)計階段的質(zhì)量管理ISO9000產(chǎn)品開發(fā)與設(shè)計質(zhì)量管理TS16949產(chǎn)品開發(fā)與設(shè)計質(zhì)量管理產(chǎn)品質(zhì)量先期規(guī)劃和管制計劃

(APQP(AdvancedProductQualityPlanningandControlPlan))設(shè)計失效模式與效應(yīng)分析(DesignFMEA)可靠性工程實驗計劃法10ISO9000產(chǎn)品開發(fā)與設(shè)計質(zhì)量管理設(shè)計和開發(fā)規(guī)劃設(shè)計和開發(fā)輸入設(shè)計和開發(fā)輸出設(shè)計和開發(fā)審查設(shè)計和開發(fā)驗證設(shè)計和開發(fā)確認設(shè)計和開發(fā)變更管制設(shè)計階段的質(zhì)量管理11第一章計劃和定義項目輸入輸出(作為第二章輸入)顧客的聲音-市場調(diào)查-保修紀錄和質(zhì)量信息-小組經(jīng)驗設(shè)計目標業(yè)務(wù)計劃/營銷策略可靠度和質(zhì)量目標產(chǎn)品/過程標竿資料初期材料清單產(chǎn)品/過程假設(shè)初期過程流程圖產(chǎn)品可靠度研究產(chǎn)品和過程特殊特性的初期清單顧客輸入產(chǎn)品保證計劃管理者支援產(chǎn)品質(zhì)量先期規(guī)劃和管制計劃

12第二章量產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)

由設(shè)計責(zé)任活動的輸出由先期產(chǎn)品質(zhì)量規(guī)劃小組的輸出設(shè)計失效模式及效應(yīng)分析(DFMEA)新設(shè)備,工裝和設(shè)施要求可制造性和裝配設(shè)計產(chǎn)品和過程特殊特性設(shè)計驗證原型控制計劃設(shè)計審查量具/試驗設(shè)備要求原型制造小組可行性承諾和管理者支援工程圖樣(包括數(shù)學(xué)數(shù)據(jù))工程規(guī)格材料規(guī)格圖樣和規(guī)格的更改產(chǎn)品質(zhì)量先期規(guī)劃和管制計劃

13第三章過程設(shè)計和開發(fā)

輸出包裝標準投產(chǎn)前控制計劃產(chǎn)品/過程質(zhì)量系統(tǒng)審查過程指導(dǎo)書過程流程圖測量系統(tǒng)分析計劃工廠平面布置圖初期過程能力研究計劃特性矩陣圖包裝規(guī)格過程失效模式及效應(yīng)分析(PFMEA)管理者支持產(chǎn)品質(zhì)量先期規(guī)劃和管制計劃

14第四章產(chǎn)品和過程確認

輸出量產(chǎn)測試測量系統(tǒng)評估初期過程能力研究生產(chǎn)件批準生產(chǎn)確認試驗包裝評估生產(chǎn)控制計劃質(zhì)量規(guī)劃簽核和管理者支持產(chǎn)品質(zhì)量先期規(guī)劃和管制計劃

15第五章反饋,評鑒和矯正措施輸出減少變異顧客滿意交貨和服務(wù)產(chǎn)品質(zhì)量先期規(guī)劃和管制計劃

16產(chǎn)品企劃產(chǎn)品設(shè)計下線及工程品試作產(chǎn)品企劃書產(chǎn)品規(guī)格書芯片設(shè)計與布局應(yīng)用電路板設(shè)計電子布局檔案符合客戶需要的確認測試質(zhì)量目標可靠性目標軟件設(shè)計韌體設(shè)計工程品試作生產(chǎn)作業(yè)質(zhì)量維護產(chǎn)品確認與量產(chǎn)放行設(shè)計集成電路產(chǎn)品開發(fā)與設(shè)計流程圖17產(chǎn)品企劃作業(yè)程序新產(chǎn)品提案審查新產(chǎn)品開案審查產(chǎn)品企劃書產(chǎn)品規(guī)格書質(zhì)量目標可靠性目標產(chǎn)品企劃18產(chǎn)品介紹市場環(huán)境/競爭力分析市場概況產(chǎn)品趨勢潛在客戶市場環(huán)境分析(公司內(nèi)部優(yōu)缺點，外部的機會與威脅)市場競爭力產(chǎn)品企劃-產(chǎn)品企劃書(I)19產(chǎn)品市場定位及目標市場定位及市場區(qū)隔銷售量、市場占有率及主要銷售客戶量產(chǎn)時間原材料成本分析人力成本分析

產(chǎn)品企劃-產(chǎn)品企劃書(II)20技術(shù)力分析產(chǎn)品規(guī)格關(guān)鍵定義開發(fā)費用評估產(chǎn)品損益分析表風(fēng)險評估計劃主持人與成員產(chǎn)品企劃-產(chǎn)品企劃書(III)21概述:功能(Function)、特質(zhì)(Feature)、效能(Performance))

概述產(chǎn)品的基本功能、特質(zhì)與效能，此效能可包括:

速度、精準性、功率消耗(省電)、電流/電壓的控制能力、穩(wěn)定性…等等。功能說明(MajorFunctionalBlockDescription)BlockDiagramFunctionalDescriptionOperationModeInterfaceDescription產(chǎn)品企劃-產(chǎn)品規(guī)格書(I)22接腳功能與名稱(PinDescription)電氣特性(ElectricalCharacteristics)直流特性(D.C.Characteristics)交流特性(A.C.Characteristics)時序圖(TimingDiagram)工作環(huán)境與條件 工作溫度:設(shè)計規(guī)格要確認工作溫度范圍，而且要明確定 義是環(huán)境溫度(Tambient)或是零件表面溫度(Tcase)。 一般是定義環(huán)境溫度， 且商用溫度規(guī)格是0°C到70°C;

工業(yè)溫度規(guī)格是-40°C到85°C;

軍用溫度規(guī)格是-55°C到125°C。產(chǎn)品企劃-產(chǎn)品規(guī)格書(II)23工作電壓:工作電壓的上下限范圍與絕對最大電壓(AbsoluteMaximumRatingVoltage)都要明確描述。封裝的外觀尺寸(PackageMechanicalDimension)及容許誤差、熱電阻系數(shù)及電性特性(電阻、電容、電感)。產(chǎn)品企劃-產(chǎn)品規(guī)格書(III)24產(chǎn)品企劃-產(chǎn)品規(guī)格書(IV)工作電流輸入/輸出端的漏電流規(guī)格要定義在何種工作電壓下。待機(Stand-By)漏電流:若產(chǎn)品的使用與干電池壽命及省電有相關(guān)，則待機電流規(guī)格應(yīng)明確定義，工作溫度也應(yīng)說明。工作電流/工作功率(Operation Current/OperationPower)宜明確定義。往上提升(Pull-up)與往下(Pull-down)的電流規(guī)格與系統(tǒng)應(yīng)用的穩(wěn)定性相關(guān)。25SymbolParameterRatingUnitVDDSupplyVoltageRange-0.3to7VVINInputVoltageRange,SE/BTL,SHUDOWN,Mute-0.3toVDD+0.3VTAOperatingAmbientTemperatureRange-40to85℃TJMaximumJunctionTemperature150℃TSTGStorageTemperatureRange-65to150℃TSSolderingTemperature,10seconds260℃VESDElectrostaticDischarge-2000to2000-200to200VPOPowerDissipation1WattAbsoluteMaximumRatings:例如產(chǎn)品企劃-產(chǎn)品規(guī)格書(V)26建議工作條件(RecommendedOperatingCondition)應(yīng)用(Application):適用的終端產(chǎn)品種類。訂單與正印圖信息(OrderingandMarkingInformation):成品包裝外觀尺寸，例如CarrierTape&ReelDimensions。不同封裝型態(tài)，例如TQFP與QFN。包裝型態(tài)(HandlingTape)，例管狀(Tube)、卷帶(Tape&Reel)。不同工作速度/頻率的分類不同工作電壓的分類產(chǎn)品企劃-產(chǎn)品規(guī)格書(VI)27應(yīng)用電路建議與應(yīng)用電路板設(shè)計建議(Application CircuitandPCBDesignGuide)，尤其要注意外部零件的 電性規(guī)格允許誤差。設(shè)計建議/應(yīng)用描述(DesignGuide/ApplicationDescription):

對產(chǎn)品的應(yīng)用/使用方法與對產(chǎn)品的應(yīng)用的設(shè)計技巧做詳盡描述，使客戶/使用者能夠第一次就設(shè)計成功與讓產(chǎn)品發(fā)揮最大功效。ReflowCondition(IR/ConvectionorVPRReflow)產(chǎn)品企劃-產(chǎn)品規(guī)格書(VII)28若是總質(zhì)量目標之一是客戶的退貨率(RMA,ReturnMaterialAnalysis/Authorized)在量產(chǎn)出貨三個月內(nèi)要達成≦300DPPM，則各分項項目可以是ATE程序的錯誤涵蓋率要≧95%，以使得此種涵蓋不足造成的質(zhì)量不良率(模塊測試不良率)≦100DPPMATE程序的錯誤涵蓋率要≧95%模塊測試失效率≦100DPPM最終測試的檢驗質(zhì)量≦100DPPM電性≦50DPPM非電性≦50DPPM模塊測試與實際應(yīng)用的誤差率≦50DPPM客戶上板/卡的黏著可銲性(Solderability)不良率≦50DPPM

產(chǎn)品企劃-質(zhì)量目標29若長期生命期可靠性目標是:

產(chǎn)品的失效率在5年內(nèi)為10000DPPM(1%)，也就是200FIT(FailureinTime)。若短期生命期可靠性目標是:早夭期失效率≦500DPPM晶圓缺陷導(dǎo)致的崩應(yīng)(Burn-In)失效率≦300DPPM封裝缺陷導(dǎo)致的前處理(Pre-condition)失效率≦200DPPM封裝相關(guān)的可靠性目標(PCT,TST,TCT,THT,HTST)非生命期相關(guān)的可靠性目標ESD(200V,2KV),Latch-up(200mA,1.5XVmax)產(chǎn)品企劃-可靠性目標30產(chǎn)品企劃產(chǎn)品設(shè)計規(guī)格產(chǎn)品設(shè)計芯片設(shè)計與布局應(yīng)用電路板設(shè)計軟件設(shè)計韌體設(shè)計產(chǎn)品設(shè)計最終審查產(chǎn)品設(shè)計流程圖31芯片驗證布局與布局后線路功能模擬/驗證架構(gòu)設(shè)計規(guī)格邏輯規(guī)格與線路規(guī)格芯片設(shè)計/模擬可測試性設(shè)計芯片設(shè)計審查芯片布局審查芯片設(shè)計與布局審查產(chǎn)品設(shè)計最終審查芯片設(shè)計與布局流程32功能模擬/驗證可測試性設(shè)計架構(gòu)設(shè)計規(guī)格邏輯設(shè)計規(guī)格功能描述HDL邏輯合成/驗證邏輯閘層模擬/驗證芯片設(shè)計審查布局布局后線路功能模擬/驗證芯片布局審查芯片設(shè)計與布局審查產(chǎn)品設(shè)計最終審查邏輯設(shè)計流程圖33可測試性設(shè)計芯片布局審查架構(gòu)設(shè)計規(guī)格線路設(shè)計規(guī)格線路設(shè)計與模擬芯片設(shè)計審查布局芯片設(shè)計與布局審查產(chǎn)品設(shè)計最終審查線路設(shè)計流程圖34芯片設(shè)計審查芯片設(shè)計報告:設(shè)計結(jié)果應(yīng)符合設(shè)計規(guī)格審查作業(yè)規(guī)范中所要求之規(guī)格及產(chǎn)品說明書中所要求之規(guī)格芯片設(shè)計線路樹形圖報告設(shè)計失效模式與效應(yīng)分析報告可測試性設(shè)計報告

芯片設(shè)計與布局審查(I)35芯片布局審查芯片布局圖芯片布局驗證結(jié)果

DRC驗證結(jié)果報告、LVS驗證結(jié)果報告、

ERC驗證結(jié)果報告、LPE比對與驗證結(jié)果報告芯片布局報告芯片設(shè)計與布局審查(II)36芯片設(shè)計審查結(jié)果芯片布局審查結(jié)果產(chǎn)品確認測試項目與規(guī)范的確定晶圓制程與特殊特性報告封裝制程與特殊特性報告。ATE測試制程與特殊特性報告。質(zhì)量目標達成性預(yù)先評估報告?？煽啃阅繕诉_成性預(yù)先評估報告。芯片設(shè)計與布局審查(III)37產(chǎn)品規(guī)格書可靠性試驗報告電氣特性測試/設(shè)計確認測試(DVT)報告軟件兼容性測試(RegressionCompatibilitytest)報告應(yīng)用確認測試/系統(tǒng)確認測試(SVT)報告質(zhì)量目標確認報告熱穩(wěn)定性確認測試報告產(chǎn)品特性分析報告產(chǎn)品確認與量產(chǎn)放行(I)38軟件設(shè)計放行報告韌體設(shè)計放行報告BIOS放行報告驅(qū)動程序放行(DriverRelease)工具程序放行(UtilityRelease)設(shè)計及開發(fā)問題管理與追蹤表送樣給客戶確認作業(yè)客戶確認報告產(chǎn)品確認與量產(chǎn)放行(II)39工程變更管理模塊測試程序放行良率報告矯正行動、預(yù)防措施與持續(xù)改善作業(yè)ATE程序放行ATE硬件放行失效模式與效應(yīng)分析作業(yè)生產(chǎn)與制程管制作業(yè)程序PCM-WAT測試項目及規(guī)格訂定產(chǎn)品確認與量產(chǎn)放行(III)40FMEATable--CircuitDesign41DFMEA-DigitalDesign42制造階段的質(zhì)量管理

◆供應(yīng)商管理

◆內(nèi)部質(zhì)量管理43WaferQualityControlEngineeringChart(晶圓品管工程圖

)44PackageQualityControlEngineeringChart(封裝產(chǎn)品品管工程圖

)45

制造階段A.ISO9000可以涵蓋的范圍(a)ISO

9000條文/要求

(b)制造實務(wù)常需包括的項目有抽樣檢驗與自主檢查、檢驗規(guī)格、日常驗機在線巡檢、統(tǒng)計方法、品管七大手法、QCSTORY

品管工程圖（制程管制與質(zhì)量管制）

機器設(shè)備驗收

機器設(shè)備全面預(yù)防保養(yǎng)、機器制程參數(shù)管理

實驗計劃法、程序管理、治具管理

超出管制處理計劃(OCAP(Outofcontrolactionplan))

重工作業(yè)、Correlation(樣品比對)

46B.ISO

9000延伸加強的項目(a)QS

9000(TS

16949)

制程FMEA與設(shè)備FMEA

統(tǒng)計過程控制(StatisticalProcessControl)--SPC

生產(chǎn)零組件核準程序(ProductionPartsApprovalProcedure)--PPAP

測量系統(tǒng)分析(MeasurementSystemsAnalysis)---

MSA

(b)8D(8Disciplines)

、MaverickProduct

工程變更/工程實驗需求(

ECN/STR)

材料鑒審會議(MaterialReviewBoard)--MRB

制程凍結(jié)(ProcessFrozen)、制程放行與產(chǎn)品放行異常管理與停止生產(chǎn)小組活動(品管圈、質(zhì)量改善小組、--)

可靠性監(jiān)督工程47供應(yīng)商管理流程需求新供應(yīng)商評鑒供應(yīng)商認可生產(chǎn)制造合約質(zhì)量保證協(xié)議采購?fù)素洰惓９芾砘丝己速|(zhì)量管理制程技術(shù)能力認可稽核48制造階段的質(zhì)量管理-評鑒◆評鑒質(zhì)量管理系統(tǒng)評鑒基本的制程技術(shù)能