第1页 可靠性技术讲座(上篇) 1 可靠性增长试验及其评价方法 ………………………………………2 1.1可靠性增长试验的目的2 1.2可靠性增长试验方法3 1.3可靠性增长试验试验数据的处理4 1.4AMSAA可靠性增长模型7 1.5Duane可靠性增长模型9 1.6AMSAA模型与Duane模型的关系10 1.7可靠性增长试验的跟踪与评价方法10 1.8使用举例11 1.9几个应注意的问题12 2 可靠性统计试验………………………………………………………14 2.1可靠性统计试验的目的和基本概念 14 2.2可靠性统计试验的分类 14 2.3试验大纲 15 2.4试验条件 16 2.5试验样品 18 2.6试验方案 18 2.7可靠性测定试验 20 2.8可靠性鉴定试验和验收试验 24 第2页 可靠性增长试验及其评价方法 1．可靠性增长试验的目的 很多产品在投入使用初期，往往表现为故障率偏高，即可靠性不好，但经过一段时间后 其故障率逐渐下降并赴于稳定（见图1）。在可靠性工程上，我们称时间0～t0为产品的“早期 故障期”。造成产品“早期故障”的原因，一般是产品研制过程中，由于一些偶然的加工缺 陷、元器件质量差异或一些防不胜防的工艺问题，引起产品在制造过程中或多或少地隐藏下 一些内在缺陷，这是产品设计和制造时无法避免的问题。目前解决这类问题的工程方法是采 用环境应力筛选技术，即在产品交付使用前，通过多种筛选方法，激发产品的早期故障隐 患，使之尽快暴露，并得以排解。假如产品没有经过环境应力筛选，从时间0就交付正式使 用，那么从0～t0都是它的“早期故障期”，可能是几个月，也可能为几年或更长，其间都是 产品故障的高发期。而采用环境应力筛选技术，其目的就是想通过早期故障的快速暴露，加 快“早期故障期”的进程，如缩短到几十或几百小时（见图1， ' 点），使产品快速达到故障 0t 低发区后，才交付正式使用。 图1 产品的早期故障期 然而采用环境应力筛选技术，不可能无限制地下降产品故障率（见图1），即当产品的故 障率逐渐下降，并赴于稳定状态后，即使延长环境应力筛选的时间 ' ，也是不可能再使产品 0t 的故障率得到进一步下降。其原因是在产品的制造过程中，由于偶然原因形成的缺陷而引发 的故障被排解后的，由于产品固有的设计水平、配套元器件和材料的等级，以及制造过程中 存在的系统性问题所形成的缺陷是全体产品共有的，它们决定了产品的固有可靠性。而筛选 技术只是用于剔除和排解个别产品的偶然性问题，却不能解决全体产品共存的薄弱环节，因 此必须采取可靠性增长技术来提高产品的固有可靠性。 可靠性增长工作的基本做法是根据故障发生的原因，通过优化产品设计、优选配套元器 件和材料、以及改进生产工艺等途径，从根本上提高产品的固有可靠性，降低使用期的故障 率（见图2所示）。当然经过可靠性增长的产品，其固有可靠性将得到很大提高，但是作为一 新研或批量生产的产品，它同样存在早期故障，因此仍需要采用环境应力筛选技术来激发它 环境应力筛选 故 障 率 λ0 0 t0’ t 0 t
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第十一章 设备的维护管理与可靠性 一、设备及设备管理 二、设备的选购、安装与调试 三、设备的合理使用和维护保养 四、设备的更新与改造 一、设备及设备管理 （一）设备：企业中长期使用，在使用过程中，基本保持其实物 状态，价值在一定限额以上的劳动资料和其它物质资料的总称。 （二）设备管理：依据企业的生产经营目标，通过一系列的技术、 经济和组织的措施，对设备寿命周期内的所有设备物质运动状态和 价值运动状态进行的综合管理工作。设备管理水平的高低： 1。直接影响企业活动的均衡性。 2。直接关系到企业产品的产量和质量。 3。直接影响着产品制造成本的高低。 4。关系到安全生产和环境保护。 5。影响着企业生产资金的合理使用。 第十一章 设备的维护管理与可靠性
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1 设备可靠性、有效性和可维护性的定义和测试规范 这个标准在技术上已被全球公制委员会核准，并由北美公制委员会直接负责。目前的版本在 2001 年 3 月 1 日被北美地区标准委员会核准通过。2001 年 6 月将在国际半导体设备和材料协会试行， 之后同月公布。其第一版公布于 1986 年，上一版公布于 1999 年 6 月。 1. 目的 1.1 这份文献通过提供测试半导体制造设备在制造环境中的三性（可靠性、有效性、可维护性）的 标准，为设备的使用者和供应商之间的沟通建立了一个通用基础。 2. 范围 2.1 这份文献定义了设备的 6 种基本状态。它包括了设备的任何时间所有可能的状态。设备的状态 由其功能状况决定，而不管操作者是谁。在这里所做的对设备可靠性的测试强调的是对正在使用中 的设备的突然中断，而不是对设备的所有时间。 2.2 本文献第三节（设备状态）定义了如何对设备时间分类。第六节（三性测试）定义了测试设备 状态的公式。第七节（不确定测试）另外给出方法用来评估所得数据的统计意义。 2.3 有效的应用这份规范需要设备的工作遵循它的周期及或时间。自动监测设备状态是标准 SEMI E58 中的内容，并不在本规范中。设备使用者与供应商之间清晰有效的沟通将持续提高设备的工作 状况。 2.4 在这份规范中的三性的指数可以直接运用于整个设备的非成套工具和子系统水平级。三性指数 可以适用于子系统水平（例如过程模块）的多路径组工具。 2.5 这份标准虽然有提到安全事宜，但目的并不旨在追求这个方面。它将是这个标准使用者的责任 来建立合适的安全和健康条款，以及在使用前决定限制章程的运用。 3. 参考标准 SEMI E58 — 自动化的可靠性、有效性和可维护性的标准 注释 1：本文列出的所有文献都使用其最新的适应版本。 4. 术语 4.1 辅助 — 在一个设备周期中设备工作突然中断时发生，它有以下三种情况： 通过外部干涉使中断的设备周期继续。（比如通过操作工和使用者的干涉，无论它是人或电 脑。） 除了一些特殊的消耗品，零件不可替换。 在设备操作规范方面没有进一步改变。 4.2 成组工具 — 由机械地连接在一起的集成过程模块组成的制造系统。（这些模块可能来自于同一 或不同供应商） 4.2.1 单路径成组工具 — 只有一条流水线的成组工具。 4.2.2 多路径成组工具 — 超过一条独立流水线的成组工具。（比如，多负荷闸、同样型号的多流程 单元室） 4.3 周期（设备周期） — 一个设备系统或子系统的完全操作过程（包括装卸产品），有流程、制造、 测试步骤。在一个单元流程系统中，周期数等于流经的单元数。在多批系统中，周期数等于批量数。 4.4 停工时间（设备停工时间）— 设备不在工作状态或没有执行到它应有水平的时间，不包括任何 不在计划安排上的时间。 4.5 故障（设备故障）— 在没有外来干涉下发生的意外故障或偏离。 2 注释 2：正确分类设备故障对于方便解决问题和提高设备能力是非常重要的。 4.6 宿主 — 联系设备的智能系统，作用相当于代表工厂领导下属的制造主任。（比如，一个非植入 的计算机或单元控制器） 4.7 中断 — 任何干预和故障 注释 3：中断＝干预之和＋故障之和 4.8 维修 — 保证设备在预定功能状态下工作。在本文献中，维修的目的是功能不是设备结构；不 论是谁来维修，它都包括调整、材料变化、软件开放、修理、预定检测等等。 4.9 制造时间 — 所有生产产品的时间及相应停留等待时间。 4.10 非计划时间 — 计划中设备不在用于生产的时间。 4.11 生产时间 — 总时间减非计划时间。 4.12 操作工 — 在设备旁通过设备控制面板操作设备的人员。 4.13 产品 — 可以成为有功效的半导体装置的一个单元，包括功能的工程装置。 4.14 断工 — 为使设备能继续工作的一段维修时间，包括冲洗、冷却、加热、软件备份、储存、动 态数据（包括参数、方法）、断工发生在计划内和计划外的停工时间内。 4.15 复工 — 在断工维修后，使设备恢复正常功能工作的一段维修时间。包括冲气、加热、标准化 时间、初始化常数、载入软件、重贮数据（例参数、方法）、控制系统再建等等。但不包括设备及流 水线检测时间。复工也发生在计划内外的停工时间内。 4.16 关机 — 当设备有计划外状态时，让设备回到安全状态的时间。它包括为了达到安全状态所做 的任何过程。关机仅出现在计划外时间中。 4.17 规范（设备操作）— 文献中所写的在使用者与供应商之间在设备操作的规定条件下的功能所 达成的一致条款。 4.18 开始 — 设备从计划状态到达成预期功能所需的时间。包括冲气、加热、冷却、标准化时间、 初始化常数、载入软件、重贮数据（例参数、方法）、控制系统再建等等，开始包括于计划外时间中。 4.19 辅助工具 — 不属于生产设备，但是在正常操作中必需的设备。（比如，密封盖、运载机、探 测卡片、电脑控制器） 4.20 总时间 — 一周 7 天，1 天 24 小时的所有检测时间。为了正确表达总时间，设备的所有 6 种基 本状态必须正确记录。 4.21 培训（工作外）— 在工作外时间对设备操作和维修进行的指导。它包括于计划外时间。 4.22 培训（线上）— 在正常工作时对个人操作和维修进行的指导。线上培训一般不会打断正常的 操作和维修活动，所以它可以不被区别的包括在任何设备状态中（除等待与计划外时间） 4.23 单元 — 任何晶片，模，成套设备或单位零件。 4.24 工作时间 — 设备处于正常功能状态的时间，包括有效生产的、等待的和策划时间，不包括任 何计划外时间。 4.25 使用者 — 动作于设备的实体，无论是在设备旁的操作者或在远处遥控的自动界面。从设备的 角度出发，操作者和宿主都是使用者。 4.26 校正运行 — 设备的一次循环（使用产品单元，非产品单元或不成单元的）以用来引导设备进 入规范中的预定状态。 5.设备状态 5.1 为了清楚地检测设备地表现，本文献定义了所有设备状况和时期必须遵循地 6 种基本状态。 5.2 设备状态是由功能决定而不是由设备结构决定。例如任何维护过程都是这样分类，而不论谁是 操作者、操作工、技术人员或流程工程师。 5.3 图 1 是 6 种设备状态的框架图。关键的时间块在后文的等式中将会特别用到。这些基本的设备 状态又可以分成许多子状态，以满足生产运转所需的追踪解决。SEMI E10 并没有列出所有的子状态，
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