積體電路設計的品質(zhì)管理實務課件

1、1積體電路設計的品質(zhì)管理實務主講人：陳世和1積體電路設計的品質(zhì)管理實務主講人：陳世和2瞭解品質(zhì)的真諦與技術積體電路設計的品質(zhì)管理設計階段的品質(zhì)管理製造階段的品質(zhì)管理結語內(nèi) 容 大 綱2瞭解品質(zhì)的真諦與技術內(nèi) 容 大 綱3戴 明一種以最經(jīng)濟的手段，製造出市場最有用的製品朱 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並且樂意溝通的特質(zhì)克勞斯比讓顧客覺得他們得到了超過預期的價值ISO8402 (1994) 產(chǎn)品或服務之整體性特徵或特性， 此種特性具有滿足特定與潛在的需求掌握品質(zhì)的技術/品管大師的話3戴 明一種以最經(jīng)濟的手段，製造出市場最有用的製品

2、掌4品質(zhì)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)品品質(zhì)定義4品質(zhì)就是符合顧客之期望產(chǎn)品品質(zhì)定義5品質(zhì)是由習慣來的品質(zhì)是管理出來的品質(zhì)是製造出來的品質(zhì)是檢驗出來的全面品質(zhì)創(chuàng)造全面品質(zhì)管理品質(zhì)保證品質(zhì)管制品質(zhì)檢查品質(zhì)是設計出來的檢驗部門負責(1920年以前) 全面品質(zhì)管制品質(zhì)是管理出來的品質(zhì)是快速反應者得之全面品質(zhì)速度製造與工程部門負責(1920 年至 1940 年)品保單位負責(1940 年至 1950年)品保單位負責(1950 年至1980 年)高階管理者負責(1980 年至1990 年)高階管理者負責(1990 年至2000 年)各級領導者負責( 2000年以後 )品質(zhì)趨勢5品質(zhì)

3、是由習慣來的品質(zhì)是管理出來的品質(zhì)是製造出來的品質(zhì)是檢驗6A.品質(zhì)管制開發(fā)與維護管制圖督導製程能力與穩(wěn)定性(減少製程變異與評量製程績效) B.品質(zhì)保證故障模式與效應分析(Failure Mode and Effects Analysis)運用參數(shù)設計(Parameter Design)與允差設計(Tolerance Design)來達成穩(wěn)健設計(Robust Design) 。同步工程及設計團隊的組成與管理(設計工程、PM、FAE、品保及後段工程皆為project的成員) 設計管制及可靠性工程C.品質(zhì)管理提供領導與支援，營造一個有品質(zhì)的組織文化，設計能增強品質(zhì)創(chuàng)意的組織系統(tǒng)品質(zhì)策略是營運策略/績

4、效的一環(huán)，要有品質(zhì)改善的規(guī)劃高品質(zhì)的員工就有高品質(zhì)的企業(yè)，以人為先，提供員工教育訓練與成就感。6A.品質(zhì)管制71.產(chǎn)品品質(zhì)（Quality of Product）研發(fā)品質(zhì)製造品質(zhì)2.過程品質(zhì)（Quality of Process）工作品質(zhì)/作業(yè)品質(zhì)服務品質(zhì)3.環(huán)境品質(zhì)（Quality of Environment）心理環(huán)境品質(zhì)生活品質(zhì)硬體環(huán)境品質(zhì)/生態(tài)品質(zhì)4.管理品質(zhì)（Quality of Management）人力品質(zhì)決策品質(zhì)與經(jīng)營品質(zhì)品質(zhì)的內(nèi)涵71.產(chǎn)品品質(zhì)（Quality of Product）品質(zhì)的8品質(zhì)環(huán)圈P:規(guī)劃: 書面化(品質(zhì)文件、計畫執(zhí)行文件)D:執(zhí)行: 照著規(guī)定作C:檢討/查

5、證: 稽核內(nèi)部品質(zhì)稽核 檢查設計審查會議A:改正: 矯正措施C:檢討A:改正P:規(guī)劃D:執(zhí)行APCDAPCDAPCD8品質(zhì)環(huán)圈P:規(guī)劃: 書面化(品質(zhì)文件、計畫執(zhí)行文件)C:檢9設計階段的品質(zhì)管理ISO 9000 產(chǎn)品開發(fā)與設計品質(zhì)管理TS 16949 產(chǎn)品開發(fā)與設計品質(zhì)管理產(chǎn)品品質(zhì)先期規(guī)劃和管制計劃 (APQP (Advanced Product Quality Planning and Control Plan)設計失效模式與效應分析(Design FMEA )可靠性工程實驗計劃法9設計階段的品質(zhì)管理ISO 9000 產(chǎn)品開發(fā)與設計品質(zhì)管理10ISO 9000 產(chǎn)品開發(fā)與設計品質(zhì)管理設計和

6、開發(fā)規(guī)劃設計和開發(fā)輸入設計和開發(fā)輸出 設計和開發(fā)審查 設計和開發(fā)驗證 設計和開發(fā)確認 設計和開發(fā)變更管制設計階段的品質(zhì)管理10ISO 9000 產(chǎn)品開發(fā)與設計品質(zhì)管理設計階段的品質(zhì)管11第一章 計畫和定義專案輸入輸出(作為第二章輸入)顧客的聲音-市場調(diào)查-保修紀錄和品質(zhì)資訊-小組經(jīng)驗設計目標業(yè)務計畫/行銷策略可靠度和品質(zhì)目標產(chǎn)品/過程標竿資料初期材料清單產(chǎn)品/過程假設初期過程流程圖產(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)品保證計畫管理者支援產(chǎn)品品質(zhì)先期規(guī)劃和管制計劃 11第一章 計畫和定義專案輸入輸出(作為第二章輸入)顧客的聲12第二章 量產(chǎn)品設計和開發(fā) 由設計責任活動的輸出由先期

7、產(chǎn)品品質(zhì)規(guī)劃小組的輸出設計失效模式及效應分析(DFMEA)新設備, 工裝和設施要求可製造性和裝配設計產(chǎn)品和過程特殊特性設計驗證原型控制計畫設計審查量具/試驗設備要求原型製造小組可行性承諾和管理者支援工程圖樣(包括數(shù)學數(shù)據(jù))工程規(guī)格材料規(guī)格圖樣和規(guī)格的更改產(chǎn)品品質(zhì)先期規(guī)劃和管制計劃 12第二章 量產(chǎn)品設計和開發(fā) 由設計責任活動的輸出由先期產(chǎn)品13第三章 過程設計和開發(fā) 輸出包裝標準投產(chǎn)前控制計畫產(chǎn)品/過程品質(zhì)系統(tǒng)審查過程指導書過程流程圖測量系統(tǒng)分析計畫工廠平面佈置圖初期過程能力研究計畫特性矩陣圖包裝規(guī)格過程失效模式及效應分析 (PFMEA)管理者支持產(chǎn)品品質(zhì)先期規(guī)劃和管制計劃 13第三章 過程設

8、計和開發(fā) 輸出包裝標準投產(chǎn)前控制計畫產(chǎn)品/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)控制計畫品質(zhì)規(guī)劃簽核和管理者支持產(chǎn)品品質(zhì)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15第五章 回饋,評鑑和矯正措施 輸出減少變異顧客滿意交貨和服務產(chǎn)品品質(zhì)先期規(guī)劃和管制計劃 15第五章 回饋,評鑑和矯正措施 輸出減少變異顧客滿意交貨和16產(chǎn)品企劃產(chǎn)品設計下線及工程品試作產(chǎn)品企劃書產(chǎn)品規(guī)格書晶片設計與佈局應用電路板設計電子佈局檔案符合客戶需要的確認測試品質(zhì)目標可靠性目標軟體設計韌體設計工程品試作生產(chǎn)作業(yè)品質(zhì)維護產(chǎn)品確

9、認與量產(chǎn)放行設計積體電路產(chǎn)品開發(fā)與設計流程圖 16產(chǎn)品企劃產(chǎn)品設計下線及工程品試作產(chǎn)品企劃書產(chǎn)品規(guī)格書晶片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)格書品質(zhì)目標可靠性目標產(chǎn)品企劃17產(chǎn)品企劃作業(yè)程序產(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)18產(chǎn)品介紹產(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、市場佔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)19產(chǎn)品市場定位及目標產(chǎn)品企劃-產(chǎn)品企劃書(II)20技

10、術力分析產(chǎn)品規(guī)格關鍵定義開發(fā)費用評估產(chǎn)品損益分析表風險評估計劃主持人與成員產(chǎn)品企劃-產(chǎn)品企劃書(III)20技術力分析產(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(Major Functional Block Description)Block Diagram Functional Description Operation Mode Interface Description產(chǎn)品企劃-產(chǎn)品

11、規(guī)格書(I)21概述 :功能(Function)、特質(zhì)(Feature)22接腳功能與名稱(Pin Description)電氣特性(Electrical Characteristics)直流特性(D.C. Characteristics)交流特性(A.C. Characteristics)時序圖 (Timing Diagram)工作環(huán)境與條件工作溫度: 設計規(guī)格要確認工作溫度範圍，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 0C 到 70C; 工業(yè)溫度規(guī)格是 -40C 到 85C;軍用溫度規(guī)格是 -55C 到 125C。產(chǎn)

12、品企劃-產(chǎn)品規(guī)格書(II)22接腳功能與名稱(Pin Description)產(chǎn)品企劃23工作電壓: 工作電壓的上下限範圍與絕對最大電壓(Absolute Maximum Rating Voltage)都要明確描述。封裝的外觀尺寸(Package Mechanical Dimension)及容許誤差、熱電阻係數(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)23工作電壓: 工作電壓的上下限範圍與絕對最大電壓(Abso24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)品的使用與乾電 池壽命及省電有相關

13、，則待機電流規(guī)格應明 確定義，工作溫度也應說明。工作電流/工作功率(Operation Current/Operation Power)宜明確定義。往上提昇(Pull-up)與往下(Pull-down)的電流規(guī) 格與系統(tǒng)應用的穩(wěn)定性相關。24產(chǎn)品企劃-產(chǎn)品規(guī)格書(IV)工作電流25SymbolParameterRatingUnitVDDSupply VoltageRange-0.3 to7VVINInput Voltage Range, SE/BTL, SHUDOWN, Mute-0.3 to VDD +0.3VTAOperating Ambient Temperature Range-40

14、to 85TJMaximum Junction Temperature150TSTGStorage Temperature Range-65 to 150TSSoldering Temperature, 10 seconds260VESDElectrostatic Discharge-2000 to 2000-200 to 200VPOPower Dissipation1WattAbsolute Maximum Ratings: 例如產(chǎn)品企劃-產(chǎn)品規(guī)格書(V)25SymbolParameterRatingUnitVDD26建議工作條件 (Recommended Operating Condit

15、ion)應用 (Application) : 適用的終端產(chǎn)品種類。訂單與正印圖資訊 (Ordering and Marking Information): 成品包裝外觀尺寸，例如Carrier Tape & Reel Dimensions。不同封裝型態(tài)，例如TQFP 與 QFN。包裝型態(tài)(Handling Tape)，例管狀(Tube)、捲帶(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)26建議工作條件 (Recommended Operatin27應用電路建議與應用電路板設計建議 (Application Circuit and PCB D

16、esign Guide)，尤其要注意外部零件的電性規(guī)格允許誤差。設計建議/應用描述 (Design Guide/Application Description): 對產(chǎn)品的應用/使用方法與對產(chǎn)品的應用的設計技巧 做詳盡描述，使客戶/使用者能夠第一次就設計成功 與讓產(chǎn)品發(fā)揮最大功效。Reflow Condition (IR/Convection or VPR Reflow)產(chǎn)品企劃-產(chǎn)品規(guī)格書(VII)27應用電路建議與應用電路板設計建議 (Applicatio28若是總品質(zhì)目標之一是客戶的退貨率(RMA, Return Material Analysis/Authorized) 在量產(chǎn)出貨三個

17、月內(nèi)要達成300 DPPM，則各分項項目可以是ATE 程式的錯誤涵蓋率要95%，以使得此種涵蓋不足造成的品質(zhì)不良率 (模組測試不良率) 100 DPPMATE 程式的錯誤涵蓋率要95%模組測試失效率100 DPPM最終測試的檢驗品質(zhì) 100 DPPM 電性 50 DPPM非電性 50 DPPM模組測試與實際應用的誤差率50 DPPM客戶上板/卡的黏著可銲性(Solderability) 不良率50 DPPM 產(chǎn)品企劃-品質(zhì)目標28若是總品質(zhì)目標之一是客戶的退貨率(RMA, Return29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 10000 DPPM(1%)，也就是 200 FI

18、T(Failure in Time)。若短期生命期可靠性目標是:早夭期失效率500 DPPM晶圓缺陷導致的崩應(Burn-In)失效率300 DPPM封裝缺陷導致的前處理(Pre-condition)失效率200 DPPM封裝相關的可靠性目標(PCT,TST,TCT,THT,HTST)非生命期相關的可靠性目標ESD ( 200V, 2KV), Latch-up (200mA, 1.5XVmax)產(chǎn)品企劃-可靠性目標29若長期生命期可靠性目標是:產(chǎn)品企劃-可靠性目標30產(chǎn) 品 企 劃產(chǎn)品設計規(guī)格 產(chǎn) 品 設 計晶片設計與佈局應用電路板設計軟體設計韌體設計產(chǎn)品設計最終審查產(chǎn)品設計流程圖 30產(chǎn) 品

19、 企 劃產(chǎn)品設計規(guī)格 產(chǎn) 品 31晶片驗證佈局與佈局後線路功能模擬/驗證架構設計規(guī)格邏輯規(guī)格與線路規(guī)格晶片設計/模擬可測試性設計晶片設計審查晶片佈局審查晶片設計與佈局審查產(chǎn)品設計最終審查晶片設計與佈局流程31晶片驗證佈局與佈局後線路功能模擬/驗證架構設計規(guī)格邏輯規(guī)32功能模擬/驗證可測試性設計架構設計規(guī)格邏輯設計規(guī)格功能描述HDL邏輯合成/驗證邏輯閘層模擬/驗證晶片設計審查佈局佈局後線路功能模擬/驗證晶片佈局審查晶片設計與佈局審查產(chǎn)品設計最終審查邏輯設計流程圖 32功能模擬/驗證可測試性設計架構設計規(guī)格邏輯設計規(guī)格功能描33可測試性設計晶片佈局審查架構設計規(guī)格線路設計規(guī)格線路設計與模擬晶片設計

20、審查佈局晶片設計與佈局審查產(chǎn)品設計最終審查線路設計流程圖 33可測試性設計晶片佈局審查架構設計規(guī)格線路設計規(guī)格線路設計34晶片設計審查晶片設計報告: 設計結果應符合設計規(guī)格 審查作業(yè)規(guī)範中所要求之規(guī)格及產(chǎn)品說明 書中所要求之規(guī)格 晶片設計線路樹狀圖報告 設計失效模式與效應分析報告可測試性設計報告 晶片設計與佈局審查 (I)34晶片設計審查晶片設計與佈局審查 (I)35晶片佈局審查晶片佈局圖晶片佈局驗證結果 DRC驗證結果報告、 LVS驗證結果報告、 ERC驗證結果報告、LPE 比對與驗證結果報告晶片佈局報告晶片設計與佈局審查(II)35晶片佈局審查晶片設計與佈局審查(II)36晶片設計審查結果

21、晶片佈局審查結果產(chǎn)品確認測試項目與規(guī)範的確定晶圓製程與特殊特性報告封裝製程與特殊特性報告 。ATE測試製程與特殊特性報告 。品質(zhì)目標達成性預先評估報告 ?？煽啃阅繕诉_成性預先評估報告 。晶片設計與佈局審查(III)36晶片設計審查結果晶片設計與佈局審查(III)37產(chǎn)品規(guī)格書 可靠性試驗報告電氣特性測試/設計確認測試( DVT)報告軟體相容性測試(Regression Compatibility test)報告應用確認測試/系統(tǒng)確認測試(SVT)報告品質(zhì)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)37產(chǎn)品規(guī)格書 產(chǎn)品確認與量產(chǎn)放行 (I)38軟體設計放行報告韌體

22、設計放行報告BIOS 放行報告驅(qū)動程式放行(Driver Release) 工具程式放行(Utility Release)設計及開發(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)38軟體設計放行報告產(chǎn)品確認與量產(chǎn)放行 (II)39工程變更管理 模組測試程式放行 良率報告矯正行動、預防措施與持續(xù)改善作業(yè)ATE程式放行ATE 硬體放行失效模式與效應分析作業(yè) 生產(chǎn)與製程管制作業(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)39工程變更管理 產(chǎn)品確認與量產(chǎn)放行 (III)40FMEA Table - Circuit Design40FMEA Tab

23、le - Circuit Desig41DFMEA-Digital Design41DFMEA-Digital Design42製造階段的品質(zhì)管理 供應商管理 內(nèi)部品質(zhì)管理42製造階段的品質(zhì)管理 供應商管理43Wafer Quality Control Engineering Chart (晶圓品管工程圖 )43Wafer Quality Control Engine44Package Quality Control Engineering Chart (封裝產(chǎn)品品管工程圖 )44Package Quality Control Engi45 製造階段A.ISO 9000可以涵蓋的範圍 (a)

24、ISO 9000條文/要求 (b) 製造實務常需包括的項目有 抽樣檢驗與自主檢查、檢驗規(guī)格、日常驗機 線上巡檢、統(tǒng)計方法、品管七大手法、 QC STORY 品管工程圖（製程管制與品質(zhì)管制） 機器設備驗收 機器設備全面預防保養(yǎng)、機器製程參數(shù)管理 實驗計劃法、程式管理、治具管理 超出管制處理計劃 (OCAP(Out of control action plan) 重工作業(yè)、Correlation(樣品比對) 45 46B.ISO 9000延伸加強的項目 (a)QS 9000(TS 16949) 製程FMEA與設備FMEA 統(tǒng)計過程控制( Statistical Process Control)-S

25、PC 生產(chǎn)零組件核準程序(Production Parts Approval Procedure)- PPAP 測量系統(tǒng)分析(Measurement Systems Analysis) MSA (b) 8D(8 Disciplines) 、Maverick Product 工程變更/工程實驗需求( ECN/STR) 材料鑑審會議 (Material Review Board )-MRB 製程凍結 (Process Frozen)、製程放行與產(chǎn)品放行 異常管理與停止生產(chǎn) 小組活動 (品管圈、品質(zhì)改善小組、-) 可靠性監(jiān)督工程46B.ISO 9000延伸加強的項目47供應商管理流程 需求新供應商評

26、 鑑供 應 商 認 可生產(chǎn)製造合約品質(zhì)保證協(xié)議採 購退 貨異常管理稽 核考 核品質(zhì)管理製程技術能力認可稽 核47供應商管理流程 需求新供應商評 48製造階段的品質(zhì)管理-評鑑評鑑品質(zhì)管理系統(tǒng)評鑑基本的製程技術能力-設施與環(huán)境評鑑 基本的製程技術能力-生產(chǎn)線特性評鑑 技術開發(fā)能力評鑑 業(yè)務服務評鑑(Business Service Survey)48製造階段的品質(zhì)管理-評鑑評鑑49製造階段的品質(zhì)管理-認可供應商製程技術能力認可供應商製程能力認可產(chǎn)品特性認可品質(zhì)管制計劃與品質(zhì)檢驗認可可靠性認可製程管制認可統(tǒng)計製程管制認可製程失效模式與效應分析認可49製造階段的品質(zhì)管理-認可供應商製程技術能力認可50製造階段的品質(zhì)管理-稽核 稽核診斷受稽核公司的品質(zhì)管理系統(tǒng)、提供做為受稽核公司的品質(zhì)績效的衡量指標、品質(zhì)改善的參考並且提供