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面向芯片智能固化过程的时空多模型监控系统
  • 项目名称:面向芯片智能固化过程的时空多模型监控系统
  • 项目类别:面上项目
  • 批准号:51175519
  • 申请代码:E051104
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2012-01-01-2015-12-31
  • 项目负责人:李涵雄
  • 依托单位:中南大学
  • 批准年度:2011
中文摘要:

本项目将从多场信息融合的角度出发,通过智能手段将建模、控制及检测集成一体,旨在提高芯片固化的智能水准。具体研究如下1)建立多场信息融合的时空智能模型;通过时空信息融合,构建给定工作区域的局部模型,并进行优化调试;采用自适应的方法划分工作区域,并将各工作区域上的局部时空模型智能合成为一个全局温度场动态模型,用于实时揭示温度场的时空动态变化;2)基于多模型动态系统和传感器的优化配置,深入研究时空智能控制系统,先设计局部模糊控制器,再通过智能合成手段形成全局时空控制系统;3)基于全局时空模型和有限的传感器输出建立低维可观测的固化质量漂移模型,并建立相应的质量检测专家系统,用于过程的故障诊断及预警,最终提升芯片固化的质量。本项目旨在用有限的时空测量手段、系统控制论、机械工程和质量工程方法,进行多区域的时空信息融合,将建模、控制及检测智能集成,提升芯片固化的智能化水准,为智能制造作出贡献。

结论摘要:

微电子技术是当前信息产业的“心脏”,而封装技术又是微电子制造中非常关键的一环。在芯片封装过程中,需要将芯片引线框架置于固化炉的基板上在特定温度下进行固化。炉中温度场的均匀控制是保证芯片固化质量最为重要的环节,不均匀的温度分布将会造成芯片的屈服,进而影响这些芯片的功能。然而,温度场的建模与均匀控制通常是非常困难的。当前大部分建模和控制方法都是针对集总参数系统提出的,这些集总参数系统都是用常微分方程(ODE)描述。而很多工业过程,如热处理过程,属于用偏微分方程(PDE)描述的分布式参数系统(DPS)。如何能在有限的传感器和驱动器下,使温度场能实时满足生产所需要的时空分布轨迹。这对智能芯片固化操作的实施提出了极大的挑战,同时也制约微电子封装技术的进一步发展。 项目的主要研究内容将包括,研究针对复杂的热处理过程的优化设计方法,并开发一个能适用于全工作区域的时空模型;在优化设计和智能建模的基础上,设计一个能适用于工作点全局变化的智能时空控制理论及方法;研究在强干扰下的质量监控专家系统。这是一个开创性的研究,在未来许多年里都将是个挑战。 本项目取得了多项成果,简述如下1)从多场信息融合的角度,首次建立了基于多工况条件的智能时空模型,可以有效模拟大工况范围的固化温度。2)提出了一种基于实验数据的SVD/RSM的混合建模的全新的解耦优化设计,完成了固化炉的结构优化设计。3)提出了多种不同的智能时空控制方法,并且探讨了在温度场中的应用实现; 特别是设计出全新的空间微分模糊控制器,可以取得满意的时空控制性能。4)针对复杂的智能监控问题,做了相应的基础理论研究;提出了全新的概率支持向量机用于强噪声下的分类,和概率模糊系统用于不确定环境下的专家知识提取,为今后深入研究打下了扎实的基础。本项目涉及多个学科的交叉,及理论和实际的结合。发表高水平论文(SCI检索)20余篇,英文专著一本,发明专利一个,参与组织国际会议10余次,在国际会议上多次做主题报告和分组报告。


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
  • 获奖
  • 著作
  • 26
  • 2
  • 0
  • 0
  • 1
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