Burn-in-TestBurn-in-Test ist der Prozess, durch den ein System frühzeitig Ausfälle von Halbleiterkomponenten (Kindersterblichkeit) erkennt und so die Zuverlässigkeit einer Halbleiterkomponente erhöht. Normalerweise werden Einbrenntests an elektronischen Geräten wie Laserdioden mit einem automatischen Laserdioden-Einbrennsystem durchgeführt, das die Komponente über einen längeren Zeitraum laufen lässt, um Probleme zu erkennen.Ein Burn-in-System nutzt modernste Technologie, um die Komponente zu testen und präzise Temperaturkontrolle, Leistung und optische (falls erforderlich) Messungen bereitzustellen, um die Präzision und Zuverlässigkeit sicherzustellen, die für die Herstellung, technische Bewertung und F&E-Anwendungen erforderlich sind.Einbrenntests können durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass ein Gerät oder System ordnungsgemäß funktioniert, bevor es das Fertigungswerk verlässt, oder um zu bestätigen, dass neue Halbleiter aus dem Forschungs- und Entwicklungslabor die vorgesehenen Betriebsanforderungen erfüllen.Das Einbrennen erfolgt am besten auf Komponentenebene, wenn die Kosten für das Testen und Ersetzen von Teilen am niedrigsten sind. Das Einbrennen einer Platine oder Baugruppe ist schwierig, da für verschiedene Komponenten unterschiedliche Grenzwerte gelten.Es ist wichtig zu beachten, dass der Burn-In-Test normalerweise dazu dient, Geräte herauszufiltern, die während der „Säuglingssterblichkeitsphase“ (Beginn der Badewannenkurve) ausfallen, und dass die „Lebensdauer“ oder Abnutzung (Ende der Badewanne) nicht berücksichtigt wird Kurve) – hier kommt die Zuverlässigkeitsprüfung ins Spiel.Verschleiß ist das natürliche Ende der Lebensdauer einer Komponente oder eines Systems im Zusammenhang mit der kontinuierlichen Nutzung aufgrund der Wechselwirkung von Materialien mit der Umwelt. Dieses Versagensregime ist für die Lebensdauer des Produkts von besonderer Bedeutung. Es ist möglich, den Verschleiß mathematisch zu beschreiben, was das Konzept der Zuverlässigkeit und damit die Vorhersage der Lebensdauer ermöglicht.Was führt dazu, dass Komponenten beim Einbrennen ausfallen?Die Hauptursache für Fehler, die während des Burn-In-Tests erkannt werden, können dielektrische Fehler, Leiterfehler, Metallisierungsfehler, Elektromigration usw. sein. Diese Fehler sind inaktiv und manifestieren sich zufällig in Geräteausfällen während des Gerätelebenszyklus. Beim Burn-In-Test belastet ein automatisches Testgerät (ATE) das Gerät, wodurch sich diese ruhenden Fehler schneller als Ausfälle manifestieren und Ausfälle während der Kindersterblichkeitsphase aussortieren.Burn-In-Tests erkennen Fehler, die im Allgemeinen auf Unvollkommenheiten in den Herstellungs- und Verpackungsprozessen zurückzuführen sind, die mit zunehmender Schaltungskomplexität und aggressiver Technologieskalierung immer häufiger auftreten.Burn-in-TestparameterDie Spezifikationen für einen Burn-In-Test variieren je nach Gerät und Teststandard (Militär- oder Telekommunikationsstandards). Es erfordert normalerweise die elektrische und thermische Prüfung eines Produkts unter Verwendung eines erwarteten elektrischen Betriebszyklus (extreme Betriebsbedingungen), typischerweise über einen Zeitraum von 48 bis 168 Stunden. Die thermische Temperatur der Einbrennprüfkammer kann zwischen 25 °C und 140 °C liegen.Das Einbrennen wird bei Produkten während ihrer Herstellung angewendet, um frühzeitig Ausfälle zu erkennen, die durch Fehler in der Herstellungspraxis verursacht werden.Burn In führt im Wesentlichen Folgendes aus:Stress + extreme Bedingungen + Zeit verlängern = Beschleunigung der „normalen/nützlichen Lebensdauer“Arten von Burn-in-TestsDynamisches Einbrennen: Das Gerät wird hohen Spannungen und extremen Temperaturen ausgesetzt und gleichzeitig verschiedenen Eingabereizen ausgesetzt.Ein Burn-in-System gibt an jedes Gerät verschiedene elektrische Reize, während das Gerät extremen Temperaturen und Spannungen ausgesetzt ist. Der Vorteil des dynamischen Einbrennens besteht darin, dass es mehr interne Schaltkreise belasten kann, wodurch zusätzliche Fehlermechanismen auftreten. Das dynamische Einbrennen ist jedoch begrenzt, da es nicht vollständig simulieren kann, was das Gerät während der tatsächlichen Verwendung erleben würde, sodass möglicherweise nicht alle Schaltungsknoten belastet werden.Statisches Einbrennen: Der Prüfling (DUT) wird über einen längeren Zeitraum einer erhöhten, konstanten Temperatur ausgesetzt.Ein Burn-In-System legt extreme Spannungen, Ströme und Temperaturen an jedes Gerät an, ohne dass das Gerät bedient oder trainiert werden muss. Die Vorteile des statischen Einbrennens liegen in den geringen Kosten und der Einfachheit.Wie wird ein Burn-In-Test durchgeführt?Das Halbleiterbauelement wird auf speziellen Burn-in-Boards (BiB) platziert, während der Test in einer speziellen Burn-in-Kammer (BIC) durchgeführt wird.Erfahren Sie mehr über Burn-in Chamber (hier klicken)
EinbrennkammerEine Einbrennkammer ist ein Umgebungsofen, der zur Bewertung der Zuverlässigkeit mehrerer Halbleiterbauelemente und zur Durchführung von Screenings mit hoher Kapazität auf vorzeitiges Versagen (Kindersterblichkeit) verwendet wird. Diese Klimakammern sind für das statische und dynamische Einbrennen von integrierten Schaltkreisen (ICs) und anderen elektronischen Geräten wie Laserdioden konzipiert.Auswahl der KammergrößeDie Kammergröße hängt von der Größe der Einbrennplatte, der Anzahl der Produkte in jeder Einbrennplatte und der Anzahl der Chargen ab, die pro Tag erforderlich sind, um die Produktionsanforderungen zu erfüllen. Wenn der Innenraum zu klein ist, führt ein unzureichender Abstand zwischen den Teilen zu einer schlechten Leistung. Ist es zu groß, werden Platz, Zeit und Energie verschwendet.Unternehmen, die eine neue Einbrennanlage kaufen, sollten mit dem Anbieter zusammenarbeiten, um sicherzustellen, dass die Wärmequelle über genügend stationäre und maximale Kapazität verfügt, um der Last des Prüflings gerecht zu werden.Bei Verwendung eines erzwungenen Umluftstroms profitieren die Teile vom Abstand, der Ofen kann jedoch vertikal dichter beladen werden, da der Luftstrom entlang der gesamten Seitenwand verteilt wird. Die Teile sollten 5,1–7,6 cm (2–3 Zoll) von den Ofenwänden entfernt sein.Designspezifikationen der EinbrennkammerTemperaturbereichWählen Sie abhängig von den Anforderungen des zu testenden Geräts (DUT) eine Kammer mit einem Dynamikbereich von 15 °C über Umgebungstemperatur bis 300 °C (572 °F).TemperaturgenauigkeitEs ist wichtig, dass die Temperatur nicht schwankt. Unter Gleichmäßigkeit versteht man den maximalen Unterschied zwischen der höchsten und der niedrigsten Temperatur in einer Kammer bei einer bestimmten Einstellung. Bei den meisten Halbleiter-Burn-in-Anwendungen ist eine Vorgabe von mindestens 1 % des Sollwerts für die Gleichmäßigkeit und einer Regelgenauigkeit von 1,0 °C akzeptabel.AuflösungEine Hochtemperaturauflösung von 0,1 °C bietet die beste Kontrolle zur Erfüllung der EinbrennanforderungenUmwelteinsparungenStellen Sie sich eine Einbrennkammer mit einem Kältemittel vor, dessen Ozonschicht-Abbaukoeffizient Null beträgt. Bei Einbrennkammern mit Kühlung handelt es sich um Kammern, die bei Temperaturen unter 0 Grad Celsius bis – 55°C betrieben werden.KammerkonfigurationDie Kammer kann mit Kartenkäfigen, Kartensteckplätzen und Zugangstüren ausgestattet werden, um den Anschluss von Prüflingsplatinen und Treiberplatinen an ATE-Stationen zu vereinfachen.KammerluftstromIn den meisten Fällen sorgt ein Umluftofen mit Umluftstrom für die beste Wärmeverteilung und beschleunigt die Temperatur- und Wärmeübertragungszeit auf die Teile erheblich. Die Gleichmäßigkeit und Leistung der Temperatur hängt von einem Ventilatordesign ab, das die Luft in alle Bereiche der Kammer leitet.Die Kammer kann mit horizontalem oder vertikalem Luftstrom ausgeführt werden. Es ist wichtig, die Einführrichtung des Prüflings anhand des Luftstroms in der Kammer zu kennen.Kundenspezifische ATE-VerkabelungWenn es darum geht, Hunderte von Geräten zu messen, ist das Einführen von Drähten durch eine Öffnung oder ein Testloch möglicherweise nicht praktikabel. Kundenspezifische Kabelanschlüsse können direkt am Ofen montiert werden, um die elektrische Überwachung des Geräts mit einem ATE zu erleichtern.Wie ein Einbrennofen die Temperatur regeltDer Einbrennofen verwendet einen Temperaturregler, der einen Standard-PID-Algorithmus (Proportional, Integral, Differential) ausführt. Der Regler misst den tatsächlichen Temperaturwert im Vergleich zum gewünschten Sollwert und gibt Korrektursignale an die Heizung aus, die eine Anwendung im Bereich von keiner bis hin zu voller Wärme erfordern. Außerdem wird ein Ventilator verwendet, um die Temperatur in der Kammer auszugleichen.Der am häufigsten zur genauen Temperaturregelung des Umgebungsofens verwendete Sensor ist ein Widerstandstemperaturdetektor (RTD), ein auf Platin basierendes Gerät, das üblicherweise als PT100 bezeichnet wird.Dimensionierung der KammerWenn Sie einen vorhandenen Ofen verwenden, können Sie anhand einer grundlegenden thermischen Modellierung auf der Grundlage von Faktoren wie der Wärmekapazität und -verlusten des Ofens, der Leistung der Wärmequelle und der Masse des Prüflings überprüfen, ob der Ofen und die Wärmequelle ausreichen, um die gewünschte Temperatur mit einem zu erreichen Die thermische Zeitkonstante ist kurz genug für eine enge Regelkreisreaktion unter der Steuerungssteuerung.
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