การทดสอบการเบิร์นอิน

การทดสอบการเบิร์นอิน

การทดสอบการเบิร์นอิน เป็นกระบวนการที่ระบบตรวจจับความผิดพลาดในระยะเริ่มต้นของส่วนประกอบเซมิคอนดักเตอร์ (การเสียชีวิตของทารก) ส่งผลให้ส่วนประกอบเซมิคอนดักเตอร์มีความน่าเชื่อถือมากขึ้น โดยปกติแล้ว การทดสอบเบิร์นอินจะดำเนินการกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เช่น ไดโอดเลเซอร์ที่มีระบบเบิร์นอินไดโอดเลเซอร์ของอุปกรณ์ทดสอบอัตโนมัติ ซึ่งจะรันส่วนประกอบเป็นระยะเวลานานเพื่อตรวจจับปัญหา

ระบบเบิร์นอินจะใช้เทคโนโลยีล้ำสมัยเพื่อทดสอบส่วนประกอบ และให้การควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำ กำลังไฟ และการวัดแสง (ถ้าจำเป็น) เพื่อให้แน่ใจถึงความแม่นยำและความน่าเชื่อถือที่จำเป็นสำหรับการผลิต การประเมินทางวิศวกรรม และการใช้งาน R&D

การทดสอบเบิร์นอินอาจดำเนินการเพื่อให้แน่ใจว่าอุปกรณ์หรือระบบทำงานอย่างถูกต้องก่อนออกจากโรงงานผลิต หรือเพื่อยืนยันว่าเซมิคอนดักเตอร์ใหม่จากห้องปฏิบัติการ R&D เป็นไปตามข้อกำหนดการปฏิบัติงานที่ได้รับการออกแบบไว้

การเบิร์นอินที่ระดับส่วนประกอบจะดีที่สุดเมื่อต้นทุนการทดสอบและการเปลี่ยนชิ้นส่วนต่ำที่สุด การเบิร์นอินบอร์ดหรือชุดประกอบทำได้ยากเนื่องจากส่วนประกอบแต่ละชิ้นมีขีดจำกัดที่แตกต่างกัน

สิ่งสำคัญที่ต้องทราบคือ การทดสอบเบิร์นอินมักใช้เพื่อกรองอุปกรณ์ที่ล้มเหลวระหว่าง "ระยะการเสียชีวิตของทารก" (จุดเริ่มต้นของเส้นโค้งการอาบน้ำ) และไม่คำนึงถึง "อายุการใช้งาน" หรือการสึกหรอ (จุดสิ้นสุดของเส้นโค้งการอาบน้ำ) ซึ่งเป็นจุดที่การทดสอบความน่าเชื่อถือเข้ามามีบทบาท

การสึกหรอหมายถึงการสิ้นสุดอายุการใช้งานตามธรรมชาติของส่วนประกอบหรือระบบซึ่งเกี่ยวข้องกับการใช้งานอย่างต่อเนื่องอันเป็นผลจากปฏิสัมพันธ์ของวัสดุกับสิ่งแวดล้อม ความล้มเหลวนี้ถือเป็นข้อกังวลโดยเฉพาะในการระบุอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์ เราสามารถอธิบายการสึกหรอทางคณิตศาสตร์ได้ โดยอาศัยแนวคิดเรื่องความน่าเชื่อถือ และด้วยเหตุนี้ จึงสามารถคาดการณ์อายุการใช้งานได้

อะไรเป็นสาเหตุที่ทำให้ส่วนประกอบล้มเหลวระหว่างการเบิร์นอิน?

สาเหตุของความล้มเหลวที่ตรวจพบระหว่างการทดสอบเบิร์นอินสามารถระบุได้ว่าเป็นความล้มเหลวของฉนวนไฟฟ้า ความล้มเหลวของตัวนำ ความล้มเหลวของโลหะ การย้ายอิเล็กโทรไมเกรชั่น เป็นต้น ข้อผิดพลาดเหล่านี้เกิดขึ้นโดยไม่ได้ใช้งานและแสดงออกมาแบบสุ่มเป็นความล้มเหลวของอุปกรณ์ตลอดวงจรชีวิตของอุปกรณ์ ด้วยการทดสอบเบิร์นอิน อุปกรณ์ทดสอบอัตโนมัติ (ATE) จะทำให้อุปกรณ์ทำงานหนักขึ้น ส่งผลให้ข้อผิดพลาดที่ไม่ได้ใช้งานเหล่านี้แสดงออกมาในรูปแบบความล้มเหลวและคัดกรองความล้มเหลวออกไปในระยะที่ทารกเสียชีวิต

การทดสอบการเบิร์นอินจะตรวจจับข้อบกพร่องที่โดยทั่วไปแล้วเกิดจากความไม่สมบูรณ์แบบในกระบวนการผลิตและบรรจุภัณฑ์ ซึ่งเกิดขึ้นบ่อยมากขึ้นเนื่องจากความซับซ้อนของวงจรที่เพิ่มมากขึ้นและการปรับขนาดเทคโนโลยีที่เข้มงวด

พารามิเตอร์การทดสอบการเบิร์นอิน

ข้อกำหนดการทดสอบเบิร์นอินจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับอุปกรณ์และมาตรฐานการทดสอบ (มาตรฐานทางทหารหรือโทรคมนาคม) โดยปกติแล้วจะต้องมีการทดสอบไฟฟ้าและความร้อนของผลิตภัณฑ์ โดยใช้รอบการทำงานไฟฟ้าที่คาดไว้ (สภาวะการทำงานที่รุนแรง) โดยทั่วไปจะกินเวลาประมาณ 48-168 ชั่วโมง อุณหภูมิความร้อนของห้องทดสอบเบิร์นอินอาจอยู่ระหว่าง 25°C ถึง 140°C

การเบิร์นอินจะถูกใช้กับผลิตภัณฑ์ขณะทำการผลิต เพื่อตรวจหาความล้มเหลวในระยะเริ่มต้นที่เกิดจากข้อผิดพลาดในวิธีปฏิบัติการผลิต

การเบิร์นอินจะทำสิ่งต่อไปนี้โดยพื้นฐาน:

ความเครียด + สภาวะที่รุนแรง + เวลาที่ยาวนาน = การเร่งอายุใช้งานปกติ

ประเภทของการทดสอบเบิร์นอิน

การเบิร์นอินแบบไดนามิก: อุปกรณ์จะถูกสัมผัสกับแรงดันไฟฟ้าสูงและอุณหภูมิที่รุนแรงในขณะที่ถูกกระตุ้นจากอินพุตต่างๆ

ระบบเบิร์นอินจะใช้การกระตุ้นไฟฟ้าต่างๆ กับอุปกรณ์แต่ละชิ้นในขณะที่อุปกรณ์สัมผัสกับอุณหภูมิและแรงดันไฟฟ้าที่สูงเกินไป ข้อดีของการเบิร์นอินแบบไดนามิกคือความสามารถในการสร้างความเครียดให้กับวงจรภายในมากขึ้น ทำให้เกิดกลไกความล้มเหลวเพิ่มเติม อย่างไรก็ตาม การเบิร์นอินแบบไดนามิกมีข้อจำกัด เนื่องจากไม่สามารถจำลองสิ่งที่อุปกรณ์จะประสบในระหว่างการใช้งานจริงได้อย่างสมบูรณ์ ดังนั้นโหนดวงจรทั้งหมดอาจไม่ได้รับความเครียด

การเบิร์นอินแบบคงที่: อุปกรณ์ภายใต้การทดสอบ (DUT) จะถูกทำให้เครียดภายใต้อุณหภูมิคงที่ที่สูงเป็นระยะเวลานาน

ระบบเบิร์นอินจะใช้แรงดันไฟฟ้าหรือกระแสไฟฟ้าและอุณหภูมิที่สูงเกินไปกับอุปกรณ์แต่ละชิ้นโดยไม่ต้องใช้งานหรือใช้งานอุปกรณ์ ข้อดีของการเบิร์นอินแบบคงที่คือมีต้นทุนต่ำและใช้งานง่าย

การทดสอบเบิร์นอินทำอย่างไร?

อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์จะถูกวางบนแผง Burn-in Board พิเศษ (BiB) ในขณะที่การทดสอบดำเนินการภายในห้อง Burn-in Chamber พิเศษ (BIC)

เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับห้องเผาไหม้ (คลิกที่นี่)