Cum se testează fiabilitatea diodelor în sistemele de comunicații?

1, Standarde de testare și sistem de specificații
Testarea de fiabilitate a diodelor din industria comunicațiilor trebuie să respecte standardele autoritare internaționale, printre care Telcordia GR - 468 "Cerințe generale pentru fiabilitatea dispozitivelor optoelectronice pentru echipamentele de comunicare" sunt specificațiile de bază. Acest standard stabilește un proces detaliat de verificare a fiabilității pentru dispozitivele optoelectronice (inclusiv diode laser, fotodiode etc.) utilizate în echipamentele de comunicare, care acoperă trei module majore: testarea performanței dispozitivului, testarea stresului și testarea accelerată a îmbătrânirii. De exemplu, GR - 468 necesită ca diodele laser să treacă un test de 1000 de ore ridicat - Temperatură de depozitare a temperaturii și umidității ridicate (85 grade /85% RH) și îndeplinește criteriile de derivă a lungimii de undă de centru mai puțin sau egală cu 0,5 nm și atenuarea puterii de ieșire mai mică decât cu 5%. În plus, deși standardul AEC-Q102 (publicat de Consiliul Automotive Electronics) se adresează dispozitivelor optoelectronice auto, prejudecății sale inverse la temperatură ridicată (HTRB), ciclismul de temperatură și alte metode de testare sunt utilizate pe scară largă în industria comunicării pentru a evalua fiabilitatea diodelor în medii extreme.
2, Proiecte de testare de bază și metode de implementare
(1) Testarea adaptabilității mediului
Test de ciclism la temperatură
Simulați stresul termic al echipamentelor de comunicare în medii extreme exterioare prin schimbări rapide de temperatură de la -40 grade la 125 de grade (cum ar fi comutarea în 10 minute). Testul trebuie să dureze 1000 de cicluri, cu accent pe probleme precum ambalajul diodei crăpate și scăderea rezistenței la legarea sârmei. De exemplu, dioda Schottky folosită într -o anumită stație de bază de comunicare trebuie să completeze 500 de cicluri în intervalul de la -40 grade până la 100 de grade, cu o rată de schimbare a scăderii tensiunii înainte sau egală cu 3%.
căldură umedă
Evaluează performanța de izolare a diodei în condiții de temperatură ridicată și umiditate ridicată folosind condiții de 85 grade /85% RH timp de 168 de ore. După testare, curentul de scurgere (IR) trebuie măsurat, cu o cerință mai mică sau egală cu 1 μ A (la tensiune nominală). Dacă curentul de scurgere depășește standardul, acesta poate indica o scădere a performanței de izolare din cauza absorbției de umiditate a materialului de ambalare.
(2) Testarea performanței electrice
Test caracteristic pozitiv
Măsurați căderea de tensiune înainte (VF) folosind un tester digital multimetru sau diode. Diodele de comunicare necesită de obicei VF mai puțin sau egală cu 0,4V (cum ar fi seria SS14). Între timp, este necesar să observăm timpul de recuperare înainte (TFR) printr -un osciloscop pentru a se asigura că acesta îndeplinește cerințele de integritate a semnalului în aplicații de frecvență ridicate -.
Testare caracteristică inversă
Aplicați tensiunea inversă la 80% din tensiunea de defalcare nominală (VR) și măsurați curentul de scurgere inversă (IR). Diodele de comunicare trebuie să îndeplinească IR mai puțin sau egale cu 10NA (cum ar fi seria BAS70) pentru a evita interferența semnalului. În plus, capacitatea de protecție tranzitorie a diodei trebuie verificată prin testarea curentului de supratensiune (cum ar fi aplicarea de 10 ori curentul nominal pentru 10 μ s).
(3) Test de viață accelerat
Test de prejudecată inversă la temperatură ridicată (HTRB)
Aplicați tensiune inversă (cum ar fi 80% din tensiunea nominală) la 125 grade pentru 1000 de ore. Prezicerea ratei de eșec prin modelul de distribuție Weibull necesită o rată de eșec mai mică sau egală cu 100 de fit (milioane de ore de eșec). De exemplu, dioda TVS dintr -un anumit modul de comunicare trebuie să treacă testul HTRB și să îndeplinească capacitatea de protecție ESD de ± 8kV (model HBM).
Ciclismul de temperatură accelerează îmbătrânirea
Combinată cu ciclismul de temperatură de la - 55 grade la 150 grade și stres electric, accelerează expunerea modurilor potențiale de defecțiune. După testare, este necesară analiza eșecului (FA), cum ar fi scanarea microscopiei electronice (SEM) observarea migrației stratului de metalizare, detectarea razelor X a golurilor de legare a sârmei etc.
3, Metode de testare și selecția instrumentelor
(1) Sistem automat de testare
Industria comunicațiilor folosește, în general, ATE (echipamente de testare automată) pentru a realiza testarea loturilor. De exemplu, analizatorul de parametri semiconductori Keysight B1500A poate integra funcții precum Scanarea curbei IV și testarea caracteristică C - V. Un singur dispozitiv poate testa simultan 200 de probe de diodă, crescând eficiența testării de mai mult de 5 ori.
(2) Tehnici de analiză a eșecului
Analiza eșecului fizic (PFA)
Localizați punctul de eșec prin metode precum deschiderea, îndepărtarea straturilor, colorarea și infiltrarea. De exemplu, o diodă de stație de bază 5G a înregistrat o creștere a curentului de scurgere după testarea HTRB, iar PFA a evidențiat prezența golurilor la interfața dintre stratul de metalizare și substratul de siliciu, ceea ce duce la o defecțiune locală.
Analiza insuficienței electrice (EFA)
Utilizați microscopie de emisie (EMMI) pentru a localiza petele fierbinți sau pentru a detecta căile de scurgere curente prin tehnologia de schimbare a rezistenței induse de fascicul (OBIRCH). De exemplu, sensibilitatea diodei pinului într -un modul ridicat de comunicare optică - a scăzut și au fost găsite microcracks la marginea joncțiunii PN prin EFA.
https://www.trrsemicon.com/transistor/urfacesort [