Hoe de betrouwbaarheid van diodes in communicatiesystemen testen?

1, testnormen en specificatiesysteem
De betrouwbaarheidstests van diodes in de communicatie -industrie moet voldoen aan internationale gezaghebbende normen, waaronder Telcordia gr - 468 "Algemene vereisten voor betrouwbaarheid van opto -elektronische apparaten voor communicatieapparatuur" is de kernspecificatie. Deze standaard stelt een gedetailleerd betrouwbaarheidsverificatieproces vast voor opto -elektronische apparaten (inclusief laserdioden, fotodiodes, enz.) Gebruikt in communicatieapparatuur, die drie belangrijke modules dekken: prestatietests van apparaten, stresstests en versnelde veroudering. GR - 468 vereist bijvoorbeeld dat laserdodes een hoogste temperatuur van 1000 uur hoog - passeren en een hoge opslagtest met hoge vochtigheid (85 graden /85% RV) en voldoen aan de criteria van centrale golflengte drift kleiner dan of gelijk aan 0,5 nm en uitgangsvermindering van de uitgangsvermindering lager dan of gelijk aan 5%. Hoewel de AEC-Q102-standaard (gepubliceerd door de Automotive Electronics Council) is gericht op autoto-elektronische apparaten in de auto, zijn de hoge-temperatuur omgekeerde bias (HTRB), temperatuurcycli en andere testmethoden op grote schaal gebruikt in de communicatie-industrie om de betrouwbaarheid van diodes in extreme omgevingen te evalueren.
2, kerntestprojecten en implementatiemethoden
(1) Testen van het milieuaanpassingsvermogen
Temperatuurcyclingtest
Simuleer de thermische spanning van communicatieapparatuur in extreme buitenomgevingen door snelle temperatuurveranderingen van -40 graden tot 125 graden (zoals schakelen binnen 10 minuten). De test moet duren voor 1000 cycli, met een focus op problemen zoals gebarsten diode -verpakkingen en verminderde draadverbindingssterkte. De Schottky -diode die in een bepaald communicatie -basisstation wordt gebruikt, moet bijvoorbeeld 500 cycli voltooien binnen het bereik van -40 graden tot 100 graden, met een voorwaartse spanningsvalveranderingssnelheid van minder dan of gelijk aan 3%.
vochtige warmte
Evalueer de isolatieprestaties van de diode onder hoge temperatuur en hoge vochtigheidsomstandigheden met behulp van 85 graden /85% RV -omstandigheden gedurende 168 uur. Na het testen moet de lekstroom (IR) worden gemeten, met een vereiste van minder dan of gelijk aan 1 μ A (bij nominale spanning). Als de lekstroom de standaard overschrijdt, kan dit wijzen op een afname van de isolatieprestaties als gevolg van vochtabsorptie van het verpakkingsmateriaal.
(2) Testing van elektrische prestaties
Positieve karakteristieke test
Meet de voorwaartse spanningsval (VF) met behulp van een digitale multimeter- of diode -tester. Communicatiedioden vereisen meestal VF minder dan of gelijk aan 0,4V (zoals de SS14 -serie). Ondertussen is het noodzakelijk om de voorwaartse hersteltijd (TFR) te observeren via een oscilloscoop om ervoor te zorgen dat het voldoet aan de signaalintegriteitsvereisten in hoge - frequentietoepassingen.
Omgekeerde karakteristieke tests
Pas omgekeerde spanning toe op 80% van de nominale afbraakspanning (VR) en meet de omgekeerde lekstroom (IR). Communicatiedioden moeten IR minder dan of gelijk zijn aan 10NA (zoals Bas70 -serie) om signaalinterferentie te voorkomen. Bovendien moet het tijdelijke beschermingsmogelijkheden van de diode worden geverifieerd door middel van overspanningsstroomtests (zoals het toepassen van 10 keer de nominale stroom voor 10 μs).
(3) Versnelde de levenstest
Hoge temperatuur omgekeerde bias (HTRB) -test
Pas omgekeerde spanning (zoals 80% van de nominale spanning) toe op 125 graden gedurende 1000 uur. Het voorspellen van het faalpercentage door het weibull -distributiemodel vereist faalpercentage kleiner dan of gelijk aan 100 fit (miljoen uren falen). De tv -diode in een bepaalde communicatiemodule moet bijvoorbeeld de HTRB -test doorstaan ​​en voldoen aan de ESD -beschermingsmogelijkheid van ± 8KV (HBM -model).
Temperatuurcycling versnelt veroudering
Gecombineerd met temperatuurcycling van - 55 graden tot 150 graden en elektrische stress, versnellen de blootstelling van potentiële faalmodi. Na het testen is faalanalyse (FA) vereist, zoals scanning elektronenmicroscopie (SEM) waarneming van migratie van metaallaagslaag, röntgendetectie van draadbindingen, enz.
3, testmethoden en toolselectie
(1) Geautomatiseerd testsysteem
De communicatie -industrie gebruikt in het algemeen ATE (automatische testapparatuur) om batchtests te bereiken. De Keysight B1500A Semiconductor -parameteranalysator kan bijvoorbeeld functies integreren zoals IV -curve -scanning en C - V Karakteristieke testen. Een enkel apparaat kan tegelijkertijd 200 diodemonsters testen, waardoor de testefficiëntie meer dan 5 keer verhoogt.
(2) Technieken voor faalanalyse
Fysieke faalanalyse (PFA)
Zoek het faalpunt door methoden zoals openen, het verwijderen van lagen, kleuring en infiltratie. Een 5G -basisstationdiode ondervond bijvoorbeeld een toename van de lekstroom na het testen van HTRB, en PFA onthulde de aanwezigheid van leegte op het grensvlak tussen de metallisatielaag en het siliconensubstraat, wat leidde tot lokale afbraak.
Elektrische faalanalyse (EFA)
Gebruik emissiemicroscopie (EMMI) om hotspots te lokaliseren, of detecteer huidige lekpaden door middel van bundel geïnduceerde weerstandsverandering (OBIRCH) -technologie. De gevoeligheid van de PIN -diode in een hoge - snelheid optische communicatiemodule nam bijvoorbeeld af en microcracks werden gevonden aan de rand van de PN -overgang via EFA.
https://www.trrsemicon.com/transistor/Urface{{2alIlonmount{{3alIlonSwitching{{4}IdeDiodes{ {5}; Baw56.html