Jak otestovat spolehlivost diod v komunikačních systémech?

1, Testovací standardy a systém specifikace
Zkoušení spolehlivosti diod v komunikačním průmyslu musí dodržovat mezinárodní autoritativní standardy, mezi nimiž je hlavní specifikací Telcordia GR - 468 "Obecné požadavky na spolehlivost optoelektronických zařízení pro komunikační zařízení". Tento standard stanoví podrobný proces ověřování spolehlivosti pro optoelektronická zařízení (včetně laserových diod, fotodios atd.) Používá se v komunikačním zařízením, pokrývající tři hlavní moduly: testování výkonu zařízení, testování stresu a zrychlené testování stárnutí. Například GR - 468 vyžaduje, aby laserové diody procházely 1000 hodinovým vysokým - teplotou a testem s vysokou vlhkostí (85 stupňů /85% RH) a splňovaly kritéria unášeného vlnové délky menší nebo rovné 0,5nm a výstupní výkon méně než 5%. Kromě toho, ačkoli standard AEC-Q102 (publikovaný Radou pro automobilovou elektroniku) je zaměřen na automobilová optoelektronická zařízení, jeho vysokoteplotní reverzní zkreslení (HTRB), teplotní cyklistika a další testovací metody se v komunikačním průmyslu široce používají k vyhodnocení spolehlivosti diod v extrémním prostředí.
2, Projekty a metody implementace základních testování
(1) Testování environmentální přizpůsobivosti
Test na cyklování teploty
Simulovat tepelné napětí komunikačního zařízení v extrémním venkovním prostředí rychlými změnami teploty z -40 stupňů na 125 stupňů (jako je přepínání do 10 minut). Test musí vydržet po dobu 1000 cyklů se zaměřením na problémy, jako je popraskané diodové balení a snížená síla vazby drátu. Například Schottkyho dioda používaná v určité komunikační základní stanici musí dokončit 500 cyklů v rozmezí -40 stupňů až 100 stupňů, s rychlostí změny poklesu napětí menší nebo rovné 3%.
vlhké teplo
Vyhodnoťte izolační výkon diody za podmínek s vysokou teplotou a vysokou vlhkostí pomocí 85 stupňů /85% RH podmínek po dobu 168 hodin. Po testování je třeba měřit únikový proud (IR), s požadavkem menší nebo rovné 1 μA (při jmenovitém napětí). Pokud únikový proud překročí standard, může naznačovat snížení izolačního výkonu v důsledku absorpce vlhkosti balicího materiálu.
(2) Testování elektrického výkonu
Pozitivní charakteristický test
Změřte pokles předního napětí (VF) pomocí digitálního multimetru nebo testeru diody. Komunikační diody obvykle vyžadují VF menší nebo rovna 0,4 V (jako je řada SS14). Mezitím je nutné pozorovat doba zotavení (TFR) prostřednictvím osciloskopu, aby se zajistilo, že splňuje požadavky na integritu signálu ve vysokých - frekvenčních aplikacích.
Reverzní charakteristické testování
Naneste zpětné napětí na 80% jmenovitého rozkladu (VR) a změřte proud zpětného úniku (IR). Komunikační diody musí splňovat IR menší nebo rovnou 10NA (například řadu BAS70), aby se zabránilo rušení signálu. Kromě toho musí být schopnost přechodné ochrany diody ověřena pomocí testování proudu přepětí (jako je použití 10násobného jmenovitého proudu po dobu 10 μs).
(3) Zrychlený test života
Test s vysokou teplotou reverzní zkreslení (HTRB)
Naneste zpětné napětí (například 80% jmenovitého napětí) při 125 stupních po dobu 1000 hodin. Předpovídání míry selhání pomocí modelu distribuce Weibullu vyžaduje míru selhání menší nebo rovné 100Fit (milion hodin selhání). Například dioda TVS v určitém komunikačním modulu musí projít testem HTRB a splnit schopnost ochrany ESD ± 8 kV (HBM model).
Cyklistika teploty zrychluje stárnutí
V kombinaci s teplotním cyklováním z - 55 stupňů do 150 stupňů a elektrického napětí urychluje expozici potenciálních režimů selhání. Po testování je vyžadována analýza poruch (FA), jako je skenovací elektronová mikroskopie (SEM) pozorování migrace metalizační vrstvy, detekce rentgenového záření vazebné dutiny atd.
3, metody testování a výběr nástrojů
(1) Automatizovaný testovací systém
Komunikační průmysl obecně používá k dosažení testování dávků ATE (automatické zkušební zařízení). Například analyzátor parametru polovodiče KeySight B1500A může integrovat funkce, jako je skenování křivky IV a charakteristické testování C- v. Jedno zařízení může současně testovat 200 diodových vzorků, což zvyšuje účinnost testování o více než 5krát.
(2) Techniky analýzy poruch
Analýza fyzického selhání (PFA)
Vyhledejte bod selhání metodami, jako je otevírání, odstranění vrstev, barvení a infiltrace. Například dioda základní stanice 5G zažila po testování HTRB zvýšení únikového proudu a PFA odhalila přítomnost dutin na rozhraní mezi metalizační vrstvou a křemíkovým substrátem, což vedlo k lokálnímu zhroucení.
Analýza elektrického selhání (EFA)
Použijte emisní mikroskopii (EMMI) k nalezení horkých míst nebo detekujte proudové únikové cesty pomocí technologie změny odporu vyvolané paprskem (OBIRCH). Například citlivost pin diody ve vysoké - se snížila optická komunikační modul rychlosti a mikrokracty byly nalezeny na okraji křižovatky PN prostřednictvím EFA.
https://www.trrsemicon.com/transistor/urface;