Kā pārbaudīt diožu ticamību sakaru sistēmās?

1, testēšanas standarti un specifikācijas sistēma
Diodiju ticamības pārbaude komunikāciju nozarē jāatbilst starptautiskiem autoritatīviem standartiem, starp kuriem Telcordia GR - 468 "Vispārīgas prasības par sakaru aprīkojuma optoelektronisko ierīču uzticamības uzticamībai". Šis standarts nosaka detalizētu ticamības pārbaudes procesu optoelektronisko ierīču (ieskaitot lāzera diodes, fotodiodes utt.), Kas tiek izmantoti sakaru aprīkojumā, aptverot trīs galvenos moduļus: ierīces veiktspējas pārbaudi, stresa pārbaudi un paātrinātu novecošanās testēšanu. Piemēram, Gr - 468 prasa, lai lāzera diodes nokārtotu 1000 stundu augstas - temperatūras un augsta mitruma uzglabāšanas testa (85 grādu /85% RH) un atbilst centra viļņa garuma novirzes kritērijiem, kas ir mazāki vai vienādi ar 0,5nm un izejas jaudas mazināšanos, kas ir mazāka vai vienāda ar 5%. Turklāt, kaut arī AEC-Q102 standarts (publicējis automobiļu elektronikas padome) ir paredzēts automobiļu optoelektroniskajām ierīcēm, tā augstās temperatūras apgrieztā novirze (HTRB), temperatūras ciklēšana un citas testēšanas metodes plaši izmanto komunikācijas nozarē, lai novērtētu diožu uzticamību ekstrēmā vidē.
2, galvenie testēšanas projekti un ieviešanas metodes
(1) Vides pielāgošanās pārbaude
Temperatūras riteņbraukšanas tests
Simulējiet sakaru aprīkojuma termisko spriegumu ekstrēmā āra vidē, ātri mainoties temperatūrai no -40 grādiem līdz 125 grādiem (piemēram, pārslēgšanās 10 minūšu laikā). Pārbaudei jānotiek 1000 cikliem, koncentrējoties uz tādiem jautājumiem kā saplaisājis diožu iesaiņojums un samazināta stiepļu savienojuma stiprība. Piemēram, Schottky diode, ko izmanto noteiktā sakaru bāzes stacijā, ir jāpabeidz 500 cikli diapazonā no -40 grādiem līdz 100 grādiem, ar priekšējā sprieguma krituma izmaiņu ātrumu ir mazāks vai vienāds ar 3%.
mitrums
Novērtējiet diodes izolācijas veiktspēju augstā temperatūrā un augsta mitruma apstākļos, izmantojot 85 grādu /85% RH apstākļus 168 stundas. Pēc pārbaudes jānovērtē noplūdes strāva (IR), un prasība ir mazāka vai vienāda ar 1 μ A (pie nominālā sprieguma). Ja noplūdes strāva pārsniedz standartu, tā var norādīt uz izolācijas veiktspējas samazināšanos iesaiņojuma materiāla mitruma absorbcijas dēļ.
(2) Elektriskās veiktspējas pārbaude
Pozitīva īpašība
Izmēriet priekšējā sprieguma kritumu (VF), izmantojot digitālo multimetru vai diodes testeri. Komunikācijas diodēm parasti ir nepieciešams VF mazāks vai vienāds ar 0,4 V (piemēram, SS14 sērija). Tikmēr ir jāievēro priekšējā atjaunošanās laiks (TFR), izmantojot osciloskopu, lai pārliecinātos, ka tas atbilst signāla integritātes prasībām augstās - frekvences lietojumprogrammās.
Apgrieztā raksturīgā pārbaude
Uzklājiet atpakaļgaitas spriegumu 80% no nominālā sadalījuma sprieguma (VR) un izmēriet apgrieztā noplūdes strāvu (IR). Komunikācijas diodēm jāatbilst IR mazāk vai vienādām ar 10NA (piemēram, BAS70 sērijām), lai izvairītos no signāla traucējumiem. Turklāt diodes pārejoša aizsardzības spēja jāpārbauda, ​​izmantojot pārsprieguma strāvas testēšanu (piemēram, 10 reizes pārsniedzot vērtību 10 μ s).
(3) Paātrināts dzīves tests
Augstas temperatūras reversās novirzes (HTRB) tests
Uzklājiet atpakaļgaitas spriegumu (piemēram, 80% no nominālā sprieguma) ar 125 grādiem 1000 stundas. Prognozēšanai neveiksmes līmenis, izmantojot Weibull sadalījuma modeli, ir nepieciešams neveiksmes līmenis, kas mazāks vai vienāds ar 100FIT (miljons stundu neveiksmes). Piemēram, TVS diode noteiktā sakaru modulī ir jāiztur HTRB tests un jāatbilst ESD aizsardzības spējai ± 8kV (HBM modelis).
Temperatūras riteņbraukšana paātrina novecošanos
Apvienojumā ar temperatūras ciklēšanu no {- 55 grādiem līdz 150 grādiem un elektriskajam spriegumam, paātrina potenciālo kļūmes režīmu iedarbību. Pēc pārbaudes ir nepieciešama kļūmju analīze (FA), piemēram, skenējošā elektronu mikroskopija (SEM) Metāla slāņa migrācijas novērošana, stiepļu savienošanas tukšumu rentgenstaru noteikšana utt.
3, testēšanas metodes un instrumentu izvēle
(1) Automatizēta testēšanas sistēma
Komunikāciju nozare parasti izmanto ATE (automātisko testa aprīkojumu), lai panāktu pakešu pārbaudi. Piemēram, Keysight B1500A Semiconductor parametru analizators var integrēt tādas funkcijas kā IV līknes skenēšana un C - V raksturīgā pārbaude. Viena ierīce vienlaikus var pārbaudīt 200 diožu paraugus, palielinot testēšanas efektivitāti vairāk nekā 5 reizes.
(2) Neveiksmes analīzes paņēmieni
Fiziskās atteices analīze (PFA)
Atrodiet atteices punktu, izmantojot tādas metodes kā atvēršana, slāņu noņemšana, krāsošana un infiltrācija. Piemēram, 5G bāzes stacijas diode piedzīvoja noplūdes strāvas palielināšanos pēc HTRB pārbaudes, un PFA atklāja tukšumu klātbūtni saskarnē starp metalizācijas slāni un silīcija substrātu, izraisot vietēju sabrukumu.
Elektriskās atteices analīze (EFA)
Izmantojiet emisijas mikroskopiju (EMMI), lai atrastu karstos punktus vai noteiktu strāvas noplūdes ceļus, izmantojot staru izraisītas pretestības maiņas (Obirch) tehnoloģiju. Piemēram, PIN diodes jutība augstā - ātruma optiskās sakaru modulī samazinājās, un PN krustojuma malā caur EFA tika atrasti mikroplaisas.
https://www.trrsemicon.com/transistor/urface {{2 ^