Як перевірити надійність діодів у системах зв'язку?

1, Стандарти тестування та система специфікацій
Тестування надійності діодів у галузі комунікації повинно дотримуватися міжнародних авторитетних стандартів, серед яких є основна специфікація Telcordia Gr -} 468 "Загальні вимоги до надійності оптоелектронних пристроїв для комунікаційного обладнання". Цей стандарт встановлює детальний процес перевірки надійності для оптоелектронних пристроїв (включаючи лазерні діоди, фотодіоди тощо), що використовуються в комунікаційному обладнанні, охоплюючи три основні модулі: тестування на продуктивність пристрою, тестування стресу та прискорене тестування старіння. Наприклад, GR - 468 вимагає, щоб лазерні діоди проходять висоту 1000 годин - температура та тест на зберігання високої вологості (85 градусів /85% RH) і відповідають критеріям дрейфу центральної хвилі менше або дорівнюють 0,5 нм, а потужність виводу менше або дорівнює 5%. Крім того, хоча стандарт AEC-Q102 (опублікований Радою з автомобільної електроніки) орієнтований на автомобільні оптоелектронні пристрої, його високотемпературні зворотні зміщення (HTRB), циклічне руху та інші методи тестування широко застосовуються в галузі комунікації для оцінки надійності діодів у екстремальних умовах.
2, основні проекти тестування та методи впровадження
(1) Тестування на пристосованість до навколишнього середовища
Температура на велосипедному тесті
Моделюйте теплове напруження комунікаційного обладнання в екстремальних зовнішніх умовах через швидкі зміни температури від -40 градусів до 125 градусів (наприклад, перемикання протягом 10 хвилин). Тест повинен тривати 1000 циклів, акцентуючи увагу на таких проблемах, як тріщина упаковки діода та зниження міцності на проводку. Наприклад, діод Schottky, який використовується на певній базовій станції зв'язку, повинен завершити 500 циклів в межах від -40 градусів до 100 градусів, зі швидкістю падіння напруги вперед менше або дорівнює 3%.
Волога спека
Оцініть продуктивність ізоляції діода в умовах високої температури та високої вологості, використовуючи 85 градусів /85% RH умови протягом 168 годин. Після тестування потрібно виміряти струм витоку (ІР), з вимогою менше або дорівнює 1 мкм (при номінальній напрузі). Якщо струм витоку перевищує стандарт, він може вказувати на зниження продуктивності ізоляції за рахунок поглинання вологи пакувального матеріалу.
(2) Тестування електричних продуктивності
Позитивний характерний тест
Виміряйте падіння напруги вперед (VF) за допомогою цифрового мультиметрового або діодного тестера. Діоси зв'язку, як правило, потребують VF менше або дорівнюють 0,4 В (наприклад, серії SS14). Тим часом необхідно спостерігати за часом відновлення (TFR) через осцилоскоп, щоб переконатися, що він відповідає вимогам цілісності сигналу у високих додатках -.
Зворотне характерне тестування
Застосовуйте зворотну напругу до 80% від номінальної напруги розбиття (VR) та вимірюйте зворотний струм витоку (ІЧ). Діоди зв'язку повинні відповідати ІЧ менше або дорівнюють 10NA (наприклад, серії BAS70), щоб уникнути перешкод сигналу. Крім того, можливості перехідного захисту діода потрібно перевірити за допомогою тестування струму перенапруги (наприклад, застосування 10 разів більш номінальним струмом протягом 10 мкм).
(3) Прискорений життєвий тест
Тест високої температури зворотного зміщення (HTRB)
Застосовуйте зворотну напругу (наприклад, 80% від номінальної напруги) на 125 градусів протягом 1000 годин. Прогнозування швидкості відмови за допомогою моделі розподілу Weibull вимагає швидкості відмови менше або дорівнює 100 фіксації (мільйон годин відмови). Наприклад, діод TVS у певному модулі зв'язку повинен пройти тест HTRB та відповідати можливості захисту ОУР ± 8 кВ (модель HBM).
Температура на велосипеді прискорює старіння
У поєднанні з температурним циклом від - 55 градусів до 150 градусів та електричного напруження, прискорюйте вплив режимів потенційного відмови. Після тестування необхідний аналіз відмов (FA), наприклад, скануюча електронна мікроскопія (SEM) спостереження за міграцією шару металу, рентгенівським виявленням дротяних порожнеч.
3, методи тестування та вибір інструментів
(1) Автоматизована система тестування
Індустрія зв'язку, як правило, використовує з’єднання (автоматичне випробувальне обладнання) для досягнення пакетного тестування. Наприклад, клавіша B1500A Semiconductor Analyzer може інтегрувати такі функції, як IV крива та C - V Характерне тестування. Один пристрій може одночасно протестувати 200 зразків діодів, підвищуючи ефективність тестування більш ніж на 5 разів.
(2) Методи аналізу відмов
Аналіз фізичних збоїв (PFA)
Знайдіть точку відмови за допомогою таких методів, як відкриття, видалення шарів, фарбування та інфільтрація. Наприклад, діод базової станції 5G зазнав збільшення струму витоку після тестування HTRB, а PFA виявив наявність порожнеч на межі між шаром металізації та кремнієвою підкладкою, що призводить до локального зриву.
Аналіз електричних відмов (EFA)
Використовуйте мікроскопію викидів (EMMI) для пошуку гарячих точок або виявлення шляхів витоку струму через технологію зміни опору, спричиненої променем (OBIRCH). Наприклад, чутливість штифтового діода у високому модулі оптичного зв'язку- зменшився, а мікрокраки були знайдені на краю переходу PN через EFA.
https://www.trrsemicon.com/transistor/urface інт