Come testare l'affidabilità dei diodi nei sistemi di comunicazione?

1, Standard di test e sistema di specifiche
Il test di affidabilità dei diodi nel settore della comunicazione deve essere conforme agli standard autorevoli internazionali, tra cui Telcordia Gr - 468 "Requisiti generali per l'affidabilità dei dispositivi optoelettronici per le apparecchiature di comunicazione" è la specifica principale. Questo standard stabilisce un processo di verifica dell'affidabilità dettagliata per i dispositivi optoelettronici (inclusi diodi laser, fotodiodi, ecc.) Utilizzato nelle apparecchiature di comunicazione, coprendo tre moduli principali: test delle prestazioni del dispositivo, test di stress e test di invecchiamento accelerato. Ad esempio, Gr - 468 richiede che i diodi laser passino a una temperatura -} e ad alta umidità di Humidità (85% di RH) e soddisfino i criteri della lunghezza d'onda centrale deriva meno o uguale a 0,5 nm e attenuazione di potenza di uscita inferiore o pari al 5%. Inoltre, sebbene lo standard AEC-Q102 (pubblicato dall'Automotive Electronics Council) sia rivolto a dispositivi optoelettronici automobilistici, nel settore della comunicazione è ampiamente utilizzata le sue distorsioni inverse ad alta temperatura (HTRB), il ciclo della temperatura e altri metodi di test.
2, progetti di test core e metodi di implementazione
(1) Test di adattabilità ambientale
Test di ciclismo della temperatura
Simulare lo stress termico delle apparecchiature di comunicazione in ambienti esterni estremi attraverso rapidi cambiamenti di temperatura da -40 a 125 gradi (come il passaggio entro 10 minuti). Il test deve durare per 1000 cicli, con particolare attenzione a questioni come l'imballaggio di diodo screpolato e una riduzione della resistenza al legame del filo. Ad esempio, il diodo Schottky utilizzato in una determinata stazione base di comunicazione deve completare 500 cicli nell'intervallo da -40 a 100 gradi, con un tasso di variazione di caduta di tensione in avanti inferiore o uguale al 3%.
calore umido
Valuta le prestazioni di isolamento del diodo a condizioni di alta temperatura e elevata umidità utilizzando condizioni di RH 85 /85% per 168 ore. Dopo il test, la corrente di perdita (IR) deve essere misurata, con un requisito inferiore o uguale a 1 μ A (a tensione nominale). Se la corrente di dispersione supera lo standard, può indicare una diminuzione delle prestazioni dell'isolamento a causa dell'assorbimento dell'umidità del materiale di imballaggio.
(2) Test delle prestazioni elettriche
Test caratteristico positivo
Misurare la caduta di tensione in avanti (VF) utilizzando un tester multimetro o diodi digitale. I diodi di comunicazione richiedono in genere VF inferiore o uguale a 0,4 V (come la serie SS14). Nel frattempo, è necessario osservare il tempo di recupero in avanti (TFR) attraverso un oscilloscopio per garantire che soddisfi i requisiti di integrità del segnale in applicazioni di frequenza alte -.
Test caratteristici inversi
Applicare la tensione inversa all'80% della tensione di rottura nominale (VR) e misurare la corrente di perdita inversa (IR). I diodi di comunicazione devono soddisfare IR meno o uguale a 10NA (come la serie BAS70) per evitare l'interferenza del segnale. Inoltre, la capacità di protezione transitoria del diodo deve essere verificata attraverso il test della corrente di aumento (come l'applicazione di 10 volte la corrente nominale per 10 μ s).
(3) Test di vita accelerato
Test di distorsione inversa ad alta temperatura (HTRB)
Applicare la tensione inversa (come l'80% della tensione nominale) a 125 gradi per 1000 ore. La previsione del tasso di fallimento attraverso il modello di distribuzione di Weibull richiede un tasso di fallimento inferiore o uguale a 100fit (milioni di ore di fallimento). Ad esempio, il diodo TVS in un determinato modulo di comunicazione deve superare il test HTRB e soddisfare la capacità di protezione ESD di ± 8kV (modello HBM).
Il ciclo della temperatura accelera l'invecchiamento
Combinato con il ciclo della temperatura da - 55 gradi a 150 gradi e sollecitazione elettrica, accelera l'esposizione di potenziali modalità di guasto. Dopo il test, è necessaria l'analisi dei guasti (FA), come l'osservazione della microscopia elettronica a scansione (SEM) della migrazione dello strato di metallizzazione, il rilevamento a raggi X di vuoti di legame a filo, ecc.
3, metodi di test e selezione degli strumenti
(1) Sistema di test automatizzato
L'industria della comunicazione utilizza generalmente ATE (apparecchiature di test automatica) per ottenere test batch. Ad esempio, l'analizzatore dei parametri a semiconduttore a semiconduttore di Keysight B1500A può integrare funzioni come la scansione della curva IV e il test caratteristico C - V. Un singolo dispositivo può contemporaneamente testare 200 campioni di diodi, aumentando l'efficienza del test di più di 5 volte.
(2) Tecniche di analisi dei fallimenti
Analisi del fallimento fisico (PFA)
Individuare il punto di fallimento attraverso metodi come l'apertura, la rimozione di strati, la colorazione e l'infiltrazione. Ad esempio, un diodo della stazione base 5G ha sperimentato un aumento della corrente di perdita dopo il test HTRB e PFA ha rivelato la presenza di vuoti all'interfaccia tra lo strato di metallizzazione e il substrato di silicio, portando alla rottura locale.
Analisi dei guasti elettrici (EFA)
Utilizzare la microscopia di emissione (EMMI) per individuare i punti caldi o rilevare percorsi di perdita di corrente attraverso la tecnologia di cambiamento di resistenza indotta dal fascio (OBIRCH). Ad esempio, la sensibilità del diodo PIN in un modulo di comunicazione ottica ad alta velocità - è diminuita e le microcrack sono state trovate sul bordo della giunzione PN attraverso EFA.
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