Quelles sont les normes de test de fiabilité des diodes dans l'industrie de la communication?

一, Cadre des tests de base: construction en trois dimensions de la pyramide de fiabilité
Les tests de fiabilité des diodes dans l'industrie de la communication ont formé un système d'évaluation dimensionnel de trois - de la "vie de stress des performances", qui est dérivé de la norme Telcordia GR-468 et entièrement adoptée par la norme nationale GB / T 21194-2007. La logique principale consiste à simuler des environnements extrêmes, à accélérer l'exposition des modes de défaillance potentiels des appareils et à calculer la durée de vie réelle par le biais de modèles mathématiques.
1. Test de performances de l'appareil: étalonnage précis des caractéristiques optoélectroniques
Pour différents types de dispositifs tels que les diodes laser et les photodiodes, les paramètres de test couvrent:
Caractéristiques optoélectroniques: y compris 12 indicateurs de noyau tels que la longueur d'onde centrale, la largeur spectrale, le courant de seuil et les caractéristiques de courant de puissance de sortie. Par exemple, la diode laser 1550 nm utilisée dans les stations de base 5G de Huawei doit avoir son écart de longueur d'onde centrale contrôlée dans ± 0,5 nm, sinon elle entraînera une forte augmentation du taux d'erreur du module optique.
Caractéristiques physiques: impliquant 7 paramètres tels que le contenu interne de vapeur d'eau, les performances d'étanchéité, le seuil ESD, etc. La diode TVS de taille 0201 produite par Murata Manufacturing Co., Ltd. utilise la technologie d'empilement 3D pour augmenter la valeur de capacité à 100pf, tout en garantissant que le taux de fuite d'hélium pendant le test d'étanchéité est inférieur à 1 × 10 ⁻⁸ attitude attirante.
2. Test de contrainte de dispositif: un double test de facteurs mécaniques et environnementaux
L'impact physique du dispositif de simulation pendant le transport, l'installation et le fonctionnement:
Contrainte mécanique: y compris les tests de vibration (fréquence 10 - 55Hz, accélération 5 - 50grms), test de choc thermique (150 cycles de -65 degrés à 150 degrés). Dans le radar d'onde millimètre à 77 GHz de Tesla Model Said, 12 diodes Schottky à haute fréquence doivent passer le test de choc mécanique de 5000 g / 0,5 ms selon la norme MIL-STD-883H.
Stress environnemental: couvrant des tests tels que une température élevée et une humidité élevée (85 degrés / 85% RH pendant 1000 heures), un cycle de température (500 cycles de -40 degrés à 125 degrés), etc. Infineon Coolgan ™ La série de diodes dans le module de chargement ultra-xiaomi 12S doit être maintenue à une température élevée de 150 degrés pendant 1000 heures sans performante de dégradation.
3. Test de vieillissement accéléré: prédiction de la vie avec compression temporelle
Établir un modèle d'accélération à l'aide de l'équation d'Arrhenius et convertir les données de test de température élevées - en durée de vie réelle:
Biais inverse à haute température (HTRB): appliquez 80% de la tension inverse nominale à 125 degrés pendant 1000 heures, et le courant de fuite inverse devrait augmenter de moins de 200%. Dans ce test, le courant de fuite inverse de la diode SIC Schottky de RoHM Semiconductor n'a augmenté que de 15%, bien mieux que l'augmentation de 300% des dispositifs basés sur le silicium -.
Life de travail à haute température (HTOL): appliquez le courant nominal pendant 1000 heures à 125 degrés, et le décalage de chute de tension avant doit être inférieur à 10%. La diode emballée DFN1.0 × 1.0 d'Anson Semiconductor a été testée pour vérifier sa durée de vie de 10 ans.
2, tests basés sur le scénario: défis durs dans des environnements incontrôlés
Les dispositifs de communication sont souvent déployés dans des environnements incontrôlés (UNC) tels que les déserts et les régions polaires, et leur plage de température de fonctionnement doit être étendue à -40 degrés à 85 degrés. Pour ce type de scénario, trois nouvelles vérifications spéciales ont été ajoutées aux normes de test:
1. Test de cycle de température extrême
Adoptant une plage de température extrême de -55 degrés à 125 degrés, le nombre de cycles est augmenté à 1000. Dans le module de charge sans fil de Samsung Galaxy Watch 5, la diode emballée DFN doit passer ce test pour garantir qu'il peut maintenir une efficacité de conversion de puissance de 98,7% à -40 degrés à basse température.
2. Test de biais de chaleur humide (H3TRB)
Appliquer la tension de biais inverse (tel que 480V pour les dispositifs 600 V) dans un environnement de 85 degrés / 85% RH pendant 1000 heures pour détecter la migration des métaux et la défaillance de l'isolation. Dans ce test, la distance de migration des métaux de la diode de fréquence GAn GAn High - a été contrôlée à moins de 0,1 μm, répondant aux exigences des normes automobiles.
3. Test de corrosion par pulvérisation saline
Pour l'équipement de la station de base côtière, utilisez une solution de NaCl à 5% pour un test de pulvérisation continue de 48 heures. Les photodiodes des câbles optiques marins de Huawei ont été testées pour assurer une durée de vie de 20 ans même dans des environnements d'eau de mer corrosifs.
3, Technologie d'analyse des échecs: traçage profond du phénomène à l'essence
Lorsqu'un appareil échoue pendant les tests, il est nécessaire de localiser la cause profonde par analyse multidimensionnelle:
Analyse des paramètres électriques: utilisez l'analyseur de paramètres semi-conducteur de Keysight B1500A pour mesurer la dérive des paramètres tels que le courant de fuite inverse et la tension de panne. Par exemple, un certain lot de diodes a connu une surtension dans le courant de fuite inverse lors des tests HTRB, qui a été analysé pour être causé par des défauts dans la couche de passivation au bord de la plaquette.
Analyse physique: x - Tomographie par rayon (3D - CT) a été utilisée pour localiser les fissures internes, et le faisceau d'ions focalisés (FIB) et la microscopie électronique à transmission (TEM) ont été utilisés pour observer les défauts du réseau. Rohm Semiconductor a découvert à travers cette technologie que la défaillance de sa diode SIC est causée par le canal de fuite déclenché par des dislocations du plan basal (BPD).
Analyse thermique: Utilisez l'imageur thermique infrarouge FLIR A655SC pour capturer les points chauds locaux et optimiser la conception de la dissipation de chaleur par une simulation par éléments finis. Le semi-conducteur d'Anson a réduit la résistance thermique des diodes emballées DFN à 8 m Ω à travers cette méthode, qui est 72% plus élevée que l'emballage SOD-123.
4, Évolution des normes: un saut de la note de télécommunications à la note automobile
Avec l'extension des technologies de la communication à l'Internet des véhicules, à Internet industriel et à d'autres domaines, les normes de fiabilité montrent deux principales tendances d'évolution:
Certification au niveau du véhicule: la norme AEC - Q102 nécessite que les dispositifs passent des tests de plage de température de - 40 degrés à 150 degrés, et le taux de défaillance doit être inférieur à 1 ajustement (1 milliard d'heures de défaillance). En tant que première institution nationale à terminer l'ensemble complet de la certification AEC-Q102 pour les émetteurs laser, les données de test de la métrologie de la radio et de la télévision montrent que le temps moyen entre les échecs (MTBF) des diodes de qualité automobile est trois ordres de grandeur plus élevés que ceux des diodes de qualité des consommateurs.
Certification de sécurité fonctionnelle: la norme ISO 26262 exige que les dispositifs saisissent un état sûr lors de la défaillance, tels que la diode radar à ondes millimétriques dans le système de pilote automatique de Tesla, qui doit passer ASIL -} D Certification de niveau pour assurer la sécurité fonctionnelle dans des scénarios extrêmes tels que les collisions.
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