ما هي معايير اختبار الموثوقية للثنائيات في صناعة الاتصالات؟

一 ، إطار الاختبار الأساسي: البناء ثلاثي الأبعاد لهرم الموثوقية
شكل اختبار الموثوقية للثنائيات في صناعة الاتصالات نظام تقييم الأبعاد ثلاثة- لـ "حياة إجهاد الأداء" ، والذي يتم اشتقاقه من معيار Telcordia GR-468 واعتماده بالكامل من قبل المعيار الوطني GB/T 21194-2007. يتمثل المنطق الأساسي في محاكاة البيئات القاسية ، وتسريع تعرض أنماط الفشل المحتملة للأجهزة ، وحساب عمر الخدمة الفعلي في النهاية من خلال النماذج الرياضية.
1. اختبار أداء الجهاز: معايرة دقيقة لخصائص الإلكترونية البصرية
بالنسبة لأنواع مختلفة من الأجهزة مثل الثنائيات بالليزر والودادة الضوئية ، تغطي معلمات الاختبار:
الخصائص الإلكترونية البصرية: بما في ذلك 12 مؤشرًا أساسيًا مثل الطول الموجي المركزي ، والعرض الطيفي ، والتيار العتبة ، والخصائص الحالية للطاقة. على سبيل المثال ، يحتاج الصمام الثنائي ليزر 1550nm المستخدم في محطات قاعدة 5G في Huawei إلى التحكم في انحراف الطول الموجي المركزي خلال ± 0.5nm ، وإلا فإنه سيؤدي إلى زيادة حادة في معدل الخطأ للوحدة البصرية.
الخصائص الفيزيائية: تتضمن 7 معلمات مثل محتوى بخار الماء الداخلي ، أداء الختم ، عتبة ESD ، إلخ. يستخدم الصمام الثنائي لأجهزة تلفزيون الحجم 0201 التي تنتجها شركة Murata Manufacturing Co. ، Ltd. تقنية التراص ثلاثية الأبعاد لزيادة قيمة السعة إلى 100pF ، مع التأكد من أن معدل تسرب الهيليوم أثناء اختبار الختم أقل من 1 × 10 ·.
2. اختبار إجهاد الجهاز: اختبار مزدوج للعوامل الميكانيكية والبيئية
التأثير المادي لجهاز المحاكاة أثناء النقل والتركيب والتشغيل:
الإجهاد الميكانيكي: بما في ذلك اختبار الاهتزاز (التردد 10 - 55 هرتز ، التسارع 5 - 50grms) ، اختبار الصدمة الحرارية (150 دورة من -65 درجة إلى 150 درجة). في رادار الموجة ملليمتر 77 جيجا هرتز من طراز تسلا ، تحتاج 12 ثنائيات شوتكي عالية التردد إلى اجتياز اختبار الصدمة الميكانيكية 5000g/0.5ms وفقًا لمعايير MIL-STD-883H.
الإجهاد البيئي: تغطية الاختبارات مثل ارتفاع درجة الحرارة والرطوبة العالية (85 درجة /85 ​​٪ RH لمدة 1000 ساعة) ، ودراجات درجة الحرارة (500 دورة من -40 درجة إلى 125 درجة) ، إلخ
3. اختبار الشيخوخة المتسارع: التنبؤ بالحياة مع ضغط الوقت
إنشاء نموذج تسريع باستخدام معادلة Arrhenius وتحويل بيانات اختبار درجة الحرارة العالية - إلى حياة الخدمة الفعلية:
ارتفاع درجة الحرارة العكسي (HTRB): تطبيق 80 ٪ من الجهد العكسي المقنن في 125 درجة لمدة 1000 ساعة ، ويجب أن يزداد تيار التسرب العكسي بنسبة أقل من 200 ٪. في هذا الاختبار ، زاد تيار التسرب العكسي للأجهزة الثنائي SIC SCOTKY من ROHM SIC SCOTKY بنسبة 15 ٪ فقط ، أفضل بكثير من الزيادة بنسبة 300 ٪ من الأجهزة القائمة على السيليكون -.
حياة العمل عالية درجة الحرارة (HTOL): تطبيق التيار المقنن لمدة 1000 ساعة عند 125 درجة ، ويجب أن يكون إزاحة الجهد الأمامي أقل من 10 ٪. تم اختبار DFN1.0 × 1.0 من Anson Semiconductor Diode للتحقق من عمر الخدمة لمدة 10 سنوات.
2 ، الاختبار القائم على السيناريو: التحديات القاسية في البيئات غير المنضبط
غالبًا ما يتم نشر أجهزة الاتصال في بيئات غير خاضعة للرقابة (UNC) مثل الصحارى والمناطق القطبية ، ويجب تمديد نطاق درجة حرارة التشغيل إلى -40 درجة إلى 85 درجة. بالنسبة لهذا النوع من السيناريو ، تمت إضافة ثلاثة التحقق الخاص الجديد إلى معايير الاختبار:
1. اختبار الدراجات في درجة الحرارة القصوى
اعتماد نطاق درجات حرارة أقصى من -55 درجة إلى 125 درجة ، يتم زيادة عدد الدورات إلى 1000. في وحدة الشحن اللاسلكية من Samsung Galaxy Watch 5 ، يحتاج الصمام الثنائي المعبأ DFN إلى اجتياز هذا الاختبار لضمان أن يحافظ على كفاءة تحويل الطاقة بنسبة 98.7 ٪ عند درجة حرارة -40 درجة.
2. اختبار تحيز الحرارة الرطب (H3TRB)
قم بتطبيق جهد التحيز العكسي (مثل 480 فولت لأجهزة 600V) في بيئة RH بنسبة 85 درجة /85 ​​٪ لمدة 1000 ساعة للكشف عن الترحيل المعدني وفشل العزل. في هذا الاختبار ، تم التحكم في مسافة الترحيل المعدني لـ GAN's GAN High - في ضمن 0.1 μ m ، وتلبية متطلبات معايير السيارات.
3. اختبار تآكل رذاذ الملح
لمعدات المحطة الأساسية الساحلية ، استخدم محلول كلوريد الصوديوم 5 ٪ لمدة 48 ساعة اختبار الرش المستمر. تم اختبار الأدوار الضوئية في الكابلات البصرية البحرية في هواوي لضمان حياة خدمة مدتها 20 عامًا حتى في بيئات مياه البحر المسببة للتآكل.
3 ، تكنولوجيا تحليل الفشل: تتبع عميق من الظاهرة إلى الجوهر
عندما يفشل الجهاز أثناء الاختبار ، من الضروري تحديد موقع السبب الجذري من خلال تحليل متعدد الأبعاد:
تحليل المعلمة الكهربائية: استخدم محلل المعلمة Semiconductor Keysight B1500A لقياس انجراف المعلمة مثل تيار التسرب العكسي وجهد الانهيار. على سبيل المثال ، شهدت مجموعة معينة من الثنائيات زيادة في تيار التسرب العكسي أثناء اختبار HTRB ، والذي تم تحليله ليكون سبب العيوب في طبقة التخميل على حافة الرقاقة.
التحليل البدني: تم استخدام X - التصوير المقطعي (3D - ct) لموقع الشقوق الداخلية ، وتم استخدام شعاع أيون مركّز (FIB) وتم استخدام المجهر الإلكتروني للإرسال (TEM) لمراقبة عيوب الشبكة. اكتشف أشباه الموصلات ROHM من خلال هذه التكنولوجيا أن فشل الصمام الثنائي SIC الخاص به ناتج عن قناة التسرب الناتجة عن خلع الطائرة القاعدية (BPD).
التحليل الحراري: استخدم FLIR A655SC Imprared Thermal Imager لالتقاط النقاط الساخنة المحلية وتحسين تصميم تبديد الحرارة من خلال محاكاة العناصر المحدودة. خفضت أشباه الموصلات Anson من المقاومة الحرارية للثنائيات المعبأة DFN إلى 8M Ω من خلال هذه الطريقة ، والتي هي أعلى بنسبة 72 ٪ من SOD-123 عبوة.
4 ، تطور المعايير: قفزة من درجة الاتصالات إلى درجة السيارات
مع تمديد تكنولوجيا الاتصالات إلى إنترنت المركبات والإنترنت الصناعي وغيرها من المجالات ، تُظهر معايير الموثوقية اتجاهين رئيسيين للتطور:
شهادة مستوى السيارة: يتطلب AEC - Q102 أجهزة لتمرير اختبار نطاق درجة الحرارة من- 40 درجة إلى 150 درجة ، ويجب أن يكون معدل الفشل أقل من 1 مليار ساعة من الفشل). باعتبارها أول مؤسسة محلية لإكمال المجموعة الكاملة من شهادة AEC-Q102 لبعثات الليزر ، فإن بيانات اختبار قياس الإذاعة والتلفزيون تُظهر أن متوسط ​​الوقت بين الفشل (MTBF) لثنائيات تصنيف السيارات هو ثلاثة أوامر ذات حجم أعلى من تلك الخاصة بالثنائيات المستهلك.
شهادة السلامة الوظيفية: يتطلب معيار ISO 26262 من الأجهزة إدخال حالة آمنة عند الفشل ، مثل صمام الثنائي رادار موجة ملليمتر في نظام Autopilot Tesla ، والذي يجب أن يمرر Asil - d شهادة المستوى لضمان السلامة الوظيفية في السيناريوهات القصوى مثل الاصطدامات.
https://www.trrsemicon.com/transistor/transistor {{2)