Qu'est-ce que Déverminage (burn-in) ?

Test consistant à faire fonctionner les produits sous contraintes telles que haute température et haute tension, afin d'éliminer avant expédition ceux sujets aux défaillances précoces.

Nom japonais: バーンイン

« Déverminage (burn-in) » apparaît dans 5 questions d'entraînement réparties sur 4 thèmes, dont Test et inspection, Capteurs d'images et composants optiques, Fiabilité.

Domaine: Test et inspection

Ce que le déverminage élimine

Certaines puces réussissent tous les tests électriques à l'instant zéro tout en contenant des défauts latents : un point mince dans un oxyde de grille, un via limite, une particule pontant deux lignes ou une contamination. En usage normal, ces composants fragiles défaillent tôt, ce qui produit le taux de défaillance élevé et décroissant de la période de mortalité infantile, au début de la courbe en baignoire. Le déverminage accélère délibérément ces défaillances en usine pour identifier et écarter les unités fragiles, de sorte que la population livrée ait déjà un taux de défaillance situé dans la période de défaillances aléatoires, faible et quasi constante.

Conditions typiques de déverminage

Les composants sont montés sur des cartes de déverminage placées dans des étuves et fonctionnent pendant plusieurs heures à quelques dizaines d'heures vers 125 °C, avec une tension d'alimentation supérieure à la valeur nominale. La température accélère les mécanismes de défaillance thermiquement activés, à peu près selon la loi d'Arrhenius, et la surtension sollicite les diélectriques : un court déverminage reproduit ainsi une période d'utilisation réelle bien plus longue. En déverminage statique, le composant est seulement polarisé, tandis qu'en déverminage dynamique des motifs de test font basculer les nœuds internes afin de solliciter une plus grande partie du circuit. Les conditions sont choisies pour que les bons composants ne perdent qu'une faible fraction de leur durée de vie avant usure.

Sa place dans le flux de test

Un flux typique comprend le test sur plaquette, l'assemblage, le test final et l'expédition. Le déverminage s'insère généralement autour du test final, suivi d'un test électrique après déverminage qui détecte les unités ayant défailli sous contrainte. Le déverminage au niveau plaquette, réalisé avant la découpe, est utilisé lorsqu'il faut des puces nues réputées bonnes (known-good dies) pour des boîtiers multipuces. Le déverminage coûtant du temps d'étuve, des cartes et de la surface au sol, il est surtout appliqué aux produits à haute fiabilité, comme l'automobile et les serveurs, tandis que d'autres produits peuvent se contenter de tests de contrainte plus courts sous surtension et de données statistiques de fiabilité.

À ne pas confondre avec le marquage des écrans

Pour les écrans, le terme burn-in désigne autre chose : la rémanence permanente d'image lorsqu'une image fixe est affichée longtemps. Les pixels OLED émettent leur propre lumière et vieillissent en fonction du courant cumulé : les pixels qui restent lumineux, comme une barre d'état, s'assombrissent par rapport à leurs voisins et laissent une image fantôme. Les écrans à micro-LED inorganiques sont mis en avant notamment parce qu'ils ne souffrent pas de cet effet. Le déverminage des semi-conducteurs est un test de tri délibéré, tandis que le marquage des écrans est un artefact de vieillissement indésirable.

S'entraîner : questions sur Déverminage (burn-in)

Quel est l'objectif du burn-in ?

  1. AContrôler l'aspect extérieur de la puce
  2. BAppliquer des contraintes telles qu'une température et une tension élevées pour éliminer avant expédition les produits sujets aux défaillances précoces
  3. CMesurer l'épaisseur des couches sur le wafer
Afficher la réponse et l'explication

Réponse : B. Appliquer des contraintes telles qu'une température et une tension élevées pour éliminer avant expédition les produits sujets aux défaillances précoces

Le burn-in est un criblage consistant à faire fonctionner les produits pendant quelques heures à quelques dizaines d'heures à une température d'environ 125 ℃ et sous une tension supérieure à la tension nominale, afin de provoquer rapidement la défaillance des produits porteurs de défauts latents et de les éliminer. L'objectif est de franchir avant expédition la période de défaillances précoces de la courbe en baignoire ; il est appliqué aux produits exigeant une haute fiabilité, par exemple pour l'automobile ou les serveurs. Son objectif diffère de celui du contrôle visuel ou de la mesure d'épaisseur.

Questions fréquentes

Pourquoi le déverminage se fait-il à haute température et sous haute tension ?

La plupart des mécanismes de défaillance précoce, comme les oxydes défectueux et les interconnexions fragiles, sont accélérés par la chaleur et le champ électrique. Une contrainte vers 125 °C et sous une tension supérieure à la valeur nominale fait défaillir les défauts latents en quelques heures au lieu de plusieurs mois en utilisation réelle.

Le déverminage raccourcit-il la durée de vie des bonnes puces ?

Il en consomme une petite partie, mais le niveau et la durée de la contrainte sont choisis pour que l'usure ne commence que bien après la durée de service prévue. L'avantage d'éliminer les défaillances de mortalité infantile l'emporte sur cette faible perte.

Qu'est-ce que la courbe en baignoire ?

C'est un graphique du taux de défaillance en fonction du temps comportant trois périodes : un taux de défaillances précoces élevé et décroissant, un taux de défaillances aléatoires faible et quasi constant, et un taux de défaillances par usure croissant. Le déverminage sert à franchir la première période avant l'expédition.

« Déverminage (burn-in) » dans les explications

Questions mentionnant « Déverminage (burn-in) » (5)

  1. Quel est l'objectif du burn-in ?
  2. Quelle est la caractéristique des écrans OLED (diodes électroluminescentes organiques) ?
  3. Quel est l'enchaînement correct des tests d'un produit semi-conducteur courant ?
  4. Quelle combinaison des trois périodes constituant la courbe en baignoire, qui représente l'évolution du taux de défaillance dans le temps, est correcte ?
  5. Quelle description du principe de « déclassement » (derating) d'un composant est correcte ?

Comparatifs incluant ce terme

Termes associés

Courbe en baignoire ATE (équipement de test automatique) ATPG (génération automatique de vecteurs de test) BIST (autotest intégré) Carte à pointes (probe card) Défaut de collage (stuck-at fault) DFT (conception en vue du test) KGD (Known Good Die) Taux de couverture des fautes (fault coverage) Test IDDQ

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