Wat is Burn-in?

Test waarbij producten onder stress (hoge temperatuur, hoge spanning, enz.) worden bedreven om exemplaren die gevoelig zijn voor vroege uitval vóór levering te verwijderen.

Japanse benaming: バーンイン

“Burn-in” komt voor in 4 oefenvragen uit 3 onderwerpen, bijv. Testen en inspectie, Betrouwbaarheid, Datasheets lezen.

Vakgebied: Testen en inspectie

Wat burn-in uitfiltert

Sommige chips doorstaan op tijdstip nul elke elektrische test, maar bevatten latente defecten: een dunne plek in een gateoxide, een marginale via, een deeltje dat twee lijnen overbrugt, of verontreiniging. Bij normaal gebruik vallen deze zwakke exemplaren vroeg uit, wat het hoge, dalende uitvalpercentage van de periode van vroege uitval (infant mortality) aan het begin van de badkuipkromme oplevert. Burn-in versnelt die uitval bewust in de fabriek, zodat de zwakke exemplaren kunnen worden opgespoord en verwijderd, en de geleverde populatie al een uitvalpercentage heeft dat in de lage, vrijwel constante periode van willekeurige uitval ligt.

Typische burn-incondities

Onderdelen worden op burn-inborden in ovens geplaatst en uren tot tientallen uren bedreven bij ongeveer 125 °C, met een voedingsspanning boven de nominale waarde. De temperatuur versnelt thermisch geactiveerde faalmechanismen grofweg volgens de Arrhenius-relatie, en een verhoogde spanning belast diëlektrica, zodat een korte burn-in een veel langere periode van gebruik in het veld nabootst. Bij statische burn-in wordt het device alleen onder spanning gezet, terwijl dynamische burn-in interne knooppunten met testpatronen laat schakelen zodat een groter deel van de schakeling wordt belast. De condities worden zo gekozen dat goede exemplaren slechts een klein deel van hun slijtagelevensduur verliezen.

Waar het in de testflow past

Een typische flow is wafertest, assemblage, eindtest en levering. Burn-in wordt meestal rond de eindtest ingevoegd, gevolgd door een elektrische test na burn-in die de exemplaren vangt die onder belasting zijn uitgevallen. Wafer-level burn-in, uitgevoerd vóór het zagen, wordt gebruikt wanneer kale known-good dies nodig zijn voor multichippackages. Omdat burn-in oventijd, borden en vloeroppervlak kost, wordt het vooral toegepast op producten met hoge betrouwbaarheidseisen, zoals onderdelen voor auto's en servers, terwijl andere producten kunnen volstaan met kortere stresstests met verhoogde spanning en statistische betrouwbaarheidsgegevens.

Niet te verwarren met inbranden bij displays

Bij displays betekent burn-in iets anders: permanente beeldretentie wanneer lang een statisch beeld wordt getoond. OLED-pixels zenden zelf licht uit en verouderen met de opgebouwde stroom, zodat pixels die steeds fel branden, zoals een statusbalk, minder licht geven dan hun buren en een spookbeeld achterlaten. Anorganische micro-led-displays worden mede gepromoot omdat ze hier geen last van hebben. Burn-in bij halfgeleiders is een bewuste screeningtest, terwijl burn-in bij displays een ongewenst verouderingsverschijnsel is.

Nu oefenen: vragen over Burn-in

Wat is het doel van burn-in?

  1. ADe uitwendige inspectie van de chip
  2. BDoor stress zoals hoge temperatuur en hoge spanning worden producten met vroege uitval vóór de levering verwijderd
  3. CHet meten van de laagdikte op de wafer
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: B. Door stress zoals hoge temperatuur en hoge spanning worden producten met vroege uitval vóór de levering verwijderd

Burn-in is een screening waarbij producten enkele uren tot tientallen uren worden bedreven bij een hoge temperatuur van ongeveer 125 °C en een spanning boven de nominale waarde, zodat producten met latente defecten vroegtijdig uitvallen en worden verwijderd. Het doel is de periode van vroege uitval van de badkuipcurve vóór de levering af te handelen; dit wordt toegepast bij producten met hoge betrouwbaarheidseisen, zoals voor auto's en servers. Het doel verschilt van dat van uiterlijke inspectie of laagdiktemeting.

Veelgestelde vragen

Waarom wordt burn-in bij hoge temperatuur en spanning uitgevoerd?

De meeste mechanismen van vroege uitval, zoals defecte oxides en zwakke interconnects, worden versneld door warmte en elektrisch veld. Belasting bij ongeveer 125 °C en een spanning boven de nominale waarde laat latente defecten binnen uren uitvallen in plaats van na maanden in het veld.

Verkort burn-in de levensduur van goede chips?

Het verbruikt een klein deel van hun levensduur, maar het belastingsniveau en de duur worden zo gekozen dat slijtage pas ruim na de beoogde gebruiksduur begint. Het voordeel van het verwijderen van vroege uitvallers weegt zwaarder dan dit kleine verlies.

Wat is de badkuipkromme?

Het is een grafiek van het uitvalpercentage tegen de tijd met drie perioden: een hoog, dalend percentage vroege uitval, een laag en vrijwel constant percentage willekeurige uitval, en een stijgend percentage slijtage-uitval. Burn-in wordt gebruikt om vóór levering voorbij de eerste periode te komen.

“Burn-in” in de toelichting

Vragen met “Burn-in” (4)

  1. Wat is het doel van burn-in?
  2. Welke volgorde is juist voor de testflow van een gangbaar halfgeleiderproduct?
  3. Welke combinatie van de drie perioden waaruit de badkuipkromme, die het verloop van de uitvalsnelheid in de tijd weergeeft, bestaat, is juist?
  4. Welke beschrijving van het principe van "derating" van componenten is juist?

Vergelijkingen met deze term

Verwante termen

Numerieke apertuur (NA) Badkuipcurve (bathtub curve) Wafertest (probe test) Derating ATE (automatic test equipment) ATPG (automatic test pattern generation) BIST (built-in self-test) DFT (design for testability) Foutdekking (fault coverage) IDDQ-test

Naar de woordenlijst