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Comprendre les cartes Burn-In : fonctionnalité, utilisations et conception

Table des matières

Pour tester la fiabilité des composants électroniques, les fabricants utilisent un PCB appelé burn in board. Il permet de vérifier les composants pour détecter toute défaillance précoce, garantissant ainsi leur qualité et leur fiabilité. Nous avons rédigé cet article pour expliquer le fonctionnement du PCB, ses caractéristiques de conception et pourquoi les fabricants de semi-conducteurs en ont besoin lors des contrôles de qualité des produits.

Qu'est-ce qu'une carte Burn In ?

Le burn in board (BIB) est un type de PCB utilisé dans le test de burn in. Ce test vérifie la durée de vie de Composants electroniques. Cela implique l’utilisation de charges électriques et thermiques pour stresser les composants et déclencher des modes de défaillance.

Le BIB typique contient des prises et des connexions de test. Parce qu’il subit de longues périodes d’exposition à la chaleur, il utilise un matériau capable de résister à des températures plus élevées.

Il comporte également des traces et des composants de support tels que des résistances, des condensateurs et d’autres dispositifs. Ces pièces doivent également résister aux dommages causés par des contraintes électriques ou thermiques.

Comme vous pouvez le constater, le BIB diffère d'un PCB conventionnel par sa conception et sa construction. La section suivante examine comment les fabricants l'utilisent pour exécuter la fiabilité du produit contrôles.

Utilisation d'un testeur de brûlure de carte
Utilisation d'un testeur de brûlure de carte
Ressource : https://www.youtube.com/watch?NfNlr9cuzs

À quoi sert une carte Burn In ?

Le PCB gravé dans la carte contient les composants testés. En d’autres termes, il remplit la fonction d’un gabarit ou d’un dispositif de test, permettant à l’expert en test de simuler (et de dépasser) les conditions d’utilisation finale. Voici une brève description de la manière dont il permet de vérifier la fiabilité et la durée de vie des composants.

  • Le BIB est monté avec les composants dans les prises de test et placé dans la chambre de chauffage. Ici, il est soumis à des températures croissantes ou à des cycles thermiques de bas en haut.
  • Il est également alimenté pour solliciter électriquement les composants. La tension accélère les dommages causés par des courants plus élevés, tandis que la chaleur induit Stress mécanique.
  • À la fin du processus, une tête de test insérée dans chaque prise de test identifie les composants fonctionnels et non fonctionnels.
  • Les appareils en panne fournissent des informations sur la cause du dommage, permettant au fabricant de corriger les défauts.
  • Le test peut durer des heures ou des jours, selon la fiabilité et les exigences des composants.
Courbe de test de gravure
Courbe de test de gravure
Ressource : https://www.mdpi.com

Comprendre la gravure lors des tests

Les tests de burn-in accélèrent ou raccourcissent les taux d’échec précoces de quelques semaines ou mois à quelques jours ou heures seulement. Comme nous l’avons vu, cela fonctionne en soumettant les composants électroniques aux contraintes thermiques et aux cycles de tension. Deux procédures de test principales sont utilisées : statique et dynamique.

Essai statique

Lors des tests statiques, les composants ne reçoivent aucun signal d'entrée, uniquement une tension et des températures plus élevées pendant le processus de test. Cette méthode est simple à mettre en œuvre. Cependant, il fournit des informations limitées sur la défaillance des composants.

Essai dynamique


Le test dynamique implique bien plus que des charges thermiques et électriques. Chaque composant reçoit une entrée de signal. En conséquence, les données de défaillance obtenues sont plus complètes. Le test vérifie les composants pour des applications plus exigeantes.

Le four de déverminage où s'effectue le vieillissement accéléré des composants
Le four de déverminage où s'effectue le vieillissement accéléré des composants
Ressource : https://youtu.be/C2vUkqQIMug?

Importance du test de brûlure dans la carte

Ce test est crucial dans l’industrie électronique. Il permet aux fabricants de composants de déterminer si les produits d'un lot peuvent fonctionner de manière fiable sans défaillance prématurée.

Les résultats du test de brûlage de la carte aident à tracer ce qu'on appelle le «courbe de la baignoire.» Cette courbe montre les caractéristiques de défaillance des produits contrôlés.

Une pièce défectueuse échouera généralement dès les premiers stades de son environnement d’application. Ceux qui survivent à cette période sont suffisamment bons pour durer tout au long de leur durée de vie estimée.

Après le test, les ingénieurs peuvent identifier les défauts de conception et de fabrication d'un produit à corriger. La bonne nouvelle est que la correction se produit avant que le produit puisse atteindre son périphérique ou système d'application.


Il aide les entreprises à éviter des rappels de produits coûteux ou des réclamations au titre de la garantie. Cela permet également d'éviter les réparations inutiles de circuits imprimés ou d'appareils causées par des composants défectueux.

Diagramme de test gravé montrant la configuration du processus
Diagramme de test gravé montrant la configuration du processus
Ressource : https://www.semanticscholar.org/paper

Conception de carte de test de gravure

Les fabricants de PCB doivent suivre des règles spécifiques de conception de cartes de gravure, sinon le dispositif pourrait ne pas servir à l'usage prévu. Cela inclut le choix des matériaux, la disposition des circuits et les exigences de configuration.

Matériel de conseil

L’ensemble de cartes à brûler doit fonctionner à des niveaux de chaleur extrêmes. Cela nécessite un matériau avec un Température Tg valeur. Des FR4 spéciaux avec des valeurs de Tg supérieures à 180°C sont nécessaires.

Pour les tests impliquant des températures supérieures à 125°C, un substrat pouvant supporter plus de chaleur est nécessaire. Différents matériaux sont disponibles. L'un d'eux est le polyimide, en particulier lors du contrôle d'appareils destinés à des applications exigeantes.

Disposition et configuration des circuits

L'ingénieur concepteur doit sélectionner soigneusement les composants BIB en fonction de la fonction requise. Les pièces doivent être suffisamment solides pour résister à des charges thermiques et de tension extrêmes.


Lors de la phase d’aménagement, le concepteur doit espacer adéquatement les composants pour éviter les problèmes thermiques et autres. D'autres exigences de conception cruciales incluent la séparation des couches de puissance et de signal avec des plans de masse.

PCB BIB assemblé avec des composants semi-conducteurs
PCB BIB assemblé avec des composants semi-conducteurs
Ressource : https://www.researchgate.net

Directives de conception des cartes à graver

Le plus PCB BIB ne doit pas échouer pendant les températures extrêmes du processus de test. En tant que tel, sa conception varie légèrement par rapport à un PCB standard. Les règles suivantes s’appliquent aux différents types de BIB :

1. Utilisez des composants dont la classification est supérieure aux conditions de test. Cette exigence empêche le BIB de tomber en panne dans les températures extrêmes de la chambre de test.

2. Assurez-vous que l'empilement est correct pour les besoins de tests spécifiques. Les couches BIB peuvent aller de deux à 10 ou plus en fonction des exigences en matière de signal, de puissance et de plan de masse.

3. Utilisez des traces plus épaisses ou plus larges. L'appareil doit être capable de supporter les courants plus élevés qui caractérisent les charges électriques du processus de test.

4. Il est crucial de tester le BIB pour détecter les courts-circuits et les ouvertures de circuit, car ceux-ci peuvent entraîner un dysfonctionnement et ne pas produire les résultats requis.

5. Simulez l’opération BIB avant de la valider pour la fabrication. Il confirme sa maniabilité, garantissant que tout est correctement réglé pour les besoins du test.

Conclusion

La carte gravée est un dispositif crucial dans l’industrie électronique. Les fabricants l'utilisent pour le « burn in test », un processus qui vérifie le taux de défaillance précoce des composants électroniques. Ce test valide la qualité et la fiabilité des composants électroniques et semi-conducteurs avant leur utilisation dans divers appareils et systèmes.

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