전자 제품의 번인 테스트란 무엇인가요?

새로운 보드의 생산을 계획할 때, 새 제품에 대한 일련의 테스트를 계획하게 될 것입니다. 이러한 테스트는 종종 기능성에 초점을 맞추며, 고속/고주파 보드의 경우 신호/전력 무결성에 초점을 맞춥니다. 그러나, 제품이 극도로 긴 시간 동안 작동하도록 의도했다면, 제품의 수명에 대한 하한선을 신뢰할 수 있게 설정하기 위한 데이터가 필요할 것입니다.

인-서킷 테스트, 기능 테스트, 그리고 가능하다면 기계적 테스트 외에도, 구성 요소와 보드 자체가 번인 테스트로부터 혜택을 받을 수 있습니다. 대규모로 생산을 계획하고 있다면, 이는 대량 생산으로 전환하기 전에 수행하는 것이 가장 좋습니다.

번인 테스트란 무엇인가요?

번인 테스트 중에는 특별한 번인 회로 기판에 있는 구성 요소들이 그들의 구성 요소의 정격 수명 전에 조기에 실패할 어떤 조립품도 제거하기 위해 정격 운영 조건 이상으로 스트레스를 받습니다. 이러한 다양한 운영 조건에는 온도, 전압/전류, 운영 주파수 또는 상한으로 지정된 다른 모든 운영 조건이 포함될 수 있습니다. 이러한 유형의 스트레스 테스트는 때때로 가속 수명 테스트(HALT/HASS의 하위 집합)라고 불리며, 이는 구성 요소의 작동을 장기간 및/또는 극단적인 조건에서 모방합니다.

이러한 신뢰성 테스트의 목표는 충분한 데이터를 수집하여 욕조 곡선(아래에 예시가 나와 있음)을 형성하는 것입니다. 불행하게도 "유아 사망률"이라고 불리는 부분은 제조 결함으로 인한 초기 구성 요소 실패를 포함합니다. 이러한 테스트는 일반적으로 고신뢰성 반도체의 상한인 125 °C에서 수행됩니다. 전기적으로 작동되는 동안 다양한 온도에서 테스트를 수행하여 제품 신뢰성의 전체적인 관점을 얻을 수 있습니다.

번인 테스트와 환경 스트레스 테스트는 125°C 또는 의도된 기판 재료의 유리 전이 온도 이상에서 프로토타입 보드와 함께 수행할 수 있습니다. 이는 보드의 기계적 스트레스 실패에 대한 극단적인 데이터와 함께 구성 요소 실패에 대한 데이터를 제공할 것입니다. 번인 테스트는 두 가지 유형의 테스트로 구성됩니다:

정적 테스트

정적 소진 시험은 각 구성 요소에 극단적인 온도와/또는 전압을 단순히 적용하는 것을 포함하며, 입력 신호를 적용하지 않습니다. 이는 간단하고 저렴한 가속 수명 시험입니다. 탐침은 단순히 환경 챔버로 들어가야 하며, 챔버는 온도까지 올라가고, 장치는 원하는 적용 전압까지 올라갑니다. 이러한 유형의 시험은 극단적인 온도에서의 저장을 모방하기 위한 열 시험으로 가장 잘 사용됩니다. 시험 중에 정적 전압을 적용하면 장치의 모든 노드가 활성화되지 않으므로 구성 요소의 신뢰성에 대한 포괄적인 관점을 제공하지 않습니다.

동적 시험

이 유형의 시험은 각 구성 요소에 입력 신호를 적용하는 동안 소진 보드가 극단적인 온도와 전압에 노출되는 것을 포함합니다. 이는 내부 회로가 IC에서 신뢰성을 평가받을 수 있으므로 구성 요소의 신뢰성에 대한 보다 포괄적인 관점을 제공합니다. 동적 시험 중에 출력을 모니터링할 수 있어 보드의 어떤 지점이 실패에 가장 취약한지에 대한 일부 관점을 제공할 수 있습니다.

고장으로 이어지는 모든 번인(burn-in) 테스트는 철저한 검사를 거쳐야 합니다. 이는 특히 프로토타입 보드에 대한 스트레스 테스트에서 사실입니다. 이러한 테스트는 시간과 재료 측면에서 시간이 많이 소요되고 비용이 많이 들 수 있지만, 제품의 유용한 수명을 극대화하고 설계 선택을 검증하는 데에는 필수적입니다. 이 테스트들은 회로 내 테스트와 기능 테스트를 훨씬 넘어서, 새로운 제품을 그 한계까지 스트레스 받게 합니다.

보드 레벨 대 부품 레벨 신뢰성 테스트

번인 테스트는 프로토타입 보드에 대한 스트레스 테스트를 구체적으로 지칭하는 것이 아니며, 이는 일반적으로 HALT/HASS라는 이름으로 불립니다. 번인 테스트는 다른 환경/스트레스 테스트와 함께 보드 수준 및 부품 수준의 실패를 드러낼 수 있습니다. 이러한 테스트는 정확히 사양에서 또는 지정된 운영 조건 이상에서 수행될 수 있습니다.

일부 보드 설계자는 부품 사양을 초과하거나 보드/부품의 의도된 운영 조건을 벗어난 번인 테스트 및 기타 스트레스 테스트 결과를 받아들이기를 주저할 수 있습니다. 이러한 생각의 논리는 보드 및/또는 부품이 의도된 환경에서 배치될 때 그러한 운영 조건을 절대 보지 못할 것이므로 테스트 결과가 유효하지 않을 수 있다는 것입니다. 이것은 과도하게 지정된 번인 테스트와 일반적인 스트레스 테스트의 포인트를 놓치는 것입니다.

이러한 테스트를 과도하게 실행하면 더 많은 실패 지점을 찾을 수 있습니다. 여러 테스트를 연속으로 실행하면 이러한 실패 지점이 시간이 지남에 따라 어떻게 발생하는지 볼 수 있어 신뢰성에 대한 훨씬 더 나은 시각을 제공합니다. 과도하게 실행하는 것은 단순히 제품 수명의 가속화를 제공하고 욕조 곡선에 대한 더 깊은 시각을 제공합니다.

과도하게 스펙을 정한 테스트 중에 식별된 모든 실패 지점을 해결할 수 있다면, 완성된 보드의 수명을 크게 늘릴 수 있습니다. 설계 소프트웨어에서 공급망 데이터에 접근할 수 있다면, 수명이 더 긴 적절한 대체 부품으로 쉽게 교체할 수 있습니다. 이러한 모든 단계는 완성된 제품의 수명을 늘리는 데 크게 기여합니다.

제조업체로부터 번인 테스트 결과를 받고 설계 변경을 계획할 때, Altium Designer®를 사용하여 레이아웃을 빠르게 수정하고 새로운 제작을 준비할 수 있습니다. 업계 표준의 라우팅 및 레이아웃 기능 외에도, 설계 수정을 쉽게 만드는 완벽한 데이터 관리, 설계 재사용, 공급망 가시성 도구 세트에 접근할 수 있습니다.

이제 무료 체험판을 다운로드하여 업계 최고의 레이아웃, 시뮬레이션, 생산 계획 도구에 대해 자세히 알아볼 수 있습니다. 오늘 Altium 전문가와 대화하여 더 많은 정보를 얻으세요.