Placa Burn-In

O burn-in board é um conceito que desperta dúvidas na cabeça de várias pessoas. A boa notícia é que este guia fornecerá as respostas de que você precisa.

Sente-se firme e siga em frente, pois este artigo traz uma grande iluminação para você.

O que é uma placa Burn-In?

A primeira coisa a notar é que BIB é um acrônimo que significa Burn-In Board. O BIB é uma placa de circuito impresso (PCB) que funciona como um gabarito durante o processo de Burn-in.

Eles ganham relevância nos testes de confiabilidade ASIC, que detectam falhas em componentes.

Placa Burn-In

O que é o processo Burn-In em termos de uma placa Burn-In?

Um processo Burn-In é uma forma de teste em componentes elétricos antes do uso para garantir a confiabilidade ao detectar falhas precoces.

O processo de queima detecta falhas de componentes elétricos ou semicondutores antes de saírem da fábrica.

As falhas podem resultar de problemas de projeto de componentes, processos de fabricação e materiais.

Você pode realizar o processo de Burn-in aplicando uma fonte de alimentação através dos componentes a uma temperatura aumentada.

A aplicação da fonte de alimentação deve permanecer contínua por várias horas.

Como as placas Burn-In podem economizar muito dinheiro?

O teste de qualidade é um conceito que prospera no mundo da eletrônica.

Sua reputação e lucratividade dependem de quão satisfeito seu usuário está com seus produtos.

Seus clientes ficam satisfeitos quando não há falhas com seu produto. Portanto, é aconselhável realizar um teste de queima para verificar a confiabilidade do produto.

A placa de queima ajuda você a realizar o teste de queima e pode descobrir falhas antes que o produto chegue ao mercado.

Quais são os recursos de uma placa Burn-In?

A seguir estão os recursos de uma placa Burn-in padrão

• Tem uma largura do condutor de cerca de 0.075 mm
• Suas camadas variam de 4 a 22 mm
• Tem um tratamento de superfície de chapeamento de ouro eletroless e dedos de ouro de 1.3 micrômetros
• Possui uma espessura mínima que varia de 0.3 a 2.4 mm
• Tem um espaço condutor de 0.075mm
• Inclui um diâmetro de furo de 0.15 mm
• Tem um passo de 0.4 mm
• Seus materiais básicos incluem; BT-resina, poliimida, FR-4 e FR-4 High Tg.
• Tem uma temperatura máxima de serviço de 200 graus
• Possui designs de soquetes que incluem; LGA, BGA, micro BGA, DIP, PGA, SOJ, TSOP, PLCC ou QFP. Outros designs personalizados se aplicam.
• Soldagem de estanho-chumbo

O que é um soquete Burn-In em relação a uma placa Burn-In?

Um soquete burn-in é um dispositivo eletromecânico que fornece uma interface inserível entre o ASIC e a placa burn-in.

O “ASIC” significa circuito integrado específico da aplicação.

Soquete de Gravação

Soquete Burn-In montado na placa Burn-In

A tomada Burn-in deve ser capaz de fornecer carga elétrica suficiente. Eles também devem acomodar perfeitamente o circuito integrado específico da aplicação.

Finalmente, os soquetes burn-in devem resistir a altas temperaturas durante os testes de burn-in.

Quando o Burn-In é mais apropriado para uma placa Burn-In?

O Burn-in deve acontecer antes que a placa saia do ambiente do fabricante. O processo de burn-in visa descobrir as falhas do sistema em um estágio inicial.

Por isso, é apropriado que o conselho passe pelo processo antes de chegar ao mercado ou aos consumidores.

Como executar o processo Burn-In usando a placa Burn-In?

• A primeira ação é colocar o componente elétrico ou dispositivo semicondutor na placa de queima.
• Em seguida, coloque a placa de queima na câmara de queima para o teste.

A câmara Burn-in é um sistema (como um forno) que pode avaliar a confiabilidade de dispositivos semicondutores. Seu tamanho depende do tamanho da placa de queima e é adequado para queima dinâmica e estática de circuitos integrados.

Câmara de Queima

Qual é a taxa de falha relacionada a uma placa Burn-In?

A taxa de falha se enquadra no conceito do processo Burn-in usando uma placa burn-in. É a frequência com que os dispositivos ou componentes semicondutores falham durante o teste.

A taxa de falha depende do tempo.

Como a curva da banheira se relaciona com a placa Burn-In?

A curva da banheira e a placa de queima não são a mesma entidade, mas desempenham um papel no processo de queima.

O BIB desempenha a função de Jig no processo. Em contraste, a curva da banheira explica a taxa de falha ou a vida útil do dispositivo semicondutor conectado à placa de queima.

Curva de banheira

A parte inicial da curva ilustra as falhas nos estágios iniciais dos componentes. O processo de burn-in expõe as falhas iniciais.

Observe que o processo de queima não leva em conta a vida útil ou desgaste no final da curva.

Por que a placa Burn-In é necessária?

Sem a placa de gravação, torna-se difícil realizar o processo de gravação. O burn-in oferece o principal benefício de detectar falhas de componentes no estágio inicial da vida útil do produto.

Portanto, é válido dizer que o burn-in board compartilha dos benefícios do processo de burn-in.

Quais desafios as pessoas enfrentam com o teste Burn-In Board?

É fato que problemas com a placa burn-in afetarão adversamente o resultado do teste Burn-in. Portanto, a placa de queima passa por seu teste.

Mas alguns desafios ocorrem durante o teste e incluem;

Demorado Resultando em Baixo Rendimento:

Durante o teste da placa de queima, o engenheiro conecta um cabeçote de teste de conexão em cada soquete de circuito integrado. A conexão acontece com cada IC por vez.

As cabeças de teste geralmente não são fixas; portanto, o contato tende a flutuar à medida que o engenheiro se move durante o teste.

Como resultado, há um baixo rendimento do resultado do teste. Além disso, o movimento do engenheiro e o número de circuitos integrados o tornam demorado.

Teste incompleto

O teste da placa de queima envolve várias tarefas, que incluem

• Verificação da colocação do circuito integrado
• Investigando curtos-circuitos nos conectores e outros componentes
• A busca por fios quebrados
• A Verificação do estado dos resistores, bobinas, capacitores e diodos
• Teste de contato do pino

Devido às inúmeras tarefas, o testador tende a perder algumas peças de teste.

Resultado do teste variável

Os pontos de teste na placa de queima são numerosos, tornando difícil para uma pessoa realizar o teste.

Como resultado, os resultados podem variar devido a vários indivíduos trabalhando no mesmo conselho.

Quais são os materiais adequados para uma placa Burn-In?

Você pode usar os seguintes materiais para fazer uma placa de gravação.

Poliimida

Poliimida compreende monômeros de imida. A poliimida é uma boa escolha de material para placas de queima, pois possui as seguintes características

• Alta estabilidade térmica
• Flexibilidade de qualidade
• Muito resistente a produtos químicos
• Boa resistência à tracção
• Boa durabilidade

A alta temperatura não enfraquece a força de ligação das poliimidas

370HR

Eles são um produto de FR-4 epóxi resinas sob uma temperatura de alto desempenho de 180ᵒC.

370HR encontram boa relevância em aplicações de placas PCB que exigem confiabilidade e desempenho térmico máximo.

BT Epóxi

BT é uma abreviatura de resina bismaleimida-triazina. São uma mistura de resinas epóxi e têm boa aplicação em placas PCB e placas BIB.

O epóxi BT apresenta-se como um bom material BIB devido às seguintes propriedades.

• Constante dielétrica baixa
• Possui uma temperatura de transição vítrea muito alta de cerca de 300ᵒC

Nelco 4000-13

É uma resina epóxi atualizada com alta velocidade de sinal, boas propriedades térmicas e baixa perda de sinal.

Quando a placa requer controle de alta impedância e qualidade de sinal, o Nelco 4000-13 é uma boa opção.

IS410

IS410 é uma atualização do laminado epóxi FR-4 e do sistema pré-impregnado. É um dos principais materiais para placas com solda sem chumbo e alta confiabilidade.

Quais são as diretrizes para um projeto de placa Burn-In?

A forma como você projeta a placa de gravação melhora a qualidade dos resultados. Aqui está uma diretriz simples a seguir

Layout de circuito

Em cada perímetro da placa de circuito impresso, assegure uma zona livre de circuito de 0.5 polegadas. Além disso, preserve a área do dedo da borda para aumentar a nitidez do layout e facilitar a fabricação.

Adicione um espaçamento para o enquadramento.

Espaçamento de tensão

Deve haver um mínimo de espaços de linha de 0.010 polegadas para diferenciais de menos de 50 volts em um padrão.

Furos de passagem chapeados

• Devido a problemas de fabricação, você deve evitar diâmetros de furos abaixo de 0.031 polegadas.
• Ajudaria se você evitasse várias trocas de brocas, reduzindo o número de furos diferentes.
• A relação entre o diâmetro do furo e a espessura da placa deve ser no máximo de 1:3.
• Para soldagem de qualidade e carregamento rápido de componentes, deixe os orifícios de passagem chapeados serem de 0.010 polegadas na diagonal dos soquetes

Áreas de almofada em torno de orifícios de passagem chapeados

Seu projeto deve ter pelo menos 50% de área acolchoada ao redor dos furos de passagem chapeados para ter boas juntas de solda.

Distribuição de poder

• Certifique-se de conectar os barramentos de tensão e terra na parte superior e inferior de cada dispositivo na placa de queima.
• Você pode reduzir a indutância efetiva do sistema fornecendo vários caminhos através da matriz.
• Os traços que executam a tensão da fonte de alimentação devem ser muito amplos dentro da matriz

Dissociação

Para desacoplamento local, use um capacitor de 0.1 microfarad por DUT para superar as altas frequências que afetam os picos de tensão.

Coloque o capacitor de desacoplamento local próximo a cada chip.

Para acoplamento em massa, use uma faixa de capacitores de 46-200 microfarads para permitir o acoplamento de baixa frequência.

Outras diretrizes incluem;

• Para design multicamada, reduza o uso de vias para aumentar o desempenho do circuito
• Use revestimento isolante para áreas de placa que precisam de alto isolamento ou têm alta umidade e contaminantes atmosféricos.
• Use fios cujos tamanhos sejam maiores que os padrões para facilitar a segurança

O que é o período de Burn-In em termos de uma placa Burn-In?

O período de queima é o tempo necessário para realizar o processo ou teste de queima.

Quais são as aplicações de uma placa Burn-In?

A placa de queima é principalmente uma ferramenta para manter dispositivos semicondutores ou componentes elétricos no lugar enquanto eles passam pelo processo de queima.

O processo de burn-in, portanto, encontra sua aplicação nas seguintes áreas;

• Geração e transmissão de eletricidade
• Transportes
• Construindo sistemas de confiabilidade

Indo mais fundo na aplicação da placa de queima, você encontrará o seguinte;

• Corte de substrato
• Controle de instrumentação
• Caracterização da camada eletrônica
• Teste elétrico sob agulhas
• Teste de dispositivo empacotado

Quais são as condições de teste ambiental necessárias para uma placa Burn-In?

A seguir estão os testes ambientais que uma placa de queima pode sofrer.

Vida operacional de alta temperatura (HTOL)

O HTOL é um teste de confiabilidade em dispositivos semicondutores e circuitos integrados. O teste é estabelecer a confiabilidade intrínseca dos dispositivos.

O teste HTOL envolve submeter os CIs a alta temperatura e tensão por um determinado tempo para ver as falhas inerentes.

Estresse de Temperatura e Umidade Altamente Acelerado (HAST)

O HAST é uma combinação de alta umidade e alta temperatura para determinar a confiabilidade de um componente elétrico.

O teste acelera a temperatura e o estresse no componente com ou sem polarização elétrica. Portanto, existe o Bias High Temperature and Humidity Stress (BHAST) e o teste HAST padrão.

Vida operacional de baixa temperatura (LTOL)

O LTOL é a réplica de baixa temperatura do HTOL.

O teste de vida operacional de baixa temperatura aplica baixa temperatura aos componentes elétricos para determinar a confiabilidade em um determinado momento.

A temperatura do teste LOTL não excede 40ᵒC.

Como limpar placas Burn-In?

Existem dois métodos recomendados para limpar uma placa queimada de forma eficaz. Eles são ;

• Método ultrassônico
• Método de enxágue por pulverização

Método Ultrassônico

O método usa a máquina de limpeza ultrassônica para limpar a placa queimada.

A seguir estão os itens necessários para limpar uma placa queimada usando o método ultrassônico.

• Uma máquina de limpeza ultrassônica grande o suficiente para conter a placa queimada
• Uma escova de cerdas de alta densidade para fornecer abrasão que removerá os contaminantes da placa queimada
• Aparelhos de proteção, como avental, luvas de borracha e protetor facial
• Uma solução de limpeza aquosa, por exemplo, omega aqua clean LPH

O procedimento de limpeza inclui

• Adicione a solução à máquina de limpeza. Assegure-se de desgaseificar a solução e esperar até atingir a temperatura da bomba de circulação; geralmente, 50°C.
• Use uma escova para limpar a placa seca e os soquetes DUT. Certifique-se de limpar com cuidado para evitar danificar a placa
• Mergulhe a placa no limpador ultrassônico e deixe-a funcionar por cinco minutos. O 40KHz é uma boa frequência de operação para o limpador de tanque ultrassônico.
• Depois que a máquina de limpeza funcionar por cinco minutos, retire a placa e limpe novamente com uma escova.
• Após a limpeza com a escova, coloque a placa de volta na máquina de limpeza ultrassônica e deixe funcionar por mais dois minutos.
• Enxaguar com água desionizada.
• Por favor, retire a placa e deixe-a secar completamente antes de usar.

Método de enxágue por pulverização

Você usará uma máquina de limpeza com enxágue em spray para limpar a placa queimada.

O material que você precisará para este método inclui;

• Uma máquina de enxágue com spray que pode conter a placa queimada
• Uma escova de cerdas
• Um agente de limpeza aquoso, como Armakleen E-2001P
• Equipamentos de proteção

Aqui estão os procedimentos de limpeza;

• Limpe a placa seca com uma escova de cerdas para limpar a contaminação aderida. Além disso, limpe os soquetes.
• Coloque as placas em racks verticais na máquina de limpeza por spray.
• Deixe a máquina lavar com spray por 20 minutos.
• Em seguida, configure a máquina para enxaguar com spray. A ação geralmente é uma operação de cinco ciclos onde a água desionizada é extraída da placa.
• Aplique um ar aquecido seco na prancha, que deve durar 20 minutos
• Por favor, retire a placa da máquina e deixe-a secar completamente

O que é um testador de placa Burn-In?

O testador de placa de gravação é um dispositivo ou sistema que os técnicos usam para avaliar completamente a placa de gravação.

O teste é necessário para garantir que a placa burn-in esteja apta para uso no processo de burn-in.

Testador de Placa Burn-In

Quais são os requisitos da placa Burn-In?

Você deve observar os seguintes requisitos de uma placa de gravação.

• Não deve apresentar distorção anormal a uma temperatura alta de 150ᵒC, geralmente por muito tempo.
• Marque a corrente de rastreamento no projeto esquemático quando superior a 500mA.
• Marque portas sensíveis que precisam de tratamentos especiais, como blindagem.
• Cada fonte de alimentação do chip deve ser separada e conectada à rede usando um resistor. A ação é evitar que a energia do chip faça com que outros chips falhem
• Seu circuito PCB não deve ter um circuito aberto ou curto como resultado do ambiente de alta temperatura
• Indique se a pavimentação, o circuito digital e o circuito analógico precisam ser divididos
• O circuito oscilador de cristal deve ter um valor de capacitância correlacionado
• Se você deseja fornecer uma fonte externa de sinal, deve indicar a capacidade de condução da fonte.

Para qualquer dúvida ou consulta sobre placas BIB, entre em contato com a Venture Electronics agora.