EnglishTable of Contents
Trong ngành công nghiệp bán dẫn, nơi yêu cầu về độ tin cậy ngày càng khắt khe, đặc biệt trong các lĩnh vực như ô tô, thiết bị y tế, hàng không vũ trụ hay thiết bị công nghiệp, Burn-in Testing (thử nghiệm nung) đóng vai trò quan trọng trong việc loại bỏ sớm các thiết bị lỗi và xác nhận độ bền hoạt động dài hạn của IC.
Không chỉ là một bước kiểm thử bổ sung, burn-in đã trở thành một phần bắt buộc trong chuỗi đánh giá chất lượng của nhiều OEM lớn, đặc biệt đối với các dòng sản phẩm tiêu chuẩn AEC-Q100 hoặc MIL-STD.
Burn-in Testing là gì?
Burn-in là quá trình vận hành IC dưới điều kiện điện áp và nhiệt độ vượt mức danh định trong một khoảng thời gian xác định (thường từ 24h đến 168h) nhằm mục đích tăng tốc hóa các cơ chế lão hóa tiềm ẩn (failure acceleration).
Mục tiêu chính là:
- Phát hiện và loại bỏ các IC có nguy cơ hỏng sớm (infant mortality)
- Kiểm tra độ ổn định của linh kiện dưới điều kiện khắc nghiệt
- Xác nhận mức độ bền vững của các liên kết bên trong (bonding, metallization, oxide, v.v.)
Tại sao burn-in là bước kiểm thử thiết yếu?
Theo mô hình bathtub curve của độ tin cậy, phần lớn hư hỏng trong IC xảy ra ở giai đoạn đầu (“infant mortality”). Burn-in giúp:
- Tăng yield hữu dụng: loại bỏ các IC lỗi tiềm ẩn trước khi xuất xưởng
- Giảm RMA (Return Material Authorization): hạn chế tỷ lệ bảo hành sau bán hàng
- Đáp ứng yêu cầu của khách hàng lớn: nhiều tập đoàn yêu cầu burn-in như điều kiện tiên quyết để chấp nhận thiết bị trong chuỗi cung ứng
Các thông số chính trong Burn-in Test
| Thông số | Mục đích | Phạm vi thường gặp |
| Nhiệt độ | Kích hoạt cơ chế aging | 125°C – 150°C |
| Điện áp | Tăng tốc hư hỏng do stress | 1.1x – 1.5x VDD |
| Tần số xung | Mô phỏng hoạt động thực tế | Theo profile ứng dụng thực |
| Thời gian thử | Đảm bảo độ phủ đủ rộng | 48 – 168 giờ |
Hệ thống burn-in: Phân loại và triển khai
Dynamic Burn-in
IC được kích hoạt logic trong suốt quá trình burn-in. Được áp dụng cho vi điều khiển, ASIC, SoC, DRAM… Kết quả phản ánh đúng điều kiện hoạt động thực tế.
Static Burn-in
IC được áp mức điện áp cố định (bias) mà không cần clock hoặc logic activity. Thường dùng cho analog IC, memory…
Burn-in Board (BIB) Design
Thiết kế bo mạch đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì điều kiện điện và nhiệt chính xác cho từng loại IC. Các yếu tố cần tối ưu:
- Vật liệu chịu nhiệt (FR4 TG cao, polyimide)
- Routing ngắn, tránh cross-talk
- Thiết kế socket và load phù hợp với footprint và công suất tiêu tán của IC
Cách VNST triển khai Burn-in Test
Tại VNST, dịch vụ burn-in được thực hiện với thiết bị chuyên dụng:
- Lò nhiệt độ cao (HTOV – High Temp Oven) có khả năng kiểm soát chính xác nhiệt độ và độ phân bố đồng đều ±2°C
- Burn-in Load Board được thiết kế in-house theo yêu cầu từng dòng IC
- Burn-in socket tương thích nhiều package: BGA, QFP, QFN, CSP…
- Tích hợp giám sát dòng/áp real-time và log kết quả kiểm thử phục vụ phân tích sau cùng
Khi nào doanh nghiệp nên áp dụng Burn-in?
| Ngữ cảnh sản phẩm | Có nên burn-in? |
| Sản phẩm automotive (AEC-Q100) | Bắt buộc |
| IC có mật độ transistor cao | Nên thực hiện |
| Lô sản xuất ban đầu (pilot run) | Khuyến nghị |
| Sản phẩm yêu cầu MTBF > 100k giờ | Nên áp dụng |
Kết luận
Trong kiểm thử IC, burn-in không chỉ là kiểm tra – mà là sự đầu tư vào độ tin cậy. Dù chi phí ban đầu có thể tăng nhẹ, nhưng đổi lại là khả năng giảm thiểu rủi ro trong chuỗi cung ứng, tránh những thiệt hại không thể phục hồi khi IC gặp lỗi sau khi đến tay khách hàng.
VNST sẵn sàng đồng hành cùng doanh nghiệp trong thiết kế, triển khai và tối ưu hóa quy trình burn-in, giúp tăng độ tin cậy, nâng cao chuẩn chất lượng và đạt các yêu cầu quốc tế trong sản xuất IC.
