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激光二极管的可靠性老化测试

日期:2019-10-14 类型:技术中心 

关键词,可靠性,老化测试,

大多数半导体器件可靠性建模都是使用指数概率分布模型完成的,该模型假定半导体具有恒定的故障率并且没有磨损机制。但是,有许多因素会影响整个激光二极管的寿命和可靠性测试措施。
 
半导体激光二极管会由于多种因素而退化。这些因素包括晶片生长的不完善,污染,不完善和在晶片级执行的工艺所产生的应力,或者由于激光芯片的封装而造成的不完善。
 
激光二极管容易磨损,这意味着指数概率模型不适用于激光可靠性测试。这样,应该考虑采用其他形式的概率建模来实现准确的可靠性统计。
 
激光二极管故障
在所有激光二极管中看到的三种主要故障类型是:
 
婴儿死亡率
外部危害
和磨损
制造缺陷和半导体缺陷会导致婴儿死亡(早产)。使用设备时,这些故障发生的速度会迅速降低。来自设备外部的影响(例如静电放电)是外部危害故障,也会导致激光二极管故障。
老化柜
防止激光二极管故障
激光二极管寿命和可靠性的估计对于激光二极管的制造商和用户都非常重要。为了缩短测试过程,在高于正常温度和工作电流的情况下执行加速老化测试(加速寿命测试),并依次确保激光二极管的可靠性。
 
专为激光二极管老化和可靠性测试而设计的自动测试设备(ATE)系统,可进行加速的寿命测试以及其他各种测试,以将激光二极管推向工作极限并排除过早的故障。
 
激光二极管老化过程的关键因素之一是工作温度。的降解速度与所述操作温度呈指数上升。适当的冷却对于延长激光器的寿命至关重要。对于大功率激光器,需要冷却液化学物质与散热器兼容。
 
影响可靠性的其他因素是激光二极管中的浪涌电流,这会导致快速故障。如果增加激光二极管中的电流并增加输出光功率,则会达到输出功率突然下降并发生不可逆损坏的位置。
 
激光二极管可靠性建模
根据应用,有各种标准可确保激光二极管可靠性建模。MIL-HDBK和军事标准(MIL-STD-217)是美国国防部的文件,概述了性能特征而不是设计规范。
 
诸如Telcordia(Bellcore)TR-332之类的标准用于电信和电子行业中的可靠性预测程序。这些标准针对各种类别的电子,电气和机电组件使用一系列模型,以预测环境条件,质量水平,电应力条件和各种其他参数影响的稳态故障率。