La fabricación de semiconductores es un proceso complejo que consta de varias etapas, y los defectos o puntos débiles que pueden provocar el fallo de un dispositivo semiconductor pueden introducirse en cualquier etapa del proceso.

En particular, las soluciones de calificación de fiabilidad y pruebas de semiconductores de la empresa Aehr Test se dirigen a múltiples segmentos de pruebas y quemado, incluidos los dispositivos de carburo de silicio para vehículos eléctricos, los mercados de fotónica de silicio que incluyen la infraestructura de los centros de datos y la infraestructura 5G mundial, los mercados de sensores 2D/3D relacionados con la electrónica de consumo y las aplicaciones de automoción, y los mercados de almacenamiento de datos y memoria.

Aehr Test se constituyó en el estado de California, Estados Unidos, en 1977 y desarrolla, fabrica y vende soluciones diseñadas para reducir el coste de las pruebas y realizar pruebas de fiabilidad y estrés, burn-in o ciclismo, de circuitos integrados semiconductores lógicos y de memoria homogéneos y heterogéneos, sensores, dispositivos de potencia y ópticos.

Estas soluciones pueden utilizarse para realizar simultáneamente pruebas paralelas y burn-in de dispositivos empaquetados, troquel desnudo singularizado o dispositivos semiconductores mientras aún están en forma de oblea.

Mientras que los fallos pueden producirse inmediatamente o en cualquier momento durante la vida útil del dispositivo, a veces después de varios meses de uso normal, los fabricantes de semiconductores recurren a las pruebas y al control de fiabilidad para identificar y eliminar los defectos que se producen durante el proceso de fabricación.

Semiconductores

Para comprender el proceso, Aehr Test indicó que las pruebas y la selección de la fiabilidad implican varios pasos.

Los fabricantes de dispositivos semiconductores suelen realizar la primera serie de pruebas antes de que la oblea semiconductora procesada se corte en troqueles individuales, con el fin de evitar el coste de empaquetar troqueles defectuosos en sus envases.

Estas pruebas de «sondeo de obleas» pueden realizarse en uno o varios troqueles a la vez, incluso en toda la oblea a la vez.

Asimismo, la mayoría de los microprocesadores, microcontroladores, procesadores de señales digitales, circuitos integrados de memoria, sensores y dispositivos ópticos y de potencia (como los láseres de emisión superficial de cavidad vertical o VCSEL) se someten a un exhaustivo procedimiento de prueba de fiabilidad y estrés conocido como «burn-in» o «cycling», dependiendo de la aplicación.

Esto puede hacerse a nivel de la oblea, antes de empaquetar el chip, o a nivel del paquete, después de empaquetar el chip.

Prueba final

El proceso de «burn-in» permite detectar fallos prematuros haciendo funcionar el dispositivo a tensiones y temperaturas elevadas, de hasta 150 grados Celsius (302 grados Fahrenheit) o más.

Dependiendo de la aplicación, el tiempo de rodaje puede variar desde minutos hasta horas o incluso días.

Un sistema de quemado típico puede procesar miles de dispositivos simultáneamente.

Tras el quemado, los dispositivos se someten a un proceso de prueba final con equipos de prueba automáticos o probadores.

Por ejemplo, este proceso cíclico examina los dispositivos semiconductores de carburo de silicio utilizados en los inversores de los controladores de los motores de los vehículos eléctricos y sus correspondientes cargadores de baterías a bordo para comprobar si cumplen las especificaciones de conducción de corriente, pérdida de potencia y fugas, así como los requisitos de resistencia.

En específico, México participa actualmente en esas cinco etapas (investigación, diseño, validación, ensamble y pruebas finales) y, de acuerdo con la Secretaría de Economía, no pretende por ahora incursionar en la etapa restante, la fabricación de obleas.