Einbrennen
Englisch: burn-in
Verfahren, bei dem Bauteile eines Systems vor dem Betrieb und teilweise vor der Montage unter kontrollierten Bedingungen belastet werden, um bestimmte Ausfälle zu provozieren.
Burn-in: kontrollierter Ausfall unter Last vor dem Versand
Burn-in ist der absichtliche Betrieb von Geräten unter definierten Bedingungen, häufig bei erhöhter Temperatur und Belastung, um latente Fehler freizulegen, bevor das Produkt den Kunden erreicht. Ein neu gefertigtes elektronisches Gerät, eine mechanische Baugruppe oder ein Subsystem wird unter Strom gesetzt, belastet und durchgehend für einen Zeitraum von Stunden bis Tagen betrieben. Ausfälle, die sonst im Einsatz auftreten würden, werden in der Fabrik erzwungen, wo sie repariert oder die Komponente aussortiert werden können.
Die Praxis stützt sich auf ein grundlegendes Prinzip der Ausfallphysik: fehlerhafte Einheiten versagen oft früh, innerhalb eines charakteristischen Fensters der "Kindersterblichkeit". Ein Halbleiter mit einer kurzgeschlossenen Sperrschicht, ein Lager mit einem Oberflächenfehler oder eine Lötstelle mit einer kalten Verbindung versagen typischerweise unter thermischer und elektrischer Belastung viel schneller als im normalen Betrieb. Durch Komprimierung dieser Ausfallzeitlinie in die kontrollierte Umgebung der Fertigung beseitigt ein Hersteller die Kosten und den Reputationsschaden durch Garantierückläufer.
Temperatur und elektrische Belastung sind die Hauptarbeitsmittel beim Burn-in
Die meisten Burn-in-Verfahren erhöhen die Umgebungstemperatur auf 50 bis 75 Grad Celsius, manchmal höher, während das Gerät bei oder nahe seiner Nennlast läuft. Elektrische Komponenten können ein- und ausgeschaltet werden, oder Test-Software kann ausgeführt werden, um Prozessoren und Speicher zu belasten. Mechanische Geräte können mit Nenndrehzahl oder Nenndrehmoment laufen. Die Dauer variiert: Unterhaltungselektronik durchläuft oft 24 bis 48 Stunden; hochzuverlässige Hardware für militärische oder Luft- und Raumfahrtanwendungen kann 168 Stunden oder länger brennen. Einige Hersteller führen Burn-in zweimal durch, vor und nach der Endmontage, um montagebedingte Ausfälle zu erkennen.
Die Kosten für Burn-in sind erheblich. Es verbraucht Energie, bindet Kapital in Beständen, erfordert dedizierte Einrichtungen und Überwachung und verlängert die Lieferzeit. Wenn eine Einheit während des Burn-in ausfällt, addieren Diagnose und Nachbearbeitung weitere Kosten hinzu. Diese Spannung prägt Entscheidungen darüber, wo Burn-in in der Lieferkette stattfindet. Ein Halbleiterhersteller führt typischerweise Burn-in auf Wafern oder verpackten Dies durch; ein Integrator kann Burn-in auf Baugruppen durchführen; ein OEM kann Burn-in auf Systemebene durchführen. Die Wahl hängt von der Fehlerquote-Historie der bezogenen Komponenten, den Kosten für Ausfälle im Einsatz und vertraglichen Verpflichtungen ab.
Burn-in ist am häufigsten in der Elektronikfertigung, erscheint aber auch in der Produktion von Verdichtern, Pumpen, Getrieben und anderen Komponenten, bei denen das Ausfallrisiko in der frühen Phase erheblich ist und die Wechselkosten hoch sind. Die Alternative zu Burn-in ist Feldunterstützung und Garantieverwaltung, akzeptabel nur, wenn die erwartete Fehlerquote sehr niedrig ist oder die Kosten für Ausfälle im Betrieb tragbar sind. Ein Glühlampenhersteller führt nicht bei jeder Lampe Burn-in durch; ein Halbleiterzulieferer für Automobilkunden macht es oft, weil ein Ausfallfall in der frühen Phase in einem Motorsteuergerät ein Fahrzeug im Verkehr lahmlegen kann.