バーンイン(Burn-In Test)とは、半導体デバイスを出荷前に高温・高電圧の加速ストレス環境にさらし、初期不良(アーリーフェイル)を意図的に顕在化させて排除する品質保証プロセスである。一般的には125℃前後の温度で数時間から数十時間にわたって通電・動作させ、製造工程に起因する潜在欠陥を持つデバイスをスクリーニングする。
バーンインの理論的根拠はバスタブ曲線(Bathtub Curve)にある。デバイスの故障率は使用初期に高く(乳幼児死亡期)、その後安定期を経て摩耗故障期に再び上昇する。バーンインはこの初期故障領域を人工的に加速することで、フィールド不良率を大幅に低減する。自動車向け(AEC-Q100グレード)や宇宙・軍事用途では特に厳格なバーンイン規格が求められる。
装置面では、バーンインボード(BIB)に多数のデバイスを搭載し、温度制御されたオーブン内で並列テストを行うシステムが主流である。近年はDRAMやNANDフラッシュの大容量化・高速化に伴い、バーンイン中にも書き込み・読み出し動作を繰り返す「ダイナミックバーンイン」が標準となっている。装置大手のAdvantest・Teradyneはバーンインシステムも手がける。
バーンイン時間の短縮はコスト削減の重要課題である。高温動作保証(HTOL:High Temperature Operating Life)試験との組み合わせにより、統計的に最適なバーンイン条件を設計する手法が普及している。また3D NANDやHBMなど積層デバイスでは、ダイ単体でのKGD(Known Good Die)バーンインが組み立て前工程として重要性を増している。
バーンインと混同されやすい用語として「エージング」があるが、エージングは通常、常温・定格電圧での長時間動作試験を指す。バーンインは加速試験(Accelerated Stress Test)の一種であり、アレニウスの式に基づいて実際の使用環境における等価寿命を計算する。2025年以降はチップレット構造のパッケージ後バーンインが課題となっており、テスト技術の進化が求められている。