芯片高低溫測(cè)試機(jī)是半導(dǎo)體行業(yè)中用于驗(yàn)證芯片在溫度環(huán)境下性能穩(wěn)定性的關(guān)鍵設(shè)備,,廣泛應(yīng)用于芯片研發(fā)、量產(chǎn)測(cè)試等環(huán)節(jié),。其操作需嚴(yán)格遵循流程,確保測(cè)試準(zhǔn)確性和設(shè)備安全,。以下是詳細(xì)的操作使用指南:
在操作前,,需了解設(shè)備的核心構(gòu)成,確保各部件正常運(yùn)行:
測(cè)試腔(溫箱):封閉空間,,可快速升降溫(通常范圍:-60℃~+150℃,,部分設(shè)備可達(dá) - 100℃~+200℃),內(nèi)部有樣品放置臺(tái)和溫度傳感器,。
溫控系統(tǒng):含加熱器,、制冷機(jī)組(如壓縮機(jī)制冷 + 半導(dǎo)體輔助控溫)、風(fēng)道循環(huán)裝置,,實(shí)現(xiàn)腔體內(nèi)溫度精準(zhǔn)控制(波動(dòng)≤±0.5℃),。
測(cè)試接口模塊:
電連接器(如探針臺(tái)、測(cè)試插座):連接芯片與外部測(cè)試儀器(示波器,、萬用表,、信號(hào)發(fā)生器等),傳輸電信號(hào),。
信號(hào)線纜:需耐高溫 / 低溫,,避免溫度變化影響信號(hào)傳輸。
控制系統(tǒng):工業(yè)計(jì)算機(jī)或觸摸屏,,用于設(shè)置溫度參數(shù),、測(cè)試流程、報(bào)警閾值等,,支持手動(dòng) / 自動(dòng)模式,。
安全保護(hù)裝置:超溫報(bào)警、過流保護(hù),、腔門連鎖(開門時(shí)暫停升降溫),、制冷機(jī)壓力保護(hù)等。
工作原理:通過溫控系統(tǒng)將測(cè)試腔溫度穩(wěn)定在目標(biāo)值,,芯片在該溫度下通過接口模塊與測(cè)試儀器連接,,驗(yàn)證其電學(xué)性能(如電壓、電流,、頻率,、功耗等)是否符合標(biāo)準(zhǔn)。
環(huán)境檢查
設(shè)備放置在平整,、通風(fēng)良好的場(chǎng)地,遠(yuǎn)離熱源,、水源和腐蝕性氣體,,預(yù)留≥50cm 的散熱空間(尤其制冷機(jī)側(cè))。
電源:確認(rèn)電壓(如 AC 220V/380V),、頻率與設(shè)備匹配,,接地可靠(避免靜電損壞芯片和設(shè)備),。
制冷介質(zhì):若為水冷式制冷機(jī),檢查冷卻水流量,、壓力是否達(dá)標(biāo)(通常 0.2~0.5MPa),,水質(zhì)需潔凈(避免結(jié)垢堵塞)。
樣品與工具準(zhǔn)備
芯片:確認(rèn)樣品型號(hào),、測(cè)試要求(如溫度點(diǎn),、測(cè)試時(shí)長、需驗(yàn)證的參數(shù)),,提前固定在測(cè)試載具(如 PCB 板,、樣品架)上,避免直接用手接觸(需戴防靜電手環(huán) / 手套),。
測(cè)試線纜:檢查線纜是否老化,、接頭是否松動(dòng),確保與芯片引腳,、測(cè)試儀器接口匹配(如 USB,、GPIB、射頻接口等),。
輔助工具:防靜電鑷子,、扳手(固定接口)、記錄本(記錄測(cè)試數(shù)據(jù)),。
設(shè)備自檢
開機(jī)前檢查腔門密封膠條是否完好(避免溫度泄漏),,內(nèi)部無雜物、水漬,。
啟動(dòng)設(shè)備電源,,觀察控制面板是否正常自檢(無報(bào)錯(cuò)代碼),風(fēng)扇,、制冷機(jī)運(yùn)行聲音是否正常,。
打開測(cè)試腔門(部分設(shè)備需先按下 “開門許可” 按鈕,,解除連鎖保護(hù)),,將固定好芯片的載具平穩(wěn)放置在樣品臺(tái)上,確保芯片與樣品臺(tái)接觸良好(若需快速傳導(dǎo)溫度,,可涂抹導(dǎo)熱硅脂),。
連接電信號(hào):將測(cè)試線纜一端接入芯片引腳(或載具接口),另一端連接到外部測(cè)試儀器(如半導(dǎo)體參數(shù)分析儀,、ATE 自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)),,確保接線無誤(避免短路)。
關(guān)閉腔門,,確認(rèn)門扣鎖緊(腔門未關(guān)嚴(yán)時(shí),,設(shè)備無法啟動(dòng)升降溫程序),。
在控制面板或配套軟件中選擇 “手動(dòng)模式”(單溫度點(diǎn)測(cè)試)或 “自動(dòng)模式”(多溫度點(diǎn)循環(huán)測(cè)試)。
關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置:
目標(biāo)溫度:根據(jù)測(cè)試需求輸入(如 - 40℃,、25℃、85℃,、125℃),,注意不可超過設(shè)備溫區(qū)范圍。
升溫 / 降溫速率:設(shè)置溫度變化速度(通常 5~10℃/min,,速率過快可能導(dǎo)致芯片熱應(yīng)力過大,,或溫箱超調(diào))。
穩(wěn)定時(shí)間:溫度達(dá)到目標(biāo)值后,,保持該溫度的時(shí)間(如 10~30 分鐘,,確保芯片溫度與腔體溫一致)。
測(cè)試時(shí)長:每個(gè)溫度點(diǎn)下的測(cè)試持續(xù)時(shí)間(可與穩(wěn)定時(shí)間疊加,,或單獨(dú)設(shè)置),。
報(bào)警閾值:設(shè)置溫度上下限(如目標(biāo)溫度 ±5℃),設(shè)備自動(dòng)停機(jī)并報(bào)警,。
確認(rèn)參數(shù)無誤后,,點(diǎn)擊 “啟動(dòng)” 按鈕,設(shè)備開始按程序運(yùn)行:
若為降溫:制冷機(jī)啟動(dòng),,腔體內(nèi)溫度下降,,風(fēng)道循環(huán)風(fēng)扇運(yùn)行(均勻溫度);
若為升溫:加熱器工作,,溫度上升,;
溫度接近目標(biāo)值時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)微調(diào)(如 PID 控制),,進(jìn)入 “穩(wěn)定階段”,。
穩(wěn)定階段結(jié)束后,通過測(cè)試儀器對(duì)芯片進(jìn)行性能測(cè)試(手動(dòng)記錄數(shù)據(jù)或通過軟件自動(dòng)采集),。
在自動(dòng)模式下,,可預(yù)設(shè)多個(gè)溫度點(diǎn)(如 - 40℃→25℃→85℃→125℃→25℃),設(shè)置每個(gè)點(diǎn)的穩(wěn)定時(shí)間和測(cè)試步驟,,設(shè)備會(huì)自動(dòng)依次切換溫度并執(zhí)行測(cè)試,,適合可靠性驗(yàn)證(如高低溫循環(huán)試驗(yàn))。
單個(gè)溫度點(diǎn)測(cè)試完成后,,可手動(dòng)停止程序,,或設(shè)置 “結(jié)束溫度”(如回到 25℃常溫)。
待腔體內(nèi)溫度降至常溫(避免樣品驟冷驟熱損壞),,按下 “開門許可”,,打開腔門,,斷開測(cè)試線纜,用防靜電鑷子取出芯片,,放入防靜電盒中,。