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:
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(guò)流保護(hù)、腔門連鎖(開(kāi)門時(shí)暫停升降溫)、制冷機(jī)壓力保護(hù)等。
工作原理:通過(guò)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(guò)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(zhǎng)、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
打開(kāi)測(cè)試腔門(部分設(shè)備需先按下 “開(kāi)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(wú)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(wú)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(guò)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(guò)快可能導(dǎo)致芯片熱應(yīng)力過(guò)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(zhǎng):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(wú)誤后,點(diǎn)擊 “啟動(dòng)” 按鈕,設(shè)備開(kāi)始按程序運(yùn)行:
穩(wěn)定階段結(jié)束后,通過(guò)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(guò)軟件自動(dòng)采集)。
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(kāi)門許可”,打開(kāi)腔門,斷開(kāi)測(cè)試線纜,用防靜電鑷子取出芯片,放入防靜電盒中。