集成電路芯片高低溫測(cè)試的應(yīng)用

作者：網(wǎng)絡(luò) 編輯：瑞凱儀器來(lái)源：網(wǎng)絡(luò) 發(fā)布日期： 2020.06.13

近幾年來(lái)，本實(shí)驗(yàn)室連續(xù)開(kāi)展了大規(guī)模集成電路的新品檢測(cè)工作，如偵察運(yùn)算電路、BCH 編譯碼器、CRT地址產(chǎn)生電路及接口電路等，基本上都是規(guī)模較大的CMOS電路，對(duì)靜電敏感，工作速度較快。在高、低溫電性能測(cè)試中成功地采用了該集成電路高、低溫電性能測(cè)試系統(tǒng)，積累了一些有益的經(jīng)驗(yàn)。通過(guò)實(shí)際應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，必須注意以下一些具體的環(huán)節(jié)，如測(cè)試板的隔離、防潮，被測(cè)器件的靜電保護(hù)，被測(cè)器件芯片溫度的確定等問(wèn)題、才能快速、準(zhǔn)確地完成CMOSVLSI的高、低溫電性能測(cè)試。

    在高、低溫測(cè)試時(shí)，將變溫頭直接罩在測(cè)試設(shè)備的DUT板上，如果不采取隔離措施，測(cè)試設(shè)備的DUT板將會(huì)處于+125℃的高溫和-55℃的低溫環(huán)境，勢(shì)必影響測(cè)試系統(tǒng)的性能和測(cè)試結(jié)果。在實(shí)際測(cè)試時(shí)，我們將一種防靜電的隔熱膠墊放在測(cè)試系統(tǒng)的DUT板上，在測(cè)試夾具處開(kāi)一小口將測(cè)試夾具露出，這樣對(duì)測(cè)試系統(tǒng)的DUT板起到一定的保護(hù)作用，但如果DUT板長(zhǎng)期處于高溫或低溫環(huán)境，隔熱膠墊的作用將大為減弱，基于此，我們?cè)谠O(shè)置溫度控制程序時(shí)對(duì)它進(jìn)行了調(diào)整。在高溫測(cè)試時(shí)，將溫度控制程序設(shè)為，在每個(gè)樣品測(cè)試完成換樣品前，讓變溫頭向DUT板送涼氣流10 s，然后才結(jié)束溫控程序換樣品，這樣就加速了DUT板的散熱，將高溫對(duì)DUT板造成的影響降到。在低溫測(cè)試時(shí)，將溫度控制程序設(shè)為，在每個(gè)樣品測(cè)試完成換樣品前，讓變溫頭向DUT板送熱氣流10s，然后才結(jié)束溫控程序換樣品，這樣DUT板上的溫度已接近室溫，在換樣品時(shí)就避免了環(huán)境溫度與低溫的對(duì)流，造成DUT板凝水。對(duì)于被測(cè)器件的防靜電措施有：隔熱膠墊采用防靜電材料;遮蓋被測(cè)器件的小罩由導(dǎo)熱防靜電材料所制。
    在用該高低溫循環(huán)試驗(yàn)箱做溫度測(cè)試時(shí)，系統(tǒng)有溫度傳感器叮測(cè)到器件底部的溫度，雖然氣流是垂直于DUT表面而下，但DUT的底部還是屬于器件表面，如何確定DUT芯片溫度的建立時(shí)間，是個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題。因?yàn)镈UT芯片溫度的建立時(shí)間受很多內(nèi)素的影響，如DUT的材料、形狀、尺寸，溫度以及氣體流量的大小等因素的影響。不同的器件芯片溫度的建立時(shí)間是不一樣的溫度建立時(shí)間是指系統(tǒng)變溫(升溫獲降溫)開(kāi)始，到建立新的熱平衡，即被測(cè)器件芯片溫度達(dá)到設(shè)定值這一段時(shí)間。某公司給出了1000Ω電阻溫度探測(cè)器(RTD)的溫度建立時(shí)間曲線，如圖3所示。圖3表明不同的RTD其溫度建立時(shí)間是不同的。
    DUT芯片溫度的建立時(shí)間對(duì)于高、低溫測(cè)試是非常重要的指標(biāo)，只有在大于建立時(shí)間的時(shí)間段內(nèi)測(cè)試，測(cè)試的數(shù)據(jù)才能真正地反映設(shè)定溫度點(diǎn)的性能及具有重復(fù)性。對(duì)于復(fù)雜的大規(guī)模集成電路，我們采取在開(kāi)始高、低溫測(cè)試前，通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，確定被測(cè)器件芯片溫度的建立時(shí)間。在熱流系統(tǒng)顯示達(dá)到設(shè)定溫度開(kāi)始，對(duì)被測(cè)器件進(jìn)行多次電參數(shù)測(cè)試，當(dāng)其電參數(shù)趨于穩(wěn)定并具有可重復(fù)性時(shí)，將這段時(shí)間確定為DUT心片溫度的建立時(shí)間。經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)的溫度傳感器測(cè)得的被測(cè)器件底部溫度與芯片溫度基本一致。

高低溫測(cè)試設(shè)備推薦

瑞凱RK-TH-408高低溫循環(huán)試驗(yàn)箱（Temperature Cycling Test）是利用高溫低溫循環(huán)變化測(cè)試來(lái)評(píng)估集成電路IC芯片等產(chǎn)品對(duì)溫度變化的抵抗能力。主要是利用高溫低溫循環(huán)變化，來(lái)測(cè)試電子元器件、半導(dǎo)體、IC芯片等產(chǎn)品上各層不同物質(zhì)之熱膨脹俘數(shù)不同，而可能引起之故障機(jī)制。在此測(cè)試中因所用之溫度介質(zhì)為氣相，故一般亦稱(chēng)為air to air測(cè)試。

滿足標(biāo)準(zhǔn)

    瑞凱RK-TH-408高低溫循環(huán)試驗(yàn)箱滿足GB/T2423.1(IEC60068-2-1)；
    GB/T2423.2(IEC60068-2-2)；
    ISO16750；
    GB/T14710；
    GB/T13543；
    JESD22等系列標(biāo)準(zhǔn)中的溫度試驗(yàn)。