集成電路芯片高低溫測試的應用

作者：網絡編輯：瑞凱儀器來源：網絡發布日期： 2020.06.13

近幾年來，本實驗室連續開展了大規模集成電路的新品檢測工作，如偵察運算電路、BCH 編譯碼器、CRT地址產生電路及接口電路等，基本上都是規模較大的CMOS電路，對靜電敏感，工作速度較快。在高、低溫電性能測試中成功地采用了該集成電路高、低溫電性能測試系統，積累了一些有益的經驗。通過實際應用發現，必須注意以下一些具體的環節，如測試板的隔離、防潮，被測器件的靜電保護，被測器件芯片溫度的確定等問題、才能快速、準確地完成CMOSVLSI的高、低溫電性能測試。

    在高、低溫測試時，將變溫頭直接罩在測試設備的DUT板上，如果不采取隔離措施，測試設備的DUT板將會處于+125℃的高溫和-55℃的低溫環境，勢必影響測試系統的性能和測試結果。在實際測試時，我們將一種防靜電的隔熱膠墊放在測試系統的DUT板上，在測試夾具處開一小口將測試夾具露出，這樣對測試系統的DUT板起到一定的保護作用，但如果DUT板長期處于高溫或低溫環境，隔熱膠墊的作用將大為減弱，基于此，我們在設置溫度控制程序時對它進行了調整。在高溫測試時，將溫度控制程序設為，在每個樣品測試完成換樣品前，讓變溫頭向DUT板送涼氣流10 s，然后才結束溫控程序換樣品，這樣就加速了DUT板的散熱，將高溫對DUT板造成的影響降到。在低溫測試時，將溫度控制程序設為，在每個樣品測試完成換樣品前，讓變溫頭向DUT板送熱氣流10s，然后才結束溫控程序換樣品，這樣DUT板上的溫度已接近室溫，在換樣品時就避免了環境溫度與低溫的對流，造成DUT板凝水。對于被測器件的防靜電措施有：隔熱膠墊采用防靜電材料;遮蓋被測器件的小罩由導熱防靜電材料所制。
    在用該高低溫循環試驗箱做溫度測試時，系統有溫度傳感器叮測到器件底部的溫度，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芯片溫度的建立時間，是個比較復雜的問題。因為DUT芯片溫度的建立時間受很多內素的影響，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間是不一樣的溫度建立時間是指系統變溫(升溫獲降溫)開始，到建立新的熱平衡，即被測器件芯片溫度達到設定值這一段時間。某公司給出了1000Ω電阻溫度探測器(RTD)的溫度建立時間曲線，如圖3所示。圖3表明不同的RTD其溫度建立時間是不同的。
    DUT芯片溫度的建立時間對于高、低溫測試是非常重要的指標，只有在大于建立時間的時間段內測試，測試的數據才能真正地反映設定溫度點的性能及具有重復性。對于復雜的大規模集成電路，我們采取在開始高、低溫測試前，通過反復試驗，確定被測器件芯片溫度的建立時間。在熱流系統顯示達到設定溫度開始，對被測器件進行多次電參數測試，當其電參數趨于穩定并具有可重復性時，將這段時間確定為DUT心片溫度的建立時間。經過反復試驗發現，系統的溫度傳感器測得的被測器件底部溫度與芯片溫度基本一致。

高低溫測試設備推薦

瑞凱RK-TH-408高低溫循環試驗箱（Temperature Cycling Test）是利用高溫低溫循環變化測試來評估集成電路IC芯片等產品對溫度變化的抵抗能力。主要是利用高溫低溫循環變化，來測試電子元器件、半導體、IC芯片等產品上各層不同物質之熱膨脹俘數不同，而可能引起之故障機制。在此測試中因所用之溫度介質為氣相，故一般亦稱為air to air測試。