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集成电路芯片高低温测试的应用

作者：网络编辑：瑞凯仪器来源：网络发布日期： 2020.06.13

近几年来，本实验室连续开展了大规模集成电路的新品检测工作，如侦察运算电路、BCH 编译码器、CRT地址产生电路及接口电路等，基本上都是规模较大的CMOS电路，对静电敏感，工作速度较快。在高、低温电性能测试中成功地采用了该集成电路高、低温电性能测试系统，积累了一些有益的经验。通过实际应用发现，必须注意以下一些具体的环节，如测试板的隔离、防潮，被测器件的静电保护，被测器件芯片温度的确定等问题、才能快速、准确地完成CMOSVLSI的高、低温电性能测试。

    在高、低温测试时，将变温头直接罩在测试设备的DUT板上，如果不采取隔离措施，测试设备的DUT板将会处于+125℃的高温和-55℃的低温环境，势必影响测试系统的性能和测试结果。在实际测试时，我们将一种防静电的隔热胶垫放在测试系统的DUT板上，在测试夹具处开一小口将测试夹具露出，这样对测试系统的DUT板起到一定的保护作用，但如果DUT板长期处于高温或低温环境，隔热胶垫的作用将大为减弱，基于此，我们在设置温度控制程序时对它进行了调整。在高温测试时，将温度控制程序设为，在每个样品测试完成换样品前，让变温头向DUT板送凉气流10 s，然后才结束温控程序换样品，这样就加速了DUT板的散热，将高温对DUT板造成的影响降到。在低温测试时，将温度控制程序设为，在每个样品测试完成换样品前，让变温头向DUT板送热气流10s，然后才结束温控程序换样品，这样DUT板上的温度已接近室温，在换样品时就避免了环境温度与低温的对流，造成DUT板凝水。对于被测器件的防静电措施有：隔热胶垫采用防静电材料;遮盖被测器件的小罩由导热防静电材料所制。
    在用该高低温循环试验箱做温度测试时，系统有温度传感器叮测到器件底部的温度，虽然气流是垂直于DUT表面而下，但DUT的底部还是属于器件表面，如何确定DUT芯片温度的建立时间，是个比较复杂的问题。因为DUT芯片温度的建立时间受很多内素的影响，如DUT的材料、形状、尺寸，温度以及气体流量的大小等因素的影响。不同的器件芯片温度的建立时间是不一样的温度建立时间是指系统变温(升温获降温)开始，到建立新的热平衡，即被测器件芯片温度达到设定值这一段时间。某公司给出了1000Ω电阻温度探测器(RTD)的温度建立时间曲线，如图3所示。图3表明不同的RTD其温度建立时间是不同的。
    DUT芯片温度的建立时间对于高、低温测试是非常重要的指标，只有在大于建立时间的时间段内测试，测试的数据才能真正地反映设定温度点的性能及具有重复性。对于复杂的大规模集成电路，我们采取在开始高、低温测试前，通过反复试验，确定被测器件芯片温度的建立时间。在热流系统显示达到设定温度开始，对被测器件进行多次电参数测试，当其电参数趋于稳定并具有可重复性时，将这段时间确定为DUT心片温度的建立时间。经过反复试验发现，系统的温度传感器测得的被测器件底部温度与芯片温度基本一致。

高低温测试设备推荐

瑞凯RK-TH-408高低温循环试验箱（Temperature Cycling Test）是利用高温低温循环变化测试来评估集成电路IC芯片等产品对温度变化的抵抗能力。主要是利用高温低温循环变化，来测试电子元器件、半导体、IC芯片等产品上各层不同物质之热膨胀俘数不同，而可能引起之故障机制。在此测试中因所用之温度介质为气相，故一般亦称为air to air测试。