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车载芯片温控测试设备工作原理-普泰克

发布时间: 2025-07-04  点击次数: 33次

二、详细工作原理

1. 温度控制系统:精准模拟车载温度环境

温度控制系统是设备的 “温控核心",需实现宽温域覆盖、快速温变、高精度稳定三大目标,具体原理如下:


  • 加热 / 制冷装置

    • 制冷:多采用半导体制冷片(TEC),通过直流电驱动半导体材料的珀尔帖效应(电子迁移吸热 / 放热),实现快速降温(可达 - 60℃);部分设备搭配压缩机制冷,适合大负载、低温持续测试。

    • 加热:采用加热丝或薄膜加热器,通过电流焦耳效应产热,配合功率调节实现精准升温(最高可达 180℃)。

  • 温度监测与闭环控制
    舱内嵌入高精度温度传感器(如 PT100、热电偶,精度 ±0.1℃),实时采集舱内温度并反馈至中央控制器;控制器通过PID 算法(比例 - 积分 - 微分控制)动态调节加热 / 制冷功率,确保温度稳定在设定值(如 ±0.5℃波动),或按预设曲线(如 - 40℃→25℃→125℃循环,温变速率 5℃/min)运行。

  • 温度均匀性保障
    舱内集成气流循环风扇,通过强制对流让舱内温度分布均匀(避免局部温差过大),尤其针对多芯片同时测试场景,确保每个芯片处于一致的温度环境。

2. 测试系统:实时捕捉芯片性能变化

测试系统的核心是 “在温度变化过程中,精准获取芯片的电性能参数",确保测试与温度环境同步,原理如下:


  • 芯片连接方式
    通过探针台(针对未封装芯片)或定制测试座(针对封装芯片)与芯片的引脚 / 焊盘建立电连接,确保低接触电阻(<10mΩ),避免接触不良影响测试精度。

  • 测试信号生成与采集
    集成信号发生器、示波器、万用表、频谱分析仪等模块,向芯片输入预设激励信号(如时钟信号、输入电压),同步采集芯片的输出信号(如输出电压、电流、数据传输速率、误码率等),实时判断芯片在不同温度下的功能是否正常、参数是否漂移。

  • 负载模拟
    部分设备内置电子负载模块,模拟芯片在实际工作中的负载变化(如车载 MCU 的算力负载、电源芯片的输出电流波动),测试芯片在温度 + 负载双重压力下的稳定性。

3. 环境模拟舱:隔绝干扰,保障测试真实性

环境模拟舱是温度与测试的 “隔离屏障",其设计直接影响测试精度:


  • 舱体采用隔热材料(如聚氨酯发泡、气凝胶),减少与外界的热交换;

  • 密封结构配合惰性气体(如氮气)吹扫功能,可排除舱内湿气、氧气,避免芯片在低温下结露或高温下氧化;

  • 部分设备集成防电磁干扰(EMI)设计(如金属屏蔽层),避免外界电磁信号干扰芯片测试(尤其针对车载射频芯片、雷达芯片)。

4. 中央控制系统:协同调度,实现自动化测试

中央控制系统是设备的 “大脑",通过软件(如 LabVIEW、Python 自动化脚本)实现全流程自动化控制:


  • 测试方案预设:用户可根据测试标准(如 AEC-Q100 的温度循环测试、高温工作寿命测试)设定温度曲线(如 - 40℃保持 1h→升温至 125℃保持 1h,循环 1000 次)、测试节点(如每 5℃记录一次参数);

  • 同步控制:实时协调温度控制系统与测试系统,确保温度达到设定值后自动启动测试,避免温度波动影响测试结果;

  • 数据记录与分析:自动存储温度 - 性能关联数据(如某芯片在 125℃时功耗突增 30%),生成趋势图表,通过预设阈值(如功耗偏差>10% 判定为不合格)自动判断芯片是否达标。


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