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:
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。
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。
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)。
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。