一、設備基本組成與工作原理

1. 測試腔（溫箱）：封閉空間，可快速升降溫（通常范圍：-60℃~+150℃，部分設備可達 - 100℃~+200℃），內部有樣品放置臺和溫度傳感器。

2. 溫控系統：含加熱器、制冷機組（如壓縮機制冷 + 半導體輔助控溫）、風道循環裝置，實現腔體內溫度精準控制（波動≤±0.5℃）。

3. 測試接口模塊：

• 電連接器（如探針臺、測試插座）：連接芯片與外部測試儀器（示波器、萬用表、信號發生器等），傳輸電信號。

• 信號線纜：需耐高溫 / 低溫，避免溫度變化影響信號傳輸。

4. 控制系統：工業計算機或觸摸屏，用于設置溫度參數、測試流程、報警閾值等，支持手動 / 自動模式。

5. 安全保護裝置：超溫報警、過流保護、腔門連鎖（開門時暫停升降溫）、制冷機壓力保護等。

二、操作前的準備工作

1. 環境檢查

• 設備放置在平整、通風良好的場地，遠離熱源、水源和腐蝕性氣體，預留≥50cm 的散熱空間（尤其制冷機側）。

• 電源：確認電壓（如 AC 220V/380V）、頻率與設備匹配，接地可靠（避免靜電損壞芯片和設備）。

• 制冷介質：若為水冷式制冷機，檢查冷卻水流量、壓力是否達標（通常 0.2~0.5MPa），水質需潔凈（避免結垢堵塞）。

2. 樣品與工具準備

• 芯片：確認樣品型號、測試要求（如溫度點、測試時長、需驗證的參數），提前固定在測試載具（如 PCB 板、樣品架）上，避免直接用手接觸（需戴防靜電手環 / 手套）。

• 測試線纜：檢查線纜是否老化、接頭是否松動，確保與芯片引腳、測試儀器接口匹配（如 USB、GPIB、射頻接口等）。

• 輔助工具：防靜電鑷子、扳手（固定接口）、記錄本（記錄測試數據）。

3. 設備自檢

• 開機前檢查腔門密封膠條是否完好（避免溫度泄漏），內部無雜物、水漬。

• 啟動設備電源，觀察控制面板是否正常自檢（無報錯代碼），風扇、制冷機運行聲音是否正常。

三、詳細操作步驟

步驟 1：樣品裝載與連接

1. 打開測試腔門（部分設備需先按下 “開門許可” 按鈕，解除連鎖保護），將固定好芯片的載具平穩放置在樣品臺上，確保芯片與樣品臺接觸良好（若需快速傳導溫度，可涂抹導熱硅脂）。

2. 連接電信號：將測試線纜一端接入芯片引腳（或載具接口），另一端連接到外部測試儀器（如半導體參數分析儀、ATE 自動測試系統），確保接線無誤（避免短路）。

3. 關閉腔門，確認門扣鎖緊（腔門未關嚴時，設備無法啟動升降溫程序）。

步驟 2：參數設置

1. 在控制面板或配套軟件中選擇 “手動模式”（單溫度點測試）或 “自動模式”（多溫度點循環測試）。

2. 關鍵參數設置：

• 目標溫度：根據測試需求輸入（如 - 40℃、25℃、85℃、125℃），注意不可超過設備溫區范圍。

• 升溫 / 降溫速率：設置溫度變化速度（通常 5~10℃/min，速率過快可能導致芯片熱應力過大，或溫箱超調）。

• 穩定時間：溫度達到目標值后，保持該溫度的時間（如 10~30 分鐘，確保芯片溫度與腔體溫一致）。

• 測試時長：每個溫度點下的測試持續時間（可與穩定時間疊加，或單獨設置）。

• 報警閾值：設置溫度上下限（如目標溫度 ±5℃），設備自動停機并報警。

步驟 3：啟動測試

1. 確認參數無誤后，點擊 “啟動” 按鈕，設備開始按程序運行：

• 若為降溫：制冷機啟動，腔體內溫度下降，風道循環風扇運行（均勻溫度）；

• 若為升溫：加熱器工作，溫度上升；

• 溫度接近目標值時，系統自動微調（如 PID 控制），進入 “穩定階段”。

2. 穩定階段結束后，通過測試儀器對芯片進行性能測試（手動記錄數據或通過軟件自動采集）。

步驟 4：多溫度點循環測試（自動模式）

• 在自動模式下，可預設多個溫度點（如 - 40℃→25℃→85℃→125℃→25℃），設置每個點的穩定時間和測試步驟，設備會自動依次切換溫度并執行測試，適合可靠性驗證（如高低溫循環試驗）。

步驟 5：測試結束與樣品取出

1. 單個溫度點測試完成后，可手動停止程序，或設置 “結束溫度”（如回到 25℃常溫）。

2. 待腔體內溫度降至常溫（避免樣品驟冷驟熱損壞），按下 “開門許可”，打開腔門，斷開測試線纜，用防靜電鑷子取出芯片，放入防靜電盒中。