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面向温度场调控与高频信号监测的5G芯片老化测试解决方案

 更新时间:2025-08-06 点击量:79

5G通信技术快速发展的背景下,芯片作为核心组件,其长期运行的稳定性直接决定了通信系统的可靠性。老化测试通过模拟苛刻环境条件加速芯片性能衰减过程,能够在短时间内评估其潜在问题,是 5G 芯片质量控制体系中的关键环节。

一、测试环境的多参数协同控制技术

5G芯片老化测试的核心在于构建接近实际工况的复杂环境,其中温度与气压的协同控制是技术难点。温度控制模块采用复叠式制冷与分级加热组合方案,通过多段式热交换回路实现宽范围温度调节,满足芯片在不同工作阶段的温度需求。其闭环控制系统结合PID算法与前馈调节机制,通过分布在测试腔体内的多点温度传感器,实时修正温度场分布,确保芯片表面温度均匀性。

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多参数协同控制的核心在于控制器的时序逻辑管理。通过预设的测试流程,系统可自动完成温度、气压的动态切换,在高温循环测试中同步调整湿度梯度,或在低气压测试中维持恒定温度场。这种联动控制机制不仅缩短了测试周期,更能模拟实际应用中多环境因素叠加的复杂场景。

二、芯片工作状态的实时监测与反馈

5G芯片在老化测试过程中,需保持特定的工作负载以加速潜在问题的暴露,因此测试系统需整合电气性能监测与环境控制的联动机制。测试平台内置的高频信号发生器可模拟 5G 通信的多频段信号输入,使芯片处于接近实际运行的工作状态,同时通过高速数据采集模块实时记录芯片的输出信号、功耗变化与温度响应。

温度监测采用接触式与非接触式相结合的方案,芯片表面粘贴的微型热电偶可准确测量封装温度,红外热像仪则用于捕捉芯片表面的温度分布梯度,两者数据比对可评估芯片的散热均匀性。电气参数监测涵盖电压波动、电流漂移、信号衰减等指标,通过高速采样电路实现微秒级数据记录,为分析芯片性能衰减规律提供依据。监测系统与环境控制模块的实时反馈是确保测试准确性的关键。当监测到芯片功耗异常升高时,系统可自动调整环境温度以避免热失控;若发现信号传输错误率超出阈值,则暂停老化循环并记录当前环境参数,为失效分析保留关键数据。

三、测试流程的标准化与定制化平衡

5G芯片类型多样,不同应用场景对老化测试的要求存在差异,因此解决方案需在标准化流程基础上保留定制化空间。基础测试流程包括高温存储、温度循环、湿度偏压等标准项目,严格遵循半导体行业的可靠性测试规范,确保测试结果的通用性与可比性。

定制化测试主要针对特定应用场景的特殊需求。面向工业级5G芯片的测试方案,增加了宽温范围的快速温变测试,温度变化速率可根据芯片封装类型进行调整;面向车规级芯片的测试则强化了振动与温度循环的复合测试,模拟汽车行驶中的颠簸与环境温度变化。

测试数据的标准化处理同样重要。系统采用统一的数据格式记录环境参数、电气性能指标与时间戳,通过内置的数据分析模块自动生成可靠性评估报告,包括失效时间分布、性能衰减曲线等关键指标。

5G 芯片老化测试解决方案通过多参数协同控制、实时状态监测与灵活的测试流程管理,为芯片可靠性评估提供了技术支撑,在芯片研发迭代与质量控制中发挥关键作用。