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廣東皓天檢測儀器有限公司

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半導體晶圓測試效率低?冷熱沖擊試驗箱如何并行完成溫變沖擊與老化測試?

閱讀:40      發布時間:2025-06-25
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在半導體制造領域,晶圓需經受嚴苛的溫變沖擊與老化測試以確保性能穩定,但傳統串行測試方式耗時久、效率低。借助冷熱沖擊試驗箱進行并行測試,可顯著提升測試效率,其核心在于設備功能升級與測試流程優化。

兩槽式冷熱沖擊試驗箱Aa 800×800.jpg


傳統測試流程中,溫變沖擊與老化測試分步進行,晶圓需多次轉移,不僅增加污染風險,還延長測試周期。以汽車芯片為例,單次溫變沖擊測試需 2 小時,老化測試需 72 小時,串行測試總耗時超 74 小時,嚴重制約生產進度。而冷熱沖擊試驗箱具備快速溫變能力,若能整合老化測試功能,將大幅縮短測試時間。
在設備改造方面,對冷熱沖擊試驗箱進行模塊化升級。在箱體內部增設多通道獨立控溫老化板,每個老化板配備獨立的電源與信號監測模塊,可同時對多組晶圓進行不同參數的老化測試。例如,將試驗箱劃分為 3 個溫區,分別設定 - 40℃、85℃、125℃,每個溫區對應 2 組老化板,可同時開展 6 組晶圓的溫變沖擊與老化并行測試。同時,在箱體內安裝高精度溫濕度傳感器與氣體循環系統,確保溫區內溫度均勻性誤差控制在 ±0.5℃以內,為老化測試提供穩定環境。

測試流程優化上,采用 “溫變 - 老化 - 再溫變" 的循環模式。晶圓先在高溫區(如 125℃)進行 4 小時老化測試,同步監測其電性能參數;隨后快速切換至低溫區(-40℃)進行 30 分鐘溫變沖擊;再返回高溫區繼續老化。通過這種循環,在 72 小時內即可完成傳統流程下需 74 小時以上的測試任務,效率提升約 15%。




數據采集與分析環節,試驗箱集成自動化數據采集系統,每秒可采集 100 組晶圓的電壓、電流、電阻等性能數據。利用 AI 算法對數據進行實時分析,一旦檢測到晶圓性能異常,系統自動標記并停止該組測試,避免無效測試時間浪費。同時,系統生成可視化測試報告,為研發人員優化晶圓設計與制造工藝提供依據。
某半導體企業應用該方案后,晶圓測試效率顯著提升,單批次測試周期從原來的 3 天縮短至 2.5 天,每年可多完成約 60 批次晶圓測試,有效降低了測試成本,加快了產品上市速度,增強了企業在市場中的競爭力。


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