一、试验目的

验证芯片在极端温度快速变化环境下的可靠性，评估其材料热膨胀系数匹配性、焊接点疲劳寿命及封装结构稳定性，确保产品在运输、存储或使用中耐受温度骤变（如汽车电子、航天设备等场景）。

二、试验条件

1. 温度范围：

• 高温端：+125°C（工业级）或 +150°C（车规级）

• 低温端：-40°C（常规）或 -55°C（军工级）

2. 转换时间：≤5分钟（温度稳定时间另计，需监控实际芯片表面温度）。

3. 驻留时间：15-30分钟（确保芯片内外温度均衡）。

4. 循环次数：100-1000次（根据JESD22-A104或用户需求定制）。

三、设备要求

• 冷热冲击箱：双腔体或三腔体结构，支持自动快速转移；

• 监测系统：热电偶贴装于芯片关键部位（如Die、焊球），实时记录温度曲线；

• 辅助工具：防静电托盘、防凝露涂层（避免低温结冰影响）。

四、试验步骤

1. 预处理：芯片在25°C/50%RH环境下静置24小时，消除初始应力；

2. 初始测试：进行电性能测试（如导通电阻、漏电流）及外观检查（X-ray、显微镜）；

3. 循环阶段：

• 高温驻留 → 快速转移至低温 → 低温驻留 → 返回高温，记为1次循环；

• 每50次循环后暂停，检测参数异常（如开路、短路）；

4. 最终测试：完成循环后复测电性能与结构完整性，对比初始数据。

五、失效判据

• 电气失效：参数漂移超±10%或功能异常；

• 机械损伤：封装开裂、焊点脱落、基板分层（通过SAT扫描或切片分析）；

• 外观缺陷：引脚氧化、标记模糊。

六、注意事项

• 样本数量：至少3颗同批次芯片，避免偶然性；

• 温度梯度控制：避免芯片内部因传热不均导致局部应力集中；

• 数据记录：保存完整温度曲线、失效循环次数及失效模式照片。

七、标准参考

• 国际标准：JEDEC JESD22-A104、MIL-STD-883H Method 1010；

• 行业实践：车规芯片通常要求1000次循环（-55°C至+150°C）。