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微控制器 MCU 芯片需要进行温度测试
以工作温度为例, 车规级要求 MCU 可承受工作温度范围为 -40℃ 至 105℃ 或更高, 一般工业级为 -40℃ 至 85℃, 而消费级只要保证 0℃ 至 70℃ 能正常工作即可过关, 因此消费级产品在常温时工作状态与工业级 / 车规产品差异不大, 但在高低温时, 则容易出现问题, 严重的可能会导致整个系统停机. 因此工业级或车规级 MCU 在出厂之前需要专门针对严苛应用环境做针对性设计与筛查, 从而达到工业设备或汽车对于元器件高可靠与低缺陷的要求.
MCU 芯片高低温冲击测试案例
国内某本土 MCU 厂商从成立之初就将工控和车载作为研发方向, 采用美国 inTEST ECO-710E 对其 MCU 产品进行高低温冲击测试, 并且满足汽车电子协会 Automotive Electronics Council 的通用标准, 例如目前广泛采用的集成电路失效机理的应力测试条件的 AEC-Q100.
车载 MCU 芯片的工况环境决定其温度等级, 根据其测试标准, 芯片的温度测试要求如下:
MCU 芯片温度等级
等级
工作温度范围
备注
Level 0
- 40℃～150℃
最高范围
Level 1
- 40℃～125℃
一般等级
Level 2
- 40℃～105℃
Level 3
- 40℃～85℃
最低范围
微控制器 MCU 芯片高低温测试解决方案
ECO-710E 测试的温度范围 -80 至 +225°C, 输出气流量 4 至 18 scfm, 温度精度 ±1℃, inTEST 高低温测试机 ECO-710E 搭配 delta design 测试机共同进行微处理器芯片测试, 有效提高了芯片测试的速度和准确性, 快速进行在电工作的电性能测试, 失效分析, 可靠性评估等. inTEST 高低温测试机的主要作用就是快速提供需要的模拟环境温度, 解决了因为环境受限的芯片高低温测试难题.
微处理器芯片高低温测试方法:
1. 将待测微处理器芯片放置在玻璃罩中
2. 操作员设置需要测试的温度范围
3. 启动 ThermoStream ECO-710E, 利用空压机将干燥洁净的空气通入制冷机进行低温处理, 然后空气经由外部管路到达加热头进行升温, 气流通过热流罩进入测试腔. 玻璃罩中的温度传感器可实时监测当前温度.
inTEST 热流仪技术规格
型号
ATS-545
ATS-710E
ECO-710E
ATS-535
温度范围 °C
-75 至 + 225
-75至+225
-80 至 +225
-60 至 +225
变温速率
55至+125°C约10S 125至-55°C约10S
55至+125°C约10s +125至-55°C约10s
55至+125°C,≤10S 125至-55°C,≤10S
40至+125°C<12s
+125至-40°C<40s
空压机
额外另配
内部集成空压机
控制方式
旋钮式
触摸屏
气体流量 scfm
4 至 18
4 至18 SCFM
5
温度显示和分辨率
+/- 0.1°C
温度精度
1.0°C（根据 NIST 标准校准时）
电源
200-250VAC, 50/60Hz, 30A,1phase
200-250VAC, 50/60Hz, 20A,1phase
220±10%VAC, 50/60Hz, 30A
微控制器 MCU 在生活中的应用非常广泛, 各种家电设备, 消费电子, 工业品和车载电子几乎都离不开 MCU 芯片, 工业级（或车规级）MCU 与消费级 MCU 最大的区别之一是可靠性要求不同, 工业与车载应用环境对产品可靠性要求更高, 需要更高的抗静电能力, 更高的抗浪涌电压与浪涌电流能力, 更宽的工作温度范围, 以及更长的寿命.