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Thermoschockprüfung: Wie man Kaltstartfehler bei integrierten Schaltkreisen untersucht

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Untersuchen Sie Fehlfunktionen bei Kaltstarts von ICs nach Thermoschocktests anhand von Kammerprotokollen, gemessenen Gehäusetemperaturen und einem SANWOOD-Temperaturbeaufschlagungssystem.

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Ein integrierter Schaltkreis (IC) besteht nach einer Thermoschockprüfung die elektrische Prüfung bei Raumtemperatur. Bei niedrigen Temperaturen startet dasselbe Bauteil beim ersten Versuch, fällt jedoch beim nächsten aus. Für ein Team, das sich mit der Zuverlässigkeit von Halbleitern befasst, besteht die erste Aufgabe darin, das Symptom unter dokumentierten Bedingungen zu reproduzieren. Anschließend wird es mit den vor der Belastung erfassten Kaltstartdaten verglichen. Dieser Vergleich bestimmt, welche Rückschlüsse das Team auf eine Veränderung im Verhalten des Bauteils ziehen kann.

Was die Prüfung bei Raumtemperatur aussagt
Bei Thermoschocktests werden IC-Gehäuse schnellen Wechseln zwischen festgelegten heißen und kalten Zuständen ausgesetzt. Da sich Chip, Substrat und andere Gehäusematerialien unterschiedlich stark ausdehnen und zusammenziehen, kann eine wiederholte Belastung die Schnittstellen und Verbindungen beanspruchen. Die Prüfmethode legt die Temperaturgrenzen, Übergangsbedingungen, Verweilzeiten und die Anzahl der Zyklen fest. Ein erfolgreicher Test bei Raumtemperatur zeigt, wie sich das Bauteil unter den Bedingungen dieser elektrischen Prüfung verhalten hat. Wenn der Kaltstart für die Anwendung von Bedeutung ist, muss er unter den dafür definierten Bedingungen bewertet werden.

Verfolgen Sie die thermische Schockbelastung des Bauteils zurück
Eine SANWOOD-Thermoschockkammer sorgt für die vorgeschriebene Heiß- und Kaltbelastung bei Luft-Luft-Tests. In einer Zweizonenkonfiguration transportiert ein Träger die Proben zwischen der Heiß- und der Kaltzone. In einer Dreizonenkonfiguration bleiben die Proben stationär, während Klappen den Luftstrom umleiten. Dieser Unterschied ist bei der Anordnung der Probenhalterung oder der Verlegung der angeschlossenen Temperaturmessleitungen von Bedeutung.
Wenn ein intermittierender Fehler auftritt, beginnen Sie mit der Geräte-ID und der Referenznummer des Kammerlaufs. Rufen Sie die Temperaturaufzeichnungen ab, notieren Sie die Position der Halterung, falls diese protokolliert wurde, und überprüfen Sie die Erholungsbedingungen sowie den Zeitpunkt der elektrischen Prüfung bei Raumtemperatur. Legen Sie die ergänzenden Kaltstart-Ergebnisse getrennt von den Qualifizierungsergebnissen ab, damit Prüfer erkennen können, welche Prüfungen gemäß dem ursprünglichen Testplan erforderlich waren.

Reproduzieren Sie den Kaltstart bei einer gemessenen Gehäusetemperatur
Ein SANWOOD-Temperaturregelsystem leitet temperaturgeregelten Luftstrom durch einen Thermokopf auf den ausgewählten Gerätebereich. Externe elektrische Messgeräte legen Spannung an, führen die Startsequenz aus und zeichnen das Ansprechverhalten auf. Tritt das Symptom auf, wenn ein kalter, stromloser IC erstmals mit Spannung versorgt wird, reproduzieren Sie diese Sequenz. Das Kühlen eines Bauteils, während es bereits läuft, beantwortet eine andere Frage.
Protokollieren Sie den Luftsollwert und die gemessene Gehäusetemperatur getrennt voneinander. Die Luft kann ihren Sollwert erreichen, während das Gehäuse noch abkühlt. Legen Sie den Temperaturmesspunkt und das Stabilisierungskriterium vor dem Test fest und zeichnen Sie dann die Gehäusetemperatur beim Start auf. Halten Sie über alle Versuche hinweg die Halterung, die Versorgungsspannung, die Startsequenz und das Ausschaltintervall konsistent. Geben Sie die Anzahl der fehlgeschlagenen Starts im Verhältnis zur Gesamtzahl der Versuche an, um das intermittierende Verhalten leichter vergleichen zu können.

Entscheiden Sie, was der Vergleich belegt
Ein erfolgreicher Kaltstart vor der Exposition und ein anschließender Fehler unter vergleichbaren Bedingungen zeigen eine Veränderung des beobachteten Verhaltens. Zur Ermittlung der Ursache ist weiterhin eine Fehleranalyse erforderlich. Wenn das einzige Ergebnis vor der Exposition ein erfolgreicher Test bei Raumtemperatur war, dokumentieren Sie die Bedingungen, unter denen das Kaltstart-Symptom reproduzierbar ist, und lassen Sie den Auslöser unbestimmt. Falls sich das Ergebnis durch den Austausch der Fassung oder der Platine ändert, untersuchen Sie diesen Aufbaueffekt, bevor Sie den Fehler dem IC zuschreiben.
Teilen Sie SANWOOD bei der Überprüfung der Ausrüstung das erforderliche Thermoschockprofil und die Probenbelastung für die Kammer mit. Geben Sie für den Kaltstart-Wiederholungstest den Aufbau der Halterung, die Zieltemperatur des Gehäuses, die Sensorposition und die Anforderungen an den elektrischen Zugang an. Diese Angaben helfen dabei, zu definieren, was bei jedem Aufbau mit dem tatsächlichen Bauteil und der Halterung nachgewiesen werden muss.

Weitere Informationen zum Testaufbau, zur Geräteauswahl und zur Interpretation der Ergebnisse von Wiederholungstests finden Sie im vollständigen Artikel auf der Website von SANWOOD: https://www.sanwood.us/news/214.html
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