AI 芯片作為算力核心器件，在服務(wù)器、邊緣計(jì)算設(shè)備中持續(xù)承受劇烈溫度波動(dòng)，高低溫冷熱沖擊測(cè)試是芯片研發(fā)階段可靠性驗(yàn)證的關(guān)鍵項(xiàng)目。借助高低溫冷熱沖擊試驗(yàn)箱開展加速應(yīng)力試驗(yàn)，可快速暴露芯片封裝、焊球、鍵合層等部位潛在缺陷，評(píng)估芯片在高低溫快速交替工況下的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。本文闡述 AI 芯片冷熱沖擊測(cè)試的必要性，結(jié)合半導(dǎo)體行業(yè)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，從溫控精度、循環(huán)穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)采集等角度，分析勤卓高低溫冷熱沖擊試驗(yàn)箱適配 AI 芯片研發(fā)測(cè)試場(chǎng)景的優(yōu)勢(shì)，為半導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)室選型冷熱沖擊設(shè)備提供參考。

隨著大模型算力需求持續(xù)增長(zhǎng)，AI 芯片集成度不斷提升，封裝結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜。芯片內(nèi)部硅片、塑封料、基板、焊球等多種材料熱膨脹系數(shù)存在差異，當(dāng)產(chǎn)品在交付運(yùn)輸、服務(wù)器啟停、負(fù)載波動(dòng)時(shí)，會(huì)反復(fù)經(jīng)歷高溫、低溫快速切換，材料界面持續(xù)產(chǎn)生熱應(yīng)力。如果缺少冷熱沖擊驗(yàn)證，芯片在后期使用過程中，容易出現(xiàn) BGA 焊球疲勞開裂、封裝分層、鍵合絲脫落等隱性故障，引發(fā)算力異常、信號(hào)中斷，嚴(yán)重時(shí)造成整機(jī)宕機(jī)，給項(xiàng)目帶來較大損失。因此在 AI 芯片研發(fā)、樣品驗(yàn)證階段，開展高低溫溫度循環(huán)沖擊測(cè)試，是提前排查設(shè)計(jì)缺陷、優(yōu)化封裝工藝的重要手段。

冷熱沖擊試驗(yàn)區(qū)別于普通溫度循環(huán)試驗(yàn)，核心特點(diǎn)是樣品在高溫區(qū)與低溫區(qū)之間快速切換，在短時(shí)間內(nèi)形成劇烈熱沖擊，加速誘發(fā)產(chǎn)品長(zhǎng)期使用后才會(huì)顯現(xiàn)的失效問題。測(cè)試參照 JEDEC JESD22-A106、GB/T 2423.22 等標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)定對(duì)應(yīng)的高低溫極值、駐留時(shí)長(zhǎng)與循環(huán)次數(shù)，模擬芯片全生命周期面臨的溫度變化工況。每一輪冷熱交替都會(huì)在芯片內(nèi)部產(chǎn)生拉壓應(yīng)力，經(jīng)過數(shù)百至數(shù)千次循環(huán)，放大材料界面的薄弱點(diǎn)。測(cè)試完成后，工程師通過電性能檢測(cè)、X 射線檢測(cè)等方式，判斷芯片是否出現(xiàn)參數(shù)漂移、封裝分層、焊點(diǎn)微裂紋等問題，據(jù)此優(yōu)化封裝材料、基板結(jié)構(gòu)與焊接工藝，減少芯片定型后批量失效風(fēng)險(xiǎn)。

想要獲得真實(shí)、可復(fù)現(xiàn)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，冷熱沖擊試驗(yàn)箱的溫控性能、溫區(qū)切換速度、長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定性至關(guān)重要。不少半導(dǎo)體研發(fā)實(shí)驗(yàn)室在 AI 芯片可靠性驗(yàn)證項(xiàng)目中選用勤卓高低溫冷熱沖擊試驗(yàn)箱，核心原因在于設(shè)備適配半導(dǎo)體芯片的測(cè)試需求。勤卓冷熱沖擊試驗(yàn)箱采用獨(dú)立高低溫雙腔蓄溫結(jié)構(gòu)，樣品提籃快速轉(zhuǎn)運(yùn)，滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的溫區(qū)轉(zhuǎn)換時(shí)間要求，能夠有效制造所需熱沖擊應(yīng)力，適配 AI 芯片的沖擊試驗(yàn)條件。

設(shè)備溫度控制精度高，溫度均勻性良好，在長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)上千次循環(huán)試驗(yàn)過程中，溫度波動(dòng)小，保障同批次芯片樣品測(cè)試條件保持一致。系統(tǒng)支持自定義循環(huán)次數(shù)、高低溫駐留時(shí)間，試驗(yàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄并導(dǎo)出存檔，方便研發(fā)人員進(jìn)行試驗(yàn)追溯，滿足半導(dǎo)體項(xiàng)目資料歸檔與產(chǎn)品認(rèn)證需求。箱體可根據(jù)芯片樣品、載具規(guī)格定制樣品夾具，樣品放置穩(wěn)定，減少測(cè)試過程中的外界干擾。同時(shí)設(shè)備配備多重安全保護(hù)機(jī)制，長(zhǎng)時(shí)間不間斷運(yùn)行穩(wěn)定性強(qiáng)，適配半導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)室連續(xù)開展可靠性驗(yàn)證的工作模式。

除硬件性能之外，配套技術(shù)支持也是半導(dǎo)體企業(yè)選型的考量因素。勤卓擁有多年環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，可協(xié)助研發(fā)人員理解半導(dǎo)體冷熱沖擊相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，提供試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置、樣品放置、失效判定等技術(shù)參考，降低企業(yè)搭建可靠性實(shí)驗(yàn)室的門檻。

總而言之，高低溫冷熱沖擊測(cè)試是 AI 芯片研發(fā)環(huán)節(jié)可靠性驗(yàn)證手段，能夠提前暴露封裝、焊點(diǎn)等部位的隱性缺陷，保障芯片在復(fù)雜溫度環(huán)境下穩(wěn)定工作。一臺(tái)性能穩(wěn)定的高低溫冷熱沖擊試驗(yàn)箱，是獲取可信試驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)。勤卓高低溫冷熱沖擊試驗(yàn)箱憑借穩(wěn)定的溫控能力、靈活的參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)記錄功能，適配 AI 芯片研發(fā)階段溫度沖擊測(cè)試需求，為半導(dǎo)體企業(yè)產(chǎn)品可靠性驗(yàn)證與芯片迭代提供設(shè)備支撐。