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今日話題:芯片是否需要進行紫外線測試,下面來詳細聊聊,這個主要看以下兩種情況:
1. 對“紫外線可擦除芯片"而言:這是核心工藝
這是芯片與紫外線關(guān)系最直接的一種情況。有一類專門的芯片叫做 EPROM(可擦除可編程只讀存儲器),其頂部的封裝材料是透明的石英玻璃,而非不透明的塑料或陶瓷。
核心目的:利用紫外線(通常波長為253.7nm)的高能量,將芯片中存儲的信息清除,以便重新編程寫入。
工作原理:紫外線照射可以使芯片內(nèi)部浮置柵極上的電荷中和,從而達到擦除數(shù)據(jù)的目的。
“測試"的體現(xiàn):對于這類芯片,生產(chǎn)時會進行專門的紫外擦除特性測試,以驗證其在規(guī)定能量和時間內(nèi)能否被正確擦除。相關(guān)的航空航天標(biāo)準(zhǔn)(如美國國防后勤局標(biāo)準(zhǔn))對此有明確規(guī)定。
2. 對“普通芯片"而言:這是可靠性驗證
對于大多數(shù)不靠紫外線來工作的芯片,紫外線測試是一項重要的環(huán)境可靠性試驗,目的是評估其長期抗紫外老化的能力。
核心目的:評估芯片在長期紫外線照射下的耐久性和穩(wěn)定性。這主要針對那些會暴露在日光(含紫外線)下工作的芯片,例如汽車電子、戶外顯示屏、太陽能設(shè)備中的控制芯片等。
評估指標(biāo):測試前后,工程師會重點比較芯片的電性能參數(shù),如漏電流是否增大、失效電壓是否變化、表面鈍化層是否出現(xiàn)裂紋或氧化等。
影響機制:長時間的紫外線輻射可能會在芯片的二氧化硅絕緣層中產(chǎn)生電子-空穴對,導(dǎo)致陷阱電荷累積,從而使芯片的漏電流上升,甚至引發(fā)電路失效。

3. 對“紫外線傳感器芯片"而言:這是性能標(biāo)定
還有一類芯片本身就是用來探測紫外線的,比如紫外傳感器。對于它們,“紫外線測試"則是出廠前重要的性能標(biāo)定環(huán)節(jié)。
核心目的:精確測量芯片對特定波長(如UVA、UVB、UVC)和強度的紫外線的響應(yīng)度、靈敏度和線性度。
測試方法:在標(biāo)準(zhǔn)紫外線光源下,測試芯片的輸出信號與輸入紫外光強的對應(yīng)關(guān)系。
測試標(biāo)準(zhǔn)與條件
針對晶圓和半導(dǎo)體產(chǎn)品的紫外老化測試,行業(yè)內(nèi)有通用的參考標(biāo)準(zhǔn),例如:
JEDEC JESD22-A110A:半導(dǎo)體器件的紫外老化測試方法。
GB/T 2423.24-2016:中國國家標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于電子產(chǎn)品環(huán)境試驗的紫外老化部分。
典型的測試條件會使用UVA-340或UVB-313燈管,在50-60°C的環(huán)境下,持續(xù)照射數(shù)百甚至上千小時,來模擬長期的戶外日曬效應(yīng)。
如果你的芯片是用于擦除數(shù)據(jù)的EPROM,紫外線測試是功能實現(xiàn)的核心;如果芯片用于戶外等高輻照環(huán)境,紫外線測試是保證長期可靠性的必要環(huán)節(jié);而如果芯片封裝在不透明的塑料或陶瓷內(nèi),且使用環(huán)境在室內(nèi),則通常不強制要求此項測試。

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