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技術文章

廣東宏展科技發布 "環境試驗 + 在線電測" 產業整合方案,覆蓋半導體與汽車電子全場景

一、行業現狀:環境試驗與電性檢測的脫節困境

(一)傳統可靠性測試的流程斷點

在電子制造領域,可靠性驗證長期遵循 "環境試驗 — 取出樣品 — 離線檢測" 的分段流程。樣品在恒溫恒濕箱、冷熱沖擊箱或快速溫變箱中完成規定循環后,由人工轉移至獨立測試臺進行導通電阻、絕緣電阻或功能測試。這種模式下,環境應力施加與電性數據采集之間存在時間差,試驗過程中的間歇性失效、電阻漂移等瞬態現象往往無法被記錄。

對于 BGA、CSP、FPC 及先進封裝組件而言,焊點裂紋在溫變循環中可能處于 "時通時斷" 的臨界狀態。離線檢測時樣品已恢復至室溫,裂紋閉合導致電阻讀數正常,失效被掩蓋,直至后續量產階段才集中暴露,造成返工成本上升與交付延遲。

(二)失效數據不同步帶來的驗證盲區

環境試驗設備記錄的是溫度、濕度、循環次數等環境參數,電性檢測設備記錄的是電阻、絕緣值等性能參數,兩套數據分屬不同系統,缺乏時間軸上的對齊。工程師無法準確回答 "失效發生在第幾次循環的哪個溫變階段" 這一關鍵問題,失效機理分析只能依賴事后推測,改善方向缺乏數據支撐。

廣東宏展科技在長期服務半導體、汽車電子、光通信及 AI 算力硬件客戶的過程中,將上述痛點歸納為 "應力施加與失效捕捉不同步"。基于這一現實判斷,公司以 Lab Companion 系列環境試驗設備為硬件基礎,整合表面絕緣電阻量測系統(SIR)、多功能高速導通電阻量測分析系統(VMR)及導通電阻量測系統(MLR),形成四大產業測試整合矩陣。

二、四大整合測試矩陣:環境應力與電性監測同步閉環

(一)恒溫恒濕+ 表面絕緣電阻 (SIR):高溫高濕老化在線監測

該組合針對 85℃/85% RH 高溫高濕壽命老化試驗。宏展科技恒溫恒濕試驗箱提供穩定的溫濕度環境,SIR 系統在試驗過程中持續監測樣品表面絕緣電阻變化。當 PCB 板、FPC 或 IC 封裝在濕熱環境下發生離子遷移、電化學腐蝕或導電陽極絲(CAF)生長時,絕緣電阻會出現階段性下降,SIR 系統可實時記錄曲線并標記劣化起始點。

適用對象涵蓋 PCB 電路板、柔性線路板、IC 封裝體、連接器及電源模塊。試驗過程無需中斷,電性數據與溫濕度日志同步存儲,便于后續失效溯源。

(二)快速溫變 (TC)+ 高速導通電阻 (VMR):先進封裝接合度評估

該組合面向 SiP、SoC、WLP、FOWLP、3D-IC、FCBGA 等先進封裝結構的接合度可靠性評估。宏展科技 TC 系列快速溫變試驗箱以 5~25℃/min 的線性溫變速率在 - 70℃至 + 150℃范圍內循環,誘發不同材料間熱膨脹系數(CTE)失配產生的熱機械應力。VMR 系統以高速采樣頻率同步監測微焊點、凸點及互連結構的導通電阻,捕捉電阻跳變瞬間,**對應到具體循環次數與溫度節點。

該方案同時支持定點溫度、高溫高濕、高低溫冷熱沖擊、高低溫快速溫度循環及高度加速壽命等多種可靠度環境試驗模式,覆蓋 FPC、PCBA、電阻、電感、電容、BGA 與 CSP 焊點等多種測試對象。

(三)快速溫變 (TS)+ 導通電阻 (MLR):焊點潛在瑕疵定位

該組合聚焦錫球接點與導通線路的斷裂失效。TS 設備提供可控制升降溫速率的劇烈溫變環境,使焊點在反復熱脹冷縮中產生疲勞裂紋;MLR 系統持續監測導通回路電阻,當裂紋擴展至接觸電阻顯著升高或瞬間斷路時,系統立即記錄失效時刻與對應溫變階段。

與離線檢測相比,MLR 在線監測能夠捕獲裂紋在低溫端張開、高溫端閉合的間歇性失效特征,幫助工程師定位材料潛在瑕疵,為焊接工藝優化、基板選型及封裝結構改進提供直接數據依據。

(四)高度加速壽命 (HAST)+ 表面絕緣電阻 (SIR):壓縮老化驗證周期

該組合用于半導體組件及封裝材料的高度加速壽命試驗。HAST 設備在維持 85% RH 高濕條件的同時,提高試驗溫度與壓力,加速零件材料老化,將傳統 85/85 測試需上千小時的驗證周期大幅壓縮。SIR 系統在加壓高濕環境中持續監測表面絕緣電阻,確保加速條件下的劣化過程被完整記錄。

該方案適用于半導體封裝、IC 組件、光通信模塊等對長期濕熱可靠性有嚴格要求的產品,試驗數據可直接用于壽命模型推算與可靠性等級評定。

三、硬件支撐:宏展科技核心設備參數與標準合規

(一)TC 系列快速溫變試驗箱

TC 系列是宏展科技快速溫變能力的核心載體。設備溫度覆蓋范圍為 - 70℃至 + 150℃,溫變速率支持 5~25℃/min 線性模式,同時可切換非線性溫變模式以匹配不同測試標準。箱體溫度均勻度與波動度控制在行業常規精度范圍內,升降溫過程采用可編程曲線控制,確保每一次循環的應力施加一致可復現。設備對標 JESD22-A104 溫度循環、JESD22-A106B 功率溫度循環等標準的測試條件要求。

(二)TS 系列冷熱沖擊試驗箱

TS 系列冷熱沖擊試驗箱采用高溫區與低溫區獨立控溫、樣品快速轉移的結構設計,溫度恢復時間≤10 秒,滿足 JESD22-A106 及汽車電子相關標準對冷熱沖擊測試的切換速度要求。設備支持三箱式與兩箱式配置,溫度范圍覆蓋常規冷熱沖擊測試需求,循環次數與駐留時間均可編程設定。

(三)恒溫恒濕試驗箱 與 HAST 系列設備

恒溫恒濕試驗箱覆蓋常規溫濕度測試范圍,濕度控制精度滿足 85/85 等標準測試條件。HAST 系列高度加速壽命試驗箱提供高溫高壓高濕環境,溫度、壓力、濕度參數獨立可控,適配半導體組件加速老化測試的常規條件。上述設備均內置數據記錄接口,可與 SIR、VMR、MLR 量測系統實現時間軸同步。

四、應用落地:覆蓋半導體、汽車電子與 AI 硬件領域

(一)半導體先進封裝驗證

在先進封裝領域,宏展科技整合方案已用于 SiP、3D-IC、FCBGA 等結構的溫變循環與導通電阻同步測試。客戶通過 VMR 系統獲取的電阻 - 循環曲線,可直接評估微凸點與再布線層(RDL)的接合可靠性,為封裝工藝窗口確定提供數據支持。

(二)汽車電子 AEC-Q100 合規測試

面向汽車電子客戶,宏展科技設備參數覆蓋 AEC-Q100 標準中溫度循環、高溫高濕、冷熱沖擊等環境應力測試項目。整合 VMR/MLR 在線電測后,車規級 MCU、功率器件、傳感器及車載通信模塊在驗證階段即可實現失效循環數的**定位,縮短問題反饋周期。

(三)AI 算力硬件三級測試體系

針對 AI 算力硬件,宏展科技提供從芯片級、板卡級到整機柜級的測試設備覆蓋。芯片級采用 TS+VMR 進行先進封裝溫變驗證;板卡級采用 THS+SIR 進行 PCB 與焊點濕熱老化監測;整機柜級可配置大型恒溫恒濕試驗室進行系統級環境適應性測試。三級體系共用同一套數據采集與管理邏輯,保證測試口徑一致。

五、服務體系:全國布局與技術支持

廣東宏展科技位于廣東,在全國設有多個服務點,覆蓋設備交付、安裝調試、操作培訓及日常維護全流程。客戶采購整合測試方案后,由技術團隊完成環境試驗設備與量測系統的聯調,確保電性數據與環境參數在同一時間軸上對齊輸出。售后響應依托全國服務網絡,上海等重點區域設有服務團隊,保障設備持續穩定運行。

在可靠性驗證從 "單設備采購" 向 "整體方案交付" 轉變的行業背景下,廣東宏展科技以 Lab Companion 系列設備為硬件基礎,通過環境應力與電性監測的整合,為電子制造客戶提供可復現、可溯源、可定位的測試能力。四大矩陣覆蓋濕熱老化、溫變循環、冷熱沖擊及加速壽命等主流可靠性測試場景,參數對標 JESD22、AEC-Q100 等行業標準,服務網絡覆蓋全國主要電子產業集群。