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技術文章

廣東宏展科技TC系列溫循箱:從消費級到車規級閃存顆粒的全場景溫度測試方案

一、NAND Flash閃存顆粒的溫度敏感性

NAND Flash閃存是一種非易失性存儲器,不需要電力來維持數據的儲存。與NOR Flash用于儲存程序代碼不同,NAND Flash主要用于儲存數據,應用范圍涵蓋消費電子、數據中心、汽車電子、物聯網、工業控制等眾多領域。無論是作為獨立存儲芯片,還是集成于SSD、eMMC等存儲模組中,閃存顆粒的可靠性都直接決定了整個存儲系統的數據**性與使用壽命

NAND Flash閃存顆粒對溫度變化高度敏感。高溫環境下,浮柵晶體管中的電荷泄漏速率加快,數據保持能力下降,擦寫耐久性也會受到負面影響;低溫環境下,電荷泵效率降低,讀寫操作的時序窗口變窄,可能引發數據讀取錯誤或寫入失敗。在實際應用中,閃存顆粒往往需要在寬溫度范圍內工作——消費電子設備從冬季戶外到夏季車內,數據中心服務器全年無休運行,汽車電子更是面臨-40℃至+125℃的極端溫度考驗

閃存顆粒內部由多種材料構成:硅基芯片、封裝樹脂、焊球、金屬引線框架等,不同材料的熱膨脹系數存在顯著差異。溫度循環過程中,這些材料反復經歷膨脹與收縮,各材料界面處承受剪應力與拉應力的交替作用。循環次數累積后,可能導致焊點開裂、封裝分層、鍵合線斷裂等物理失效。因此,在閃存顆粒出廠前,必須通過溫度循環測試來驗證其在不同溫度條件下的功能完整性與結構可靠性

二、廣東宏展科技TC系列:東莞制造的閃存測試專業設備

廣東宏展科技位于廣東省東莞市,是一家專注于環境試驗設備研發生產的國家高新技術企業。公司主營產品涵蓋高低溫試驗箱溫度循環試驗箱、快速溫變試驗箱、冷熱沖擊試驗箱等30余種環境模擬設備。宏展科技作為Lab Companion品牌原廠,全權負責產品研發制造、新品銷售和售后維修服務

TC系列溫度循環試驗箱是宏展科技面向半導體和存儲行業推出的專業設備。該系列采用單槽一體式腔體設計,整個測試過程在同一工作室內完成,樣品無需在不同腔體間轉移。這一設計確保了溫度循環的連續性,避免了樣品轉移帶來的溫變不連續和測試條件不一致問題

在制冷系統方面,TC系列搭載二元復疊式風冷制冷系統,由高溫級與低溫級兩套制冷循環協同工作,不需要液氮或二氧化碳輔助冷卻。這一系統結構使TC系列能夠實現-70℃的超低溫穩定輸出,同時降低了用戶的運行成本和維護難度

在控制系統方面,TC系列搭載工業級觸摸屏控制器。設備支持可編程1200段溫變循環,可預設多組標準測試程序,直接調用JEDEC JESD22-A104標準中各條件的預設參數。設備支持掃碼錄入產品批次號,試驗結束后自動生成含合格/不合格判定的PDF報告,進入企業質量追溯鏈

三、核心參數:精準控溫保障閃存測試有效性

根據宏展科技官方產品規格,TC系列溫度循環試驗箱的核心性能參數如下

溫度范圍:-70℃至+150℃。標準機型覆蓋220℃的寬溫區間,能夠滿足閃存顆粒從低溫存儲到高溫工作的大部分測試需求。TC180、TC225、TC600、TC800、TC1000等型號均提供這一溫區范圍。該溫度范圍完全覆蓋了JEDEC JESD22-A104標準從Condition A到H的全部溫區要求

溫度波動度:≤±0.5℃。該指標保證了恒溫階段溫度的高度穩定,避免了因溫度波動造成的測試數據偏差

溫度偏差:±2.0℃。控溫精準,確保實際溫度與設定溫度之間的偏差控制在可接受范圍內

溫度變化速率:提供5℃/min、10℃/min、15℃/min、20℃/min、25℃/min共五檔溫變速率選擇(線性或非線性變化)。可選配液氮輔助制冷系統,降溫速率可達30℃/min

標準容積:TC180、TC225、TC600、TC800、TC1000等多種標準容積型號。80L至8000L非標尺寸可定制

溫度波動度≤±0.5℃意味著無論閃存顆粒在試驗箱內的擺放位置如何,所承受的溫度條件基本一致,測試結果具有良好的可重復性。溫度偏差±2.0℃則保證了設定溫度與實際溫度之間的偏差在可接受范圍內。這些參數共同確保了TC系列在執行數百次甚至上千次溫度循環時,每次循環的溫度條件高度一致,測試數據真實可靠

四、閃存顆粒溫度循環測試的典型應用方案

基于上述設備參數,TC系列溫度循環試驗箱可覆蓋從消費電子到車規電子的全場景閃存顆粒溫度循環測試需求。

消費級閃存顆粒溫度循環測試:針對消費電子設備中的NAND Flash閃存顆粒,TC系列可執行+25℃至+70℃的溫度循環測試。設備內置的四階段循環程序可自動執行升溫、高溫保持、降溫、低溫保持的完整循環。測試過程中可配合外部測試系統持續監控閃存顆粒的讀寫性能與錯誤率,驗證其在溫度循環條件下的功能完整性。

工業級/企業級閃存顆粒溫度循環測試:針對數據中心、企業級存儲等高可靠性場景,TC系列可執行+40℃至+85℃的溫度循環測試。工業級存儲產品需驗證工作溫度-40℃至85℃、存儲溫度-55℃至125℃的極限工況。TC系列在-70℃至+150℃全溫域范圍內均可穩定運行,完全滿足工業級閃存顆粒對測試溫區的嚴格要求。

車規級閃存顆粒溫度循環測試:汽車電子前裝閃存顆粒需滿足AEC-Q100 Grade 2(-40℃至+105℃)或Grade 1(-40℃至+125℃)的嚴苛要求。TC系列溫度范圍-70℃至+150℃,完全覆蓋車規測試的溫區需求。設備可預設-40℃至+125℃的溫度循環程序,執行數百次循環以驗證閃存顆粒在極端溫度條件下的可靠性。

TC系列溫度循環試驗箱可與愛德萬(Advantest)內存IC測試系統、泰瑞達(Teradyne)、惠瑞捷(Verigy)等工程機聯用,客戶可直接在極端溫度下測試閃存顆粒的運作特性。設備支持DUT試樣測溫模式,可外接T/K型熱電偶采集芯片表面真實溫度,精準監控試樣達到預設溫度。適用于閃存、內存、eMMC等各類存儲器件高低溫可靠性驗證

五、批量測試能力與數據追溯

閃存顆粒溫度循環測試往往需要同時驗證多顆樣品,以獲取具有統計意義的測試數據。TC系列溫度循環試驗箱采用多層托盤設計,可根據閃存顆粒的尺寸和數量靈活配置托盤層數。標準容積400L、600L、800L、1000L等大容積型號,單次可同時測試大批量閃存顆粒。

在測試過程中,每一顆閃存顆粒均可獨立供電并與外部測試系統連接,實現獨立的數據監控。設備自帶的工業級觸摸屏控制器支持掃碼建檔與批次追溯,自動記錄每批次測試的溫度曲線、溫變速率、駐留時間等關鍵數據。測試完成后可自動生成含合格/不合格判定的PDF報告,進入企業質量追溯鏈

TC系列溫度循環試驗箱依據GB/T 10592-2023設計制造,設備出廠前均經第三方校準,提供合格校準報告。整機可溯源CNAS計量校準,通過ISO 9001、CE、RoHS認證

六、結語

NAND Flash閃存顆粒的可靠性直接決定了終端存儲產品的質量與使用壽命。溫度循環測試作為驗證閃存顆粒在寬溫域條件下功能完整性與結構可靠性的核心手段,其有效性高度依賴于試驗設備自身的性能。一臺溫度控制精準、溫場分布均勻、長期運行穩定的溫度循環試驗箱,是獲取有效測試數據的前提條件。

廣東宏展科技TC系列溫度循環試驗箱,憑借-70℃至+150℃的寬溫域覆蓋、≤±0.5℃的溫度波動度、±2.0℃的溫度偏差以及5℃/min至25℃/min的多檔溫變速率,為NAND Flash閃存顆粒的溫度循環測試提供了可靠的設備支撐。從東莞走向全國,宏展科技TC系列已在半導體、存儲、汽車電子等行業服務超過10000家客戶,成為國產溫度循環試驗設備領域的重要力量。