一、半导体芯片温度冲击测试的现实需求
1.1 芯片在温度冲击下的失效风险
半导体芯片从晶圆制造到封装测试，每一个环节都面临温度应力的考验。芯片在制造、封装、运输和使用过程中，会经历反复的温度变化——从封装过程中的高温固化，到工作环境中的温度波动，再到极端条件下的冷热交替。不同材料（硅、金属引线、环氧树脂、焊料等）的热膨胀系数存在显著差异，在温度快速变化时会产生不同程度的热应力。
温度冲击试验正是模拟这种极端温变环境的测试方法。冷热冲击试验箱用于测试各种材料在瞬间下经极高温及极低温的连续环境下忍受的程度，得以在短时间内检测试样因热胀冷缩所引起的化学变化或物理伤害。从精密的IC到重机械的组件，无一不需要它的理想测试工具。通过冷热冲击测试，可以快速暴露芯片封装裂纹、焊点疲劳、材料界面分层等潜在缺陷。
1.2 芯片测试对冷热冲击设备的特殊要求
半导体芯片测试对冷热冲击设备提出了多项特殊要求。首先是温度范围——车规级芯片需满足-40℃~+125℃甚至更宽的温度区间，工业级芯片同样需要在宽温域下验证可靠性。其次是温变速度——芯片需要在极短时间内完成高低温切换，以模拟实际使用中的温度骤变场景。第三是控温精度——芯片的导通电阻、阈值电压等关键电学参数对温度高度敏感，任何微小的温度波动都可能导致测试数据失真。第四是通电测试能力——芯片在温度冲击过程中需要保持工作状态，以便实时监测电性能参数的变化。
2.1 公司概况与产业布局
广东宏展科技位于广东省东莞市，是一家专注于环境与可靠性试验设备研发、制造和销售的国家高新技术企业。公司2013年获国家高新技术企业认定，执行ISO9001质量管理体系。2025年，公司经营范围新增集成电路设计、芯片制造与销售、半导体设备、光电子器件制造等业务，进一步向半导体产业链上游延伸。
宏展科技的产品线涵盖高低温试验箱、冷热冲击试验箱、恒温恒湿试验箱等30余种环境模拟设备。公司产品已广泛应用于电子、半导体、光电、通讯、航空航天、汽车等行业。
2.2 TS系列冷热冲击箱：专为半导体芯片测试打造
宏展科技TS系列冷热冲击试验箱（又称高低温冲击试验箱）是专为极限温度应力测试打造的核心设备。产品分为两箱式（吊篮移动式）与三箱式（气动风门式）两大系列，温度切换速度行业**，两箱式切换时间≤5秒，三箱式≤10秒。
TS系列广泛应用于半导体、汽车电子、航空航天、精密工业等对可靠性要求严苛的领域，是产品环境应力筛选与可靠性验证的必备装备。设备适用于电子芯片IC、半导体陶瓷及高分子材料之物理性变化，测试其材料对高、低温的反复抵拉力及产品于热胀冷缩产生的化学变化或物理伤害。
三、宏展科技TS系列冷热冲击箱核心参数解析
3.1 温控精度与温度均匀性
TS系列的温度波动度≤±0.5℃，温度均匀性≤±2.0℃。宏展TS3系列引进法国Froilabo温控技术，实现±0.5℃的控温精度。设备采用蜂窝式风道设计，通过优化气流组织路径，确保测试腔体内温度均匀度≤±2℃。
这一精度的实际意义在于：当芯片在极端温变条件下反复冲击时，测试设备能够准确还原设定的温度环境，确保导通电阻、阈值电压等关键电学参数的测量结果真实反映芯片性能。对于7nm及以下先进制程芯片而言，±0.5℃的控温精度意味着测试数据的可重复性大幅提升。
3.2 高温室与低温室参数
TS系列高温室预热温度范围为+60℃～+200℃，升温速率+60℃至+200℃≤20分钟。低温室预冷温度范围为-78℃～0℃，降温速率+20℃至-75℃≤60分钟。试验方式采用气动风门切换2温室或3温室方式。
温度恢复时间在5分钟以内。试样搁架承载能力30kg，试样重量根据型号不同为7.5kg或10kg。
3.3 标准容积规格
TS系列标准容积覆盖80L、150L、225L、408L等规格。其中TS-180型号（180L）是半导体芯片测试的常用规格。两箱式冷热冲击试验机系列产品配置34L、64L、100L、180L、340L、600L、1000L、1500L等容积型号，满足不同客户的测试需求。
3.4 满足的测试标准
TS系列冷热冲击试验箱满足的试验方法包括GB/T 2423.1.2、GB/T 10592-2008、GJB 150.3高低温冲击试验等标准。设备满足GB/T 2423.1.2、GJB 150.3高低温冲击试验等14项国内外标准。GJB150.5A标准规定：高温温度70℃，低温温度-55℃，温度转换时间不大于5分钟，高低温各保持1小时，至少循环3次试验。
四、半导体芯片冷热冲击测试的典型应用
4.1 微处理器芯片测试
在微处理器芯片测试项目中，客户要求测试温度区间-40℃～125℃，宏展科技TS-180温度冲击试验机可完整满足客户测试需求。TS-180可搭配delta design测试机共同开展微处理器芯片测试，有效提升芯片测试效率与数据准确性，快速完成芯片通电工况下的电性能测试、失效分析、可靠性评估等工作。
测试流程包括：将待测微处理器芯片放置于专用测试治具腔体中，操作人员在触控屏幕设定所需执行的温度区间、循环次数、高低温驻留时长，设备搭载二元复叠式制冷系统独立管控冷热蓄温区，冷热气流分区存储、自动快速切换冲击。
4.2 RF射频芯片高低温冲击测试
射频芯片是进行蜂窝网络连接、Wi-Fi、蓝牙、GPS等无线通信功能必需的核心模块。国内某射频功率放大器制造企业选用宏展科技TS-180温度冲击试验机，给射频芯片构建-60℃～+150℃稳定交变温度环境，满足测试芯片性能验证要求。
设备可在设定区间内实现快速温度切换，广泛应用于射频芯片测试领域，能够模拟射频芯片在各类极限工况环境下能否维持正常电平、频率稳定性。典型测试区间如-40℃～80℃，模拟芯片持续射频发射模式下的运行状态。
4.3 车规级芯片AEC-Q100认证测试
宏展科技冷热冲击试验箱适用于车规级芯片高低温可靠性验证，能够快速模拟车辆使用过程中可能遇到的各类极端温度环境，完成芯片高低温循环与冲击测试。设备可适配各类测试平台，协助企业研发符合AEC-Q100可靠性认证的车载芯片。
国内某半导体公司**芯片测试需求为-40℃～105℃，选用TS-180温度冲击试验机与泰瑞达测试机联用，对**芯片执行快速冷热冲击。设备支持编辑12组不同形式的循环温度程序，高效获取完整、精准的可靠性试验数据。
4.4 集成电路与BGA封装测试
宏展科技温度冲击试验机可对接探针台和晶片级集成电路专用自动测试机协同工作。设备可为半导体IC封装芯片、组件、PCB、MEMS、MCM、BGA、CSP等元器件提供精准稳定的温度测试环境，可完成大批量器件同步温度循环或者冷热冲击试验。
五、TS系列的核心技术优势
5.1 两箱式与三箱式灵活选择
TS系列提供两种结构类型以满足不同芯片测试需求：
对于需要通电测试的芯片样品，三箱式设计更具优势——样品在测试过程中完全静止，通过气动风门切换冷热气流实现温变冲击。这一设计对高价值精密组件尤为关键，彻底消除了机械振动干扰。
5.2 通电工况实时监测
TS系列箱体左侧配备φ50mm测试孔，可供外加电源负载配线，实现测试过程中的通电实时监测。这意味着在-65℃~+150℃的极端温变过程中，芯片可以在工作状态下接受考验，测试结果更贴近实际应用场景。
5.3 二元复叠式制冷系统
TS系列搭载二元复叠式制冷系统，低温段采用R23环保制冷剂，高温段采用R404A。系统采用逆卡诺循环设计，制冷效率大幅提高。独特的冷热旁通调节和防液击系统设计使压缩机工况保持最佳状态，提高了压缩机使用寿命。系统不需要LN₂液氮或CO₂辅助冷却。
5.4 认证与校准
TS系列产品国内率先通过CE认证。整机通过ISO 9001、CE、RoHS认证。整机计量可溯源CNAS校准。温度显示精度±0.5℃。
六、结语
半导体芯片从设计验证到量产筛选，温度冲击测试是贯穿全流程的关键环节。广东宏展科技有限公司依托东莞的制造业区位优势，以TS系列冷热冲击试验箱为核心产品，为半导体行业提供了-65℃~+150℃宽温域覆盖、温度波动度≤±0.5℃、温度均匀性≤±2.0℃、温度恢复时间≤5分钟的冷热冲击测试解决方案。
TS-180等型号已成功应用于微处理器芯片、RF射频芯片、车规级芯片、**芯片等多种半导体器件的温度冲击测试，可搭配delta design、泰瑞达等测试机联合开展通电工况下的芯片电性能测试与失效分析。系列产品国内率先通过CE认证，满足GJB150.5及GB/T2423等14项国内外标准，正成为越来越多半导体企业在芯片可靠性验证领域的可靠选择。