一、摘要

二、實驗目的

1. 評估小微基站芯片在溫濕度循環變化環境下的電氣性能穩定性，包括信號傳輸質量、功耗、電壓和電流特性等。

2. 檢測芯片在溫濕度循環過程中的功能完整性，確保基站功能（如信號處理、通信協議執行等）不受環境變化影響。

3. 分析芯片在溫濕度循環試驗后的潛在故障點和失效模式，為芯片的可靠性改進提供數據支持。

三、實驗設備

1. 溫濕度循環檢測設備：能夠精確控制溫度范圍在 -40℃至 +85℃，濕度范圍在 20% 至 95%，并且可以按照設定的程序實現溫濕度的快速、穩定循環變化。溫度控制精度在 ±2℃以內，濕度控制精度在 ±3% 以內，可模擬多種惡劣的溫濕度環境條件。

2. 測試儀器：包括示波器、頻譜分析儀、網絡分析儀、電源供應器、邏輯分析儀等。示波器用于檢測芯片引腳的電壓和電流波形；頻譜分析儀和網絡分析儀用于評估芯片的信號處理和傳輸性能；電源供應器為芯片提供穩定電源，并可測量功耗；邏輯分析儀用于分析芯片內部邏輯狀態。

四、實驗樣品

五、實驗步驟

（一）試驗前準備

1. 將小微基站芯片安裝在特制的測試電路板上，確保芯片引腳與電路板上的線路連接良好且穩固。把安裝好芯片的測試電路板放置在溫濕度循環檢測設備內的合適位置，保證芯片能充分暴露在溫濕度環境中。連接好測試儀器到測試電路板上與芯片對應的接口，確保連接準確無誤。

2. 根據小微基站可能面臨的實際環境條件和相關標準，設定溫濕度循環檢測設備的參數：

• 溫濕度循環模式設定：設置溫度從 -20℃以 5℃/min 的速率上升至 +60℃，然后以同樣速率下降至 -20℃；濕度從 30% 以 5%/min 的速率上升至 90%，再以 5%/min 的速率下降至 30%。每個完整的溫濕度循環周期設定為 24 小時，共進行 10 個循環。

（二）溫濕度循環試驗過程

1. 啟動溫濕度循環檢測設備，按照設定的參數開始溫濕度循環試驗。在試驗過程中，每隔一定時間（如每 2 小時）使用測試儀器對芯片進行一次檢測：

• 使用示波器觀察芯片關鍵引腳的電壓和電流波形，檢查是否有波形失真、幅值異常變化等情況。

• 使用頻譜分析儀和網絡分析儀檢測芯片的信號處理和傳輸性能，包括信號頻率、帶寬、增益、衰減、反射等參數，確保信號質量在溫濕度變化過程中保持在正常范圍內。

• 通過電源供應器監測芯片的功耗變化，記錄不同溫濕度條件下的功耗數據。

• 使用邏輯分析儀分析芯片內部邏輯狀態，檢查是否有邏輯錯誤或異常狀態出現。

2. 觀察芯片在試驗過程中的外觀變化，如是否有結露、腐蝕、氧化等現象，并做好詳細記錄。同時，注意觀察芯片在溫濕度變化過程中的工作狀態，是否有異常發熱、冒煙、告警等情況。

（三）試驗后檢測

1. 完成 10 個溫濕度循環周期后，關閉溫濕度循環檢測設備，取出安裝有芯片的測試電路板，在常溫常濕環境下放置一段時間（如 4 小時），使其恢復到穩定狀態。

2. 對芯片進行全面的性能檢測：

• 再次使用示波器、頻譜分析儀、網絡分析儀、電源供應器和邏輯分析儀等測試儀器對芯片進行電氣性能和功能測試，將測試結果與試驗前的初始數據進行對比，分析芯片在溫濕度循環試驗后的性能變化情況。

• 對芯片的外觀進行詳細檢查，查看是否有因溫濕度循環導致的損壞跡象，如引腳腐蝕、封裝開裂、芯片表面變色等。

六、實驗數據記錄與分析

1. 數據記錄

• 詳細記錄試驗過程中的溫度、濕度參數（設定值、實際值、變化速率、時間等）以及每個溫濕度循環周期的次數。

• 記錄芯片在試驗過程中不同時間點的電壓、電流波形數據，包括波形圖、幅值、頻率等參數。

• 記錄芯片在試驗過程中的信號處理和傳輸性能數據，如信號頻率、帶寬、增益、衰減、反射等參數的變化情況，以及出現異常情況的時間和現象描述。

• 記錄芯片在試驗過程中的功耗數據變化情況，以及與溫濕度參數的對應關系。

• 記錄芯片在試驗過程中的內部邏輯狀態分析結果，包括是否有邏輯錯誤、異常狀態的出現時間和具體表現。

• 記錄芯片在試驗前后的外觀檢查結果，如是否有結露、腐蝕、氧化、引腳損壞、封裝問題等情況的描述和照片（如有需要）。

2. 數據分析

• 根據芯片的電壓、電流波形數據，分析在溫濕度循環過程中芯片電氣性能的穩定性，找出可能因溫濕度變化而導致的電氣參數異常變化點。

• 通過對比試驗前后信號處理和傳輸性能數據，評估溫濕度循環對芯片通信功能的影響程度，確定信號質量下降的關鍵環節和參數。

• 依據功耗數據變化情況，分析芯片在不同溫濕度條件下的功耗特性變化趨勢，判斷是否存在因環境變化而導致的功耗異常增加問題。

• 根據芯片內部邏輯狀態分析結果，研究溫濕度循環對芯片邏輯功能的影響，確定是否有潛在的邏輯錯誤或異常狀態積累可能導致芯片失效。

• 結合芯片外觀檢查結果，分析溫濕度循環對芯片物理結構的破壞程度，評估可能的失效模式和潛在故障點，為芯片的封裝和防護設計改進提供依據。

七、實驗報告

標簽：環境模擬試驗箱溫濕度試驗箱立式快速溫變試驗箱