CN101852551A - 用于对电子元器件进行高温测试的炉 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于对电子元器件进行高温测试的炉，所述炉可以包括顶部可以打开的炉体，设置于所述炉体内部的加热装置，温控单元，连接于所述炉体并可操作地连接到所述加热装置，用来对所述炉体内的空气加热并保持在所需的温度。在所述炉体上具有开槽，用于容纳待测的电路板，以及电热绝缘层，设置在所述炉体内部中的所述开槽的周围。所述开槽可以位于炉体底部，所述电路板可以是延伸穿过炉体底部的开槽并插入到放置于炉体外部下方的主板上的图形卡，由此将图形卡隔离开进行单独的高温测试。

Description

用于对电子元器件进行高温测试的炉

技术领域

本发明涉及一种对电子元器件进行高温测试所使用的设备，特别涉及一种用于对诸如图形卡或其他电路板的计算机元器件进行高温测试的炉。

背景技术

在设计制造图形卡时，通常需要对图形卡和图形卡上的图形处理单元(GPU)进行高温条件下的测试，以确保其在高温环境下是否能正常工作。在对图形卡和GPU的高温测试中，需要对测试的环境温度进行精确的模拟和控制，比如将温度控制在55℃或85℃的情况。在现有技术领域中，通常的测试方法是利用常见的温度可控的恒温箱，将图形卡、主板、ATX电源、硬盘及其他计算机器件一起放置到这种恒温箱中，通过将恒温箱设定为所需的测试温度从而测试图形卡在该温度下的工作情况。然而，当只需对特定的元器件(例如图形卡)进行单独测试时，现有的这种测试方法会带来很多问题。例如，当在测试中发现图形卡工作不正常时，难以确定到底是图形卡本身发生了故障，还是图形卡与之相连的主板或硬盘等其他元器件发生了故障而导致图形卡不能正常工作。因此，采用现有的恒温箱无法准确地判断出是否是图形卡本身在高温工况下发生了故障。

因此，需要一种系统和方法来解决上述问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为了解决上述现有技术中的问题，本发明专门针对于电子元器件的高温测试设计了一种高温测试炉。这种炉具有温控单元和加热装置，通过利用该温控装置将炉内温度保持在恒定的温度下。在炉体内具有一开槽用于容纳待测的电路板。该开槽例如可以位于炉体的底部上。该电路板可以是延伸穿过炉体底部的开槽并插入到放置于炉体外部下方的主板上的图形卡，由此将图形卡隔离开进行单独的高温测试。此外，可以将一电热绝缘层设置在炉体内部的底部上围绕所述开槽的区域中，以便提供与炉外环境空气的进一步隔离。

该炉还可以包括连接到炉体上的电路板芯片温控装置。将一电路板芯片加热片通过柔性导线电连接到所述电路板芯片温控装置上。将加热片穿过炉体侧壁上的开口插入到炉体内部，同时保持加热片与温控装置的电连接。然后将加热片贴附到炉体内部的电路板的芯片上，从而使芯片在高温测试期间保持在相对恒定的温度下。

附图说明

本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。在附图中，

图1示出了根据本发明的实施例用于对电子元器件进行高温测试的炉的正面外部结构；

图2示出了根据本发明的实施例用于对电子元器件进行高温测试的炉的背面外部结构；

图3示出了图1所示的根据本发明的实施例用于对电子元器件进行高温测试的炉的顶部结构图，其中示出了炉盖打开时的内部结构和炉内的元器件。

图4示出了图1所示的根据本发明的实施例用于对电子元器件进行高温测试的炉内部的局部放大视图，其中示出了设置有开槽和隔热帘的炉内一角。

图5示出了图1所示的根据本发明的实施例用于对电子元器件进行高温测试的炉的顶部结构图，其中示出了将待测的电路板插入到炉体底部的开槽中的情形。

图6是根据本发明的实施例用于对电子元器件进行高温测试的过程框图。

图7是根据本发明的实施例用于对电路板上的芯片进行高温测试的过程框图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

图1和图2分别示出了根据本发明的用于对电子元器件进行高温测试的炉的正面结构和背面结构。图1示出了恒温炉1的正面结构，图2示出了恒温炉1的背面结构。如图1所示，炉1包括炉体1a和其上的温控单元2，该温控单元2通过控制设置在炉1内的加热装置16(如图3所示)来设定并调节炉1内的温度。该温控单元2包括控制面板3，带有温度调节钮3a用来调节所需的炉内温度，并具有显示屏3b用来显示炉内的实时温度。根据本发明的炉例如可将炉体内的环境温度从室温升高至120℃。在一个实施例中，通常可选择将温度控制在55℃或85℃的条件下对图形卡的工作状况进行测试。温度调节的精度可以根据用户的需要自行设定，在本发明中给出了温度精度为±1℃的示例作为参考。温控单元2还具有分别用来打开和关闭炉体1a内的加热装置16的加热开关4和散热开关5。温控单元2的内部还可以设置有集成电源(图中未示出)，可操作用来为炉1的一个或多个部件进行供电。如果需要的话，还可以在温控单元2的控制面板3上设置用来指示炉1是否接通电源的电源指示灯。在一个示意性实施例中，炉1具有支持110V与220V交流输入的电源，这样不会受到不同地区用电电压不一样的限制，而可以根据不同地区的电压状况自动切换使用。

根据本发明的炉体1a具有以铰接方式连接到炉体1上的炉盖23，炉盖23可以打开或关闭以便将图形卡等电子元器件放置到炉体1a内部。对于本领域技术人员显而易见的是，根据本发明的炉1不限于是上掀盖式的，可以根据不同的需要采取其他开放形式，比如在炉体1a的侧壁上设置门。在炉盖23的开启边缘处设置有一个或多个锁扣装置10a和10b。在炉1工作时，可以将该锁扣装置10a和10b关闭并锁紧炉体1a顶部上的炉盖23，使炉体与外界热隔离，从而将炉体内部保持恒定的测试环境温度。相应地，如图2所示，在与锁扣装置10相对的炉盖23的另一侧上设置有铰链13a和13b。在炉盖23的顶部上可以安装把手11，便于炉1的运输及打开/关闭炉盖23。然而，把手11可以安装在炉盖上任意合适的位置，以便于炉1的运输及打开/关闭炉盖23。

在炉体1a的外侧还设置有散热口7和排风口8，用于当炉体内散热时排出热量，其具体工作原理将在下文进行详述。

图3示出了图1所示的根据本发明的实施例用于对电子元器件进行高温测试的炉1的顶部结构图，其中示出了炉盖23打开时的内部结构和炉内的元器件。

下面参考图3来描述如何将诸如图形卡的电路板在保持与主板连接的同时与炉外的其他元器件相隔离，并放置于炉体内进行高温测试。如图3所示，炉体1a内部设置有加热装置16，该加热装置16的加热方式可以是本领域技术人员熟知的任何方式，如电热棒、电阻丝、电热板、厚膜加热器等。在炉体1a内设置有温度传感器15，用于感测炉1内的实时温度，并将该温度信号反馈到温控单元2，从而将炉体内的温度精确控制到用户所需的温度值。炉体1a内还设置有对流风扇14，当炉1内的加热装置16启动加热时，对流风扇14也同时开始工作，使炉体内被加热的空气发生对流而分别均匀，从而使得炉体1a内各处的温度尽快达到一致，实现炉体内的恒温。在炉盖23内侧还安装有散热风扇19，在炉体1a需要散热降温时该散热风扇19工作，将炉内的热量通过排风口8迅速传导到炉外，从而使炉体内温度快速下降。

参考图4，示出了根据本发明实施例的图1的炉的局部放大视图，其中示出了设置有开槽和隔热帘的炉内一角。如图3和图4所示，在炉体1a底部上开设有用于将待测图形卡插入其中的开槽18。然而，本领域技术人员可以理解的是，该开槽可以位于炉体中的任意其他位置，只要能插入待测图形卡即可。将一电热绝缘层17设置在炉体1a内部的底部上围绕开槽18周围的区域，并同时使开槽18露出以便容纳图形卡从炉体1a的内部穿过炉体1a的底部伸出。电热绝缘层17和炉体1a底部的总体垂直厚度能允许图形卡的接口部分从所述开槽18中穿过并延伸到所述炉体1a底部之外，以便插入到位于炉1外部下方的主板中的相应图形卡插槽中。在一个示例性实施例中，电热绝缘层17由电木制成，当然也可以使用本领域已知的任何具有电绝缘且隔热的材料。

参考图5，图5示出了图1所示的根据本发明的实施例用于对电子元器件进行高温测试的炉的顶部结构图，其中示出了将待测的电路板插入到炉体底部的开槽中的情形。尽管上述示例性结构是涉及图形卡的测试而描述的，但通过相应地将开槽18和电热绝缘层17的尺寸设置为适合各种尺寸和型号的其他图形卡和电路板，类似的结构也可用于测试其他各种具有不同尺寸的图形卡或电路板。此外，也可以将电热绝缘层17中开口的尺寸调节为部分地覆盖炉体1a中的开槽18，以便容纳尺寸更小的图形卡和其他电路板，使得图形卡和其他电路板和开槽18没有被部分覆盖的情况相比更适于插入到开槽18中。这样，电热绝缘层17可以以可变的方式连接于炉体1a的底部，从而可以安装不同尺寸的电热绝缘层17以适应不同尺寸的图形卡和其他电路板。

接下来参考图6，图6是根据本发明的实施例用于对电子元器件进行高温测试的过程框图。在示例性过程中，在对电路板(在本实施例中例如是图形卡)进行升温测试时，首先打开27炉盖23，然后将图形卡要连接的主板放置29在炉体1a外部的炉底下方。将主板上的图形卡插槽对准开槽18的位置，然后将图形卡从炉1的内部穿过电热绝缘层17插入31到炉体1a底部的插槽18，使得图形卡接口连接部分延伸到炉体1a的底部外面。然后将图形卡接口连接部分插入33炉1外的主板上相应的图形卡插槽中。关闭35炉盖23，接通电源开始高温测试。

通过按照上述步骤，炉1实现了图形卡在与主板保持连接的同时与其他计算机元器件隔开而单独放置在炉1内进行加热的功能。由于炉体底部上开设的开槽18的宽度仅允许插入图形卡，且电热绝缘层17是隔热的，因此仍可以基本保证炉体1a内部与外部环境的热隔离，保证炉体内部的热量不会通过底部上的插槽泄露出去。而且，由于电热绝缘层17是电绝缘的，因此保证了图形卡在穿过炉体底部时不会与炉体本身接触而发生短路，从而保证了图形卡测试的正常进行。

如图1和图2所示，将支撑炉体1a的一组炉脚9安装在炉体1a的底部，炉脚9的高度是可调节的。这组可调节的炉脚9在炉体1a底部和炉1所放置的支撑面之间产生了一个可调节的间隙，以便可以将具有不同高度的主板放置在炉体1a外部的下方。通过调节炉脚9的高度，可以具有足够的空间用于将主板和其他元器件放置在炉1的下方，这确保了图形卡可以可靠地连接于主板上。

在主板不适宜于放置在炉体1a底部的情况下，还可以通过使用延长排线(例如总线扩展器)将图形卡与主板相连接。具体地，将图形卡接口部分可操作地连接到延长排线的一端，再将延长排线延伸穿过炉体1a中的开槽18，然后将延长排线的另一端插入到炉1外部的主板上的相应图形卡插槽中。

如图3所示，当闭合炉盖23时，可以设置耐高温密封条20用来密封炉体1a的顶部开口的边缘与炉盖23的内部外围边缘之间的缝隙.这样可以实现更好的隔热效果。

根据示例性的实施例，炉1还可以对特殊电路板上的芯片进行单独的加热测试。例如，炉1不仅可以对图形卡提供单独的加热，还可以针对图形卡上的GPU芯片进行单独的加热测试。如图1所示，在炉体1a正面设置有一GPU温控装置12，该GPU温控装置12包含一通过柔性导线连接到所述GPU温控装置12的加热片6。加热片6的大小和形状为与GPU的尺寸相近似。

使用图形卡的GPU芯片作为例子，该加热片6能够直接贴附到GPU芯片的外表面上对芯片进行单独的加热，以检测GPU芯片本身是否能在高温下正常工作。如图3和图4所示，在炉体1a的侧壁上设置有一矩形开口21，该开口21从炉体1a的侧壁底部垂直向上延伸到炉体1a的侧壁顶部。在开口21的内部边缘上设置有用于隔热的帘22，以放置炉1的内加热空气从开口21中泄露出去。所述隔热帘22可以是多个平行排列的隔热耐高温软性胶条构成，所述胶条从开口21的内部边缘彼此相对地延伸，以基本上覆盖整个开口21。

参考图7，图7是根据本发明的实施例用于对电路板上的芯片进行高温测试的过程框图。使用图形卡的GPU芯片作为例子，将具有待测GPU芯片的图形卡插入37到炉1的内部，将加热片6连接39到温控装置12上。然后将加热片6穿过隔热帘22插入41到炉体1a的内部，并贴附43到炉1内部的图形卡的GPU芯片上。可以在使加热片6保持与GPU温控装置12电连接的同时完成这一插入过程。将加热片6贴附到图形卡的GPU芯片上可以这些实现：先将GPU芯片外表面上贴附的风扇拆卸下来，将该加热片6用例如导热胶粘接43并固定在原来安装风扇的位置上。由于该隔热帘22是隔热且柔性的，因此在将加热片6插入到炉1后，可以对该隔热帘22的位置进行调整使其基本完全密封住开口21，起到将炉体内与炉外热隔离的作用。

GPU温控装置12的温度调节采用的是反馈式温度调节方式，即在加热GPU芯片时，GPU温控装置12读取GPU自身的温度数据以获知CPU当前的温度，然后将该温度数据反馈到该GPU温控装置12中，以进一步精确控制加热温度。具体而言，如果从GPU温度数据中得知当前GPU本身的温度已经超过了预定的温度，则应减小加热片6的功率以达到用户所需的GPU芯片的精确温度。这样可以使GPU在保持恒定的温度条件下对GPU的各种性能进行测试。该GPU温控装置12上还可以带有温度显示装置24，用来实时显示当前GPU芯片的工作温度。

炉1的炉体尺寸长、宽、高可以根据用户需要进行设定，在本发明的一个示例性实施例中给出了一种参考尺寸，即炉体的长(L)为560mm、宽(W)为280mm、高(H)为260mm。在一个实施例中，开槽18的长、宽和高分别为89mm、7.5mm和10mm，这一尺寸符合标准的PCIE插槽。然而，开槽18的尺寸可以根据需要自由变化，以便满足其他各种标准的要求，诸如VGA插槽、内存条插槽或PCI插槽等等。这样的炉1体积较小，便于搬运，使用起来非常方便，并且可以适合多种不同尺寸的图形卡和电路板。炉体1a的外壁可以采用整体烤漆的工艺，外壁与内壁之间加入隔温棉，以确保炉体内外的热隔离。炉体材料可以选用钛合金，钛合金的优点在于牢固、轻巧且隔热效果好。当然，也可以选用本领域常见的用于恒温箱炉体的其他任何材料。

如果需要对炉体内的加热情况进行直观的观测，则还可以在炉1的外壁上开设观测窗，例如可以加装透明钢化玻璃形成可视观测窗。

本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (19)

1.一种用于对电子元器件进行高温测试的炉，其特征在于包括：

炉体，其顶部可以打开；

加热装置，设置于所述炉体内部；

温控单元，连接于所述炉体并可操作地连接到所述加热装置，用来对所述炉体内的空气加热并保持在所需的温度；

所述炉体上具有开槽，用于容纳待测的电路板；以及

电热绝缘层，设置在所述炉体内部中围绕所述开槽的区域中。

2.根据权利要求1所述的炉，其特征在于还包括：

连接到所述炉体上的电路板芯片温控装置；以及

电路板芯片加热片，通过柔性导线电连接到所述电路板芯片温控装置上。

3.根据权利要求2所述的炉，其特征在于还包括设置在所述炉体侧壁上的开口，所述开口上附着有用于隔热的帘，所述开口的尺寸足以用于将所述电路板芯片加热片插入并从中穿过。

4.根据权利要求1所述的炉，其特征在于所述电热绝缘层和所述炉体底部的总体垂直厚度能允许电路板的接口部分从所述开槽中穿过并延伸到所述炉体底部的外面，以便插入到位于所述炉体外部下方的主板中的相应电路板插槽中。

5.根据权利要求1所述的炉，其特征在于所述电路板是图形卡。

6.根据权利要求1所述的炉，其特征在于所述开槽的尺寸不大于能允许插入电路板的尺寸要求。

7.根据权利要求1所述的炉，其特征在于所述温控单元可将炉体内温度从室温升温至120℃。

8.根据权利要求1所述的炉，其特征在于设置在所述炉体内部上的所述电热绝缘层部分地覆盖所述开槽，以便使所述电路板和所述开槽没有被部分覆盖的情况相比更适于插入到所述开槽中。

9.根据权利要求1所述的炉，其特征在于设置在所述炉体内部上的所述电热绝缘层并非永久地固定，这样可以更换不同尺寸的电热绝缘层从而允许将不同尺寸的电路板插入到所述开槽中。

10.根据权利要求1所述的炉，其特征在于还包括：

以铰接方式连接到所述炉体顶部上的炉盖；以及

由耐高温材料制成的密封层，所述密封层贴附到所述炉体侧壁的顶部边缘上，以在炉盖关闭时提供所述侧壁顶部边缘与炉盖之间的密封。

11.根据权利要求1所述的炉，其特征在于所述炉支持110V和220V的交流电源输入。

12.根据权利要求1所述的炉，其特征在于还包括一组炉脚，所述炉脚的高度是可调节的。

13.根据权利要求1所述的炉，其特征在于所述电热绝缘层的材料为电木。

14.一种使用如权利要求1所述的高温测试炉对电子元器件进行高温测试的方法，包括下列步骤：

将主板放置在炉外，将主板上的电路板插槽与炉内的开槽相对准；

将待测电路板放置在炉内；

将所述电路板与炉内的所述开槽对准并插入到炉外的主板上；以及

关闭炉盖，接通电源以对插入到主板上的电路板进行高温测试。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述电路板是图形卡。

16.根据权利要求14所述的方法，其中将所述电路板放置在炉内从而使所述电路板的接口部分延伸穿过炉内的开槽并插入到炉外的主板上。

17.根据权利要求14所述的方法，其中将所述电路板放置在炉内从而使与所述电路板的接口部分连接的延长排线延伸穿过炉内的开槽并插入到炉外的主板上。

18.一种使用如权利要求2所述的高温测试炉对电子元器件进行高温测试的方法，包括下列步骤：

将待测电路板放置在炉体内；

将加热片连接到温控装置上；

将加热片穿过炉体侧壁上的开口插入到炉体内部，同时保持加热片与温控装置的电连接；

将加热片贴附到炉体内部电路板的芯片上；以及

关闭炉盖，接通电源进行高温测试。

19.根据权利要求18所述的方法，在关闭炉盖前还包括下列步骤：

将主板放置在炉外，将主板上的电路板插槽与炉内的开槽相对准；以及

将所述电路板与炉内的所述开槽对准并插入到炉外的主板上。

Images