CN104749452A - 一种低温测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于电子产品的测试技术领域，公开了一种低温测试装置及测试方法。上述低温测试装置包括制冷剂供应装置、容器和温度探测装置，所述容器通过输入管连接于所述制冷剂供应装置，所述容器上还连接有与外界相通的输出管。上述测试方法包括以下步骤，将容器的底部抵压于待测试的器件上；制冷剂供应装置通过输入管将制冷剂输入容器中，增大制冷剂的流量进一步降低待测试器件的温度，直到所述器件失效并记录所述器件失效时温度探测装置读取的温度。本发明所提供一种低温测试装置及测试方法，其可以有效、方便、准确地对局部器件进行低温可靠性测试，测试精确度佳。

Description

一种低温测试装置及测试方法

技术领域

本发明属于电子产品的测试技术领域，尤其涉及一种低温测试装置及测试方法。

背景技术

目前，电子产品的低温测试，例如主板低温方面的可靠性验证只是局限于整板验证，即一般将整块主板放置于试验设备中，如利用低温试验箱做低温可靠性试验，将主板或整机放入低温实验箱内部，启动实验箱的制冷功能，箱内形成低温环境，对主板进行通电测试，在主板通电工作的过程中逐步降低低温箱的温度，使被测主板置于更低的环境温度状态，直至被测主板工作失效。当整个主板在低温环境下失效时，很难确定具体是由主板上哪个器件引起的，无法准确地找到引起主板失效的根源，在某种情况下只能按照主要器件的参数规格去猜测，也无法针对这种猜测做进一步的实际验证。这样，电子产品的失效分析受到了实验设备方面的限制，无法做到器件级的准确分析，测试精确度差。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种低温测试装置及测试方法，其可针对局部器件进行低温测试，能够做到器件级的准确分析，测试精确度佳。

本发明的技术方案是：一种低温测试装置，包括制冷剂供应装置、可抵压于电子产品局部器件的容器和用于探测所述电子产品局部器件温度的温度探测装置，所述容器与所述制冷剂供应装置之间连接有输入管，所述容器上还连接有与外界相通的输出管。

可选地，所述容器包括杯体和盖体，所述杯体上端设置有开口，所述盖体连接于所述杯体的上端并封堵所述开口，所述杯体包括杯壁和与所述电子产品局部器件相贴的杯底。

可选地，所述杯壁中设置有真空夹层。

可选地，所述输入管与所述输出管穿过所述盖体伸入所述杯体，且所述输入管的端部比所述输出管的端部靠近于所述杯底。

可选地，所述盖体的内侧设置有卡入所述开口的凸台，所述凸台的周围或/和所述开口的边缘套设有密封圈。

可选地，所述杯壁或/和所述盖体的外侧设置有保温层。

可选地，所述输入管或/和输出管的外侧套设有保温层。

可选地，所述输入管的直径大于所述输出管的直径。

可选地，所述制冷剂供应装置为液态气体储存罐。

本发明还提供了一种低温测试方法，采用上述的低温测试装置，包括以下步骤，将容器的底部抵压于待测试的器件上，并将温度探测装置设置于容器的底部与待测试的器件之间或待测试器件的侧面；制冷剂供应装置通过输入管将制冷剂输入容器中，制冷剂气化吸热使待测试的器件温度降低；增大制冷剂的流量进一步降低待测试器件的温度，直到所述器件失效并记录所述器件失效时温度探测装置读取的温度。

本发明所提供的一种低温测试装置及测试方法，其通过采用将制冷剂送入容器中，制冷剂使容器的温度降低，从而使贴于容器底部的局部器件处于低温环境中，可以有效、方便、准确地对局部器件进行低温可靠性测试，能够做到器件级的准确分析，测试精确度佳。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种低温测试装置的平面连接示意图；

图2是本发明实施例提供的一种低温测试装置中容器和输入管、输出管的立体示意图；

图3是本发明实施例提供的一种低温测试装置中容器和输入管、输出管的剖面示意图；

图4是本发明实施例提供的一种低温测试装置中杯体的立体示意图；

图5是本发明实施例提供的一种低温测试装置中杯体的剖面示意图；

图6是本发明实施例提供的一种低温测试装置中盖体的立体示意图；

图7是本发明实施例提供的一种低温测试装置中盖体的另一立体示意图；

图8是本发明实施例提供的一种低温测试装置中盖体的剖面示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

还需要说明的是，本实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

如图1和图2所示，本发明实施例提供的一种低温测试装置，可用于工控机等电子设备的主板等部件的测试。上述低温测试装置包括用于输出制冷剂的制冷剂供应装置1、可抵压于电子产品9上局部器件91的容器2和用于探测电子产品局部器件91温度的温度探测装置3。制冷剂供应装置1可将制冷剂输入容器2中并使容器2的温度降低，从而使紧贴于容器2下方的电子产品局部器件91的温度降低，很好地提供了低温条件。温度探测装置3可为测温线或温度传感器或红外测温仪等。电子产品局部器件91可为芯片、部件等。容器2与制冷剂供应装置1之间连接有用于将制冷剂输入容器中的输入管41，容器2上还连接有与外界相通的输出管42，输出管42可以用于排出气体。温度探测装置3可以设置于容器2与电子产品局部器件91之间或设置于电子产品局部器件91的侧面处。温度探测装置3为测温线时，其可设置于容器2与器件91之间或贴于器件91的侧面，温度探测装置3为红外测温仪时，红外测温仪为一种非接触式测温装置，其可与器件91相距设置。制冷剂可以为液态的惰性气体，例如液氮、氖(Ne)、氩(Ar)等。本实施例，制冷剂以液氮为例，当液氮脱离高压环境后会迅速气化，在气化的过程中会从周围环境吸收大量的热，被迅速吸走热量的局部环境或物体会迅速变冷。通过将制冷剂送入容器2中，制冷剂于容器2中气化而吸热，从而使容器2的温度降低，以测试电子产品局部器件91的低温工作情况，如图1中箭头所示即为制冷剂的流向，这样，可以有针对性地对具体器件单独进行检测，利于快速、准确地确定电子产品中具体耐低温性差的器件，能够做到器件级的准确分析，测试精确度佳。

具体地，如图1～图4所示，容器2为密封容器，其可包括杯体21和盖体22，杯体21上端设置有开口，盖体22连接于杯体21的上端并封堵开口，杯体21和盖体22之间可通过锁固结构连接，具体应用中，杯体21和盖体22之间可以通过螺丝锁紧或焊接锁紧或采用卡扣锁紧，总之要保证容器2为密封容器。杯体21包括杯壁211和与电子产品局部器件91相贴的杯底212。杯底212可为平面实心结构，导温效果好。可以理解地，容器2可以设置为圆筒状等合适形状，容器2的结构也可以根据实际情况设定，均属于本发明的保护范围。杯体21可以采用导热性能好、结构强度佳的金属材料或非金属材料制成，例如铜、陶瓷等。

具体地，如图1～图5所示，杯壁211中设置有真空夹层2110，隔温效果好，利于使与器件紧贴的杯底212温度下降，制冷剂利用率高。

具体地，如图1～图5所示，输入管41与输出管42穿过盖体22伸入杯体21，且输入管41的端部比输出管42的端部靠近于杯底212，输入管41下端可正对于杯底212，以使制冷剂可以直接作用于与器件91相贴的杯底212，进一步提高制冷剂的利用率。而且，输入管41的直径可以大于输出管42的直径，可使制冷剂充分气化并换热后排出，更进一步提高制冷剂的利用率。当然，输入管41与输入管41的结构、形状以及输出管42与输出管42的结构、形状均可以根据实际情况设定，例如将输入管41从杯壁211的侧面且靠近于杯底212处通入容器2，将输出管42从容器2的侧面连通于外界等，均属于本发明的保护范围。

具体地，如图1～图8所示，盖体22的内侧设置有卡入杯体21开口的凸台221，凸台221的周围或/和杯体21开口的边缘套设有密封圈，以避免制冷剂从盖体22与杯体21开口之间的间隙泄漏，凸台221与杯体21内腔契合，达到良好的密封效果，防止氮气外泄对周围操作人员产生不良影响。密封圈可以为胶圈等。盖体22上设置有第一孔位201与第二孔位202，输入管41穿过第一孔位201并伸入至靠近杯底212处，输出管42穿过于第二孔位202并靠近于盖体22。输入管41、输出管42与第一孔位201、第二孔位202之间可以设置有密封材料，例如胶垫等，具体应用时，可将输入管41、输出管42的接头螺纹连接于第一孔位201、第二孔位202，当然，也可以采用其它合适的方式将输入管41、输出管42连接于容器2。具体地，也可以在盖体22中设置真空层，即在盖体22内设置一个用于保温的真空夹层。

具体地，杯壁211或/和盖体22的外侧设置有保温层，以进一步提高隔热效果，利于更进一步提高制冷剂的利用率。具体应用中，保温层可为具有吸水能力的保温层，例如保温棉等，加强其与环境之间的隔热作用，也可吸收电子元器件表面产生的少量水滴，防止电子元器件表面冷凝结水，影响电子元器件通电工作。

具体地，如图1～图8所示，输入管41的侧壁可设置有真空层410。输入管41或/和输出管42的外侧可以套设有保温层，以避免制冷剂过早气化，保温层可采用泡沫、保温层等材料制成，加强其与环境之间的隔热作用。容器2的结构设计成周围带有真空层的目的是为了有效隔热，隔断杯体21内腔与四周空间之间的热交换，使得制冷剂在杯体21内腔中气化时只从杯底212吸收热量，提高了其对杯底212下面的被测器件的冷却能力，减少了其对周围其它器件的温度干扰。输入管41采用带有真空层的管子也是为了隔断其与外界空间环境之间的热交换，防止液氮在输送的过程中影响周边空气温度。

具体地，制冷剂供应装置1可为液态气体储存罐，液态气体储存罐上可设置有调节阀和压力表、输送泵，调节阀可用于调节制冷剂的流量，以控制冷却速率与温度。输送泵可为手压泵或电动泵等，以将制冷剂快速地输送至容器2中。制冷剂供应装置1也可为液态气体供应管道、液态气体制备设备等。

具体应用中，可制作一个密封的、周围带有真空层的容器2（带有输入管41和输出管42的封闭容器），待测电子产品可放置于工作台8上，容器2作为一个冷却源固定在需要被冷却的电子产品的局部器件91上，比如芯片、部件等，容器2底部（底部不带真空层）与器件表面接触，杯底212嵌入一根测温线。然后，将容器2上的输入管41接通液氮存储灌（制冷剂供应装置1），可通过手压泵将液氮泵入容器2，快速进入容器2的液氮在低气压环境中迅速气化成了氮气，由输出管42排出容器2，同时从杯底212吸收了大量的热，杯底212变冷，与杯底212接触的器件也变冷了，这样的持续过程会使主板上的单个器件持续变冷，通过增加液氮流量会使得器件温度变得更低，直至失效，主板失效时测得的杯底212温度就是这个器件真实的低温失效温度。

本发明实施例还提供了一种低温测试方法，采用上述的低温测试装置，包括以下步骤，将容器2的底部抵压于待测试的器件91上，并将温度探测装置3设置于容器2的底部与待测试的器件91之间或待测试器件91的侧面；制冷剂供应装置1通过输入管41将制冷剂输入容器2中，制冷剂气化吸热使待测试的器件91温度降低；增大制冷剂的流量进一步降低待测试器件91的温度，直到器件91失效并记录器件91失效时温度探测装置3读取的温度。

具体应用中，在将容器2的底部抵压于待测试的器件91上之前，可以将电子产品整体放置于试验箱内做低温可靠性试验，以测试电子产品失效温度，以为后续采用上述低温测试装置做参考。

以下结合两个具体应用场景阐述本实施例的测试方法：

应用场景一：一款工控机主板产品放在低温试验箱内做低温可靠性试验，低温箱开启温度为0℃，此时主板通电工作。在主板通电工作的过程中，低温箱开启分步降温的程序，当箱内温度降至-20℃时，主板工作半小时后出现显示信号失真或无显示等显示异常现象。根据逻辑原理推断，承担显示功能或与此功能有直接关联的电子器件91有GPU、CPU、北桥芯片。现在关闭低温箱，使主板恢复常温状态，将其从低温箱中取出，在室温环境下通电工作，先将容器2放在CPU上，使CPU的温度降低至-20℃，持续工作半小时以上，未出现前一次的显示失效现象，再将容器2换置在GPU上，同样将其冷却至-20℃，主板持续工作半小时后出现了同样的显示失效现象，此时可以判定此类失效现象的原因是GPU达到了低温工作极限。

应用场景二：一款工业用CPU全长卡放在低温试验箱内做低温可靠性试验，低温箱开启温度为0℃，此时全长卡通电工作。在全长卡通电工作的过程中，低温箱开启分步降温的程序，当箱内温度降至-10℃时，全长卡工作10分钟后出现断电异常。根据逻辑原理推断，可能是CPU断电保护，也可能是电源转换芯片断电保护。现在关闭低温箱，使全长卡恢复常温状态，将其从低温箱中取出，在室温环境下通电工作，先将容器2放在CPU上，使CPU的温度降低至-10℃，持续工作10分钟以上，未出现断电现象，再将容器2换置在电源转换芯片上，同样将其冷却至-10℃，全长卡持续工作半10分钟后出现断电异常，此时可以判定此类失效现象的原因是电源转换芯片达到了低温工作极限。

本发明实施例所提供的一种低温测试装置及测试方法，其通过采用将制冷剂送入容器中，制冷剂使容器的温度降低，从而使贴于容器底部的局部器件处于低温环境中，可以有效、方便、准确地对局部器件进行低温可靠性测试，能够做到器件级的准确分析，测试精确度佳。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低温测试装置，其特征在于，包括制冷剂供应装置、可抵压于电子产品局部器件的容器和用于探测所述电子产品局部器件温度的温度探测装置，所述容器与所述制冷剂供应装置之间连接有输入管，所述容器上还连接有与外界相通的输出管。

2.如权利要求1所述的一种低温测试装置，其特征在于，所述容器包括杯体和盖体，所述杯体上端设置有开口，所述盖体连接于所述杯体的上端并封堵所述开口，所述杯体包括杯壁和与所述电子产品局部器件相贴的杯底。

3.如权利要求2所述的一种低温测试装置，其特征在于，所述杯壁中设置有真空夹层。

4.如权利要求2所述的一种低温测试装置，其特征在于，所述输入管与所述输出管穿过所述盖体伸入所述杯体，且所述输入管的端部比所述输出管的端部靠近于所述杯底。

5.如权利要求2所述的一种低温测试装置，其特征在于，所述盖体的内侧设置有卡入所述开口的凸台，所述凸台的周围或/和所述开口的边缘套设有密封圈。

6.如权利要求2所述的一种低温测试装置，其特征在于，所述杯壁或/和所述盖体的外侧设置有保温层。

7.如权利要求1至6中任一项所述的低温测试装置，其特征在于，所述输入管或/和输出管的外侧套设有保温层。

8.如权利要求1至6中任一项所述的低温测试装置，其特征在于，所述输入管的直径大于所述输出管的直径。

9.如权利要求1至6中任一项所述的低温测试装置，其特征在于，所述制冷剂供应装置为液态气体储存罐。

10.一种低温测试方法，其特征在于，采用如权利要求1至9中任一项所述的低温测试装置，包括以下步骤，将容器的底部抵压于待测试的器件上，并将温度探测装置设置于容器的底部与待测试的器件之间或待测试器件的侧面；制冷剂供应装置通过输入管将制冷剂输入容器中，制冷剂气化吸热使待测试的器件温度降低；增大制冷剂的流量进一步降低待测试器件的温度，直到所述器件失效并记录所述器件失效时温度探测装置读取的温度。