CN107845950A - 一种高效率加散热系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开并提供了一种结构简单紧凑、设计合理和实现对微小芯片的高精度控温的高效率加散热系统。本发明包括载具模块，载具模块用于安装待测芯片；温控模块，温控模块包括温控模块安装块和设置在温控模块安装块上的半导体致冷片，半导体致冷片的上端设置有铜粒，铜粒位于芯片的下方；和顶升模块，顶升模块包括顶升板，载具模块和温控模块上下堆叠设置在顶升板上，顶升模块用于驱动温控模块安装块进行上下位移；载具模块在芯片的安装处的底部适配设置有避让空腔，顶升模块驱动温控模块安装块上升时，铜粒顺着避让空腔直接接触芯片的底部。本发明可用于精密芯片类产品的控温的技术领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种高效率加散热系统。
背景技术
当前很多电子元器件和光学元器件如常见的电阻电容以及芯片等,它们的性能、参数在不同的温度环境下，会出现性能参数不稳定的特性。红外线激光芯片类产品自动化测试过程中，需模拟DUT待测品（Device Under Test）的真实工作环境，而芯片类产品正常工作时，芯片本身会发热，为了得到待测品在真实工作环境时的功能参数，则必须在自动化测试设备中对待测品进行实时精确控温。
当前芯片生产端，对于尺寸较小的芯片类产品，在生产制造前端因技术和成本的限制，极少数厂商会对芯片进行真实工作环境下的性能参数进行测试；由于厂商设备自动化程度低，无法对大批量激光芯片类产品进行测试；另外，小区域内接触式高精度温度控制技术，对结构设计要求极高，在不对产品造成损坏的情况下，实现接触式高精度温度控制技术难度极大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单紧凑、设计合理和实现对微小芯片的高精度控温的高效率加散热系统。
本发明所采用的技术方案是：本发明包括
载具模块，所述载具模块用于安装待测芯片；
温控模块，所述温控模块包括温控模块安装块和设置在所述温控模块安装块上的半导体致冷片，所述半导体致冷片的上端设置有铜粒，所述铜粒位于芯片的下方；
和顶升模块，所述顶升模块包括顶升板，所述载具模块和所述温控模块上下堆叠设置在所述顶升板上，所述顶升模块用于驱动所述温控模块安装块进行上下位移；
所述载具模块在芯片的安装处的底部适配设置有避让空腔，所述顶升模块驱动所述温控模块安装块上升时，所述铜粒顺着所述避让空腔直接接触所述芯片的底部。
进一步地，所述半导体致冷片的上端还设置有NTC热敏电阻，所述NTC热敏电阻上连接有温度采集导线。
进一步地，所述顶升模块还包括设置在所述顶升板上的浮动块，所述浮动块位于所述载具模块的下方，所述浮动块中部的上端设置有铜粒辅助支撑座，所述浮动块的两侧均设置有弹性销，所述弹性销的底部与所述顶升板相配合，所述浮动块的下端面与所述顶升板的上端面之间设置有间隙。
进一步地，所述浮动块的拐角处通过等高螺栓与所述顶升板相连接。
进一步地，所述温控模块安装块与所述顶升板之间设置有弹簧，所述弹簧位于所述顶升板的中部。
进一步地，所述温控模块上设置有与所述半导体致冷片相配合的固定保护块。
进一步地，所述温控模块安装块上设置有滚珠衬套，所述温控模块安装块在所述滚珠衬套的位置的底部处贯通设置，所述顶升板上设置有第一导向柱，所述第一导向柱穿过所述滚珠衬套。
进一步地，所述浮动块位于所述顶升板的前部，所述浮动块中部的两侧均设置有第二导向柱，所述载具模块设置有与所述第二导向柱相配合的导套。
进一步地，所述顶升模块还包括与所述顶升板相配合的顶升气缸，所述顶升气缸位于所述顶升板的下方。
本发明的有益效果为：本发明使用半导体致冷片实现高精度温控，再利用铜粒直接接触激光芯片类产品从而实现对芯片的高效率加散热温度控制；结构简单，紧凑，温度控制精度在±0.5℃。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是温控模块的结构示意图；
图3是顶升模块的结构示意图；
图4是本发明的整体结构的另一个角度的示意图；
图5是铜粒与芯片的配合示意图。
具体实施方式
如图1至图5所示，本发明的具体实施方式是：本发明包括载具模块1、温控模块和顶升模块，所述载具模块1用于高精度安装待测芯片5，所述温控模块用于实现对微小芯片的高精度接触式温控，所述顶升模块用于驱动所述温控模块的上下位移运动，从而为实现对微小芯片的高精度接触式温控提供基础。
所述载具模块1在芯片5的安装处的底部适配设置有避让空腔11，所述芯片5的底部有部分裸露，但所述芯片5整体不会掉下到所述避让空腔11中。
所述温控模块包括温控模块安装块21和设置在所述温控模块安装块21上的半导体致冷片22，所述半导体致冷片22为现有技术，所述半导体致冷片22通过两条导线221与本发明配套的电控系统的直流电电连接，所述半导体致冷片22是实现所述温控模块对待测芯片5进行控温的功能部件，在控温过程中，直流电通过所述半导体致冷片22自身两种不同半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量，可以实现制冷和加热的目的，达到控温效果。另一方面，所述温控模块安装块21的后端设置有用于安装和垫高所述半导体致冷片22的高台28，所述半导体致冷片22就固定设置在所述高台28上，所述高台28与所述避让空腔11相适配，所述高台28与所述避让空腔11不干涉。另一方面，所述半导体致冷片22的上端的后端固定设置有铜粒23，所述铜粒23为长方体铜粒23，所述铜粒23位于芯片5的下方，所述顶升模块驱动所述温控模块安装块21上升时，所述铜粒23直接接触所述芯片5的底部；又另一方面，所述半导体致冷片22的上端、所述铜粒23的前端还设置有NTC热敏电阻24，所述NTC热敏电阻24就是负温度系数热敏电阻器，能够灵敏感应测试相关环境温度的变化，是一种精密高效的温度测量感应器；所述NTC热敏电阻24上连接有两条温度采集导线25，两条温度采集导线25与所述电控系统电连接，实现实时收集所述半导体致冷片22的温度的功能。所述NTC热敏电阻24配合所述半导体致冷片22可形成负反馈实时控温的目的。本发明中的所述半导体致冷片22和NTC热敏电阻24采用四线制的精密测量方式对激光芯片类产品进行高精度接触式控温，结构简单、巧妙且温度控制精度实现在±0.5℃。
所述顶升模块包括顶升板31和与所述顶升板31相配合的顶升气缸，所述顶升气缸位于所述顶升板31的下方；所述顶升板31上端分为前端、中部和后端三个区域；所述顶升板31的后端设置有浮动块32，所述浮动块32的左右两侧均设置有弹性销34，所述弹性销34的底部与所述顶升板31相接触配合，所述浮动块32的下端面与所述顶升板31的上端面之间设置有间隙，所述浮动块32的拐角处通过等高螺栓35与所述顶升板31相连接，所述浮动块32可以在所述顶升板31被顶升时，可以产生一定量的位置偏移。另一方面，所述载具模块1就设置在所述浮动块32的上方，所述浮动块32中部的左右两侧均设置有第二导向柱37，所述载具模块1设置有与所述第二导向柱37相配合的导套12，所述第二导向柱37和所述导套12的设计使得所述载具模块1可以精确定位到所述浮动块32上。另一方面，所述温控模块安装块21纵向设置在所述顶升板31的前端，而所述温控模块安装块21上的高台28则位于后方，且所述高台28嵌入到所述载具模块1的避让空腔11中；又另一方面，所述浮动块32中部的上端设置有铜粒辅助支撑座33，所述铜粒辅助支撑座33的上端与所述铜粒23下方的部分半导体致冷片22相适配，并且该部分半导体致冷片22落在所述铜粒辅助支撑座33上并被其支撑。另一方面，所述顶升板31的中部设置有弹簧4，所述弹簧4的上部顶着所述温控模块安装块21的中部；当所述温控模块被所述顶升板31上顶时，所述铜粒23才能与芯片5直接接触从而进行测试，但为了防止所述温控模块被所述顶升板31继续上顶而对芯片5造成损坏，故而设计所述浮动块32和所述弹簧4进行浮动抵消。
所述温控模块的所述高台28的前端设置有与所述半导体致冷片22相配合的固定保护块26，所述固定保护块26具有保护所述半导体致冷片22的作用，防止因误操作导致所述半导体致冷片22与其它刚性零部件硬性接触而损坏所述半导体致冷片22的情况发生。
所述温控模块安装块21的前端的两侧均设置有滚珠衬套27，所述温控模块安装块21在所述滚珠衬套27的位置的底部处贯通设置，所述顶升板31的前端设置有第一导向柱36，所述第一导向柱36穿过所述滚珠衬套27。
所述载具模块1的上端面设置有载具上限位柱体13，所述载具上限位柱体13与外部与本发明相配套使用的机器相配合，所述载具上限位柱体13对所述载具模块1的上移进行限位设定。
本发明使用了浮动结构设计+硬性结构设计相配合方式，整体结构紧凑，具有较高的定位精度；运用巧妙的结构设计完成微小芯片的高精度控温目的。
本具体实施例的操作方式如下：首先，通过所述顶升板31下端的所述顶升气缸的动力源产生推力，推动所述顶升模块向上运动；接着，由于所述载具模块1上的所述导套12与所述浮动块32上的第二导向柱37的配合将所述载具模块1定位在所述浮动块32上，并通过浮动块32上的所述弹性销34的弹力使所述载具模块1保持平衡；最后，所述载具模块1在持续被上顶时，所述载具模块1被所述载具上限位柱体13限位止停，而此时所述铜粒23与芯片5的底部直接接触，实现控温目的。
本发明可用于精密芯片类产品的控温的技术领域。
Claims (9)
1.一种高效率加散热系统，其特征在于：它包括
载具模块（1），所述载具模块（1）用于安装待测芯片；
温控模块，所述温控模块包括温控模块安装块（21）和设置在所述温控模块安装块（21）上的半导体致冷片（22），所述半导体致冷片（22）的上端设置有铜粒（23），所述铜粒（23）位于芯片的下方；
和顶升模块，所述顶升模块包括顶升板（31），所述载具模块（1）和所述温控模块上下堆叠设置在所述顶升板（31）上，所述顶升模块用于驱动所述温控模块安装块（21）进行上下位移；
所述载具模块（1）在芯片的安装处的底部适配设置有避让空腔（11），所述顶升模块驱动所述温控模块安装块（21）上升时，所述铜粒（23）顺着所述避让空腔直接接触所述芯片的底部。
2.根据权利要求1所述的一种高效率加散热系统，其特征在于：所述半导体致冷片（22）的上端还设置有NTC热敏电阻（24），所述NTC热敏电阻（24）上连接有温度采集导线（25）。
3.根据权利要求1所述的一种高效率加散热系统，其特征在于：所述顶升模块还包括设置在所述顶升板（31）上的浮动块（32），所述浮动块（32）位于所述载具模块（1）的下方，所述浮动块（32）中部的上端设置有铜粒辅助支撑座（33），所述浮动块（32）的两侧均设置有弹性销（34），所述弹性销（34）的底部与所述顶升板（31）相配合，所述浮动块（32）的下端面与所述顶升板（31）的上端面之间设置有间隙。
4.根据权利要求3所述的一种高效率加散热系统，其特征在于：所述浮动块（32）的拐角处通过等高螺栓（35）与所述顶升板（31）相连接。
5.根据权利要求3或4所述的一种高效率加散热系统，其特征在于：所述温控模块安装块（21）与所述顶升板（31）之间设置有弹簧（4），所述弹簧（4）位于所述顶升板（31）的中部。
6.根据权利要求1所述的一种高效率加散热系统，其特征在于：所述温控模块上设置有与所述半导体致冷片（22）相配合的固定保护块（26）。
7.根据权利要求1所述的一种高效率加散热系统，其特征在于：所述温控模块安装块（21）上设置有滚珠衬套（27），所述温控模块安装块（21）在所述滚珠衬套（27）的位置的底部处贯通设置，所述顶升板（31）上设置有第一导向柱（36），所述第一导向柱（36）穿过所述滚珠衬套（27）。
8.根据权利要求3所述的一种高效率加散热系统，其特征在于：所述浮动块（32）位于所述顶升板（31）的前部，所述浮动块（32）中部的两侧均设置有第二导向柱（37），所述载具模块（1）设置有与所述第二导向柱（37）相配合的导套（12）。
9.根据权利要求1或3所述的一种高效率加散热系统，其特征在于：所述顶升模块还包括与所述顶升板（31）相配合的顶升气缸，所述顶升气缸位于所述顶升板（31）的下方。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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