CN109031084A - 一种高功率水冷烧测设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高功率水冷烧测设备，用于对半导体产品进行烧测，包括机架、用于放置烧测半导体产品的水冷散热板、水冷控制系统、温度控制系统、风路循环系统及半导体产品测试电源，机架内设有一稳定温湿度的腔体，腔体后侧面上部开设一出风口及下部开设一回风口，风路循环系统产生的风通过出风口到箱体再由回风口循环，若干个水冷散热板均匀排列分布于腔体内壁，水冷控制系统及温度控制系统均设于机架上，水冷控制系统、温度控制系统均与水冷散热板连接，水冷控制系统与温度控制系统连接，半导体产品放置于水冷散热板上与测试电源连接。该高功率水冷烧测设备能进行及时散热，且对烧测环境的温度进行精准控制，从而能保证烧测数据的可靠性。

Description

一种高功率水冷烧测设备

技术领域

本发明涉及机械设备的技术领域，特别涉及一种高功率水冷烧测系统。

背景技术

半导体产品寿命加速实验，可以缩短寿命验证时间，加速失效出现并进行可靠性分析，从而缩短产品研发周期，优化产品使用方法，目前市场上常用老化治具焊接半导体，放入高温箱中，通过高温箱控温来保证寿命加速热应力，即为烧测。高功率半导体元件在烧测过程中会产生大量热量，如无法及时散热会严重影响烧测数据可靠性认定。

现有技术中在烧测的设备中全部采用自然冷却或风扇强制对流冷却方式进行散热，此类方式需安装很大散热器或风扇进行对流冷却，会造成对产品周边环境温度影响升高，进而会对半导体元件散热带来不良影响，造成半导体元件在烧测过程中TS温度不稳定而影响烧测数据的可靠性，从而无法准确地对产品进行不良分析；且大散热器占用较大空间，从而使得烧测设备放置的半导体元件数量有限，影响烧测效率。

为此，我们提出了一种高功率水冷烧测设备。

发明内容

本发明的主要目的在于提供了一种高功率水冷烧测设备，具有及时散热功能、保证烧测数据的可靠性、增加半导体元件的烧测空间且能应用于大发热功率的半导体产品的优点。

为实现上述目的，本发明提供了一种高功率水冷烧测设备，用于对半导体产品进行烧测，包括机架、用于放置烧测半导体产品的水冷散热板、水冷控制系统、温度控制系统、风路循环系统及测试电源，所述机架内设有一稳定温湿度的腔体，所述腔体后侧面上部开设一出风口及下部开设一回风口，所述风路循环系统产生的风通过所述出风口及所述回风口循环，若干个所述水冷散热板均匀排列分布于所述腔体内壁，所述水冷控制系统及所述温度控制系统均设于所述机架上，所述水冷控制系统、所述温度控制系统均与所述水冷散热板连接，所述水冷控制系统与所述温度控制系统连接，所述半导体产品放置于水冷散热板上与所述测试电源连接。

优选的，所述水冷散热板包含金属底板、水路腔体、测试盖板及用于放置烧测的半导体产品的PCB板，所述金属底板、所述水路腔体、所述测试盖板及所述PCB板依次叠加。

优选的，所述PCB板上均匀设有若干个固定点，每个所述半导体产品分别安装于对应的所述固定点上。

优选的，所述水冷控制系统包含调节水温的温度调节机构、出水口、进水口及水管，所述出水口、所述进水口均与所述水冷散热板连接，通过所述温度调节机构调整水温后的水在所述水冷散热板与所述水冷控制系统的所述水管中循环流动。

优选的，所述温度控制系统包含若干个用于测量每一个水冷散热板温度的第一温度传感器，所述第一温度传感器安装于每个所述水冷散热板内部。

优选的，所述的高功率水冷烧测设备还包括TS温度测量系统，所述TS温度测量系统包含用于测量半导体产品TS温度的第二温度传感器，所述第二温度传感器贴于所述水冷散热板上的所述半导体产品的TS管脚上。

优选的，所述的高功率水冷烧测设备还包括控制面板，所述控制面板上还包含电源开关、照明开关及控制器显示屏。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明的高功率水冷烧测设备采用水冷散热板对半导体产品烧测过程的热量进行散热，水冷方式散热较快能进行及时散热，可应用于较大发热功率的半导体产品；水冷散热板设于腔体内壁，占用空间较小，增加半导体元件的烧测空间；每个水冷散热板温度可独立设定，可以同时测试不同功率半导体产品，通过TS管脚温度测量系统实时显示半导体产品TS管脚温度，独立调整水冷散热板温度，使不同功率半导体产品同时测试时，还能保证烧测温度的可靠一致性。

附图说明

图1为本发明实施例的高功率水冷烧测设备的立体结构示意图。

图2为本发明实施例的高功率水冷烧测设备的主视图。

图3为本发明实施例的水冷散热板的爆炸图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

烧测设备用于对半导体元件寿命性能进行测试，其中，半导体元件为LED、LD或激光器件等，烧测过程中会产生大量热量，为了保证烧测数据的可靠性，需提供可快速散热并能保证温湿度稳定的烧测环境。基于此，本发明提供了一种用于对半导体产品进行烧测的高功率水冷烧测设备100，该高功率水冷烧测设备100通过水冷方式进行散热，水冷方式散热较快能进行及时散热，可应用于较大发热功率的半导体产品。

图1为本发明实施例的高功率水冷烧测设备100的立体结构示意图，图2为本发明实施例的高功率水冷烧测设备100的主视图，图3为本发明实施例的水冷散热板的爆炸图。高功率水冷烧测设备100用于对半导体产品进行烧测，如图1、图2所示，本实施的高功率水冷烧测设备100包括机架10、用于放置烧测半导体产品的水冷散热板20、水冷控制系统30、温度控制系统(图中未示)、风路循环系统(图中未示)及测试电源40。下面对各个结构的位置关系进行详细描述：

请参阅图1、图2，本实施的机架10内设有一用于保持稳定温湿度的腔体11，腔体11后侧面上部开设一出风口111及一回风口112，风路循环系统产生的风通过进风口111及回风口112循环，腔体11内稳定的温湿度是由恒温恒湿控制系统(图中未示)及风路循环系统所提供的。则，本实施例的高功率水冷烧测设备100中采用风冷却及水冷却两种冷却方式相互结合，腔体11内的风循环可带走腔体11内一部分热量，而水冷却方式带走水冷散热板20表面上半导体元件在烧测过程中产生的大量热量。

请继续参阅图1，本实施例的若干个水冷散热板20均匀排列分布于腔体11内壁，每个水冷散热板20分别单独进行半导体元件烧测，各个水冷散热板20是相互独立的，每个水冷散热板20可放置不同功率的半导体元件，因此，可适用于不同半导体产品同时进行烧测，增加了高功率水冷烧测设备100的利用率。优选的，水冷散热板20沿竖直方向设置，腔体11左右两个内壁均可以设置，本实施例中水冷散热板20的数量为12个，左右两边各6个，但并不以此为限，可根据腔体11的大小及水冷散热板20的大小进行具体设置。

请参阅图3，本实施例的水冷散热板20包含金属底板21、水路腔体22、测试盖板23及用于放置烧测的半导体产品的PCB板24，金属底板21、水路腔体22、测试盖板23及PCB板24依次叠加。则，金属底板21将整个水冷散热板20安装于腔体11内壁上，通过温度控制系统控制水泵调整流入水冷散热板的水流量，带走半导体产品烧测时产生的热量。优选的，水路腔体22内水路方向在水路腔体22内均匀分布，从而能保证半导体产品烧测时温度稳定，进一步的，PCB板24上设有若干个固定点，各个固定点均匀分布于PCB板24上，每个半导体产品分别安装于对应的固定点上，不同的半导体产品采用不同的PCB板24即可，可实现高功率水冷烧测设备100的通用性，降低企业的采购成本。

再者，水冷散热板20用于对半导体产品进行散热，还需通过水冷控制系统30及温度控制系统对水冷散热板20中水路腔体22内冷却水的水流量进行调节控制。具体的，水冷控制系统30及温度控制系统均设于机架10上，每个水冷控制系统30独立控制水箱水温并通过水泵及水管与水冷散热板20连接；温度控制系统与水冷散热板20连接，则，温度控制系统监测水冷散热板20的温度，温度控制系统通过温度传感器反馈回来温度，控制水泵调整流入水冷散热板的水流量，水在水路腔体22中流动，把水冷散热板20热量带走，使水冷散热板20温度稳定，实现精准温度控制。如果半导体产品热量太大无法及时通过水流量带走时，还可以降低水冷控制系统30水温，带走更多热量实现更高功率的测试，实现更高功率半导体产品的测试，可应用于大发热功率的半导体产品通电测试，同时通过水温调节，可以实现从低功率到高功率，大范围覆盖半导体产品的通电测试。且水冷控制系统与温度控制系统连接，当检测到半导体产品的温度高于腔体11内温度时，可通过温度控制系统控制水冷控制系统30修改水冷散热板20温度，使半导体产品的温度与腔体11内温度保持一致。

下面，对水冷控制系统30及温度控制系统的具体结构进行详细描述：

具体的，本实施例的水冷控制系统30包含调节水温的温度调节机构(图中未示)，温度调节机构包含水冷蒸发器(图中未示)、水加热器(图中未示)及搅拌电机(图中未示)，通过水冷蒸发器降温，水加热器加热，搅拌电机搅拌，使水温保持稳定，本发明对温度调节机构不进行详细描述，只需要满足可进行调节水温即可。

进一步的，本实施例的水冷控制系统30还包含出水口(图中未示)、进水口(图中未示)、水管(图中未示)及水泵(图中未示)，出水口、进水口均与水冷散热板连接，通过温度调节机构控制水泵抽水调整水冷控制系统30水温，将调整水温后的水在水冷散热板20与水冷控制系统30的水管中循环流动。

再者，本实施例的温度控制系统包含若干个用于测量每一个水冷散热板温度20的第一温度传感器(图中未示)，第一温度传感器安装于每个水冷散热板20内部，每个水冷散热板20温度独立设定温度并控制温度。在进行烧测之前，针对不同的半导体产品需设置不同的设定测试温度，每个半导体产品对应于一个单独的温度控制系统，可实现高功率水冷烧测设备100的通用性，降低企业的采购成本。根据上述的水温调节，可实现不同环境温度的精准控制。

进一步的，本实施例的高功率水冷烧测设备100还包括TS温度测量系统(图中未示)，TS温度测量系统包含用于测量半导体产品TS温度的第二温度传感器(图中未示)，第二温度传感器贴于水冷散热板20上的半导体产品的TS管脚上。使用者可以参考此温度，调整水冷散热板20温度，使半导体产品TS温度与箱体内烧测环境温度一致，从而能保证烧试环境和半导体产品本身温度数据的可靠性。

请继续参阅图1、图2，本实施例的高功率水冷烧测设备100还包含控制面板50，进一步的，控制面板50上还包含电源开关51、照明开关52及控制器显示屏53。其中，电源开关51用于控制整个高功率水冷烧测设备100的开启或关闭；照明开关52用于给腔体11内提供灯光，便于查看烧测状态；控制器显示屏53可以显示各个水冷散热板20的温度及对应的PCB板24上半导体产品的TS温度。

再者，本实施例的半导体产品固定于PCB板24且与测试电源40连接，从而为PCB板24上的半导体元件的烧测进行供电，其中，测试电源40作为半导体产品电源供应器。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明的高功率水冷烧测设备100采用水冷散热板20对半导体产品烧测过程的热量进行散热，水冷方式散热较快能进行及时散热，可应用于较大发热功率的半导体产品；水冷散热板20设于腔体11内壁，占用空间较小，增加半导体元件的烧测空间；每个水冷散热板20温度可独立设定，可以同时测试不同功率半导体产品，通过TS管脚温度测量系统实时显示半导体产品TS管脚温度，独立调整水冷散热板20温度，使不同功率半导体产品同时测试时，还能保证烧测温度的可靠一致性。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种高功率水冷烧测设备，用于对半导体产品进行烧测，其特征在于，包括机架、用于放置烧测半导体产品的水冷散热板、水冷控制系统、温度控制系统、风路循环系统及测试电源，所述机架内设有一稳定温湿度的腔体，所述腔体后侧面上部开设一出风口及下部开设一回风口，所述风路循环系统产生的风通过所述出风口及所述回风口循环，若干个所述水冷散热板均匀排列分布于所述腔体内壁，所述水冷控制系统及所述温度控制系统均设于所述机架上，所述水冷控制系统、所述温度控制系统均与所述水冷散热板连接，所述水冷控制系统与所述温度控制系统连接，所述半导体产品放置于水冷散热板上且与所述测试电源连接。

2.根据权利要求1所述的高功率水冷烧测设备，其特征在于，所述水冷散热板包含金属底板、水路腔体、测试盖板及用于放置烧测的半导体产品的PCB板，所述金属底板、所述水路腔体、所述测试盖板及所述PCB板依次叠加。

3.根据权利要求2所述的高功率水冷烧测设备，其特征在于，所述PCB板上均匀设有若干个固定点，每个所述半导体产品分别安装于对应的所述固定点上。

4.根据权利要求1所述的高功率水冷烧测设备，其特征在于，所述水冷控制系统包含调节水温的温度调节机构、出水口、进水口及水管，所述出水口、所述进水口均与所述水冷散热板连接，通过所述温度调节机构调整水温后的水在所述水冷散热板与所述水冷控制系统的所述水管中循环流动。

5.根据权利要求1所述的高功率水冷烧测设备，其特征在于，所述温度控制系统包含若干个用于测量每一个水冷散热板温度的第一温度传感器，所述第一温度传感器安装于每个所述水冷散热板内部。

6.根据权利要求1所述的高功率水冷烧测设备，其特征在于，还包括TS温度测量系统，所述TS温度测量系统包含用于测量半导体产品TS温度的第二温度传感器，所述第二温度传感器贴于所述水冷散热板上的所述半导体产品的TS管脚上。

7.根据权利要求1所述的高功率水冷烧测设备，其特征在于，还包括控制面板，所述控制面板上还包含电源开关、照明开关及控制器显示屏。