CN112180237A - 一种测试夹具的压板散热结构 - Google Patents

一种测试夹具的压板散热结构 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种测试夹具的压板散热结构，属于测试工具技术领域领域。本发明提供的测试夹具的压板散热结构，测试夹具包括压板模组、载板模组和框架模组，压板模组包括：一体式压板散热结构和浮动压板模组，一体式压板散热结构包括：导热管、固定导热块、散热压板本体、导热硅胶、浮动导热块和导热铟片，并在压板模组上表面设置散热翅片，通过导热管、导热块、导热硅胶等结构将CPU热量传递至一体式压板散热结构中的散热压板上，散热效果更好，占据空间小，不需要独立散热风扇，成本也更低。

Description

一种测试夹具的压板散热结构
技术领域
本发明涉及测试工具技术领域，尤其涉及一种测试夹具的压板散热结构。
背景技术
随着电子产品技术飞速发展，及其制程效率、良率的要求日益提高，电子产业在提高电子产品制程效率的同时，也逐步开始加强对于产品功能测试设备的研制和优化。随着电子产品性能需求不断增加，电子产品CPU功率也不断增加，因此，功能测试夹具对于被测电子产品CPU的散热要求也随之提高。
传统测试夹具对被测电子产品CPU散热结构属于分体式结构，即CPU散热结构独立为一个整体，该整体通过螺纹连接安装在压板上，存在以下一些有待改善的缺点：
分体式CPU散热结构存在空间局限性：因为分体式CPU散热结构安装在压板模组上，并采用独立散热翅片；又因为压板模组上除了CPU散热模组，还需要设置其他的模组；因此，分体式CPU散热模组的独立散热翅片外形尺寸必将受限于其他的模组，独立散热翅片的外形尺寸将于散热效果成正比。
分体式CPU散热结构中的独立翅片外形尺寸受限，散热效果不佳，一般需要独立散热风扇对独立翅片进行散热，或者需设计散热风扇电气控制系统，增加了夹具设计成本。
在中国专利申请文献CN110190033A中，公开了一种电子产品用芯片固定装置，包括外壳，所述外壳的内部设有滑槽，且滑槽的内部滑动连接有托板，所述托板的底部呈矩阵排列有第一触片，所述外壳的底部嵌装有连接板，且连接板的顶部设有第二触片，所述连接板的底部固定安装有针脚，所述外壳的两侧均安装有限位装置，且外壳两侧底端的前后侧均焊接有安装耳，所述外壳的内部底端对称安装有减震弹簧，且减震弹簧的底端固定连接有压板，所述压板的表面镶嵌有导热片，所述外壳的顶部嵌装有散热风机，且散热风机的外侧表面安装有散热翅片。采用压板表面镶嵌导热片，并在导热片上端嵌装散热风机，为芯片实现散热。但是该方案因为安装有散热风机，在空间有限的情况下，实现起来比较困难，成本也较高。
在中国专利文献CN205157731U中，公开了一种CPU自动抓取测试模组，包括基座、散热器和安装在基座上的气缸，所述气缸下端固定设置有上压板，所述散热器上端设有下压板，所述上压板和下压板之间夹设有弹簧，所述散热器下端设有至少一对夹爪，所述夹爪将CPU夹固在散热器底端，所述气缸向下压缩弹簧时，所述散热器带动CPU向下压合进PCBA上的CPU插座内，且CPU与CPU插座的触点紧密贴合。该装置属于PCBA功能测试设备，其包括散热器，散热器上端设有下压板，散热器下端设有设有夹爪，通过夹爪将CPU与散热器固定，实现CPU散热。但该模组体积庞大，且没有使用散热翅片，散热效果不理想。
在中国专利申请文献CN2650212中，公开了一种安装CPU与散热器的PGA封装测试专用固定座，该固定座表面凿空形成一容置槽用来放置CPU脚座并将CPU插入CPU脚座内，该容置槽向内延伸形成一固定边缘，使CPU脚座置入容置槽时不致落下；该固定座四周设置有螺丝孔，由螺丝穿过该固定座的螺丝孔与散热器加以固定，使该固定座与CPU及散热器形成一体，即可轻易插置或拔出于主机板的CPU插座。该装置属于PGA封装测试设备，其通过散热器直接与CPU表面直接接触固定，利用散热器中风扇及散热片结构进行散热。但该方案采用风扇，体积增大且成本增加。
现有技术至少存在以下不足：
1.分体式CPU散热结构存在空间局限性，因此，分体式CPU散热模组的独立散热翅片外形尺寸必将受限于其他的模组，独立散热翅片的外形尺寸将于散热效果成正比。
2.分体式CPU散热结构中的独立翅片外形尺寸受限，散热效果不佳，一般需要独立散热风扇对独立翅片进行散热，增加了夹具的成本。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种测试夹具的压板散热结构，测试夹具包括压板模组、载板模组和框架模组，压板模组包括：一体式压板散热结构和浮动压板模组，一体式压板散热结构包括：导热管、固定导热块、散热压板本体、导热硅胶、浮动导热块和导热铟片，并在压板模组上表面设置散热翅片，通过导热管、导热块、导热硅胶等结构将CPU热量传递至一体式压板散热结构中的散热压板上，散热效果更好，占据空间小，不需要独立散热风扇，成本也更低。
本发明提供了一种测试夹具的压板散热结构，所述测试夹具包括压板模组、载板模组和框架模组，
所述载板模组，用于合理支撑被测PCB，所述载板模组设有载板导针孔，起到导针及保护探针的作用，探针穿过载板与被测PCB接触导通；
所述框架模组，通过电控模组控制，由上下气缸驱动，实现探针自动进出载板动作、压板模组自动下压动作，完成整个测试循环动作，
所述压板模组，用于将上下气缸的力传递至被测PCB及载板上，对被测PCB正面形成压制，包括，散热结构和压制结构，所述压制结构包括浮动压板模组，
所述散热结构包括一体式压板散热结构；
所述一体式压板散热结构位于所述浮动压板模组的上方，且与所述浮动压板模组连接；
所述一体式压板散热结构包括：
导热管、固定导热块、散热压板本体、导热硅胶、浮动导热块和导热铟片，均对被测PCB的热量进行热传导，以实现散热；
所述浮动压板模组包括：浮动压板本体和硬压块，用于对被测PCB进行压制；
所述浮动压板本体中心部位有空洞，所述硬压块中心部位有空洞，且浮动压板本体中心部位的空洞与硬压块中心部位的空洞相对；
所述散热压板本体中心部位有空洞；
所述固定导热块嵌入散热压板本体中心部位的空洞；
所述导热管架设于所述固定导热块的正上方；
所述导热硅胶的上表面与所述固定导热块的下表面连接在一起；
所述浮动压板本体位于所述散热压板本体的下方，与所述散热压板本体连接；
所述浮动导热块嵌入所述浮动压板本体和所述硬压块中心部位的空洞。
优选地，所述散热压板本体上表面的前端和后端分别设有一个散热翅片区域。
优选地，所述浮动导热块通过浮动导热块等高螺丝和浮动导热块弹簧与浮动压板本体浮动连接。
优选地，所述硬压块中心部位空洞、所述浮动压板本体中心部位空洞均与所述浮动导热块大小匹配，用于避位所述浮动导热块。
优选地，所述浮动压板模组还包括压板模组导向柱，所述压板模组导向柱为多个，分别固定在所述浮动压板本体下方靠近四周的边缘处。
优选地，所述浮动压板本体通过浮动压板等高螺丝和浮动压板弹簧与所述散热压板本体浮动连接。
优选地，所述导热铟片的上表面通过导热粘性物质粘贴在所述浮动导热块的下表面。
优选地，所述散热压板本体中心部位的空洞的内壁两侧有凸台，所述固定导热块的两个端部固定在散热压板本体的所述凸台上。
优选地，所述散热压板本体上表面的前端和后端的中部外侧边缘的上端，沿前后端方向，设置多个凹槽，所述固定导热块上表面沿前后端方向有多个凸块，每两个所述凸块之间有凹槽，所述凹槽均用于卡位所述导热管。
优选地，所述导热管为多根，每两根导热管的一端相对，且卡入同一个所述固定导热块上表面凸块之间的凹槽内，所述两根导热管的另一端分别卡入所述散热压板本体上表面的前端和后端的中部外侧边缘上的凹槽内。
与现有技术相对比，本发明的有益效果如下：
(1)本发明中的一体式压板散热结构，将压板本身作为散热结构的一部分，在压板上表面直接加工出散热翅片，使压板既起到压制产品作用，也充当CPU散热结构中的散热翅片，合理利用了空间。
(2)本发明利用导热管的热传导，从CPU附近出发，可将热导至压板的绝大部分区域，合理充分利用压板上的空间，达到了较好的散热效果。
(3)本发明中充分利用压板散热的条件下，散热效果与压板上散热翅片区域大小成正比，不需要为压板设置独立的散热风扇，省去散热风扇电气控制系统，降低了夹具的成本。
附图说明
图1是本发明用于测试CPU时的结构示意图；
图2是本发明压板模组的结构示意图；
图3是本发明一体式压板散热结构示意图；
图4是本发明浮动压板模组结构示意图；
图5是本发明压板上抬脱离CPU时的结构示意图；
图6是本发明压板下压散热时的结构示意图；
图7是本发明压板下压散热时的部分纵向剖面图；
图8是本发明测试夹具的纵向剖面图；
图9是本发明浮动导热块与浮动压板本体锁合结构示意图。
其中，1-压板模组；2-被测PCB；3-CPU热源；4-载板模组；5-框架模组。6-一体式压板散热结构；7-浮动压板模组；8-导热管；9-固定导热块；10-散热压板本体；11-导热硅胶；12-浮动导热块弹簧；13-浮动导热块；14-浮动导热块等高螺丝；15-导热铟片；16-浮动压板弹簧；17-浮动压板本体；18-硬压块；19-压板模组导向柱；20-浮动压板等高螺丝；21-散热翅片；22-上下气缸。
具体实施方式
下面结合附图1-9，对本发明的具体实施方式作详细的说明。
本发明提供了一种测试夹具的压板散热结构，所述测试夹具包括压板模组、载板模组和框架模组，
所述载板模组，用于合理支撑被测PCB，所述载板模组设有载板导针孔，起到导针及保护探针的作用，探针穿过载板与被测PCB接触导通；
所述框架模组，通过电控模组控制，由上下气缸驱动，实现探针自动进出载板动作、压板模组自动下压动作，完成整个测试循环动作，
所述压板模组，用于将上下气缸的力传递至被测PCB及载板上，对被测PCB正面形成压制，包括，散热结构和压制结构，所述压制结构包括浮动压板模组，
所述散热结构包括一体式压板散热结构；
所述一体式压板散热结构位于所述浮动压板模组的上方，且与所述浮动压板模组连接；
所述一体式压板散热结构包括：
导热管、固定导热块、散热压板本体、导热硅胶、浮动导热块和导热铟片，均对被测PCB的热量进行热传导，以实现散热；
所述浮动压板模组包括：浮动压板本体和硬压块，用于对被测PCB进行压制；
所述浮动压板本体中心部位有空洞，所述硬压块中心部位有空洞，且浮动压板本体中心部位的空洞与硬压块中心部位的空洞相对；
所述散热压板本体中心部位有空洞；
所述固定导热块嵌入散热压板本体中心部位的空洞；
所述导热管架设于所述固定导热块的正上方；
所述导热硅胶的上表面与所述固定导热块的下表面连接在一起；
所述浮动压板本体位于所述散热压板本体的下方，与所述散热压板本体连接；
所述浮动导热块嵌入所述浮动压板本体和所述硬压块中心部位的空洞。
作为优选实施方式，所述散热压板本体上表面的前端和后端分别设有一个散热翅片区域。
作为优选实施方式，所述浮动导热块通过浮动导热块等高螺丝和浮动导热块弹簧与浮动压板本体浮动连接。
作为优选实施方式，所述硬压块中心部位空洞、所述浮动压板本体中心部位空洞均与所述浮动导热块大小匹配，用于避位所述浮动导热块。
作为优选实施方式，所述浮动压板模组还包括压板模组导向柱，所述压板模组导向柱为多个，分别固定在所述浮动压板本体下方靠近四周的边缘处。
作为优选实施方式，所述浮动压板本体通过浮动压板等高螺丝和浮动压板弹簧与所述散热压板本体浮动连接。
作为优选实施方式，所述导热铟片的上表面通过导热粘性物质粘贴在所述浮动导热块的下表面。
作为优选实施方式，所述散热压板本体中心部位的空洞的内壁两侧有凸台，所述固定导热块的两个端部固定在散热压板本体的所述凸台上。
作为优选实施方式，所述散热压板本体上表面的前端和后端的中部外侧边缘的上端，沿前后端方向，设置多个凹槽，所述固定导热块上表面沿前后端方向有多个凸块，每两个所述凸块之间有凹槽，所述凹槽均用于卡位所述导热管。
作为优选实施方式，所述导热管为多根，每两根导热管的一端相对，且卡入同一个所述固定导热块上表面凸块之间的凹槽内，所述两根导热管的另一端分别卡入所述散热压板本体上表面的前端和后端的中部外侧边缘上的凹槽内。
实施例1
本发明提供了一种测试夹具的压板散热结构，所述测试夹具包括压板模组1、载板模组4和框架模组5，
所述载板模组4，用于合理支撑被测PCB 2，所述载板模组4设有载板导针孔，起到导针及保护探针的作用，探针穿过载板与被测PCB 2接触导通；
所述框架模组5，通过电控模组控制，由上下气缸22驱动，实现探针自动进出载板动作、压板模组1自动下压动作，完成整个测试循环动作，
所述压板模组1，用于将上下气缸22的力传递至被测PCB 2及载板上，对被测PCB 2正面形成压制，包括，散热结构和压制结构，所述压制结构包括浮动压板模组7，
所述散热结构包括一体式压板散热结构6；
所述一体式压板散热结构6位于所述浮动压板模组7的上方，且与所述浮动压板模组7连接；
所述一体式压板散热结构6包括：
导热管8、固定导热块9、散热压板本体10、导热硅胶11、浮动导热块13和导热铟片15，均对被测PCB2的热量进行热传导，以实现散热；
所述浮动压板模组7包括：浮动压板本体17和硬压块18，用于对被测PCB 2进行压制；
所述浮动压板本体17中心部位有空洞，所述硬压块18中心部位有空洞，浮动压板本体17中心部位的空洞与硬压块18中心部位的空洞相对，且均与所述浮动导热块13大小匹配，所述空洞用于避位所述浮动导热块13；
所述浮动压板模组7还包括压板模组导向柱19，所述压板模组导向柱19为多个，分别固定在所述浮动压板本体17下方靠近四周的边缘处；
所述浮动压板本体17通过浮动压板等高螺丝20和浮动压板弹簧16与所述散热压板本体10浮动连接；
所述散热压板本体10中心部位有空洞；
所述固定导热块9嵌入散热压板本体10中心部位的空洞；
所述导热管8架设于所述固定导热块9的正上方；
所述散热压板本体10上表面的前端和后端的中部外侧边缘的上端，沿前后端方向，设置多个凹槽，所述固定导热块9上表面沿前后端方向有多个凸块，每两个所述凸块之间有凹槽，所述凹槽均用于卡位所述导热管8。
所述导热管8为多根，每两根导热管8的一端相对，且卡入同一个所述固定导热块9上表面凸块之间的凹槽内，所述两根导热管8的另一端分别卡入所述散热压板本体10上表面的前端和后端的中部外侧边缘上的凹槽内；
所述导热硅胶11的上表面与所述固定导热块9的下表面连接在一起；
所述浮动导热块13嵌入所述浮动压板本体17和所述硬压块18中心部位的空洞；如图9所示。
所述浮动导热块13通过浮动导热块等高螺丝14和浮动导热块弹簧12与浮动压板本体17浮动连接；
所述导热铟片15的上表面通过导热粘性物质粘贴在所述浮动导热块13的下表面。
所述散热压板本体10上表面的前端和后端分别设有一个散热翅片21区域。
所述散热压板本体中心10部位的空洞的内壁两侧有凸台，所述固定导热块9的两个端部固定在散热压板本体10的所述凸台上。
实施例2
本发明的工作原理：
压板上抬脱离状态时：压板模组1与载板模组4处于分离状态，浮动导热块13处于未被压缩的自由浮动状态，浮动导热块13与固定导热块9并未通过导热硅胶11形成热传导。此状态下，一体式压板散热结构6未与被测PCB2上的CPU热源3接触，未形成散热效果。
压板下压到位状态时：在上下气缸驱动条件下，压板模组1与载板模组4处于压紧状态，浮动导热块13处于被压缩的状态，浮动导热块13与被测PCB2上的CPU热源3接触，此状态下，浮动导热块13、导热硅胶11和固定导热块9贴合，浮动导热块13与固定导热块9通过导热硅胶11形成热传导。此状态下，一体式压板散热结构6与被测PCB 2上的CPU热源3接触，形成散热效果。
整体热传导过程如下：CPU热源3将热先传到导热铟片15，再传到浮动导热块13，再传到导热硅胶11，再传到固定导热块9，然后到导热管8，再到散热压板本体10，再由空气自由散热。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种测试夹具的压板散热结构，所述测试夹具包括压板模组、载板模组和框架模组，
所述载板模组，用于合理支撑被测PCB，所述载板模组设有载板导针孔，起到导针及保护探针的作用，探针穿过载板与被测PCB接触导通；
所述框架模组，通过电控模组控制，由上下气缸驱动，实现探针自动进出载板动作、压板模组自动下压动作，完成整个测试循环动作，
所述压板模组，用于将上下气缸的力传递至被测PCB及载板上，对被测PCB正面形成压制，包括，散热结构和压制结构，所述压制结构包括浮动压板模组，
其特征在于，
所述散热结构包括一体式压板散热结构；
所述一体式压板散热结构位于所述浮动压板模组的上方，且与所述浮动压板模组连接；
所述一体式压板散热结构包括：
导热管、固定导热块、散热压板本体、导热硅胶、浮动导热块和导热铟片，均对被测PCB的热量进行热传导，以实现散热；
所述浮动压板模组包括：浮动压板本体和硬压块，用于对被测PCB进行压制；
所述浮动压板本体中心部位有空洞，所述硬压块中心部位有空洞，且浮动压板本体中心部位的空洞与硬压块中心部位的空洞相对；
所述散热压板本体中心部位有空洞；
所述固定导热块嵌入散热压板本体中心部位的空洞；
所述导热管架设于所述固定导热块的正上方；
所述导热硅胶的上表面与所述固定导热块的下表面连接在一起；
所述浮动压板本体位于所述散热压板本体的下方，与所述散热压板本体连接；
所述浮动导热块嵌入所述浮动压板本体和所述硬压块中心部位的空洞。
2.根据权利要求1所述的压板散热结构，其特征在于，所述散热压板本体上表面的前端和后端分别设有一个散热翅片区域。
3.根据权利要求1所述的压板散热结构，其特征在于，所述浮动导热块通过浮动导热块等高螺丝和浮动导热块弹簧与浮动压板本体浮动连接。
4.根据权利要求1所述的压板散热结构，其特征在于，
所述硬压块中心部位空洞、所述浮动压板本体中心部位空洞均与所述浮动导热块大小匹配，用于避位所述浮动导热块。
5.根据权利要求1所述的压板散热结构，其特征在于，所述浮动压板模组还包括压板模组导向柱，所述压板模组导向柱为多个，分别固定在所述浮动压板本体下方靠近四周的边缘处。
6.根据权利要求1所述的压板散热结构，其特征在于，所述浮动压板本体通过浮动压板等高螺丝和浮动压板弹簧与所述散热压板本体浮动连接。
7.根据权利要求1所述的压板散热结构，其特征在于，所述导热铟片的上表面通过导热粘性物质粘贴在所述浮动导热块的下表面。
8.根据权利要求1所述的压板散热结构，其特征在于，所述散热压板本体中心部位的空洞的内壁两侧有凸台，所述固定导热块的两个端部固定在散热压板本体的所述凸台上。
9.根据权利要求1所述的压板散热结构，其特征在于，所述散热压板本体上表面的前端和后端的中部外侧边缘的上端，沿前后端方向，设置多个凹槽，所述固定导热块上表面沿前后端方向有多个凸块，每两个所述凸块之间有凹槽，所述凹槽均用于卡位所述导热管。
10.根据权利要求9所述的压板散热结构，其特征在于，所述导热管为多根，每两根导热管的一端相对，且卡入同一个所述固定导热块上表面凸块之间的凹槽内，所述两根导热管的另一端分别卡入所述散热压板本体上表面的前端和后端的中部外侧边缘上的凹槽内。
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