CN113359001A - 芯片测试系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及芯片低温测试技术领域，公开了芯片测试系统。该测试系统包括真空罩、冷屏、上内胆、下内胆以及调节阀组件；冷屏设于所述真空罩中，上内胆和下内胆上下相对设于所述冷屏中，所述下内胆中设有用于放置芯片的芯片基座，所述芯片基座外罩设有磁屏蔽罩，所述芯片基座通过线缆连接至所述真空罩外的线路，所述下内胆固定有补液管，所述补液管的一端延伸进所述下内胆中，所述补液管的另一端延伸出所述下内胆并与所述上内胆连通；所述调节阀组件包括调节阀杆，所述调节阀杆由所述真空罩外延伸至所述上内胆中，通过调节所述调节阀杆控制所述补液管通断。本发明结构简单，操作简便，大大延长了芯片测试的时间，保证了测试的连续性。
Description
技术领域
本发明涉及芯片低温测试技术领域，特别是涉及一种芯片测试系统。
背景技术
超导芯片的主要测试都需要4.2K的低温环境，同时要隔离电磁干扰，将其浸泡在液氦中进行测试是最佳选择。对于复杂的超导芯片电路测试而言，还需要测试系统能够提供较长的测试时间。
中国专利CN109695985A介绍了一种用于受限空间的样品腔独立且可拆卸的低损耗液氦杜瓦，该杜瓦可用于样品在液氦环境下的测试，该杜瓦通过设置五层同轴嵌套结构，并引入额外的制冷剂液氮来降低杜瓦漏热，从而减少液氦损耗率，系统结构非常复杂，同时在样品测试过程中没有补充液氦的能力，无法保证在复杂样品测试时的时间要求，同时该杜瓦由于没有芯片引出线结构，无法进行复杂超导芯片测试。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明实施例提出一种芯片测试系统，解决了现有系统在样品测试过程中没有补充液氦的能力，无法保证在复杂样品测试时的时间要求。
根据本发明实施例的一种芯片测试系统，包括真空罩、冷屏、上内胆、下内胆以及调节阀组件；
所述冷屏设于所述真空罩中，所述上内胆和所述下内胆上下相对设于所述冷屏中，所述下内胆中设有用于放置芯片的芯片基座，所述芯片基座外罩设有磁屏蔽罩，所述芯片基座通过线缆连接至所述真空罩外的线路，所述下内胆固定有补液管，所述补液管的一端延伸进所述下内胆中，所述补液管的另一端延伸出所述下内胆并与所述上内胆连通；
所述调节阀组件包括调节阀杆，所述调节阀杆由所述真空罩外延伸至所述上内胆中，通过调节所述调节阀杆控制所述补液管通断。
根据本发明的一个实施例，所述上内胆与所述下内胆组成的内胆组件与所述冷屏之间，以及所述冷屏与所述真空罩之间分别设有绝热层。
根据本发明的一个实施例，还包括电缆导管，所述电缆导管由所述真空罩外延伸进所述下内胆中并与所述芯片基座固定连接，所述电缆导管位于所述真空罩外的一端设有电缆盒，所述芯片基座的所述线缆穿过所述电缆导管与所述电缆盒中的线缆连接。
根据本发明的一个实施例，所述电缆导管位于所述下内胆与所述上内胆之间固定有下内胆上法兰，所述下内胆通过连接件与所述下内胆上法兰固定连接。
根据本发明的一个实施例，所述电缆导管位于所述真空罩外的侧壁连接有下内胆排气管；
所述真空罩的上端设有连通至所述上内胆的输液管，所述输液管的上端设有输液球阀，所述输液管的侧壁连接有上内胆排气管。
根据本发明的一个实施例，所述调节阀组件还包括固定于所述上内胆底部的调节阀座和同轴固定在所述调节阀座上的调节阀螺纹筒，所述调节阀螺纹筒设有内螺纹，所述调节阀座设有与所述调节阀螺纹筒连通的通孔，所述补液管与所述通孔连通；
所述调节阀杆的下端设有与所述内螺纹匹配的外螺纹。
根据本发明的一个实施例，所述调节阀杆的底部构造有带有尖端的调节阀针，所述调节阀针用于插设在所述调节阀座上的所述通孔中；
所述调节阀杆位于所述真空罩外的一端设有调节阀手柄。
根据本发明的一个实施例，所述冷屏的上端密封盖设有氦气回收冷板；
所述真空罩的上端密封连接有外罩法兰。
根据本发明的一个实施例，所述芯片基座安装有加热器和温度传感器。
根据本发明的一个实施例，所述外罩法兰上设有加热器与温度传感器引线接插件。
与现有技术相比，本发明的上述技术方案至少具有以下有益效果：
本发明实施例的芯片测试系统，采用真空罩、冷屏、上内胆、下内胆以及调节阀组件；所述冷屏设于所述真空罩中，所述上内胆和所述下内胆上下相对设于所述冷屏中，所述下内胆中设有用于放置芯片的芯片基座，所述芯片基座外罩设有磁屏蔽罩，所述芯片基座通过线缆连接至所述真空罩外的线路，所述下内胆固定有补液管，所述补液管的一端延伸进所述下内胆中，所述补液管的另一端延伸出所述下内胆并与所述上内胆连通；所述调节阀组件包括调节阀杆，所述调节阀杆由所述真空罩外延伸至所述上内胆中，通过调节所述调节阀杆控制所述补液管通断。本发明实施例通过该测试系统设计的双内胆结构，可以实现在芯片测试过程中的平稳补液需求，使得处于下内胆的芯片测试时补液不受影响，结构简单，操作简便，大大延长了芯片测试的时间，保证了测试的连续性。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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为本发明实施例芯片测试系统的剖视示意图；
图2为本发明实施例芯片测试系统的立体示意图；
图3为本发明实施例芯片测试系统的俯视示意图。
附图标记：
1、磁屏蔽罩；2、下内胆；3、冷屏；4、真空罩；5、补液管；6、调节阀组件；61、调节阀座；62、调节阀螺纹筒；63、调节阀杆；64、调节阀针；65、调节阀手柄；7、下内胆上法兰；8、上内胆；9、外罩法兰；11、电缆盒；12、下内胆排气管；13、氦气回收冷板；14、电缆导管；15、芯片基座；16、绝热层；17、上内胆排气管；18、输液管；19、输液球阀；20、加热器与温度传感器引线接插件。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
如图1至图3所示，为本发明实施例提供的芯片测试系统，主要包括真空罩4、冷屏3、上内胆8、下内胆2以及调节阀组件6。
具体地，所述冷屏3设于所述真空罩4中，通过设置真空罩4能够为真空罩4中的部件提供真空环境，所述上内胆8和所述下内胆2上下相对设于所述冷屏3中，上内胆8和下内胆2作为两个独立的液氦存储容器，所述下内胆2中设有用于放置芯片的芯片基座15，芯片例如可以是超导芯片，安装在芯片基座15上，所述芯片基座15外罩设有磁屏蔽罩1，用于对外部环境进行磁屏蔽，所述芯片基座15通过线缆连接至所述真空罩4外的线路，用于为芯片的测试提供条件，所述下内胆2固定有补液管5，所述补液管5的一端延伸进所述下内胆2中，所述补液管5的另一端延伸出所述下内胆2并与所述上内胆8连通；
所述调节阀组件6包括调节阀杆63，所述调节阀杆63由所述真空罩4外延伸至所述上内胆8中，通过调节所述调节阀杆63控制所述补液管5通断。该调节阀组件6用于连接上内胆8与下内胆2，实现上内胆8、下内胆2之间低温液体例如液氦的通断，在上内胆8补液时将其关闭，避免引起蒸发和扰动而影响下内胆2内芯片的测试。
本发明实施例通过该测试系统设计的双内胆结构并配合调节阀组件6，可以实现在芯片测试过程中的平稳补液需求，使得处于下内胆2的芯片测试时补液不受影响，结构简单，操作简便，大大延长了芯片测试的时间，保证了测试的连续性。
本发明实施例中，冷屏3起绝热作用，减少辐射漏热，此外为了确保绝热效果，所述冷屏3选用镀金冷屏。
此外，需要说明的是，为了确保补液管5安装后的稳固性，补液管5可以采用焊接在下内胆2上。当然，本实施例并不局限于焊接，还可以采用其他适宜的固定方式。
根据本发明的一个实施例，所述上内胆8与所述下内胆2组成的内胆组件与所述冷屏3之间，以及所述冷屏3与所述真空罩4之间分别设有绝热层16，通过绝热层16来形成辐射隔热层，减小系统漏热，具体地，绝热层16形成多层绝热层。通过对真空罩4与内胆组件之间的夹层抽真空可实现系统内部的高真空环境，从而减少漏热。
根据本发明的一个实施例，还包括电缆导管14，所述电缆导管14由所述真空罩4外延伸进所述下内胆2中并与所述芯片基座15固定连接，所述电缆导管14位于所述真空罩4外的一端设有电缆盒10，所述芯片基座15的所述线缆穿过所述电缆导管14与所述电缆盒10中的线缆连接，用于为芯片基座15提供电连接。
根据本发明的一个实施例，所述电缆导管14位于所述下内胆2与所述上内胆8之间固定有下内胆上法兰7，所述下内胆2通过连接件例如螺钉与所述下内胆上法兰7固定连接，便于安装下内胆2。
根据本发明的一个实施例，所述电缆导管14位于所述真空罩4外的侧壁连接有下内胆排气管12，用于在测试过程中下内胆2排气；
所述真空罩4的上端具体可以在外罩法兰9上设有连通至所述上内胆8的输液管18，所述输液管18的上端设有输液球阀19，用于控制输液管18的通断，通过输液管18进行输液，当上内胆8、下内胆2加注满后关闭输液球阀19，进行试验测试，所述输液管18的侧壁连接有上内胆排气管17，便于在测试过程中上内胆8排气。
根据本发明的一个实施例，所述调节阀组件6还包括固定于所述上内胆8底部的调节阀座61和同轴固定在所述调节阀座61上的调节阀螺纹筒62，所述调节阀螺纹筒62设有内螺纹，也即调节阀螺纹筒62设有内螺纹孔，所述调节阀座61设有与所述调节阀螺纹筒62连通的通孔，当然，此处的通孔可以为多个，间隔分布在调节阀座61的顶面，便于均匀进液，所述补液管5与所述通孔连通，从而使得上内胆8与下内胆2连通。
所述调节阀杆63的下端设有与所述内螺纹匹配的外螺纹，也就是说，调节阀杆63的下端与调节阀螺纹筒62螺纹连接。所述调节阀杆63位于所述真空罩4外的一端设有调节阀手柄65，通过转动调节阀手柄65可以实现调节阀杆63的上下移动，从而打开或关闭所述通孔，进而控制上内胆8与下内胆2之间的通断，操作方便。
根据本发明的一个实施例，所述调节阀杆63的底部构造有带有尖端的调节阀针64，所述调节阀针64用于插设在所述调节阀座61上的所述通孔中，通过调节阀针64能够使得调节阀座61与调节阀杆63连接更加可靠，调节阀针64插入通孔后能够确保上内胆8中的液氦不会进入下内胆2中。
根据本发明的一个实施例，所述冷屏3的上端密封盖设有氦气回收冷板13，冷屏3与氦气回收冷板13通过螺钉压紧，用于降低外部环境的辐射漏热，氦气回收冷板13通过铟丝与冷屏3的上端压紧进行密封。
所述真空罩4的上端密封连接有外罩法兰9，真空罩4与外罩法兰9通过螺钉连接，二者之间通过橡胶O型圈实现密封。
在测试过程中，当下内胆2液面到达芯片基座15时，转动调节阀手柄65，使上内胆8、下内胆2断开，而后通过输液管18对上内胆8进行大流量快速补液，由于上内胆8、下内胆2断开，补液过程对下内胆2中的芯片测试没有影响，补液完成后，转动调节阀手柄65，使上聂丹、下内胆2连通，上内胆8内的液氦在重力作用下流向下内胆2，由于上内胆8、下内胆2均处于液氦温度，因此液氦流动过程平稳，对下内胆2测试同样没有影响。这一设计使得芯片测试过程连续不中断，并且大大延长了芯片测试的时间。
根据本发明的一个实施例，所述芯片基座15安装有加热器和温度传感器。通过在芯片基座15位置装有温度传感器和加热器，当液面到达芯片基座15位置时，温度传感器温度会发生变化，从而对液面位置进行预警，提示需要补液，而加热器的存在可以为芯片在不同温度下的测试提供加热功率，从而实现芯片在不同温度下的测试。
根据本发明的一个实施例，所述外罩法兰9上设有加热器与温度传感器引线接插件20，便于芯片基座15上的温度传感器和加热器接线。
本实施例通过该测试系统设计的双内胆结构，可以实现在芯片测试过程中的平稳补液需求，使得处于下内胆2的芯片测试时补液不受影响，结构简单，操作简便，大大延长了芯片测试的时间，保证了测试的连续性。
以上所述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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种芯片测试系统，其特征在于，包括真空罩、冷屏、上内胆、下内胆以及调节阀组件；
所述冷屏设于所述真空罩中，所述上内胆和所述下内胆上下相对设于所述冷屏中，所述下内胆中设有用于放置芯片的芯片基座，所述芯片基座外罩设有磁屏蔽罩，所述芯片基座通过线缆连接至所述真空罩外的线路，所述下内胆固定有补液管，所述补液管的一端延伸进所述下内胆中，所述补液管的另一端延伸出所述下内胆并与所述上内胆连通；
所述调节阀组件包括调节阀杆，所述调节阀杆由所述真空罩外延伸至所述上内胆中，通过调节所述调节阀杆控制所述补液管通断。
2.根据权利要求1所述的芯片测试系统，其特征在于，所述上内胆与所述下内胆组成的内胆组件与所述冷屏之间，以及所述冷屏与所述真空罩之间分别设有绝热层。
3.根据权利要求1所述的芯片测试系统，其特征在于，还包括电缆导管，所述电缆导管由所述真空罩外延伸进所述下内胆中并与所述芯片基座固定连接，所述电缆导管位于所述真空罩外的一端设有电缆盒，所述芯片基座的所述线缆穿过所述电缆导管与所述电缆盒中的线缆连接。
4.根据权利要求3所述的芯片测试系统，其特征在于，所述电缆导管位于所述下内胆与所述上内胆之间固定有下内胆上法兰，所述下内胆通过连接件与所述下内胆上法兰固定连接。
5.根据权利要求3所述的芯片测试系统，其特征在于，所述电缆导管位于所述真空罩外的侧壁连接有下内胆排气管；
所述真空罩的上端设有连通至所述上内胆的输液管，所述输液管的上端设有输液球阀，所述输液管的侧壁连接有上内胆排气管。
6.根据权利要求1～5任一项所述的芯片测试系统，其特征在于，所述调节阀组件还包括固定于所述上内胆底部的调节阀座和同轴固定在所述调节阀座上的调节阀螺纹筒，所述调节阀螺纹筒设有内螺纹，所述调节阀座设有与所述调节阀螺纹筒连通的通孔，所述补液管与所述通孔连通；
所述调节阀杆的下端设有与所述内螺纹匹配的外螺纹。
7.根据权利要求6所述的芯片测试系统，其特征在于，所述调节阀杆的底部构造有带有尖端的调节阀针，所述调节阀针用于插设在所述调节阀座上的所述通孔中；
所述调节阀杆位于所述真空罩外的一端设有调节阀手柄。
8.根据权利要求1所述的芯片测试系统，其特征在于，所述冷屏的上端密封盖设有氦气回收冷板；
所述真空罩的上端密封连接有外罩法兰。
9.根据权利要求8所述的芯片测试系统，其特征在于，所述芯片基座安装有加热器和温度传感器。
10.根据权利要求9所述的芯片测试系统，其特征在于，所述外罩法兰上设有加热器与温度传感器引线接插件。
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