CN113990818A - 一种用于被测板卡芯片的穿透式散热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于被测板卡芯片的穿透式散热装置，包括：穿透式散热模组；所述穿透式散热模组包括穿透式散热块；所述穿透式散热块包括穿透式柱，所述穿透式柱下端设置有散热块接触凸台、上端设置有散热块导向柱，所述散热块导向柱内侧设置有安装螺纹孔，散热块浮动弹簧套设在散热块导向柱外侧；所述穿透式散热块的散热块导向柱穿过导风罩的通孔，所述散热模组基板还设置有散热块导向槽，所述散热块等高螺丝穿过散热快导向槽与散热块导向柱的安装螺纹孔螺接，使穿透式散热块固定在散热模组基板上，上述发明使得被测板卡背面芯片的发热量，将通过导热铟片向穿透式方形柱传递，通过穿透式方形柱将热量传递到穿透式方形柱末端有散热翅片上。

Description

一种用于被测板卡芯片的穿透式散热装置
技术领域
本发明涉及散热装置技术领域，具体涉及一种用于被测板卡芯片的穿透式散热装置。
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。其中，对于电子产品主板功能测试的需求最为急切。而在高性能芯片测试过程中，对芯片的散热模组的散热效率最为关键。
被测板卡芯片分为两类，一类是被测板卡正面芯片，另一类是被测板卡背面芯片。对于被测板卡背面芯片的散热，测试行业一般采用风管吹风散热，这种散热方式存在一下缺点：
第一，针载板设计内腔安装风管散热装置，散热气流将一直积聚于针载板内腔中，热量无法散出。
第二，风管吹风散热方案为了保证风量，一般需要引入空气压缩设备，需要针载板预留较大内腔，用于安装相关风管组件，内腔区域极易于测试针孔位置重叠，直接影响测试点下针，兼容不同被测产品芯片的能力差。
第三，风管组件及空气压缩设备结构复杂，其安装设计难度高，增加设计与加工成本。同时，拆装复杂，不利于拆装保养。
第四，对于工作功率高，发热量大的背面芯片，风管吹风散热方式将无法满足散热要求，造成测试不良，甚至存在烧板风险。
因此，被测板卡背面芯片散热设计一直存在技术壁垒，急需散热更高效，结构更精简，拆装更便捷的散热方案。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提出了一种用于被测板卡芯片的穿透式散热装置，使得被测板卡背面芯片的发热量，将通过导热铟片向穿透式方形柱传递，通过穿透式散热块上的穿透式方形柱，将散热块接触凸台的热量传到至散热块散热翅片上。
本发明提供了一种用于被测板卡芯片的穿透式散热装置，包括：穿透式散热模组；所述穿透式散热模组包括散热模组基板、散热块等高螺丝、导风罩、涡轮风扇、散热块浮动弹簧和穿透式散热块；所述导风罩安装在散热模组基板的底面，所述导风罩包括通孔，所述涡轮风扇安装在导风罩上；
所述穿透式散热块包括穿透式柱，所述穿透式柱下端设置有散热块接触凸台、上端设置有散热块导向柱，所述散热块导向柱内侧设置有安装螺纹孔，散热块浮动弹簧套设在散热块导向柱外侧；所述穿透式散热块的散热块导向柱穿过导风罩的通孔，所述散热模组基板还设置有散热块导向槽，所述散热块等高螺丝穿过散热快导向槽与散热块导向柱的安装螺纹孔螺接，使穿透式散热块固定在散热模组基板上。
优选地，还包括导热导热铟片，所述散热块接触凸台与导热铟片适配，导热铟片套设在散热块接触凸台外侧，且导热铟片一面与穿透式散热块接触凸台端面接触，另一面与被测发热芯片表面接触。
优选地，还包括4个散热模组支撑柱，4个所述散热模组支撑柱穿过散热模组基板的四角处的通孔安装在第三层针板上，所述导风罩位于4个所述散热模组支撑柱形成的空间内，所述导风罩还包括导向通槽，所述涡轮风扇安装在导风罩的导向通槽内。
优选地，还包括涡轮风扇固定螺丝，所述涡轮风扇上两端设置有螺纹孔，所述涡轮风扇固定螺丝穿过螺纹孔将涡轮风扇固定在第三层针板上。
优选地，还包括散热块散热翅片，散热块散热翅片通过焊接与穿透式柱末端连接，将穿透式柱上的热量散发出去，散热块散热翅片与穿透式柱垂直。
优选地，所述导风罩还包括安装槽，用于包裹安装散热块散热翅片，限制涡轮风扇的风流集中经过散热块散热翅片区域。
优选地，所述穿透式柱为3个，所述穿透式柱为穿透式方形柱，散热块导向槽为散热块导向方槽。
优选地，所述散热块接触凸台穿过针载板模组中的避位通槽与被测板卡芯片的背面接触，其中所述针载板模组包括载板模组和针板模组，所述被测板卡芯片安装在载板模组上，所述针板模组安装在载板模组的下方，且所述针板模组和载板模组之间设置有载板浮动弹簧。
优选地，所述针板模组包括第一层针板、第二层针板、第三层针板、第四层针板、第五层针板和信号转接板卡，所述第一层针板、第二层针板、第三层针板、第四层针板、第五层针板和信号转接板卡从上到下依次设置，且所述第一层针板、第二层针板、第三层针板、第四层针板、第五层针板和信号转接板卡和载板模组均设置有通孔，其形成避位通槽。
优选地，所述第一层针板和第二层针板从上到下锁定在第三层针板的顶面，所述第四层针板、第五层针板和信号转接板卡从上到下锁定在第三层针板的底面。
优选地，穿透式方形柱的横截面与芯片面积相等或穿透式方形柱的横截面大于芯片面积；
与风管吹风散热结构相比，本发明提供了一种穿透式散热结构，其所产生的有益效果是：
第一，采用穿透式结构，采用横截面与微小芯片面积相等的穿透式方形柱导热，在针载板上设计穿透式方形柱的避位通槽，由于穿透式方形柱横截面可设计成与芯片面积一致，因此，可极大缩小针载板避位空间，有效降低避位区域与测试针孔位置重叠的风险，有效减小对于针孔设计的影响。同时，由于穿透式方形柱横截面很小，可减小芯片附近载板支撑设计的影响。
第二，采用穿透式结构，穿透式方形柱将穿透针载板与被测板卡背面芯片接触，穿透式方形柱末端设置有左右展开的阵列翅片，芯片热量通过穿透式方形柱传到其末端的散热翅片上，散热翅片部分整体裸露再针载板之外，使散热翅片置于空旷的自由对流空间中，极大提升散热效果。
第三，穿透式散热结构，可从下往上，通过散热模组支撑柱安装在第三层针板上，除了穿透式方形柱陷于针载板避位通槽之内，其他部分都置于针载板之下，整体穿透式散热结构拆装过程，无需拆卸针载板模组，提高散热模组维修保养效率，避免了反复拆装针载板对探针寿命的损耗。
第四，互换兼容性强，由于穿透式散热结构体积小，极大降低对芯片周边元器件的影响，因此，可实现不同被测产品之间的兼容使用，提高散热模组复用率，降低设计和生产成本。
附图说明
图1为本发明提供的穿透式散热模组结构示意图；
图2为本发明提供的穿透式散热模组爆炸图；
图3为本发明提供的散热模组基板和穿透式散热快结构示意图；
图4为本发明提供的针载板模组结构示意图；
图5为本发明提供的针载板模组爆炸图；
图6为针板模组的结构示意图；
图7为本发明提供的针板模组爆炸图；
图8为本发明提供的穿透式散热模组工作状态。
附图标记如下所示：
1-1：穿透式散热模组；2-1：针板模组；3-1：载板模组；3-2：载板浮动弹簧；1：涡轮风扇；2、穿透式散热块；21：散热块接触凸台；22：穿透式柱；23：散热块导向柱；24：散热块散热翅片；25：安装螺纹孔；3：导风罩；4、散热模组基板；5：导热铟片；6、散热块浮动弹簧；7、散热模组支撑柱；8：散热块等高螺丝；9、涡轮风扇固定螺丝；10：散热块导向槽；11、第一层针板；12：第二层针板；13：第三层针板；14：第四层针板；15：第五层针板；16：信号转接板卡；17：被测板卡芯片。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
如图1-3所示，本发明提供了一种用于被测板卡芯片的穿透式散热装置，包括：穿透式散热模组1-1；所述穿透式散热模组1-1包括散热模组基板4、散热块等高螺丝8、导风罩3、涡轮风扇1、散热块浮动弹簧6和穿透式散热块2；所述导风罩3安装在散热模组基板4的底面，所述导风罩包括通孔，所述涡轮风扇1安装在导风罩3上；
所述穿透式散热块包括穿透式柱22，所述穿透式柱22下端设置有散热块接触凸台21、上端设置有散热块导向柱23，所述散热块导向柱23内侧设置有安装螺纹孔25，散热块浮动弹簧6套设在散热块导向柱23外侧；所述穿透式散热块2的散热块导向柱23和套设在散热块导向柱23的散热块浮动弹簧6穿过导风罩的通孔，所述散热模组基板还设置有散热块导向槽10，所述散热块等高螺丝8穿过散热块导向槽10与散热块导向柱23的安装螺纹孔螺25接，使穿透式散热块2固定在散热模组基板4上。其中，穿透式柱22为3个，所述穿透式柱为穿透式方形柱，散热块导向槽10为散热块导向方槽。
其中，本发明提供穿透式散热装置还包括导热铟片5，所述散热块接触凸台21与导热铟片5适配，导热铟片5套设在散热块接触凸台21外侧，且导热铟片5一面与散热块接触凸台21端面接触，另一面与被测板卡芯片17表面接触。
作为优选实施方式，本发明提供的穿透式散热装置还包括4个散热模组支撑柱7，4个所述散热模组支撑柱7穿过散热模组基板的四角处的通孔安装在第三层针板13上，所述导风罩3位于4个所述散热模组支撑柱7形成的空间内，所述导风罩3还包括导向通槽，所述涡轮风扇1安装在导风罩3的导向通槽内。
作为优选实施方式，本发明提供的穿透式散热装置还包括涡轮风扇固定螺丝9，所述涡轮风扇上两端设置有螺纹孔，所述涡轮风扇固定螺丝9穿过螺纹孔将涡轮风扇固定在第三层针板13上。
作为优选实施方式，本发明提供的穿透式散热装置还包括散热块散热翅片24，散热块散热翅片24通过焊接与穿透式柱22末端连接，将穿透式柱22上的热量散发出去，散热块散热翅片24与穿透式柱22垂直。
作为优选实施方式，本发明提供的所述导风罩3还包括安装槽，用于包裹安装散热块散热翅片24，限制涡轮风扇1的风流集中经过散热块散热翅片区域。
如图8所示，所述散热块接触凸台21穿过针载板模组中的避位通槽与被测板卡芯片17的背面接触，其中，穿透式方形柱的横截面与芯片面积相等。
如图4-5所示，本发明提供的所述针载板模组包括载板模组3-1和针板模组2-1，所述被测板卡芯片17安装在载板模组3-1上，所述针板模组2-1安装在载板模组3-1的下方，且所述针板模组2-1和载板模组3-1之间设置有载板浮动弹簧3-2。
如图6-8所示，本发明提供的所述针板模组2-1包括第一层针板11、第二层针板12、第三层针板13、第四层针板14、第五层针板15和信号转接板卡16，所述第一层针板11、第二层针板12、第三层针板13、第四层针板14、第五层针板15和信号转接板卡16从上到下依次设置，且所述第一层针板11、第二层针板12、第三层针板13、第四层针板14、第五层针板15和信号转接板卡16和载板模组3-1均设置有通孔，其形成避位通槽。其中，所述第一层针板11和第二层针板12从上到下锁定在第三层针板13的顶面，所述第四层针板14、第五层针板15和信号转接板卡16从上到下锁定在第三层针板13的底面。
具体地，本发明中提供的穿透式散热模组的具体构成如下所示；
散热块等高螺丝：透过散热模组基板后，与穿透式散热块锁合起来。起到限制穿透式散热块运动行程的作用。
安装螺纹孔：
利用散热块等高螺丝与散热块安装螺纹孔锁合，将穿透式散热块，安装在散热模组基板上。
散热模组基板：用于安装穿透式散热块，以及散热模组支撑柱，起到对该散热模组整体固定的作用。
涡轮风扇固定螺丝：用于将涡轮风扇固定在第三层针板上。
散热模组支撑柱：用于将整个穿透式散热结构固定在第三层针板上，将其皆空于针载板模组之外。具体地，散热模组支撑柱一端安装在散热模组基板上，另一端锁合在第三层针板上，用于支撑和固定整个散热模组。
导风罩：用于包裹穿透式散热块的翅片部分，限制涡轮风扇的风流集中经过翅片区域，实现良好的散热效果；另外，导风罩设计有穿透式散热块的导向通槽，用于导向穿透式散热块垂直运动。
涡轮风扇：用于为该散热模组提供散热风源，为穿透式散热块翅片散热，提供散热气流动力。
散热块浮动弹簧：安装在穿透式散热块和散热模组基板之间，通过散热块等高螺丝限制压缩行程，实现穿透式散热块相对于散热模组基板的弹性浮动运动，使穿透式散热块与被测板卡背面芯片的接触，处于弹性压制状态，避免硬性压制损坏被测芯片，并且浮动预压力可以更好保证导热接触良好。
散热块导向柱和散热导向方槽：
散热块导向柱穿过散热块导向方槽，散热块导向方槽对散热块导向柱形成导向作用，使穿透式散热块保持垂直运动，保证穿透式散热结构与被测板卡背面芯片接触时，垂直受力，使接触面均匀贴合。
穿透式方形柱：
穿透式方形柱是穿透式散热结构的中段导热部分，将散热块接触凸台的热量传到至散热块散热翅片上。
导热铟片和散热块接触凸台
导热铟片作为稳定导热媒介，将导热铟片通过导热双面胶粘贴在散热接触凸台上，通过预压合，使导热铟片与散热块接触凸台表面接触良好，在散热浮动弹簧垂直弹力的作用下，导热铟片与被测板卡背面芯片实现面接触，将被测板卡背面芯片热量导通至穿透式方形柱上。
散热块散热翅片：
散热块散热翅片通过焊接方式，与穿透式方柱末端连接，将穿透式方柱上的热量散发出来，由于散热块散热翅片结构的表面积较大，使散热效果得到提升。
穿透式散热模组工作状态说明：
第一，载板下行过程中，穿透式方形柱通过针载板模组中的避位通槽，在散热块浮动弹簧的作用下，被测板卡背面芯片将接触穿透式散热块及其导热铟片。
第二，被测板卡背面芯片的发热量，将通过导热铟片向穿透式方形柱传递，通过穿透式散热块上的穿透式方形柱，将热量传递到穿透式方形柱末端有导热翅片上。
第三，涡轮风扇产生适当气流，散热气流通过导风罩，直接作用于穿透式导热块的翅片上，持续将热量带走，最终实现散热效果。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于被测板卡芯片的穿透式散热装置，其特征在于，包括：穿透式散热模组；所述穿透式散热模组包括散热模组基板、散热块等高螺丝、导风罩、涡轮风扇、散热块浮动弹簧和穿透式散热块；所述导风罩安装在散热模组基板的底面，所述导风罩包括通孔，所述涡轮风扇安装在导风罩上；
所述穿透式散热块包括穿透式柱，所述穿透式柱下端设置有散热块接触凸台、上端设置有散热块导向柱，所述散热块导向柱内侧设置有安装螺纹孔，散热块浮动弹簧套设在散热块导向柱外侧，位于穿透式散热块和散热模组基板之间，所述穿透式散热块的散热块导向柱穿过导风罩的通孔，所述散热模组基板还设置有散热块导向槽，所述散热块等高螺丝穿过散热块导向槽与散热块导向柱的安装螺纹孔螺接，使穿透式散热块固定在散热模组基板上。
2.如权利要求1所述的用于被测板卡芯片的穿透式散热装置，其特征在于，还包括导热导热铟片，所述散热块接触凸台与导热铟片适配，导热铟片套设在散热块接触凸台外侧，且导热铟片一面与穿透式散热块接触凸台端面接触，另一面与被测发热芯片表面接触。
3.如权利要求1所述的用于被测板卡芯片的穿透式散热装置，其特征在于，还包括4个散热模组支撑柱，4个所述散热模组支撑柱穿过散热模组基板的四角处的通孔安装在第三层针板上，所述导风罩位于4个所述散热模组支撑柱形成的空间内，所述导风罩还包括导向通槽，所述涡轮风扇安装在导风罩的导向通槽内。
4.如权利要求1所述的用于被测板卡芯片的穿透式散热装置，其特征在于，还包括涡轮风扇固定螺丝，所述涡轮风扇上两端设置有螺纹孔，所述涡轮风扇固定螺丝穿过螺纹孔将涡轮风扇固定在第三层针板上。
5.如权利要求1所述的用于被测板卡芯片的穿透式散热装置，其特征在于，还包括散热块散热翅片，散热块散热翅片通过焊接与穿透式柱末端连接，将穿透式柱上的热量散发出去，散热块散热翅片与穿透式柱垂直。
6.如权利要求5所述的用于被测板卡芯片的穿透式散热装置，其特征在于，所述导风罩还包括安装槽，用于包裹安装散热块散热翅片，限制涡轮风扇的风流集中经过散热块散热翅片区域。
7.如权利要求1所述的用于被测板卡芯片的穿透式散热装置，其特征在于，所述穿透式柱为3个，所述穿透式柱为穿透式方形柱，散热块导向槽为散热块导向方槽。
8.如权利要求1所述的用于被测板卡芯片的穿透式散热装置，其特征在于，所述散热块接触凸台穿过针载板模组中的避位通槽与被测板卡芯片的背面接触，其中所述针载板模组包括载板模组和针板模组，所述被测板卡芯片安装在载板模组上，所述针板模组安装在载板模组的下方，且所述针板模组和载板模组之间设置有载板浮动弹簧。
9.如权利要求8所述的用于被测板卡芯片的穿透式散热装置，其特征在于，所述针板模组包括第一层针板、第二层针板、第三层针板、第四层针板、第五层针板和信号转接板卡，所述第一层针板、第二层针板、第三层针板、第四层针板、第五层针板和信号转接板卡从上到下依次设置，且所述第一层针板、第二层针板、第三层针板、第四层针板、第五层针板和信号转接板卡和载板模组均设置有通孔，其形成避位通槽。
10.如权利要求9所述的用于被测板卡芯片的穿透式散热装置，其特征在于，所述第一层针板和第二层针板从上到下锁定在第三层针板的顶面，所述第四层针板、第五层针板和信号转接板卡从上到下锁定在第三层针板的底面。
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