CN114184940B - 一种芯片老化试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种芯片老化试验装置，包括箱体、至少一个测试组件，每个测试组件均包括测试腔、循环风道、第一蜂窝板、第二蜂窝板，测试腔内设有若干测试区，每个测试区的两侧内壁均开设有出风口和回风口，第一蜂窝板设置在出风口的沿气流方向的上游的一侧，第二蜂窝板设置在回风口的沿气流方向的下游的一侧，循环风道中与出风口相对的内壁设有导流板，每个导流板均从远离出风口的一侧向靠近的一侧由气流方向的上游向下游倾斜设置，每个位于下游的导流板长度均大于位于上游的导流板长度。本发明可以满足大批量芯片紧密排列进行老化测试时的高散热需求，还可以确保每个芯片所处的测试环境一致，提高了测试效率和测试结果的准确性。

Description

一种芯片老化试验装置

技术领域

本发明涉及一种芯片老化试验装置，适用于芯片老化测试技术领域。

背景技术

随着5G通信、半导体芯片、航空航天技术等高精尖技术产业的蓬勃发展，被广泛应用于此类行业的芯片等电子器件的重要性也日益凸显，为了能够把控芯片类产品的品质，产品出厂前通常要对其进行老化测试。老化测试主要是将产品置于高温、高温高湿或低温等环境下进行通电运行，监测产品在运行过程中的电变量，以及发生的化学或物理变化等，以便筛选出其中的不良品。

目前的老化试验装置的测试腔内大多设置有多层测试载板，可以大批量的对芯片进行老化测试，然而由于在进行通电测试时，芯片自身会散发大量的热量，大多情况下都能达到10KW左右的发热量，这样不仅会使得每个芯片所处的测试环境存在差异，还容易使芯片周围积温，导致测试结果的准确性降低。

现有技术中大多是通过在测试腔内设置风循环，方便为被测产品散热，如申请号为CN202010165431.9的专利所公开的设备，通过设置循环风机与风道，实现测试腔内的风循环，然而，由于测试腔内设有上下多层结构，容易出现位于气流上游的测试层风量小、散热差，位于气流下游的测试层风量大、散热好的现象，并不能使每个芯片所处的测试环境一致，并且上述设备风循环过程中的气体流动比较散乱，散热效率很低，无法满足芯片类产品测试时高发热量的散热需求；进一步地，在申请号为CN202110739083.6的专利中公开了一种S形的风道结构，是通过在每个被测产品上方开设出风口，来达到同步每个被测产品的测试环境以及为被测产品散热的目的，但是此类结构会占用大量的测试空间，使得测试腔内所能容纳的产品数量降低，不仅会导致测试效率降低，还会导致设备的生产成本提高，同时，由于芯片类产品的体积较小，针对于芯片测试的装置中，每层测试载板之间只有150mm左右的间距，排布非常紧密，上述专利所公开的结构并不能适用于此类测试情形。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的缺陷，本发明提出了一种芯片老化试验装置。

本发明采用的技术方案是：一种芯片老化试验装置，包括箱体、至少一个设置在箱体内部的测试组件，每个测试组件均包括用于容纳芯片的测试腔、设置在测试腔外围并与测试腔连通的循环风道、用于令测试腔及循环风道内形成循环风的循环风机、用于为测试腔内空间加热的加热装置、用于为测试腔内空间降温的制冷装置以及与测试腔相邻的用于为芯片接通电源的电控箱。

测试腔内设置有若干上下排布的用于装载芯片的芯片载板，芯片载板将测试腔分隔成若干个用于测试芯片的测试区，每个测试区均在其相对的两侧的内壁上分别开设有使该测试区与循环风道连通的出风口和回风口，可以在测试区内形成风循环，不仅可以通过带有热量、水汽或冷量的循环风使测试腔内的环境达到测试需求，还可以通过循环风为芯片散热，防止芯片周围形成积温。

每个测试组件还包括用于为从循环风道吹入各测试区的气流导向的第一蜂窝板、用于为从各测试区吹入循环风道的气流导向的第二蜂窝板，第一蜂窝板设置在出风口的沿气流方向的上游的一侧，第二蜂窝板设置在回风口的沿气流方向的下游的一侧，具体的，第一蜂窝板与第二蜂窝板分别设置在测试区的两侧，使得流过测试区的气流形成规整的气体流柱，提高了循环风的流速，可以快速的带走芯片在测试过程中散发的热量，进而提高了循环风的散热效率，以满足芯片测试时的高散热需求；循环风道中与出风口相对的内壁上设置有数量、位置均与出风口相对应且用于将气流导向对应的出风口的导流板，每个导流板均从其与循环风道内壁相连接的一侧向靠近出风口的一侧由气流方向的上游向下游倾斜设置，每个位于气流方向的下游的导流板的长度均大于位于气流方向的上游的导流板的长度，通过倾斜设置的导流板不仅可以改变空气流向，将气流从出风口送入测试区，还可以引导空气流动的惯性，进一步提高空气流速；同时尺寸不一的导流板还可以平均分配送入每个测试区的风量，确保每层测试区所通入的风量均等，防止出现同一测试腔内不同芯片所处的测试环境不一致而导致的测试结果不准确的问题。

进一步地，第一蜂窝板与出风口之间、第二蜂窝板与回风口之间均设置有网板，可以起到保护蜂窝板的作用，防止在操作过程中异物碰坏或刮伤蜂窝板，也可以防止异物落入循环风道造成风道阻塞。

进一步地，循环风机的风量为2000m³/h~18000m³/h，确保风量能够达到芯片老化所需的散热标准。

进一步地，第一蜂窝板与第二蜂窝板的蜂窝孔的内切圆直径为4mm~12mm，且第一蜂窝板与第二蜂窝板的厚度不小于5mm，确保循环风所形成的空气流柱结构稳定，同时也确保气流具有足够的行程以构成空气流柱。

进一步地，循环风机、加热装置的热量输出部件、制冷装置的冷量输出部件均设置在循环风道内，便于形成可为测试腔内部模拟测试环境的循环风。

进一步地，老化试验装置还包括设置在箱体内的用于控制老化试验装置工作的中控主机、嵌设在箱体表面的用于发出控制指令的控制面板、嵌设在箱体表面的用于显示老化试验装置工作状态的显示面板。控制面板的输出端与中控主机的输入端相连接，方便操作人员输出控制指令，并由中控主机按照控制指令控制老化试验装置工作；显示面板的输入端与中控主机的输出端相连接，便于操作人员通过显示面板观察判断测试中的数据、状态。

更进一步地，加热装置的输入端、制冷装置的输入端、循环风机的输入端均与中控主机的输出端相连接，操作人员可通过控制面板控制加热装置、制冷装置以及循环风机工作。

更进一步地，箱体表面设置有数量与测试组件的数量相同的用于紧急关停相对应的测试组件的急停开关，每个急停开关的输出端均与中控主机的输入端相连，当测试过程中出现异常或紧急情况时，操作人员可通过急停开关中断测试进程并且关闭装置，防止意外导致的装置损坏等风险，提高安全性。

更进一步地，电控箱内设置有与芯片载板一一对应连接的用于采集芯片测试数据的采集板，采集板均与中控主机相连接，采集板设置在与测试腔隔绝的电控箱内，可以在常温环境下对测试过程中的芯片进行数据采集，防止恶劣的测试环境对测试数据的采集造成影响，提高测试结果的准确性。

进一步地，箱体表面嵌设有数量与测试组件的数量相同的气压表，每个气压表均与相对应的测试组件中的测试腔连通，便于操作人员直观地判断测试腔内的压力环境，可以在出现压力异常时及时进行调整。

由于上述技术方案运用，本发明相较现有技术具有以下优点：

本发明的芯片老化试验装置，可以通过蜂窝板使循环风流过测试区时形成规整的气体流柱，提高循环风的流速，进而提高循环风的散热效率；还可以通过导流板平均分配流向每个测试区的风量，防止各层测试区之间出现因散热程度不同而造成的测试环境不一致；同时，导流板可通过引导空气流向，合理利用其流动惯性，将其从循环风道中送入测试区，使其循环流动的过程更加顺畅，进一步提高循环风的流速。本发明可以满足大批量芯片紧密排列进行老化测试时的高散热需求，还可以确保每个芯片所处的测试环境保持一致，提高了测试效率和测试结果的准确性。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的组件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是本发明中一个实施例的结构示意图；

图2是图1所示实施例中测试组件的结构分解图；

图3是图1所示实施例的侧视图；

其中，附图标记说明如下：

1、箱体；2、测试组件；20、网板；21、测试腔；211、芯片载板；22、循环风道；221、导流板；23、循环风机；24、加热装置；25、制冷装置；26、电控箱；261、采集板；27、测试区；271、出风口；272、回风口；28、第一蜂窝板；29、第二蜂窝板；3、中控主机；4、控制面板；5、显示面板；6、急停开关；7、气压表。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

参考附图1-3，本实施例提供了一种芯片老化试验装置，包括箱体1、至少一个设置在箱体内部的测试组件2，每个测试组件2均包括用于容纳芯片的测试腔21、设置在测试腔21外围并与测试腔21连通的循环风道22、用于令测试腔21及循环风道22内形成循环风的循环风机23、用于为测试腔21内空间加热的加热装置24、用于为测试腔21内空间降温的制冷装置25以及与测试腔21相邻的用于为芯片接通电源的电控箱26，循环风机23、加热装置24的热量输出部件、制冷装置25的冷量输出部件均设置在循环风道22内，便于形成可为测试腔21内部模拟测试环境的循环风，具体的，循环风机23的风量为2000m³/h~18000m³/h，可确保风量能够达到芯片老化所需的散热标准。

测试腔21内设置有若干上下排布的用于装载芯片的芯片载板211，芯片载板211将测试腔21分隔成若干个用于测试芯片的测试区27，每个测试区27均在其相对的两侧的内壁上分别开设有使该测试区27与循环风道22连通的出风口271和回风口272，可以在测试区27内形成风循环，不仅可以通过带有热量、水汽或冷量的循环风使测试腔21内的环境达到测试需求，还可以通过循环风为芯片散热，防止芯片周围形成积温。

每个测试组件2还包括用于为从循环风道22吹入各测试区27的气流导向的第一蜂窝板28、用于为从各测试区27吹入循环风道22的气流导向的第二蜂窝板29，第一蜂窝板28设置在出风口271的沿气流方向的上游的一侧，第二蜂窝板29设置在回风口272的沿气流方向的下游的一侧，具体的，第一蜂窝板28与第二蜂窝板29分别设置在测试区27的两侧，第一蜂窝板28与第二蜂窝板29的蜂窝孔的内切圆直径为4mm~12mm，且第一蜂窝板28与第二蜂窝板29的厚度不小于5mm，使得流过测试区27的气流形成规整的气体流柱，提高了循环风的流速，可以快速的带走芯片在测试过程中散发的热量，进而提高了循环风的散热效率，以满足芯片测试时的高散热需求，循环风道22中与出风口271相对的内壁上设置有数量、位置均与出风口271相对应且用于将气流导向对应的出风口271的导流板221，每个导流板221均从其与循环风道22内壁相连接的一侧向靠近出风口271的一侧由气流方向的上游向下游倾斜设置，每个位于气流方向的下游的导流板221的长度均大于位于气流方向的上游的导流板221的长度，通过倾斜设置的导流板221不仅可以改变空气流向，将气流从出风口送入测试区27，还可以引导空气流动的惯性，进一步提高空气流速；同时尺寸不一的导流板221还可以平均分配送入每个测试区27的风量，确保每层测试区27所通入的风量均等，防止出现同一测试腔21内不同芯片所处的测试环境不一致而导致的测试结果不准确的问题。

老化试验装置还包括设置在箱体1内的用于控制老化试验装置工作的中控主机3、嵌设在箱体1表面的用于发出控制指令的控制面板4、嵌设在箱体1表面的用于显示老化试验装置工作状态的显示面板5，控制面板4的输出端与中控主机3的输入端相连接，方便操作人员输出控制指令，并由中控主机3按照控制指令控制老化试验装置工作；显示面板5的输入端与中控主机3的输出端相连接，便于操作人员通过显示面板5观察判断测试中的数据、状态。加热装置24的输入端、制冷装置25的输入端、循环风机23的输入端均与中控主机3的输出端相连接，操作人员可通过控制面板4控制加热装置24、制冷装置25以及循环风机23工作。

电控箱26内设置有与芯片载板211一一对应连接的用于采集芯片测试数据的采集板261，采集板261均与中控主机3相连接，采集板261设置在与测试腔21隔绝的电控箱26内，可以在常温环境下对测试过程中的芯片进行数据采集，防止恶劣的测试环境对测试数据的采集造成影响，提高测试结果的准确性。

在一种更为优选的实施方案中，第一蜂窝板28与出风口271之间、第二蜂窝板29与回风口272之间均设置有网板20，可以起到保护蜂窝板的作用，防止在操作过程中异物碰坏或刮伤蜂窝板，也可以防止异物落入循环风道22造成风道阻塞。

在一种更为优选的实施方案中，箱体1表面设置有数量与测试组件2的数量相同的用于紧急关停相对应的测试组件2的急停开关6，每个急停开关6的输出端均与中控主机3的输入端相连，当测试过程中出现异常或紧急情况时，操作人员可通过急停开关6中断测试进程并且关闭装置，防止意外导致的装置损坏等风险，提高安全性。

在一种更为优选的实施方案中，箱体1表面嵌设有数量与测试组件2的数量相同的气压表7，每个气压表7均与相对应的测试组件2中的测试腔21连通，便于操作人员直观地判断测试腔21内的压力环境，可以在出现压力异常时及时进行调整。

由于上述技术方案的运用，本发明相较现有技术具有以下优点：

本发明的芯片老化试验装置，可以通过蜂窝板使循环风流过测试区时形成规整的气体流柱，提高循环风的流速，进而提高循环风的散热效率；还可以通过导流板平均分配流向每个测试区的风量，防止各层测试区之间出现因散热程度不同而造成的测试环境不一致；同时，导流板可通过引导空气流向，合理利用其流动惯性，将其从循环风道中送入测试区，使其循环流动的过程更加顺畅，进一步提高循环风的流速。本发明可以满足大批量芯片紧密排列进行老化测试时的高散热需求，还可以确保每个芯片所处的测试环境保持一致，提高了测试效率和测试结果的准确性。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种芯片老化试验装置，其特征在于：包括箱体（1）、至少一个设置在所述箱体内部的测试组件（2），每个所述测试组件（2）均包括用于容纳所述芯片的测试腔（21）、设置在所述测试腔（21）外围并与所述测试腔（21）连通的循环风道（22）、用于令所述测试腔（21）及所述循环风道（22）内形成循环风的循环风机（23）、用于为所述测试腔（21）内空间加热的加热装置（24）、用于为所述测试腔（21）内空间降温的制冷装置（25）以及与所述测试腔（21）相邻的用于为所述芯片接通电源的电控箱（26）；

所述测试腔（21）内设置有若干上下排布的用于装载所述芯片的芯片载板（211），所述芯片载板（211）将所述测试腔（21）分隔成若干个测试区（27），每个所述测试区（27）均在其相对的两侧的内壁上分别开设有使该测试区（27）与所述循环风道（22）连通的出风口（271）和回风口（272）；

每个所述测试组件（2）还包括用于为从所述循环风道（22）吹入各所述测试区（27）的气流导向的第一蜂窝板（28）、用于为从各所述测试区（27）吹入所述循环风道（22）的气流导向的第二蜂窝板（29），所述第一蜂窝板（28）设置在所述出风口（271）的沿气流方向的上游的一侧，所述第二蜂窝板（29）设置在所述回风口（272）的沿气流方向的下游的一侧，所述循环风道（22）中与所述出风口（271）相对的内壁上设置有数量、位置均与所述出风口（271）相对应且用于将气流导向对应的所述出风口（271）的导流板（221），每个所述导流板（221）均从其与所述循环风道（22）内壁相连接的一侧向靠近所述出风口（271）的一侧由气流方向的上游向下游倾斜设置，每个位于气流方向的下游的所述导流板（221）的长度均大于位于气流方向的上游的所述导流板（221）的长度。

2.根据权利要求1所述的芯片老化试验装置，其特征在于：所述第一蜂窝板（28）与所述出风口（271）之间、所述第二蜂窝板（29）与所述回风口（272）之间均设置有网板（20）。

3.根据权利要求1所述的芯片老化试验装置，其特征在于：所述循环风机（23）的风量为2000m³/h~18000m³/h。

4.根据权利要求1所述的芯片老化试验装置，其特征在于：所述第一蜂窝板（28）与所述第二蜂窝板（29）的蜂窝孔的内切圆直径为4mm~12mm，且所述第一蜂窝板（28）与所述第二蜂窝板（29）的厚度不小于5mm。

5.根据权利要求1所述的芯片老化试验装置，其特征在于：所述循环风机（23）、所述加热装置（24）的热量输出部件、所述制冷装置（25）的冷量输出部件均设置在所述循环风道（22）内。

6.根据权利要求1所述的芯片老化试验装置，其特征在于：所述老化试验装置还包括设置在所述箱体（1）内的用于控制所述老化试验装置工作的中控主机（3）、嵌设在所述箱体（1）表面的用于发出控制指令的控制面板（4）、嵌设在所述箱体（1）表面的用于显示所述老化试验装置工作状态的显示面板（5），所述控制面板（4）的输出端与所述中控主机（3）的输入端相连接，所述显示面板（5）的输入端与所述中控主机（3）的输出端相连接。

7.根据权利要求6所述的芯片老化试验装置，其特征在于：所述加热装置（24）的输入端、所述制冷装置（25）的输入端、所述循环风机（23）的输入端均与所述中控主机（3）的输出端相连接。

8.根据权利要求6所述的芯片老化试验装置，其特征在于：所述箱体（1）表面设置有数量与所述测试组件（2）的数量相同的用于紧急关停相对应的所述测试组件（2）的急停开关（6），每个所述急停开关（6）的输出端均与所述中控主机（3）的输入端相连。

9.根据权利要求6所述的芯片老化试验装置，其特征在于：所述电控箱（26）内设置有与所述芯片载板（211）一一对应连接的用于采集所述芯片测试数据的采集板（261），所述采集板（261）均与所述中控主机（3）相连接。

10.根据权利要求1所述的芯片老化试验装置，其特征在于：所述箱体（1）表面嵌设有数量与所述测试组件（2）的数量相同的气压表（7），每个所述气压表（7）均与相对应的所述测试组件（2）中的所述测试腔（21）连通。

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