CN115468376A - 一种用于对ate中测试芯板降温的冷却装置及方法 - Google Patents

一种用于对ate中测试芯板降温的冷却装置及方法 Download PDF

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苏邢
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Abstract

本发明公开了一种用于对ATE中测试芯板降温的冷却装置，包括：储液模块，动力模块，冷却模块和换热模块，其中动力模块的两端分别连接储液模块的输出端和冷却模块的输入端，所述动力模块用于将储液模块中的冷却液传输至冷却模块进行降温，所述冷却模块中包括与测试芯板一一对应的冷却通道，所述冷却通道的输出端连接至所述换热模块的输入端，所述换热模块用于将升温后的冷却液进行降温并输送至储液模块中。本发明提供的一种用于对ATE中测试芯板降温的冷却装置及方法，针对测试芯板设置一一对应的冷却通道，并采用液冷型降温设备，提高了测试芯板的降温效率，提高ATE测试的准确性和稳定性。

Description

一种用于对ATE中测试芯板降温的冷却装置及方法
技术领域
本发明涉及ATE测试领域，尤其涉及一种用于对ATE中测试芯板降温的冷却装置及方法。
背景技术
在ATE测试设备中，需要对测试芯板进行降温，防止测试芯板在测试过程中温度过高影响其性能，且在高温影响下，测试芯板的性能就会受到影响，测试结果也会出现偏差，影响测试的准确性。
目前在ATE测试设备中，均采用风冷型设备对测试芯板进行降温，风冷型设备为设置在ATE测试通道外侧的独立设备，只能针对整体的测试通道进行降温，当测试通道数量较多时，风冷型设备的降温效果就会变差，无法满足多通道降温需求。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的问题之一。为此，本发明的目的在于提供一种用于对ATE中测试芯板降温的冷却装置及方法，针对测试芯板设置一一对应的冷却通道，并采用液冷型降温设备，提高了测试芯板的降温效率，提高ATE测试的准确性。
为了实现上述目的，本申请采用如下技术方案：一种用于对ATE中测试芯板降温的冷却装置，包括：储液模块，动力模块，冷却模块和换热模块，其中动力模块的两端分别连接储液模块的输出端和冷却模块的输入端，所述动力模块用于将储液模块中的冷却液传输至冷却模块进行降温，所述冷却模块中包括与测试芯板一一对应的冷却通道，所述冷却通道的输出端连接至所述换热模块的输入端，所述换热模块用于将升温后的冷却液进行降温并输送至储液模块中。
进一步的，所述冷却模块的输出端和输入端分别设置有输入压力传感器和输出压力传感器。
进一步的，所述动力模块包括变频器。
进一步的，所述动力模块包括变频泵。
进一步的，还包括控制模块，所述控制模块与输入压力传感器、输出压力传感器和变频器通讯连接；所述控制模块和变频器的配置使得冷却模块的输出端压力与冷却模块的输入端压力保持恒定差。
进一步的，所述冷却模块的输入端还设置有温度传感器，所述换热模块包括换热通道和降温介质通道，降温介质通道中设置有流量阀，所述流量阀、温度传感器与控制模块通讯连接；所述控制模块和流量阀的配置使得所述温度传感器检测的温度值恒定。
进一步的，所述测试芯板的两侧设置有印刷电路组装板，且两侧的印刷电路组装板之间设置有冷却通道，冷却通道和印刷电路组装板上的芯片表面接触。
一种用于对ATE中测试芯板降温的方法，包括：
动力模块将储液模块中冷却液传输至冷却模块中的冷却通道，所述冷却通道中冷却液用于对测试芯板进行降温；
冷却通道中的冷却液输出至换热模块，所述换热模块用于将升温后的冷却液进行降温并输送至储液模块中。
进一步的，所述冷却模块的输出端和输入端设置有输入压力传感器和输出压力传感器，所述动力模块包括变频器，控制模块与输入压力传感器、输出压力传感器和变频器通讯连接；
所述控制模块控制变频器改变动力模块的动力，使得冷却模块的输出端压力与冷却模块的输入端压力保持恒定差。
进一步的，所述冷却模块的输入端设置有温度传感器，所述换热模块包括换热通道和降温介质通道，降温介质通道中设置有流量阀，所述流量阀与控制模块通讯连接；
所述控制模块控制流量阀的开启程度，使得所述的温度传感器数值恒定。
本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：本申请摒弃了现有技术中针对测试芯板整体降温的风冷型设备，选用适用于冷却液的冷却通道对每个测试芯板进行降温，当测试芯板增多时，只需要在冷却模块中依次并联测试芯板即可，本申请适用于多测试通道的ATE设备中测试芯板的降温；本申请在降温循环系统中采用换热模块对冷却液进行降温，确保冷却液形成独立的循环系统，提高降温效率和稳定性；本申请有效提高了测试芯板的降温效率，提高ATE测试的准确性和稳定性。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
附图中：
图1为本申请中冷却装置的框架示意图；
图2为本申请中测试芯板的结构示意图；
图3为本申请冷却装置的具体结构示意图；
附图标号：1、储液模块；2、动力模块；3、换热模块；4、控制模块；51；冷却通道；52、印刷电路组装板；53、循环管路。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。以下描述中，需要理解的是，“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“纵”、“横”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”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、以特定的方位构造和操作，仅是为了便于描述本技术方案，而不是指示所指的机构或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。
还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。当一个元件被称为在另一元件“上”或“下”时，该元件能够“直接地”或“间接地”位于另一元件之上，或者也可能存在一个或更多个居间元件。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅是为了便于描述本技术方案，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、机构、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
请参阅附图1-3，本申请提供的一种用于对ATE中测试芯板降温的冷却装置，包括：储液模块1，动力模块2，冷却模块和换热模块3，其中动力模块2的两端分别连接储液模块1的输出端和冷却模块的输入端，动力模块2用于将储液模块1中的冷却液传输至冷却模块进行降温，冷却模块中包括与测试芯板一一对应的冷却通道，冷却通道的输出端连接至换热模块3的输入端，换热模块3用于将升温后的冷却液进行降温并输送至储液模块1中。
本申请摒弃了现有技术中针对测试芯板整体降温的风冷型设备，选用适用于冷却液的冷却通道对每个测试芯板进行降温，当测试芯板增多时，只需要将测试芯板依次并联入冷却模块中即可，适用于多测试通道的ATE设备中测试芯板的降温；本申请在降温循环系统中采用换热模块3对冷却液进行降温，确保冷却液形成独立的循环系统，提高降温效率和稳定性；本申请有效提高了测试芯板的降温效率，提高ATE测试的准确性和稳定性。
作为一种具体的实施例，本申请中冷却模块的输出端和输入端设置有输入压力传感器P1和输出压力传感器P2。动力模块2包括变频器，例如动力模块2可以为变频泵。控制模块4与输入压力传感器P1、输出压力传感器P2和变频器通讯连接；控制模块4和变频器的配置使得冷却模块的输出端压力与冷却模块的输入端压力保持恒定差。
其中，当冷却通道的个数不同时，冷却模块的输出端压力也是不同的，冷却通道越多，整体流阻越小，冷却模块的输出端压力越大；当冷却模块的输入端压力不同时，冷却模块的输出端压力也是不同的，本申请借助于输入压力传感器和输出压力传感器来检测冷却模块的输入端和输出端压力。为了确保冷却通道中冷却效果稳定，为了确保换热模块3中换热效率稳定，本申请设置冷却模块的输出端压力与冷却模块的输入端压力保持恒定差，这里的恒定差指的是输入端比输出端的压力值大恒定数值。具体的控制方法可以设置控制模块4，且控制模块4与输入压力传感器、输出压力传感器和变频器通讯连接，控制模块4接收到输入压力传感器和输出压力传感器的压力值之后，判断其差值是否恒定，若输入端减输出端的压力值小于预设差值，则控制模块4控制变频器频率增大，增加动力，提高冷却模块输入端的压力值，进而使得输入端减输出端的压力值等于预设差值。若输入端减输出端的压力值大于预设差值，则控制模块4控制变频器频率降低，减小动力，降低冷却模块输入端的压力值，进而使得输入端减输出端的压力值等于预设差值。
作为一种具体的实施例，本申请中冷却模块的输入端还设置有温度传感器T，换热模块3包括换热通道和降温介质通道，降温介质通道中设置有流量阀，流量阀和温度传感器T与控制模块4通讯连接；控制模块4和流量阀的配置使得换热模块3中换热通道输出的冷却液温度恒定。
具体的，本申请在冷却模块的输入端设置有温度传感器T，用于检测进入至冷却通道中冷却液的温度，本申请控制模块4连接流量阀以及温度传感器，之所以设置温度传感器T是为了便于控制模块4计算并控制流量阀的开合度，以及监测进入冷却模块的冷却液初始温度，我们默认温度传感器和设定的目标温度相同时，控制模块4停止对流量阀的调节，当温度传感器的温度值大于设定的目标温度值时，说明换热模块3输出的冷却液温度过高，控制模块4控制流量阀稍微开启，使得降温介质通道中降温介质流量变大；当温度传感器的温度值小于设定的目标温度值时，说明换热模块3输出的冷却液温度过低，控制模块4控制流量阀稍微关闭，使得降温介质通道中降温介质流量变小。本申请中流量阀的开启程度可以自由控制。降温介质可以为水或者其他液态介质，具体可以为封测生产线普遍配置的厂务水，相当于是源源不断的低温水源。
作为一种具体的实施例，本申请中测试芯板的结构如附图2所示，类似于三明治结构，两侧设置有印刷电路组装板，且两侧的印刷电路组装板之间设置有冷却通道。当测试芯板的数量增加或减少时，只需要依次并联入冷却模块即可。
本申请中冷却液预先灌装在液冷系统中，即使有储液模块1，容积也是一定的，随着循环，测试芯板中印刷电路组装板的发热持续带入到冷却液中，会使冷却液的温度不断上升，最终无法起到液冷作用。因此需增加换热模块3，为保证结构紧凑，可选用钎焊式板换。降温介质(可以是测试产线配套的厂务水)，在换热模块3内，和冷却液做热交换，使得冷却液回到设定的目标温度t0。测试方案不同，冷却液进入换热模块3时的温度t1也不同。控制模块4监控温度传感器和t0的值，通过运算，改变流量阀的开合度，从而影响降温介质的流量，即提高或降低换热效率，最终使得冷却液的温度在完成一次完整循环后，恒定在t0，即恒温控制。
为保障冷却液循环过程中，动态的最低流量，液冷控制方案需要配备储液模块1，同时需考虑冷却液温升、挥发、杂质等原因，设计的储液模块1应包含压力释放，过滤，液位指示等功能。
本申请中控制模块4包含可编程逻辑控制器(PLC)。PLC通过PID(比例积分微分控制)算法调节变频器的输出频率，影响变频泵的功率，从而保证冷却模块的输入端和输出端保持恒定压力差，即恒压降控制。PLC通过PID算法调节阀的开合度，影响换热模块3内的换热效率，从而保证冷却液流出换热模块3时的温度稳定在t0，即恒温控制。
本申请中换热模块3包含2套循环，冷却液的循环和降温介质的循环。冷却液先将测试芯板的印刷电路组装板热量带出来，在换热模块3内与降温介质进行热交换，最终由降温介质将系统热量带走。
本申请提供的一种用于对ATE中测试芯板降温的方法，包括：
储液模块1预先储存一定容积的冷却液，动力模块2将预设温度t0、流量Q的冷却液通过循环管路53，注向并联的测试芯板内部的冷却通道，冷却液流经测试芯板，带走测试芯板中印刷电路组装板因工作产生的热量，从而保证测试芯板上印刷电路组装板始终运行在合适的温度范围内。冷却液流出测试芯板后，温度会上升至t1，在流经换热模块3时，和源源不断的降温介质做热交换，从而温度回到t0后，流回储液模块1，完成一次循环。本申请中循环管路43指的是连通动力模块和冷却模块之间的管路。
在上述循环过程中，如附图3所示，控制模块根据输入压力传感器P1检测的压力值和输出压力传感器P2检测的压力值，判断二者的差值是否恒定，若恒定，则继续保持变频泵保持转速运转；多不恒定，则控制模块中PLC进行PID计算，并调节变频泵的转速，直至二者差值恒定。
同时，控制模块4实时监测温度传感器T检测到的温度值，判断冷却液输出至储液模块中的温度是否等于预设值，若等于预设值，则继续保持流量阀维持开合度不变，若不等于预设值，则控制模块中PLC进行PID计算，并调节流量阀的开合度，直至冷却液从换热模块中输出的温度值等于预设值。
可以理解的，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种用于对ATE中测试芯板降温的冷却装置，其特征在于，包括：储液模块，动力模块，冷却模块和换热模块，其中动力模块的两端分别连接储液模块的输出端和冷却模块的输入端，所述动力模块用于将储液模块中的冷却液传输至冷却模块进行降温，所述冷却模块中包括与测试芯板一一对应的冷却通道，所述冷却通道的输出端连接至所述换热模块的输入端，所述换热模块用于将升温后的冷却液进行降温并输送至储液模块中。
2.根据权利要求1所述的一种用于对ATE中测试芯板降温的冷却装置，其特征在于，所述冷却模块的输出端和输入端分别设置有输入压力传感器和输出压力传感器。
3.根据权利要求2所述的一种用于对ATE中测试芯板降温的冷却装置，其特征在于，所述动力模块包括变频器。
4.根据权利要求3所述的一种用于对ATE中测试芯板降温的冷却装置，其特征在于，所述动力模块包括变频泵。
5.根据权利要求3所述的一种用于对ATE中测试芯板降温的冷却装置，其特征在于，还包括控制模块，所述控制模块与输入压力传感器、输出压力传感器和变频器通讯连接；所述控制模块和变频器的配置使得冷却模块的输出端压力与冷却模块的输入端压力保持恒定差。
6.根据权利要求5所述的一种用于对ATE中测试芯板降温的冷却装置，其特征在于，所述冷却模块的输入端还设置有温度传感器，所述换热模块包括换热通道和降温介质通道，降温介质通道中设置有流量阀，所述流量阀、温度传感器与控制模块通讯连接；所述控制模块和流量阀的配置使得所述温度传感器检测的温度值恒定。
7.根据权利要求1所述的一种用于对ATE中测试芯板降温的冷却装置，其特征在于，所述测试芯板的两侧设置有印刷电路组装板，且两侧的印刷电路组装板之间设置有冷却通道，冷却通道和印刷电路组装板上的芯片表面接触。
8.一种用于对ATE中测试芯板降温的方法，其特征在于，包括：
动力模块将储液模块中冷却液传输至冷却模块中的冷却通道，所述冷却通道中冷却液用于对测试芯板进行降温；
冷却通道中的冷却液输出至换热模块，所述换热模块用于将升温后的冷却液进行降温并输送至储液模块中。
9.根据权利要求8所述的一种用于对ATE中测试芯板降温的方法，其特征在于，所述冷却模块的输出端和输入端设置有输入压力传感器和输出压力传感器，所述动力模块包括变频器，控制模块与输入压力传感器、输出压力传感器和变频器通讯连接；
所述控制模块控制变频器改变动力模块的动力，使得冷却模块的输出端压力与冷却模块的输入端压力保持恒定差。
10.根据权利要求8所述的一种用于对ATE中测试芯板降温的方法，其特征在于，所述冷却模块的输入端设置有温度传感器，所述换热模块包括换热通道和降温介质通道，降温介质通道中设置有流量阀，所述流量阀与控制模块通讯连接；
所述控制模块控制流量阀的开启程度，使得所述温度传感器的数值恒定。
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