CN116255767B - 芯片测试液氮冷冻箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了芯片测试液氮冷冻箱，涉及液氮冷冻技术领域，包括主箱体和上罩；主箱体内部设有下腔体，供下雾化器装入；上罩设置于主箱体上表面，且上罩边侧设置装配罩，供上雾化器装入，并在所述上罩内设置供芯片放入的测试区；其中，所述下腔体上表面位于测试区内，且芯片与下腔体外壁之间垫设有四氟垫片，所述下腔体内设有引导罩；其技术要点为：在测试时的芯片与下腔体之间设计四氟垫片，可保证检测时的密闭效果，同时借助抽吸组件，利用其产生的吸附力可进一步保证芯片贴附于四氟垫片上，确保测试过程中芯片的稳定性，该处的抽吸组件还可与雾化器结合，在一定程度提高了氮气充满对应下腔体内的工作效率。

Description

芯片测试液氮冷冻箱

技术领域

本发明涉及液氮冷冻技术领域，特别涉及芯片测试液氮冷冻箱。

背景技术

液氮是指液态的氮气；液氮是惰性，无色，无臭，无腐蚀性，不可燃，温度极低的液体，汽化时大量吸热接触造成冻伤；氮气构成了大气的大部分(体积比78.03％，重量比75.5％)；在常压下，氮的沸点为-196.56℃，1立方米的液氮可以膨胀至696立方米的纯气态氮(21℃)；如果加压，可以在更高的温度下得到液氮；在工业中，液态氮是由空气分馏而得，先将空气净化后，在加压、冷却的环境下液化，借由空气中各组分之沸点不同加以分离；人体皮肤直接接触液氮瞬间是没有问题的，超过2秒才会冻伤且不可逆转。

在利用箱体充入氮气进行冷冻测试时，通常需要借助到液氮气源，相关的阀体以及箱体内的测试区，通过控制阀体，使得气源开启，实现对测试区的温度调节处理，继而完成对测试区内芯片的测试处理；然而，传统的液氮冷冻箱内若是需要对芯片进行检测时，为了保证芯片位置的固定，则需要使用相关的夹具，然而夹具由于容易受到热胀冷缩的影响，对于芯片的固定效果无法得到有效的保障，同时在氮气进入测试区内时会先将测试区内的气体挤出，充满测试区内的过程需要耗费一定的时长，在一定程度上会影响后续测试的工作效率。

发明内容

解决的技术问题：

针对现有技术的不足，本发明提供了芯片测试液氮冷冻箱，通过借助抽吸组件，利用其产生的吸附力可进一步保证芯片贴附于四氟垫片上，确保测试过程中芯片的稳定性，该处的抽吸组件还可与雾化器结合，在一定程度提高了氮气充满对应下腔体内的工作效率，解决了背景技术中提及的技术问题。

技术方案：

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

芯片测试液氮冷冻箱，包括主箱体和上罩；

主箱体内部设有下腔体，供下雾化器装入；

上罩设置于主箱体上表面，且上罩边侧设置装配罩，供上雾化器装入，并在所述上罩内设置供芯片放入的测试区，方便进行后续的测试工作；

其中，所述下腔体上表面位于测试区内，且芯片与下腔体外壁之间垫设有四氟垫片，所述下腔体内设有引导罩，且引导罩内安装有抽吸组件，用于定位所述芯片于四氟垫片表面，该处的四氟垫片确保密封的同时能够适应环境。

在一种可能的实现方式中，所述下腔体和上罩配套的出气口均延伸到冷冻箱外，且出气口上配设有接风管；所述接风管具有若干开口，且接风管的中部设置有拓展口，根据需要选择拓展口进行使用，所述拓展口与接风管之间通过设置伸缩管连接，该出的伸缩管使得拓展口便于伸缩调节诶。

在一种可能的实现方式中，所述主箱体的边侧配设配电罩，供电机、蓄电池装入，且主箱体和配电罩的底端均安装有万向轮，确保整个冷冻箱能够进行自由移动。

在一种可能的实现方式中，所述下腔体内的下雾化器与液氮气源之间设有四号阀，所述液氮气源与上雾化器之间设有三号阀，所述上雾化器与下腔体之间设有二号阀，所述上雾化器与上罩之间设有一号阀，各个阀均为电磁阀和单向阀。

在一种可能的实现方式中，所述抽吸组件包含泵体和阀体，所述泵体配套的抽气管与四氟垫片表面预设的吸附口连通，所述阀体安装于该抽气管上，且阀体的两个通口端均通过设置管道与下腔体连通，可根据需要选择阀体与四氟垫片连通或是阀体与下腔体连通。

在一种可能的实现方式中，所述上罩的顶端配设有封闭式的盖板，所述下腔体顶壁延伸到上罩内，确保芯片能够放置于下腔体顶壁。

在一种可能的实现方式中，所述装配罩位于配电罩的上表面，且装配罩与配电罩之间相互焊接，并在所述装配罩和配电罩的边侧均配设有把手。

在一种可能的实现方式中，所述上罩和下腔体内均安装有温度传感器，且温度传感器与外置的控制器通过导线连接，所述控制器与一号阀、二号阀、三号阀以及四号阀均通过设置导线连接；其中，所述一号阀、二号阀、三号阀以及四号阀均采用单向阀结构。

在一种可能的实现方式中，还包含安装于下腔体内的去霜机构，且去霜机构包含叶轮和两组轴辊，所述叶轮转动式装配于下腔体内位于芯片正下方的位置处，且叶轮与任一轴辊之间通过设置皮带传动连接，两组所述轴辊之间设置有刷带，所述刷带表面设置的刷毛始终与下腔体内壁的上表面接触。

有益效果：

本方案中，通过在测试时的芯片与下腔体之间设计四氟垫片，可保证检测时的密闭效果，同时借助抽吸组件，利用其产生的吸附力可进一步保证芯片贴附于四氟垫片上，确保测试过程中芯片的稳定性，该处的抽吸组件还可与雾化器结合，在一定程度提高了氮气充满对应下腔体内的工作效率。

附图说明

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的整体结构正剖图；

图3为本发明的下腔体内部结构示意图；

图4为本发明的抽吸组件结构示意图；

图5为本发明的工作原理示意图。

图例说明：1、主箱体；2、上罩；3、装配罩；4、配电罩；5、上雾化器；6、接风管；7、拓展口；8、伸缩管；9、测试区；10、芯片；11、下腔体；12、吸附口；13、四氟垫片；14、引导罩；15、泵体；16、下雾化器；17、阀体；18、一号阀；19、二号阀；20、三号阀；21、四号阀；22、叶轮；23、轴辊；24、刷带。

具体实施方式

本申请实施例通过提供芯片测试液氮冷冻箱，通过借助抽吸组件，利用其产生的吸附力可进一步保证芯片贴附于四氟垫片上，确保测试过程中芯片的稳定性，该处的抽吸组件还可与雾化器结合，在一定程度提高了氮气充满对应下腔体内的工作效率，解决了背景技术中提及的技术问题。

本申请实施例中的技术方案为解决上述背景技术的问题，总体思路如下：

实施例1：

本实施例介绍了芯片测试液氮冷冻箱的具体结构，如图1-图5所示，包括主箱体1和上罩2两部分结构；

主箱体1内部设有下腔体11，供下雾化器16装入；

上罩2设置于主箱体1上表面，且上罩2边侧设置装配罩3，供上雾化器5装入，并在上罩2内设置供芯片10放入的测试区9；

其中，下腔体11上表面位于测试区9内，且芯片10与下腔体11外壁之间垫设有四氟垫片13，该处的芯片10与冷冻箱，即下腔体顶壁间压四氟垫片13保证密封效果，确保不能有漏气现象，上罩2内可以允许微量漏气；上述图1中前侧缺口只是方便观察，实际的上罩2为顶端开口的结构，关闭对应的盖体后即可确保上罩2密封。

下腔体11内设有引导罩14，且引导罩14内安装有抽吸组件，用于定位芯片10于四氟垫片13表面。

在一些示例中，下腔体11和上罩2配套的出气口均延伸到冷冻箱外，且出气口上配设有接风管6；接风管6具有若干开口，且接风管6的中部设置有拓展口7，拓展口7与接风管6之间通过设置伸缩管8连接；

具体使用时：

使用者可将图2中的接风管6与出气口对接，若是还需要使用到拓展口7，则可将拓展口7上配套的密封盖打开，而后手持拓展口7与对应的位置对接，由于伸缩管8可进行伸缩式调节，故拓展口7的对接位置可自由选定。

在一些示例中，主箱体1的边侧配设配电罩4，供电机、蓄电池装入，且主箱体1和配电罩4的底端均安装有万向轮。

在一些示例中，下腔体11内的下雾化器16与液氮气源之间设有四号阀21，液氮气源与上雾化器5之间设有三号阀20，上雾化器5与下腔体11之间设有二号阀19，上雾化器5与上罩2之间设有一号阀18。

上述对整个冷冻箱的工艺要求为：

主箱体1为sus304材质，具有夹层，并在夹层内填充发泡剂绝热；钣金厚度Xmm，受力部分需用加强筋加强；雾化器材质为铜管；上罩2为亚克力板材质；下腔体11顶端凸出的部分设为冷冻箱，该冷冻箱表面喷塑、不得有凹坑、污渍等缺陷；整个主箱体1总重量约50kg。

对于整个冷冻箱的性能要求为：

上罩2内设有温度感应器具有自动补充氮气的功能，根据设定值开启/关闭电磁阀，即对应的阀，下腔体11内设的温度感应器用于监测腔体内部温度变化；设备的降温速率≥10℃/min，升温速率≥5℃/min；在室温25℃时，空气相对湿度80％的环境中充液氮时，配电罩4内设置的电路模块表面不得结露或结霜；保证所有回路不得有漏气，上罩2内可以允许微量漏气；

规定测试逻辑分为以下4个环节：

一是，上下腔体，即上罩2和下腔体11内通入常温氮气，排出腔体内部空气；二是，下腔体11制冷到-50℃@10分钟；三是，进行双脉冲测试1分钟，期间上腔体在空气湿度高于百分之X(需要定义完全)，不断通入小流量氮气，下腔体在到达-50°之后停止通入冷氮气，在回温到-49°情况下继续通入冷氮气，做一个正负1°的温度控制；四是，测试结束之后，上罩2内继续三环节，空气湿度高于百分之X(需要定义完全)，不断通入小流量氮气，当下腔体11温度到达常温之后上，上罩2停止通入氮气；下腔体11通入常温氮气排除冷氮气，排除完毕之后继续加热，到达室温，然后可以开下腔体11的仓门。

通过采用上述技术方案：

在测试时的芯片10与下腔体11之间设计四氟垫片13，可保证检测时的密闭效果，在整个冷冻箱出气口位置处设计接风管6，呈宝塔嘴设计，同时还添加了拓展口7，确保排出的气体能够统一得到排出处理，使用者可根据需要对对应的拓展口7进行选择性使用，体现了整体设计的灵活性。

实施例2：

以实施例1为基础，本实施例介绍了芯片测试液氮冷冻箱中关于抽吸组件的具体结构，如图3和图4所示，抽吸组件包含泵体15和阀体17，泵体15配套的抽气管与四氟垫片13表面预设的吸附口12连通，阀体17安装于该抽气管上，且阀体17的两个通口端均通过设置管道与下腔体11连通。

具体使用时：

在将阀体17开启后，选择调节阀体17与吸附口12连通，产生的负压使得四氟垫片13与芯片10紧贴；选择调节阀体17与管道连通，此时泵体15可对下腔体11抽气处理。

在一些示例中，上罩2的顶端配设有封闭式的盖板，下腔体11顶壁延伸到上罩2内；装配罩3位于配电罩4的上表面，且装配罩3与配电罩4之间相互焊接，并在装配罩3和配电罩4的边侧均配设有把手。

在一些示例中，上罩2和下腔体11内均安装有温度传感器，且温度传感器与外置的控制器通过导线连接，控制器与一号阀18、二号阀19、三号阀20以及四号阀21均通过设置导线连接；一号阀18、二号阀19、三号阀20以及四号阀21均采用单向阀结构。

通过采用上述技术方案：

借助抽吸组件，可利用其产生的吸附力可进一步保证芯片10贴附于四氟垫片13上，确保测试过程中芯片10的稳定性，该处的抽吸组件还可与雾化器结合，在一定程度提高了氮气充满对应下腔体内的工作效率。

在一些示例中，还包含安装于下腔体11内的去霜机构，且去霜机构包含叶轮22和两组轴辊23，叶轮22转动式装配于下腔体11内位于芯片10正下方的位置处，且叶轮22与任一轴辊23之间通过设置皮带传动连接，两组轴辊23之间设置有刷带24，刷带24表面设置的刷毛始终与下腔体11内壁的上表面接触，该处的整体结构也可根据需要设计到其他需要去除冰霜的位置处，根据情况进行设计即可。

通过采用上述技术方案：

上述利用下腔体11内氮气的流动力，可带动去霜机构中的叶轮22转动，将叶轮22作为驱动轮即可带动刷带24进行传输作业，利用刷带24上的刷毛完成对下腔体11内壁与芯片10对应位置的刮刷处理，避免该区域产生结冰或是结霜的情况，避免冰霜对芯片10测试过程产生影响，在一定程度上可以提高对于芯片10测试的准确性。

综上所述，整个冷冻箱的工作原理为：

降温过程:

一是，打开一号阀18、二号阀19、三号阀20，关闭四号阀21，使液氮经过上汽化室变为常温氮气进入上、下腔体内，该处上腔体为上罩2，排出腔体内部空气；二是，打开一号阀18、二号阀19、三号阀20，一号阀18、三号阀20通入小流量常温氮气，关闭二号阀19，液氮进入下腔体11内，液氮在下腔体11内汽化，从而快速降温，达到冷冻的目的。

回温过程:

关闭四号阀21，打开一号阀18、二号阀19、三号阀20，液氮经过上汽化室转换为常温氮气后，进入上、下腔体内部，从未达到快速升温的目的。

测试逻辑分为4个环节：

一是，上、下腔体通入常温氮气，排出腔体内部空气，打开一号阀18、二号阀19、三号阀20，关闭四号阀21即可；

二是，下腔体11制冷到-50℃@10分钟，打开一号阀18、三号阀20、四号阀21，关闭二号阀19即可；

三是，进行双脉冲测试1分钟，期间上腔体在空气湿度高于百分之X(需要定义完全)，不断通入小流量氮气，下腔体在到达-50°之后停止通入冷氮气，在回温到-49°情况下继续通入冷氮气，做一个正负1°的温度控制，一号阀18、三号阀20、四号阀21处于开关状态，关闭二号阀19即可；

四是，测试结束之后，上罩2内继续三环节，空气湿度高于百分之X(需要定义完全)，不断通入小流量氮气，当下腔体11温度到达常温之后上，上罩2停止通入氮气；下腔体11通入常温氮气排除冷氮气，排除完毕之后继续加热，到达室温，然后可以开下腔体11的仓门，一号阀18、二号阀19处于开关状态，打开三号阀20，关闭四号阀21即可。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (8)

1.芯片测试液氮冷冻箱，其特征在于，包括：

主箱体（1），其内部设有下腔体（11），供下雾化器（16）装入；

上罩（2），其设置于主箱体（1）上表面，且上罩（2）边侧设置装配罩（3），供上雾化器（5）装入，并在所述上罩（2）内设置供芯片（10）放入的测试区（9）；

其中，所述下腔体（11）上表面位于测试区（9）内，且芯片（10）与下腔体（11）外壁之间垫设有四氟垫片（13），所述下腔体（11）内设有引导罩（14），且引导罩（14）内安装有抽吸组件，用于定位所述芯片（10）于四氟垫片（13）表面；

所述抽吸组件包含泵体（15）和阀体（17），所述泵体（15）配套的抽气管与四氟垫片（13）表面预设的吸附口（12）连通，所述阀体（17）安装于该抽气管上，且阀体（17）的两个通口端均通过设置管道与下腔体（11）连通；

所述下腔体（11）内的下雾化器（16）与液氮气源之间设有四号阀（21），所述液氮气源与上雾化器（5）之间设有三号阀（20），所述上雾化器（5）与下腔体（11）之间设有二号阀（19），所述上雾化器（5）与上罩（2）之间设有一号阀（18）。

2.如权利要求1所述的芯片测试液氮冷冻箱，其特征在于：所述下腔体（11）和上罩（2）配套的出气口均延伸到冷冻箱外，且出气口上配设有接风管（6）。

3.如权利要求2所述的芯片测试液氮冷冻箱，其特征在于：所述接风管（6）具有若干开口，且接风管（6）的中部设置有拓展口（7），所述拓展口（7）与接风管（6）之间通过设置伸缩管（8）连接。

4.如权利要求1所述的芯片测试液氮冷冻箱，其特征在于：所述主箱体（1）的边侧配设配电罩（4），供电机、蓄电池装入，且主箱体（1）和配电罩（4）的底端均安装有万向轮。

5.如权利要求1所述的芯片测试液氮冷冻箱，其特征在于：所述上罩（2）的顶端配设有封闭式的盖板，所述下腔体（11）顶壁延伸到上罩（2）内。

6.如权利要求4所述的芯片测试液氮冷冻箱，其特征在于：所述装配罩（3）位于配电罩（4）的上表面，且装配罩（3）与配电罩（4）之间相互焊接，并在所述装配罩（3）和配电罩（4）的边侧均配设有把手。

7.如权利要求1所述的芯片测试液氮冷冻箱，其特征在于：所述上罩（2）和下腔体（11）内均安装有温度传感器，且温度传感器与外置的控制器通过导线连接，所述控制器与一号阀（18）、二号阀（19）、三号阀（20）以及四号阀（21）均通过设置导线连接；其中，所述一号阀（18）、二号阀（19）、三号阀（20）以及四号阀（21）均采用单向阀结构。

8.如权利要求1所述的芯片测试液氮冷冻箱，其特征在于：还包含安装于下腔体（11）内的去霜机构，且去霜机构包含叶轮（22）和两组轴辊（23），所述叶轮（22）转动式装配于下腔体（11）内位于芯片（10）正下方的位置处，且叶轮（22）与任一轴辊（23）之间通过设置皮带传动连接，两组所述轴辊（23）之间设置有刷带（24），所述刷带（24）表面设置的刷毛始终与下腔体（11）内壁的上表面接触。