CN116413526A - 用于单粒子效应试验的散热装置、测试系统和试验方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于单粒子效应试验的散热装置、测试系统和试验方法，属于器件测试领域。所述散热装置包括：承载结构和散热结构；所述承载结构用于承载电子器件；所述散热结构与所述承载结构相连，且所述散热结构与所述电子器件的表面的部分区域接触，所述表面为所述电子器件的远离所述承载结构的表面，且所述表面露出的区域用于进行单粒子效应试验。该散热装置能够为单粒子效应试验的过程中的电子器件进行散热。

Description

用于单粒子效应试验的散热装置、测试系统和试验方法

技术领域

本申请涉及器件测试技术领域，特别涉及一种用于单粒子效应试验的散热装置、单粒子效应测试系统和试验方法。

背景技术

单粒子效应，又称单粒子事件(single event effects，SEE)，是高能粒子射入电子器件后，由于电离效应所引起的一类辐射效应的总称。为了提高电子器件的可靠性，需要对电子器件进行单粒子效应试验。在单粒子效应试验过程中，通过供电装置为电子器件提供正常工作所需的电信号，并利用测试源对电子器件进行辐射。

随着电子器件的功耗不断增大，电子器件正常工作中产生的热量也越来越大。因此，在单粒子效应试验过程中，需要通过散热装置对电子器件进行散热。

相关技术中，用于单粒子效应试验的散热装置包括承载结构和散热结构。承载结构用于承载电子器件。散热结构与承载结构相连，且位于承载结构的与电子器件相反的表面。电子器件产生的热量需要经过承载结构传递至散热结构，散热能力有限。

发明内容

本申请提供了一种用于单粒子效应试验的散热装置、单粒子效应试验系统和方法，能够提高对单粒子效应试验中的电子器件进行散热的能力。

一方面，本申请实施例提供了一种用于单粒子效应试验的散热装置。该散热装置包括承载结构和散热结构。所述承载结构用于承载电子器件。所述散热结构与所述承载结构相连，且所述散热结构与所述电子器件的表面的部分区域接触。所述表面为所述电子器件的远离所述承载结构的表面，且所述表面露出的区域用于进行单粒子效应试验。

通过将散热结构与电子器件的表面的部分区域接触，使得散热结构能够快速将电子器件工作过程中产生的热量导走，有利于提高电子器件的散热能力。同时，由于电子器件的表面的部分区域露出，因此，可以在露出的区域对电子器件进行辐射，从而进行单粒子效应试验。因此，本申请实施例提供的散热装置能够在对电子器件进行单粒子效应试验的同时，提高电子器件的散热能力。

在本申请中，电子器件包括多个电子元件，多个电子元件中至少部分电子元件为半导体电子元件。

在一些示例中，电子器件中的部分电子元件需要进行单粒子效应试验，且这部分电子元件集中位于电子器件的一个或多个区域，例如位于电子器件的中部或者位于电子器件的两侧边。这种情况下，可以将散热结构和承载结构固定连接，并且通过散热结构同时将这部分电子元件所在区域的表面露出，然后对露出的表面进行辐射，即可完成单粒子效应试验。

在另一些示例中，电子器件中的至少部分电子元件需要进行单粒子效应试验，并且，需要被辐射的电子元件不能通过散热结构一次性露出。这种情况下，可以将散热结构被配置为在散热过程中相对所述表面移动，以露出所述表面的不同区域，从而可以对不同区域的电子元件分别进行辐射，直至完成单粒子效应试验。

为了便于散热结构相对于所述表面移动，可以将散热结构与承载结构滑动连接。例如，所述散热板和所述承载结构中的至少一个具有滑槽，所述散热装置还包括布置在所述滑槽中的连接件，所述散热板与所述承载结构通过所述连接件连接。通过滑槽和连接件的配合，实现了散热结构与承载结构的滑动连接。

在一些示例中，所述滑槽包括第一滑槽，所述第一滑槽沿第一方向延伸。示例性地，滑槽包括两个第一滑槽组。每个第一滑槽组包括至少一条第一滑槽。同一第一滑槽组中的第一滑槽的中心线位于同一直线上。不同的第一滑槽组中的第一滑槽的中心线平行，且不同的第一滑槽组中的第一滑槽的中心线位于电子器件的相对两侧。每个第一滑槽中均设置有连接件。通过设置两个第一滑槽组，可以在电子器件的两侧对散热结构和承载结构进行连接，从而将电子器件夹设在散热结构和承载结构之间。这样有利于提高机械连接的稳固度，减小电子器件的机械振动。

在另一些示例中，所述滑槽包括第一滑槽和第二滑槽，所述第一滑槽的延伸方向和所述第二滑槽的延伸方向相交。例如，所述第一滑槽的延伸方向和所述第二滑槽的延伸方向垂直。示例性地，滑槽包括两个第一滑槽组和两个第二滑槽组。每个第一滑槽组包括至少一条第一滑槽。同一第一滑槽组中的第一滑槽的中心线位于同一直线上。不同的第一滑槽组中的第一滑槽的中心线平行，且不同的第一滑槽组中的第一滑槽的中心线位于电子器件的相对两侧。每个第一滑槽中均设置有连接件。第二滑槽组的设置方式与第一滑槽组的设置方式类似。

通过设置两个第一滑槽组和两个第二滑槽组，可以在电子器件的两侧对散热结构和承载结构进行连接，从而将电子器件夹设在散热结构和承载结构之间。这样有利于提高机械连接的稳固度，减小电子器件的机械振动。

示例性地，所述散热结构包括散热板，所述滑槽为所述散热板上开设的通槽，结构简单，易于制造。

在一些示例中，所述散热板具有镂空结构，所述镂空结构用于露出所述表面的部分区域。采用具有镂空结构的散热板对电子器件进行散热，有利于简化散热装置的结构以及降低成本。

在一些示例中，所述镂空结构为位于所述散热板的中部的开口；或者，所述镂空结构为位于所述散热板的一侧边的开口；或者，所述镂空结构包括两个开口，所述两个开口分别位于所述散热板的相对两侧边。

在本申请中，开口的形状和位置与滑槽的延伸方向相互配合，以实现通过移动散热结构能够将电子器件中所有需要进行辐射的电子元件所在的区域分别露出。

在本申请中，所述散热板采用高导热材料制成。在一些示例中，所述散热板为金属板，该金属板可以采用银、铜、铝或者钢等单金属材料制成，或者采用铝合金或者铜锡合金等合金材料制成。在另一些示例中，所述散热板为非金属板，例如石墨烯板或者金刚石板等。

示例性地，所述连接件包括螺钉，或者，连接件包括螺母和螺栓等。

在一些示例中，所述散热结构还包括导热垫片。所述导热垫片位于所述表面和所述散热板之间，所述导热垫片与所述散热板连接且与所述表面接触。这里，散热板通过导热垫片与所述表面接触，由于导热垫片能够填充散热板的板面与电子器件的表面之间的空气间隙，所以可以将电子器件产生的热量更快地传导至散热板。

在一些示例中，所述导热垫片为沿所述镂空结构的至少一侧边布置的一体结构；或者，所述散热结构包括多个所述导热垫片，多个所述导热垫片沿所述镂空结构的至少一侧边间隔布置。

在一些示例中，所述导热垫片为导热硅胶垫片，或者导热硅脂垫片。

在另一些示例中，在散热能力能够达到需求的情况下，散热板与电子器件的表面可以直接接触。

在一些示例中，所述散热结构还包括：热管和散热翅片，所述热管的两端分别与所述散热板和所述散热翅片连接。热管是一种具有高导热率的传热元件，能够将电子器件传导至散热板的热量快速传导至散热翅片，并利用散热翅片将热量快速散发出去。并且，通过热管和散热翅片可以使热量在离电子器件较远的位置释放，可以降低电子器件附近的环境温度，有利于电子器件的散热。

在另一些示例中，所述散热结构还包括散热翅片，所述散热翅片与所述散热板直接连接，例如，设置在散热板的远离电子器件的板面上。通过设置散热翅片能够增大散热面积，有利于提高散热装置的散热能力。

在一些示例中，所述散热结构中具有冷却介质通道，所述散热装置还包括冷却机组和管道，所述冷却机组和所述冷却介质通道通过所述管道连通。冷却机组用于实现冷却液的储存、驱动和冷却，管道用于冷却液的传输。冷却机组将冷却介质通过管道输送至冷却介质通道中，使得冷却介质在冷却介质通道中流动。冷却介质的流动过程中将散热板的热量带走，并且冷却介质通过管道流动至冷却机组将热量释放掉，从而达到散热的效果。

在一些示例中，所述散热装置还包括：吹风部件或者抽风部件，用于形成经过所述散热结构的气流。吹风部件例如风扇或者空气压缩机配合冷风枪等。抽风部件例如抽风风扇或者抽风机等。通过吹风部件或者抽风部件加快经过散热结构的空气的流动速度，能够提升散热装置的散热能力。

在一些示例中，所述承载结构为电路板，所述电路板还用于为所述电子器件提供电信号。通过承载结构为电子器件提供电信号，可以减少单粒子效应试验所需要的部件的数量，简化系统结构。

在另一些示例中，承载结构起到支撑作用，而电信号通过另外的供电装置提供。示例性地，该供电装置包括电路板，电路板和电子器件电连接，且均位于承载结构上。电路板和电子器件一起夹设在承载结构和散热结构之间。

另一方面，本申请实施例提供了一种单粒子效应测试系统。所述单粒子效应试验系统包括散热装置和测试源。所述散热装置为前述任一种散热装置。所述测试源用于对所述表面露出的区域进行辐射。可选地，所述测试源为重离子源或者脉冲激光源。

又一方面，本申请实施例提供了一种单粒子效应试验方法。所述单粒子效应试验方法包括：将散热结构与承载有电子器件的承载结构连接，以使所述散热结构与所述电子器件的表面的部分区域接触，所述表面为所述电子器件的远离所述承载结构的表面；在电子器件的工作过程中，通过测试源对所述表面露出的区域进行单粒子效应试验。

在一些示例中，所述单粒子效应试验方法还包括：相对所述表面移动所述散热结构，以露出所述表面的不同区域。在露出表面的不同区域之后，可以对新露出的区域进行单粒子效应试验，直至需要试验的区域均完成了单粒子效应试验。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种用于单粒子效应试验的散热装置的主视结构示意图；

图2是图1所示散热装置沿A-A面的截面结构示意图；

图3是本申请实施例提供的另一种用于单粒子效应试验的散热装置的主视结构示意图；

图4是本申请实施例提供的又一种用于单粒子效应试验的散热装置的主视结构示意图；

图5是图4所示散热装置沿B-B面的截面结构示意图；

图6是本申请实施例提供的又一种用于单粒子效应试验的散热装置的结构示意图；

图7是本申请实施例提供的一种单粒子效应测试系统的结构示意图；

图8是本申请实施例提供的一种单粒子效应试验方法的流程示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面先对单粒子效应试验的相关内容进行简单说明。

SEE，是高能粒子射入电子器件后，由于电离效应所引起的一类辐射效应的总称。单粒子效应会造成电子器件的状态的非正常改变或者电子器件的损毁。单粒子效应可分为单粒子翻转、单粒子锁定和单粒子烧毁等多种。

单粒子效应试验，也可以称为单粒子效应测试，是指在电子器件的工作过程中，利用测试源对电子器件的表面进行辐射，并监测电子器件是否能够正常工作。通过单粒子效应试验，能够提高电子器件在空间辐射环境下(例如太空)工作的可靠性。

在单粒子效应试验中，测试源用于模拟空间辐射环境中存在的各种高能射线粒子，如质子、电子、重离子或者α粒子等。由于测试源产生的辐射的穿透能力相较于实际高能射线粒子的穿透能力较弱，因此，通常会将电子器件中的散热结构和封装结构均去除，然后再对电子器件的表面进行辐射。

随着电子器件的性能越来越强、集成度越来越高，单个电子器件的功耗也越来越大，电子器件在工作过程中产生的热量越来越多。散热结构去除之后，电子器件自身的散热能力较弱，电子器件的温度过高会导致电子器件无法正常工作，从而影响了单粒子效应试验的正常进行。

为此，本申请实施例提供了一种用于单粒子效应试验的散热装置，用于在单粒子效应试验过程中为电子器件进行散热。该散热装置尤其适用于前述由于去除了散热结构而导致散热能力不足的电子器件。需要说明的是，本申请实施例提供的散热装置也适用于没有去除散热结构，但散热能力不足的电子器件。

在本申请实施例中，电子器件为半导体器件。这里，半导体器件是指这样一种电子器件：包括多个电子元件且多个电子元件中至少部分电子元件为半导体电子元件。示例性地，电子器件包括但不限于微处理器、微控制器和数字信号处理器等各种集成电路。由于半导体器件容易受到单粒子效应的影响而产生状态异常或者损毁，因此，更需要进行单粒子效应试验。

图1是本申请实施例提供的一种用于单粒子效应试验的散热装置的主视结构示意图。如图1所示，该散热装置包括：承载结构10和散热结构20。承载结构10用于承载电子器件1。散热结构20与承载结构10相连，且散热结构20与电子器件1的表面1a的部分区域接触。该表面1a为电子器件1的远离承载结构10的表面，且该表面1a露出的区域用于进行单粒子效应试验。

在一些示例中，该表面1a为封装好的电子器件去除部分封装结构以及去除封装结构内的散热结构之后的表面。在另一些示例中，该表面1a为封装好的电子器件去除部分封装结构后露出的散热结构的表面。

通过将散热结构与电子器件的表面的部分区域接触，使得散热结构能够快速将电子器件工作过程中产生的热量导走，有利于提高电子器件的散热能力。同时，由于电子器件的表面的部分区域露出，因此，可以在露出的区域对电子器件进行辐射，从而进行单粒子效应试验。因此，本申请实施例提供的散热装置能够在对电子器件进行单粒子效应试验的同时，提高电子器件的散热能力。

在图1所示实施例中，承载结构10除了起到支撑电子器件1的作用，还用于为电子器件1提供电信号。例如，承载结构10为电路板，例如印刷电路板(printed circuit board，PCB)，散热结构20与PCB连接。电子器件1夹设于PCB和散热结构20之间，且电子器件1与PCB电连接。通过承载结构为电子器件提供电信号，可以减少单粒子效应试验所需要的部件的数量，简化系统结构。

可替代地，在另一些示例中，承载结构10起到支撑电子器件1的作用，电子器件1以及为电子器件1提供电信号的供电装置均位于该承载结构10上。承载结构10例如为一块支撑板，散热结构20与支撑板连接。示例性地，供电装置包括电路板，例如PCB。电子器件1设置在PCB上且与PCB电连接，PCB设置在承载结构10上。PCB和电子器件1一起夹设在承载结构10和散热结构20之间。

在本申请实施例中，电子器件1和PCB的连接方式包括但不限于焊接或者压接等。

这里，电信号包括电源信号以及电子器件1正常工作所需的各种外部信号。电信号的数量和种类由电子器件1的类型和功能决定，本申请对此不做限制。

如图1所示，散热结构20包括散热板21。散热板21具有镂空结构211。镂空结构211的尺寸小于电子器件1的表面1a的尺寸，以使得散热板21能够遮挡表面1a的部分区域并露出表面1a的另一部分区域。采用具有镂空结构的散热板对电子器件进行散热，有利于简化散热装置的结构以及降低成本。

示例性地，镂空结构211为位于散热板21的中部的开口。图1所示实施例中，该开口为矩形，但本申请对此不做限制，开口的形状可以根据实际需要调整，例如为圆形、菱形或者三角形等。需要说明的是，本申请对开口的数量和位置也不做限制，开口的数量和位置也可以根据实际需要调整，例如包括2个或者3个开口等。

在本申请实施例中，散热板21采用高导热材料制成。在一些示例中，高导热材料可以为金属材料，例如银、铜、铝或者钢等单金属材料或者铝合金或者铜锡合金等合金材料。在另一些示例中，高导热材料可以为非金属材料，例如石墨烯或者金刚石等。

在一些示例中，散热板21的一板面与电子器件1的表面1a直接接触，以便于电子器件1产生的热量通过散热板21快速散发出去。

在另一些示例中，散热结构20还包括导热垫片22。导热垫片22位于电子器件1的表面1a和散热板21之间，导热垫片22与散热板21连接且与该表面1a接触。导热垫片22能够填充散热板21的板面与电子器件1的表面1a之间的空气间隙，从而将电子器件1产生的热量快速高效地传导至散热板21。

在一些示例中，导热垫片22是沿开口的至少一侧边布置的一体结构。例如，在图1所示实施例中，导热垫片22是围绕开口的矩形框结构。可替代地，在其他实施例中，导热垫片22可以为沿开口的相邻三侧边或者相邻两侧边或者一侧边布置的一体结构。

可替代地，在其他实施例中，散热结构20可以包括多个导热垫片22，这多个导热垫片22沿开口的至少一侧边间隔布置。例如，散热结构20包括两个导热垫片22，每个导热垫片22均为长条形，且两个导热垫片22分别沿开口的相对两侧边布置。又例如，散热结构20包括四个导热垫片22，每个导热垫片22均为长条形，且四个导热垫片22分别沿开口的四个侧边布置。再例如，散热结构20包括多个块状的导热垫片22，开口的每个侧边均间隔布置有至少两个导热垫片22，或者开口的相对两侧边间隔布置有至少两个导热垫片22。

需要说明的是，由于导热垫片22与散热板21连接，所以当散热板21相对于表面1a移动时，导热垫片22会随着散热板21移动。同时，又由于导热垫片22通常具有粘性和/或弹性，所以导热垫片22与电子器件1的表面1a之间的摩擦力较大。因此，在本申请实施例中，导热垫片的数量和位置，可以综合考虑散热装置与电子器件之间的摩擦力和散热装置的散热能力后确定。

可选地，导热垫片22为导热硅胶垫片或者导热硅脂垫片等。

在一些示例中，散热结构20被配置为在散热过程中相对该表面1a移动，以露出该表面1a的不同区域。这样，可以对电子器件中不同区域的电子元件分别进行辐射，直至电子器件中需要进行单粒子效应试验的电子元件均完成了试验。例如，如图1的左半部分所示，散热结构20露出表面1a的A1区域。在对A1区域进行单粒子效应试验之后，相对该表面1a向右移动散热结构20，电子器件1的表面1a的A2区域露出，如图1的右半部分所示。继续对A2区域进行单粒子效应试验。

如前所述，电子器件1包括多个电子元件，这多个电子元件中的至少部分电子元件需要被辐射以进行单粒子效应试验。当需要被辐射的电子元件不能通过散热结构20一次性露出时，将散热结构20被配置为在散热过程中相对表面1a移动，可以分批将这些电子元件所在的区域露出，以完成单粒子效应试验。并且，在散热结构20相对表面移动的过程中，保持与电子器件1的表面1a的部分区域接触，从而保证单粒子效应试验过程中电子器件1产生的能量能够快速传导至散热结构20，并通过散热结构20散发出去。

为了便于散热结构20相对于表面1a移动，在本申请实施例中，散热结构20和承载结构10可以滑动连接。本申请对滑动连接的实现方式不做限制，下面以散热结构20和承载结构10通过滑槽和连接件实现滑动连接为例进行示例性说明。

在本申请实施例中，散热结构20和承载结构10中的至少一个具有滑槽212，散热装置还包括布置在滑槽212中的连接件30，散热结构20与承载结构10通过连接件30连接。

示例性地，如图1和图2所示，滑槽212位于散热板21上。滑槽212为贯穿散热板21的相对两板面的通槽。连接件30的一端与承载结构10固定连接，连接件30的中部位于滑槽212中，连接件30起到连接散热板21和承载结构10以及导向的作用。

示例性地，连接件30为螺钉。螺钉的一端与承载结构10连接，螺钉的螺帽与散热板21的表面相抵，从而将散热板21与承载结构10连接在一起。

在图1中，滑槽212包括第一滑槽212a和第二滑槽212b。第一滑槽212a的延伸方向和第二滑槽212b的延伸方向相交，例如垂直。如图1所示，第一滑槽212a沿X方向延伸，第二滑槽212b沿Y方向延伸。在使用时，可以根据移动需求，在第一滑槽212a内设置连接件，使得散热板21沿X方向移动；或者，在第二滑槽212b内设置连接件，使得散热板21沿Y方向移动。

示例性地，滑槽212包括两个第一滑槽组和两个第二滑槽组。每个第一滑槽组包括至少一条第一滑槽212a，例如图1中为两个第一滑槽212a。同一第一滑槽组中的第一滑槽212a的中心线位于同一直线上。不同的第一滑槽组中的第一滑槽212a的中心线平行，且不同的第一滑槽组中的第一滑槽212a的中心线位于电子器件1的相对两侧。每个第一滑槽212a中均设置有连接件30。

第二滑槽组的设置方式与第一滑槽组的设置方式类似。每个第二滑槽组包括至少一条第二滑槽212b，例如图1中为两个第二滑槽212b。同一第二滑槽组中的第二滑槽212b的中心线位于同一直线上。不同的第二滑槽组中的第二滑槽212b的中心线平行，且不同的第二滑槽组中的第二滑槽212b的中心线位于电子器件1的相对两侧。每个第二滑槽212b中均设置有连接件。

通过设置两个第一滑槽组和两个第二滑槽组，可以在电子器件1的两侧对散热结构20和承载结构10进行连接，从而将电子器件1夹设在散热结构20和承载结构10之间。这样有利于提高机械连接的稳固度，减小电子器件1的机械振动。

在另一些示例中，滑槽也可以设置在承载结构10上。在又一些示例中，滑槽可以对应设置在承载结构10和散热板21上。连接件也可以采用螺栓和螺母替代。

需要说明的是，在另一些示例中，电子器件1中的部分电子元件需要进行单粒子效应试验，且这部分电子元件集中位于电子器件1的一个或多个区域。这种情况下，可以将散热结构和承载结构固定连接，并且通过散热结构同时将这部分电子元件所在区域的表面露出，然后对露出的表面进行辐射，即可完成单粒子效应试验。例如，需要进行单粒子效应试验的电子元件位于电子器件1的中部区域，散热结构20的中部具有镂空结构，从而露出电子器件1的表面的中部区域。

图3是本申请实施例提供的另一种用于单粒子效应试验的散热装置的主视结构示意图。与图1和图2所示的散热装置相比，区别在于散热板21的结构不同以及滑槽212的布置方式不同。如图3所示，散热板21中的镂空结构为位于散热板21的一侧边的开口。示例性地，在图3中，散热板21呈H型。

示例性地，散热板21中的滑槽212包括第一滑槽212a，第一滑槽212a沿第一方向X延伸。第一滑槽212a的结构参见图1所示实施例，在此省略详细描述。

图4是本申请实施例提供的又一种用于单粒子效应试验的散热装置的主视结构示意图。图5是图4所示散热装置沿B-B面的截面结构示意图。如图4和图5所示，与图1中的散热结构相比，该散热结构还包括：热管24和散热翅片23，热管24的两端分别与散热板21和散热翅片23连接。

热管是一种具有极高导热性能的传热元件。热管一般包括管壳、吸液芯和端盖。管壳内部被抽成负压状态，并充入适当的液体。这种液体沸点低，容易挥发。吸液芯附着在管壳的内壁，通常由毛细多孔材料构成。热管主要是利用介质在热端蒸发后在冷端冷凝的相变过程(即利用液体的蒸发潜热和凝结潜热)，使热量快速传导。

当热管的一端(可以被称为蒸发端)接收到来自散热板的热量时，热管内部的液体迅速汽化，蒸气在热扩散的动力下流向热管的与散热翅片连接的一端(可以被称为冷凝端)，并在另一端冷凝释放出热量，液体再沿多孔材料靠毛细作用流回受热的一端，如此循环不止，直到热管两端温度相等(此时蒸汽热扩散停止)。这样，热管能够将电子器件传导至散热板的热量快速传导至散热翅片，并利用散热翅片将热量快速散发出去，从而提高散热装置的散热能力。并且，通过热管和散热翅片可以使热量在离电子器件较远的位置释放，可以降低电子器件附近的环境温度，有利于电子器件的散热。

示例性地，散热翅片23包括底座和多个翅片，多个翅片平行间隔布置在底座上，以增大散热面积。可选地，散热翅片23可以采用高导热材料制成，例如采用银、铜、铝或者钢等单金属材料制成，或者采用铝合金或者铜锡合金等合金材料制成。

可选地，热管24可以通过焊接或者压接等方式与散热板或者散热翅片连接。

需要说明的是，在图4和图5所示实施例中，散热翅片23通过热管24与散热板21连接。而在其他实施例中，散热翅片23可以直接与散热板21连接。例如，散热翅片23设置在散热板21的远离电子器件1的板面上。通过设置散热翅片能够增大散热面积，有利于提高散热装置的散热能力。

图6是本申请实施例提供的又一种用于单粒子效应试验的散热装置的结构示意图。该散热装置通过水冷的方式进一步提高散热装置的散热能力。如图6所示，散热结构20中具有冷却介质通道20a，散热装置还包括冷却机组31和管道32，冷却机组31和冷却介质通道20a通过管道32连通。

在图6所示实施例中，该散热结构还包括液冷片25。冷却介质通道20a设置在液冷片25中。液冷片25设置在散热板21的远离电子器件1的表面。液冷片25在散热板21的表面的设置方式包括但不限于焊接、压接或者放置等。示例性地，液冷片25可以采用金属或者非金属材料(例如塑料等)制成。可替代地，在其他实施例中，散热结构可以不包括液冷片25，而将冷却介质通道20a设置在散热板21中。

本申请实施例对冷却介质通道20a在液冷片25或者在散热板21上的布置方式不做限制，只要能够满足散热需求即可。

冷却机组31用于实现冷却液的储存、驱动和冷却。示例性地，冷却机组31包括水箱、水泵和冷却液(例如水或者其他材料)。水箱中存储冷却液，利用水泵将水箱中的冷却液通过管道输送至冷却介质通道中。冷却液在冷却介质通道中流动时，将散热板21的热量带走，从而达到散热的效果。然后，经过冷却介质通道的冷却液回流至水箱中，将热量快速释放。冷却后的低温的冷却液被水泵重新通过管道输送到冷却介质通道中。如此反复循环，实现液冷散热。当电子器件功耗较大时，可以通过增加换热器或者冰袋等，加快水箱中的冷却液的热量的释放。

管道32用于冷却液的循环传输，可以采用金属管道或者塑料管道等，本申请对此不做限制。

图6中的散热装置的其他结构与图1或图3所示结构相同，在此省略详细描述。

为了进一步提高散热装置的散热能力，该散热装置还可以采用风冷散热的方式进行散热。

在一些示例中，散热装置还包括吹风部件(图未示)，吹风部件用于形成经过散热结构的气流。例如，吹风部件用于向前述散热板和/或散热翅片吹风，以加快空气流动速度，从而加快散热速度。示例性地，吹风部件包括风扇，或者，吹风部件包括空气压缩机和与空气压缩机连接的冷风枪。采用空气压缩机配合冷风枪实现吹风时，冷风枪出口的空气经过降速降压后吹到散热结构上，可以在机械抖动小的情况下进一步提升散热装置的散热能力，有利于满足采用激光辐射源进行单粒子效应试验的需求。

在另一些示例中，散热装置还抽风部件(图未示)，抽风部件用于形成经过散热结构的气流。抽风部件为抽风风扇或者抽风机等。采用抽风的方式可以在减小机械抖动的情况下进一步提升散热装置的散热能力，有利于满足采用激光辐射源进行单粒子效应试验的需求。

需要说明的是，吹风部件和抽风部件可以与前述任一种散热结构配合使用。

本申请实施例还提供了一种单粒子效应测试系统，也可以称为单粒子效应试验系统。图7是本申请实施例提供的一种单粒子效应测试系统的结构示意图。如图7所示，单粒子效应试验系统包括散热装置2和测试源3。散热装置2为前述任一种散热装置。测试源3用于对电子器件1的表面露出的区域进行辐射，以进行单粒子效应试验。

可选地，测试源3为重离子源或者脉冲激光源。当测试源为脉冲激光源时，由于需要将激光聚焦在电子器件的表面等指定位置，所以要求电子器件的机械振动较小。因此，当测试源为脉冲激光源时，可以采用前述散热装置中机械振动较小的散热装置。当测试源为重离子源时，对机械振动的要求较低，可以采用前述任一种散热装置进行散热。

如图7所示，该单粒子效应测试系统还包括支撑平台4，散热装置2以及电子器件1均放置在该支撑平台4上。图7中支撑平台4的结构仅为示意，可以采用任何结构的支撑平台。

需要说明的是，当测试源3为重离子源时，散热装置2和电子器件1还可以翻转90度后，垂直设置在支撑平台4的支撑面上。测试源3沿平行于支撑平台4的支撑面的方向对电子器件1露出的表面进行辐射。

本申请提供了一种单粒子效应试验方法。图8是本申请实施例提供的一种单粒子效应试验方法的流程示意图。如图8所示，该单粒子效应试验方法包括：

S801：将散热结构与承载有电子器件的承载结构连接，以使散热结构与电子器件的表面的部分区域接触，该表面为电子器件的远离承载结构的表面；

S802：在电子器件的工作过程中，通过测试源对表面露出的区域进行单粒子效应试验。

在一些示例中，单粒子效应试验方法还包括：S803：相对该表面移动散热结构，以露出表面的不同区域。例如，可以以平行于该表面的方式移动散热结构。在露出表面的不同区域之后，可以对新露出的区域进行单粒子效应试验，直至需要试验的区域均完成了单粒子效应试验。

需要说明的是，在本申请实施例中，移动散热结构的方式包括手动移动和自动移动，本申请对此不做限制。

在常温25℃的条件下，对功耗为30W的电子器件进行散热试验，以验证本申请实施例提供的散热装置的散热能力。

1)电子器件去掉自身的散热结构和封装结构后，外置普通风扇吹风。电子器件上电运行，持续监控电子器件的温度，约3分钟后，电子器件的结温上升到133度后，电子器件复位，无法正常运行。

2)电子器件去掉自身的散热结构和封装结构后，采用本申请实施例提供的一种散热装置对器件进行散热。该散热装置的结构采用图4所示的散热装置，并将图4中的散热板替换为图3中的散热板，同时配合普通风扇吹风。电子器件上电运行，持续监控电子器件的温度，温度稳定在85度左右，电子器件能够正常运行。将普通风扇替换为冷风枪或者液冷结构，可以进一步降低电子器件的温度。

可见，本申请实施例提供的散热装置能够满足功耗较大的电子器件的散热需求。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“A和/或B”表示存在以下三种情况：A、B、以及A和B。

以上所述仅为本申请一个实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的基础上所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (19)

1.一种用于单粒子效应试验的散热装置，其特征在于，所述散热装置包括：承载结构(10)和散热结构(20)；

所述承载结构(10)用于承载电子器件(1)；

所述散热结构(20)与所述承载结构(10)相连，且所述散热结构(20)与所述电子器件(1)的表面(1a)的部分区域接触，所述表面(1a)为所述电子器件(1)的远离所述承载结构(10)的表面，且所述表面(1a)露出的区域用于进行单粒子效应试验。

2.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述散热结构(20)被配置为在散热过程中相对所述表面(1a)移动，以露出所述表面(1a)的不同区域。

3.根据权利要求2所述的散热装置，其特征在于，所述散热结构(20)和所述承载结构(10)中的至少一个具有滑槽(212)，所述散热装置还包括布置在所述滑槽(212)中的连接件(30)，所述散热结构(20)与所述承载结构(10)通过所述连接件(30)连接。

4.根据权利要求3所述的散热装置，其特征在于，所述滑槽(212)包括第一滑槽(212a)，所述第一滑槽(212a)沿第一方向延伸；或者，

所述滑槽(212)包括第一滑槽(212a)和第二滑槽(212b)，所述第一滑槽(212a)的延伸方向和所述第二滑槽(212b)的延伸方向相交。

5.根据权利要求1至4任一项所述散热装置，其特征在于，所述散热结构(20)包括散热板(21)，所述散热板(21)具有镂空结构(211)，所述镂空结构(211)用于露出所述表面(1a)的部分区域。

6.根据权利要求5所述的散热装置，其特征在于，所述镂空结构(211)为位于所述散热板(21)的中部的开口；或者，所述镂空结构(211)为位于所述散热板(21)的一侧边的开口；或者，所述镂空结构(211)包括两个开口，所述两个开口分别位于所述散热板(21)的相对两侧边。

7.根据权利要求5或6所述的散热装置，其特征在于，所述散热结构(20)还包括导热垫片(22)，所述导热垫片(22)位于所述表面(1a)和所述散热板(21)之间，所述导热垫片(22)与所述散热板(21)连接且与所述表面(1a)接触。

8.根据权利要求7所述的散热装置，其特征在于，所述导热垫片(22)为沿所述镂空结构(211)的至少一侧边布置的一体结构；或者，所述散热结构包括多个所述导热垫片(22)，多个所述导热垫片(22)沿所述镂空结构(211)的至少一侧边间隔布置。

9.根据权利要求7所述的散热装置，其特征在于，所述导热垫片(22)为导热硅胶垫片，或者导热硅脂垫片。

10.根据权利要求5至9任一项所述的散热装置，其特征在于，所述散热板为金属板、金刚石板或者石墨烯板。

11.根据权利要求3或4所述的散热装置，其特征在于，所述连接件(30)包括螺钉或者螺栓。

12.根据权利要求5至10任一项所述的散热装置，其特征在于，所述散热结构(20)还包括：热管(24)和散热翅片(23)，所述热管(24)的两端分别与所述散热板(21)和所述散热翅片(23)连接；或者，

所述散热结构还包括散热翅片(23)，所述散热翅片(23)与所述散热板(21)连接。

13.根据权利要求1至12任一项所述的散热装置，其特征在于，所述散热结构(20)中具有冷却介质通道(20a)，所述散热装置还包括冷却机组(31)和管道(32)，所述冷却机组(31)和所述冷却介质通道(20a)通过所述管道(32)连通。

14.根据权利要求1至13任一项所述的散热装置，其特征在于，所述散热装置还包括：吹风部件或者抽风部件，用于形成经过所述散热结构(20)的气流。

15.根据权利要求1至14任一项所述的散热装置，其特征在于，所述承载结构(10)为电路板，所述电路板还用于为所述电子器件(1)提供电信号。

16.一种单粒子效应测试系统，其特征在于，所述单粒子效应试验系统包括散热装置(2)和测试源(3)；

所述散热装置(2)为如权利要求1至15任一项所述的散热装置；所述测试源(3)用于对所述表面(1a)露出的区域进行辐射。

17.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，所述测试源(3)为重离子源或者脉冲激光源。

18.一种单粒子效应试验方法，其特征在于，所述单粒子效应试验方法包括：

将散热结构(20)与承载有电子器件(1)的承载结构(10)连接，以使所述散热结构(20)与所述电子器件(1)的表面(1a)的部分区域接触，所述表面(1a)为所述电子器件(1)的远离所述承载结构(10)的表面；

在电子器件的工作过程中，通过测试源(3)对所述表面(1a)露出的区域进行单粒子效应试验。

19.根据权利要求18所述的单粒子效应试验方法，其特征在于，所述单粒子效应试验方法还包括：

相对所述表面(1a)移动所述散热结构(20)，以露出所述表面(1a)的不同区域。

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