CN213240920U - 控温装置及具有其的电子元件测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种控温装置及具有其的电子元件测试系统。该控温装置包括：温度控制部，温度控制部包括主体、调温组件和感温器，调温组件和感温器均设置在主体上，且感温器用于检测控温装置的实时温度，以使控制器根据实时温度控制调温组件；测试压头，测试压头与主体连接，且测试压头相对主体可一体拆卸，测试压头用于吸取或放下待测试的电子元件。该控温装置的拆卸安全性更好。

Description

控温装置及具有其的电子元件测试系统

技术领域

本实用新型涉及测试设备领域，特别是涉及一种控温装置及具有其的电子元件测试系统。

背景技术

在电子元件如电子芯片、集成电路或其他电子器件等的生产和制造过程中，为了确保电子元件工作的可靠性，需要使用能够保持预设温度(如-20℃、25℃、50℃、100℃等)的测试装置对其进行测试，以保证电子元件可以在预设温度中可靠工作。在测试过程中，电子元件需要始终保持在预设温度。

在测试发热功率较大的大功率电子元件时，通常控温装置包括一个可调节电子元件温度的调温部，压测电子元件的压头和一个压测时与电子元件相接触的感温器，压头位于调温部与电子元件之间，调温部通过压头导热控制电子元件的温度，感温器设置于压头内部且靠近电子元件设置，压测试时感温器与电子元件表面接触，以及时感知电子元件的温度。但对不同型号的电子元件压测时需要使用不同的压头，在更换压头时，感温器的拆装比较复杂费时且容易损坏感温器，造成成本的增加。另外，在测试功率较小的电子元件时，电子元件发热量很小，电子元件基本无温度变化，上述结构感温器的设置对功率较小的电子元件测试意义不大。

实用新型内容

有鉴于此，有必要提供一种本实用新型提供一种控温装置及具有其的电子元件测试系统，以解决测试装置结构复杂、拆装容易损坏的问题，且适用于测试发热功率较小的电子元器件。

本实用新型提供的一种控温装置，其包括：温度控制部，温度控制部包括主体、调温组件和感温器，调温组件和感温器均设置在主体上，且感温器用于检测控温装置的实时温度，以使控制器根据实时温度控制调温组件；测试压头，测试压头与主体连接，且测试压头相对主体可一体拆卸，测试压头能够用于压持测试电子元件。

该控温装置的调温组件和感温器设置在独立于测试压头的主体上，使得测试压头相对于温度控制部独立，在针对不同的电子元件更换不同规格的测试压头时，测试压头可以一体拆卸，使得控温装置的结构更加简单，拆卸更容易，且不会损伤感温器。感温器可以检测实时温度，这样控制器就能够根据实时温度控制调温组件，使得控温装置的实时温度满足需要的测试温度。测试压头用于吸取或放下电子元件，以将电子元件放置在需要的测试位置，并使得吸取电子元件时的温度在需要的测试温度的范围内，此外，感温器设置在主体上也能够适应自身发热量较小的电子元件。

可选地，为了简化结构，并确定温度调节可靠性，调温组件包括：流道，流道设置在主体上，流道用于供冷却介质流动，以对主体和测试压头进行冷却；调温器，调温器设置在主体内，调温器用于对主体和测试压头进行加热，感温器检测主体和测试压头的实时温度，以使控制器根据实时温度控制调温器。

如此设置，感温器检测实时温度，这样控制器能够根据实时温度调整流道中的冷却介质和调温器，从而实现调整温度，保证了实时温度满足所需测试温度。

可选地，为了提升温度检测灵敏度，主体上设置有第一安装孔和第二安装孔，调温器设置在第一安装孔内，感温器设置在第二安装孔，且感温器和调温器位于流道和测试压头之间。

如此设置，感温器和调温器距离较近，使得切换不同的测试温度时温度稳定时间更短。

可选地，为了便于测试压头安装，温度控制部和测试压头之间设置有隔板，隔板与温度控制部的主体连接，测试压头通过螺纹紧固件安装在隔板上。

如此设置，测试压头可以连接在隔板上，因而避免了损伤感温器。

可选地，主体上设置有真空发生孔，测试压头包括吸嘴，吸嘴上设置有真空吸气孔，隔板上设置有连通真空发生孔和真空吸气孔的通气道。

如此设置，通过真空吸气孔连接负压设备可以为吸嘴建立真空，从而吸取电子元件。

可选地，为了便于测试压头一体拆卸，且使吸嘴安装可靠，测试压头还包括基体，基体与隔板连接，基体包括容纳腔，吸嘴设置在容纳腔内，且吸嘴用于吸取电子元件的吸头伸出容纳腔。

如此设置，拆卸时只要拆卸基体即可，且通过基体可以可靠安装吸嘴。

可选地，为了限制吸嘴的运动行程，吸嘴外设置有止挡凸起，测试压头还包括限位件，限位件设置在容纳腔内，并与止挡凸起配合，以限制吸嘴相对基体运动的行程。

如此设置，限位件可以限制吸嘴最大可移动行程。

可选地，为了保证密封性，基体上设置有第一密封圈槽，控温装置还包括第一密封圈，第一密封圈设置在第一密封圈槽内，以密封基体与隔板之间的间隙。

如此设置，通过第一密封圈保证了基体与隔板之间的密封性。

可选地，为了保证安全性，测试压头还包括弹性件，弹性件设置在容纳腔内，且位于基体和吸嘴之间。

如此设置，弹性件能够吸收冲力，从而保证安全性。

本实用新型还提供一种电子元件测试系统，其包括上述的控温装置。

实用新型提供的电子元件测试系统温控更加稳定。

附图说明

图1为根据本实用新型的实施例的控温装置的第一视角的立体结构示意图；

图2为根据本实用新型的实施例的控温装置的第二视角的立体结构示意图；

图3为根据本实用新型的实施例的控温装置的立体剖视结构示意图；

图4为根据本实用新型的实施例的控温装置的第一视角的立体爆炸结构示意图；

图5为根据本实用新型的实施例的控温装置的第二视角的立体爆炸结构示意图；

图6为根据本实用新型的实施例的控温装置的测试压头的第一视角的立体爆炸结构示意图；

图7为根据本实用新型的实施例的控温装置的测试压头的第二视角的立体爆炸结构示意图；

图8为根据本实用新型的实施例的控温装置的测试压头的第三视角的立体爆炸结构示意图。

附图标记说明：

10、主体；11、真空发生孔；20、流道；21、进液口；22、出液口；30、调温器；40、感温器；50、测试压头；51、吸嘴；511、真空吸气孔；52、基体；521、第一安装结构；522、第二安装结构；523、螺纹紧固件；524、顶丝；53、限位件；54、弹性件；70、隔板；81、第一密封圈；82、第二密封圈；83、第三密封圈；90、电子元件。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“装设于”另一个组件，它可以直接装设在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1-图6，本实用新型提供一种控温装置包括温度控制部和测试压头50，温度控制部包括主体10、调温组件和感温器40，调温组件和感温器40均设置在主体10上，且感温器40用于检测控温装置的实时温度，以使控制器根据实时温度控制调温组件；测试压头50与主体10连接，且测试压头50相对主体10可一体拆卸，测试压头50用于压持测试电子元件90。

该控温装置的调温组件和感温器40设置在独立于测试压头50的主体10上，使得测试压头50相对于温度控制部独立，在针对不同的电子元件90更换不同规格的测试压头50时，测试压头50可以一体拆卸，使得控温装置的结构更加简单，拆卸更容易，且不会损伤感温器40。感温器40用于检测控制装置的实时温度，这样控制器就能够根据实时温度对调温组件进行控制，以使控温装置的实时温度满足需要的测试温度。测试压头50用于吸取或放下电子元件90，或将电子元件90在测试位置进行压测，并使得吸取电子元件90时的温度在需要的测试温度的范围内，此外，感温器40设置在主体上，使得其能够适应发热量较小的电子元件90。

可选地，调温组件包括流道20和调温器30。其中，流道20设置在主体10上，流道20用于供冷却介质(其用于吸收主体10和测试压头50的热量)流动，以对主体10和测试压头50进行冷却。调温器30设置在主体10内，调温器30用于对主体10和测试压头50进行加热，感温器40检测主体10的实时温度，以使控制器根据实时温度控制调温器30。这样通过流道20中的冷却介质和调温器30的抗衡(即通过冷却介质的吸热和调温器30的放热)，调整控温装置的实时温度，使得实时温度满足需要的测试温度。

在本实施例中，控制器可以是独立于感温器40和调温组件的工控机或控制芯片，也可以是集成在感温器40上的控制芯片等，本实施例对此不作限制。

在本实施例中，主体10的第一侧壁上设置有进液口21，主体10的顶壁上设置有出液口22。第一侧壁与顶壁相互垂直。为了充分利用空间，增大换热面积，以提升换热效率和测试温度调整的灵敏性、及时性，流道20可以是螺旋流道。这样使得流道20的长度较长，可以充分换热。

当然，在其他实施例中，流道20也可以是S型流道或者其他适当结构的流道，本实施例对此不作限制。

冷却介质可以是水或其他满足安全性要求的换热介质，其可以是液体或气体，本实施例对此不作限制。冷却介质可以在外置的冷却结构中进行冷却。如采用包含压缩机、蒸发器和冷凝器的冷却结构对冷媒进行冷却，使其在蒸发器中蒸发，以吸收冷却介质的热量，使冷却介质冷却。

调温器30可以是电加热结构，以方便感温器40进行控制，从而提升测试温度控制的灵敏性。

可选地，为了保证感温器40能够及时地检测到测试温度的变化，进而实现快速、及时的温度调整，主体10上设置有第一安装孔和第二安装孔，调温器30设置在第一安装孔内，感温器40设置在第二安装孔，且感温器40和调温器30位于流道20和测试压头50之间。由于感温器40设置在流道20和测试压头50之间，也就是说，感温器40相较于测试压头50距离流道20和调温器30的距离更近，因而热量传递过程中相较于测试压头50可以更快地传递到感温器40，使得感温器40响应速率更快，进而使得控温装置的温度稳定时间更短。对于测试发热功率较小的电子元件，既能使电子元件保持在预设温度，也能更容易地保持控温装置温度稳定。

在一种可行方式中，进行测试温度调整时，给流道20处调温器30设定初始值(该初始值可以根据需要确定)，并启动控温装置。感温器40感测实时的测试温度，并确定测试温度是否在芯片所需的测试温度的范围内。若感温器40感测的测试温度低于电子元件90所需的测试温度，则调温器30启动，调温器30与冷却介质相抗衡，以将感测到的测试温度控制在需要的测试温度范围内；或者，若是感温器40感测的测试温度高于电子元件90所需的测试温度，则调温器30断开，依靠流道20内的冷却介质带走热量，从而使温度降低，以对所测试的电子元件90进行散热。

通过这种方式温度控制部能够实现对温度的控制，并基于热传递，使得吸嘴51等的温度也维持在所需的测试温度。在本实施例中，为了提升检测效率，一个温度控制部与多个测试压头50连接，从而实现同时对多个电子元件90进行测试。为了更好地与多个测试压头50配合，温度控制部和测试压头50之间设置有隔板70，隔板70与温度控制部的主体10连接，测试压头50通过螺纹紧固件523安装在隔板70上。隔板70可以实现对温度控制部的保护，并为测试压头50提供安装位置，避免其直接与主体10连接而可能导致的感温器40被螺纹紧固件523意外损坏的问题。

隔板70可以是适当材质的板材，只要保证其传热效率即可。在本实施例中，主体10上设置有真空发生孔11，测试压头50包括吸嘴51，吸嘴51上设置有真空吸气孔511，隔板70上设置有连通真空发生孔11和真空吸气孔511的通气道。通过将真空发生孔11设置在主体10上，使得真空气路的连接更简单，在更换不同的测试压头50时不必拆卸真空气路，降低了结构的复杂度。而为了保证真空发生孔11能够与吸嘴51连通，在隔板70上设置有对应的通气道。该通气道可以根据真空发生孔11的位置和吸嘴51的位置适当设置，本实施例对此不作限制。

除此之外，测试压头50也可以省略吸嘴51，由于测试压头50的下表面为平面，因此测试压头50可以直接压抵电子元件90进行测试。

为了保证气密性，隔板70上设置有密封结构，以密封隔板70与主体10的底壁之间的间隙。例如，密封结构包括第二密封圈82和第三密封圈83，在隔板70上设置有用于放置其的凹槽。第二密封圈82可以是16mm的O型密封圈，第三密封圈83可以是9.0mm的O型密封圈。

可选地，测试压头50还包括基体52，基体52与隔板70连接，基体52包括容纳腔，吸嘴51设置在容纳腔内，且吸嘴51用于吸取电子元件90的吸头伸出容纳腔。通过设置基体52，实现了对吸嘴51的定位和安装，且可以对吸嘴51进行保护。

基体52的结构和形状可以根据需要确定。例如，在本实施例中，为了便于与吸嘴51装配，基体52包括第一安装结构521和第二安装结构522，第一安装结构521上设置有第一凹槽，第二安装结构522上设置有第二凹槽，第一安装结构521和第二安装结构522配合时，第一凹槽和第二凹槽拼合成该容纳腔。螺纹紧固件523依次穿过第二安装结构522、第一安装结构521，并与隔板70螺纹连接，从而实现将基体52固定在隔板70上。

为了保证气密性，基体52上设置有第一密封圈槽，控温装置还包括第一密封圈81，第一密封圈81设置在第一密封圈槽内，以密封基体52与隔板70之间的间隙。

可选地，为了限制吸嘴51的运动行程，吸嘴51外设置有止挡凸起，测试压头50还包括限位件53，限位件53设置在容纳腔内，并与止挡凸起配合，以限制吸嘴51相对基体52运动的行程。

在一可行方式中，限位件53通过螺钉(例如为平头螺钉M2.5×10)连接在第一安装结构521上，并通过顶丝524顶紧。吸嘴51的止挡凸起位于限位件53和第一安装结构521之间，这样可以减小吸嘴51沿自身轴线方向上的运动余量，从而限制其运动的行程(也可以理解为最大可运动距离)。

为了更好地定位，可以在第二安装结构522和/或限位件53上设置圆柱销。

可选地，为了保证电子元件90在检测过程中的安全性，测试压头50还包括弹性件54，弹性件54设置在容纳腔内，且位于基体52和吸嘴51之间。通过设置弹性件54，在吸嘴51将电子元件90放置在测试平台上时，为了避免冲力过大而造成电子元件90损坏，在吸嘴51和基体52之间设置弹性件54，从而通过弹性件54的形变吸收冲力，从而保护电子元件90。弹性件54可以是弹簧等。

根据本实用新型的另一方面，提供一种电子元件测试系统，其包括上述的控温装置。该电子元件测试系统的控温装置结构简单，拆卸更加方便，且在更换不同规格的测试压头50时不会损伤到感温器40，有效降低了使用成本。此外，感温器40靠近流道20和调温器30设置，使得控温更加稳定可靠。

该电子元件测试系统工作时，感温器40感测实时的测试温度是否在需要的测试温度范围内。

若在范围内，则维持调温器30和冷却介质的工作状态，使得测试温度维持在所需的测试温度范围内，同时给吸嘴51建立真空，通过吸嘴51将电子元件90吸起，并将其移动进测试区，并下压测试压头50，开始对电子元件90进行测试。与此同时，给流道20和调温器30设置补偿值，使测试温度在整个测试的过程中始终维持在所需的测试温度的范围内，感温器40实时监控温度，实现闭环PID控制和过温保护功能，以此保证温度均匀性。

若未在范围内，且温度低于所需的测试温度的范围，则增大调温器30的发热量，以使温度升高，再返回检测实时的测试温度是否在所需的测试温度的范围内。若未在范围内，且温度高于所需的测试温度的范围，则减小调温器30的发热量，以使温度降低，再返回检测实时的测试温度是否在所需的测试温度的范围内。直至温度适合后，开始为吸嘴51建立真空。

通过这种方式使得其可以使用到对本身发热功率小的电子元件的测试中。通过冷却介质制冷结合高响应的调温器30的热补偿，实现精准控制电子元件下压前的温度，并快速实现调控，保证测试时的温度波动小，控制在允许的温度波动范围内，实现目标区域快速、精确的稳定控制。

由于感温器40和调温器30之间的距离较近，避免了受传热效率影响造成的需要将温度调整至另一测试温度时温度稳定时间长、响应速率慢的问题。本实施例中的控温装置能够更加有效地控制温度的稳定性，减小温度变化所需要的响应时间，不论对电子元件的测试还是机器的运作能够在时间成本上得到有效的提升。

此外，缩短调温器与感温器之间的距离，提高了温控的响应能力，减少脉冲阻值，而且通过冷却介质和调温器30相结合的方式对测试压头50进行控温，使温度稳定控制在所需要的测试温度的范围内。

由于控温装置的温度控制部与测试压头50分开，将控温所需的冷源的流道及调温器全部置于测试压头50上方，使得更换测试压头50时，降低了损坏感温器与调温器的几率，从而减少了成本输出。

也由于测试压头50是可独立拆卸的部分，因此更换不同规格的测试压头50时，无需再将整个流道20一同拆下，只需将整个测试压头50拆下更换即可，这样拆卸时不需要携带调温器与调温器一同拆卸，降低了更换适用于不同电子元件90的测试压头50的难度，而且拆卸过程中达到了有效避免损坏元器件的效果。

以上所述实施方式的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施方式中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上实施方式所作的适当改变和变化都落在本实用新型要求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种控温装置，其特征在于，包括：

温度控制部，所述温度控制部包括主体(10)、调温组件和感温器(40)，所述调温组件和所述感温器(40)均设置在所述主体(10)上，且所述感温器(40)用于检测所述控温装置的实时温度，以使控制器根据所述实时温度控制所述调温组件；

测试压头(50)，所述测试压头(50)与所述主体(10)连接，且所述测试压头(50)相对所述主体(10)可一体拆卸，所述测试压头(50)能够用于压持测试电子元件(90)。

2.根据权利要求1所述的控温装置，其特征在于，所述调温组件包括：

流道(20)，所述流道(20)设置在所述主体(10)上，所述流道(20)用于供冷却介质流动，以对所述主体(10)和测试压头(50)进行冷却；

调温器(30)，所述调温器(30)设置在所述主体(10)内，所述调温器(30)用于对所述主体(10)和所述测试压头(50)进行加热，所述感温器(40)检测所述主体(10)和所述测试压头(50)的实时温度，以使控制器根据所述实时温度控制所述调温器(30)。

3.根据权利要求2所述的控温装置，其特征在于，所述主体(10)上设置有第一安装孔和第二安装孔，所述调温器(30)设置在所述第一安装孔内，所述感温器(40)设置在所述第二安装孔，且所述感温器(40)和所述调温器(30)位于所述流道(20)和所述测试压头(50)之间。

4.根据权利要求1所述的控温装置，其特征在于，所述温度控制部和所述测试压头(50)之间设置有隔板(70)，所述隔板(70)与所述温度控制部的主体(10)连接，所述测试压头(50)通过螺纹紧固件(523)安装在所述隔板(70)上。

5.根据权利要求4所述的控温装置，其特征在于，所述主体(10)上设置有真空发生孔(11)，所述测试压头(50)包括吸嘴(51)，所述吸嘴(51)上设置有真空吸气孔(511)，所述隔板(70)上设置有连通所述真空发生孔(11)和所述真空吸气孔(511)的通气道。

6.根据权利要求5所述的控温装置，其特征在于，所述测试压头(50)还包括基体(52)，所述基体(52)与所述隔板(70)连接，所述基体(52)包括容纳腔，所述吸嘴(51)设置在所述容纳腔内，且所述吸嘴(51)用于吸取所述电子元件(90)的吸头伸出所述容纳腔。

7.根据权利要求6所述的控温装置，其特征在于，所述吸嘴(51)外设置有止挡凸起，所述测试压头(50)还包括限位件(53)，所述限位件(53)设置在所述容纳腔内，并与所述止挡凸起配合，以限制所述吸嘴(51)相对所述基体(52)运动的行程。

8.根据权利要求6所述的控温装置，其特征在于，所述基体(52)上设置有第一密封圈槽，所述控温装置还包括第一密封圈(81)，所述第一密封圈(81)设置在所述第一密封圈槽内，以密封所述基体(52)与所述隔板(70)之间的间隙。

9.根据权利要求6所述的控温装置，其特征在于，所述测试压头(50)还包括弹性件(54)，所述弹性件(54)设置在所述容纳腔内，且位于所述基体(52)和所述吸嘴(51)之间。

10.一种电子元件测试系统，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的控温装置。

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