CN220915615U - 用于高功率芯片老化测试的散热装置、散热系统及设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于高功率芯片老化测试的散热装置、散热系统及设备，该散热装置包括：第一液冷基板，设有第一液冷通道和与所述第一液冷通道连通的第一冷却液入口、第一冷却液出口；第二液冷基板，设有第二液冷通道和与所述第二液冷通道连通的第二冷却液入口、第二冷却液出口；其中，所述第一液冷基板与所述第二液冷基板相对设置，所述第一液冷基板与所述第二液冷基板之间用于容置老化测试板以对其进行液冷散热。本实用新型散热装置，主要用于对高功率芯片老化测试时进行液冷散热，通过双层液冷的方式对老化测试板及高功率芯片进行散热，从空间上下分别改善了老化测试板与高功率芯片的散热性能，能够带走更多的热量，从而保证高功率芯片的测试稳定性。

Description

用于高功率芯片老化测试的散热装置、散热系统及设备

技术领域

本实用新型涉及芯片测试领域，特别涉及一种用于高功率芯片老化测试的散热装置、散热系统及设备。

背景技术

随着智能化普及及半导体市场的持续增长，芯片已经被广泛应用于智能穿戴、手机、车载电子、台式电脑等电子产品中。而电子产品的迷你化，芯片随着摩尔定律自身的集成度越来越高，芯片封装中追求更小的封装面积比，即在单位面积内能够放置更多的芯片。

但是，紧密相连的芯片在高密度的封装下，会产生更大的热功耗，导致电子产品的温度急剧上升，而高温会极大降低电子元器件的可靠性，从而引起电子产品失效。

为保证芯片的可靠性，芯片从设计到生产的过程中，通常需要采用老化板对芯片进行老化测试。目前，在芯片的老化测试中，一般采用传统的风冷散热方式，但已无法解决高密度的热流问题，高功率芯片及老化测试板产生大量的热量不能及时散出，并不断堆积，影响芯片测试稳定性。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种用于高功率芯片老化测试的散热装置，旨在解决目前高功率芯片老化测试采用传统风冷散热，散热速度慢、效率低的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出一种用于高功率芯片老化测试的散热装置，该用于高功率芯片老化测试的散热装置包括：

第一液冷基板，设有第一液冷通道和与所述第一液冷通道连通的第一冷却液入口、第一冷却液出口；

第二液冷基板，设有第二液冷通道和与所述第二液冷通道连通的第二冷却液入口、第二冷却液出口；

其中，所述第一液冷基板与所述第二液冷基板相对设置，所述第一液冷基板与所述第二液冷基板之间用于容置老化测试板以对其进行液冷散热。

在一些实施例中，所述第一液冷基板朝向所述第二液冷基板的一面设有第一导热层。

在一些实施例中，所述第一导热层为导热硅脂且用于与所述老化测试板相连接。

在一些实施例中，所述第二液冷基板朝向所述第一液冷基板的一面设有第二导热层。

在一些实施例中，所述第二导热层为导热衬垫且用于与所述老化测试板上的测试芯片相接触。

在一些实施例中，所述第一液冷通道为S形通道；和/或，

所述第二液冷通道为S形通道。

在一些实施例中，所述第一液冷基板为散热金属板；和/或，

所述第二液冷基板为散热金属板。

本实用新型进一步提出一种用于高功率芯片老化测试的散热系统，包括微型泵、进液管、出液管、冷却箱和前述记载的用于高功率芯片老化测试的散热装置。

本实用新型还提出一种高功率芯片老化测试设备，包括：

老化测试板；以及，

如前述的用于高功率芯片老化测试的散热装置或前述记载的用于高功率芯片老化测试的散热系统。

在一些实施例中，所述高功率芯片老化测试设备还包括：

机械手，用于将所述第一液冷基板与所述第二液冷基板相盖合。

本实用新型的用于高功率芯片老化测试的散热装置，主要用于对高功率芯片老化测试时进行液冷散热，老化测试时，老化测试板上装载有高功率芯片，并容置于散热装置的第一液冷基板与第二液冷基板之间与之紧密接触，老化测试板及高功率芯片散发的热量可传递至第一液冷基板和第二液冷基板，其中，可通过第一冷却液入口输入冷却液至第一液冷通道，冷却液在第一液冷通道流动过程中吸收第一液冷基板的热量，并经第一冷却液出口流出；以及可通过第二冷却液入口输入冷却液至第二液冷通道，冷却液在第二液冷通道流动过程中吸收第二液冷基板的热量，并经第二冷却液出口流出，从而实现对于高功率芯片老化测试中的散热。本散热装置在老化测试时通过双层液冷的方式对老化测试板及高功率芯片进行散热，从空间上下分别改善了老化测试板与高功率芯片的散热性能，能够带走更多的热量，从而保证高功率芯片的测试稳定性。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中用于高功率芯片老化测试的散热装置的结构示意图；

图2为图1实施例中用于高功率芯片老化测试的散热装置的第一液冷基板的内部结构示意图；

图3为图1实施例中用于高功率芯片老化测试的散热装置的第二液冷基板的内部结构示意图；

图4为图1实施例中用于高功率芯片老化测试的散热装置在另一视角下的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的方案进行清楚完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型中的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

还需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种用于高功率芯片老化测试的散热装置，如图1至图3所示，该用于高功率芯片老化测试的散热装置100包括：

第一液冷基板110，设有第一液冷通道111和与第一液冷通道111连通的第一冷却液入口111a、第一冷却液出口111b；

第二液冷基板120，设有第二液冷通道121和与第二液冷通道121连通的第二冷却液入口121a、第二冷却液出口121b；

其中，第一液冷基板110与第二液冷基板120相对设置，第一液冷基板110与第二液冷基板120之间用于容置老化测试板200以对其进行液冷散热。

本实施例中，第一液冷基板110上构造有第一液冷通道111、第一冷却液入口111a和第一冷却液出口111b，通过第一冷却液入口111a输入冷却液至第一液冷通道111，冷却液在第一液冷通道111中流动时，会吸收第一液冷基板110的热量，而后再经第一冷却液出口111b流出，从而将热量通过冷却液带出；第二液冷基板120上构造有第二液冷通道121、第二冷却液入口121a和第二冷却液出口121b，第二冷却液入口121a输入冷却液至第二液冷通道121，冷却液在第二液冷通道121中流动时，会吸收第二液冷基板120的热量，而后再经第二冷却液出口121b流出，从而将热量通过冷却液带出，老化测试板200及高功率芯片300散发的热量可传递至第一液冷基板110和第二液冷基板120，从而达到在老化测试时给老化测试板200及高功率芯片300进行散热的目的。其中，冷却液可以为去离子水、酒精或乙二醇，包括但不限于此，本领域技术人员可根据实际情况进行设计。

进一步的，第一液冷基板110和第二液冷基板120相对设置，第一液冷基板110与第二液冷基板120之间用于容置老化测试板200，能分别从老化测试板200底部与高功率芯片300上表面增强散热能力，减小散热风险，使得耗散的热量高效率转移，双层液冷基板能够对老化测试板200与高功率芯片300同时高效散热，散热效果尤为明显。

本实用新型所提出的装置是在老化测试时采用液冷的方式对老化测试板200及高功率芯片300进行散热，液冷散热方式在芯片老化测试散热装置上是一种全新的应用，相较于现有的风冷的方式，其具有高效散热，材料优廉，易集成加工等诸多优点，能够较好解决高功率芯片300的散热问题。

本实用新型的用于高功率芯片老化测试的散热装置100，主要用于对高功率芯片300老化测试时进行液冷散热，老化测试时，老化测试板200上装载有高功率芯片300，并容置于散热装置的第一液冷基板110与第二液冷基板120之间与之紧密接触，老化测试板200及高功率芯片300散发的热量可传递至第一液冷基板110和第二液冷基板120，其中，可通过第一冷却液入口111a输入冷却液至第一液冷通道111，冷却液在第一液冷通道111流动过程中吸收第一液冷基板110的热量，并经第一冷却液出口111b流出；以及可通过第二冷却液入口121a输入冷却液至第二液冷通道121，冷却液在第二液冷通道121流动过程中吸收第二液冷基板120的热量，并经第二冷却液出口121b流出，从而实现对于高功率芯片300老化测试中的散热。本散热装置在老化测试时通过双层液冷的方式对老化测试板200及高功率芯片300进行散热，从空间上下分别改善了老化测试板200与高功率芯片300的散热性能，能够带走更多的热量，从而保证高功率芯片300的测试稳定性。

在一些实施例中，如图4所示，第一液冷基板110朝向第二液冷基板120的一面设有第一导热层112。本实施例中，在进行老化测试时，老化测试板200与第一液冷基板110朝向第二液冷基板120的一面连接为一体，之间涂抹第一导热层112，以减小接触热阻，第一液冷基板110通过所设第一导热层112可使老化测试板200散发的的热量尽可能多的快速经第一导热层112传递至第一液冷基板110，有助于提高散热效果及散热速度。

在一些实施例中，如图4所示，第一导热层112为导热硅脂且用于与老化测试板200相连接。本实施例中，第一导热层112采用具有高导热系数的导热硅脂，能够减小老化测试板200与第一液冷基板110之间的接触热阻，增加散热能力，同时导热硅脂具有一定粘性，可与老化测试板200粘接于一体，以固定老化测试板200在第一液冷基板110上。

在一些实施例中，如图4所示，第二液冷基板120朝向第一液冷基板110的一面设有第二导热层122。本实施例中，在进行老化测试时，第二液冷基板120朝向第一液冷基板110的一面贴装有第二导热层122，第二导热层122与高功率芯片300相接触，以减小接触热阻，第二液冷基板120通过所设第二导热层122可使高功率芯片300散发的的热量尽可能多的快速经第二导热层122传递至第二液冷基板120，有助于提高散热效果及散热速度。

在一些实施例中，如图4所示，第二导热层122为导热衬垫且用于与老化测试板200上的测试芯片相接触。本实施例中，第二导热层122采用导热衬垫，以降低与高功率芯片300上方的接触热阻。可选地，导热衬垫为柔性片状材料，由陶瓷粉和硅油组成，厚度一般为0.5mm至5mm，可与高功率芯片300上表面进行充分的接触，且能减缓第二液冷基板120对高功率芯片300的压力，避免对高功率芯片300造成损坏。

在一些实施例中，如图2和图3所示，第一液冷通道111为S形通道；和/或，

第二液冷通道121为S形通道。

本实施例中，第一液冷通道111和/或第二液冷通道121呈S形设置，S形通道即在第一液冷基板110和/或第二液冷基板120上的布局形状呈S形，当然，也可以称为蛇形通道或弓形通道。设计S形通道，能够保证冷却液经过大部分液冷基板，而且能有效降低冷却液在通道中的输送阻力，便于冷却液输送。

在一些实施例中，第一液冷基板110为散热金属板；和/或，

第二液冷基板120为散热金属板。

本实施例中，优选地，第一液冷基板110和/或第二液冷基板120的材质为铝，铝具有良好的导热性，有助于实现快速散热，提升散热效果。

本实用新型还提出一种用于高功率芯片老化测试的散热系统，包括微型泵、进液管、出液管、冷却箱和前述记载的用于高功率芯片老化测试的散热装置100。

该用于高功率芯片老化测试的散热装置100的具体结构参照上述实施例，由于本用于高功率芯片老化测试的散热系统采用了上述所有实施例的所有技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的全部技术效果，在此不再一一赘述。

具体地，微型泵通过进液管与第一冷却液入口111a和/或第二冷却液入口121a连通，第一冷却液出口111b和/或第二冷却液出口121b通过出液管与冷却箱连通，微型泵驱动冷却液经由第一冷却液入口111a和/或第二冷却液入口121a流入第一液冷通道111和/或第二液冷通道121，而后再经由第一冷却液出口111b和/或第二冷却液出口121b流出至冷却箱，吸收热量后的冷却液经由冷却箱进行冷却，然后再循环使用。其中，分别可采用一个或两个微型泵、一个或两个进液管以及一个或两个出液管，本领域技术人员可以根据实际情况设计。

本实用新型还提出一种高功率芯片老化测试设备，该高功率芯片老化测试设备包括：

老化测试板200；以及，

如前述的用于高功率芯片老化测试的散热装置100或前述记载的用于高功率芯片老化测试的散热系统。

该用于高功率芯片老化测试的散热装置100和用于高功率芯片老化测试的散热系统的具体结构参照上述实施例，由于本高功率芯片老化测试设备采用了上述所有实施例的所有技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的全部技术效果，在此不再一一赘述。

具体地，高功率芯片老化测试设备包括老化测试板200和如前述的用于高功率芯片老化测试的散热装置100，或者包括老化测试板200和前述记载的用于高功率芯片老化测试的散热系统，老化测试板200指的是把待老化测试的元器件焊接或连接到专用线路板上进行老化测试，包括高温高湿、双85测试等在线测试。

在一些实施例中，高功率芯片老化测试设备还包括：

机械手，用于将第一液冷基板110与第二液冷基板120相盖合。

本实施例中，高功率芯片老化测试设备还包括机械手，用于将第一液冷基板110与第二液冷基板120相盖合。可选地，老化测试板200与第一液冷基板110上连接为一体。在进行老化测试时，将待测试的高功率芯片300放置于老化测试板200上，并在放置完成后，通过机械臂将第二液冷基板120盖合于第一液冷基板110上，以在高功率芯片300老化测试过程中对其进行散热。

以上所述的仅为本实用新型的部分或优选实施例，无论是文字还是附图都不能因此限制本实用新型保护的范围，凡是在与本实用新型一个整体的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型保护的范围内。

Claims (10)

1.一种用于高功率芯片老化测试的散热装置，其特征在于，包括：

第一液冷基板，设有第一液冷通道和与所述第一液冷通道连通的第一冷却液入口、第一冷却液出口；

第二液冷基板，设有第二液冷通道和与所述第二液冷通道连通的第二冷却液入口、第二冷却液出口；

其中，所述第一液冷基板与所述第二液冷基板相对设置，所述第一液冷基板与所述第二液冷基板之间用于容置老化测试板以对其进行液冷散热。

2.根据权利要求1所述的用于高功率芯片老化测试的散热装置，其特征在于，所述第一液冷基板朝向所述第二液冷基板的一面设有第一导热层。

3.根据权利要求2所述的用于高功率芯片老化测试的散热装置，其特征在于，所述第一导热层为导热硅脂且用于与所述老化测试板相连接。

4.根据权利要求1所述的用于高功率芯片老化测试的散热装置，其特征在于，所述第二液冷基板朝向所述第一液冷基板的一面设有第二导热层。

5.根据权利要求4所述的用于高功率芯片老化测试的散热装置，其特征在于，所述第二导热层为导热衬垫且用于与所述老化测试板上的测试芯片相接触。

6.根据权利要求1所述的用于高功率芯片老化测试的散热装置，其特征在于，

所述第一液冷通道为S形通道；和/或，

所述第二液冷通道为S形通道。

7.根据权利要求1所述的用于高功率芯片老化测试的散热装置，其特征在于，

所述第一液冷基板为散热金属板；和/或，

所述第二液冷基板为散热金属板。

8.一种用于高功率芯片老化测试的散热系统，其特征在于，包括微型泵、进液管、出液管、冷却箱和如权利要求1-7任一项所述的用于高功率芯片老化测试的散热装置。

9.一种高功率芯片老化测试设备，其特征在于，包括：

老化测试板；以及，

如权利要求1-7任一项所述的用于高功率芯片老化测试的散热装置或如权利要求8所述的用于高功率芯片老化测试的散热系统。

10.根据权利要求9所述的高功率芯片老化测试设备，其特征在于，还包括：

机械手，用于将所述第一液冷基板与所述第二液冷基板相盖合。