TWI619943B - 應力測試治具以及應用其之主機板組裝壓力測試系統 - Google Patents

Abstract

一種應力測試治具，設置在主機板上。應力測試治具包含底板以及至少一壓力感測器。底板設置在主機板，且與主機板相抵靠。壓力感測器設置在底板遠離主機板的一側。其中，當工件自底板遠離主機板的一側與主機板相固定時，壓力感測器與工件直接接觸。壓力感測器可用以量測工件對壓力感測器的應力。

Description

應力測試治具以及應用其之主機板組裝壓力測試系統

本揭露是有關於一種應力測試治具，特別是有關於可直接設置在主機板上的應力測試治具。

一般來說，為讓裝設於主機板上的計算晶片在震動或受到外界應力時，仍可固定在主機板上正常運作。或者，為讓計算晶片與主機板上的接腳更穩固地電性連接，通常會在計算晶片上朝向主機板施加應力，以讓計算晶片更穩固地與主機板接合。誠然，施加應力在計算晶片上，可以固定晶片與主機板，但若施加的應力過大，可能會破壞或毀損計算晶片，而若施加的應力不足，則可能造成整體散熱效果不佳，或使計算晶片容易自主機板脫落，而可能與其他元件碰撞而損毀。

然而，常見的檢測晶片與主機板接合應力的方法，多半在非主機板的測試治具上進行。但在測試治具上所進行的應力量測，卻往往與實際固定到主機板上時有段不小的落差。有鑑於此，如何提供一種新型的應力測試治具，是相關技術人員亟需解決的一項課題。

本發明之一技術態樣是有關於一種應力測試治具，其藉由壓力感測器感測工件與主機板相固定時，工件與主機板對應力測試治具的應力，更精確地去擬真晶片在主機板與工件間所受的應力，以供進一步地調整工件與主機板間的距離與接合強度等，減少或避免工件對晶片下壓力不足或過大的情況。此外，由於應力測試治具的成本較低、可重複利用較多次，且可依照實際需求調整形狀。因此，可適應不同的晶片與主機板的組合，並節省測試所需耗費的成本。

本發明提供一種應力測試治具，設置在主機板上。應力測試治具包含底板以及至少一壓力感測器。底板設置在主機板，且與主機板相抵靠。壓力感測器設置在底板遠離主機板的一側。其中，當工件自底板遠離主機板的一側與主機板相固定時，壓力感測器與工件直接接觸。壓力感測器可用以量測工件對壓力感測器的應力。

在本發明一或多個實施方式中，上述之壓力感測器進一步配置以將應力轉換成第一電訊號。應力測試治具可更包含資料擷取模組。資料擷取模組與壓力感測器電性連接。資料擷取模組可用以擷取第一電訊號，並根據第一電訊號產生第二電訊號。

在本發明一或多個實施方式中，上述之應力測試治具可更包含電源供應器。電源供應器用以分別供應電力至壓力感測器以及資料擷取模組。

在本發明一或多個實施方式中，上述之應力測試治具更包含複數個壓力感測器。資料擷取模組與壓力感測器分別電性連接，且可用以分別擷取每一壓力感測器的第一電訊號。

在本發明一或多個實施方式中，上述之資料擷取模組進一步可用以將第二電訊號傳輸至計算裝置。

在本發明一或多個實施方式中，上述之應力測試治具可更包含訊號轉譯器。訊號轉譯器用以接收第二電訊號，並轉換成第三電訊號傳輸至計算裝置。第三電訊號的格式相異於第二電訊號。

在本發明一或多個實施方式中，上述之底板更包含平台部以及凹槽部。平台部位在底板遠離主機板的一側。平台部用以與工件直接接觸。凹槽部位在平台部。凹槽部用以容置至少部分的壓力感測器。

在本發明一或多個實施方式中，上述之底板具有至少一貫通特徵。貫通特徵用以讓工件的至少一固定件穿過貫通特徵與主機板相固定。

在本發明一或多個實施方式中，上述之壓力感測器設置在鄰近貫通特徵處。

本發明另外提供一種主機板組裝壓力測試系統，包含伺服器機箱、設置在伺服器機箱中的主機板、固定至主機板的工件以及上述之應力測試治具，設置在主機板與工件之間。

第1圖是依據本發明多個實施方式繪示之主機板組裝壓力測試系統的立體爆炸圖。如第1圖所示，主機板組裝壓力測試系統可包含主機板200、應力測試治具100以及工件。應力測試治具100設置在主機板200上，且避開主機板200上的其他元件，像是電容、插槽、匯流排等。在本實施方式中，應力測試治具100包含底板116以及壓力感測器120。底板116與主機板200相抵靠。壓力感測器120設置在底板116遠離主機板的一側。

工件自應力測試治具100遠離主機板200的一側固定至主機板200，且將與主機板200相固定的部分應力作用在應力測試治具100上。舉例來說，在本實施方式中，第1圖中之工件可為散熱器。散熱器可包含基板以及連接於基板之複數個散熱鰭片400。舉例來說，在其他實施方式中，工件可為風扇模組。甚或，工件也可同時包含散熱器以及風扇模組等，但不限於此。在多個實施方式中，工件還可包含定位件300，設置在應力測試治具100以及散熱鰭片400之間。定位件300可具有開口320以及第一定位孔340。透過第一定位孔340與散熱鰭片400的第二定位孔420輔助定位與固定工件。其中，當工件與主機板200相固定時，壓力感測器120可與工件直接接觸。壓力感測器120用以量測工件對壓力感測器120的應力。更具體地說，應力測試治具100設置在主機板200預定設置晶片的位置，如藉由第一平台部112的高度模擬晶片高度，以實際地在工件固定至主機板200時，將工件對應力測試治具100的應力，與晶片置入主機板200與工件間的實際情況相對應。進一步地，可透過在固定工件的過程中，所量測到之工件對壓力感測器120作用之應力的變化，來調整工件與主機板間的應力。

由於應力測試治具100可與主機板200實際結合，且當工件固定至主機板200時，可透過壓力感測器120量測工件對應力測試治具100所造成的應力。如此一來，應力測試治具100可更真實地測量工件對應力測試治具100的應力，如下壓力等，以模擬晶片置入主機板200與工件時的實際情況。甚或，可藉由應力測試治具100來降低或避免主機板200與工件相固定時，對晶片的下壓力不足的情況發生。此外，利用應力測試治具100可進一步地在測試過程中取代晶片，以降低測試成本，並有利於重複的進行測試。

繼續參照第1圖，在多個實施方式中，底板110可更包含第一平台部112、凹槽部114以及第二平台部116。第一平台部112位在第二平台部116遠離主機板200的一側，且相對第二平台部116有一高度差。第一平台部112的高度可與晶片相仿，藉此擬真晶片置入主機板200的情況。當工件固定至主機板200時，第二平台部116與主機板200相抵靠，同時，第一平台部112與工件直接接觸。凹槽部114位在第一平台部112。凹槽部114可用以容置至少部分的第一子壓力感測器124，以量測工件對第一平台部112的上表面的應力，並與晶片置入時，工件對晶片之下壓力的實際情況相對應。

在多個實施方式中，底板110還可具有至少一貫通特徵118。貫通特徵118用以讓工件的至少一固定件500穿過第二定位孔420、第一定位孔340、貫通特徵118等，以與主機板200相固定，使得工件與應力測試治具100的接觸位置可更精準地被定位。在多個實施方式中，主機板200可更具有鎖孔(圖未繪示)，以透過固定件500將工件鎖固至主機板200。在多個實施方式中，壓力感測器120可包含第二子壓力感測器122設置在鄰近貫通特徵118處，以實際地量測工件與主機板200鎖固的應力。此外，還可建立鎖固的應力與第一平台部112的上表面所受的應力的對應關係，據以調整晶片所受之應力。

值得注意的是，此處所繪示之第一平台部112、凹槽部114、第二平台部116以及貫通特徵118等，僅為示例，其並非用以限制本發明。舉例來說，第二平台部116也可依照主機板200鄰近應力測試治具100的元件，而具有不同構形，以避開其他元件。舉例來說，貫通特徵118的數量、位置也可隨實際需求調整。舉例來說，凹槽部114的大小可與第一子壓力感測器124相對應。舉例來說，第一平台部112相對第二平台部114的高度也可依照不同的晶片調整。應瞭解到，本領域具有通常知識者，當可視實際需要，在不脫離本揭露的精神和範圍下，做適度的修改或替代，只要能夠讓第一子壓力感測器124與第二子壓力感測器122可感測到工件對應力測試治具100的應力即可。

第2圖為依據本發明多個實施方式繪示之應力測試治具100的簡單示意圖。第3圖為依據第2圖繪示之應力測試治具100的簡單方塊圖。參照第1~3圖，應力測試治具100更包含資料擷取模組130。資料擷取模組130與壓力感測器120電性連接。資料擷取模組130可與複數個不同的壓力感測器120，像是第一子壓力感測器124或第二子壓力感測器122等，同時連接。每一壓力感測器120可進一步地將工件的應力轉換成第一電訊號。資料擷取模組130可用以擷取至少一第一電訊號，並根據第一電訊號對應產生第二電訊號。舉例來說，壓力感測器120可為壓電材料，可根據與工件間不同大小的應力對應產生不同電壓作為第一電訊號，而資料擷取模組130可根據電壓變化產生類比或數位的訊號。舉例來說，壓力感測器120可為金屬材料，當工件對壓力感測器120的應力使得壓力感測器120產生形變，進一步地造成壓力感測器120的電阻對應變化，而資料擷取模組130可輸入電壓至壓力感測器120，並根據回傳的電壓與原始電壓間的變化產生類比或數位的訊號，但不限於此。

如第2圖、第3圖所示，資料擷取模組130可進一步地將第二電訊號傳輸至計算裝置600，以顯示或紀錄工件對應力測試治具100的應力。在其他的實施方式中，應力測試治具100還可包含訊號轉譯器150。訊號轉譯器150用以接收第二電訊號，並轉換成第三電訊號傳輸至計算裝置600。第三電訊號的格式相異於第二電訊號。舉例來說，第二電訊號可為類比訊號，第三電訊號可為數位訊號等。

在多個實施方式中，應力測試治具100可更包含電源供應器140。電源供應器140用以分別供應電力至壓力感測器120以及資料擷取模組130。

第4圖為依據本發明多個實施方式之伺服器700應用主機板組裝壓力測試系統的應力測試治具100的簡單示意圖。如第4圖所示，伺服器700可包含機箱720。由於應力測試治具100的高度、尺寸讓主機板組裝壓力測試系統仍可直接裝設在伺服器700的機箱720內。因此，可透過應力測試治具100實際地去模擬晶片與工件(如散熱鰭片400)設置到裝設在機箱720內的主機板200上的情況，並測量工件對應力測試治具100所施加的壓力大小，以對應裝設晶片時的實際情況。如此一來，主機板組裝壓力測試系統可更精確地提供工件固定至主機板的應力與晶片受工件的下壓力之間的對應關係，以供後續實際組裝晶片與工件至伺服器700的機箱720內的主機板200時的參考。

綜上所述，應力測試治具之底板與壓力感測器的組合，可藉由壓力感測器感測工件與主機板相固定時，工件與主機板對應力測試治具的應力，更精確地去擬真晶片在主機板與工件間所受的應力，以供進一步地調整工件與主機板間的距離與接合強度等，減少或避免工件對晶片下壓力不足或過大的情況。此外，由於應力測試治具的成本較低、可重複利用較多次，且可依照實際需求調整形狀。因此，可適應不同的晶片與主機板的組合，並節省測試所需耗費的成本。

雖然本揭露的多個實施方式及其優點已於本文中詳盡敘述，使得本領域的技術人員可更瞭解本揭露的多個面向。本領域的技術人員應瞭解到，可使用本揭露作為基礎去設計或修改其他製造流程與結構，以執行同樣之目的及/或達至與此處所介紹之實施例中相同的優點。本領域的技術人員應可同樣瞭解到，均等之更動和潤飾並未脫離本揭露的精神與範圍，且本領域的技術人員可於未脫離本揭露的精神與範圍下，做出多種不同的變化、替換以及更動。

100‧‧‧應力測試治具

110‧‧‧底板

112‧‧‧第一平台部

114‧‧‧凹槽部

116‧‧‧第二平台部

118‧‧‧貫通特徵

120‧‧‧壓力感測器

122‧‧‧第二子壓力感測器

124‧‧‧第一子壓力感測器

130‧‧‧資料擷取模組

140‧‧‧電源供應器

150‧‧‧訊號轉譯器

200‧‧‧主機板

300‧‧‧定位件

320‧‧‧開口

340‧‧‧定位孔

400‧‧‧散熱鰭片

420‧‧‧第二定位孔

500‧‧‧固定件

600‧‧‧計算裝置

700‧‧‧伺服器

720‧‧‧機箱

第1圖是依據本發明多個實施方式之主機板組裝壓力測試系統的立體爆炸圖。 第2圖是依據本發明多個實施方式之應力測試治具的簡單示意圖。 第3圖是依據第2圖繪示之應力測試治具的簡單方塊圖。 第4圖是依據本發明多個實施方式之伺服器應用主機板組裝壓力測試系統的應力測試治具的簡單示意圖。

Claims (9)

1. 一種應力測試治具，設置在一主機板上，該應力測試治具包含：一底板，設置在該主機板，且與該主機板相抵靠，該底板包含一平台部以及一凹槽部；以及至少一壓力感測器，設置在該底板遠離該主機板的一側，其中，當一工件自該底板遠離該主機板的該側與該主機板相固定時，該壓力感測器與該工件直接接觸，且該壓力感測器配置以量測該工件對該壓力感測器的一應力，且其中該平台部位在該底板遠離該主機板的一側，並配置以與該工件直接接觸，且該凹槽部位在該平台部，並配置以容置至少部分的該壓力感測器。
2. 如申請專利範圍第1項所述之應力測試治具，其中該壓力感測器進一步配置以將該應力轉換成一第一電訊號，其中該應力測試治具更包含：一資料擷取模組，與該壓力感測器電性連接，該資料擷取模組配置以擷取該第一電訊號，並根據該第一電訊號產生一第二電訊號。
3. 如申請專利範圍第2項所述之應力測試治具，更包含一電源供應器，配置以分別供應一電力至該壓力感測器以及該資料擷取模組。
4. 如申請專利範圍第2項所述之應力測試治具，更包含複數個該壓力感測器，其中該資料擷取模組與該些壓力感測器分別電性連接，且配置以分別擷取每一該些壓力感測器的該第一電訊號。
5. 如申請專利範圍第2項所述之應力測試治具，其中該資料擷取模組進一步配置以將該第二電訊號傳輸至一計算裝置。
6. 如申請專利範圍第5項所述之應力測試治具，更包含一訊號轉譯器，配置以接收該第二電訊號，並轉換成一第三電訊號傳輸至該計算裝置，其中該第三電訊號的格式相異於該第二電訊號。
7. 如申請專利範圍第1項所述之應力測試治具，其中該底板具有至少一貫通特徵，配置以讓該工件的至少一固定件穿過該貫通特徵與該主機板相固定。
8. 如申請專利範圍第7項所述之應力測試治具，其中該壓力感測器設置在鄰近該貫通特徵處。
9. 一種主機板組裝壓力測試系統，包含：一伺服器機箱；一主機板，設置在該伺服器機箱中：一工件，固定至該主機板；以及 一如申請專利範圍第1項至第8項任一項所述之應力測試治具，設置在該主機板與該工件之間。