TWM585903U - 預燒測試裝置及其預燒測試設備 - Google Patents

Abstract

本創作係有關於一種預燒測試裝置及其預燒測試設備，包括有一預燒測試基板、複數加熱組件、複數散熱組件、複數低電壓高電流轉換模組以及一監控單元。預燒測試基板設有複數插座單元，每一加熱組件分別設置於每一插座單元內，每一散熱組件分別設置於該每一插座單元上，包括有複數鰭片、複數熱管以及複數風扇，預燒測試基板上設置有複數溫度感測組件、複數低電壓高電流轉換模組以及監控單元。藉此，本創作可透過多種散熱組件的配置方式，達到冷卻降溫之訴求，將預燒測試基板中因高負載的調變電流所產生高溫積熱一併帶走。

Description

預燒測試裝置及其預燒測試設備

本創作係關於一種預燒測試裝置及其預燒測試設備，尤指一種適用於半導體元件之預燒測試裝置及其預燒測試設備。

隨著科技的進步以及工業上的需要，使得半導體設計公司(IC Design house)必須設計及製造更複雜的晶片，例如整合複數顆不同功能的晶片於一顆IC之SOC晶片(System on Chip)或是高運算及控制能力的可程式化邏輯閘陣列(FPGA)晶片或5G通訊晶片等，這些高性能之晶片有共同的特色，就是須要供應大電流才能使其工作。由於大電流會產生大的功率消耗，因此這些晶片均會產生高熱，也因此使得這些晶片必須常常在高溫下工作。

為了確保上述高性能晶片能夠在製造過程中篩選出正常的晶片，所以在半導體廠完成晶片製造後，都會進行可靠度的測試，以目前所使用的方法而言，都是對這些晶片進行環境測試，例如晶片的操作壽命測試(Operational Life Tests；OLTs)，這種測試方法是將這些晶片放入一個高溫爐體中，並以一些模擬的控制訊號輸入晶片，以模擬晶片在高溫環境下執行這些控制訊號的狀況，其目的是希望在製造過程中經由這些測試過程來發現不良品，以確保每一顆製造出的晶片都能符合設計地正常工作。

其中，當開放式爐體內在多個預燒測試基板之高溫測試下，且加上預燒測試基板的低電壓高電流轉換模組在高負載因調變電流會產生高環境溫度，會有可能造成負載過高進而造成動作異常。此情形對長時數測試會有一定的不穩定的影響。特別是在超高功耗之預燒測試基板上要容納更多的預燒測試座時，其需要更多的低電壓高電流轉換模組，因此有必要設計新的散熱結構，改善預燒測試基板過熱的問題。創作人緣因於此，本於積極創作之精神，亟思一種可以解決上述問題之預燒測試裝置及其預燒測試設備，幾經研究實驗終至完成本創作。

本創作之主要目的係在提供一種預燒測試裝置，當所使用之預燒測試基板容納更多低電壓高電流轉換模組時，高負載的調變電流將產生高環境溫度，而本創作係透過多種散熱組件的配置方式，達到冷卻降溫之訴求，並將預燒測試基板上的高溫積熱一併帶走。

本創作之又一主要目的係在提供一種預燒測試裝置，預燒測試基板透過風扇陣列多種風流與方向的配置，可在一預燒測試基板容納更多的插座單元，克服多個低電壓高電流轉換模組設置於插座單元的環境下，解決預燒測試裝置過熱的問題，提高預燒測試裝置的使用壽命。

為達成上述目的，本創作之預燒測試裝置包括有一預燒測試基板、複數加熱組件、複數散熱組件、複數低電壓高電流轉換模組以及一監控單元。預燒測試基板設有複數插座單元，用以測試複數高性能晶片；每一加熱組件分別設置於每一插座單元內，用以提供足夠之預燒熱能；每一散熱組件分別設置於該每一插座單元上，包括有複數鰭片、複數熱管以及複數風扇，用以將高溫積熱排出；每一溫度感測組件設置於預燒測試基板上，用以感測即時溫度變化；每一低電壓高電流轉換模組分別設置於預燒測試基板上，用以提供該每一高性能晶片所需之高功率消耗；監控單元設置於預燒測試基板上，監控單元分別電連接複數加熱組件、複數散熱組件、複數溫度感測組件以及複數低電壓高電流轉換模組，用以調變複數風扇轉向與轉速，並監控複數低電壓高電流轉換模組之溫度狀態。

藉由上述設計，當監控單元判斷低電壓高電流轉換模組的溫度過高時，會發出一控制訊號，通知加熱組件停止加熱，及同時通知散熱組件加速散熱(如提高風扇轉速)，以控制低電壓高電流轉換模組溫度不會過高，進而避免燒毀預燒測試基板。

上述複數風扇可設置於複數鰭片兩側而形成一第一側向風扇陣列。藉此，本創作係在鰭片之兩側設置有一組風扇結構，包括一進氣扇及一出氣扇，而形成一具高度對流效果之第一側向風扇陣列。

上述第一側向風扇陣列可將高溫積熱引導至預燒測試基板之兩側。藉此，第一側向風扇陣列包括複數個進氣扇及複數個出氣扇，係將高溫積熱引導至預燒測試基板之兩側，可將預燒測試基板中的高溫積熱快速帶離，達到顯著降溫的效果。

上述預燒測試裝置可更包括複數固設於預燒測試基板上之一輔助風扇陣列，且輔助風扇陣列鄰近設置於複數低電壓高電流轉換模組。藉此，透過輔助風扇陣列的設置，可加速抽取散熱組件及低電壓高電流轉換模組所逸散的積熱，同時可幫助不同排列方向之低電壓高電流轉換模組進行散熱，提升整體的冷卻效率。

上述預燒測試裝置可更包括複數固設於該預燒測試基板上之一第二側向風扇陣列，且第二側向風扇陣列對應鄰近設置於第一側向風扇陣列。藉此，透過第二側向風扇陣列的設置，可強化朝原流場同方向吹送之流場，用以加速抽取散熱組件及低電壓高電流轉換模組所逸散的積熱。

上述複數風扇可設置於複數鰭片之上方而形成一上置式風扇陣列。藉此，本創作係在鰭片之頂側設置有一風扇結構，因流場效果可順勢將散熱組件及低電壓高電流轉換模組所逸散的積熱一併向上抽離，讓熱空氣向上方散逸。

上述複數散熱組件可將高溫積熱引導至預燒測試基板之上方。藉此，配合上述複數風扇的設置方式，因流場效果可順勢將散熱組件及低電壓高電流轉換模組所逸散的積熱一併向上抽離，讓熱空氣向上方散逸。

本創作之另一目的係在提供一種預燒測試設備，包括有一預燒測試基板、一預燒測試基板、複數散熱組件、複數溫度感測組件、複數低電壓高電流轉換模組、一預燒爐風扇以及一監控單元。預燒測試基板設有複數插座單元，用以測試複數高性能晶片；每一加熱組件分別設置於每一插座單元內，用以提供足夠之預燒熱能；每一散熱組件分別設置於該每一插座單元上，包括有複數鰭片、複數熱管以及複數風扇，用以將高溫積熱排出；每一溫度感測組件設置於預燒測試基板上，用以感測即時溫度變化；每一低電壓高電流轉換模組分別設置於預燒測試基板上，用以提供該每一高性能晶片所需之高功率消耗；預燒爐風扇透過一橫向抽風通道，將高溫積熱導引至該預燒爐風扇後排出監控單元設置於預燒測試基板上；監控單元分別電連接複數加熱組件、複數散熱組件、複數溫度感測組件以及複數低電壓高電流轉換模組，用以調變複數風扇轉向與轉速，並監控複數低電壓高電流轉換模組之溫度狀態。

藉由上述設計，溫度控制架構之預燒測試設備透過一橫向抽風通道的設置，使得低電壓高電流轉換模組所產生之高溫積熱可藉由預燒爐風扇所形成之負壓環境更有效率地被帶離，加速整體的冷卻效率。

以上概述與接下來的詳細說明皆為示範性質是為了進一步說明本創作的申請專利範圍。而有關本創作的其他目的與優點，將在後續的說明與圖示加以闡述。

請參閱圖1至圖2，其分別為本創作第一實施例之預燒測試裝置之側視圖及系統架構圖。圖中出示一種預燒測試裝置a，包括有一預燒測試基板1、複數加熱組件2、複數散熱組件3、複數溫度感測組件4、複數低電壓高電流轉換模組5以及一監控單元6。其中，本創作之主要特色在於：當所使用之預燒測試基板1容納更多低電壓高電流轉換模組5時，高負載的調變電流將產生高環境溫度，而本創作係透過多種散熱組件的配置方式，達到冷卻降溫之訴求。

在本實施例中，預燒測試基板1設有複數插座單元11，且每一插座單元11內設置有一加熱組件2，如加熱器、致冷晶片等元件，以提供足夠之預燒熱能。此外，在每一插座單元11的上方設置有一散熱組件3，其包括有複數鰭片31、複數熱管32以及二風扇30，用以排出高溫積熱，其中，多個插座單元11對應多個風扇30而形成一第一側向風扇陣列3A，而第一側向風扇陣列3A包括多個進氣扇33及多個出氣扇34，分別對應設置於每一插座單元11上的多個鰭片31二側，二者強化了散熱流場的運行，形成一具高度對流效果之風扇陣列。再者，預燒測試基板1上另設有複數溫度感測組件4、複數低電壓高電流轉換模組5以及監控單元6，在本實施例中，溫度感測組件4係為一溫度感測器，可用以感測即時溫度變化，而低電壓高電流轉換模組5係為了供給高性能晶片足夠的消耗功率，故需供應如此的大電流來進行傳遞，用以維持每一高性能晶片之正常運作。

其中，本實施例之監控單元6係為一微控制器(MCU)，分別電連接複數加熱組件2、複數散熱組件3、複數溫度感測組件4以及複數低電壓高電流轉換模組5，監控單元6可讀取低電壓高電流轉換模組5的電壓或溫度感測組件4之溫度訊號，當監控單元6判斷低電壓高電流轉換模組5的溫度過高時，會發出一控制訊號，通知加熱組件2停止加熱，及同時通知散熱組件3加速散熱(如提高第一側向風扇陣列3A之進氣扇33及出氣扇34轉速或改變第一側向風扇陣列3A的風向)，以控制低電壓高電流轉換模組5溫度不會過高，進而避免燒毀預燒測試基板1。

請參閱圖3至圖4，其分別為本創作第二實施例之預燒測試設備之側視圖及系統架構圖。圖中出示一種預燒測試設備b，包括有一預燒測試基板1、複數加熱組件2、複數散熱組件3、複數溫度感測組件4、複數低電壓高電流轉換模組5、一監控單元6以及一預燒爐風扇7。其中，本創作之主要特色在於：當所使用之預燒測試基板1容納更多低電壓高電流轉換模組5時，高負載的調變電流將產生高環境溫度，而本創作係透過多種散熱組件的配置方式，達到冷卻降溫之訴求。

在本實施例中，預燒測試設備b之基本架構皆與第一實施例相同，唯不同之處在於：監控單元6除了電連接複數加熱組件2、複數散熱組件3、複數溫度感測組件4以及複數低電壓高電流轉換模組5之外，另電連接預燒爐風扇7，該預燒爐風扇7透過一橫向抽風通道71，可將高溫積熱導引至該預燒爐風扇7後排出，當監控單元6判斷低電壓高電流轉換模組5的溫度過高時，會發出一控制訊號，通知加熱組件2停止加熱，及同時通知散熱組件3加速散熱(如提高第一側向風扇陣列3A之進氣扇33及出氣扇34轉速或第一側向風扇陣列3A之進氣扇33及出氣扇34之風向)，亦會通知預燒爐風扇7提高扇葉轉速，以降低燒爐內溫度，以控制低電壓高電流轉換模組5溫度不會過高，進而避免燒毀預燒測試基板1。

請參閱圖5，係本創作第三實施例之預燒測試裝置之俯視圖。圖中出示一種預燒測試裝置c，藉由本實施例，可由俯視圖揭示出本創作之散熱組件3與低電壓高電流轉換模組5的排列方式，其中，大面積的預燒測試基板1係以陣列的方式擺放散熱組件3與低電壓高電流轉換模組5，且以預燒測試基板1之中間處為基準，多個風扇30之進氣扇33與出氣扇34形成對稱排列之第一側向風扇陣列3A，進而建構出可將高溫積熱引導至預燒測試基板1之兩側之排風方式，實為一獨特之散熱設計。

請參閱圖6，係本創作第四實施例之預燒測試裝置之俯視圖。圖中出示一種預燒測試裝置d，藉由本實施例，可由俯視圖揭示出本創作之散熱組件3與低電壓高電流轉換模組5的排列方式，其中，大面積的預燒測試基板1係以陣列的方式擺放散熱組件3與低電壓高電流轉換模組5，散熱組件3的四周環設有低電壓高電流轉換模組5，且以預燒測試基板1之中間處為基準，多個風扇30之進氣扇33與出氣扇34形成對稱排列之第一側向風扇陣列3A，進而建構出可將高溫積熱引導至預燒測試基板1之兩側之排風方式，其中，若部分低電壓高電流轉換模組5無法直接由第一側向風扇陣列3A之進氣扇33與出氣扇34之風向進行散熱時，可於預燒測試基板1增設多個輔助風扇陣列8，且對應鄰近設置於無法經進氣扇33與出氣扇34散熱之部分低電壓高電流轉換模組5之兩側。綜上所述，第一側向風扇陣列3A之進氣扇33與出氣扇34可散熱縱向排列之低電壓高電流轉換模組5；而輔助風扇陣列8則可散熱橫向排列之低電壓高電流轉換模組5，避免有任何的低電壓高電流轉換模組5過熱，燒毀預燒測試基板1。

請參閱圖7，係本創作第五實施例之預燒測試裝置之側視圖。圖中出示一種預燒測試裝置e，其基本架構皆與第一實施例相同，唯不同之處在於：本實施例之散熱組件3之兩側更增設有朝原流場同方向吹送之第二側向風扇陣列80，該第二側向風扇陣列80固設於該預燒測試基板1上，用以加速抽取散熱組件3及低電壓高電流轉換模組5所逸散的積熱。

請參閱圖8，係本創作第六實施例之預燒測試裝置之側視圖。圖中出示一種預燒測試裝置f，其基本架構皆與第一實施例相同，唯不同之處在於：本實施例之散熱組件3包括有複數鰭片31’、複數熱管32’以及一風扇30’，用以排出高溫積熱，其中，該上置式風扇陣列3B設置於複數鰭片31’之上方。因此，本創作之低電壓高電流轉換模組5的高溫積熱，可經多個鰭片31’的間距，引導低電壓高電流轉換模組5所逸散的積熱，由預燒測試基板1之上方排出預燒測試裝置f外。

請參閱圖9，係本創作第七實施例之預燒測試設備之側視圖。圖中出示一種預燒測試設備g，其基本架構皆與第六實施例相同，唯不同之處在於：本實施例除了具有一預燒測試基板1、複數加熱組件2、複數散熱組件3’、複數溫度感測組件4、複數低電壓高電流轉換模組5以及監控單元6之外，另設置有一預燒爐風扇7，該預燒爐風扇7透過一橫向抽風通道71，可將高溫積熱導引至該預燒爐風扇7後排出。當監控單元6判斷低電壓高電流轉換模組5的溫度過高時，會發出一控制訊號，通知加熱組件2停止加熱，及同時通知散熱組件3’加速散熱(如提高上置式風扇陣列3B之風扇30’轉速)，亦會通知預燒爐風扇7提高扇葉轉速，以降低燒爐內溫度，以控制低電壓高電流轉換模組5溫度不會過高，進而避免燒毀預燒測試基板1。

上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本創作所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

a,c,d,e,f‧‧‧預燒測試裝置

b,g‧‧‧預燒測試設備

1‧‧‧預燒測試基板

11‧‧‧插座單元

2‧‧‧加熱組件

3,3’‧‧‧散熱組件

30, 30’‧‧‧風扇

31, 31’‧‧‧鰭片

32, 32’‧‧‧熱管

33‧‧‧進氣扇

34‧‧‧出氣扇

3A‧‧‧第一側向風扇陣列

3B‧‧‧上置式風扇陣列

4‧‧‧溫度感測組件

5‧‧‧低電壓高電流轉換模組

6‧‧‧監控單元

7‧‧‧預燒爐風扇

71‧‧‧橫向抽風通道

8‧‧‧輔助風扇陣列8

80‧‧‧第二側向風扇陣列

圖1係本創作第一實施例之預燒測試裝置之側視圖。
圖2係本創作第一實施例之預燒測試裝置之系統架構圖。
圖3係本創作第二實施例之預燒測試設備之側視圖。
圖4係本創作第二實施例之預燒測試設備之系統架構圖。
圖5係本創作第三實施例之預燒測試裝置之俯視圖。
圖6係本創作第四實施例之預燒測試裝置之俯視圖。
圖7係本創作第五實施例之預燒測試裝置之側視圖。
圖8係本創作第六實施例之預燒測試裝置之側視圖。
圖9係本創作第七實施例之預燒測試設備之側視圖。

Claims (24)

1. 一種預燒測試裝置，包括有：
   一預燒測試基板，設有複數插座單元，用以測試複數高性能晶片；
   複數加熱組件，該每一加熱組件分別設置於該每一插座單元內，用以提供足夠之預燒熱能；
   複數散熱組件，該每一散熱組件分別設置於該每一插座單元上，包括有複數鰭片、複數熱管以及複數風扇，用以將高溫積熱排出；
   複數溫度感測組件，設置於該預燒測試基板上，用以感測即時溫度變化；
   複數低電壓高電流轉換模組，該每一低電壓高電流轉換模組分別設置於預燒測試基板上，用以提供該每一高性能晶片所需之高功率消耗；以及
   一監控單元，設置於該預燒測試基板上，該監控單元分別電連接該複數加熱組件、該複數散熱組件、該複數溫度感測組件以及該複數低電壓高電流轉換模組，用以調變該複數風扇轉向與轉速，並監控該複數低電壓高電流轉換模組之溫度狀態。
2. 如申請專利範圍第1項之預燒測試裝置，其中，該複數風扇係設置於該複數鰭片兩側而形成一第一側向風扇陣列。
3. 如申請專利範圍第2項之預燒測試裝置，其中，該第一側向風扇陣列包括複數個進氣扇及複數個出氣扇，係將高溫積熱引導至該預燒測試基板之兩側。
4. 如申請專利範圍第1項之預燒測試裝置，其更包括複數固設於該預燒測試基板上之一輔助風扇陣列，且該輔助風扇陣列鄰近設置於該複數低電壓高電流轉換模組。
5. 如申請專利範圍第2項之預燒測試裝置，其更包括複數固設於該預燒測試基板上之一第二側向風扇陣列，且該第二側向風扇陣列對應鄰近設置於該第一側向風扇陣列。
6. 如申請專利範圍第1項之預燒測試裝置，其中，該複數風扇係設置於該複數鰭片之上方而形成一上置式風扇陣列，係將該複數散熱組件及該複數低電壓高電流轉換模組之高溫積熱引導至該預燒測試基板之上方。
7. 一種預燒測試設備，包括有：
   一預燒測試基板，設有複數插座單元，用以測試複數高性能晶片；
   複數加熱組件，該每一加熱組件分別設置於該每一插座單元內，用以提供足夠之預燒熱能；
   複數散熱組件，該每一散熱組件分別設置於該每一插座單元上，包括有複數鰭片、複數熱管以及複數風扇，用以將高溫積熱排出；
   複數溫度感測組件，設置於該預燒測試基板上，用以感測即時溫度變化；
   複數低電壓高電流轉換模組，該每一低電壓高電流轉換模組分別設置於預燒測試基板上，用以提供該每一高性能晶片所需之高功率消耗；
   一預燒爐風扇，其透過一橫向抽風通道，將高溫積熱導引至該預燒爐風扇後排出；以及
   一監控單元，設置於該預燒測試基板上，該監控單元分別電連接該複數加熱組件、該複數散熱組件、該複數溫度感測組件、該複數低電壓高電流轉換模組以及預燒爐風扇，用以調變該複數風扇及該預燒爐風扇轉向與轉速，並監控該複數低電壓高電流轉換模組之溫度狀態。
8. 如申請專利範圍第7項之預燒測試設備，其中，該複數風扇係設置於該複數鰭片兩側而形成一第一側向風扇陣列。
9. 如申請專利範圍第8項之預燒測試設備，其中，該第一側向風扇陣列包括複數個進氣扇及複數個出氣扇，係將高溫積熱引導至該預燒測試基板之兩側。
10. 如申請專利範圍第7項之預燒測試設備，其更包括複數固設於該預燒測試基板上之一輔助風扇陣列，且該輔助風扇陣列鄰近設置於該複數低電壓高電流轉換模組。
11. 如申請專利範圍第8項之預燒測試設備，其更包括複數固設於該預燒測試基板上之一第二側向風扇陣列，且該第二側向風扇陣列對應鄰近設置於該第一側向風扇陣列。
12. 如申請專利範圍第7項之預燒測試設備，其中，該複數風扇係設置於該複數鰭片之上方而形成一上置式風扇陣列，係將該複數散熱組件及該複數低電壓高電流轉換模組之高溫積熱引導至該預燒測試基板之上方。
13. 一種預燒測試裝置，包括有：
    一預燒測試基板，設有複數插座單元，用以測試複數高性能晶片；
    複數加熱組件，該每一加熱組件分別設置於該每一插座單元內，用以提供足夠之預燒熱能；
    複數散熱組件，該每一散熱組件分別設置於該每一插座單元上，包括有複數鰭片、複數熱管以及複數風扇，用以將高溫積熱排出；
    複數溫度感測組件，設置於該預燒測試基板上，用以感測即時溫度變化；以及
    複數低電壓高電流轉換模組，該每一低電壓高電流轉換模組分別設置於預燒測試基板上，用以提供該每一高性能晶片所需之高功率消耗。
14. 如申請專利範圍第13項之預燒測試裝置，其中，該複數風扇係設置於該複數鰭片兩側而形成一第一側向風扇陣列。
15. 如申請專利範圍第14項之預燒測試裝置，其中，該第一側向風扇陣列包括複數個進氣扇及複數個出氣扇，係將高溫積熱引導至該預燒測試基板之兩側。
16. 如申請專利範圍第13項之預燒測試裝置，其更包括複數固設於該預燒測試基板上之一輔助風扇陣列，且該輔助風扇陣列鄰近設置於該複數低電壓高電流轉換模組。
17. 如申請專利範圍第14項之預燒測試裝置，其更包括複數固設於該預燒測試基板上之一第二側向風扇陣列，且該第二側向風扇陣列對應鄰近設置於該第一側向風扇陣列。
18. 如申請專利範圍第13項之預燒測試裝置，其中，該複數風扇係設置於該複數鰭片之上方而形成一上置式風扇陣列，係將該複數散熱組件及該複數低電壓高電流轉換模組之高溫積熱引導至該預燒測試基板之上方。
19. 一種預燒測試設備，包括有：
    一預燒測試基板，設有複數插座單元，用以測試複數高性能晶片；
    複數加熱組件，該每一加熱組件分別設置於該每一插座單元內，用以提供足夠之預燒熱能；
    複數散熱組件，該每一散熱組件分別設置於該每一插座單元上，包括有複數鰭片、複數熱管以及複數風扇，用以將高溫積熱排出；
    複數溫度感測組件，設置於該預燒測試基板上，用以感測即時溫度變化；
    複數低電壓高電流轉換模組，該每一低電壓高電流轉換模組分別設置於預燒測試基板上，用以提供該每一高性能晶片所需之高功率消耗；以及
    一預燒爐風扇，其透過一橫向抽風通道，將高溫積熱導引至該預燒爐風扇後排出。
20. 如申請專利範圍第19項之預燒測試設備，其中，該複數風扇係設置於該複數鰭片兩側而形成一第一側向風扇陣列。
21. 如申請專利範圍第20項之預燒測試設備，其中，該第一側向風扇陣列包括複數個進氣扇及複數個出氣扇，係將高溫積熱引導至該預燒測試基板之兩側。
22. 如申請專利範圍第19項之預燒測試設備，其更包括複數固設於該預燒測試基板上之一輔助風扇陣列，且該輔助風扇陣列鄰近設置於該複數低電壓高電流轉換模組。
23. 如申請專利範圍第20項之預燒測試設備，其更包括複數固設於該預燒測試基板上之一第二側向風扇陣列，且該第二側向風扇陣列對應鄰近設置於該第一側向風扇陣列。
24. 如申請專利範圍第19項之預燒測試設備，其中，該複數風扇係設置於該複數鰭片之上方而形成一上置式風扇陣列，係將該複數散熱組件及該複數低電壓高電流轉換模組之高溫積熱引導至該預燒測試基板之上方。