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芯片温控设备的制作方法

专利查询4月前  23

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1.本实用新型的实施方式总体上涉及芯片测试技术领域,具体地,涉及一种芯片温控设备。


背景技术:

2.电子系统的集成化导致了系统的组成由许多分散元件转向由几个主要集成芯片为主组成,集成芯片作为系统重要的组成部分,功能、规模、速度越来越大,随之而来的就是功率越来越大。芯片的散热问题就变得非常的突出。芯片温度控制已经成为电子系统不可或缺的组成部分。传统的芯片温度控制系统,多为采用恒定功率工作,功率消耗较大,效果也不理想。也有采用改进型pid的温度测量反馈控制的方法,但此种方法不可避免的存在较大延迟,在芯片突发大功率工作时,对芯片温度急剧上升的控制能力不足,容易烧毁芯片。
3.大规模集成芯片特别是模数混合芯片,功率较大,功能较多。芯片在处理不同的任务时的发热量有较大差异,而且任务是随机产生的,不具有周期性,不能够用常规的周期性的数学模型来进行分析。有些芯片瞬时的发热量极高,需要散热系统很好的应付突发散热的能力。
4.在芯片量产之前,芯片测试是必不可少的流程,对于芯片在不同温度下工作性能的测试也是不可或缺。越来越多的芯片测试台针对芯片的温控做出研究,用于试验不同温度下芯片的工作性能。
5.专利文献cn208985023u(一种半导体芯片温控装置)中公开了一种半导体芯片温控装置,包括电源模块、温度控制模块、底座和手测盖。底座包括用于固定半导体芯片的凹槽以及可拆卸的导热金属板,导热金属板与凹槽的开口的形状适配,手测盖可盖合底座;手测盖中设置有加热模块和测温模块,加热模块与温度控制模块的一电源输出端电连接,测温模块与温度控制模块的反馈输入端电连接;加热模块和测温模块分别与导热金属板接触。通过温控控制模块根据测温模块反馈的导热金属板的温度控制加热模块与电源模块的连接,可以使半导体芯片的温度保持在特定的温度范围。
6.针对上述专利文献,虽然其设置了测温模块与温度控制模块反馈连接,但是反馈控制不可避免的会存在延时。该装置的温度控制中通过导热金属板加热半导体芯片,对于散热要求较低,当芯片工作功率较大急剧升温时,存在烧毁芯片的可能。
7.专利文献cn111751708a(一种芯片温控测试台及其温控测试方法)提供了一种芯片温控测试台,包括设置在机架上的操作台,所述操作台上设置有密封舱,所述密封舱的一端设置有与密封舱连接的干燥机构和冷却机构,密封舱内设置有测试机构,所述测试机构包括若干个温控测试台,所述温控测试台包括设置在密封舱内的温控装置,所述温控装置上设置有隔热板,所述隔热板上设置有测试载台,所述测试载台上设置有测试区。
8.针对上述专利文献,其密封舱设置与冷却机构相连接,对于芯片的高温保护具有重要作用。然而,该方法中对于芯片温度的控制只通过温控装置的冷却板和加热板,没有对于芯片的温度测量反馈,实际情况中芯片的温度出现波动的可能性较大。现有的温控系统
中,通常会同时调整冷却和加热,需要同时控制冷却和加热设备。控制因素的变多不仅会增加对芯片温度控制的难度,而且在一般情况下,芯片测试主要关注温度升高时对芯片性能的影响,冷却控制在芯片测试中的应用相对较少。


技术实现要素:

9.为了解决现有技术中的上述问题,本实用新型的实施方式提供了一种芯片温控设备,所述设备包括:散热器、升温装置、温度传感器和控制器。所述温度传感器与芯片的外壳相接触,用于感测所述芯片的外壳的温度;所述散热器和所述升温装置与所述芯片的外壳相邻近地设置;所述散热器用于恒定地对所述芯片进行散热;所述控制器与所述温度传感器和所述升温装置可通信地连接,用于根据所述温度传感器感测到的温度来控制所述升温装置的开启状态和/或功率。
10.在一些实施方式中,所述散热器包括风冷装置。
11.在一些实施方式中,所述风冷装置包括固定转速风冷装置。
12.在一些实施方式中,所述升温装置包括加热棒。
13.在一些实施方式中,所述设备还包括弹性接触层,所述弹性接触层设置在所述温度传感器与所述芯片的外壳相接触的表面上。
14.在一些实施方式中,所述设备还包括夹紧装置,所述夹紧装置用于将所述芯片紧贴所述弹性接触层。
15.在一些实施方式中,所述控制器设置在所述升温装置内部。
16.在一些实施方式中,所述控制器设置在所述温度传感器内部。
17.在一些实施方式中,所述控制器与所述温度传感器和所述升温装置相独立地设置。
18.在一些实施方式中,所述散热器和所述升温装置在使用状态下设置在所述芯片的相对两侧。
19.本实用新型的实施方式通过散热器和升温装置对芯片的温度进行联合控制。通过采用散热器恒定地进行降温,采用恒定散热,在芯片温度自然上升以及采用升温装置对芯片进行升温的过程中,降低了芯片瞬间升温可能导致的不良后果,较大程度上会降低芯片升温造成烧毁的可能性。同时,通过恒定散热,避免了同时控制散热和加热带来的温度不精确问题。设计中会装置温度传感器,用于监测芯片的壳温,通过控制器反馈给升温系统,用于及时应对芯片温度变化情况,可以有效降低芯片上的温度波动。
附图说明
20.通过参考附图阅读下文的详细描述,本实用新型实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中,以示例性而非限制性的方式示出了本实用新型的若干实施方式,其中:
21.图1示出了根据本实用新型的实施方式的芯片温控设备的框图;
22.图2示出了根据本实用新型的实施方式的芯片温控设备的原理示意图。
23.在附图中,相同或对应的标号表示相同或对应的部分。
具体实施方式
24.下面将参考若干示例性实施方式来描述本实用新型的原理和精神。应当理解,给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本实用新型,而并非以任何方式限制本实用新型的范围。
25.在一个方面,本实用新型的实施方式提供了一种芯片温控设备。参考图1-2,其中,图1示出了根据本实用新型的实施方式的芯片温控设备的框图,图2示出了根据本实用新型的实施方式的芯片温控设备的原理示意图。
26.如图1所示,该芯片温控设备包括:散热器、升温装置、温度传感器和控制器。
27.温度传感器与芯片的外壳相接触,用于感测芯片的外壳的温度。散热器和升温装置与芯片的外壳相邻近地设置。散热器用于恒定地对芯片进行散热。控制器与温度传感器和升温装置可通信地连接,用于根据温度传感器感测到的温度来控制升温装置的开启状态和/或功率。
28.本实用新型的实施方式通过散热器和升温装置对芯片的温度进行联合控制。通过采用散热器恒定地进行降温,采用恒定散热,在芯片温度自然上升以及采用升温装置对芯片进行升温的过程中,降低了芯片瞬间升温可能导致的不良后果,较大程度上会降低芯片升温造成烧毁的可能性。设计中会装置温度传感器,用于监测芯片的壳温,通过控制器反馈给升温系统,用于及时应对芯片温度变化情况,可以有效降低芯片上的温度波动。
29.作为本实用新型的一个实施方式,散热器可以包括风冷装置,例如风扇。风冷装置可以通过风扇驱动空气强对流对芯片进行热量交换实现冷却降温。
30.作为本实用新型的一个实施方式,风冷装置包括固定转速风冷装置。通过固定风扇的转速,避免了同时控制散热和加热带来的温度不精确问题。
31.作为本实用新型的一个实施方式,升温装置包括加热棒。在该实施方式中,控制器通过调整加热棒的电流功率,从而可以控制加热棒的加热功率,使得芯片的温度达到理想状态。
32.作为本实用新型的一个实施方式,设备还可以包括弹性接触层,弹性接触层设置在温度传感器与芯片的外壳相接触的表面上。在此基础上,设备还可以包括夹紧装置,夹紧装置用于将芯片紧贴弹性接触层。使芯片更加贴紧温度传感器,可以使得到的测试结果会更准确。
33.作为本实用新型的一个实施方式,控制器可以设置在升温装置内部。
34.作为本实用新型的一个实施方式,控制器可以设置在温度传感器内部。
35.作为本实用新型的一个实施方式,控制器可以与温度传感器和升温装置相独立地设置。
36.总而言之,根据实际应用场景,控制器可以集成到其他器件内部或者与其他器件相独立地设置。
37.作为本实用新型的一个实施方式,散热器和升温装置在使用状态下可以设置在芯片的相对两侧。散热器和升温装置设置在芯片的不同方向上便于对芯片的温度进行控制,避免散热器和升温装置之间的直接热交换。
38.本实用新型的实施方式解决了传统测试台中芯片瞬时温度过高可能导致芯片烧毁的问题,解决了同时控制降温和升温可能带来的芯片物温度精确问题,解决了温度单向
控制可能带来的芯片温度波动问题。
39.出于示意的目的,已经给出了本实用新型的实施方式的前述说明,其并非是穷举性的也并非要将本实用新型限制为所公开的确切形式。本领域技术人员可以理解的是,在不偏离本实用新型的范围的情况下可以做出各种变化,并且可以将其中的元件替换为等同物。另外,在不偏离本实用新型的基本范围的情况下,可以进行很多修改以使得特定的情况或材料适应于本实用新型的教导。因此,本实用新型不试图限制于所公开的作为用于实现本实用新型所预期的最佳模式的特定实施方式,本实用新型将包括落入所附的权利要求的范围内的所有实施方式。

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