CN116301258A - 一种芯片测试用控温及散热*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种芯片测试用控温及散热***,所述芯片测试用控温及散热***包括介质层、半导体制冷片和散热件;介质层包括第一介质层和第二介质层;半导体制冷片一端通过第一介质层连接测试板,半导体制冷片另一端通过第二介质层连接散热件;测试板上连接有若干个控制板,相邻两控制板之间设有一个散热件,散热件一端连接第二介质层,散热件另一端设有导流板,导流板的两端分别抵接于两个控制板并形成风冷间隙,散热件上设有通风孔,风冷间隙通过通风孔连通;散热件包括水冷结构。所述芯片测试用控温及散热***采用水冷+风冷的组合式控温及散热***,提高了散热效率,满足单位体积内高功耗的散热需求,保证达到芯片所要求的温度范围。
Description
技术领域
本发明属于控温及散热技术领域,具体涉及一种芯片测试用控温及散热***。
背景技术
在一台内存芯片测试设备中,产品测试过程中对被测产品的控温直接影响到测试的效率及结果。对提供支持的测试主板及***硬件的控温是***整机运行的保障,也是关乎测试仪性能优劣的一个重要因素。
在目前通用的DDR4芯片测试仪中,整机***散热功耗集中在CPU上,一般配置标准CPU的风冷或水冷***就可以满足***的控温及散热需求。
现业界DDR5内存的运行速率及频率的性能高于DDR4内存很多,***运行速度更快,计算量更多,硬件的散热功耗也成倍增加,对散热的挑战就越大,且DDR5内存在结构上与DDR4有所不同,将用于DDR4内存的控温及散热***用于DDR5内存的测试,控温效果不能达到设计要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种芯片测试用控温及散热***,用以解决现有技术中存在的上述问题。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种芯片测试用控温及散热***,用于测试板,包括介质层、半导体制冷片和散热件;
介质层能够传导热量,且介质层包括第一介质层和第二介质层;
半导体制冷片一端通过第一介质层连接测试板,半导体制冷片另一端通过第二介质层连接散热件;
测试板上连接有若干个控制板,控制板与散热件同侧设置,且相邻两控制板之间设有一个散热件,散热件一端连接第二介质层,散热件另一端设有导流板,导流板的两端分别抵接于两个控制板并形成风冷间隙,散热件上设有通风孔,风冷间隙的近介质层端通过通风孔连通,以形成冷气内循环;
散热件包括用于半导体制冷片散热的水冷结构。
在一种可能的设计中,散热件包括散热板、导热铜柱、进水口、出水口和冲击流道,其中,散热板一端为设有所述导热铜柱的高温端,导热铜柱设有若干个并间隔连接散热板,相邻导热铜柱之间形成散热间隙;散热板另一端为设有所述进水口和出水口的低温端,且进水口和出水口相对设置,冲击流道设置在散热板上并邻近导热铜柱;
进水口一端设有进水接头,进水口另一端通过进水孔连通冲击流道,出水口一端设有出水接头,出水口另一端通过出水孔连通冲击流道,进水接头、进水口、进水孔、冲击流道、出水孔、出水口和出水接头组成所述水冷结构。
在一种可能的设计中,冲击流道内设有若干个等间距设置的隔板,相邻隔板之间形成子流道。
在一种可能的设计中,进水接头和出水接头均位于散热板外并延伸至风冷间隙内,且进水接头和出水接头相对设置,进水接头和出水接头之间设有用于加快冷气内循环流速的风机;
进水接头和出水接头的侧面设有水冷板,水冷板上设有延伸至水冷结构中的散热翅片,风机固定在水冷板上。
在一种可能的设计中,散热件还包括外部水冷器,进水接头和出水接头分别连通外部水冷器,以使水冷结构形成循环水冷结构。
在一种可能的设计中,散热板上铺设有若干个导热管,导热管自散热板的高温端延伸至散热板的低温端。
在一种可能的设计中,所述通风孔设置散热板上并位于冲击流道的下方,相应地,通风孔的两侧分别设有所述进水孔和出水孔。
在一种可能的设计中,导流板包括直板和弧板,直板的两端分别连接有一个所述的弧板,弧板能够导引冷气流动方向。
在一种可能的设计中,介质层选用导热硅胶片、导热硅胶、相变导热片、导热云母片或导热陶瓷片。
在一种可能的设计中,测试板上设有多个ASIC芯片,半导体制冷片设有若干个并与ASIC芯片一一对应设置;控制板至少一侧设有副散热板,且副散热板朝向邻近的散热件。
有益效果:
所述芯片测试用控温及散热***采用水冷+风冷的组合式控温及散热***,提高了散热效率,满足单位体积内高功耗的散热需求,保证达到芯片所要求的温度范围。风冷部分结合所述芯片测试用控温及散热***的结构形成冷气内循环,进而对控制板进行均匀散热,避免控制板出现过热现象;水冷部分兼顾了测试板与控制板的散热需求,即水冷结构直接用于测试片的散热,水冷结构与冷气接触并降低冷气温度,达到间接降低控制板温度的作用。
同时,半导体制冷片设有多个并与测试板上的芯片一一对应连接,以达到一对一控温的效果,对每颗芯片进行更精准的独立控温,保证各芯片之间的温度均匀度。另外应用半导体制冷片两面的温差可以使芯片表面达到一个很低的温度。
此外,针对于DDR5内存的结构与DDR4内存并不相同,故所述芯片测试用控温及散热***在结构上也进行了适应性改进,以更好贴合DDR5内存,保证散热稳定、均匀且彻底,大大提高了散热效果。
附图说明
图1为一种芯片测试用控温及散热***的结构示意图。
图2为测试板与所述芯片测试用控温及散热***的装配示意图。
图3为散热件的剖视结构示意图。
图4为散热板正面的结构示意图。
图5为图4的剖视结构示意图。
图6为散热板背面的结构示意图。
图7为控制板的结构示意图。
图中:
100、介质层;101、第一介质层;102、第二介质层;200、半导体制冷片;300、散热件;301、散热板;302、导热铜柱;303、进水口;304、出水口;305、冲击流道;306、散热间隙;307、进水接头;308、进水孔;309、出水接头;310、出水孔;311、隔板;312、导热管;313、通风孔;400、测试板;401、ASIC芯片;500、控制板;501、副散热板;600、导流板;601、直板;602、弧板;701、风冷间隙;702、冷气内循环;703、风机;704、水冷板。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本发明作简单地介绍,显而易见地,下面关于附图结构的描述仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。在此需要说明的是,对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明,但并不构成对本发明的限定。
实施例:
针对于现有的控温及散热***用于DDR5内存测试时效果不佳的现状,本发明在此提供一种芯片测试用控温及散热***,所述芯片测试用控温及散热***采用水冷+风冷的组合式控温及散热***,提高了散热效率,满足单位体积内高功耗的散热需求,保证达到芯片所要求的温度范围。风冷部分结合所述芯片测试用控温及散热***的结构形成冷气内循环702,进而对控制板500进行均匀散热,避免控制板500出现过热现象;水冷部分兼顾了测试板400与控制板500的散热需求,即水冷结构直接用于测试片的散热,水冷结构与冷气接触并降低冷气温度,达到间接降低控制板500温度的作用。
同时,半导体制冷片200设有多个并与测试板400上的芯片一一对应连接,以达到一对一控温的效果,对每颗芯片进行更精准的独立控温,保证各芯片之间的温度均匀度。另外应用半导体制冷片200两面的温差可以使芯片表面达到一个很低的温度。
此外,针对于DDR5内存的结构与DDR4内存并不相同,故所述芯片测试用控温及散热***在结构上也进行了适应性改进,以更好贴合DDR5内存,保证散热稳定、均匀且彻底,大大提高了散热效果。
如图1-图7所示,一种芯片测试用控温及散热***,用于测试板400,包括介质层100、半导体制冷片200和散热件300;
介质层100能够传导热量,且介质层100包括第一介质层101和第二介质层102;
半导体制冷片200一端通过第一介质层101连接测试板400,半导体制冷片200另一端通过第二介质层102连接散热件300;
测试板400上连接有若干个控制板500,控制板500与散热件300同侧设置,且相邻两控制板500之间设有一个散热件300,散热件300一端连接第二介质层102,散热件300另一端设有导流板600,导流板600的两端分别抵接于两个控制板500并形成风冷间隙701,散热件300上设有通风孔313,风冷间隙701的近介质层100端通过通风孔313连通,以形成冷气内循环702;
散热件300包括用于半导体制冷片200散热的水冷结构。
其中,测试板400上密集排布有ASIC((Application Specific IntegratedCircuit,专用集成电路)芯片,ASIC芯片401一对一的对需测试的DUT(Device Under Test,被测设备)进行控制。每颗ASIC芯片401在运行过程中都会产生一定功耗并发热,ASIC芯片401需要处于一定温度范围内才能保证其正常运行,过热会使ASIC芯片401损坏甚至整个测试***损坏。测试板400上连有控制板500,控制板500用于为测试板400供电,同时控制板500上也排布有CPU(Central Processing Unit,中央处理器)及其他会发热的元器件,这部分器件也需要进行稳定且均匀的散热,以保证整个测试***正常运行。
基于此,选用半导体制冷片200用于ASIC芯片401的散热,半导体制冷片200的一面为热面,另一面为冷面,在理想情况下,热面与冷面之间会产生一个恒定且比较大的温度差,控制好热面温度就可以使冷面保持在一定的低温,甚至是零度以下,进而通过冷面实现持续制冷。
具体来说,半导体制冷片200的冷面通过第一介质层101紧贴ASIC芯片401以对ASIC芯片401制冷,以通过半导体制冷片200使ASIC芯片401保持在所需的温度范围内。半导体制冷片200的热面通过第二介质层102连接水冷结构,水冷结构对半导体制冷片200的热面进行降温,以控制半导体制冷片200热面的散热,使得半导体制冷片200冷热两面稳定保持在设计的温度范围内,以稳定、持续且高效进行散热。
水冷结构内冷却水按照一定方向流动,水冷结构的进水端与出水端将会出现一定温度差,利用该温度差作为动力驱动所述芯片测试用控温及散热***内冷气进行流动;同时利用导流板600实现与外界的隔断以及对冷气进行导向,配合通风孔313使得风冷间隙701连通,流动的冷气在所述芯片测试用控温及散热***内形成循环,控制板500上所产生的热量通过冷气传导至水冷结构,以达到散热作用,且冷气循环后控制板500散热更均匀,避免控制板500出现局部高温。
在本实施例中,散热件300包括散热板301、导热铜柱302、进水口303、出水口304和冲击流道305,其中,散热板301一端为设有所述导热铜柱302的高温端,导热铜柱302设有若干个并间隔连接散热板301,相邻导热铜柱302之间形成散热间隙306;散热板301另一端为设有所述进水口303和出水口304的低温端,且进水口303和出水口304相对设置,冲击流道305设置在散热板301上并邻近导热铜柱302;
进水口303一端设有进水接头307,进水口303另一端通过进水孔308连通冲击流道305,出水口304一端设有出水接头,出水口304另一端通过出水孔310连通冲击流道305,进水接头307、进水口303、进水孔308、冲击流道305、出水孔310、出水口304和出水接头309组成所述水冷结构。
基于上述设计方案,对于水冷部分,导热铜柱302直接与第二介质层102接触,同时来自半导体制冷片200热面的热量经导热铜柱302传递至散热板301,散热板301上设有所述水冷结构,水冷结构内设有循环的冷却水,通过冷却水的流动带动热量,以控制半导体制冷片200热面的温度。优选地,散热过程中需要散热板301导热,故散热板301选用任意合适的导热材料制成。
导热铜柱302、半导体制冷片200和ASIC芯片401分别设有多个并且一一对应设置,散热间隙306也即相邻ASIC芯片401之间的间隙,一方面避免ASIC芯片401相距过近导致的热量集中,另一方面也便于实现一一精确控温,使得ASIC芯片401散热效果更准确。
如图3所示,进水口303与出水口304同侧设置且分别位于散热板301的两侧,以扩大二者的间距,进而增加冲击流道305的长度,冲击流道305为水冷结构中的主换热场所,其长度的增加能够有效增加换热面积,进而提高散热的效率。进水接头307和出水接头309用于连接外部设备,包括但不限于管道和外部水冷器,其中,通过外部水冷器降低冷却水的温度,以达到冷却水循环使用的目的。
在一种可能的实现方式中,冲击流道305内设有若干个等间距设置的隔板311,相邻隔板311之间形成子流道。基于上述设计方案,通过隔板311将冲击流道305划分为若干个子流道,大幅增加了冷却水与冲击流道305之间的接触面积,有效提高了散热的效率和效果。优选地,隔板311也选用任意合适的导热材料制成,提高导热效率,进一步提高热交换的效率。
在一种可能的实现方式中,进水接头307和出水接头309均位于散热板301外并延伸至风冷间隙701内,且进水接头307和出水接头309相对设置,进水接头307和出水接头309之间设有用于加快冷气内循环702流速的风机703。基于此上述设计方案,利用风机703加快冷气循环的速度,加快冷气带走控制板500热量的速度,提高了风冷的效果。
如图3所示,进水接头307和出水接头309的侧面设有水冷板704,水冷板704上设有延伸至水冷结构中的散热翅片,风机703固定在水冷板704上。基于此,利用散热翅片实现水冷结构与冷气循环之间的连接,冷气循环时控制板500散发的热量被冷气带走,受热后的冷气通过散热翅片实现降温,以保证冷气处于降低温度。
在一种可能的实现方式中,散热件300还包括外部水冷器,进水接头307和出水接头309分别连通外部水冷器,以使水冷结构形成循环水冷结构。其中,外部水冷器的作用已经结合水冷结构进行了说明在,在此不再赘述。容易理解的,外部水冷器可以选用任意合适的市售设备。
在一种可能的实现方式中,散热板301上铺设有若干个导热管312,导热管312自散热板301的高温端延伸至散热板301的低温端。基于上述设计方案,利用导热管312进行热量传递,使得ASIC芯片401的热量快速且均匀的传递至冲击流道305,提高热交换的效率。同时,导热管312也延伸至散热板301的低温端并与冷气接触,也可以通过冷气实现降温。
散热板301位于冲击流道305上方的部分用于ASIC芯片401热量的传导,在经过冲击流道305降温前该部分的温度较高,通风孔313设置在该部分的话,冷气的散热效果不佳,故如图3和图4所示,所述通风孔313设置散热板301上并位于冲击流道305的下方,相应地,通风孔313的两侧分别设有所述进水孔308和出水孔310。其中,在均匀设置的基础上,通风孔313的数量可以根据实际散热效果进行适应性增减,包括但不限于四个、五个或六个。
在本实施例中,导流板600包括直板601和弧板602,直板601的两端分别连接有一个所述的弧板602,弧板602能够导引冷气流动方向。基于上述设计方案,利用弧板602的弧度对冷气的流动进行导引,以便于形成冷气内循环702,使控制板500散热均匀。
在本实施例中,介质层100选用导热硅胶片、导热硅胶、相变导热片、导热云母片或导热陶瓷片。基于上述设计方案,介质层100可以根据实际使用条件选用任意合适的导热材料制成,包括但不限于上述举例。容易理解的,第一介质层101和第二介质层102选用同种材料制成,以降低使用成本。
在本实施例中,测试板400上设有多个ASIC芯片401,半导体制冷片200设有若干个并与ASIC芯片401一一对应设置。基于上述设计方案,半导体制冷片200设有多个并与测试板400上的芯片一一对应连接,以达到一对一控温的效果,对每颗芯片进行更精准的独立控温,保证各芯片之间的温度均匀度。
如图1所示,控制板500至少一侧设有副散热板501,且副散热板501朝向邻近的散热件300。基于上述设计方案,副散热板501起到两个作用,其一是用于固定控制板500上的各个元器件,防止出现元器件松动和脱落;其二是用于传导控制板500上各个元器件散发的热量,使该部分热量均匀导出,避免出现局部高温现象。同时,副散热板501朝向邻近的散热件300,即副散热板501与冷气内循环702接触,热量被冷气直接带走,散热更快更迅速。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种芯片测试用控温及散热***,用于测试板(400),其特征在于,包括介质层(100)、半导体制冷片(200)和散热件(300);
介质层(100)能够传导热量,且介质层(100)包括第一介质层(101)和第二介质层(102);
半导体制冷片(200)一端通过第一介质层(101)连接测试板(400),半导体制冷片(200)另一端通过第二介质层(102)连接散热件(300);
测试板(400)上连接有若干个控制板(500),控制板(500)与散热件(300)同侧设置,且相邻两控制板(500)之间设有一个散热件(300),散热件(300)一端连接第二介质层(102),散热件(300)另一端设有导流板(600),导流板(600)的两端分别抵接于两个控制板(500)并形成风冷间隙(701),散热件(300)上设有通风孔(313),风冷间隙(701)的近介质层(100)端通过通风孔(313)连通,以形成冷气内循环(702);
散热件(300)包括用于半导体制冷片(200)散热的水冷结构。
2.根据权利要求1所述的芯片测试用控温及散热***,其特征在于,散热件(300)包括散热板(301)、导热铜柱(302)、进水口(303)、出水口(304)和冲击流道(305),其中,散热板(301)一端为设有所述导热铜柱(302)的高温端,导热铜柱(302)设有若干个并间隔连接散热板(301),相邻导热铜柱(302)之间形成散热间隙(306);散热板(301)另一端为设有所述进水口(303)和出水口(304)的低温端,且进水口(303)和出水口(304)相对设置,冲击流道(305)设置在散热板(301)上并邻近导热铜柱(302);
进水口(303)一端设有进水接头(307),进水口(303)另一端通过进水孔(308)连通冲击流道(305),出水口(304)一端设有出水接头(309),出水口(304)另一端通过出水孔(310)连通冲击流道(305),进水接头(307)、进水口(303)、进水孔(308)、冲击流道(305)、出水孔(310)、出水口(304)和出水接头(309)组成所述水冷结构。
3.根据权利要求2所述的芯片测试用控温及散热***,其特征在于,冲击流道(305)内设有若干个等间距设置的隔板(311),相邻隔板(311)之间形成子流道。
4.根据权利要求2所述的芯片测试用控温及散热***,其特征在于,进水接头(307)和出水接头(309)均位于散热板(301)外并延伸至风冷间隙(701)内,且进水接头(307)和出水接头(309)相对设置,进水接头(307)和出水接头(309)之间设有用于加快冷气内循环(702)流速的风机(703);
进水接头(307)和出水接头(309)的侧面设有水冷板(704),水冷板(704)上设有延伸至水冷结构中的散热翅片,风机(703)固定在水冷板(704)上。
5.根据权利要求2或4所述的芯片测试用控温及散热***,其特征在于,散热件(300)还包括外部水冷器,进水接头(307)和出水接头(309)分别连通外部水冷器,以使水冷结构形成循环水冷结构。
6.根据权利要求2所述的芯片测试用控温及散热***,其特征在于,散热板(301)上铺设有若干个导热管(312),导热管(312)自散热板(301)的高温端延伸至散热板(301)的低温端。
7.根据权利要求2所述的芯片测试用控温及散热***,其特征在于,所述通风孔(313)设置散热板(301)上并位于冲击流道(305)的下方,相应地,通风孔(313)的两侧分别设有所述进水孔(308)和出水孔(310)。
8.根据权利要求1所述的芯片测试用控温及散热***,其特征在于,导流板(600)包括直板(601)和弧板(602),直板(601)的两端分别连接有一个所述的弧板(602),弧板(602)能够导引冷气流动方向。
9.根据权利要求1所述的芯片测试用控温及散热***,其特征在于,介质层(100)选用导热硅胶片、导热硅胶、相变导热片、导热云母片或导热陶瓷片。
10.根据权利要求1所述的芯片测试用控温及散热***,其特征在于,测试板(400)上设有多个ASIC芯片(401),半导体制冷片(200)设有若干个并与ASIC芯片(401)一一对应设置;控制板(500)至少一侧设有副散热板(501),且副散热板(501)朝向邻近的散热件(300)。
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CN202310201750.4A CN116301258A (zh) | 2023-02-22 | 2023-02-22 | 一种芯片测试用控温及散热*** |
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CN202310201750.4A CN116301258A (zh) | 2023-02-22 | 2023-02-22 | 一种芯片测试用控温及散热*** |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN117331409A (zh) * | 2023-10-16 | 2024-01-02 | 深圳市昂迅科技有限公司 | 一种基于高频处理器的多串口计算机主板 |
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2023
- 2023-02-22 CN CN202310201750.4A patent/CN116301258A/zh active Pending
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