CN219800032U - 温控热传导装置及环温应力测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用提供一种温控热传导装置及环温应力测试装置，包含导热面和受热面的块状件，装置内又构成自受热面通向导热面的至少一个第一通道和至少一个第二通道，第一、第二通道的其中之一设置有加热组件，另一通道内设置有温度传感器，其中，导热面形成规则或不规则曲面，加热组件延伸至导热面，以及，绝缘导热材料，该绝缘导热材料为柔性件，绝缘导热材料被配置为与导热面靠近设置，以在加热时，配置于待测件与加热组件之间，从而加热时，由原有的风热传导方式改进为接触传导方式；并且，加热组件被引出的线缆能够有效缩小加热范围，实现点加热点排查的技术效果，尤其适用于对单板表面小芯片，以及产品内部空间狭窄的加热需要。

Description

温控热传导装置及环温应力测试装置

技术领域

本实用新型涉及电子产品测试技术领域，具体地说，涉及电子产品元器件故障排查的温控热传导装置及配备有该热传导装置的环温应力测试装置。

背景技术

部分长期放置运行的电子产品，需要在装配或者出厂前做相应的环境应力筛选，以测试产品在不同环境条件的应力能力。例如，特种设备上选用的相当一部分传感器，都需要测试其在高环温下的连续工作能力，以避免其在连续作业状态下出现异常。

对于该测试，惯常采用的设备是一种试验温箱，该温箱能够模拟出温度不同的环境条件，测试是将待测的产品整体置入温箱内部，开启并调整温箱即可测试其在不同温度下的连续作业状况。然而，随着对产品规格轻微化和功能的多样化的不断追求，产品单板电路设计的复杂度也在逐步提升。以往，通过环境应力筛选的方式，仅能得到产品整体的环境应力能力，无法确定产品结构下，具体产生故障的位置或者器件。

一种容易想到的改进，是对产品进行局部温控，以对故障部位和元件进行排查筛选。然而，基于前述的产品轻量化和多功能化的要求，现有技术存在如下两方面的改进困难：

1)理想状态下，期望对产品的各部分进行局部温控，以排查故障产生的位置或元件，但轻微化规格结构的限制，使得局部排查这种方式的范围难以被进一步缩小，并且，基于现有的试验温箱也难以实现局部温控，尤其是在单板电路中，对于单板上局部芯片的加热，对加热设备风热传导控制有着极高的要求；

2)理论上可以将产品各组成元件拆分，并采用例如热吹风枪或者红外加热仪等设备进行单独测试，但如前相同的原因，采用热温枪等设备仍无法实现风热传导位置的准度，且设备加热端体积大，操作难度大。

因此，应当提供一种新的温控测试设备，以解决现有测试环境下难以实现局部温控的技术问题，以提高产品环境应力筛选的效率。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种能够实现复杂单板局部加热的温控热传导装置以及配置该温控热传导装置的环温应力测试装置。

为解决以上技术问题，本实用新型的一个方面采取了一种温控热传导装置，所述装置为包含至少一个导热面和至少一个受热面的块状件，所述装置内又构成自所述受热面通向所述导热面的至少一个第一通道和至少一个第二通道，所述第一、第二通道的其中之一设置有加热组件，另一通道内设置有温度传感器，其中，所述导热面形成规则或不规则曲面，所述加热组件延伸至所述导热面，以及，绝缘导热材料，该绝缘导热材料为柔性件，所述绝缘导热材料被配置为与所述导热面靠近设置，以在加热时，配置于待测件与所述加热组件之间。

作为本方案的一种优选的，所述加热组件为：插拔式加热器的线缆被引出后插至所述第二通道内。以及，所述第一通道和第二通道内填充有柔性导热材料。

作为本方案的进一步优选的，其中，所述第二通道内包括至少两路温度传感器，两所述温度传感器被配置为分别感应所述温控热传导装置的内部温度和所述待测件表面的温度。

本实用新型的另一方面是提供一种环温应力测试装置，所述装置配置有钱所述的温控热传导装置，其特征在于，所述装置包括：由处理器控制的至少两路加热控制电路，每一温度加热电路被配置为：通过脉冲宽度调制实现不同功率区间加热控制，且脉冲宽度调制信号通过光耦隔离；由处理器控制的至少两路温度采集电路，每一温度采集电路与所述温控热传导装置上的温度传感器适配；以及，由处理器控制的电源转换电路、状态信息显示电路和温度控制输入电路。

作为本实用新型该方面的一种优选地，每一所述温度采集电路采用一块MAX6675作为温度转换器。

由于以上技术方案的采用，本实用新型相较于现有技术具有如下的有益技术效果：

1、为解决现有技术下单板的局部加热问题，将现有的风热传导方式改进为：制备特定的热传导装置，配置一条设置有加热组件的通道，并采用导热材料填充，将加热组件延伸至通道另一端，再采用柔性绝缘导热材料将待测件与热传导装置隔离，从而加热时，由原有的风热传导方式改进为接触传导方式；并且，加热组件被引出的线缆能够有效缩小加热范围，实现点加热点排查的技术效果，尤其适用于对单板表面小芯片，以及产品内部空间狭窄的加热需要；

2、以所述的热传导装置配置环温应力测试装置，采用两条加热控制电路实现不同功率区间的加热，实现不同功率加热应对不同加热条件和情况；加热电路采用脉冲宽度调制信号控制，该方式有利于温度的稳定和精准控制，又通过两路温度传感器，分别监控热传导装置的管道内部温度和待测件的表面温度，以调整脉冲宽度调制占空比。

附图说明

图1为示意图，示意性地示出了本实用新型的一个较佳实施例中温控热传导装置的主视结构；

图2为框架图，示意性地示出了本实用新型的另一较佳实施例中提供的环温应力测试装置的框架结构；

图3为示意图，示意性地示出了本实用新型的该一较佳实施例中环温应力测试装置的整体结构；

图4为示意图，示出了该较佳实施例中加热控制部分的等效电路；

图5为示意图，示出了该较佳实施例中温度采集部分的等效电路。

具体实施方式

下面将参考附图来描述本实用新型所述的一种温控热传导装置及环温应力测试装置的实施例。本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。此外，在本说明书中，附图未按比例画出，并且相同的附图标记表示相同的部分。

需要说明的是，本实用新型实施例中所使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”、“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对实用新型实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

现有技术下的单板电路设计复杂度越来越高，对于产品中包含的复杂单板的环温应力测试也越来越复杂。一方面，对于现有的风热传导的方式实现的局部温控，无法适用于单板上例如芯片的局部温控，且风热传导所采用的吹风机和红外仪等设备温度控制不精准，且设备体积大，操作不便；另一方面，对于单板上原件的故障排查，显然无法将单板上的器件拆除后进行单独加热，且单板环境下对温控的精准度有着极高的要求，这才导致了现有技术对于单板局部环温应力的测试存在诸多技术壁垒。

本实用新型解决上述技术问题的思路，是从关系温度提升的精准度的两个因素出发：

1)加热面积。风热加热传导的方式之所以难以精准控制，是在于难以确定风热的具***置，继而，由于受热位置的无法确定也就无法判断出板面电路的具体故障位置或者区间；

2)温升控制。风热加热传导的升温区间依赖于加热设备的选取，温控策略灵活度较低，且具体温度控制准度较差，影响环温影响精度。

本方案结合上述两点因素，分别提出了一种新的环温测试中使用的热传导装置，以及改进后的环温测试装置。参看图1，图1为示意图，示意性地示出了本实用新型的一个较佳实施例中温控热传导装置的主视结构。在本实用新型的不同较佳实施例中，但显然，对于所述温控热传导装置100的外廓形状，可以根据具体测试需求和测试产品进行选择，例如圆柱状、方柱状等，但在该实施例中，温控热传导装置被配置为一立方体块状件。

块状件上存在相对的两个侧面，分别定义为导热面101和受热面102。导热面101是用于与待测件相抵接触的传热面，解决现有技术存在的导热问题，需要兼顾受热面积和温度控制，受热面积大则不利于缩小受热面积，影响导热和筛查精准度，温度控制不灵活，而受热面积小，又不利于导热率，热量无法快速准确传递到加热位置。参看图1，在该较佳实施例中，第一步改进，是将导热面101被配置为波浪形曲面，应当理解，曲面能够有效地增加导热面积，因此，对于导热面101表面规格和形状的配置，可以是任意的规则或者不规则曲面、凹凸面等。但曲面的设置无法与待测件的表面做到完全贴合，因此本方案又增加了绝缘导热材料，设置在待测件和导热面101之间。绝缘导热材料选用的是柔性件，这样该材料与导热面101贴合的一面能够与导热曲面完全吻合充分接触，而与待测件接触的一面又可以根据待测件待测部位的规格进行吻合接触。

在该较佳实施例中，温控热传导装置的块状本体材质，选取的是紫铜，而对于绝缘导热材料，选用GP500S35，该材料能够对金属件与待测件之间进行有效的绝缘隔离，并同时防止电路排查带点工作时短路。当然，在进一步的改进中，为了配合导热面101的曲面设计，也可以根据待测件的加热部位和加热需求，对柔性的绝缘导热材料进行裁剪，以进一步提升局部升温效果。

说完了导热面，再说受热面。受热面102上形成两个不同规格的通道，继续参看图1，在该较佳实施例中，定义受热面102上的两个通道分别为第一通道103和第二通道104，第一和第二通道被配置为，两条于装置内部，自受热面102向导热面101延伸的通道。其中，第一通道103可以被配置为于导热装置内延伸至通至靠近导热面101的位置，或者，也可以被配置为自受热面102自导热面101的贯通通道。第一通道103用于配置加热组件，如前所述，现有的风热吹风机无法控制其风热传递的具***置，则在本方案的较佳实施例中，将插拔式连接的加热器使用线缆引出，再讲线缆从第一通道103内伸入，并伸至靠近导热面101的加热位置。加热器开启后，可以通过调整线缆以改变导热面的受力点。

至此，就说明了本方案关于加热面积的改进手段，下面再介绍关于温控的部分。实现温升的精准控制，首先需要对加热温度和传热温度进行监控。继续参看图1，第二通道104即是用于设置温度传感器的通道，第二通道104被配置为自受热面102自导热面101的贯通通道，两温度传感器从该通道内置入，其中一个温度传感器用于感应热传导装置内温度，而另一温度传感器用于感应待测件表面温度，传感器置入后，采用柔性导热材料对第二通道104内的剩余空间进行填充。在具备了两路温度传感器和一路加热设备后，我们就实现了导热部分的配置。

而本实用新型的另一方面则是需要进一步配置如何根据两路传感器的数据，控制加热器的加热温度。参看图2，图2为框架图，示意性地示出了本实用新型的另一较佳实施例中提供的环温应力测试装置的框架结构，图3为示意图，示意性地示出了本实用新型的该一较佳实施例中环温应力测试装置的整体结构。本实用新型该部分是提供一种环温应力测试所用到的，具备前述的导热装置的测试设备。该设备是由处理器控制的两路加热控制电路，每一温度加热电路被配置为：通过脉冲宽度调制实现不同功率区间加热控制，且脉冲宽度调制信号通过光耦隔离；由处理器控制的两路温度采集电路，每一温度采集电路与温控热传导装置上的一个温度传感器适配；以及，由处理器控制的电源转换电路、状态信息显示电路和温度控制输入电路。

为了应对不同的加热情形，配置了两路加热控制电路。图4为示意图，示出了该较佳实施例中加热控制部分的等效电路图。实际测试时，对于小面积的加热往往需要较低功率的加热策略，而对于散热较快的单板件的加热需求中，又需要加热功率较高的加热策略，因此两路加热控制电路被分别配置为5V低功率加热和12V高功率加热。采用脉冲宽度调解方式(PWM)，基于GH302-13和控制信号制备加热控制通断，调解占空比加热有利于温度的精确控制。容易想到的是，配置发光二极管，用于标识或者显示电路的当前加热状态。

为了与导热装置中的两个温度传感器对应，在设备端也相应配置了两路温度采集电路。图5为示意图，示出了该较佳实施例中温度采集部分的等效电路，采用两片MAX6675作为温度AD转换器，具有温度冷端补偿功能，最小温度变化区间为0.25摄氏度。

回看图3，在设备端，装置基板200上包括了直流加热器201、两个温度传感器202，以及用于显示或者控制的窗口203。通过线缆引出的方式，将直接加热器201的线缆引至第一通道103内，同时，两温度传感器的线缆置入第二通道104后采用柔性导热材料进行填充。导热装置100的导热面101与绝缘导热材料105贴合后，与待测件的表面接触。温度传感器202的相关数据会在窗口203显示，再设置目标温度、传感器工作状态，PWM占空比值等数据，检查AD转换器自检结果和当前环境温度，最后，输入目标温度启动加热。处理器根据数据控制待测件温度稳定，模拟出测试环境。

由于以上技术方案的采用，本实用新型相较于现有技术具有如下的有益技术效果：

1、为解决现有技术下单板的局部加热问题，将现有的风热传导方式改进为：制备特定的热传导装置，配置一条设置有加热组件的通道，并采用导热材料填充，将加热组件延伸至通道另一端，再采用柔性绝缘导热材料将待测件与热传导装置隔离，从而加热时，由原有的风热传导方式改进为接触传导方式；并且，加热组件被引出的线缆能够有效缩小加热范围，实现点加热点排查的技术效果，尤其适用于对单板表面小芯片，以及产品内部空间狭窄的加热需要；

2、以所述的热传导装置配置环温应力测试装置，采用两条加热控制电路实现不同功率区间的加热，实现不同功率加热应对不同加热条件和情况；加热电路采用脉冲宽度调制信号控制，该方式有利于温度的稳定和精准控制，又通过两路温度传感器，分别监控热传导装置的管道内部温度和待测件的表面温度，以调整脉冲宽度调制占空比。

以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种温控热传导装置，其特征在于，所述装置为包含至少一个导热面和至少一个受热面的块状件，所述装置内又构成自所述受热面通向所述导热面的至少一个第一通道和至少一个第二通道，所述第一、第二通道的其中之一设置有加热组件，另一通道内设置有温度传感器，其中，

所述导热面形成规则或不规则曲面，所述加热组件延伸至所述导热面，以及，

绝缘导热材料，该绝缘导热材料为柔性件，所述绝缘导热材料被配置为与所述导热面靠近设置，以在加热时，配置于待测件与所述加热组件之间。

2.根据权利要求1所述的温控热传导装置，其特征在于，所述加热组件为：插拔式加热器的线缆被引出后插至所述第二通道内，以及，

所述第一通道和第二通道内填充有柔性导热材料。

3.根据权利要求2所述的温控热传导装置，其中，所述第二通道内包括至少两路温度传感器，两所述温度传感器被配置为分别感应所述温控热传导装置的内部温度和所述待测件表面的温度。

4.一种环温应力测试装置，所述装置配置有如权利要求1至3任一项所述的温控热传导装置，其特征在于，所述装置包括：

由处理器控制的至少两路加热控制电路，每一温度加热电路被配置为：通过脉冲宽度调制实现不同功率区间加热控制，且脉冲宽度调制信号通过光耦隔离；

由处理器控制的至少两路温度采集电路，每一温度采集电路与所述温控热传导装置上的温度传感器适配；

以及，由处理器控制的电源转换电路、状态信息显示电路和温度控制输入电路。

5.如权利要求4所述的环温应力测试装置，其特征在于，每一所述温度采集电路采用一块MAX6675作为温度转换器。