CN218884750U - 冷却机构及芯片测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种冷却机构及芯片测试装置，涉及制冷设备技术领域。该冷却机构包括冷却壳体；冷却壳体设有进液流道、出液流道和导流结构，进液流道和出液流道均绕冷却壳体的中心轴线沿同一方向旋转，且均与冷却壳体的中心区域连通；导流结构位于进液流道的末端，配置为引导流体向中心区域流动。本实用新型提高的冷却机构解决了现有技术中存在的冷却模组流道中心流速低，换热性能差的技术问题。

Description

冷却机构及芯片测试装置

技术领域

本实用新型涉及制冷设备技术领域，尤其是涉及一种冷却机构及芯片测试装置。

背景技术

制冷系统是一种集成电路制造中用于制冷的系统，其广泛应用于半导体行业测试分选过程中温控环节。一台制冷机主要包括压缩机、节流装置、冷凝器和蒸发器四大部件，构成制冷或制热循环以达到测试分选过程中高低温的需求，现主要应用于压头压接测试、预温盘以及插座吹气等环节。其中换热装置主要表现为流道工艺，将冷媒及冷冻油通入流道，通过流道换热性能实现三温需求。

现有流道工艺采用阿基米德双螺旋通道，进液流道和出液流道同向，中心区域设有加强柱。该流道工艺中流体自进液流道流出后大部分直接流入出液流道，未在中心区域内流动，所以流道中心区域是低速区，中心区域内的积油多，弱化了中心高效换热的性能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种冷却机构及芯片测试装置，以缓解现有技术中存在的流道中心流速低，换热性能差的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案在于：

第一方面，本实用新型提供的冷却机构包括冷却壳体；

所述冷却壳体设有进液流道、出液流道和导流结构，所述进液流道和所述出液流道均绕所述冷却壳体的中心轴线沿同一方向旋转，且均与所述冷却壳体的中心区域连通；

所述导流结构位于所述进液流道的末端，配置为引导流体向所述中心区域流动。

更进一步地，所述导流结构包括第一导流孔和/或导流板；

所述第一导流孔设于所述进液流道靠近所述中心区域的侧壁上，以将所述进液流道与所述中心区域连通；

所述导流板的一端伸入所述进液流道的末端。

更进一步地，所述导流结构包括第一导流孔时，所述第一导流孔设置有多个，多个所述第一导流孔沿所述进液流道的延伸方向间隔设置。

更进一步地，多个所述第一导流孔中至少两个所述第一导流孔的宽度不同。

更进一步地，所述导流板包括第一导流板，所述第一导流板由所述进液流道末端向所述中心区域弯曲。

更进一步地，所述第一导流板设有第二导流孔，所述第二导流孔沿所述第一导流板的厚度方向贯穿所述第一导流板。

更进一步地，所述第二导流孔设置有多个，多个所述第二导流孔沿所述第一导流板的延伸方向间隔设置。

更进一步地，所述导流板还包括第二导流板；所述第一导流板和所述第二导流板沿所述进液流道的延伸方向间隔设置，分别用于引导流体向所述中心区域一侧和另一侧流动。

更进一步地，所述第二导流板包括第一弧形段、第二弧形段和第三弧形段；

所述第一弧形段和所述第三弧形段位于所述第二弧形段的同侧，且与所述第二弧形段连接；

所述进液流道靠近所述中心区域的侧壁的末端插设于所述第一弧形段、所述第二弧形段和所述第三弧形段形成的区域内。

更进一步地，所述冷却机构还包括盖板、进口管和出口管；

所述盖板盖设于所述冷却壳体的所述进液流道和所述出液流道的表面，所述进口管穿过所述盖板与所述进液流道连通，所述出口管穿过所述盖板与所述出液流道连通；

所述盖板和所述冷却壳体可拆卸连接或一体成型设置；当所述盖板和所述冷却壳体可拆卸连接时，所述冷却壳体的中心区域还设有中心柱，所述冷却壳体通过所述中心柱与所述盖板可拆卸连接。

第二方面，本实用新型提供的芯片测试装置包括如上述任一项所述的冷却机构，所述芯片测试装置利用所述冷却机构对芯片控温。

综合上述技术方案，本实用新型所能实现的技术效果分析如下：

本实用新型提供的冷却机构包括冷却壳体；冷却壳体设有进液流道、出液流道和导流结构，进液流道和出液流道均绕冷却壳体的中心轴线沿同一方向旋转，且在冷却壳体的中心区域交汇；导流结构位于进液流道的末端，配置为引导流体向中心区域流动。冷却液从进液流道的进口流入，并沿着进液流道流向进液流道的出口；导流结构引导自进液流道的出口流出的冷却液向中心区域流动，加快冷却液在中心区域的流速；冷却液自中心区域流入出液流道的进口，并沿着出液流道流向出液流道的出口。进液流道和出液流道均绕冷却壳体的中心轴线沿同一方向旋转的双螺旋形式，增长了冷却液的流动路径，使冷却壳体具有良好的换热性能和温度均匀性；并且，中心区域设置有导流结构，提高了中心区域的流体速度，避免中心区域积油，进一步提高了换热性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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。

图1为本实用新型实施例提供的冷却机构的结构示意图一；

图2为本实用新型实施例提供的冷却机构的结构示意图二；

图3为本实用新型实施例提供的冷却机构的结构示意图三；

图4为本实用新型实施例提供的冷却机构的结构示意图四；

图5为本实用新型实施例提供的冷却机构中第二导流板的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的冷却机构的结构示意图五。

图标：

100-冷却壳体；110-进液流道；120-出液流道；130-中心柱；140-第一导流孔；151-第一导流板；152-第二导流孔；153-第二导流板；154-第一弧形段；155-第二弧形段；156-第三弧形段。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一

如图1至图5所示，本实用新型实施例提供的冷却机构包括冷却壳体100；冷却壳体100设有进液流道110、出液流道120和导流结构，进液流道110和出液流道120均绕冷却壳体100的中心轴线沿同一方向旋转，且均与冷却壳体100的中心区域连通；导流结构位于进液流道110的末端，配置为引导流体向中心区域流动。冷却液从进液流道110的进口流入，并沿着进液流道110流向进液流道110的出口；导流结构引导自进液流道110的出口流出的冷却液向中心区域流动，加快冷却液在中心区域的流速；冷却液自中心区域流入出液流道120的进口，并沿着出液流道120流向出液流道120的出口。进液流道110和出液流道120分别由冷却壳体100的中心沿同一旋转方向向外呈双螺旋线的形状开设，增长了冷却液的流动路径，使冷却壳体100具有良好的换热性能和温度均匀性；并且，中心区域设置有导流结构，提高了中心区域的流体速度，避免中心区域积油，进一步提高了换热性能。

以下对冷却机构的形状和结构进行详细说明：

本实用新型实施例的可选方案中，导流结构包括第一导流孔140和/或导流板；第一导流孔140设于进液流道110靠近中心柱130的侧壁上，以将所述进液流道110与所述中心区域连通；导流板的一端伸入进液流道110的末端。

具体地，请参见图1，冷却壳体100设置为长方体，上表面设有两个均绕冷却壳体100的中心轴沿同一方向旋转的凹槽，两个凹槽分别为进液流道110和出液流道120；进液流道110和出液流道120均设置为螺旋线的形状，且该螺旋线的形状是指进液流道110或出液流道120的某一截面的中心线的走向大致为螺旋线的形状，而并非是指进液流道110或出液流道120设置为二维的线状结构，进液流道110和出液流道120是具有一定深度的流道；更进一步地，进液流道110和出液流道120的深度略小于冷却壳体100的厚度。进液流道110和出液流道120设置为螺旋线的形式，能够使冷却液快速均匀地流入冷却壳体100内或从冷却壳体100内快速均匀地流出，减少了流动阻力。在其中一个实施方式中，进液流道110和出液流道120交替设置，即螺旋向内的进液流道110和由冷却壳体100的中心螺旋向外的出液流道120交替排布，从而使得在进液流道110内的冷却液温度低于在出液流道120内冷却液的温度，一冷一热的流道交替设置使得温度梯度呈现更加均匀的分布，且交替设置的进液流道110和出液流道120之间能够进行充分地热量交换，换热性能更佳。在另一个实施方式中，进液流道110及出液流道120等间距排布。如此设置，使得流道内的温度分布情况是以冷却壳体100的中心呈均匀地梯度分布，且进液流道110内的冷却液和出液流道120内的冷却液之间能够发生较为均匀的传热。冷却壳体100可仅设有第一导流孔140，或仅设有导流板，或设有第一导流孔140和导流板。

请参见图1，第一导流孔140设置于进液流道110的末端，对自进液流道110流出的冷却液进行分流，部分冷却液通过第一导流孔140流向中心区域，避免冷却液直接从进液流道110流入出液流道120使中心区域积油，从而提高中心区域冷却液的流速。请参见图2，导流板设于中心区域，将自进液流道110流出的冷却液导流至中心区域，避免冷却液直接从进液流道110流入出液流道120使中心区域积油，从而提高中心区域冷却液的流速。

导流结构包括第一导流孔140时，第一导流孔140设置有多个，多个第一导流孔140沿进液流道110的延伸方向间隔设置。

请参见图1，本实施例中，第一导流孔140设置有两个；当然，第一导流孔140设置为其他个数，例如三个、四个、或五个等，也应当在本实用新型实施例的保护范围之内。

第一导流孔140设置有多个，提高了对自进液流道110流出的冷却液的分流效果，进一步提高了中心区域的冷却液流速，进而提高冷却机构的换热性能。

多个第一导流孔140中至少两个第一导流孔140的宽度不同。

本实施例中，两个第一导流孔140的宽度不同，则从两个第一导流孔140内流出的冷却液的流速不同，则增加冷却液的紊流状态，有助于提高传热效率。

本实用新型实施例的可选方案中，导流板包括第一导流板151，第一导流板151的一端伸入进液流道110的末端，第一导流板151由进液流道110末端向中心区域弯曲。

第一导流板151对冷却液起到导向和分流作用，进而提高冷却液在中心区域的流速，避免中心区域积油，从而提高冷却机构的换热性能。

第一导流板151设有第二导流孔152，第二导流孔152沿第一导流板151的厚度方向贯穿第一导流板151。

具体地，请参见图3和图4，第二导流孔152的深度方向与第一导流板151的厚度方向相同。更进一步地，请参见图3，本实施例中，第一导流孔140的宽度设置为14mm，第二导流孔152的宽度设置为4mm。

请参见图3，第二导流孔152对流入第一导流板151右侧的冷却液进行分流，使部分冷却液向中心区域流动，提高了第一导流板151的导流效果，进一步提高了中心区域的冷却液流速，进而提高冷却机构的换热性能。

第二导流孔152设置有多个，多个第二导流孔152沿第一导流板151的延伸方向间隔设置。

具体地，请参见图4，多个第二导流孔152中至少两个第二导流孔152的宽度不同。

第二导流孔152设置有多个，可将流入第一导流板151右侧的冷却液进行多次分流，使部分冷却液向中心区域流动，进一步提高了第一导流板151的导流效果。

导流板还包括第二导流板153；第一导流板151和第二导流板153沿进液流道110的延伸方向间隔设置，分别用于引导流体向中心区域一侧和另一侧流动。

当导流板包括第一导流板151和第二导流板153时，第一导流板151和第二导流板153沿进液流道110的延伸方向间隔设置。第二导流板153的一端伸入进液流道110的末端，沿冷却液的流动方向，第一导流板151位于第二导流板153的下游。

第一导流板151和第二导流板153均对冷却液起到导向和分流作用，进而提高冷却液在中心区域的流速，避免中心区域积油，从而提高冷却机构的换热性能。

进一步地，第二导流板153包括第一弧形段154、第二弧形段155和第三弧形段156；第一弧形段154和第三弧形段156位于第二弧形段155的同侧，且与第二弧形段155连接；进液流道110靠近中心区域的侧壁的末端插设于第一弧形段154、第二弧形段155和第三弧形段156形成的区域内。

具体地，请参见图4和图5，本实施例中，第一弧形段154、第二弧形段155和第三弧形段156一体成型，保证三者之间的配合精度。

请参见图4，第二导流板153将自进液流道110流出的冷却液分为两部分，一部分被直接引导至中心区域的左部，另一部分被引导至第二弧形段155背离第一弧形段154的一侧，且再次被分流至中心区域的左部和右部，实现将冷却液引导至中心区域，提高中心区域的换热性能。

本实用新型实施例的可选方案中，进液流道110和出液流道120的宽度设置为4.495±0.25mm；和/或，进液流道110和出液流道120的总长设置为930±0.5mm。

具体地，现有技术中，进液流道110和出液流道120的宽度设置为3.096mm，总长为1215mm，共设有八圈，螺旋流道壁面厚度为1.5mm，存在流道过长过窄，沿程阻力较大，壁面粘附大量冷冻油，导致流道换热性能低且压缩机缺油卡缸的问题。在本实施例中，请参见图6，进液流道110和出液流道120的宽度设置为4.495±0.25mm，且进液流道110和出液流道120的总长设置为930±0.5mm，共设有六圈，但未设置导流结构，经过仿真验证，整体压降相较于现有技术的压降降低了30％，且存油量降低了63％。请参见图3，进液流道110和出液流道120的宽度设置为4.495±0.25mm，且进液流道110和出液流道120的总长设置为930±0.5mm，且设置导流结构，经过仿真验证，换热量相较于现有技术提高1.2％，综合存油量对换热能力的影响，铺上油后本实施方式的流道换热量相较于现有技术提升21％。

缩短流道总长和/或加大流道宽度，减小了流道的阻力，从而避免流道壁面粘附冷冻油，从而提高了冷却机构的换热性能，且避免压缩机缺油卡缸的问题。

冷却机构还包括盖板、连接件、进口管和出口管；盖板盖设于冷却壳体100设置进液流道110和出液流道120的表面，进口管穿过盖板与进液流道110连通，出口管穿过盖板与出液流道120连通；连接件安装于冷却壳体100远离盖板的一侧。

具体地，盖板设置为长方体，盖板用于盖设并密封冷却壳体100设置有进液流道110和出液流道120的一面。盖板上设有用于避让进口管和出口管的避让孔，进口管和出口管分别用于将进液流道110和出液流道120连接至外部的冷却或储液设备中。连接件设置为平板状。

盖板用于对冷却壳体100进行盖设和密封；进口管和出口管用于实现冷却壳体100的进液流道110和出液流道120与对应的外接设备连接；连接件实现对冷却壳体100的热量进行传递。

冷却壳体100的中心区域还可以设置中心柱130。具体地，请参见图1至图4，中心柱130的轴线与冷却壳体100的中心轴的轴线共线。中心柱130的设置可提高中心区域的紊流效果，进而提高中心区域的换热性能。此外，当上述盖板和冷却壳体100可拆卸连接时，中心柱130能够将盖板和冷却壳体100之间稳定连接，减小冷却机构的变形。在其他实施方式中，上述盖板和冷却壳体100可以一体成型设置，则中心柱130可以选择性地保留或去除。

实施例二

本实用新型实施例提供的芯片测试装置包括了实施例一中述及的冷却机构，芯片测试装置利用冷却机构对芯片控温，因此，也具备了实施例一中的一切有益效果，在此不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (11)

1.一种冷却机构，其特征在于，包括：冷却壳体(100)；

所述冷却壳体(100)设有进液流道(110)、出液流道(120)和导流结构，所述进液流道(110)和所述出液流道(120)均绕所述冷却壳体(100)的中心轴线沿同一方向旋转，且均与所述冷却壳体(100)的中心区域连通；

所述导流结构位于所述进液流道(110)的末端，配置为引导流体向所述中心区域流动。

2.根据权利要求1所述的冷却机构，其特征在于，所述导流结构包括第一导流孔(140)和/或导流板；

所述第一导流孔(140)设于所述进液流道(110)靠近所述中心区域的侧壁上，以将所述进液流道(110)与所述中心区域连通；

所述导流板的一端伸入所述进液流道(110)的末端。

3.根据权利要求2所述的冷却机构，其特征在于，所述导流结构包括第一导流孔(140)时，所述第一导流孔(140)设置有多个，多个所述第一导流孔(140)沿所述进液流道(110)的延伸方向间隔设置；

多个所述第一导流孔(140)中至少两个所述第一导流孔(140)的宽度不同。

4.根据权利要求2所述的冷却机构，其特征在于，所述导流板包括第一导流板(151)，所述第一导流板(151)由所述进液流道(110)末端向所述中心区域弯曲。

5.根据权利要求4所述的冷却机构，其特征在于，所述第一导流板(151)设有第二导流孔(152)，所述第二导流孔(152)沿所述第一导流板(151)的厚度方向贯穿所述第一导流板(151)。

6.根据权利要求5所述的冷却机构，其特征在于，所述第二导流孔(152)设置有多个，多个所述第二导流孔(152)沿所述第一导流板(151)的延伸方向间隔设置。

7.根据权利要求4所述的冷却机构，其特征在于，所述导流板还包括第二导流板(153)；所述第一导流板(151)和所述第二导流板(153)沿所述进液流道(110)的延伸方向间隔设置，分别用于引导流体向所述中心区域一侧和另一侧流动。

8.根据权利要求7所述的冷却机构，其特征在于，所述第二导流板(153)包括第一弧形段(154)、第二弧形段(155)和第三弧形段(156)；

所述第一弧形段(154)和所述第三弧形段(156)位于所述第二弧形段(155)的同侧，且与所述第二弧形段(155)连接；

所述进液流道(110)靠近所述中心区域的侧壁的末端插设于所述第一弧形段(154)、所述第二弧形段(155)和所述第三弧形段(156)形成的区域内。

9.根据权利要求1-8任一项所述的冷却机构，其特征在于，所述进液流道(110)和所述出液流道(120)分别由所述冷却壳体(100)的中心沿同一旋转方向向外呈双螺旋线的形状开设。

10.根据权利要求1-8任一项所述的冷却机构，其特征在于，所述冷却机构还包括盖板、进口管和出口管；

所述盖板盖设于所述冷却壳体(100)的所述进液流道(110)和所述出液流道(120)的表面，所述进口管穿过所述盖板与所述进液流道(110)连通，所述出口管穿过所述盖板与所述出液流道(120)连通；所述盖板和所述冷却壳体(100)可拆卸连接或一体成型设置；当所述盖板和所述冷却壳体(100)可拆卸连接时，所述冷却壳体(100)的中心区域还设有中心柱(130)，所述冷却壳体(100)通过所述中心柱(130)与所述盖板可拆卸连接。

11.一种芯片测试装置，其特征在于，包括如权利要求1-10任一项所述的冷却机构，所述芯片测试装置利用所述冷却机构对芯片控温。

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