CN222216278U - 一种液冷板及芯片测试压头 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种液冷板及芯片测试压头，涉及芯片测试技术领域。液冷板包括液冷板本体及至少两组扰流组件；所述液冷板本体中开设有供液冷工质流动的流道，所述流道配置有与所述液冷工质流动方向垂直的宽度方向；所述至少两组扰流组件在所述宽度方向上相间隔地设置于所述流道中，每组所述扰流组件均包括若干扰流柱，相邻两组所述扰流组件中的所述扰流柱在所述液冷工质的流动方向上依次交错设置。本申请提供的液冷板可具有较高的散热效率。
Description
本申请要求于2023年12月19日提交中国专利局、申请号为
2023234877711的中国专利申请的优先权，该申请的全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本申请涉及芯片测试技术领域，尤其涉及一种液冷板及芯片测试压头。
背景技术
随着半导体市场的不断扩大以及各类电子产品需求的持续增长，芯片已经被广泛应用于手机、笔记本电脑、智能穿戴、车载电子和台式电脑等电子产品中。相应地，芯片会被广泛应用于各种不同的环境中，例如低温环境、常温环境以及高温环境，因此，产品设计需要保证芯片高低温运行有效性。
然而，目前用于芯片低温测试的设备较少，且现有低温测试设备存在热量散失效率低等问题。
实用新型内容
本申请提供了一种液冷板及芯片测试压头，以提升散热效率。
本申请提供了一种液冷板，应用于芯片测试压头，所述液冷板包括液冷板本体及至少两组扰流组件；
所述液冷板本体中开设有供液冷工质流动的流道，所述流道配置有与所述液冷工质流动方向垂直的宽度方向；
所述至少两组扰流组件在所述宽度方向上相间隔地设置于所述流道中，每组所述扰流组件均包括若干扰流柱，相邻两组所述扰流组件中的所述扰流柱在所述液冷工质的流动方向上依次交错设置。
基于以上技术方案，本申请在液冷板本体的流道中设置至少两组扰流组件。一方面，可提升液冷工质的湍流效果，结合对流换热原理，可提升液冷工质与液冷板之间的对流换热系数，提升液冷板的散热效率。另一方面，通过在流道中设置该至少两组扰流组件，可增加液冷板与液冷工质的接触面积，即可增加液冷板与液冷工质的换热面积，进一步提升液冷板的散热效率。从而，在将液冷板100应用于芯片测试压头中时，可由液冷板100快速将半导体制冷器220中的热量带走，以便半导体制冷器220将对应的冷量通过压头240传递至待检测芯片，为待检测芯片提供所需的低温环境。
在一些可能的实施方式中，所述液冷板包括两组所述扰流组件，两组所述扰流组件在所述宽度方向上相间隔地设置于所述流道中；
每组所述扰流组件均包括多个所述扰流柱，同一组的多个所述扰流柱沿所述液冷工质的流动方向依次间隔设置。
在一些可能的实施方式中，沿所述宽度方向，相邻两组所述扰流组件之间的中心距M为，3mm≤M≤7mm。
在一些可能的实施方式中，沿所述液冷工质的流动方向，所述扰流柱与相邻所述扰流组件中相邻的所述扰流柱之间的中心距N为，3mm≤N≤7mm。
在一些可能的实施方式中，沿所述宽度方向，相邻两组所述扰流组件之间的中心距为M；
沿所述液冷工质的流动方向，所述扰流柱与相邻所述扰流组件中相邻的所述扰流柱之间的中心距为N，其中，N＝M。
在一些可能的实施方式中，所述流道为S型流道。
在一些可能的实施方式中，所述流道包括依次交替设置的第一结构段和第二结构段，所述至少两组扰流组件设置于所述第一结构段。
在一些可能的实施方式中，所述流道配置有相连通的入口结构和流道本体；
所述入口结构中垂直于所述液冷工质流动方向的截面面积S1与所述流道本体中垂直于所述液冷工质流动方向的截面面积S满足，
在一些可能的实施方式中，所述流道配置有相连通的出口结构和流道本体；
所述出口结构中垂直于所述液冷工质流动方向的截面面积S2与所述流道本体中垂直于所述液冷工质流动方向的截面面积S满足，
另外，本申请还提供了一种芯片测试压头，包括压头、半导体制冷器以及如上述各实施方式中提供的所述液冷板；
所述液冷板设置于所述压头与所述半导体制冷器之间。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1示出了一些实施例中液冷板的侧视结构示意图；
图2示出了一些实施例中液冷板的剖面结构示意图；
图3示出了一些实施例中芯片测试压头的立体结构示意图；
图4示出了一些实施例中芯片测试压头的剖面结构示意图；
图5示出了另一些实施例中芯片测试压头的剖面结构示意图。
主要元件符号说明：
100-液冷板；
110-液冷板本体；111-流道；1111-流道本体；1111a-第一结构段；1111b-第二结构段；1112-入口结构；1113-出口结构；
120-扰流组件；1201-第一扰流组件；1202-第二扰流组件；121-扰流柱；
210-第一液冷板；220-半导体制冷器；230-支架；240-压头；241-接触板；242-压块；250-第二液冷板。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
如图1和图2所示，建立笛卡尔坐标系，定义液冷板100的长度方向平行于x轴所示方向，液冷板100的宽度方向可平行于y轴所示方向，液冷板100的厚度方向可平行于z轴所示方向。可以理解的是，以上定义仅是为了便于理解液冷板100中各部分结构的相对位置关系，不应理解为对本申请的限制。
实施例中提供了一种液冷板100，可应用于芯片测试压头中，以提供散热功能。
如图1和图2所示，液冷板100可包括液冷板本体110及至少两组扰流组件120。
其中，液冷板本体110中开设有流道111，可供液冷工质流通。其中，液冷工质可以是常温去离子水，拥有高效的载热能力和抗热冲击能力。可以理解的是，液冷工质在流道111中可具有流动方向。另外，流道111还配置有宽度方向，流道111的宽度方向可垂直于液冷工质的流动方向。
该至少两组扰流组件120均设置于流道111中。且沿流道111的宽度方向，该至少两扰流组件120相间隔设置。实施例中，每组扰流组件120均包括若干扰流柱121。同一组的若干扰流柱121可沿液冷工质的流动方向依次间隔设置。另外，相邻两组扰流组件120中的扰流柱121，在液冷工质的流动方向依次交错设置。
当液冷工质进入流道111时，该至少两组扰流组件120可对液冷工质提供扰流作用。一方面，可提升液冷工质的湍流效果，结合对流换热原理，可提升液冷工质与液冷板100之间的对流换热系数，提升液冷板100的散热效率。另一方面，通过在流道111中设置该至少两组扰流组件120，可增加液冷板100与液冷工质的接触面积，即可增加液冷板100与液冷工质的换热面积，进一步提升液冷板100的散热效率。从而，在将液冷板100应用于芯片测试压头中时，可由液冷板100快速将半导体制冷器220中的热量带走，以便半导体制冷器220将对应的冷量通过压头240传递至待检测芯片，为待检测芯片提供所需的低温环境。
如图1和图2所示，进一步地，流道111可包括流道本体1111、入口结构1112和出口结构1113。其中，入口结构1112和出口结构1113分设于流道本体1111的两端，且均与流道本体1111连通。可以理解的是，液冷工质可从入口结构1112进入流道111，在经过流道本体1111后，可从出口结构1113输出流道111。
实施例中，流道本体1111可具有垂直于液冷工质流动方向的截面，且截面面积可记为S。另外，入口结构1112可具有垂直于液冷工质流动方向的截面，其截面面积可记为S1。出口结构1113可具有垂直于液冷工质流动方向的截面，其截面面积可记为S2。
在一些实施例中，入口结构1112中垂直于液冷工质流动方向的截面面积S1，与流道本体1111中垂直于液冷工质流动方向的截面面积S可满足，出口结构1113中垂直于液冷工质流动方向的截面面积S2，与流道本体1111中垂直于液冷工质流动方向的截面面积S可满足，当液冷工质流速一定时，流道111中的入口结构1112和出口结构1113均具有相对较大的面积，可增加液冷工质的流量，提升液冷工质的带热能力，可进一步提升液冷板100的散热效率。
示例性地，在一些实施例中，入口结构1112中垂直于液冷工质流动方向的截面面积S1可设置为或至中的其他任一值。出口结构1113中垂直于液冷工质流动方向的截面面积S2可设置为 或至中的其他任一值。
如图1和图2所示，在一些实施例中，流道111可S型流道。相应地，流道本体1111可包括依次交替设置的第一结构段1111a和第二结构段1111b。其中，第一结构段1111a可平行于液冷板100的长度方向，第二结构段1111b可平行于液冷板100的宽度方向。
可以理解的是，液冷工质的流动方向以及流道111的宽度方向，可沿流道111的走向进行变化。具体地，在第一结构段1111a中，液冷工质的流动方向可平行于液冷板100的长度方向，流道111的宽度方向可平行于液冷板100的宽度方向。在第二结构段1111b中，液冷工质的流动方向可平行于液冷板100的宽度方向，流道111的宽度方向可平行于液冷板100的长度方向。
实施例中，将流道111设置为S型流道，可使液冷工质在流动中形成湍流效果，再结合扰流组件120的设置，可提升液冷工质的湍流效果，进而提升液冷板100的散热效率。
当然，在另一些实施例中，不排除将流道111设置呈U型或直线型等流道结构。
如图1和图2所示，在一些实施例中，液冷板100可包括两组扰流组件120，即第一扰流组件1201和第二扰流组件1202。在流道111的宽度方向上，第一扰流组件1201和第二扰流组件1202间隔设置。
在另一些实施例中，液冷板100也可包括三组、四组或六组等组数的扰流组件120。沿流道111的宽度方向，多组扰流组件120可依次间隔设置。
实施例中，第一扰流组件1201和第二扰流组件1202均包括多个扰流柱121。第一扰流组件1201中的多个扰流柱121和第二扰流组件1202中的多个扰流柱121均可沿液冷工质的流动方向依次间隔设置，且可由流道本体1111靠近入口结构1112一端延伸至流道本体1111靠近出口结构1113一端。在一些实施例中，第一扰流组件1201中的扰流柱121以及第二扰流组件1202中的扰流柱121可基本布设于流道111的第一结构段1111a中。
在另一些实施例中，第一扰流组件1201中的扰流柱121以及第二扰流组件1202中的扰流柱121均可布设于流道111的第一结构段1111a和第二结构段1111b中。
在另一些实施例中，第一扰流组件1201不排出包括一个扰流柱121。第二扰流组件1202不排除包括一个扰流柱121。
如图1和图2所示，在一些实施例中，第一扰流组件1201中的扰流柱121，与第二扰流组件1202中的扰流柱121可沿液冷工质的流动方向依次交错设置。
沿流道111的宽度方向，第一扰流组件1201与第二扰流组件1202之间的中心距M可设置为，3mm≤M≤7mm。沿液冷工质的流动方向，第一扰流组件1201中的扰流柱121，与第二扰流组件1202中相邻扰流柱121之间的中心距N可设置为，3mm≤N≤7mm。一方面，可避免因扰流柱121密度过大而增加流道111的流阻，可以理解的是，流阻的增加会极大减小液冷工质与液冷板100之间的对流换热系数。另一方面，也可尽可能的增加液冷板100与液冷工质的换热面积，提升液冷板100的散热效率。
示例性地，在一些实施例中，沿流道111的宽度方向，第一扰流组件1201与第二扰流组件1202之间的中心距M可设置为3mm、3.4mm、3.8mm、4.2mm、4.6mm、4.7mm、5mm、5.4mm、5.8mm、6.2mm、6.6mm、7mm或3mm至7mm中的其他任一值。沿液冷工质的流动方向，第一扰流组件1201中的扰流柱121，与第二扰流组件1202中相邻扰流柱121之间的中心距N可设置为3mm、3.4mm、3.8mm、4.2mm、4.6mm、4.7mm、5mm、5.4mm、5.8mm、6.2mm、6.6mm、7mm或3mm至7mm中的其他任一值。
在一些实施例中，第一扰流组件1201与第二扰流组件1202在流道111宽度方向上的中心距M，可与第一扰流组件1201中扰流柱121与第二扰流组件1202中相邻扰流柱121在液冷工质流动方向上的中心距N相等。
在一些实施例中，第一扰流组件1201、第二扰流组件1202和液冷板本体110为一体结构。实施例中，液冷板100可由6061-T6铝合金制成，具有较高的导热系数。
在另一些实施例中，第一扰流组件1201与液冷板本体110之间、第二扰流组件1202与液冷板本体110之间不排除通过焊接或过盈配合等方式实现固定连接。
如图3和图4所示，实施例中还提供了一种芯片测试压头，可对待检测芯片提供所需的低温环境，以进行测试。芯片测试压头可包括第一液冷板210、半导体制冷器220、支架230和压头240。其中，第一液冷板210可以是实施例中提供的液冷板100。
实施例中，半导体制冷器220可设置于压头240与第一液冷板210之间。支架230可环绕设置于半导体制冷器220的周侧，并位于第一液冷板210与压头240之间，以提供支撑作用。在一些实施例中，压头240可由紫铜制成，不仅具有较高的导热系数，同时，其刚度及抗压能力都较强。支架230可由耐高温的聚醚醚酮(PEEK)制成。
在一些实施例中，半导体制冷器220与第一液冷板210之间还设置有导热硅脂(图未示)，可减小半导体制冷器220与第一液冷板210之间的接触热阻，提升热传导效率。半导体制冷器220与压头240之间也可设置有导热硅脂(图未示)，可减小半导体制冷器220与压头240之间的接触热阻，提升热传导效率。
如图5所示，在另一些实施例中，芯片测试压头还可包括第二液冷板250。压头240可包括一体的接触板241及位于接触板241一侧的压块242。接触板241远离压块242的一侧可通过导热硅脂与半导体制冷器220热传导连接。第二液冷板250可设置于接触板241远离半导体制冷器220的一侧。压块242可穿设于第二液冷板250，并相对于第二液冷板250远离接触板241的一侧凸出，以便接触待检测芯片。另外，第二液冷板250也可由6061-T6铝合金制成。
使用过程中，压块242远离半导体制冷器220的一侧可与待检测芯片接触。对待检测芯片进行低温测试时，可使半导体制冷器220的冷面靠近压头240一侧，并可将冷量通过压头240传递至待检测芯片。相应地，半导体制冷器220的热面可靠近第一液冷板210一侧设置。第一液冷板210与半导体制冷器220之间进行热交换，可吸收半导体制冷器220中的热量以及待检测芯片产生的热量，并通过第一液冷板210中的液冷工质将热量带走，实现散热。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (9)
1.一种液冷板，其特征在于，应用于芯片测试压头，所述液冷板包括液冷板本体及至少两组扰流组件；
所述液冷板本体中开设有供液冷工质流动的流道，所述流道配置有与所述液冷工质流动方向垂直的宽度方向；
所述至少两组扰流组件在所述宽度方向上相间隔地设置于所述流道中，每组所述扰流组件均包括若干扰流柱，相邻两组所述扰流组件中的所述扰流柱在所述液冷工质的流动方向上依次交错设置；
沿所述宽度方向，相邻两组所述扰流组件之间的中心距为M；
沿所述液冷工质的流动方向，所述扰流柱与相邻所述扰流组件中相邻的所述扰流柱之间的中心距为N，其中，N＝M。
2.根据权利要求1所述的液冷板，其特征在于，所述液冷板包括两组所述扰流组件，两组所述扰流组件在所述宽度方向上相间隔地设置于所述流道中；
每组所述扰流组件均包括多个所述扰流柱，同一组的多个所述扰流柱沿所述液冷工质的流动方向依次间隔设置。
3.根据权利要求1所述的液冷板，其特征在于，沿所述宽度方向，相邻两组所述扰流组件之间的中心距M为，3mm≤M≤7mm。
4.根据权利要求1所述的液冷板，其特征在于，沿所述液冷工质的流动方向，所述扰流柱与相邻所述扰流组件中相邻的所述扰流柱之间的中心距N为，3mm≤N≤7mm。
5.根据权利要求1至4任一项所述的液冷板，其特征在于，所述流道为S型流道。
6.根据权利要求5所述的液冷板，其特征在于，所述流道包括依次交替设置的第一结构段和第二结构段，所述至少两组扰流组件设置于所述第一结构段。
7.根据权利要求1所述的液冷板，其特征在于，所述流道配置有相连通的入口结构和流道本体；
所述入口结构中垂直于所述液冷工质流动方向的截面面积S1与所述流道本体中垂直于所述液冷工质流动方向的截面面积S满足，
8.根据权利要求1或7所述的液冷板，其特征在于，所述流道配置有相连通的出口结构和流道本体；
所述出口结构中垂直于所述液冷工质流动方向的截面面积S2与所述流道本体中垂直于所述液冷工质流动方向的截面面积S满足，
9.一种芯片测试压头，其特征在于，包括压头、半导体制冷器以及如权利要求1至8任一项所述液冷板；
所述液冷板设置于所述压头与所述半导体制冷器之间。
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| CN202420035184.4U Active CN222216278U (zh) | 2023-12-19 | 2024-01-05 | 一种液冷板及芯片测试压头 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN222216278U (zh) |
-
2024
- 2024-01-05 CN CN202420035184.4U patent/CN222216278U/zh active Active
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |