ТЕРМОКАМЕРА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 2003 года по МПК H01L21/66 

Изобретение относится к устройствам, используемым в полупроводниковом производстве, и может быть применено для климатических испытаний готовых полупроводниковых приборов при одновременном измерении их электрических параметров.

Известна термокамера для испытаний электронных изделий (см. а. с. 1721666, МКл. Н 01 L 21/66, 1992), содержащая кожух, в котором размещена рабочая камера, вентилятор, установленный в рабочей камере между вытяжным и нагнетательными патрубками, узел очистки рециркуляционного воздуха, установленный в нагнетательном патрубке и выполненный в виде соосно соединенных суживающегося диффузора с внутренними канавками и расширяющегося сопла.

Недостатком является то, что она не обеспечивает необходимую степень очистки рециркуляционного воздуха, особенно по поддержанию заданной относительной влажности, что приводит к снижению надежности испытания электронных изделий.

Известна термокамера для испытаний электронных изделий (см. патент РФ 2087050, МКл. Н 01 L 21/66, 1997. Бюл. 22), содержащая кожух, в котором размещена рабочая камера, вентилятор, установленный в рабочей камере между вытяжным и нагнетательными патрубками, узел очистки рециркуляционного воздуха, установленный в нагнетательном патрубке и выполненный в виде соосно соединенных суживающегося диффузора с внутренними канавками и расширяющегося сопла, осушивающего устройства, заполненного адсорбирующим веществом.

Недостатком данной термокамеры является то, что она в процессе длительного испытания электронных изделий снижает качество очистки рециркуляционного воздуха, что обусловлено выпадением твердых и каплеобразных частиц по мере их укрупнения с последующим возможным образованием "пробок" из полостей внутренних спиралеобразных канавок суживающегося диффузора, что приводит к витанию их в потоке, поступающем к осушивающему устройству. В результате бомбандировки осушивающего устройства твердыми и каплеобразными частицами ухудшается эффективность его работы, приводящая к снижению качества осушки рециркуляционного воздуха, что в конечном итоге не обеспечивает надежность результатов испытания электронных изделий.

Технической задачей предлагаемого изобретения является увеличение надежности результатов испытания электронных изделий путем устранения возможности попадания на них твердо-, капле- и парообразных загрязнений, достигаемое более качественным сбором и последующим удалением твердых и каплеобразных частиц перед осушивающим устройством, что обеспечивает эффективную осушку рециркуляционного воздуха.

Технический результат достигается тем, что термокамера для испытания электронных изделий содержит кожух, в котором размещена рабочая камера, вентилятор, установленный в нагнетательном патрубке и выполненный в виде соосно соединенных суживающегося диффузора с внутренними канавками и расширяющегося сопла, осушивающего устройства, при этом суживающийся диффузор выполнен из биметалла, а полости внутренних канавок имеют профиль в виде "ласточкина хвоста".

На фиг. 1 представлена принципиальная схема термокамеры для испытаний электронных изделий, на фиг.2 - принципиальная схема узла очистки с осушивающим устройством, на фиг.3 - профиль внутренней канавки суживающегося диффузора в виде "ласточкина хвоста".

Термокамера для испытаний электронных изделий состоит из кожуха (фиг.1), в котором размещена рабочая камера 2, вентилятор 3, установленный в рабочей камере 2 между вытяжным 4 и нагнетательным 5 патрубками, узел очистки рециркуляционного воздуха 6, выполненный в виде соосно соединенных суживающегося диффузора 7, выполненного из биметалла (фиг.2) с внутренними канавками 8, полость которых имеет профиль в виде "ласточкина хвоста" (фиг.3) и расширяющегося сопла 9 с осушивающим устройством 10, установленным в расширяющемся сопле 9, занимающим всю площадь его выходного сечения 11 и состоящим из внутренней и внешней решеток.

Термокамера работает следующим образом.

Рециркуляционный воздух от испытуемых электронных изделий, расположенных на полках рабочей камеры 2, с загрязнениями в виде мелкодисперсной пыли и водомасляной эмульсии через вытяжной патрубок 4 поступает в вентилятор 3 для закрутки воздушного потока. Загрязненный рециркуляционный воздух из тангенциального патрубка вентилятора 3 направляется по нагнетательному патрубку 5 в выполненный из биметалла диффузор 7 узла очистки 6, где завихряется, перемещаясь по внутренним спиралеобразным канавкам 8, полости которых имеют вид "ласточкина хвоста", в результате наблюдается винтообразное движение потока.

Взвешенные частицы загрязнений рециркуляционного воздуха центробежной силой отбрасываются к внутренней стенке выполненного из биметалла диффузора 7 и перемещаются в полостях, имеющих профиль в виде "ласточкина хвоста", внутренних спиралеобразных канавок 8, где сталкиваются с другими частицами, укрупняются, становятся ядрами конденсации водомасляного пара.

Профиль полости в виде "ласточкина хвоста" у спиралеобразных канавок предотвращает выпадение скапливаемых частиц загрязнений в движущийся рециркуляционный поток, предотвращая возможность бомбардировки внутренней решетки 13 осушивающего устройства 10.

Температура периферийных слоев завихренного рециркуляционного потока внутри диффузора 7 (см. , например, Меркулов А.П. Вихревой эффект и его применение в промышленности. М. 1969. - 387 с.) отличается от температуры воздуха окружающей термокамеру среды. Поэтому корпус диффузора 7, выполненного из биметалла, постоянно, в процессе испытания электронных изделий, находится под воздействием температурного напора, приводящего к возникновению в биметаллической конструкции продольных колебаний термовибраций (см., например, Дмитриев А.Н. и др. Биметаллы. Пермь. 1991. - 415 с.).

В результате наблюдается разрушение образующихся "пробок" в полостях в виде "ласточкина хвоста" спиралеобразных канавок и осуществляется бесперебойное поступление отделяемых от движущегося рециркуляционного потока загрязнений в круговую канавку, находящуюся у входного отверстия суживающегося диффузора 7. Под совместным действием гравитационных сил и термовибрации корпуса диффузора 7 твердые и каплеобразные частицы поступают в накопитель загрязнений (на фиг. не показан), из которого удаляются вручную или автоматически.

Очищенный от твердых и каплеобразных частиц рециркуляционный воздух поступает в расширяющееся сопло 9. В результате внезапного расширения рециркуляционного воздуха резко падает его скорость и ламинарно движущийся поток контактирует с осушивающим устройством 10, последовательно проходя через внутреннюю 13 и внешнюю 12 решетки. Профиль скорости ламинарного потока при подходе к выходному сечению 11 расширяющегося сопла 9 характеризуется изменением скорости во всех точках сечения 11, причем максимум абсолютного значения приходится на осевую составляющую. Поэтому объем поглотителя в осушивающем устройстве 10 выбирается таким, чтобы обеспечивалась эффективная осушка в зависимости от профиля скорости осевого потока. Это достигается осушивающим устройством 10, объемопрофиль которого изменяется в зависимости от профиля скорости осушаемого рециркуляционного потока и выполненного в виде емкости, предназначенной для заполнения адсорбирующим веществом и образованной внутренней 13 и внешней 12 решетками. Заполнение емкости осушивающего устройства 10 адсорбирующим веществом, например силикагелем КСМ-5, осуществляется вне узла очистки 6. Масса адсорбирующего вещества выбирается из расчета полного цикла испытаний электронных изделий с учетом теоретически вероятного поступления парообразных загрязнений в рециркуляционный воздух. После испытаний электронных изделий осушивающее устройство 10 вынимается из узла очистки 6, демонтируется путем отсоединения внутренней 13 и внешней 12 решеток, а адсорбирующее вещество регенерируется и подготавливается к следующему циклу.

Оригинальность предлагаемого технического решения состоит в том, что при относительной простоте конструктивного исполнения суживающегося диффузора оно обеспечивает длительную эффективную эксплуатацию осушивающего устройства путем устранения условий образования "пробок" в полостях спиралеобразных внутренних канавок и выпадения твердых и каплеобразных частиц в поток рециркуляционного воздуха, которые резко ухудшают последующий процесс поглощения парообразной влаги из-за бомбардирования витающими загрязнениями внутренней решетки осушивающего устройства. Конструктивное выполнение спиралеобразных канавок с профилем в виде "ласточкина хвоста" гарантирует практически без выпадения в движущийся поток накопление твердых частиц загрязнений в полостях спиралеобразных канавок, а продольные колебания термовибраций биметаллического корпуса суживающегося диффузора, выполненного из биметалла, приводят к беспрепятственному перемещению накапливаемых частиц в круговую канавку с последующим сбором их в накопителе загрязнений. В результате достигается высокая надежность данных испытаний, т.к. случайно-вероятностные воздействия на электронные изделия твердых, капле- и парообразных загрязнений практически не наблюдаются, а полученный результат полностью соответствует качеству изготовления испытуемых электронных изделий.

Изобретение относится к устройствам для климатических испытаний готовых полупроводниковых приборов. Предложена термокамера для испытаний электронных изделий, содержащая кожух, в котором размещена рабочая камера, вентилятор, установленный в рабочей камере между вытяжным и нагнетательным патрубками, узел очистки рециркуляционного воздуха, установленный в нагнетательном патрубке и выполненный в виде соосно соединенных суживающегося диффузора с внутренними канавками и расширяющегося сопла, осушивающего устройства, заполненного адсорбирующим веществом. При этом суживающийся диффузор выполнен из биметалла, а полости внутренних канавок имеют профиль в виде ласточкина хвоста. В результате повышается надежность результатов испытания электронных изделий за счет устранения возможности попадания на них твердо-, капле- и парообразных загрязнений и обеспечения эффективной осушки рециркуляционного воздуха. 3 ил.

Термокамера для испытаний электронных изделий, содержащая кожух, в котором размещена рабочая камера, вентилятор, установленный в рабочей камере между вытяжным и нагнетательным патрубками, узел очистки рециркуляционного воздуха, установленный в нагнетательном патрубке и выполненный в виде соосно соединенных суживающегося диффузора с внутренними канавками и расширяющегося сопла, осушивающего устройства, заполненного адсорбирующим веществом, отличающаяся тем, что суживающийся диффузор выполнен из биметалла, а полости внутренних канавок имеют профиль в виде ласточкина хвоста.