Устройство для климатических испытаний изделий электронной техники Советский патент 1991 года по МПК G05D23/30 

Изобретение относится к области полупроводникового производства и может быть использовано для климатических ис пытаний при одновременном измерении электрических параметров изделий электронной техники (ИЭТ), в частности интегральных микросхем (ИМС).

Цель изобретения - снижение расхода энергии и повышение производительности за счет повышения интенсивности теплообмена.

На фиг. 1 показано устройство, продольный разрез; на фиг 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг 1, на фиг. 4 - воздуховод, разрез

Устройство содержит блок подготовки газообразного теплоносителя, выполненный в виде первого 1 и второго 2 цилиндров, в первом цилиндре 1 размещены нагреватель 3 и охладитель 4, нагреватель 3 в виде кварцевой цилиндрической лампы, на которую навита металлическая спираль 5, охладитель 4 в виде трубного испарителя который соединен трубопроводом 6 с источником подачи жидкого азота (не показан) через трубопровод, на котором установлен электромагнитный клапан 6. Цилиндр 1 входом 7 соединен с источником газообразного теплоносителя (не показан), а выходом 9 - с микрокамерой 10. Цилиндр 2 входом 11 соединен с микрокамерой 10, а выходом 12 через коаксиальный канал воздуховода 8 - с глушителем (не показан). Цилиндр 2 окружен теплоизоляцией 13.

Кварцевая цилиндрическая лампа крепится на контактах-держателях 14, смонтированных на электроизоляционных втулках 15. Напряжение к этим держателям подводится при помощи термостойких приводов, выведенных на разъем 16. На входе в микрокамеру 10 размещен горячий спай термопары 17 градуировки хромель-алюмель, холодные концы которой также выведены на разъем 16. Отношение площади поверхности спирали Sc к площади активной части кварцевой цилиндрической лампы 5Л опреем

деляется соотношением 4 - 5 соотно л

темпе площадей ловерхнис in спирали S, и неметаллической части лнмпы Ьг подоирчнп

экспериментально в прицесде испьпзнии предложенного нагревателя И случ на лых значений соотношении (2 Ь юэф4и циснт теплоотдачи снижался чти опредепялось по увеличению времени г(,н и

снижению точност поддержания юмпера iypn газообразного потока они/ глк

же и турбулизация потока при 0- х

О л

возрастает |идравличьс n1 ил.р и «геенне Устройство работает следуинчим оорз

зом

В ИСХОДНОМ СОСТОЯЧИ,1 (ll fir ТОД10ТОВКИ

газообразною теплоносител плодится о верхнем положении В это прсмя испипуг

мые ИЭТ (ИМС) 18 загружаю ья в контактирующее ус1роиство (КУ) 1Г пульта контрольно измерители ною оборудоиан ч (КИО) 20 на плоскости которо нгнр|ся поропластовая прокладка 21 По ле лого

блок подготовки r33oo6pajnor(j и-млоноси теля переводится в крайнее ни нее полоJ о ние(фиг 1) и соединяется с микрокамером 10 после чего в нее автоматически под,-.(ся поток газообразного теплоносителя(г жат с

го воздуха), который поступает по цилиндру 1, нагревается или охлаждается в зависгми сти от выбранного режима и поступает в микрокамеру 10, где, омывая испытуемые ИЭТ 18, сообщает им заданную -. мпературу, при которой производится измерение ик параметров Затем газообразный т°плоно ситель частично отдавший свою энергию корпусу ИЭТ 18, контакт 1Л/ющему устрой сгву 19 микрокамере 10 и поыличг m IHOU

части пульса КИО 2С цилиндр 2 листу пает на выход устройства

После окончания измерения njpaner ров ИЭТ 18 блок под огпвкч газообразного теплоносителя переродите i г дгнер черх

нее положение ИЭГ 1В и, -i, к,т 7 п К /

19 и на их место устанавливаются другие. Далее цикл повторяется.

При испытании в режиме нагревания поток газообразного теплоносителя, омывающий нагреватель 3, блаУодаря наличию металлической спирали 5 на поверхности кварцевой цилиндрической лампы сильно турбулизируется. Следствием этого является существенное увеличение интенсивности теплоотдачикоэффициента теплоотдачи а в процессе передачи энергии от нагревателя 3 к потоку газообразного теплоносителя. При этом на металлическую спираль 5 не подается электрический ток, она нагревается от кварцевой цилиндрической лампы, а общая площадь ее поверхности в 4-5 раз больше поверхности активной части кварцевой цилиндрической лампы, т.е. металлическая спираль играет роль дополнительного (пассивного) нагревателя, позволяющего обеспечить с максимальным КПД передачу энергии, выделяемой кварцевой цилиндрической лампой, потоку газообразного теплоносителя.

Коэффициент теплоотдачи а зависит в большой степени от величины критерия Re (Рейнольдса). Благодаря наличию металлической спирали 3 он увеличивается в 1,5 раза, если исходить только из конструктивных размеров. Если же учесть характер обтекания витков металлической спирали потоком, то критерий Re возрастет еще более, а следовательно, и коэффициент а увеличится примерно в 2-2,5 раза.

Свою положительную роль металлическая спираль 5 выполняет и при испытаниях в режиме охлаждения, так как чрезвычайно турбулизироеанный газообразный поток способствует более интенсивному перемешиванию и испарению жидкого азота, подаваемого через электромагнитный клапан 7 и трубчатый испаритель 4,

Отвод отработавшего газообразного теплоносителя через коаксиальный канал воздуховода 8 имеет ряд преимуществ.

Так, поток отработавшего газообразного теплоносителя, имеющего практически одинаковую температуру с потоком газообразного теплоносителя в цилиндре 1, является весьма эффективным дополнительным теплоизолятором для всего нагревателя 3.

Кроме того, этот поток, омывая осевой канал воздуховода 8, отдает ему часть своей

оставшейся энергии, в результате чего она утилизируется. Повышению эффективности этого процесса способствует турбулизация отработавшего газообразного потока благо-, даря наличию кольцевых выступов 22 (фиг.

2) в коаксиальном канале воздуховода 8.

Так как отработавший газообразный поток не выходит за пределы микрокамеры 10 через ее торцевую поверхность, прилегающую к прокладке .21. во внутренний объем

кожуха 23, то поверхность, прилегающая к микрокамере 10, не покрывается слоем снега, а на поверхности контактирующего устройства 19 не образуется иней.

При этом отвод отработавшего потока

по коаксиальному каналу позволяет снизить рабочее давление газообразного теплоносителя при сохранении высокого качества испытательного процесса, что также позволяет получить экономию энергозатрат.

Формула изобретения Устройство для климатических испытаний изделий эдектронной техники, содержащее блок подготовки газообразного

теплоносителя с нагревателем и охладителем, микрокамеру и источник газообразного теплоносителя, отличающееся тем, что, с целью снижение расхода энергии и повышения производительности за счет повышения интенсивности теплообмена, в нем блок подготовки газообразного теплоносителя выполнен в виде коаксиально размещенных первого и второго цилиндров, в первом из которых размещены охладитель

и нагреватель, выполненный в виде кварцевой цилиндрической лампы с навитой по всей ее поверхности металлической спиралью, вход первого цилиндра соединен с источником газообразного теплоносителя, а

выход - с микрокамерой, полость которой связана с входом второго цилиндра, выход которого является выходом устройства, причем отношение площади Sc поверхности спирали к площади активной части кварцевой лампы Sn находится в интервале 4-5.

F

б-Ь

Фиг.З

Изобретение относится к полупроводниковому производству и может быть использовано для климатических испытаний

Фиг. 2