Тепловая камера для испытания изделий электронной техники Советский патент 1993 года по МПК G05D23/30 

Изобретение относится к области автоматического регулирования и может быть использовано для испытания изделий электронной техники на одновременное воздействие электрической и тепловой нагрузок, в частности при электротермотренировкетек- пловыделяющих интегральных микросхем или при испытании их на надежность.

Цель изобретения - повышение экономичности за счет уменьшения неравномерности температуры при одновременном снижении энергозатрат.

На фиг. 1 показана камера с твердотельными элементами в виде металлических трубок; на фиг.2 - камера с твердотельными элементами в виде ребристых радиаторов.

Тепловая камера содержит теплоизоли- рованный корпус 1 с рабочим объемом, в котором расположены п горизонтальных параллельных перегородок 2, односторонне

закрепленных на противоположных стенках корпуса со смещением между собой в шахматном порядке. Перегородки делят рабочий объем на п+1 одинаковых отсеков и образуют общий канал для последовательного прохождения воздуха, нагнетаемого вентилятором 3, напорный патрубок которого соединен с входным отверстием первого отсека, а высасывающий патрубок через обратный канал 4 - с выходным отверстием последнего отсека.

Герметизация камеры после установки испытуемых приборов в рабочие отсеки осуществляется передней дверью (на фигурах не показана), которая при закрытии плотно примыкает к перегородкам.

Камера содержит поглотители 5 тепла, выполненные в виде твердотельных элементов с развитой поверхностью, расположенных в каждом отсеке.

00

о

2

VI

ю

В камере по фиг.1 твердотельные элементы выполнены в виде вертикальных металлических трубок, проходящих насквозь через все отсеки рабочего объема, причем одна группа трубок (половина) расположена в ряд у левой вертикальной стенки, а другая - у противоположной правой. За пределами рабочего объема концы трубок каждой группы герметично соединены с нижним коллектором 9, на котором закреплен нагреватель 7, и с верхним коллектором 6, на котором закреплен теплообменник 8 с изменяемой поверхностью охлаждения за счет прижимного устройства 10.

В процессе изготовления внутренние полости трубок и коллекторов вакуумируют- ся, частично заполняются легкокипящей жидкостью (например, водой) и герметизируются.

В камере согласно фиг.2 твердотельные «элементы 5 выполнены в виде ребристых радиаторов, которые поровну закреплены на двух коллекторах 6, представляющих собой металлические тепловыделяющие пластины. В основание каждого радиатора встроен нагреватель 7, например, путем укладки высокоомной проволоки в специально изготовленные пазы. Все нагреватели подключены к общему источнику питания. Нагреватели подключены к системе терморегулирования.

Каждая из теплопроводящих пластин представляет собой одновременно и внутренние стенки камеры, установленные напротив друг друга таким образом, чтобы поглотители 5 тепла были обращены ребрами в пространство рабочих отсеков, а межреберные каналы не препятствовали прохождению рабочей среды.

На противоположной стороне коллек- торяых пластин закреплены секции теплообменника 8 (например, с жидкостным охлаждением), имеющие каждая самостоятельный канал для подачи теплоносителя.

Изменение поверхности теплообменника достигается путем отключения или подачи теплоносителя в секции теплообменника.

Платы с испытуемыми микросхемами устанавливаются на перегородки (на фигурах не показано).

Система терморегулирования (на фигурах не показана) состоит из датчика темпе- ратуры - платинового термометра сопротивления, установленного, например, у всасывающего патрубка вентилятора, измерительного преобразователя (например, Ш79), преобразующего сигнал с датчика температуры в унифицированный сигнал 0...10 В, прибора регулирования температу

ры (ПР. ТРА-005), управляющего работой ти- ристора, включенного в цепь питания нагревателя.

Возможны другие варианты выполнения поглотителей, коллектора и теплообменника.

Камера работает следующим образом. В пусковом режиме включают вентилятор 3, нагреватель 7 и подают электрическое

питание на испытуемые приборы. Под действием нагрева происходит вскипание жидкости (воды), находящейся в полости нижнего коллектора 9, образующийся пар устремляется по трубкам 5 (фиг,1) вверх и

5 конденсируется на более холодной поверхности трубок, освобождая скрытую теплоту парообразования, которая совместно с теплотой, выделившейся при работе приборов, идет на нагрев воздуха, взаимодействующе0 го при движении с трубками; Образующийся внутри трубок 5 конденсат стекает в нижний коллектор 9.В этом режиме поглотители 5 тепла работают как нагреватели рабочей среды.

5 в камере согласно фиг.2 нагрев рабочей среды в этом режиме происходит при включенном нагревателе 7 за счет взаимодействия потока с ребристой поверхностью 5. По достижении рабочей температуры

0 нагреватель 7 автоматически отключается либо работает с выделением малой мощности, идущей на компенсацию дисбаланса между выделяемым в камере теплом и рассеиваемым в теплообменнике 8.

5 в рабочем режиме горячий воздух с рабочей температурой поступает от вентилятора 3 в первый отсек, где нагревается испытуемыми приборами в пределах расчетной неравномерности температуры сре0 ды. На выходе из отсека и на входе во второй отсек поток воздуха взаимодействует с поверхностью трубок 5 (фиг.1) и стенкой камеры, отдавая им полученное в первом отсеке тепло, восстанавливая тем самым началь5 Ную рабочую температуру. То же самое происходит и при взаимодействии воздушного потока с ребристым поглотителем 5 тепла (фиг.2).

В последующих отсеках процесс нагре0 ва и охлаждения повторяется, благодаря чему колебания температуры рабочей среды поддерживаются в довольно узких пределах.

При взаимодействии потока воздуха с

5 поглотителями тепла - трубками 5 полученное ими избыточное тепло расходуется на испарение пленки жидкости, стекающей по внутренней стенке трубок, и переносится с паром в верхний коллектор 6, где освобождается при конденсации и рассеивается в

теплообменнике 8. Образующийся в верхнем коллекторе 6 конденсат стекает под действием силы тяжести вниз, процесс повторяется,

При взаимодействии потока воздуха с поглотителем 5тепла, выполненным согласно фиг.2, полученное ими тепло передается через коллектор 6, где концентрируется и рассеивается в теплообменнике 8. Часть тепла теряется через слой теплоизоляции, находящейся в контакте с поверхностью

коллектора.

Предложенная камера позволяет в несколько раз снизить неравномерность температуры среды в рабочем объеме, уменьшить перегрев испытуемых изделий, в 5...10 раз снизить энергозатраты на единицу рассеиваемой мощности, повысить мощность рассеяния в камере, на 20...30% уменьшить габариты.

формула изобретения 1 .Тепловая камера для испытания изделий электронной техники, содержащая теп- лоизолированный корпус с рабочим объемом, перегородки, расположенные па8№

0

5

0

5

раллельно в шахматном порядке и образующие лабиринтный канал, а также рэзмещен- ные в теплоизолированном корпусе вентилятор, нагреватель и поглотитель тепла, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности тепловой камеры, перегородки установлены в рабочем объеме, поглотитель тепла выполнен в виде твердотельных элементов с развитой поверхностью, расположенных в каждом отсеке и соединенных через теплопроводящие коллекторы с теплообменниками с регулируемой поверхностью охлаждения, установленными вне рабочего объема, а нагреватель выполнен с возможностью теплового контакта с твердотельными элементами.

2. Камера по п. 1,отличающаяся тем, что нагреватель соединен с твердотельными элементами через дополнительный коллектор.

3. Камера по п.1, отличающаяся тем, что нагреватель выполнен в виде тепловыделяющих элементов, расположенных внутри соответствующих, твердотельных

элементов.

fO

О066 Х Х Х 9ОО ХХХХХХХХЯ9У99 :

Изобретение относится к области автоматического регулирования и может быть использовано для испытания изделий электронной техники, предназначено для испытания тепловыделяющих интегральных микросхем при одновременном воздействии электрической и тепловой нагрузок и электротермотренировке ИС или при их испытании на надежность. Целью изобретения является повышение экономичности тепловой камеры для испытания изделий электронной техники за счет уменьшения неравномерности температуры и снижения энергозатрат. Цель достигается тем, что рабочий объем камеры разделен параллельными перегородками на отсеки с образованием канала для последовательного прохождения рабочей среды, а поглотители тепла выполнены в виде твердотельных элементов с развитой поверхностью и. расположены в каждом отсеке, соединены с теплообменниками через коллекторы, нагреватель расположен с возможностью теплового контакта с каждым поглотителем. 2 з.п.ф-лы, 2 ил. fe

ftft.2