Устройство для климатических испытаний изделий электронной техники

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sa)s G 05 0 23/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

18 й.

2Р 21 (21) 4659320/24 (22) 06.03.89 (46) 07.06.91. Бюл. М 21 (72) В. Н, Филимонов и В. А. Шпаков (53) 621.555(088.8) (56) Установка фирмы Temptronic, США, модель ТР0452А.,,!Ж,, 1б54789 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КЛИМАТИЧЕСКИХ

ИСПЫТАНИЙ ИЗДЕЛИЙ ЭЛЕКТРОННОЙ

ТЕХНИКИ (57) Изобретение относится к полупроводниковому производству и может быть использовано для климатических испытаний

8 8

16547BQ изделий электронной техники (ИЭТ) при одновременном измерении электрических параметров. Целью изобретения является снижение расхода энергии и повышение производительности за счет повышения интенсивности теплообмена. Устройство для климатических испытаний ИЭТ содержит микроквмеру 10 для ИЭТ, в которую подается газообразный теплоноситель иэ блока

Изобретение относится к области полупроводникового производства и может быть использовано для климатических испытаний 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 S к площади активной части кварцевой цилиндрической лампы S опреподготовки, состоящего из двух цилиндров

1, 2, размещенных коаксиальна. В цилиндре

1 установлен нагреватель 3, выполненный в виде кварцевой цилиндрической лампы, на которой навита металлическая спираль 5. выполняющая дополнительную функцию турбулизатара газообразного теплоносителя, и размещен охладитель 4 в виде трубного испарителя. 4 ил. деляется соотношением 4 — « 5, саатнаSë шение площадей поверхности спирали S и неметаллической части лампы 5л подобрана

5 экспериментально в процессе испытаний предложенного нагревателя. В случае малых значений соотношения (2 — 3) коэффициент теплоотдачи снижался, чта определялось по увеличению времени т„ и снижению точности поддержания температуры газообразного потока, снижается такS;. же и турбулизация потока, при = > 5

5л возрастает гидравлическое сопротивление.

4Г

Устройство работает следующим образам.

В исходном состоянии блок подготовки газообразного теплоносителя находится в верхнем положении, В зто время испытуемые ИЭТ (ИМС) 18 загружаются в контактирующее устройство (KY) 1Я пульта контрольно-измерительного оборудования (КИО) 20, на плоскости которого имеется поропластовая прокладка 21. После зтага блок подготовки газообразного теплоносителя переводится в крайнее нижнее положение (фиг, 1) и соединяется с микракамерой

10, после чего в нее автоматически падается поток газообразного теплоносителя (сжатаго воздуха), который поступает по цилиндру

1, нагревается или охлаждается в зависимости от выбранного режима и поступает в микрокамеру 10, где, омывая испытуемые

ИЭТ 18, сообщает им заданну а температуру, при которой производится измерение их параметров. Затем газообразный теплонаситель, частично отдавший свою энергию корпусу ИЗТ 18, контактирующему устройству 19, микрокамере 10 и локализованной

40 части пульса КИО 20 ®ер з цили1 др 2 лает на выход устройства.

После скончания измерения параметров ИЭТ 18 блок подготовки газообразного теплоносителя переводится в крайнее верхДГ нее положегле ИЗТ 18 изя; ек". ат-; и KV

1654789

19 и на их место устанавливаются другие.

Далее цикл повторяется.

При испытании в режиме нагревания поток газообразного теплоносителя, омывающий нагреватель 3, благодаря наличию ме- 5 таллической спирали 5 на поверхности кварцевой цилиндрической лампы сильно турбулиэируется. Следствием этого является существенное увеличение интенсивности теплоотдачи коэффициента 10 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 цилиндриче- 15 ской 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, 20 позволяющего обеспечить с максимальным

КПД передачу энергии, выделяемой кварцевой цилиндрической лампой, потоку газообразного теплоносителя.

Коэффициент теплоотдачи а зависит в 25 большой степени от величины критерия 14 (Рейнольдса), Благодаря наличию металлической спирали 3 он увеличивается в 1,5 раза, если исходить только из конструктив-ных размеров. Если же учесть характер об- 30 текания витков металлической спирали потоком, то критерий В возрастет еще более, а следовательно, и коэффициент аувеличится примерно в 2 — 2,5 раза.

Свою положительную роль металличе- 35 ская спираль 5 выполняет и при испытаниях в режиме охлаждения, так как черезвычайно турбулиэированный газообразный поток способствует более интенсивному перемешиванию и испарению жидкого азота, пода- 40 ваемого через электромагнитный клапан 7 и трубчатый испаритель 4.

Отвод отработавшего газообразного теплоносителя через коаксиальный канал воздуховода 8 имеет ряд преимуществ. 45

Так, поток отработавшего газообразного теплоносителя, имеющего, практически одинаковую температуру с потоком газообразного теплоносителя в цилиндре 1, явля- 50 ется 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, о т л и ч а ю щ е е с я 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, впервом иэ 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. э выход — c 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 S> находится в интервале 4-5.

1654789

Составитель B. Филимонов

Редактор В. Данко Техред M,Mîðãåíòàë Корректор M. Ц3ароц и

Заказ 1950 Тираж 473 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул,Г"-.гарина, 1Î1