Тепловая камера для испытания изделий электронной техники

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 05 D 23/30

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) .-iieqnee%

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4867376/24 (22) 25,07,90 (46) 07.04.93. Бюл, 1Ф 13 (71) Ленинградское объединение электронного приборостроения "Светлана" (72) А.IT.Kàðíûøåâ (56) Камера тепла СЭТТ.ИМЭ-240-040.

Камера тепла С 6М2,757.004.

Авторское свидетельство СССР

М 645141, кл. 0 05 D 23/30, 1976. (54) ТЕПЛОВАЯ КАМЕРА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ

ИЗДЕЛИЙ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ (57) Изобретение относится к области автоматического регулирования и может быть использовано для испытания изделий электронной техники, предназначено для испы., тания тепловыделяющих интегральных микросхем при одновременном воздейстИзобретение относится к области автоматического регулирования и может быть использовано для испытания йзделий электронной техники на одновременное воздействие электрической и тепловой нагрузок. в частности при электротермотренировкетекпловыделяющих 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 тру-. бок; на фиг.2 - камера с твердотельными элементами в виде ребристых радиаторов.

Тепловая камера содержит теплоизолированный корпус 1 с рабочим объемом, в котором расположены и горизонтальных параллельных перегородок 2, односторонне

„„ Ы „„1807472 А1 вии электрической и тепловой нагрузок и электротермотренировке ИС или при их испытании на надежность. Целью изобретения является повышение экономичности тепловой камеры для испытания иэделий 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. à по глотители тепла выполнены в виде твердотельных элементов с развитой поверхностью и.расположены в каждом отсеке, соединены с теплообменниками через колМ лекторы, нагреватель расположен с возмож- 3 ностью теплового контакта с каждым поглотителем. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

1 закрепленных на противоположных стенках корпуса со смещением между собой в шахматном порядке. Перегородки делят рабо° ваЬ чий объем íà n+1 одинаковых отсеков и 0 образуют общий канал для последователь- С) ного прохождения воздуха, нагнетаемого вентилятором 3, напорный патрубок которо- ф го соединен с входным отверстием первого с ( отсека, а высасывающий патрубок через об-, р ратный 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 элемен-: тов с развитой поверхностью, расположенных в каждом отсеке, 1807472

B 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 ко ором закреплен теплообменник 8 с изменяемой поверхностью охлаждения за счет прижимного устройства 10.

В процессе изготовления внутренние полости трубок и коллекторов вакуумируются, частично заполняются легкокипящей жидкостью (например, водой) и герметизиру ются.

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 специаль но изготовленные пазы. Все нагреватели подключены к общему источнику питания.

Нагреватели подключены к системе терморегулирования.

Каждая иэ 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 коллекторных 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 температуры — 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 температуры (ПР. ТРА-005), управляющего работой тиристора, включенного в цепь питания нагревателя.

Возможны другие варианты выполнения поглотителей, коллектора и теплообменника.

Камера работает следующим образом, B 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 конденсируется на более холодной поверхности трубок, освобождая скрытую теплоту парообразования, которая совместно с теплотой, выделившейся при работе приборов, идет на нагрев воздуха, вэаимодействующе20 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, 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

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

35 В рабочем режиме горячий воздух с рабочей температурой поступает от вентилятора 3 в первый отсек, где нагревается испытуемыми приборами в пределах расчетной неравномерности температуры сре40 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 началь45 ную рабочую температуру, То же самое происходит и при взаимодействии воздушного потока с ребристым поглотителем 5 тепла (фиг.2), В последующих отсеках процесс нагре50 ва и охлаждения повторяется, благодаря чему колебания температуры рабочей среды поддерживаются в довольно узких пределах.

При взаимодействии потока воздуха с

55 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

1807472 теплообменнике 8, Образующийся в верхнем коллекторе 6 конденсат стекает под действием силы тяжести вниз, процесс повторяется, При взаимодействии потока воздуха с 5 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, 10 находящейся в контакте с поверхностью коллектора.

Предложенная камера позволяет в несколько раз снизить неравномерность температуры среды в рабочем объеме, 15 уменьшить перегрев испытуемых изделий, в

5...10 раз снизить энергозатраты на единицу рассеиваемой мощности, повысить мощность рассеяния в камере, на 20...30% уменьшить габариты. 20 формула изобретения

1. Тепловая камера для испытания изделий электронной техники, содержащая теплоизолированный корпус с рабочим 25 объемом, перегородки, расположенные па-.

8 О раллелъно в шахматном порядке и образующие лабиринтный канал, а также размещенные в теплоизолированном корпусе вентилятор, нагреватель и поглотитель тепла, о т л и ч а ю щ а я ся 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, о т л.и ч а ю щ а я с я 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.

1807472

Составитель Е,Соколова

Техред M.Ìoðãåíòàë ю

Корректор И.Шулла

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Эаказ 1380 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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