一种半导体测试设备液冷系统的制作方法

1.本实用新型涉及半导体散热技术领域，尤其涉及一种半导体测试设备液冷系统。


背景技术：

2.半导体测试设备是一种用于电子与通信技术领域的电子测量仪器。半导体测试设备在使用过程中发热量较大，需要通过液冷系统对半导体测试设备进行散热冷却，以保证半导体测试设备的正常运行。半导体测试设备对液冷系统要求非常高，传统的水冷系统以水为冷却介质，传热效率低、散热效果不佳、可靠性低、温度控制精度差，远远不能满足半导体测试设备的散热需求。
3.因此，亟需提供一种半导体测试设备液冷系统来解决上述问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种传热效率高、散热效果好，可精准控制温度，且能避免导电短路的半导体测试设备液冷系统。
5.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.一种半导体测试设备液冷系统，包括：
7.换热器，包括进行热交换的第一侧和第二侧；
8.冷冻水回路，连接至所述换热器的所述第一侧，以使冷冻水流经所述第一侧；
9.电子氟化液回路，连接至所述换热器的所述第二侧，以使电子氟化液流经所述第二侧，所述电子氟化液回路中经过所述换热器降温后的电子氟化液流至半导体测试设备为所述半导体测试设备降温。
10.作为上述半导体测试设备液冷系统的可选方案，所述电子氟化液回路上设置有电子氟化液储液罐及循环泵。
11.作为上述半导体测试设备液冷系统的可选方案，所述电子氟化液回路的后端设置有第一支路和第二支路，所述第一支路和所述第二支路并联，所述第一支路用于将电子氟化液输送至半导体测试设备，所述第二支路为旁通支路，所述第一支路输送完电子氟化液返回后与所述第二支路汇合，一并连接至所述换热器。
12.作为上述半导体测试设备液冷系统的可选方案，所述换热器为板式换热器。
13.作为上述半导体测试设备液冷系统的可选方案，所述板式换热器的换热片为不锈钢换热片。
14.作为上述半导体测试设备液冷系统的可选方案，所述电子氟化液为hfe7100。
15.作为上述半导体测试设备液冷系统的可选方案，所述冷冻水回路连接至用户处的冷冻水供应设备。
16.作为上述半导体测试设备液冷系统的可选方案，所述电子氟化液回路上设置有温度传感器，以检测电子氟化液的温度，所述冷冻水回路中设置有流量传感器及冷冻水流量调节阀，以通过调节冷冻水的流量来控制电子氟化液温度。
17.作为上述半导体测试设备液冷系统的可选方案，所述半导体测试设备液冷系统包括安装支架，所述换热器、所述电子氟化液储液罐及所述循环泵均设于所述安装支架上。
18.本实用新型的有益之处在于：通过电子氟化液对半导体测试设备进行散热冷却，电子氟化液传热效率高、散热效果好，且电子氟化液不导电，能避免可能发生的导电短路的问题，是冷却半导体测试设备较佳的介质。本实用新型的半导体测试设备液冷系统可精准的控制温度，可靠性较高。
附图说明
19.图1是本实用新型中半导体测试设备液冷系统的简化结构示意图；
20.图2是本实用新型中半导体测试设备液冷系统的结构示意图；
21.图3是本实用新型中半导体测试设备液冷系统的另一视角的结构示意图。
22.图中：
23.101、冷冻水回路；1011、冷冻水进口；1012、冷冻水出口；102、电子氟化液回路；1021、第一支路；1022、第二支路；1023、氟化液进口；1024、氟化液出口；100、换热器；200、安装支架；300、控制箱；
24.110、流量传感器；120、冷冻水流量调节阀；
25.210、电子氟化液储液罐；220、循环泵。
具体实施方式
26.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
27.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的含义。
28.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
29.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
30.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
31.本实用新型提供了一种半导体测试设备液冷系统。请参考图1，半导体测试设备液
冷系统包括换热器100以及分别通入换热器100的两侧的冷冻水回路101和电子氟化液回路102。冷冻水回路101中的冷冻水和电子氟化液回路102中的电子氟化液在换热器100中进行热交换，以使冷冻水对电子氟化液进行降温，降温后的电子氟化液流至半导体测试设备中对半导体测试设备散热。如图1所示，换热器100包括进行热交换的第一侧和第二侧，冷冻水回路101连接至第一侧，以使冷冻水流经第一侧，电子氟化液回路102连接至第二侧，以使电子氟化液流经第二侧，电子氟化液回路102中经过换热器100降温后的电子氟化液流至半导体测试设备为半导体测试设备降温。
32.本实用新型中，摒弃传统的通过水冷的方式来对半导体测试设备散热，创新的通过电子氟化液对半导体测试设备进行散热冷却，电子氟化液传热效率高、散热效果好，且电子氟化液是绝缘液体，不导电，能避免可能发生的导电短路的问题。于一实施例中，电子氟化液可采用hfe7100电子氟化液。
33.参考图1，冷冻水回路101连接至用户处的冷冻水供应设备，从用户处供应冷冻水。这样可直接利用现成的冷冻水，无需再自行制备冷冻水，能节省设备空间及降低成本。
34.如图1所示，电子氟化液回路102上设置有电子氟化液储液罐210及循环泵220。循环泵220设置在电子氟化液储液罐210之后，换热器100出来的经过冷却的电子氟化液进入电子氟化液储液罐210中，并通过循环泵220控制电子氟化液在回路中循环流动。
35.较佳的，电子氟化液储液罐210内可以设置过滤装置，过滤装置能过滤电子氟化液中的杂质，使电子氟化液更洁净，避免堵塞回路中的管道。
36.请继续参考图1，电子氟化液回路102的后端设置有第一支路1021和第二支路1022。第二支路1022作为旁通支路，第一支路1021和第二支路1022并联。如图1所示，第一支路1021连接至半导体设备，第一支路1021用于将电子氟化液输送至半导体测试设备，第一支路1021输送完电子氟化液返回后与第二支路1022汇合，一并连接至换热器100。也就是说，第一支路1021中的电子氟化液流至半导体设备中对半导体设备散热后，吸收了热量的电子氟化液回流与第二支路1022汇合，进入换热器100中继续冷却。
37.较佳的，换热器100可采用板式换热器100，具体为液-液板式换热器100。本实用新型中，采用采用优化的液-液板式换热器100，能有效降低换热热阻、提高散热性能，使系统换热能力大。在确保换热器100换热性能的条件下，其压降远低于常规产品。于一实施例中，板式换热器100的换热片可采用不锈钢换热片，不锈钢换热片与铝兼容，可避免电化学腐蚀。
38.电子氟化液回路102上设置有温度传感器，以检测电子氟化液的温度，温度传感器可设置在换热器100的电子氟化液入口处，以检测进入换热器100的电子氟化液的温度。如图1所示，冷冻水回路101中设置有流量传感器110及冷冻水流量调节阀120，以通过调节冷冻水的流量来控制电子氟化液温度。
39.可以理解的是，系统内还可以布置其它相关的温度传感器、压力传感器、液位传感器及泄漏检测传感器等，并通过多个传感器的反馈信号，由控制系统做出相应，时刻检测整个系统的运行情况，并在报警时积极响应，保证系统正常运行，保护安全性能。
40.本实用新型中，开发嵌入式控制软件，利用高精度、宽范围的流量调节阀控制冷冻水侧水流量，以实现电子氟化液侧温度的精确控制。编写程序进行功能验证，采用特殊算法确保系统面对脉冲负载时，其供水温度也不会产生较大变化。与此同时，利用系统高散热效
率，使供液温度低于氟化液hfe7100的沸点，保证整个系统的安全。
41.请参考图2及图3，图2和图3为本实用新型的半导体测试设备液冷系统的具体结构图。图2和图3所示的半导体测试设备液冷系统就相当于图1中虚线的左半部分的结构。如图2和图3所示，半导体测试设备液冷系统包括安装支架200，换热器100、电子氟化液储液罐210及循环泵220均设于安装支架200上。安装支架200上还设置有控制箱300，用于整个系统的控制。安装支架200上设置若干横梁和纵梁，以便与安装各零部件。安装支架200上设置有氟化液进口1023、氟化液出口1024、冷冻水进口1011及冷冻水出口1012。冷冻水从冷冻水进口1011流入，流过换热器100后，从冷冻水出口1012流出。在循环泵220的作用下，电子氟化液从氟化液进口1023流入，流过换热器100后，进入电子氟化液储液罐210，流过循环泵220后从氟化液出口1024流出，输送至半导体测试设备处冷却半导体测试设备。如图2所示，第二支路1022(旁通支路)的两端分别连接在氟化液进口1023后和氟化液出口1024前。电子氟化液储液罐210类似于一个水箱一样可以储存电子氟化液，采用电子氟化液储液罐210的上盖类似于水箱盖，具有自动控压功能，无需增加排气等额外的外部操作。如图2所示，整个系统结构紧凑，体积较小。
42.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。