摘要

半導(dǎo)體冷板測(cè)試中，多工位并行測(cè)試較為常見，一臺(tái)Chiller可能需要連接多個(gè)冷板或多個(gè)測(cè)試模塊。使用液冷方案時(shí)，分液結(jié)構(gòu)、支路流阻、管路長度、高度差和冷板熱負(fù)載都會(huì)影響制冷量分配和溫度一致性。對(duì)于多工位測(cè)試，可綜合評(píng)估單通道分液、雙通道分液、多通道獨(dú)立控溫和直冷方案。選型時(shí)需要重點(diǎn)確認(rèn)工位數(shù)量、每個(gè)冷板熱負(fù)載、流阻、通道數(shù)量、傳熱介質(zhì)和測(cè)試平臺(tái)布局。

一、為什么多冷板測(cè)試容易出現(xiàn)分液問題？

在多冷板測(cè)試中，Chiller輸出的冷量需要通過傳熱介質(zhì)分配到多個(gè)冷板。如果每個(gè)冷板所在位置不同，管路長度、高度、彎頭、閥門和接口都會(huì)產(chǎn)生不同阻力。當(dāng)支路阻力不同，傳熱介質(zhì)在各支路中的流量就可能存在差異，進(jìn)而影響冷板換熱效果。

例如，一臺(tái)設(shè)備服務(wù)8個(gè)冷板時(shí)，如果采用單通道輸出再分成8路，則每一路的流量平衡需要通過分液設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。如果采用雙通道設(shè)備，再分成多個(gè)支路，仍需要解決每個(gè)支路之間的流量均衡問題。支路越多，管路設(shè)計(jì)和調(diào)試工作越需要提前規(guī)劃。

二、分液對(duì)溫度一致性的影響

冷板測(cè)試中，溫度一致性通常不只取決于Chiller本身，還受到冷板結(jié)構(gòu)、管路布局和分液方式影響。如果靠近設(shè)備的冷板支路較短，流阻較低，可能獲得較高流量；距離較遠(yuǎn)或高度差較大的支路可能流量偏低。流量差異會(huì)導(dǎo)致不同工位制冷量分配不同，影響散熱表現(xiàn)。

對(duì)于高熱負(fù)載芯片測(cè)試，單個(gè)冷板可能需要較高流量和較低熱阻。如果分液不均，部分工位可能無法達(dá)到預(yù)期散熱效果。因此，客戶在設(shè)計(jì)多冷板測(cè)試平臺(tái)時(shí)，需要將冷板分布、管路等長設(shè)計(jì)、流量調(diào)節(jié)閥、壓力監(jiān)測(cè)和溫度反饋點(diǎn)一起考慮。

三、單通道、雙通道與多通道方案對(duì)比

如果測(cè)試工位數(shù)量較多，單純依靠單通道分液會(huì)增加支路平衡難度。多通道方案可提升分區(qū)控制能力，但設(shè)備結(jié)構(gòu)和成本會(huì)發(fā)生變化。直冷方案可作為部分多工位測(cè)試的另一種思路，具體需要結(jié)合客戶平臺(tái)結(jié)構(gòu)確認(rèn)。

四、芯片熱負(fù)載提升帶來的挑戰(zhàn)

芯片功耗提升后，冷板需要帶走的熱量增加。為了維持測(cè)試溫度，液冷方案通常需要提升流量、壓力或降低入口溫度。但提高泵流量和壓力會(huì)帶來設(shè)備體積、管路耐壓、噪聲和能耗等方面的變化。因此，在高熱負(fù)載測(cè)試中，需要從系統(tǒng)層面評(píng)估，而不是只增加泵規(guī)格。

冷板設(shè)計(jì)、流道結(jié)構(gòu)、接觸熱阻、傳熱介質(zhì)、入口溫度、流量和Chiller制冷量都需要一起評(píng)估。如果客戶計(jì)劃從8個(gè)測(cè)試工位擴(kuò)展到更多工位，更需要提前規(guī)劃通道和分液結(jié)構(gòu)。

五、客戶需要提供哪些信息？

多冷板測(cè)試方案建議提供：冷板數(shù)量、單冷板熱負(fù)載、目標(biāo)溫度、控溫精度、每個(gè)冷板流阻、接口尺寸、冷板距離、管路高度、是否需要等長管路、工位數(shù)量、測(cè)試節(jié)拍、傳熱介質(zhì)和是否接受直冷方案。若客戶要求多工位溫度一致性，還需要提供溫度測(cè)量方式和允許偏差范圍。

六、FAQ常見問題 FAQ

1. 半導(dǎo)體冷板測(cè)試為什么會(huì)出現(xiàn)分液不均？

分液不均通常與管路長度、高度差、接口阻力、冷板流阻和支路布局有關(guān)，并不只是循環(huán)泵壓力問題。

2. 單通道1分多的方案是否可行？

可以進(jìn)行方案評(píng)估，但需要客戶側(cè)提供分液設(shè)計(jì)，并確認(rèn)各支路流量平衡和溫度一致性要求。

3. 雙通道設(shè)備能否解決多冷板分液問題？

雙通道可減少每個(gè)通道的分支數(shù)量，但仍需要關(guān)注每條支路之間的阻力平衡。

4. 多通道Chiller適合哪些冷板測(cè)試？

適合多工位、多冷板、需要分區(qū)控溫或獨(dú)立溫度控制的測(cè)試平臺(tái)。

5. 高熱負(fù)載芯片測(cè)試為什么不只看制冷量？

還需要看冷板熱阻、接觸方式、傳熱介質(zhì)、循環(huán)流量、壓力、管路布局和溫度反饋點(diǎn)。