一种液氮补给控制装置的制作方法

1.本发明涉及芯片测试技术领域，尤其涉及一种液氮补给控制装置。


背景技术：

2.在芯片批量测试过程中，工艺人员需长时间进行测试工作并随时准备向杜瓦罐内加注液氮，费时费力，容易影响芯片电学性能测试的准确性。
3.在低温环境中测试芯片的电学性能，测针机构需从垂直方向对液氮杜瓦罐内的芯片进行扎针测试芯片的电流信号，因此杜瓦罐的顶部不能封口，杜瓦罐内的液氮会不断挥发，要随时保证液氮浸没芯片，人工灌注液氮效率低、安全性差。因此需要设计一种用于芯片测试的液氮自动补给的控制装置。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供一种液氮补给控制装置，用以替代人工加注液氮，保证执行测试操作的杜瓦罐内的液氮始终浸没芯片，提高芯片测试的准确性。
5.本发明实施例提供一种液氮补给控制装置，包括：工控机、液氮罐、液氮泵加热棒、液氮泵控制器、补液管、第一杜瓦罐和第二杜瓦罐；
6.所述液氮泵控制器，与所述工控机连接，被配置为基于所述工控机的补液指令控制所述液氮泵加热棒加热所述液氮罐，以提高所述液氮罐的内部压力；
7.所述补液管，其一端接入所述液氮罐内，另一端接入所述第一杜瓦罐内，以在补液过程中，在所述液氮罐的内部压力的作用下，将所述液氮罐内的液氮导入所述第一杜瓦罐中；
8.所述第一杜瓦罐，其与所述第二杜瓦罐之间设置有连通器，以在补液过程中通过所述连通器保持所述第一杜瓦罐的液面高度与所述第二杜瓦罐的液面高度一致；
9.所述第二杜瓦罐，不封口，其内设置有用于进行芯片测试的测试平台，其通过所述连通器与所述第一杜瓦罐连接，以在补液过程中，保持所述第二杜瓦罐的液面维持在目标高度。
10.在一些实施例中，所述补液管，其一端伸入所述液氮罐的底部，另一端伸入所述第一杜瓦罐的底部。
11.在一些实施例中，所述液氮泵加热棒，设置在所述液氮罐内，其靠近所述液氮罐底部的一端设置有第一温度传感器，其远离所述液氮罐底部的一端设置有压力传感器；
12.所述液氮泵控制器，还被配置为基于获取所述第一温度传感器的温度值和所述压力传感器的压力值，在获取的压力值超过第一预设压力阈值的情况下，控制停止所述液氮泵加热棒，在获取的压力值低于第二预设压力阈值的情况下，控制启动所述液氮泵加热棒，以及在获取的温度值超过第一预设温度阈值的情况下，进行液氮罐低液位报警。
13.在一些实施例中，还包括：电磁阀，设置在所述补液管的管路上，根据所述液氮泵控制器的指令完成打开或关闭，以执行补液或停止补液。
14.在一些实施例中，还包括第二温度传感器，液位计和数据采集模块：
15.所述第二温度传感器和所述液位计均设置在所述第一杜瓦罐内；
16.所述数据采集模块，用于基于所述第二温度传感器和所述液位计采集所述第一杜瓦罐的温度和液位，并上传至所述工控机；
17.所述工控机，还被配置为在获取的所述第一杜瓦罐的液位低于第一液位阈值的情况下，向所述液氮泵控制器发出补液指令，在获取的所述第一杜瓦罐的液位高于第二液位阈值的情况下，向所述液氮泵控制器发出停止补液指令。
18.在一些实施例中，所述工控机，还被配置为在获取的所述第一杜瓦罐的温度低于第二预设温度阈值的情况下，发出所述第一杜瓦罐的溢液报警。
19.本发明实施例通过设置加热装置，液氮泵控制器，补液管，第一杜瓦罐以及第二杜瓦罐，在需要补液的情况下，通过液氮泵控制器控制加热装置进行加热，并通过补液管将液氮引入第一杜瓦罐中，进一步通过第一杜瓦罐和第二杜瓦罐之间的连通器完成对第二杜瓦罐的补液工作，本公开的液氮补给控制装置，用以替代人工加注液氮，保证执行测试操作的杜瓦罐内的液氮始终浸没芯片，提高芯片测试的准确性和便捷性。
20.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
21.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
22.图1为本公开的液氮补给控制装置的基本结构示意图；
23.图2为本公开的液氮补给控制装置的基本工作流程图。
具体实施方式
24.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
25.本公开实施例提供一种液氮补给控制装置，如图1所示，包括：工控机14、液氮罐4、液氮泵加热棒2、液氮泵控制器5、补液管7、第一杜瓦罐11和第二杜瓦罐13。
26.所述液氮泵控制器5，与所述工控机14连接，被配置为基于所述工控机14的补液指令控制所述液氮泵加热棒2加热所述液氮罐4，以提高所述液氮罐4的内部压力。也即在需要补液的情况下，本公开的液氮补给控制装置可以通过工控机14向液氮泵控制器5发出控制指令，从而控制液氮泵加热棒2加热液氮罐4，液氮罐4受热之后在液氮罐4内形成内部压力，从而通过补液管7引出液氮罐4。
27.所述补液管7，其一端接入所述液氮罐4内，另一端接入所述第一杜瓦罐11内，以在补液过程中，在所述液氮罐4的内部压力的作用下，将所述液氮罐4内的液氮导入所述第一
杜瓦罐11中。
28.所述第一杜瓦罐11，其与所述第二杜瓦罐13之间设置有连通器12，以在补液过程中通过所述连通器12保持所述第一杜瓦罐11的液面高度与所述第二杜瓦罐13的液面高度一致。本公开中第一杜瓦罐11可以通过设置端盖来封口，同时在端盖上设置通气孔，来保证第一杜瓦罐11的气压与大气压保持一致。本公开的液氮补给控制装置进一步设置第一杜瓦罐11从而可以用于对补液的过程实现监测，可以通过第一杜瓦罐11内向第二杜瓦罐13进行补液，从而为第二杜瓦罐13(操作杜瓦罐)补液，维持其液面在预设的高度范围内。
29.所述第二杜瓦罐13，不封口，其内设置有用于进行芯片测试的测试平台，其通过所述连通器12与所述第一杜瓦罐11连接，以在补液过程中，保持所述第二杜瓦罐13的液面维持在目标高度。在低温环境中测试芯片的电学性能，测针机构需从垂直方向对液氮杜瓦罐内的芯片进行扎针测试芯片的电流信号，因此第二杜瓦罐13不封口，并且通过第一杜瓦罐11与第二杜瓦罐13之间的连通器12保证了补液过程的稳定平顺。
30.本发明实施例通过设置加热装置，液氮泵控制器，补液管，第一杜瓦罐以及第二杜瓦罐，在需要补液的情况下，通过液氮泵控制器控制加热装置进行加热，并通过补液管将液氮引入第一杜瓦罐中，进一步通过第一杜瓦罐和第二杜瓦罐之间的连通器完成对第二杜瓦罐的补液工作，本公开的液氮补给控制装置，用以替代人工加注液氮，保证执行测试操作的杜瓦罐内的液氮始终浸没芯片，提高芯片测试的准确性。
31.在一些实施例中，所述补液管7，其一端伸入所述液氮罐4的底部，另一端伸入所述第一杜瓦罐11的底部。考虑到液氮的挥发特性，本公开中将补液管7伸入液氮罐4的底部以及另一端伸入第一杜瓦罐11的底部，从而能够减小补液过程中液氮的挥发，提高补液效率。
32.在一些实施例中，还包括：电磁阀6，设置在所述补液管7的管路上，根据所述液氮泵控制器5的指令完成打开或关闭，以执行补液或停止补液。本公开中补液动作可以在液氮泵加热棒2进行加热后，通过液氮泵控制器5控制电磁阀6打开，从而完成补液动作，并且根据压力传感器3的压力值能够进一步控制补液管7中的液氮的流速，进一步保证流向第一杜瓦罐11的液氮速度平稳。
33.在一些实施例中，所述液氮泵加热棒2，设置在所述液氮罐4内，其靠近所述液氮罐4底部的一端设置有第一温度传感器1，其远离所述液氮罐4底部的一端设置有压力传感器3。
34.所述液氮泵控制器5，还被配置为基于获取所述第一温度传感器1的温度值和所述压力传感器3的压力值，在获取的压力值超过第一预设压力阈值的情况下，控制停止所述液氮泵加热棒2，在获取的压力值低于第二预设压力阈值的情况下，控制启动所述液氮泵加热棒2，以及在获取的温度值超过第一预设温度阈值的情况下，进行液氮罐低液位报警。本公开的液氮补给控制装置所包括的液氮泵控制器5和工控机14均可以具有数据处理能力，本示例中可以将第一温度传感器1以及压力传感器3所采集的信号通过工控机传输给工控机14，也可以直接在液氮泵控制器5进行信号处理，具体的方式在此不做一一限定。由于补液过程中液氮罐4的上部为氮气，而中下部为液氮，由此本技术中液氮泵加热棒2，在其靠近所述液氮罐4底部的一端设置有第一温度传感器1，其远离所述液氮罐4底部的一端设置有压力传感器3，从而能够便捷采集到相应的压力信号和温度信号。本公开中还提出通过监测液氮罐4内的压力值来控制液氮泵加热棒2的启停，以及通过监测液氮罐4内的温度值来确定
液氮罐的液位，而并非通过设置液位传感器来进行监测，通过控制压力值，能够有效提高补液管中液氮的流速的平稳性，从而持续保持第二杜瓦罐13能够在期望的范围内，为芯片测试提供一个理想的测试环境。本公开中进一步设计了通过温度传感器监测液氮罐4内的温度值来确定液氮罐的液位，从而在温度高于的情况下，产生液氮罐低液位报警。
35.本示例中进一步基于第一杜瓦罐11对补液过程进行监控。在一些实施例中，还包括第二温度传感器10，液位计9和数据采集模块8：
36.所述第二温度传感器10和所述液位计9均设置在所述第一杜瓦罐11内，例如第二温度传感器10和所述液位计9均可以设置在端盖上，液位计9贴着第一杜瓦罐11的内壁设置。而第二温度传感器10伸入第一杜瓦罐11内即可。
37.所述数据采集模块8，用于基于所述第二温度传感器10和所述液位计9采集所述第一杜瓦罐的温度和液位，并上传至所述工控机14。也即通过第二温度传感器10和液位计9来对第一杜瓦罐11进行监控，具体的在液面高度高于第二温度传感器10的低点的情况下，第二温度传感器10的温度值会降低，从而可以判定出第一杜瓦罐11可能溢出。在一些实施例中，数据采集模块8可以是08adam4117数据采集模块。在一些实施例中，所述工控机14，被配置为在获取的所述第一杜瓦罐11的温度低于第二预设温度阈值的情况下，发出所述第一杜瓦罐11的溢液报警。
38.所述工控机14，还被配置为在获取的所述第一杜瓦罐11的液位低于第一液位阈值的情况下，向所述液氮泵控制器5发出补液指令，在获取的所述第一杜瓦罐11的液位高于第二液位阈值的情况下，向所述液氮泵控制器5发出停止补液指令。
39.本公开进一步提出一种液氮补给控制装置的工作流程，如图2所示，包括：
40.通过工控机14给液氮泵控制器5发出自动补液指令，打开电磁阀6，开启液氮泵加热棒2，通过液氮泵加热棒2加热液氮罐4内的液氮使其汽化，液氮罐4中压力增大，将液氮通过补液管7引入第一杜瓦罐11(中间补液杜瓦罐)。当11中间补液杜瓦罐中液氮到达一定高度后，通过连通器12使得第二杜瓦罐13(操作杜瓦罐)中液氮液面与中间补液杜瓦罐液氮液面高度一致。
41.为了保证液氮罐4的安全，实时读取压力传感器3的数值，当液氮泵压力传感器3数值超过10kpa时，控制加热棒停止工作，压力传感器3低于10kpa时，控制加热棒开启工作。
42.为了监测液氮罐4的液位，实时读取第一温度传感器1的数值，当第一温度传感器1数值大于-196℃时，液氮罐4低液位报警。通过08adam4117数据采集模块8读取差压式液位计9的液位信号来控制液氮液面高度，读取第二液温度传感器10的温度信号来防止液氮从操作杜瓦罐中溢出。
43.实时监测差压式液位计9的液位信号，当液面低于设定阈值时，控制打开液电磁阀6和开启液氮泵加热棒2，开始向中间补液杜瓦罐自动补液。当液位计9采集的液面高于设定阈值时，停止液氮泵加热棒2和关闭电磁阀6，停止向11中间补液杜瓦罐自动补液，从而实现液氮补给自动控制，保证液氮液面高度稳定，使测试芯片始终浸没在液氮中。
44.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该
要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
45.上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
46.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是计算机或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
47.上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。