[发明专利]一种基于沉浸式液冷的PCB迭板高精度电气损耗测试装置

说明书

本发明公开一种基于沉浸式液冷的PCB迭板高精度电气损耗测试装置，包括PCB载板、埋设于所述PCB载板中的被测部件、开设于所述PCB载板表面上的安装槽、铺设于所述安装槽底面上并与所述被测部件信号连接的信号传递板，以及安装于所述PCB载板表面上并与测试仪信号连接的信号连接器，所述信号连接器的底面与所述PCB载板的表面紧贴并保持密封，且所述信号连接器底面上的信号引脚与所述信号传递板保持抵接。本发明所公开的基于沉浸式液冷的PCB迭板高精度电气损耗测试装置，能够避免信号连接器的电气特性受到气液相测试环境变化的影响，提高对PCB材料于沉浸式液冷环境中的电气损耗测试结果精确性。

技术领域

本发明涉及PCB技术领域，特别涉及一种基于沉浸式液冷的PCB迭板高精度电气损耗测试装置。

背景技术

随着5G互连与AI技术发展等大数据爆发世代的来临，数据传输量以倍数成长。对于这些数据运算和存储的大数据中心而言，高密度高功率的发展变成一种势不可挡的趋势。但这样的发展需求却带来一个棘手的问题就是散热，传统使用空气冷却散热的风冷系统逐渐出现无法满足设计的现象，而液冷技术因具有更高效率和更低能耗的特色，因此逐渐崭露头角顺势发展。

现阶段的液冷不单只是水冷系统，使用高比热容的液体作为传输介质，可以将IT设备或服务器产生的热量带走以使之冷却，还有一种方式叫做沉浸式或浸没式液冷，其特点是将服务器需要散热的IT设备完全浸没在冷却液体中，藉由液体的循环流动带走IT设备产生的热量，也可以称为直接接触型液冷。将服务器置放在设计的容器中并浸没于特殊的冷却液中，冷却液因为热量而被气化，通过冷凝管路冷却之后循环再利用。此种浸没液冷冷却方式因冷却液和设备充分接触，因此散热冷却效率高，服务器建置容积率大增，再加上没有风扇需求，机房环境噪音低，整体用电能耗相对降低不少。

对于PCB板材特性的测试，连接器件的选择至关重要，必须能够在相关范围内满足测试频率的需求。选定连接器件后还必需确保连接器与PCB之间的结点设计良好，如果不匹配，可能会破坏VNA(Vector Network Analyzer，矢量网络分析仪)信号电缆与PCB传输线路之间所需阻抗的一致性，导致系统回路损耗增大而影响DUT(Device Under Test，被测设备)的特性参数萃取。大部分的连接器制造商都会提供高频连接器的正确布局、布线图设计方式以及传输线路设计和PCB堆叠。其次需要考虑连接器与PCB传输线路之间的结点与配装，因此连接器的过渡连接会产生重大影响，连接不良或结点未对齐的连接器会破坏电感和电容之间的微妙平衡，因而影响结点的阻抗。

对于服务器架构内的电子主动与被动元件而言，主要电气特性的设计与验证都是以工作于空气环境下为主。当服务器使用于沉浸式液冷环境之下，电子元件随之进入冷却液内工作，其电气性能是否有所差异更是关注的焦点。为实现对PCB材料电气损耗特性在沉浸式液冷环境中的测试研究，现有技术中一般将PCB迭板完全沉浸在在冷却液中，再利用VNA仪器发射测试信号，通过信号连接器将测试信号传递到被测部件中，通过其反馈信号完成测试。然而，由于信号连接器的信号端子的电气特性一般在空气中稳定，并与被测部件的电气特征相匹配，比如输入阻抗和节点阻抗一般稳定在50Ω左右，但是，当信号连接器浸没到冷却液中后，信号连接器的信号端子的工作环境产生变化，由气相环境改变为液相环境，环境介电参数Dk值等产生变化，如此将导致信号端子的电气特性发生变化，比如阻抗偏离50Ω等，造成系统回路损耗大幅增加，进而影响被测部件的电气损耗测试结果准确性。

因此，如何避免信号连接器的电气特性受到气液相测试环境变化的影响，提高对PCB材料于沉浸式液冷环境中的电气损耗测试结果精确性，是本领域技术人员所面临的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于沉浸式液冷的PCB迭板高精度电气损耗测试装置，能够避免信号连接器的电气特性受到气液相测试环境变化的影响，提高对PCB材料于沉浸式液冷环境中的电气损耗测试结果精确性。