低温冻断

我国用于极低温区科学研究的制冷设备在相当长一段时期内主要依赖进口。这些制冷设备根据其温区和功能特点的不同而分为几个不同的系列，分别是：（1）温度低至~1 K的氦4减压降温制冷系统；（2）温度低至~300 mK的氦3制冷机；（3）温度低至~10 mK的稀释制冷机；（4）温度低至1 mK以下的核绝热去磁制冷机。其中，氦3制冷机具有在百mK温区制冷功率大的特点，特别适合在该温区开展各类电学、热学和谱学实验，是在建的怀柔综合极端条件实验装置量子调控系统的核心低温设备之一。目前其商业产品主要来自于英国牛津公司和美国Janis等公司。中国科学院物理研究所曾于2021年率先自主研发成功了最低温度达到10mK以下的干式稀释制冷机，消除了固态量子计算研究被“卡脖子”的隐患。最近，在承建怀柔综合极端条件实验装置的过程中，物理所Q02组又自主研发成功了顶部插杆式氦3制冷机，实现了265mK的最低温度，并在300mK实现了200μW的大制冷功率。这些指标均达到了国际同类先进商业产品的水平，并圆满完成了低温强磁场低维电子波谱学实验站的低温工艺验收指标。该氦3制冷机的核心单元在设计、工艺和材料等方面实现了全部国产化，打破了此前我国此类极低温科研仪器设备市场被国外垄断的局面。中国科学院物理研究所自主研发的用于综合极端条件实验装置的顶部插杆式氦3制冷机

自50多年以前就开始为制药企业生产定制的制冷设备。如今，LAUDA已针对制药冻干设备的应用开发了一套低温温控系统。借此可以在 -80 °C 下和缓地冷冻药物。这份订单来自 Martin Christ Gefriertrocknungsanlagen GmbH 公司，该公司是世界的冻干机公司之一，在这一领域拥有70多年的经验。Martin Christ 相信 LAUDA 的专业技术实力能够可靠地提供低温设备。来自 LAUDA HKS部门的Kryopac 二级回路温控系统的专家们，完全按照客户的要求进行规划和制造，提供了所需的冷却能力。 在全球范围内，药品和疫苗对于疾病治疗和人类健康都是最基本的。鉴于许多药物在水中溶解后保质期很短，所以制药行业为了能长期保存药物而使用对产品和缓的冻干法。为了给一家国际性的制药企业制造冻干设备，Martin Christ 很快就找到了LAUDA。除了 LAUDA 的全面专有技术之外，从多年前就开始的成功合作经验也把两家企业紧密的联系在一起。“我们是超低温温度控制专家，在该领域积累了多年的宝贵经验”，LAUDA HKS部门的项目经理Ralph Herbert 强调道。Kryopac制冷系统适应了终端客户的特殊要求。图中显示了完整的系统。（图片：LAUDA） 液态氮可以使温度低至 -115 °C LAUDA Kryopac 二级回路温控系统为冻干机提供精确的温度控制，通过它可以安全地掌控低温反应。对于这台制冷设备特别重要的是，单独控制隔板和冰冷凝器的温度。其核心就是Kryopac 系统 –一台专门为液态氮的挥发而研发的热交换器。液态氮在 -196 °C 时沸腾，因此非常适合作为制冷剂用于要求最低温度的应用。根据Kryopac 设备的结构，在二次冷却回路中可以达到 -115 °C。这样就可以快速而准确地达到冻干机所需要的-80 °C。液氮也是一种不易燃的制冷剂，不仅是终端客户选择，而且也是一般制药行业选择。液氮的其它优点还包括经济因素以及安全和环境技术因素，如低投资成本和无废料。视应用的技术要求而定，可以通过调整 LAUDA 所设计的控制系统来减少氮的需求，并因此明显降低运营成本。使用液氮作为制冷剂允许温度为-196°C。这意味着很快就能达到所需的-80°C。（图片：LAUDA）Kryopac 系统的加热技术源自经受考验、被众多客户所推崇的 LAUDA 传热单元。它产生经过温度控制的液体流，并且以紧凑、完全绝缘以及可以连接开关柜的系统状态交付。优点：不存在热交换器内的冷冻问题。对于 MartinChrist 的客户来说，精确的温度控制、紧凑的结构和极高设备可用性是特别重要的。LAUDAKryopac 二级回路温控系统毫无问题地满足了这些要求。冻干法充分利用了物理现象 因为原始物质的化学性质不会变化，所以冻干法是一种特别具备保护性的保存方法。这样，制药产品中所有的有效成分都可以保持不变。此种类型的保存方式首先应用在实验室、食品工业或考古学的样品制备方面，例如例如保存湿皮革或木材。 Kryopac 设备的冷却系统在- 80°C下以30 kW的冷却能力对装有药物的容器进行冷却，并在两个半小时内冻结药物。在抽成真空的过程中，因生成真空而造成的排气过程，会重新导入热量。因此产生一种物理现象，被称作升华：之前没有液化，但冷冻的水会挥发。药物直接从冷冻状态被干燥。由此产生的水蒸气以冰晶体的形式沉淀在冻干机的冰冷凝器上。Kryopac设备将冰冷凝器的温度保持在 -80 °C。一个完整的冻干过程一般要持续 48 小时。 在将冻干机交付终端客户之前，Kryopac 设备首先在 LAUDA 接受完整的检测，然后作为完整的系统在 Martin Christ 再次接受全面的测试。然而，这并不是合作的终点。鉴于该项目的成功合作和实施，Martin Christ 已订购另外两套LAUDA Kryopac 二级回路温控系统。可以通过一个显示屏直观地设置和操作 LAUDA Kryopac 设备。（图片：LAUDA）处于打开状态的LAUDA Kryopac 二级回路温控系统。交付前，将手工对所有部件进行细致的绝缘处理。（图片：LAUDA）北京德泉兴业商贸有限公司为LAUDA劳达授权代理商。德国劳达在新型的液体恒温设备及高精度的测试领域，劳达处于全球性的行业。劳达具有将近60年的设计生产经验，独特的产品系列覆盖了从全部紧凑型实验室恒温浴到工业级循环冷却设备，可以完全根据客户的需求设计出制冷能力超过400 kW的冷却/加热系统。LAUDA是一家可以确保在全部温度范围内提供合适工作温度的公司。其全球客户超过10,000家。公司在全球100多个国家设有代表处，在 7 个国家设有12家制造厂，在19个国家设立了销售和服务机构，并且具有全球性的代理商网络。公司总部设在德国的韦茨拉尔 (Wetzlar)。关注德泉兴业，了解更多实验室仪器实验信息！

车规级芯片的特殊要求，决定研发企业在芯片设计之初就要考虑多层面问题：芯片架构，IP选择，前端设计，后端实现，各合作伙伴的选择；从设计全周期考虑产品零失效率以及车规质量流程和体系的建立。一套芯片，从设计到测试、到前装量产的每一个环节都有着考验。获得车规级认证也需要花费很长的时间。而在车规级芯片可靠性测试方面，ThermoStream ATS系列高低温测试机有着不同于传统温箱的独特优势：变温速率快，每秒快速升温/降温15°C，实时监测待测元件真实温度，可随时调整冲击气流温度，针对PCB电路板上众多元器件中的某一单个IC(模块)，单独进行高低温冲击，而不影响周边其它器件。伯东inTEST高低温测试机应用于车规级芯片测试案例国际某知名半导体芯片设计公司在汽车行业拥有30年的经验，为汽车电子市场的领先制造商，其产品包括动力系统、车身系统和安全驾驶系统等芯片。不同于一般的半导体或者消费级芯片，车载芯片的工作环境要更为严苛，因此在芯片流片回来后，要经受一系列的功能验证，性能和特性测试，高低温测试，老化测试，模拟长生命周期的压力测试等等，看芯片是否符合相关标准，确保其真正达到车规级。根据客户的要求，在温度上需要考虑零下 40 度到 150 度的极端情况， 同时搭配模拟和混合信号测试仪，设定不同的温度数值, 检查不同温度下所涉及到的元器件或模块各项功能是否正常.经过伯东推荐，合作客户采用美国inTEST高低温测试机ATS-545，测试温度范围 -75 至 +225°C, 输出气流量 4 至 18 scfm, 温度精度 ±1℃, 快速进行在电工作的电性能测试、失效分析、可靠性评估等。通过使用该设备，大幅提高工作效率，并能及时评估研发过程中的潜在问题。高低温测试机 inTEST ATS-545 测试过程:1. 客户根据各自的特定要求，将被测芯片或模块放置在测试治具上, 将 ATS-545 的玻璃罩压在相应治具上 （产品放在治具中）。2. 操作员设置需要测试的温度范围。3. 启动 ThermoStream ATS-545, 利用空压机将干燥洁净的空气通入高低温测试机内部制冷机进行低温处理, 然后空气经由管路到达加热头进行升温,气流通过玻璃罩进入测试腔. 玻璃罩中的温度传感器可实时监测当前腔体内温度。4. 在汽车电子芯片测试平台下，ATS-545快速升降温至要求的设定温度，实时检测芯片在设定温度下的在电工作状态等相关参数，对于产品分析、工艺改进以及批次的定向品质追溯提供确实的数据依据。Temptronic 创立于 1970 年, 在 2000 年被 inTEST 收购, 成为在美国设立的超高速温度环境测试机的首家制造商. 而 Thermonics 创立于1976年, 在 2012 年被 inTEST 收购, 使 inTEST 更强化高低温循环测试以及温度冲击测试领域的实力. 在 2013 年 inTEST Thermal Solutions 用崭新的研发技术发展出独创的温度环境测试机, 将 Temptronic TPO 系列以及 Thermonics PTFS 系列整合进化成 inTEST ThermoStream ATS 超高速温度环境测试系列产品. 上海伯东作为 inTEST 中国总代理, 全权负责 inTEST 新品销售和售后维修服务.