贾月明，刘路宽，高 岳

( 中国电子科技集团公司第四十五研究所，北京100176)

探针台主要用于器件测试，可提供受控的测量环境，通过探针针尖与芯片焊盘之间的物理接触实现芯片电气性能参数的测试。在硅(Si)、锑化铟(InSb)、砷化铝镓(AlGaAs)等材料制成的量子阱光电探测器的功能参数、工艺参数测试与失效分析中，低温环境是必不可少的检测条件。使用液氮、液氦或其他制冷方法可以获得77 K 或更低温度的测试环境，其中：液氮的沸点为-196 ℃，是无色、透明且易于流动的液体，它既不爆炸也无毒性，是低温技术中最常用的安全冷却剂或预冷剂[1]。在低温探针台的液氮制冷系统中，液氮在输送过程中温度极低，需要采用适宜的保冷结构来减少冷量损失；但液氮管路和保冷材料不可避免地因温度分布不均而产生热应力，对液氮管路的正常运行造成安全隐患。进行液氮管路的保冷设计，研究其运行状态下的应力分布，对液氮管路的安全运行和低温探针台的可靠性具有重要意义。

1 液氮管路的保冷结构

保冷结构[2]一般由防锈层、保冷层、防潮层和保护层组成。液氮管路采用奥氏体不锈钢，其保冷结构无需再设置防锈层，如图1 所示。

图1 液氮管路的保冷结构

保冷层应选择热导率低、吸水率小的材料，可有效地阻止外部的水气向保冷层内部扩散。保冷层选用温度适应范围大于液氮输送温度的材料，同时应具备足够的机械强度，在正常工作状态下不会出现软化、脆裂、老化等现象。……