ITMI20121201A1 - Apparato per la prova termica di un componente elettronico e posaggio per la prova di funzionamento di detto componente elettronico, integrante detto apparato di prova termica - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione di riferisce ad un apparato per la prova termica di un componente elettronico e ad un posaggio per la prova di funzionamento di detto componente elettronico, integrante detto apparato di prova termica.

Il campo di applicazione preferito ma non esclusivo à ̈ relativo alle operazioni di collaudo di componenti elettronici miniaturizzati, in particolare circuiti integrati.

I produttori di circuiti integrati utilizzano apparecchiature molto complesse per provare e collaudare i circuiti stessi. Una parte delicata di tali apparecchiature sono i posaggi su cui si fissano temporaneamente i circuiti in fase di prova. Tali posaggi, generalmente definiti “socket†, comprendono una tasca di posizionamento del circuito integrato per la prova, mezzi di connessione elettrica del circuito integrato posizionato nella tasca di prova ad una macchina di prova del suo funzionamento, un manipolatore munito di apposito organo di trasporto per il posizionamento e la rimozione del circuito integrato dalla tasca di prova, ed un organo pressore mobile tra una posizione di ritegno del circuito integrato nella tasca di prova, ed una posizione di rilascio del circuito integrato, in cui si dispone al di fuori dalla tasca di prova.

Tali posaggi devono consentire un posizionamento preciso del circuito integrato in prova, bloccare stabilmente tale circuito in posizione di prova (e poi sbloccarlo agevolmente a prova terminata), stabilire una connessione elettrica tra i terminali del circuito integrato e quelli della macchina di prova, garantire che in fase di prova il circuito integrato non sia assoggettato a pressioni indebite, nel senso che un afferraggio troppo energico potrebbe influenzarne il comportamento compromettendo la validità della prova, e presentare una vita attiva molto lunga, cioà ̈ consentire un numero molto elevato di cicli di prova di funzionamento.

Ciascun ciclo di prova di funzionamento comprende una fase di inserimento del circuito integrato nella tasca di prova, una fase di fissaggio del circuito integrato nella tasca di prova con stabilimento dei contatti elettrici con i terminali inseriti nel posaggio, la fase di test, generalmente eseguita automaticamente interfacciando tramite un computer la macchina di prova con le connessioni elettriche del posaggio, una fase di rimozione dei vincoli meccanici che fissano il circuito integrato nella tasca di prova, una fase di asportazione del circuito integrato, e una fase di attesa prima dell’inserimento di un nuovo circuito integrato.

Le prove di funzionamento dei circuiti integrati possono avvenire in condizioni statiche, tenendo fermo il circuito integrato in fase di prova, e limitarsi a verificare la funzionalità del circuito integrato, ma le più recenti esigenze dell’industria impongono prove in condizioni particolari, quali sollecitazioni dinamiche, termiche, elettromagnetiche, ambientali, eccetera.

Particolare interesse ha suscitato di recente l’effettuazione di prove termiche con cui il circuito integrato à ̈ sottoposto a temperature predeterminate, durante la prova di funzionamento.

L’esigenza nasce dalla necessità di garantire il buon funzionamento degli apparati elettronici installati in ambienti soggetti a variazioni termiche, come succede ad esempio con le apparecchiature di bordo dei veicoli.

Il modo più efficiente per riscaldare un pezzo alla temperatura desiderata nel più breve tempo possibile consiste nell’immergere quel pezzo in un liquido con alto coefficiente liminare, riscaldato alla temperatura desiderata e presente in quantità tale da possedere una capacità termica abbastanza elevata per non essere a sua volta raffreddato sensibilmente dall’immersione del pezzo freddo.

Tale modalità à ̈ praticamente inutilizzabile per i test del materiale elettronico a causa dei problemi di pulizia, asciugatura, problemi di corto circuito alle connessioni elettriche, ecc.

Altre pratiche utilizzabili sono il riscaldamento per conduzione (contatto con un elemento caldo, generalmente ottenuto riscaldando il posaggio o appoggiando sul pezzo un organo pressore preriscaldato, generalmente per effetto Joule), il riscaldamento per convezione, insufflando aria calda sul pezzo, e il riscaldamento per irraggiamento, ottenuto indirizzando sul pezzo le radiazioni provenienti da pannelli radianti (generalmente all’infrarosso) opportunamente orientati ed alimentati.

Tali pratiche presentano tutte gli stessi inconvenienti, vale a dire un eccessivo dispendio di tempo ed energia per il fatto che il riscaldamento interessa anche il posaggio, ed implica poi una fase di raffreddamento dello stesso, una regolazione precisa della temperatura eccessivamente complicata allorché nei casi di conduzione e convezione à ̈ quasi impossibile interrompere nettamente la fase di riscaldamento una volta raggiunta la temperatura desiderata a causa dell’inerzia termica delle masse in gioco, mentre nel caso dell’irraggiamento à ̈ estremamente difficile dirigere le radiazioni solo sul bersaglio voluto.

L’insieme di tutte queste concause à ̈ tale che generalmente si evita di effettuare in serie le prove a temperature diverse, ma si sceglie di effettuare più prove, ciascuna ad una sola temperatura, ciascuna su un posaggio diverso ed a volte addirittura su macchine di prova diverse, con forte dispendio di mezzi, duplicazione o triplicazione di impianti e moltiplicazione delle fasi di manipolazione (selezione, afferraggio, inserimento nel posaggio, contattazione, ecc.).

Compito tecnico che si pone la presente invenzione à ̈ quello di fornire un apparato per il riscaldamento selettivo e controllato di un componente elettronico già inserito in un opportuno posaggio, essendo detto sistema di riscaldamento integrato o integrabile nel posaggio stesso, ed essendo il posaggio interfacciato elettricamente con la macchina di prova, il tutto finalizzato a porre rimedio agli inconvenienti lamentati della tecnica nota.

Nell’ambito di questo compito tecnico, uno scopo dell’invenzione à ̈ quello di fornire un apparato per la prova termica di un componente elettronico, che garantisca l’esecuzione della prova termica in modo rapido, poco dispendioso dal punto di vista dei consumi energetici, e preciso nella regolazione della temperatura.

Altro scopo dell’invenzione à ̈ quello di fornire un posaggio integrante un apparato per la prova termica di un componente elettronico tale che, mentre il componente elettronico à ̈ posizionato in una tasca del posaggio per la prova del suo funzionamento in cui à ̈ connesso elettricamente ad una macchina di prova del suo funzionamento, si possa eseguire un ciclo di prova termica nel più breve tempo possibile e con la maggior precisione possibile.

Altro scopo dell’invenzione à ̈ quello di fornire un posaggio integrante un apparato per la prova termica di un componente elettronico tale da consentire l’effettuazione in rapida successione sullo stesso posaggio di prove a temperature diverse.

Il compito tecnico, nonché questo ed altri scopi sono conseguiti, conformemente all’invenzione, da un apparato per la prova termica di un componente elettronico, caratterizzato dal fatto di comprendere una sorgente emettitrice di energia radiante sotto forma di fascio laser ad elevata potenza, ed un sistema ottico di formatura del fascio laser disposto e configurato per defocalizzare il fascio laser ed indirizzarlo in modo tale da irraggiare selettivamente ed uniformemente la superficie del componente per l’esecuzione di un ciclo termico rapido.

La presente invenzione rivela anche un posaggio per la prova di funzionamento di un componente elettronico, integrato con un siffatto apparato per la prova termica del componente elettronico. Almeno quando il componente elettronico à ̈ un circuito integrato, il posaggio comprende preferibilmente una tasca di posizionamento del circuito integrato per la prova, mezzi di connessione elettrica del circuito integrato posizionato nella tasca di prova ad una macchina di prova del suo funzionamento, ed almeno un organo pressore mobile tra una posizione di ritegno del circuito integrato nella tasca di prova, ed una posizione di rilascio del circuito integrato, in cui à ̈ collocato esternamente alla tasca di prova. Il sistema considerato presuppone che la macchina di prova sia dotata di un manipolatore per il collocamento e la rimozione del circuito integrato nella/dalla tasca di prova.

Altri aspetti importanti dell’invenzione sono riferiti nelle rivendicazioni dipendenti di seguito riportate.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita ma non esclusiva dell’apparato di prova termica e del posaggio in cui à ̈ integrato l’apparato di prova termica secondo il trovato, illustrata a titolo indicativo e non limitativo nei disegni allegati, in cui:

la figura 1 mostra schematicamente una possibile costruzione per un posaggio per un circuito integrato, che integra un apparato di prova termica conforme all’invenzione, con evidenziato il percorso ottico del fascio laser di potenza;

la figura 2 mostra un dettaglio della torretta 9 che, in questa forma realizzativa, presenta una scanalatura sagomata (camma aperta) che guida l’organo pressore in un moto lungo una opportuna traiettoria tridimensionale tale da consentirgli, quando ritratto, di non ostacolare l’inserimento dell’integrato in prova, e quando avanzato di trattenere tale integrato nella tasca;

la figura 3 mostra il posaggio di figura 1 con evidenziato il percorso ottico del fascio laser di sicurezza;

la figura 4 mostra il percorso ottico del fascio laser ad elevata potenza;

Con riferimento alle figure citate, à ̈ illustrato un apparato per la prova termica di un componente elettronico, comprendente una sorgente 1, ad esempio un diodo laser, per l’emissione di energia radiante sotto forma di fascio laser 2 ad elevata potenza, ed un sistema ottico 3 di formatura del fascio laser 2, disposto e configurato per defocalizzare il fascio laser 2 ed indirizzarlo in modo tale da irraggiare selettivamente ed uniformemente la superficie del componente elettronico per l’esecuzione di un ciclo termico rapido.

Di seguito si farà riferimento al caso specifico in cui il componente elettronico à ̈ un circuito integrato 4, ma l’apparato più in generale può essere applicato per la prova termica di un qualunque componente elettronico miniaturizzato.

L’invenzione supera un pregiudizio tecnico facendo un utilizzo della tecnologia laser contrario a quello tradizionale, in quanto anziché focalizzare un fascio laser per concentrare l’apporto energetico in un punto preciso opera una defocalizzazione del fascio laser atta ad apportare calore radiante non distruttivo uniformemente distribuito sulla superficie esposta dell’oggetto da riscaldare.

I mezzi di formatura comprendono preferibilmente almeno una lente 5 (fig. 4) per la defocalizzazione del fascio laser 2 (fig. 1). La lente 5 in una versione preferita ma non esclusiva à ̈ di tipo asferico.

La lente 5 vantaggiosamente à ̈ posta ad una distanza di lavoro diversa dalla propria distanza focale.

Preferibilmente la lente 5 presenta un trattamento superficiale antiriflesso alla lunghezza d’onda del fascio laser 2.

Preferibilmente i mezzi di formatura comprendono anche almeno una ulteriore lente (non mostrata) per la modifica della divergenza del fascio laser 2.

In cascata ai mezzi di formatura può essere previsto, se necessario, anche almeno un prisma ottico 6 per il reindirizzamento del fascio laser 2 di potenza.

Con riferimento almeno al caso in cui il componente elettronico à ̈ un circuito integrato, à ̈ previsto un posaggio per la prova di funzionamento in cui à ̈ integrato l’apparato di prova termica, comprendente una tasca 7 dove à ̈ posizionabile il pezzo 4 per la prova, mezzi (non mostrati) di connessione elettrica del pezzo 4 posizionato nella tasca di prova 7 ad una macchina di prova del suo funzionamento, ed almeno un organo pressore 8 di ritegno del pezzo 4 nella tasca 7.

Il fascio laser 2 preferibilmente presenta in questa specifica applicazione una potenza nell’ordine di qualche centinaio di mW ed una lunghezza d’onda scelta sulla base della tipologia di resina di cui à ̈ costituito il pezzo 4 stesso in modo tale da massimizzare il trasferimento di potenza ottica dalla sorgente 1 al pezzo 4 minimizzando contemporaneamente la riflessione del fascio laser 2 di potenza incidente sulla superficie del pezzo 4.

Il pezzo 4 à ̈ assoggettato pertanto ad una caratterizzazione spettroscopica preliminare per determinare la lunghezza d’onda alla quale l’efficienza di trasferimento di energia à ̈ massima. Nella specifica applicazione si à ̈ trovato conveniente scegliere una lunghezza d’onda nel vicino IR.

La scelta preferenziale di un diodo da usare come sorgente 1 Ã ̈ dettata invece da motivi di ingombro ridotto e di efficienza di emissione elevata.

Per consentire la prova termica del pezzo 4 mentre quest’ultimo à ̈ collegato elettricamente alla macchina di prova del suo funzionamento, il posaggio deve essere complessivamente abbastanza maneggevole e resistente da consentirne il riscaldamento e il raffreddamento senza deterioramenti strutturali e mantenendo la connessione elettrica con la macchina di prova.

L’organo pressore 8 dal canto suo deve garantire un afferraggio tanto stabile da non modificarsi durante le variazioni termiche che seppur in modo estremamente limitato interessano anche il posaggio stesso oltre al pezzo 4, pur senza sovrasollecitare meccanicamente il pezzo 4 stesso.

L’organo pressore 8 à ̈ supportato da una torretta 9 ed à ̈ azionabile in modo guidato tra una posizione di ritegno del pezzo 4 in posizione precisa nella tasca 7, ed una posizione di rilascio.

L’azionamento dell’organo pressore 8 può essere ad esempio di tipo meccanico o pneumatico e in questo ultimo caso può comprendere in particolare un cilindro 10, realizzato nella torretta 9, in cui à ̈ scorrevole uno stantuffo 11, animato da moto traslante o rototraslante lungo l’asse del cilindro 10 allo scopo di potersi ritrarre per non ostacolare le fasi di carico e scarico del pezzo 4 in prova. Allo stantuffo 11 à ̈ collegato un perno 12 a cui à ̈ a sua volta solidale l’organo pressore 8. Il perno 12 à ̈ impegnato scorrevolmente lungo una camma 13 ricavata attraverso lo spessore di parete laterale del cilindro 10 per la trasformazione dello spostamento rototraslatorio dello stantuffo 11 in uno spostamento rototraslatorio dell’organo pressore 8 tra la posizione di ritegno del pezzo 4 nella tasca 7 e la posizione di rilascio in cui à ̈ ritratto nella o verso la torretta 9 per non interferire con l’organo di trasporto presente sul manipolatore.

Naturalmente può essere previsto un azionamento di qualunque altro tipo per l’organo pressore 8, rientrante nell’ambito del più generale concetto rivendicato.

Per tenere conto degli ingombri propri dell’apparato di prova termica e del manipolatore del pezzo 4, il sistema ottico di formatura 3 del fascio laser 2 à ̈ montato su una struttura di supporto 19 posizionata lateralmente alla tasca 7, ed à ̈ pertanto richiesta la presenza del prisma ottico 6 per la deviazione del fascio laser 2 sul pezzo 4.

Il prisma ottico 6 à ̈ montato sull’organo pressore 8, più precisamente in una cavità 14 di passaggio per il fascio laser 2 che si estende per tutto l’asse longitudinale dell’organo pressore 8.

Il prisma ottico 6 presenta una prima faccia 21 rivolta verso la sorgente 1 quando l’organo pressore 8 à ̈ nella posizione di ritegno del pezzo 4 nella tasca 7, una seconda faccia 22 opportunamente inclinata (nell’esempio di 45°) rispetto alla prima faccia 21, ed una terza faccia 23 ortogonale alla prima faccia e rivolta verso la tasca di prova 7 quando l’organo pressore 8 à ̈ nella posizione di ritegno del pezzo 4 nella tasca 7.

La cavità 14 presenta una prima finestra 14a che espone direttamente al fascio laser 2 proveniente dal sistema ottico di formatura 3 la prima faccia 21 del prisma ottico 6, ed una seconda finestra 14b che espone direttamente al pezzo 4 posizionato nella tasca 7 la terza faccia 23 del prisma ottico 6, da cui fuoriesce il fascio laser 2 riflesso.

Il posaggio, nella specifica applicazione, prevede anche un sistema di sicurezza per evitare che il fascio laser di potenza 2 possa danneggiare l’occhio umano.

Il sistema di sicurezza comprende un emettitore di luce 16 (fig. 3) ed un rivelatore di luce 17, montati preferibilmente sulla struttura di supporto 19 ai lati del sistema ottico 3 di formatura del fascio laser 2 di potenza.

In questa applicazione, ma non necessariamente, l’emettitore 16 à ̈ ancora una volta un emettitore di un fascio laser di sicurezza 18. L’emettitore 16 e il rilevatore 17 sono orientati lungo due linee convergenti che, quando l’organo pressore 8 à ̈ nella corretta posizione di ritegno del pezzo 4 e il prisma ottico 6 à ̈ nella sua corretta posizione di lavoro sull’organo pressore 8, si incontrano sulla prima faccia 21 del prisma ottico 6 , ed in questa condizione l’angolo di incidenza e l’angolo di riflessione del fascio laser di sicurezza 18 sono tali che il fascio laser di sicurezza 18 riflesso viene rivelato dal rivelatore 17.

Il rilevamento in posizione scorretta, da parte del rilevatore 17, del fascio laser di sicurezza 18 riflesso indica che l’organo pressore 8 non à ̈ al posto giusto e/o che il prisma ottico 6 si à ̈ spostato e/o che il prisma ottico 6 à ̈ sporco.

Vista la compresenza del fascio laser 2 di potenza, à ̈ preferibile utilizzare un fascio laser di sicurezza 18 avente una differente lunghezza d’onda, ad esempio situata nel visibile anche per dare un riscontro immediato all’operatore. Naturalmente il rivelatore 17 presenta una sensibilità selettiva alla lunghezza d’onda del fascio laser di sicurezza 18 ed à ̈ praticamente insensibile alla lunghezza d’onda del fascio laser 2 di potenza. Ciò permette di valutare il corretto posizionamento del prisma ottico 6 anche durante la fase di riscaldamento del pezzo 4, per procedere eventualmente immediatamente allo spegnimento della sorgente 1 qualora si verifichi un’anomalia.

In sintesi la predisposizione e l’esecuzione della prova di funzionamento del pezzo 4 assoggettato ad un ciclo di prova termica avvengono nel modo seguente.

All’inizio il circuito integrato 4 à ̈ supportato dal manipolatore attraverso l’organo di trasporto, generalmente una sorta di ventosa ad aspirazione. Il manipolatore non rientra nel presente trovato e non fa parte del posaggio, ma à ̈ generalmente parte della macchina di prova. Il manipolatore muove l’organo di trasporto in modo da inserire il circuito integrato 4 nella tasca 7 dove sono predisposti i contatti elettrici per la verifica circuitale del circuito integrato 4. La tasca 7 à ̈ dotata preferibilmente di bordi inclinati per facilitare l’inserimento ed il centraggio del circuito integrato 4.

Quando il circuito integrato 4 à ̈ in posizione nella tasca 7, entra in azione ciascun organo pressore 8 previsto, che blocca il circuito integrato 4, mentre l’organo di trasporto presente sul manipolatore si allontana lasciando il circuito integrato 4 bloccato nella tasca 7. L’organo di trasporto ha un ingombro compatibile con le dimensioni della tasca 7 e di ciascun organo pressore 8 previsto, così che sia possibile almeno un istante di ricoprimento durante il quale il circuito integrato 4 à ̈ tenuto in posizione sia dall’organo di trasporto che da ciascun organo pressore 8 previsto.

Il moto di ciascun organo pressore 8 montato a bordo del posaggio, Ã ̈ asservito, o comunque correlato al moto del manipolatore in modo da consentire i necessari sincronismi.

Il pezzo 4, mentre si trova nella tasca 7 ed à ̈ in contatto elettrico con la macchina di prova del suo corretto funzionamento, viene assoggettato alla prova termica ad una temperatura prefissata.

Il pezzo 4 può essere assoggettato a prove termiche in rapida sequenza a varie temperature, ad esempio almeno prova a temperatura ambiente e subito dopo una prova ad una temperatura più elevata (ad esempio 80 °C).

Per la prova termica il fascio laser 2 viene defocalizzato in modo da irradiare uniformemente la superficie esposta del pezzo 4 con un valore di irradianza (espresso in W/m<2>) calibrato, e conseguentemente riscaldare uniformemente anche il volume del pezzo 4. Risulta fondamentale calibrare il valore dell’irradianza per ottenere il riscaldamento desiderato senza causare un deterioramento del pezzo 4.

La defocalizzazione del fascio laser 2 avviene mediante l’ausilio della lente 5 posta ad una distanza di lavoro diversa dalla distanza focale. In questo modo à ̈ possibile imporre al fascio laser 2 una divergenza che, in funzione della distanza tra la sorgente 1 ed il pezzo 4 da riscaldare, permette di ottenere il livello di irradianza desiderato. L’utilizzo di una lente 5 con lunghezza focale ridotta e con apertura numerica elevata permette di intercettare la maggior quantità possibile di radiazione emessa dall’area attiva del diodo che funge da sorgente 1, incrementando così l’efficienza del processo di riscaldamento.

Poiché il fascio laser 2 emesso dal diodo agente da sorgente 1 à ̈ per sua natura fortemente divergente e presenta angoli di divergenza diversi sui due assi ortogonali tra loro e normali alla direzione di propagazione del fascio laser 2, la formatura del fascio laser 2 mediante la sola lente 5 comporta un allungamento dello spot del fascio laser 2 in una delle due direzioni. Se adeguatamente sfruttato, anche tale comportamento del fascio laser 2 permette di uniformare efficacemente l’irradianza sulla superficie esposta del pezzo 4.

Qualora sia necessario, à ̈ tuttavia possibile prevedere anche un’ulteriore lente, ad esempio di tipo cilindrico, per modificare la divergenza su uno solo dei due assi, agendo quindi in modo differenziato sulla divergenza iniziale del fascio laser 2.

All’uscita del sistema ottico di formatura, il fascio laser 2 percorre un tratto in aria libera.

Il sistema di rinvio del fascio laser 2, costituito dal prisma ottico 6 eventualmente dotato di trattamento antiriflesso sulla prima superficie incontrata dal fascio laser 2, mediante il fenomeno della riflessione interna totale (TIR) rinvia la totalità del fascio laser 2 in direzione normale a quella di ingresso nel prisma ottico 6. In sostanza il fascio laser 2 entra attraverso la prima faccia 21 del prisma ottico 6, viene riflesso con un angolo di 90° dalla seconda faccia 22 del prisma ottico 6, e fuoriesce attraverso la terza faccia del prisma ottico 6. La riflessione interna totale si dimostra più efficiente dal punto di vista energetico rispetto a soluzioni ottiche basate su specchi.

Il fascio laser 2 viene focalizzato prima dell’ingresso nel prisma ottico 6 per limitare la dimensione dello spot del fascio laser 2 in corrispondenza della prima faccia 21 del prisma ottico 6. Ciò garantisce la massima trasmissione della potenza ottica nel prisma ottico 6 e quindi verso il pezzo 4.

A valle del prisma ottico 6 il cammino ottico percorso dal fascio laser 2 si sviluppa in parte lungo la cavità 14 dell’organo pressore 8. Poiché la cavità 14 dell’organo pressore 8 vantaggiosamente ha un diametro costante sulla lunghezza dell’organo pressore 8, il fascio laser 2 in regime divergente ottiene la massima dimensione possibile dello spot sulla superficie del pezzo 4 limitando le perdite dovute all’effetto “diaframma†della cavità 14.

Eventualmente per rendere estremamente uniforme il riscaldamento del dispositivo e per non investire direttamente con la radiazione laser il dispositivo (ad esempio nel caso di test di dispositivi sensibili alle radiazioni) può essere inserita all’interno del pressore ed in prossimità del dispositivo una sottile lamina di materiale ad alta conducibilità termica la quale, riscaldata dal laser, determina il riscaldamento del dispositivo.

Durante la prova termica il sistema di sicurezza monitora il corretto posizionamento del prisma ottico 6.

Il fascio laser di sicurezza 18 à ̈ focalizzato sulla prima faccia 21 del prisma ottico 6, in modo da minimizzare la diffusione del fascio laser di sicurezza 18 ad opera dell’organo pressore 8 che supporta il prisma ottico 6. Ciò permette di massimizzare il contributo del fascio laser di sicurezza 18 riflesso dall’interfaccia aria-vetro e di evidenziare quindi rapidamente eventuali anomalie di posizionamento dell’organo pressore 8 con il prisma ottico 6 integrato. Un abbassamento eccessivo del livello di potenza ottica rivelata dal fotodiodo agente da rivelatore 17, posto in direzione della riflessione geometrica del fascio laser di sicurezza 18, indica uno spostamento del prisma ottico 6 o un non corretto posizionamento dell’organo pressore 8. Eventualmente, mediante opportuna elettronica di pilotaggio del fotodiodo agente da rivelatore 17, à ̈ possibile anche evidenziare livelli eccessivi di potenza riflessa dal prisma ottico 6, ad indicare la necessità di pulizia dell’interfaccia ottica.

Il sistema di accensione del laser di potenza à ̈ subordinato alla ricezione del livello corretto di potenza da parte del fotodiodo di sicurezza; qualora tale valore di soglia non venga raggiunto, viene inibita l’accensione della sorgente 1 del fascio laser 2, garantendo così la messa in sicurezza rispetto a deflessioni non desiderate del fascio laser 2.

Dopo i test termici con procedimento inverso il manipolatore torna ad afferrare il pezzo 4, ciascun organo pressore 8 si ritira dalla tasca 7, e il pezzo 4 viene estratto dalla tasca 7.

Si à ̈ trovato con la presente invenzione un posaggio equipaggiato in modo tale da poter riscaldare un componente elettronico miniaturizzato in prova mentre questo si trova nel posaggio ed à ̈ in connessione elettrica con la macchina di prova. Il posaggio ha dimensioni ed interfacce perfettamente intercambiabili con un posaggio già in uso, così da poter utilizzare appieno i potenziali e le attrezzature delle macchine di prova esistenti.

L’apparato di prova termica proposto à ̈ in grado di riscaldare il componente elettronico miniaturizzato senza disperdere energia verso altre parti meccaniche del posaggio, ed il calore immesso può essere indirizzato e modulato con estrema precisione.

Per la regolazione della temperatura à ̈ molto facile iniziare, interrompere e/o modulare il flusso di energia del fascio laser di potenza.

Poiché l’afflusso energetico à ̈ modulabile e può essere relativamente intenso, il principio di scambio termico à ̈ radiativo e distribuito su tutta la superficie del pezzo da riscaldare, e non vi à ̈ dispersione di calore al posaggio, il tempo di riscaldamento à ̈ ridotto al minimo.

Dato che si evita il riscaldamento del posaggio, si elimina il tempo necessario al suo raffreddamento.

Eventuali tracce di calore trasmesse per conduzione dal pezzo riscaldato al posaggio freddo sono facilmente asportabili ad esempio con aria di pulizia senza aumentare i tempi di ciclo.

L’apparato di prova termica così concepito à ̈ suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo; inoltre tutti i dettagli sono sostituibili da elementi tecnicamente equivalenti.

In pratica i materiali utilizzati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi a secondo delle esigenze e dello stato della tecnica.

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparato per la prova termica di un componente elettronico, caratterizzato dal fatto di comprendere una sorgente (1) emettitrice di energia radiante sotto forma di fascio laser (2) ad elevata potenza, ed un sistema ottico (3) di formatura del fascio laser (2) disposto e configurato per defocalizzare il fascio laser (2) ed indirizzarlo in modo tale da irraggiare selettivamente ed uniformemente la superficie del componente per l’esecuzione di un ciclo termico rapido.
2. 2. Apparato per la prova termica di un componente elettronico secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di formatura comprendono almeno una lente (5) per la defocalizzazione del fascio laser (2).
3. 3. Apparato per la prova termica di un componente elettronico secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detta lente (5) Ã ̈ posta ad una distanza di lavoro diversa dalla propria distanza focale.
4. 4. Apparato per la prova termica di un componente elettronico secondo una qualunque rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detta lente (5) presenta un trattamento superficiale antiriflesso alla lunghezza d’onda del fascio laser (2).
5. 5. Apparato per la prova termica di un componente elettronico secondo una qualunque rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detta sorgente (1) comprende almeno un diodo laser.
6. 6. Apparato per la prova termica di un componente elettronico secondo una qualunque rivendicazione da 2 a 5, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di formatura comprendono almeno una ulteriore lente per la modifica della divergenza del fascio laser (2).
7. 7. Apparato per la prova termica di un componente elettronico secondo una qualunque rivendicazione da 2 a 6, caratterizzato dal fatto che in cascata ai mezzi di formatura sono previsti mezzi per il reindirizzamento del fascio laser, comprendenti un prisma ottico (6) opportunamente posizionato sulla traiettoria del fascio laser (2).
8. 8. Posaggio per la prova di funzionamento di un componente elettronico, caratterizzato dal fatto di essere integrato con un apparato per la prova termica del detto componente elettronico conforme ad una o più rivendicazioni precedenti.
9. 9. Posaggio per la prova di funzionamento di un componente elettronico secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto componente elettronico à ̈ un circuito integrato (4), e dal fatto di comprendere una tasca (7) di posizionamento del circuito integrato (4) per la prova, mezzi di connessione elettrica del circuito integrato (4) posizionato nella tasca di prova (7) ad una macchina di prova del suo funzionamento, tale macchina essendo dotata di un manipolatore per il posizionamento e la rimozione del circuito integrato (4) dalla tasca di prova (7), ed almeno un organo pressore (8), integrato nel posaggio, mobile tra una posizione di ritegno del circuito integrato (4) nella tasca di prova (7), ed una posizione di rilascio del circuito integrato (4), in cui à ̈ collocato esternamente alla tasca di prova (7).
10. 10. Posaggio per la prova di funzionamento di un componente elettronico secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che l’organo pressore (8) presenta una cavità (14) opportunamente dimensionata e conformata per consentire il passaggio del fascio raggio laser (2).
11. 11. Posaggio per la prova di funzionamento di un componente elettronico secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detta cavità (14) comprende due finestre cilindriche disassate di 90°.
12. 12. Posaggio per la prova di funzionamento di un componente elettronico secondo una qualunque rivendicazione da 9 a 11, caratterizzato dal fatto che detta sorgente (1) Ã ̈ posizionata lateralmente alla tasca di prova (7).
13. 13. Posaggio per la prova di funzionamento di un componente elettronico secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto prisma ottico (6) à ̈ montato nella cavità (14) dell’organo pressore (8).
14. 14. Posaggio per la prova di funzionamento di un componente elettronico secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto di comprendere un sistema di sicurezza comprendente un emettitore (16) ed un rivelatore (17) di un fascio di luce di sicurezza (18) orientati lungo due linee convergenti che si incontrano su una faccia (21) del prisma ottico (6), l’angolo di incidenza e l’angolo di riflessione del fascio di luce di sicurezza (18) essendo tali che, quando il prisma ottico (6) à ̈ posizionato correttamente, il fascio di luce di sicurezza (18) riflesso à ̈ rilevato dal rilevatore (17).
15. 15. Posaggio per la prova di funzionamento di un componente elettronico secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto rivelatore (17) à ̈ un fotodiodo presentante una sensibilità selettiva alla lunghezza d’onda del fascio di luce di sicurezza (18) che à ̈ differente dalla lunghezza d’onda del fascio laser (2) ad elevata potenza.