JP2002520630A - Temperature Control of Electronic Devices Using Power Tracking Feedback - Google Patents

Temperature Control of Electronic Devices Using Power Tracking Feedback

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Abstract

(57)【要約】 装置の温度を制御するための方法は、装置の電力消費量に関連したパラメータを測定し、かつ上記装置の温度を制御するために上記パラメータを利用する。これは、熱交換器と、電力モニタと、上記熱交換器の温度設定を制御する回路とによって達成することができる。上記回路は、入力として、電力レベル、熱交換器の温度、及び設定点を用いる。従って、本システムは、温度検出装置がチップの中に、又はチップに対して接続されている必要性を除去し、パッケージではなくて装置の温度に応答し、大きな体積のチップを製造するために用いることができ、温度検出のために装置の大きな表面面積を要求せず、及びチップ電力プロフィールに対する必要を除去する。特に、本システムは設定点を最小限のオーバーシュート又はアンダーシュートで保持することを可能にする。 (57) Abstract: A method for controlling the temperature of a device measures a parameter related to power consumption of the device and utilizes the parameter to control the temperature of the device. This can be achieved by a heat exchanger, a power monitor, and a circuit that controls the temperature setting of the heat exchanger. The circuit uses as input the power level, heat exchanger temperature, and set point. Thus, the present system eliminates the need for a temperature sensing device to be connected into or to the chip, responding to the temperature of the device rather than the package, and producing large volume chips. It can be used, does not require a large surface area of the device for temperature sensing, and eliminates the need for a chip power profile. In particular, the system allows the set point to be kept with minimal overshoot or undershoot.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 (技術分野) 本発明は、概して温度制御の分野に関し、詳述すれば、電力追従帰還作用を利
用して電子装置の温度の制御を行う改良された装置と方法とに関する。
TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates generally to the field of temperature control, and more particularly, to an improved apparatus and method for controlling the temperature of an electronic device using power tracking feedback.

【0002】 (背景技術) 本発明は、電子装置が動作中、または、試験中に当該装置の温度を一定の設定
温度もしくはその近傍に維持する温度制御システムに関するものである。温度が
一定か、または、その近傍にあるときに最適動作を奏する電子装置の一例を二つ
あげれば、パッケージ型集積チップと非パッケージ型、即ち、裸出型チップとが
ある。動作中または試験中でのチップの電力消散量が一定であるか、または、少
ししか変動しないのであれば、チップ温度を一定の設定値に維持することは困難
ではない。このような状況に対処する一方法としては、チップを一定の熱抵抗体
を介して定温度の熱質量に伝熱することがある。しかし、チップの瞬間電力消散
量がチップの動作中または試験中に広範囲にわたって変動するのであれば、チッ
プ温度を定設定値、ないしその近傍の温度に設定することは非常に困難になる。
BACKGROUND OF THE INVENTION [0002] The present invention relates to a temperature control system that maintains the temperature of an electronic device at or near a fixed set temperature during operation or testing. Two examples of electronic devices that perform optimally when the temperature is at or near a constant temperature include a packaged integrated chip and a non-packaged type, that is, a bare chip. If the power dissipation of the chip during operation or test is constant or varies only slightly, it is not difficult to maintain the chip temperature at a constant set value. One way to deal with such a situation is to transfer the chip to a constant temperature thermal mass via a fixed thermal resistor. However, if the instantaneous power dissipation of the chip fluctuates over a wide range during operation or test of the chip, it is very difficult to set the chip temperature to a fixed value or a temperature in the vicinity thereof.

【0003】 広範囲にわたるチップの電力消散量変動に起因するチップ温度の変動に対処す
るために種々の温度奪取システム(temperature forcing systems)が利用されて
いる。帰還法も変動する温度を検出するのに一般に使われているところである。
一般には、熱電対の如くの温度検出装置をチップのパッケージまたはチップその
ものに取り付けているのが通常である。他の方法としては、熱ダイオードの如く
の温度検出装置をチップ回路に集積させている。このような温度検出装置は、チ
ップの温度の変化を検出して温度奪取システムをを適切に調整するように使われ
る。
[0003] Various temperature forcing systems have been utilized to address chip temperature fluctuations due to widespread chip power dissipation fluctuations. Feedback methods are also commonly used to detect fluctuating temperatures.
Generally, a temperature detecting device such as a thermocouple is usually attached to a chip package or the chip itself. Alternatively, a temperature sensing device, such as a thermal diode, is integrated into the chip circuit. Such temperature detectors are used to detect changes in the temperature of the chip and adjust the temperature capture system appropriately.

【0004】 温度検出装置の利用に関しては幾つかの問題点がある。パッケージ型チップの
場合では、外装した熱電対がパッケージ内のチップの温度ではなくて、パッケー
ジの表面温度を検出することがある。電力消散量があるレベルにあると、この温
度差が試験結果に有意なものとなることがある。従って、温度検出器をチップそ
のものに集積化することで斯かる問題に対処しているが、それがかえって別の問
題をもたらしている。チップ製造業者としてはチップに温度検出器を集積化する
のは通常のやり方ではない。チップに集積化すれば、チップごとの温度検出器に
はそれなりの較正要件が付随することになる。以上のことが大量チップ生産に問
題をもたらしている。
There are several problems with using temperature sensing devices. In the case of a packaged chip, an external thermocouple may detect the surface temperature of the package instead of the temperature of the chip in the package. At some level of power dissipation, this temperature difference can be significant to the test results. Therefore, such a problem has been dealt with by integrating the temperature detector into the chip itself, but it has brought another problem. It is not normal practice for chip manufacturers to integrate a temperature detector on a chip. When integrated on a chip, each chip's temperature detector has its own calibration requirements. The above causes problems in mass chip production.

【0005】 挿入式熱電対(thermocouple probe)の如くの、自動試験処置装置に含まれてい
る脱着式温度検出器はこのような問題点の一部に対処すべく工夫されたものであ
る。しかしながら、パッケージ温度とダイ温度との関係については依然と問題が
残る。また、脱着式温度検出器の信頼性についても、大量チップ生産試験結果に
有意な誤差を伴うと言った問題がある。しかも、温度制御に使われる表面が、脱
着式温度検出器に必要な表面と同じであるから、問題が余計に複雑になっている
[0005] Detachable temperature detectors, such as insertion thermocouples, included in automatic test and treatment equipment have been devised to address some of these problems. However, there remains a problem with the relationship between package temperature and die temperature. In addition, there is a problem in that the reliability of the detachable temperature detector involves a significant error in the results of mass chip production test. Moreover, the problem is further complicated by the fact that the surface used for temperature control is the same as that required for the removable temperature sensor.

【0006】 従って、パッケージではなくて、電子装置の温度に応答しうる電子装置用温度
制御装置と方法とが望まれている。また、大量チップ生産に都合よく利用できる
電子装置用温度制御装置と方法も望まれているところである。それに、信頼性の
よい電子装置用温度制御装置と方法も望まれている。更に、電子装置のために大
きな表面面積が取られるようなことのない電子装置用温度制御装置と方法も望ま
れている。また、温度検出装置がチップに集積化されている必要にない、また、
着脱式でチップと接触させる必要のない電子装置用温度制御装置と方法も望まれ
ている。その上、チップの電力プロファイルを収集したり、維持管理したり、利
用する必要もなく、また、自動試験装置、温度奪取システム、試験ソフトなどで
そのような機能を行う必要のない電子装置用温度制御装置と方法もまた望まれて
いる。
Accordingly, there is a need for a temperature controller and method for an electronic device that can respond to the temperature of the electronic device rather than the package. There is also a need for a temperature control device and method for electronic devices that can be conveniently used for mass chip production. There is also a need for a reliable temperature control device and method for electronic devices. There is a further need for a temperature control apparatus and method for electronic devices that does not take up a large surface area for the electronic device. Also, the temperature detection device does not need to be integrated on the chip,
There is also a need for a temperature control device and method for electronic devices that is removable and does not require contact with the chip. Moreover, there is no need to collect, maintain, or use the power profile of the chip, nor is it necessary to perform such functions in automated test equipment, temperature capture systems, test software, etc. for electronic devices. Controllers and methods are also desired.

【0007】 本発明は、前述した諸問題点の一つかそれ以上によりもたらされる影響を回避
、または、少なくとも減少するためになされている。
[0007] The present invention has been made to avoid, or at least reduce, the effects caused by one or more of the problems set forth above.

【0008】 (発明の要旨) 本発明によれば、電子装置用温度制御装置と方法とは、以前に開発されている
電子装置用温度制御装置に付随する諸問題を解消ないし減少するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, an electronic device temperature controller and method eliminates or reduces problems associated with previously developed electronic device temperature controllers. .

【0009】 本発明の一つの利点は、パッケージでなくて電子装置の温度に応答する電子装
置用温度制御装置と方法とが提供されるところにある。 本発明のもう一つの利点は、大量チップ生産に都合よく利用できる電子装置用
温度制御装置と方法とが提供されるところにある。
One advantage of the present invention is that there is provided a temperature control device and method for an electronic device that is responsive to the temperature of the electronic device rather than the package. Another advantage of the present invention is that it provides a temperature control apparatus and method for electronic devices that can be conveniently utilized for mass chip production.

【0010】 本発明のまたもう一つの利点は、信頼性のよい電子装置用温度制御装置と方法
とが提供されるところにある。 本発明の更にもう一つの利点は、電子装置のために大きな表面面積が取られる
ようなことのない電子装置用温度制御装置と方法とが提供されるところにある。
[0010] Yet another advantage of the present invention is that a reliable temperature control apparatus and method for electronic devices is provided. Yet another advantage of the present invention is that it provides a temperature control apparatus and method for electronic devices that does not take up a large surface area for the electronic device.

【0011】 温度検出装置がチップに集積化されている必要にない、また、着脱式でチップ
と接触させる必要のない電子装置用温度制御装置と方法とが提供されるところに
も、本発明の別の利点がある。 また、チップの電力プロファイルを収集したり、維持管理したり、利用する必
要もなく、また、自動試験装置、温度奪取システム、試験ソフトなどでそのよう
な機能を行う必要のない電子装置用温度制御装置と方法とが提供されるところに
も、本発明のまた別の利点がある。
The present invention also provides a temperature control device and method for an electronic device that does not require the temperature detection device to be integrated on the chip, and that does not require the device to be detachably attached to the chip. There is another advantage. Also, there is no need to collect, maintain, or use the power profile of the chip, and it is not necessary to perform such functions with automatic test equipment, temperature capture systems, test software, etc. There are other advantages of the present invention where devices and methods are provided.

【0012】 簡単に説明すると、本発明のある一面によれば、装置の実時間温度を算出する
方法が提供されている。この方法では、装置の実時間電力利用量を測定し、測定
した装置の実時間電力利用量を、その装置の実時間温度に利用しうる値を判定す
るのに利用している。電力利用量は、信号接続線とは違って、一つかそれ以上の
電力接続線を介して装置が利用した電力に関係している。
Briefly, according to one aspect of the present invention, there is provided a method for calculating a real-time temperature of a device. In this method, the real-time power usage of a device is measured, and the measured real-time power usage of the device is used to determine a value available for the real-time temperature of the device. Power usage is related to the power used by the device via one or more power connections, unlike signal connections.

【0013】 簡単に説明すると、本発明の別の面によれば、装置と連結した温度奪取システ
ムを含むシステムにおいて装置の温度を制御する方法が提供されている。この方
法では、装置の電力消費量をも監視し、監視した装置の電力消費量に部分的に基
づいて温度奪取システムの温度を調節し、温度奪取システムで装置温度を制御し
ている。電力消費量は、一つかそれ以上の電力供給源により装置に供給された電
力に関係している。
Briefly, according to another aspect of the present invention, there is provided a method for controlling the temperature of a device in a system including a temperature capture system coupled to the device. In this method, the power consumption of the device is also monitored, and the temperature of the temperature capture system is adjusted based in part on the monitored power consumption of the device, and the device temperature is controlled by the temperature capture system. Power consumption relates to the power supplied to the device by one or more power sources.

【0014】 簡単に説明すると、本発明のもう一つの面によれば、装置の温度を制御するシ
ステムが提供されている。このシステムは、装置による電力消費量に関係のある
パラメータを測定する測定装置と、装置に連結するようになっている熱交換器と
、この熱交換器の設定値を判定する熱制御器とで構成されている。設定値は、部
分的には、装置による電力消費量に関係のある測定パラメータを利用することに
より定めている。熱制御器は測定装置に連結されていて、それと同時に動作する
。パラメータは、装置の温度以外のものであり、電力消費量は、信号接続線とは
違って電力接続線を介して装置が消費した電力である。
Briefly, according to another aspect of the present invention, there is provided a system for controlling a temperature of a device. The system includes a measurement device that measures parameters related to power consumption by the device, a heat exchanger coupled to the device, and a heat controller that determines a set value of the heat exchanger. It is configured. The set value is determined, in part, by utilizing measurement parameters related to power consumption by the device. The thermal controller is connected to the measuring device and operates at the same time. The parameter is other than the temperature of the device, and the power consumption is the power consumed by the device via the power connection unlike the signal connection.

【0015】 簡単に説明すると、本発明のもう一つの別の面によれば、装置の温度を制御す
るシステムが提供されている。このシステムは、装置による電力消費量に関する
パラメータを測定する構造体と、部分的には装置による電力消費量に関する測定
パラメータに基づいて装置の温度を制御する構造体とで構成されている。装置に
よる電力消費量に関するパラメータの測定と装置の温度の制御とは同時に行われ
る。パラメータは、装置の温度以外のものであり、電力消費量は、信号接続線と
は違って電力接続線を介して装置が消費した電力である。
Briefly, according to another aspect of the present invention, there is provided a system for controlling a temperature of a device. The system includes a structure for measuring a parameter related to power consumption by the device and a structure for controlling a temperature of the device based in part on a measurement parameter related to power consumption by the device. The measurement of the parameter relating to the power consumption by the device and the control of the temperature of the device are performed simultaneously. The parameter is other than the temperature of the device, and the power consumption is the power consumed by the device via the power connection unlike the signal connection.

【0016】 簡単に説明すると、本発明のまたもう一つの面によれば、試験中の半導体装置
に利用するデータ発生システムが提供されている。このデータ発生システムは、
プログラマブル電力供給源とデータ取得装置とで構成されている。プログラマブ
ル電力供給源は、試験中の半導体装置に電力を供給すると共に、試験中の当該半
導体装置が利用する電力についての情報が含まれているデータ信号を供給するも
のである。データ取得装置は、プログラマブル電極供給源からデータ信号を受信
することで、試験中の半導体装置が利用している電力についてのデータを取得す
るものである。
Briefly, according to yet another aspect of the present invention, there is provided a data generation system for use in a semiconductor device under test. This data generation system
It comprises a programmable power supply and a data acquisition device. The programmable power supply supplies power to the semiconductor device under test and also supplies a data signal containing information on the power used by the semiconductor device under test. The data acquisition device acquires data on power used by a semiconductor device under test by receiving a data signal from a programmable electrode supply source.

【0017】 簡単に説明すると、本発明の更に別の面によれば、試験中の半導体装置に利用
するデータ発生方法が提供されている。この方法では、プログラマブル電極供給
源からデータ信号を連続供給している。データ信号には、プログラマブル電力供
給源から試験中の半導体装置に供給されている電力についての実時間情報が含ま
れている。また、この方法では、プログラマブル電力供給源からのデータ信号を
データ取得装置で連続受信するようにしている。
In brief, according to yet another aspect of the present invention, there is provided a data generation method for use with a semiconductor device under test. In this method, a data signal is continuously supplied from a programmable electrode supply source. The data signal includes real-time information about the power being supplied from the programmable power supply to the semiconductor device under test. In this method, the data signal from the programmable power supply is continuously received by the data acquisition device.

【0018】 簡単に説明すると、本発明の更にもう一つの面によれば、試験中に半導体装置
が利用する温度制御システムが提供されている。この温度制御システムは、測定
装置、熱交換器、熱制御器、試験ヘッドとで構成されている。測定装置は、試験
中の半導体装置による電力消費量に関するパラメータを測定するものである。パ
ラメータは、半導体装置の温度以外のものであり、電力消費量は、信号接続線と
は違って電力接続線を介して半導体装置が消費した電力である。熱交換器は半導
体装置と連結されるようになっている。熱制御器は、熱交換器の設定値を判定す
るようになっており、斯かる設定値は、部分的には装置による電力消費量に関す
る測定パラメータを利用することにより定められるようにしている。この熱制御
器は測定装置に連結されていて、それと同時に動作する。試験ヘッドは、試験中
に半導体装置を保持するものである。この試験ヘッドは、当該半導体装置が熱交
換器と伝熱状態で接触している間に半導体装置が試験されるようにしており、熱
交換器の設定値はこの熱制御器により定められる。
In brief, according to yet another aspect of the present invention, there is provided a temperature control system for use by a semiconductor device during a test. This temperature control system includes a measuring device, a heat exchanger, a heat controller, and a test head. The measuring device measures a parameter relating to power consumption by the semiconductor device under test. The parameter is other than the temperature of the semiconductor device, and the power consumption is the power consumed by the semiconductor device via the power connection line unlike the signal connection line. The heat exchanger is connected to the semiconductor device. The heat controller is adapted to determine a set value for the heat exchanger, such a set value being determined in part by utilizing measurement parameters relating to power consumption by the device. This thermal controller is connected to the measuring device and operates at the same time. The test head holds the semiconductor device during a test. The test head is configured to test the semiconductor device while the semiconductor device is in heat transfer contact with the heat exchanger, and the set value of the heat exchanger is determined by the heat controller.

【0019】 (発明を実施するための最良の形態) 実施の形態の詳細な説明 上記の、及びその他の本発明の態様は、添付の図面を参照しつつなされる実施
形態の説明により、さらに明確となるであろう。図面は、本発明の1つの実施形
態を示している。これらの図において、同一の部材は同一の参照番号を有してい
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Detailed Description of Embodiments The above and other aspects of the present invention will be more clearly understood from the description of the embodiments with reference to the accompanying drawings. It will be. The drawings illustrate one embodiment of the present invention. In these figures, the same parts have the same reference numbers.

【0020】 本譲受人に譲渡された、ペリシア(Pelissier)にかかる係属中の米国特許出
願08/734,212は、ここに組み入れられ、全面的に記述されている。1
998年7月14日に出願され本譲受人に譲渡された、ジョーンズ(Jones)ら
にかかる同時係属の暫定的な米国特許出願60/092,715(代理人事件番
号 42811−106)もまた、ここに組み入れられ、全面的に記述されてい
る。
The pending US patent application Ser. No. 08 / 734,212 to Pelissier, assigned to the present assignee, is incorporated herein and is fully described. 1
Also, co-pending provisional US patent application Ser. No. 60 / 092,715 to Jones et al. (Attorney Docket No. 42811-106) filed Jul. 14, 998 and assigned to the assignee, It is incorporated here and is fully described.

【0021】 1.中枢的な理論 あるデバイスが検査されるときには、該検査は、セットポイント(set point
)と呼ばれる特定の温度で実行されることが必要である。このデバイスは、検査
時デバイス(「DUT」)とも呼ばれるが、典型的にはいくつかの異なるセット
ポイントで検査され、各セットポイントにおける性能(performance)に注意が
向けられる。DUTの性能は、しばしば、ある与えられたセットポイントにおけ
る最大操作周波数fmaxでもって評価される。DUTは、典型的には、より低
い温度ではより高速であり(fmaxが高い)、他方より高い温度では低速であ
る(fmaxが低い)。より高いfmaxは、性能がより良好なDUT、ひいて
はより価値の高いDUTであることを示す。
1. Central Theory When a device is tested, the test is performed at a set point.
) Must be performed at a specific temperature. This device, also referred to as a device under test ("DUT"), is typically tested at a number of different set points, with a focus on performance at each set point. The performance of a DUT is often evaluated at the maximum operating frequency f max at a given set point. DUTs are typically faster at lower temperatures (high f max ), while slower at higher temperatures (low f max ). A higher f max indicates a better performing DUT, and thus a more valuable DUT.

【0022】 ある与えられたセットポイントを維持することは、極めて困難となっている。
その理由の1つは、検査時に起こるDUTの自己加熱(self-heating)である。
DUTは、検査時に電力を取り込むので、自己発熱する。もし、DUTが、一連
の検査の際に、セットポイントに維持されずに温度上昇すれば、前に指摘したと
おり、DUTの性能は低下するであろう。もし、その温度が所望の低い温度に保
持されていたなら、その性能はより良好であったであろうから、これはDUTの
性能をより低く報告する結果となる。同一のデバイスは、この後、より高い価格
で販売されることができたであろう。この価格は、典型的には、デバイスが高速
であるほど、指数関数的(exponentially)に高くなる。この影響は、低く報告
された性能を甘受しなければならない製造者にとっては大きいということが理解
できるであろう。
Maintaining a given set point has been extremely difficult.
One of the reasons is the self-heating of the DUT during inspection.
The DUT takes in power at the time of inspection, and thus generates heat. If the DUT heats up during a series of tests without being maintained at the set point, as noted above, the performance of the DUT will decrease. If the temperature was held at the desired low temperature, this would result in a lower performance report of the DUT, as the performance would have been better. The same device could subsequently be sold at a higher price. This price typically rises exponentially with faster devices. It can be seen that this effect is significant for manufacturers who must accept the low reported performance.

【0023】 影響されるデバイスの数はまた、自己加熱による温度上昇と、指数関数的な関
連性をもつ。図8に示すように、ある与えられた数のデバイスにおける性能の分
布は、典型的には、ある中心周波数まわりでの正規分布である。図8中の最も右
側の曲線では、その中心周波数はおおむね450MHzである。この具体例では
、高性能デバイスは、480MHz又はこれより高いfmaxを有するものであ
ると考えられる。
The number of devices affected also has an exponential relationship with the temperature rise due to self-heating. As shown in FIG. 8, the distribution of performance for a given number of devices is typically a normal distribution around a certain center frequency. In the rightmost curve in FIG. 8, the center frequency is approximately 450 MHz. In this embodiment, high performance devices is considered to be one having a 480MHz or Higher f max.

【0024】 もしセットポイントを維持することができれば、最も右側の曲線の480MH
zより右側の末端部(tail)にあるすべてのデバイスが、高性能デバイスとなる
であろう。しかしながら、もし自己加熱によりセットポイントを維持することが
できなければ、曲線は移行し、その結果、例えば、最も左側の曲線となるであろ
う。この具体例では、デバイスの実際の結合温度(junction temperature)は
、20℃だけ上昇するものと予測され、これにより性能がおおむね4%低下する
結果となるであろう。それゆえ、このロット(lot)におけるデバイスの分布は
、左に移行させられ、その結果、中心はおおむね432MHzとなる(450の
4%=18)。この移行させられた曲線は、最も左側の曲線であらわされる。し
かしながら、高性能デバイスは、依然、480MHz又はこれより高いfmax を有することが必要である。かくして、この曲線の高性能領域は、さらにこの分
布の末端部に移行する。この曲線の下側の領域から明らかなとおり、ここでは高
性能デバイスの数は指数関数的に小さくなっている。
If the set point can be maintained, the rightmost curve 480 MH
All devices in the tail to the right of z will be high performance devices. However, if the set point cannot be maintained by self-heating, the curve will shift, resulting in, for example, the leftmost curve. In this embodiment, the actual junction temperature of the device is expected to increase by 20 ° C., which would result in a performance decrease of approximately 4%. Therefore, the distribution of devices in this lot is shifted to the left, so that the center is approximately 432 MHz (4% of 450 = 18). This shifted curve is represented by the leftmost curve. However, high performance devices still need to have an f max of 480 MHz or higher. Thus, the high performance region of the curve further shifts to the end of the distribution. As is evident from the area under the curve, the number of high performance devices is now exponentially smaller.

【0025】 この問題は、より悪くなる一方であろう。産業上の傾向は、より高い周波数で
動作し、かつ占有面積が小さいデバイスに向かっている。これは、デバイスに、
より大きい電力を消費させ、より大きい電力のスパイク(power spike)ないし
は変化(transition)をもたせ、それらが生成する熱を放散させにくくするであ
ろう。
This problem will only get worse. The industry trend is towards devices operating at higher frequencies and occupying less space. This is the device
It will consume more power, have more power spikes or transitions, and will be less likely to dissipate the heat they generate.

【0026】 多くの半導体は相補型金属酸化物半導体(「CMOS」)技術を利用する。C
MOSの特徴の1つは、状態を切り替えるときに大きな電力スパイクを引き込む
ことである。さらに、CMOSデバイスがより高速で動作させられるほど、該デ
バイスは典型的にはより迅速にかつよりしばしば切り替わるであろう。これは、
より多くの電力を必要とし、かつ同時に生じる電力消費に大きく急激な変化を生
じさせる結果となるであろう。かくして、より多くの熱が生成されるであろう。
Many semiconductors utilize complementary metal oxide semiconductor (“CMOS”) technology. C
One of the features of MOS is that it draws large power spikes when switching states. Further, the faster a CMOS device is operated, the more typically it will switch faster and more often. this is,
It will require more power and will result in large and sharp changes in simultaneous power consumption. Thus, more heat will be generated.

【0027】 この状態は、デバイスのサイズが小さくなり、その熱容量が小さくなったこと
で悪化している。このため、デバイスの熱を分散させ、拡散させるための「空間
(space)」がほとんどない。最終的な結果としては、デバイスの自己発熱による
DUT温度の変動よりも大きくなり、また、そのためにDUTの性能の過小報告
が増えるであろう。
This situation is exacerbated by the reduced device size and reduced heat capacity. Therefore, the "space" for dispersing and diffusing the heat of the device
(space) ". The end result will be greater than the variation in DUT temperature due to self-heating of the device, which will also underreport DUT performance.

【0028】 対流システムは、その改良が存在するように、有効でないことが証明されてい
る。図5には、デバイスの接合温度と、デバイスによって生じる(drawn)電力と
に関して分析した強制空気システム(forced air system)の性能が示されている
。デバイスによって生じる電力が増加するにつれて、要求される設定温度と接合
温度との偏差が増加する。図からわかるように、その偏差は、いくつかの遷移温
度で20℃を超えている。
Convection systems have proven ineffective as their improvements exist. FIG. 5 shows the performance of a forced air system analyzed with respect to the junction temperature of the device and the power drawn by the device. As the power generated by the device increases, the deviation between the required set point temperature and the junction temperature increases. As can be seen, the deviation exceeds 20 ° C. at some transition temperatures.

【0029】 対流システムよりは潜在的な有利さはあるものの、伝導システムもまた有効で
ないことが証明されている。図6には、フリップチップデバイスの単純伝導の性
能が示されている。デバイスによる電力が増加すると共に、温度は所定温度より
約60℃も超えて増加している。
Although having potential advantages over convection systems, conduction systems have also proven ineffective. FIG. 6 shows the performance of the simple conduction of the flip chip device. As the power from the device increases, the temperature increases by about 60 ° C. above the predetermined temperature.

【0030】 本当に必要とされているのはDUTの温度を迅速に検出する能力や、DUT温
度に迅速に応答し、DUT温度を有効に変化させる能力である。
What is really needed is the ability to quickly detect the temperature of the DUT, respond quickly to the DUT temperature, and effectively change the DUT temperature.

【0031】 この明細書に記載しているように、開示された発明によってこれら2つの要求
に近づくことができる。これにより新しく開発された電力追従フィードバック法
を用いてDUT温度を迅速に測定する機構を提供する。また、これにより、DU
Tの自己発熱に迅速に反応し、有効に補償することができる熱源/ヒートシンク
(一般に熱交換器「Hx」という)を提供する。図7には、測定されたDUT温
度への迅速な対応によってDUT温度の上がり過ぎ(overshoot)をある程度有効
に減らした結果が示されている。この応答は、DUTへの電力と対称のイメージ
で温度を反映する熱交換器によって示されている。
As described in this specification, the disclosed invention makes it possible to approach these two requirements. This provides a mechanism to quickly measure the DUT temperature using the newly developed power tracking feedback method. This also allows DU
Provide a heat source / heat sink (generally referred to as a heat exchanger "Hx") that can quickly respond to the self-heating of T and effectively compensate. FIG. 7 shows the results of reducing the DUT temperature overshoot to some extent effectively by quickly responding to the measured DUT temperature. This response is shown by the heat exchanger reflecting the temperature in an image symmetrical to the power to the DUT.

【0032】 また、DUT温度を測定するために用いられる電力追従型フィードバック法は
、リアルタイムで機能する利点があり、そのため、熱条件を変更する必要がなく
、しかもテストプログラムの融通性を制限するような熱条件を用いることなくテ
ストシーケンスを最適化することができる。鍵となる特徴は、電力値からDUT
温度を導く単純化された関係式の開発とその利用である。
Also, the power tracking feedback method used to measure the DUT temperature has the advantage of working in real time, so that there is no need to change the thermal conditions and to limit the flexibility of the test program. The test sequence can be optimized without using any thermal conditions. The key feature is the DUT
The development and use of a simplified relational equation to derive temperature.

【0033】 また、DUTで利用された全電力の測定や計算が必要とされているが、本明細
書の開示を考慮すると、関連する当業者にとってこれは必ずしも必要でないこと
がわかる。明らかに電力の一部は概算され、無視されている場合がある。これに
よって、以下の場合に制限されるわけではないが、例えば、デバイスの電力変動
の全てが特定の電圧又は電源と分離されたり、特定の電源がデバイスにいくぶん
少ない電力しか提供しないことが生じる。
Also, measurements and calculations of the total power used in the DUT are required, but in light of the present disclosure, those skilled in the art will understand that this is not necessary. Obviously some of the power has been estimated and may have been ignored. This may result, for example, but not by way of limitation, in that all of the device's power fluctuations are isolated from a particular voltage or power supply, or that a particular power supply provides somewhat less power to the device.

【0034】 さらに、電源のモニタは、DUTから分離されており、瞬間的な電力変動を実
際に自己発熱が生じる前に感知できるので、使用電力をモニタする便利な方法で
ある。なお、これらの電力変動は、大きくなることも小さくなることもあり、自
己発熱を大きくすることも小さくすることもある。しかし、当業者は電力、電流
及び/又は電圧をモニタする別の方法があることを理解するであろう。
In addition, the power supply monitor is a convenient way to monitor power usage because it is separate from the DUT and can sense momentary power fluctuations before actual self-heating occurs. These power fluctuations may increase or decrease, and may increase or decrease the self-heating. However, those skilled in the art will appreciate that there are other ways to monitor power, current and / or voltage.

【0035】 2.電力追従型システム 図1Aには本発明の一実施形態を示している。モニタ回路10によってテスト
中又は動作中の電子デバイス(不図示)に電力を供給している一以上の電源15
から使用電力をモニタしている。複数の電源15がある場合、モニタ回路10に
おいて全使用電力を合計する。電気的接点16でモニタ回路10と各電源15を
接続している。この電気的接点16からモニタ回路10に電子デバイスの使用電
力の値を、電子デバイスを流れる電流の電圧イメージや電子デバイスが動作して
いるか又はテストされている電圧レベルとして提供する。電子デバイスをテスト
するために使用される自動テスト設備に電力を供給するために電気的接点16を
利用する。モニタ回路10から熱コントロール回路25に使用電力信号20(使
用電力値の電圧表示)が送られる。
[0035] 2. Power Tracking System FIG. 1A shows an embodiment of the present invention. One or more power supplies 15 supplying power to a test or operating electronic device (not shown) by the monitor circuit 10
Is monitoring the power usage. When there are a plurality of power supplies 15, the monitor circuit 10 sums up the total power consumption. The electrical circuit 16 connects the monitor circuit 10 to each power supply 15. The electrical contact 16 provides the monitor circuit 10 with the value of the power used by the electronic device as a voltage image of the current flowing through the electronic device and a voltage level at which the electronic device is operating or being tested. Electrical contacts 16 are utilized to power automated test equipment used to test electronic devices. The monitor circuit 10 sends the used power signal 20 (voltage indication of the used power value) to the heat control circuit 25.

【0036】 与えられた半導体チップの設定温度又は設定温度30を示す信号を基準として
、及び強制システムの表面温度又は強制システムの表面温度32を示す信号を基
準として、熱コントロール回路25で使用電力信号20を温度コントロール信号
35に変換する。この温度コントロール信号35は、熱コントロール回路25か
ら熱交換器温度コントロール40に送られる。熱交換器温度コントロール40に
は、パワーアンプを備えた熱交換器電源(不図示)を備え、熱交換器電源の出力
電流を調整することによってテスト中又は動作中の電子デバイスについての熱交
換器45の温度を制御する。その結果、熱交換器の温度は強制システムの表面温
度32となる。
The power control circuit 25 uses a power signal based on a signal indicating the set temperature or the set temperature 30 of the given semiconductor chip and a signal indicating the surface temperature of the forced system or the surface temperature 32 of the forced system. 20 is converted into a temperature control signal 35. The temperature control signal 35 is sent from the heat control circuit 25 to the heat exchanger temperature control 40. The heat exchanger temperature control 40 includes a heat exchanger power supply (not shown) with a power amplifier and adjusts the output current of the heat exchanger power supply to control the heat exchanger for the electronic device under test or operation. 45 is controlled. As a result, the temperature of the heat exchanger is the surface temperature 32 of the forcing system.

【0037】 図1Bに示すように、熱コントロール回路25は熱コントロールボード27上
にある。また、熱コントロールボード27には、他の構成要素との間に精確な第
1定電流源28と精確な第2定電流源29を備えている。この第1定電流源によ
って熱コントロールボード27から熱交換器45内の可変抵抗デバイス(「RT
D」)に精確な一定電流が送られる。このRTDは強制システム表面温度に反応
して、この強制システム表面温度32に対応する電圧を出力する。強制システム
表面温度に対応する電圧33は熱コントロール回路25にフィードバックされる
。精確な第1定電流源28を熱交換器45の外部に配置することで、熱交換器を
簡単に取り替えることができる利点が生じる。
As shown in FIG. 1B, the thermal control circuit 25 is on a thermal control board 27. Further, the thermal control board 27 is provided with an accurate first constant current source 28 and an accurate second constant current source 29 between other components. The first constant current source allows the heat control board 27 to send a variable resistance device (“RT
D "). The RTD outputs a voltage corresponding to the forced system surface temperature 32 in response to the forced system surface temperature. The voltage 33 corresponding to the forced system surface temperature is fed back to the thermal control circuit 25. Placing the precise first constant current source 28 outside the heat exchanger 45 has the advantage that the heat exchanger can be easily replaced.

【0038】 精確な第2定電流源29によってDUTに一定電流を送ることができる。さら
に、熱交換器45はこの温度コントロールユニットより下にあるセクションに記
載されている。
A constant current can be sent to the DUT by the accurate second constant current source 29. Further, the heat exchanger 45 is described in a section below this temperature control unit.

【0039】 本発明は、同時係属中のジョーンズらの暫定特許出願であるU.S.S.N.
(米国シリアル番号)の60/092,715に記載されている方法及び装置と共に用いる
ことができる。
The present invention is a co-pending US patent application Ser. S. S. N.
(US Serial Number) 60 / 092,715.

【0040】 本発明と包含される記載を考慮すると、関連する当業者が直ちに理解するよう
に、全システムの機能を様々な方法で実行することができる。モニタ回路と熱コ
ントロール回路については電気回路で記載しているが、同様に電流、電圧、温度
及び電力を示す信号を生成するような別の手段でこれらの機能を実行しうる別の
形態であってもよい。
In view of the present invention and the contained description, the functions of the entire system may be implemented in various ways, as will be readily appreciated by those skilled in the relevant art. Although the monitor circuit and thermal control circuit are described in electrical circuits, they are other forms that can perform these functions by other means, such as generating signals indicating current, voltage, temperature, and power. You may.

【0041】 本発明のある態様によれば、ここに記載されている機能はハードウエハ、ソフ
トウエア、及び/又はその両方の組み合わせによって実現できる。ソフトウエア
による実現では、C++のような高レベルプログラミング言語に限定されること
なく、中レベル言語、低レベル言語、アセンブリ言語、それにアプリケーション
固有言語やデバイス固有言語を含む適当な言語で記載されていてもよい。このソ
フトウエアは、486やPentium(商標)、特殊用途のハードウエア、又は適当
なデバイス等を備えた汎用コンピュータ上で実行することができる
According to one aspect of the invention, the functions described herein may be implemented by hardware, software, and / or a combination of both. Software implementations are not limited to high-level programming languages such as C ++, but are written in appropriate languages, including medium-level languages, low-level languages, assembly languages, and application-specific and device-specific languages. Is also good. This software can be run on a general purpose computer equipped with 486, Pentium ™, special purpose hardware, or suitable devices.

【0042】 それに加えて、論理回路で分離しているハードウエア部材を用いているが、ま
た、必要とされる論理は、特殊用途集積回路(「ASIC」)や他のデバイスに
よって実行されてもよい。その技術としては、アナログ回路、デジタル回路又は
その両方の組み合わせを用いてもよい。また、システムには、コネクタ、ケーブ
ル、その他の当業者に周知のハードウエア部材を含んでいてもよい。さらに、本
発明によれば、この機能の少なくとも一部を、情報処理装置をプログラミングす
るために用いられる磁気記録媒体、光磁気記録媒体、及び光記録媒体等のコンピ
ュータ読取り可能な媒体(また、コンピュータプログラムプロダクツとも呼ばれ
ている)に格納していてもよい。またこの機能は、コンピュータ読取り可能な媒
体、又は、情報又は機能を搬送するために用いられる伝送されている搬送波(tra
nsmitted waveform)等のコンピュータプログラムプロダクツに格納されていても
よい。
In addition, while using hardware components separated by logic circuits, the required logic may also be implemented by special purpose integrated circuits (“ASICs”) or other devices. Good. As the technique, an analog circuit, a digital circuit, or a combination of both may be used. The system may also include connectors, cables, and other hardware components known to those skilled in the art. Further, according to the present invention, at least a part of this function is performed by a computer-readable medium (such as a magnetic recording medium, a magneto-optical recording medium, or an optical recording medium) used for programming an information processing apparatus. (Also referred to as program products). This function may also be implemented on a computer-readable medium or on a transmitted carrier used to carry information or functions.
nsmitted waveforms) may be stored in a computer program product.

【0043】 さらに、この開示内容から、本発明を別の技術分野、別の用途、産業、技術の
様々な態様に適用できることは当業者にとって明らかである。本発明は、制限さ
れることなく、温度をモニタするか、又は、温度をコントロールしなければなら
ないあらゆる電力供給システムに用いることができる。これは、制限されること
なく、半導体の製造、テスト、それに動作に関係する多くの異なる過程や用途を
含んでいる。
Further, it will be apparent to those skilled in the art from the present disclosure that the present invention can be applied to various technical fields, different applications, industries, and various modes of technology. The present invention can be used, without limitation, in any power supply system where temperature must be monitored or temperature controlled. This includes, without limitation, many different processes and applications related to semiconductor manufacturing, testing, and operation.

【0044】 加えて、好ましい実施の形態では、電源回路からDUTに供給される電力を計
算し、または監視する。この電力は、DUT内の1以上の電源線(power connec
tion)を経て、典型的にはDUT上の電力板またはある種のグリッドに与えられ
る。これは、どの信号の固有の電力とも異なるものである。デバイス上の信号回
路は、明らかに、当該信号(例えばクロック信号)の特定の電力を受け取るよう
に設計されている。しかし好ましい実施の形態が監視する電力は、電源回路から
電源線に対して与えられる電力であり、信号に固有の電力ではない(信号に固有
の電力も信号線には与えられるであろうが)。上で用いられる電源回路とは、デ
バイスを動作させるために特定の電圧で電力を供給できる標準的な工業デバイス
を指す。しかし本発明の技術は、電源信号、クロック信号およびデータ信号を含
み、これらに限定されることのない任意の信号に対して適用できることが明らか
であろう。これらの技術はまた、非標準的な電源回路に対しても適用できる。
In addition, in a preferred embodiment, the power supplied to the DUT from the power supply circuit is calculated or monitored. This power is supplied to one or more power lines in the DUT.
), typically on a power plate or some kind of grid on the DUT. This is different from the intrinsic power of any signal. Obviously, the signal circuits on the device are designed to receive a specific power of the signal (eg, a clock signal). However, the power monitored by the preferred embodiment is the power provided from the power supply circuit to the power supply line and not the signal-specific power (although the signal-specific power will also be provided to the signal line). . A power supply circuit as used above refers to a standard industrial device that can be powered at a particular voltage to operate the device. However, it will be apparent that the techniques of the present invention can be applied to any signal, including, but not limited to, power signals, clock signals, and data signals. These techniques can also be applied to non-standard power supply circuits.

【0045】 3.監視回路合計機能 図2は、本発明の実施例における監視回路10の計算機能を示すブロック図で
ある。ここでは、電子デバイスは複数の電源デバイス15から電力を与えられる
。電子回路16の各々(図2には示されない。図1Aに示す)は、対応する電源
デバイス15(図2には示されない。図1Aに示される)から監視回路10へ、
電流210および電圧信号215を送る。電流および電圧信号210,215の
各々は、第1の増幅器220のそれぞれを経て低域通過フィルタ225に入る。
第1の増幅器220は、電流および電圧信号210,215を増幅する。低域通
過フィルタ225は、信号の広帯域雑音および高周波成分を除去する。電流およ
び電圧信号210,215は、電流または電圧のそれぞれの値を表す電圧である
[0045] 3. Monitoring Circuit Total Function FIG. 2 is a block diagram showing a calculation function of the monitoring circuit 10 according to the embodiment of the present invention. Here, the electronic device is powered by a plurality of power devices 15. Each of the electronic circuits 16 (not shown in FIG. 2; shown in FIG. 1A) is sent from a corresponding power supply device 15 (not shown in FIG. 2; shown in FIG. 1A) to the monitoring circuit 10.
It sends a current 210 and a voltage signal 215. Each of the current and voltage signals 210, 215 enters a low pass filter 225 via a respective first amplifier 220.
The first amplifier 220 amplifies the current and voltage signals 210, 215. The low-pass filter 225 removes broadband noise and high-frequency components of the signal. The current and voltage signals 210 and 215 are voltages representing respective values of the current or the voltage.

【0046】 システムの熱成分は、テスト中の電子デバイスに供給された電力の応答(例え
ば、ナノ秒)よりも遅く(例えば、ミリ秒)応答する。したがって、電流および
電圧信号210,215の高周波成分は、何らの値を加えることはない。電流お
よび電圧信号210,215の高周波成分を除去すると、電流および電圧信号2
10,215の帯域幅は制御回路の残りの帯域幅に一致し、温度制御の安定化作
業を簡略化できる。
The thermal component of the system responds slower (eg, milliseconds) than the response (eg, nanoseconds) of the power supplied to the electronic device under test. Therefore, the high frequency components of the current and voltage signals 210, 215 do not add any value. When the high frequency components of the current and voltage signals 210 and 215 are removed, the current and voltage signals 2 and 215 are removed.
The bandwidth of 10,215 matches the remaining bandwidth of the control circuit, which simplifies the work of stabilizing temperature control.

【0047】 特定の電源回路に対する電流および電圧信号210,215は、その後、第1
の乗算回路230に入る。第1の乗算回路230は、電流および電圧信号210
,215を落ちいて、その特定の電源回路についての電力使用量を計算する。
The current and voltage signals 210, 215 for a particular power supply circuit are then
Enters the multiplication circuit 230. The first multiplication circuit 230 includes a current and voltage signal 210
, 215 to calculate the power usage for that particular power supply circuit.

【0048】 すべての電源回路について、監視回路10は、以下の等式を用いて電流および
電圧信号210,215から電力使用量を計算する。 P=I*V (式1) ここで、Pは電力使用量(ワット)、Iは電流信号(アンペア)、Vは電圧信
号(ボルト)である。
For all power supply circuits, the monitoring circuit 10 calculates power usage from the current and voltage signals 210, 215 using the following equations. P = I * V (Equation 1) Here, P is power consumption (watts), I is a current signal (ampere), and V is a voltage signal (volt).

【0049】 電源回路15が、電子デバイスに流れる電流の電圧イメージを与えると、電圧
イメージ信号のボルト−アンペア関係を記述するスケーリングファクタが必要に
なる。電子デバイスがテストされていると、スケーリングファクタは電源回路の
特性から得られ、その電子デバイスをテストするのに使われている自動テスト装
置に送られる。自動テスト装置もまた、動作中またはテスト中の電子デバイスに
電力を与える。例えば、SchlumbergerのVHCDPSのスケーリングファクタは1.0
であるのに対し、SchlumbergerのHCDPSのスケーリングファクタは0.87であ
る。スケーリングファクタは監視回路に対して利用可能にされ、それにより、ボ
ルトで表された信号を、対応するアンペアで表された電流値に変換できる。
When the power supply circuit 15 provides a voltage image of the current flowing through the electronic device, a scaling factor that describes the volt-ampere relationship of the voltage image signal is required. Once the electronic device has been tested, the scaling factor is derived from the characteristics of the power supply circuit and sent to the automated test equipment used to test the electronic device. Automated test equipment also powers the electronic device during operation or under test. For example, the scaling factor of Schlumberger's VHCDPS is 1.0
Whereas, the scaling factor of Schlumberger's HCDPS is 0.87. The scaling factor is made available to the monitoring circuit so that the signal in volts can be converted to a corresponding current value in amps.

【0050】 スケーリングファクタはまた、経験的に以下の公式によっても決定できる。す
なわち、 スケーリングファクタ = 信号のボルト/測定されたアンペア である。
The scaling factor can also be determined empirically by the following formula: That is, scaling factor = volts of signal / ampere measured.

【0051】 スケーリングファクタの決定は、実際の電流と信号電圧を同時に測定し、電圧
を測定されたアンペア数で除算することにより求められる。ある実施例ではまた
、1以上の特定の電流出力を設定し、信号電圧を測定することによっても求めら
れる。
The scaling factor is determined by simultaneously measuring the actual current and the signal voltage and dividing the voltage by the measured amperage. In some embodiments, it is also determined by setting one or more specific current outputs and measuring the signal voltage.

【0052】 すべての第1の乗算回路230からの出力は、単一の合計回路235に入る。
合計回路235は、すべての電力供給から電力使用量を合計し、電力使用量信号
20を出力する。電力使用量信号20は、使用量の値を表す電圧であり、監視回
路から出力される前に第2の増幅器240を通過し、電力使用量信号20として
熱制御回路に入る。
The output from all first multiplying circuits 230 enters a single summing circuit 235.
Summing circuit 235 sums the power usage from all power supplies and outputs power usage signal 20. The power usage signal 20 is a voltage representing the value of the usage, passes through the second amplifier 240 before being output from the monitoring circuit, and enters the heat control circuit as the power usage signal 20.

【0053】 4.熱制御回路 図3は、本発明の熱制御回路のブロック図を示す。テスト中の、または動作中
の電子デバイスの温度は、以下の等式を用いて得ることができる。 チップ温度 = Ktheta *Ped+Tfss (式2)
[0053] 4. Thermal Control Circuit FIG. 3 shows a block diagram of the thermal control circuit of the present invention. The temperature of the electronic device under test or in operation can be obtained using the following equation: Chip temperature = K theta * P ed + T fss ( Equation 2)

【0054】 ここで、チップ温度(℃)は、ワット損から生じたチップの温度を表す。Here, the chip temperature (° C.) represents the temperature of the chip resulting from the power loss.

【0055】 Kthetaは、温度フォーシングシステム(temperature forcing system)
の能力、および、電子デバイスと熱交換器の間の媒体の熱抵抗から得られる定数
(℃/ワット)である。ここで、媒体とは、熱拡散器、リッド(lid)または他
のデバイスが、デバイスの上部に取り付けられている場合のメディアをいう。
K theta is a temperature forcing system
And the constant (° C./watt) obtained from the thermal resistance of the medium between the electronic device and the heat exchanger. Here, the medium refers to a medium in which a heat spreader, a lid, or another device is mounted on the top of the device.

【0056】 Ped(ワット)は、監視回路10から得られた電力使用量信号20で表され
た総電力使用量である(図1Aを参照されたい)。
P ed (Watts) is the total power usage represented by the power usage signal 20 obtained from the monitoring circuit 10 (see FIG. 1A).

【0057】 Tfss(℃)は、温度制御システムの表面に埋め込まれた温度センサにより
計測されたシステム表面フォーシング温度(system surface forcing temperatu
re)であり、および、チップと接触する媒体の絶対温度である。
T fss (° C.) is a system surface forcing temperature measured by a temperature sensor embedded in the surface of the temperature control system.
re) and the absolute temperature of the medium in contact with the chip.

【0058】 Kthetaはまた、DUTとの接触時において熱制御システムの総効率から
も得られる。例えば、周囲よりも十分高い設定温度において、DUTはその周辺
へ比例的により多くの熱を失う。そして熱制御システムはより激しく動作して、
DUT温度を減少させよりも上昇させなければならない。DUTの自己加熱に応
答する熱制御システムの見地からは、総合的な効果は、周囲の設定点において動
作するDUTと熱交換器間のより低い熱抵抗と同じである。同様に、周辺の温度
よりも十分低い設定温度では、DUTは周辺から熱を得て、熱制御システムは、
温度を上昇させるよりも減少させなければならない。DUTの自己加熱に応答す
る熱制御システムの見地からは、総合的な効果は、周囲の設定点において動作す
るDUTと熱交換器間のより高い熱抵抗と同じである。両方の場合では、Kth eta を調整して、電力エクスカーション(power excursion)の間、DUTを
取り巻く環境へ熱伝達する効果を反映できる。
K theta also comes from the overall efficiency of the thermal control system when in contact with the DUT. For example, at a set temperature well above ambient, the DUT loses proportionally more heat to its surroundings. And the thermal control system works harder,
The DUT temperature must be increased rather than reduced. From the perspective of a thermal control system that responds to self heating of the DUT, the overall effect is the same as lower thermal resistance between the DUT and the heat exchanger operating at ambient set points. Similarly, at a set temperature well below the ambient temperature, the DUT gets heat from the ambient and the thermal control system
The temperature must be reduced rather than increased. From the perspective of a thermal control system that responds to self heating of the DUT, the overall effect is the same as higher thermal resistance between the DUT and the heat exchanger operating at ambient set points. In both cases, by adjusting the K th eta, during power excursion (power excursion), it can reflect the effect of heat transfer to the environment surrounding the DUT.

【0059】 Kthetaは、媒体の効果的な、またはうまく調整された熱抵抗と考えるこ
とができる。異なるメディアの熱抵抗は、標準的な化学の参考書(例えば、CRC
Handbook of Chemistry and Physics, 77th Edition; David R. Lide, Editor-i
n-Chief)で説明されているが、周辺の湿度、圧力、温度などのファクタは、実
際の熱抵抗に影響を与える。熱抵抗はまた、テストの物理的な状態によっても影
響を受ける。Kthetaを決定するために、較正プロセスを用いて媒体の予想
される熱抵抗の値を調整し、その結果が改善されたか否かを確かめることができ
る。較正プロセスの別の利点は、DUTから温度制御システムへの熱伝達の「効
率的なファクタ」を、設定点温度の関数として自動的に説明してくれることにあ
る。
K theta can be considered the effective or well tuned thermal resistance of the medium. The thermal resistance of different media can be found in standard chemistry reference books (eg, CRC
Handbook of Chemistry and Physics, 77th Edition; David R. Lide, Editor-i
As described in n-Chief), factors such as ambient humidity, pressure, and temperature affect the actual thermal resistance. Thermal resistance is also affected by the physical state of the test. To determine K theta , a calibration process can be used to adjust the value of the expected thermal resistance of the media and see if the results have improved. Another advantage of the calibration process is that it automatically accounts for the "efficient factor" of heat transfer from the DUT to the temperature control system as a function of set point temperature.

【0060】 上述のように、Kthetaには、様々な変数の効果を1項に取り込んだ利点
がある。好ましい実施の形態では、Kthetaは所与の応用、またはDUTの
タイプを最適にする際にのみ必要であり、同じタイプの多くの異なるデバイスを
テストするのに用いることができる。加えて、Kthetaの実用的な効果は、
監視されたデバイスの電力消費を温度フォーシングシステム(図7参照)の温度
に反映する際に、Kthetaは、相対的な反映の程度を増幅し、または小さく
することができる。
As described above, K theta has the advantage of incorporating the effects of various variables into one term. In a preferred embodiment, K theta is only needed to optimize a given application, or type of DUT, and can be used to test many different devices of the same type. In addition, the practical effect of K theta is:
In reflecting the power consumption of the monitored device to the temperature of the temperature forcing system (see FIG. 7), K theta can amplify or reduce the relative degree of reflection.

【0061】 熱加算回路330では、熱制御信号35が、次式を用いて決定される。 Vtcs=d(Vsp−((Vk-theta*VPed)+(Vfsst−VIRO)/Valpha))
/dt (式3) ここで、 Vtcsは温度制御信号である。 Vspは設定点温度電圧375、電子デバイスについての設定点温度温度をあら
わす電圧である。 Vk-thetaはK theta値をあらわす電圧315である。K theta値は、デジタル
−アナログ変換器へ入力される。該デジタル−アナログ変換器は、入力値に対応
する電圧を生じるものである。 VPedはモニタ回路10(図1A参照)から取得される総電力使用量信号20
であり、それはDUTにより消費されるワット数をあらわす。 Vfsstはデジタル−アナログ変換により生成されるフォーシングシステム(fo
rcing system)の表面温度電圧32であり、フォーシングシステムの表面温度を
あらわす。 VIRO345は、デジタル−アナログ変換により生成される電圧であり、熱制
御基盤27中の第1の定電流源28からの定電流に、摂氏0度で熱交換器中の可
変抵抗デバイスにより示される抵抗を掛けてなる値に等しい電圧をあらわす。 Valpha360はデジタル−アナログ変換により生成される電圧であり、温度
対抵抗の熱交換器における可変抵抗デバイスについての曲線勾配をあらわす。
In the heat adding circuit 330, the heat control signal 35 is determined using the following equation. V tcs = d (V sp − ((V k−theta * V Ped ) + (V fsst −V IRO ) / V alpha ))
/ Dt (Equation 3) where V tcs is a temperature control signal. Vsp is a set point temperature voltage 375, a voltage representing the set point temperature for the electronic device. V k-theta is a voltage 315 representing the K theta value. The K theta value is input to a digital-to-analog converter. The digital-to-analog converter produces a voltage corresponding to an input value. V Ped is the total power consumption signal 20 obtained from the monitor circuit 10 (see FIG. 1A).
Which represents the wattage consumed by the DUT. V fsst is a forcing system (fo) generated by digital-analog conversion.
surface temperature voltage 32 of the forcing system. V IRO 345 is the voltage generated by the digital-to-analog conversion and is indicated by a variable resistance device in the heat exchanger at 0 degrees Celsius to a constant current from the first constant current source 28 in the thermal control board 27. Voltage equal to the value obtained by multiplying the resistance. V alpha 360 is the voltage generated by the digital-to-analog conversion and represents the slope of the curve for the variable resistance device in a temperature to resistance heat exchanger.

【0062】 図3を参照すれば、モニタ回路10(図3には不図示)からの電力使用量信号
20は、第3の増幅器310を通過して、熱制御回路25に入力する。その後、
電力使用量信号20は、第2の乗算回路320に入力し、そこで、第1の修正信
号を生成すべく、Vk-thetaが掛けられる。修正された電力使用量信号は、その
後、第4の増幅器325に入力し、更に、熱加算回路330に入力する。フォー
シングシステム表面温度Vfsst32をあらわす電圧もまた、第5の増幅器335
を通過して、熱制御回路25に入力する。その後、Vfsst32は減算回路340
に入力し、そこで、較正Vfsstを得るために、Vfsst32からVIROが引かれ
る。較正Vfsstは、第6の増幅器350を通過し、除算回路355に入力し、そ
こで、較正VfsstがValphaによって割られる。((Vfsst−VIRO)/Valp ha )をあらわす結果は、第5の増幅器365を通過し、その後、熱加算回路33
0に入力する。熱加算回路330は、その結果が、合計を生成するために、修正
電力使用量信号と足される。その合計は、差分回路(つまり減算回路)375に
入力する。そして、そこでは、最終結果の信号を生成するために、設定点温度電
圧370から上記合計が引かれる。この信号が、瞬間温度エラーをあらわす。
Referring to FIG. 3, the power consumption signal 20 from the monitor circuit 10 (not shown in FIG. 3) passes through the third amplifier 310 and is input to the heat control circuit 25. afterwards,
The power usage signal 20 is input to a second multiplying circuit 320, where it is multiplied by V k-theta to generate a first correction signal. The modified power usage signal is then input to a fourth amplifier 325 and further to a heat summing circuit 330. The voltage representing the forcing system surface temperature V fsst 32 is also the fifth amplifier 335
And input to the heat control circuit 25. Thereafter, V fsst 32 is subtracted from the subtraction circuit 340.
Where V IRO is subtracted from V fsst 32 to obtain a calibration V fsst . The calibration V fsst passes through a sixth amplifier 350 and enters a division circuit 355, where the calibration V fsst is divided by V alpha . The result representing ((V fsst -V IRO ) / V alp ha ) passes through the fifth amplifier 365 and then to the heat summing circuit 33.
Enter 0. Thermal summing circuit 330 adds the result to the modified power usage signal to produce a sum. The sum is input to a difference circuit (that is, a subtraction circuit) 375. And there, the sum is subtracted from the setpoint temperature voltage 370 to generate the final result signal. This signal represents an instantaneous temperature error.

【0063】 上記結果の信号は、微分回路380に入力する。微分回路は、時間に関する最
終結果のサーキット(circuit)の導関数を取得し、それを平滑化する。微分信
号は、温度制御信号Vtcs35として熱制御回路を出る前に、第2の増幅器39
0により増幅される。
The result signal is input to the differentiating circuit 380. The differentiating circuit obtains the circuit derivative of the final result with respect to time and smoothes it. Before leaving the thermal control circuit as the temperature control signal V tcs 35, the differentiated signal is supplied to the second amplifier 39.
Amplified by 0.

【0064】 微分回路380は、熱制御回路25の総合的な制御セクションに相当するもの
である。これは、瞬間信号のレベル変化に対する回路の応答時間が決定される点
である。制御回路25は、微分回路380によって特徴付けられるが、PIスタ
イルの制御ループとして記述され得る。これは、制御回路25に、比例及び積分
の利得ステージが存在するためである。
The differentiating circuit 380 corresponds to the overall control section of the thermal control circuit 25. This is the point at which the response time of the circuit to the level change of the instantaneous signal is determined. Control circuit 25 is characterized by differentiating circuit 380, but may be described as a PI-style control loop. This is because the control circuit 25 has a proportional and an integral gain stage.

【0065】 他の実施の形態では、例えば、注文システムを設計する、又は、規格品である
市販のサーボコントローラを用いることにより、真のPID制御を用いるように
してもよい。かかるシステムは、連続的なランピング(ramping),s曲線プロ
ファイリング,最小の正及び負の行き過ぎ量のためのサーボチューニング等の能
力、及び、改良された閉ループ制御安定性を加えるものである。使用される特定
のコントローラに依存して、PIDコントローラは、温度信号及び電力信号をあ
る種の熱状態信号へ変換し、それを市販のサーボモータコントローラへフィード
バックすることを必要とする。幾つかのコントローラもまた、終末処理にて同じ
変換を行なうことを要する。これらの例が示すように、必要とされる制御機能は
、アナログ及び/又はデジタル回路により実行され得る。
In other embodiments, true PID control may be used, for example, by designing an ordering system or by using a standard off-the-shelf servo controller. Such a system adds capabilities such as continuous ramping, s-curve profiling, servo tuning for minimal positive and negative overshoots, and improved closed-loop control stability. Depending on the particular controller used, the PID controller needs to convert the temperature and power signals into some kind of thermal state signal and feed it back to a commercial servo motor controller. Some controllers also need to perform the same conversion in the final processing. As these examples show, the required control functions can be performed by analog and / or digital circuits.

【0066】 5.グラフの例 図4は、本発明の温度制御の結果としてもたらされる電力の例をあらわすグラ
フである。このグラフは、電子デバイス410の温度が、電子デバイスにより用
いられる電力量420中に比較的幅広の振幅を備えつつも、一定に維持され得る
様子を示している。
[0066] 5. Example of Graph FIG. 4 is a graph showing an example of the power resulting from the temperature control of the present invention. This graph shows that the temperature of the electronic device 410 can be kept constant while having a relatively wide amplitude in the amount of power 420 used by the electronic device.

【0067】 6.テスト制御及び温度決定 上記開示にて記載されるように、制御システムは、所定の公差の範囲内で指定
された設定点にて、DUT温度を維持する。制御システムは、そのため、DUT
温度についての情報を有する必要がある。直接的な温度追従(temperature foll
owing)などの幾つかの制御システムは、繰返しのDUT温度情報を必要とする
。設定点からの導出を制御する、電力追従などの他の制御システムは、繰返しの
DUT温度情報を必要とせず、温度維持プロセスがいつ開始するかを知る必要と
するのみである。
[0067] 6. Test Control and Temperature Determination As described in the above disclosure, the control system maintains the DUT temperature at specified set points within predetermined tolerances. The control system is therefore DUT
You need to have information about the temperature. Temperature foll
Some control systems, such as owing, require repeated DUT temperature information. Other control systems, such as power tracking, that control derivation from set points do not require repetitive DUT temperature information, but only need to know when the temperature maintenance process begins.

【0068】 1つの実施の形態では、電力追従プロセスが、DUTが設定点温度に到達した
後に開始される。この情報は、例えばソークタイマ(soak timer)が終了した後
に、間接的に決定されてもよい。それはまた、例えば熱的構造を監視することに
より、直接的に決定されてもよい。熱的構造は、初期のDUT温度情報を付与す
るために用いられ、それらはまた、テスト中に、それらが適正に較正されている
かどうか監視され得る。本発明の1つの実施の形態では、電力追従温度制御方法
を始める前に、初期のDUT温度を決定すべく、熱的構造が監視される。
In one embodiment, the power tracking process is started after the DUT reaches the set point temperature. This information may be determined indirectly, for example, after the soak timer has expired. It may also be determined directly, for example by monitoring the thermal structure. Thermal structures are used to provide initial DUT temperature information, which can also be monitored during testing to make sure they are properly calibrated. In one embodiment of the present invention, before starting the power tracking temperature control method, the thermal structure is monitored to determine an initial DUT temperature.

【0069】 好ましくは、特徴付け及び確認プロセスが、特定タイプのDUTの電力追従温
度制御用に実行される。このプロセスは、ダイ温度情報を用いる。もし適切に関
連するサンプルの組みが、較正プロセスの間に、真のダイ温度情報を用いて取得
されれば、ダイ中の温度検出デバイスは、大容量の製造及びテストの間に全く必
要とされない。
Preferably, a characterization and validation process is performed for power tracking temperature control of a particular type of DUT. This process uses die temperature information. If a properly related sample set is obtained using true die temperature information during the calibration process, no temperature sensing device in the die is needed during high volume manufacturing and testing .

【0070】 本発明の実施の形態では、温度を制御し、また、テストの順序を制御するため
に、別個の制御セクションを有してもよい。図9を参照すれば、テスト制御シス
テム130及び温度制御システム132をあらわす一般的な高レベルのブロック
図が示される。これらシステム130,132は共に、DUT134に接続され
、それと通信可能である。この開示は、主として温度制御システム132の記述
に関連している。テスト制御システム130は、温度制御システム132がDU
T温度を制御する一方、DUT134上で、適正なテストを運転する。
Embodiments of the present invention may have a separate control section to control temperature and control the order of testing. Referring to FIG. 9, a general high-level block diagram illustrating a test control system 130 and a temperature control system 132 is shown. Both of these systems 130, 132 are connected to and can communicate with the DUT 134. This disclosure mainly relates to the description of the temperature control system 132. The test control system 130 uses the DU
Run the appropriate test on the DUT 134 while controlling the T temperature.

【0071】 これら2つの制御システム130,132は、通信する若しくはそれらの仕事
を調整することを要する。温度制御システム132又はテスト制御システム13
0は、熱的構造を監視することができる。本発明の1つの実施の形態では、テス
ト制御システム130が、DUT134の熱的構造を監視し、スケーリングされ
た電圧などの信号を、DUT温度をあらわす温度制御システム132へ送る。図
9では、かかる実施形態の通信経路が、テスト制御システム130と温度制御シ
ステム132との間の破線を用いて示されている。制御システム及びそれらのア
ーキテクチャの形態は、任意に変更可能である。1つの実施の形態では、2つの
制御システム130,132が分離しており、直接的な通信手段を有しない。両
方の制御手段130,132は、それらの仕事を調整するために、必要なDUT
温度情報を取得すべく、DUT134を監視する。また別の実施の形態では、2
つの制御システム130,132が、完全に統合されている。
The two control systems 130, 132 need to communicate or coordinate their work. Temperature control system 132 or test control system 13
0 can monitor the thermal structure. In one embodiment of the present invention, test control system 130 monitors the thermal structure of DUT 134 and sends a signal, such as a scaled voltage, to temperature control system 132, which represents DUT temperature. In FIG. 9, the communication path of such an embodiment is shown using a dashed line between the test control system 130 and the temperature control system 132. The form of the control systems and their architecture can be changed arbitrarily. In one embodiment, the two control systems 130, 132 are separate and have no direct communication means. Both control means 130, 132 provide the necessary DUT to adjust their work.
The DUT 134 is monitored to obtain temperature information. In another embodiment, 2
The two control systems 130, 132 are fully integrated.

【0072】 7.データ取得 前述した電力追従システムが使用する情報は、DUTのパワードロー(power
draw)についての情報である。記述された1つの実施の形態では、この情報は、
図1Aに表されるように、電流及び電圧信号のスケーリングされた電圧のイメー
ジである。これらの信号は、図1Aの電源装置15により供給される。この情報
は、また、データ生成システムを用いて、他の目的に利用可能とすることが可能
である。かかるデータ生成システムは、僅かな可能性を指定するために、例えば
プロット又はグラフを用いて電力情報を表示し、それに基づき、種々のアプリケ
ーション,モニタ性能又は効率に関する計算を行ない、そして、そのデータを格
納する。種々のデータ生成システムが、図10A−10Cに示される。
[0072] 7. Data Acquisition The information used by the power tracking system described above is the power draw of the DUT.
draw). In one described embodiment, this information is:
FIG. 1B is an image of a scaled voltage of the current and voltage signals as represented in FIG. 1A. These signals are supplied by the power supply 15 of FIG. 1A. This information can also be made available for other purposes using a data generation system. Such data generation systems display power information, eg, using plots or graphs, to specify a small likelihood, make calculations based on various applications, monitor performance or efficiency, and then convert the data. Store. Various data generation systems are shown in FIGS. 10A-10C.

【0073】 図10Aを参照すれば、DUT134へ電力を供給する電源装置15が示され
る。電源装置は、好ましくは、プログラム可能な電源装置である。また、より一
般的にはデータ取得デバイスと呼ばれるデータ取得カード136が示される。デ
ータ取得カード136は、電源装置15からの電流及び電圧信号のスケーリング
された電圧のイメージなどの電力情報を受け取る。ある実施の形態では、データ
取得カード136が、図1Aのモニタ回路10が受け取るものと同じ情報を受け
取ることが可能である。(図1Aにおいて、電源装置15を接続器16を介して
モニタ回路10へ接続している)信号は、これに限定されることはないが、ライ
ンを分割する方法、若しくは、データ取得カード136をモニタ回路10に対し
てデイジーチェーン式に繋ぐ方法を含む、この業界で知られる種々の方法により
、データ取得カード136へ供給され得る。
Referring to FIG. 10A, a power supply device 15 for supplying power to the DUT 134 is shown. The power supply is preferably a programmable power supply. Also shown is a data acquisition card 136, more generally called a data acquisition device. The data acquisition card 136 receives power information, such as a scaled voltage image of the current and voltage signals from the power supply 15. In one embodiment, the data acquisition card 136 may receive the same information as the monitor circuit 10 of FIG. 1A receives. The signal (in FIG. 1A, the power supply 15 is connected to the monitor circuit 10 via the connector 16) may be, but is not limited to, a method of dividing the line or a data acquisition card 136. The data can be supplied to the data acquisition card 136 by various methods known in the art, including a method of daisy chaining to the monitor circuit 10.

【0074】 図10Cを参照すると、モニタ回路(monitoring circuit)10は、好ましく
は、電源15とデータ収集カード136との間に配置される。次いで、データ収
集カード136は、モニタ回路10から電力使用量信号20を受信する。この実
施形態において、データ収集カード136は、それ自身で複数の計算を実行する
か、それらを実行するためにもう一つの装置又はプロセッサに依存するかのいず
れかを実行しなければならない代わりに、電力使用量信号20を直接に要求する
。電力の電圧イメージ(voltage image)で測定されたさまざまな電力使用量信
号20が、図4(チップ電力)と、図5(実際の電力;Actual Pwr)と、図6(
電力モニタ;Power Mon)と、図7(DUTに対する電力)とに図示されている
。これらの図面において、複数の信号は複数のデータ収集カード136において
要求された。
Referring to FIG. 10C, a monitoring circuit 10 is preferably located between the power supply 15 and the data collection card 136. Next, the data collection card 136 receives the power usage signal 20 from the monitor circuit 10. In this embodiment, instead of having to perform either calculations on its own or rely on another device or processor to perform them, the data collection card 136 instead: Request the power usage signal 20 directly. The various power usage signals 20 measured in the voltage image of the power are shown in FIG. 4 (chip power), FIG. 5 (actual power; Actual Pwr), and FIG.
A power monitor (Power Mon) and FIG. 7 (power to the DUT) are shown. In these figures, multiple signals were requested at multiple data collection cards 136.

【0075】 データ収集カード136は、アナログ及び/又はディジタル回路を利用しても
よい。好ましくは、データ収集カード136は、複数のチャネルを備えたアナロ
グ・ディジタル変換器を含む。1つの実施形態は、データ収集カード136のた
めに、ナショナルインスツルメンツ(National Instrument
s)によって製造された型番PCI−6031Eの既製品のボードを用いる。
The data collection card 136 may utilize analog and / or digital circuits. Preferably, data acquisition card 136 includes an analog-to-digital converter with multiple channels. One embodiment is for National Instruments for the data collection card 136.
An off-the-shelf board of model number PCI-6031E manufactured by s) is used.

【0076】 また、データ収集カード136は、サンプリングレート及び他のパラメータの
設定のような、さまざまな制御機能を実行してもよい。しかしながら、好ましい
実施形態において、データ収集カード136はもう1つのコントローラへデータ
を送信する。図10Bと図10Cの各々において、データ収集カード136に対
して、コントローラとして機能し、さまざまな値を設定する汎用パーソナルコン
ピュータ(「PC」)138が図示されている。1つの実施形態において、PC
138は、データ収集カード136からディジタル化されたデータを受信し、次
いでPC138は上記データを用いてさまざまなサービス及び機能を実行するこ
とができる。1つの実施形態において、データは、例えば、ハードディスク、フ
ロッピーディスク、光ディスク、ZIPディスク、又はベルヌイドライブ(Bern
oulli drive)のようなディジタル記憶媒体上に記憶することができる。また、
データは、送信されるか、コンピュータスクリーンのような表示装置上に表示さ
れるか、又は処理されることができる。また、他の実施形態は、データを利用す
る、アナログ装置を含む、付加的なプロセッサ又は装置を包含してもよい。
The data collection card 136 may also perform various control functions, such as setting the sampling rate and other parameters. However, in a preferred embodiment, the data collection card 136 sends data to another controller. In each of FIGS. 10B and 10C, a general-purpose personal computer (“PC”) 138 that functions as a controller and sets various values for the data collection card 136 is shown. In one embodiment, the PC
138 receives the digitized data from data collection card 136, and PC 138 can then use the data to perform various services and functions. In one embodiment, the data is, for example, a hard disk, floppy disk, optical disk, ZIP disk, or Bernoulli drive (Bernui drive).
oulli drive). Also,
The data can be transmitted, displayed on a display device such as a computer screen, or processed. Still other embodiments may include additional processors or devices that utilize data, including analog devices.

【0077】 好ましくは、PC138は、ペンティアム(Pentium)プロセッサと、ウィン
ドウズNT(Windows NT)オペレーティングシステムを含む。汎用非同期送受信
機(UART)、汎用送受信機(URT)、及びRS−232規格を含むが、そ
れらに制限されないさまざまな通信カード及びプロトコルを、PC138とデー
タ収集カード136との間で用いることができる。
Preferably, PC 138 includes a Pentium processor and a Windows NT operating system. A variety of communication cards and protocols can be used between the PC 138 and the data collection card 136, including, but not limited to, Universal Asynchronous Transceiver (UART), Universal Transceiver (URT), and RS-232 standards. .

【0078】 好ましい実施形態において、データ収集カード136はまた、DUT温度情報
、熱交換器パワー情報、冷却材流量、及び流体の吸込み及び吹出しの温度を含む
が、それらに制限されない他のさまざまな情報を要求する。
In a preferred embodiment, the data collection card 136 also includes a variety of other information including, but not limited to, DUT temperature information, heat exchanger power information, coolant flow rates, and fluid inlet and outlet temperatures. Request.

【0079】 8.温度制御ユニット 図11は、本発明に係るシステム110の概略図を示す。図示されているよう
に、ユーザは、システム110をオペレータインターフェースパネル112にお
いて操作する。オペレータインターフェースパネル112は、システムコントロ
ーラ114に対するインターフェースとして機能する。システムコントローラ1
14は、熱制御シャシー116の中に設けられ、熱交換器120と、液体冷却及
び再循環のシステム122とを制御する。
[0081] 8. Temperature Control Unit FIG. 11 shows a schematic diagram of a system 110 according to the present invention. As shown, a user operates system 110 at operator interface panel 112. The operator interface panel 112 functions as an interface to the system controller 114. System controller 1
14 is provided in a heat control chassis 116 and controls a heat exchanger 120 and a liquid cooling and recirculation system 122.

【0080】 熱交換器120は、好ましくはヒータとヒートシンクとを含む。しかしながら
、他の熱交換器も可能である。上記ヒートシンクは、好ましくは、液体がくみ出
される室(chamber)を含む。他のヒートシンクもまた可能である。熱伝導性が
十分高いならば、液体を用いないヒートシンク又はヒートシンクシステムを実現
することもできる。特に、当該技術において、温度及び温度勾配を制御するため
に材料を介して電気信号を用いる、ペルティエ装置のような固体のヒートシンク
が知られている。また、ヒートシンクは、等価なものとして、熱伝達ユニットと
呼ばれ、それによって、ヒートシンクがまた熱源として機能してもよいという事
実に注意を集中させる。
The heat exchanger 120 preferably includes a heater and a heat sink. However, other heat exchangers are possible. The heat sink preferably includes a chamber from which liquid is drawn. Other heat sinks are also possible. If the thermal conductivity is sufficiently high, a heat sink or heat sink system that does not use liquid can be realized. In particular, solid heat sinks, such as Peltier devices, are known in the art that use electrical signals through materials to control temperature and temperature gradients. Also, the heat sink is equivalently referred to as a heat transfer unit, thereby focusing attention on the fact that the heat sink may also function as a heat source.

【0081】 熱交換器120のヒータは、好ましくは、最初の2つの層の間にヒータトレー
スを備え、最後の2つの層の間にRTDトレースを備えた、3層同時焼成アルミ
ニウム窒化物ヒータ基板である。上記ヒータトレースは加熱を実行し、上記RT
Dトレースは温度情報を提供する。上記2つのトレースは、アルミニウム窒化物
の層の熱伝導性のために本質的に同一の熱的位置に存在するのと同時に、電気的
に絶縁されている。
The heater of heat exchanger 120 preferably has a three-layer co-fired aluminum nitride heater substrate with heater traces between the first two layers and an RTD trace between the last two layers It is. The heater trace performs heating and the RT
The D trace provides temperature information. The two traces are essentially in the same thermal location due to the thermal conductivity of the aluminum nitride layer, while being electrically isolated.

【0082】 ヒータ、又はヒートシンク又は他の装置の温度を議論する際に、装置上の単一
の地点の温度が議論されているということを理解するべきである。これは、典型
的なヒータ、又はヒートシンク又は他の装置が、その表面をわたって温度勾配を
有するという事実より従う。ヒータの場合には、勾配の存在は、部分的には、加
熱素子が普通はヒータの一部分だけを占めているという事実による。
When discussing the temperature of a heater, or heat sink or other device, it should be understood that the temperature of a single point on the device is being discussed. This follows from the fact that a typical heater, or heat sink or other device, has a temperature gradient across its surface. In the case of a heater, the presence of the gradient is due, in part, to the fact that the heating element usually occupies only a portion of the heater.

【0083】 液体冷却及び再循環のシステム122は、ブームアーム118を介して、熱交
換器120に、特にヒートシンクに液体を供給する。また、ブームアーム118
は、システムコントローラ114からヒータへ制御信号を伝送する。
The liquid cooling and recirculation system 122 supplies liquid via the boom arm 118 to the heat exchanger 120, in particular to the heat sink. Also, the boom arm 118
Transmits a control signal from the system controller 114 to the heater.

【0084】 テストヘッド121は、熱交換器120の下に位置するように適応される。テ
ストヘッド121は、好ましくは、チップのようなテスト対象デバイス(「DU
T」)と結合させるために用いられるテストソケットを含む。次いで、DUTの
テストはテストヘッド121を介して実行され、またDUTの温度をテストの間
に調節していることもできる。温度の調節の間、好ましくは、DUTは熱交換器
と伝導性の接触状態にある。
The test head 121 is adapted to be located below the heat exchanger 120. The test head 121 is preferably a device under test (“DU”) such as a chip.
T "). A test of the DUT is then performed via the test head 121, and the temperature of the DUT may have been adjusted during the test. During the temperature adjustment, preferably, the DUT is in conductive contact with the heat exchanger.

【0085】 9.変形及び利点 本発明の複数の実施形態は、電力使用量信号20に対する時間遅延又はフィル
タリングを含み、又は他の場合には、時間に対する電力消費量の効果を調整する
ことを含む。これは、例えば、大きなセラミック基板又は他の大きな熱ヒートシ
ンクの効果を相殺するために用いてもよく、又は、高周波電力信号の効果を、そ
れらを除去することなく、平均することに用いてもよい。テスタ及びマイクロプ
ロセッサがさらに高速になるとき、時間遅延又はフィルタはさらに重要になる。
9. Variations and Benefits Embodiments of the present invention include time delay or filtering on the power usage signal 20, or otherwise include adjusting the effect of power consumption on time. This may be used, for example, to offset the effects of a large ceramic substrate or other large thermal heat sink, or may be used to average the effects of high frequency power signals without removing them. . As testers and microprocessors become faster, time delays or filters become more important.

【0086】 また、他の複数の実施形態は、テスタインターフェースボード又はDUT自身
の上の大きなバイパス容量を補償する。バイパス容量は、誘導負荷又は物理的距
離のために電源が十分高速に補充することができない、瞬間的なチャージを供給
するために用いられる。バイパス容量が増大するとき、電源信号とDUT自己加
熱との間の時間は減少する。
Other embodiments also compensate for large bypass capacitance on the tester interface board or the DUT itself. The bypass capacitance is used to provide an instantaneous charge that the power supply cannot replenish fast enough due to inductive loads or physical distances. As the bypass capacitance increases, the time between the power signal and DUT self-heating decreases.

【0087】 上述の実施形態がアナログの設計技術を用いるのに対し、ディジタルシグナル
プロセッサ及びソフトウェアを本発明のそれに代わる実施形態において用い、こ
れにディジタル的に作用することができる。
While the embodiments described above use analog design techniques, digital signal processors and software can be used in alternative embodiments of the present invention to operate digitally.

【0088】 本発明の利点は、パッケージではなく電子装置の温度に応答可能な、電子装置
用温度制御装置及び方法を提供することを含む。本発明の別の利点は、大きな体
積のチップを製造するために従来のように使用可能な、電子装置用温度制御装置
及び方法を提供することである。本発明の別の利点は、信頼性のある、電子装置
のための温度制御の装置及び方法を提供することである。
Advantages of the present invention include providing a temperature control device and method for an electronic device that is responsive to the temperature of the electronic device rather than the package. Another advantage of the present invention is to provide a temperature control apparatus and method for electronic devices that can be used conventionally to produce large volume chips. Another advantage of the present invention is to provide a reliable temperature control device and method for electronic devices.

【0089】 本発明の別の利点は、システムは伝導のための表面面積を要求するが、装置温
度の検出のために電子装置の大きな表面面積を要求しない、電子装置用温度制御
装置及び方法を提供することである。本発明のもう1つの利点は、温度検出装置
がチップの中に集積化されるか、又は一時的にチップに接続される必要性を、そ
れが除去することである。
Another advantage of the present invention is that it provides a temperature control device and method for an electronic device in which the system requires a surface area for conduction, but does not require a large surface area of the electronic device for sensing device temperature. To provide. Another advantage of the present invention is that it eliminates the need for a temperature sensing device to be integrated into the chip or temporarily connected to the chip.

【0090】 さらにもう1つの利点は、本発明がまた、チップ電力プロファイルの使用を収
集し、保持し、かつ適用することの必要性を除去するとともに、自動化されたテ
スト装置、温度強制システム(temperature forcing system)及びテストソフト
ウェアにおける、チップ電力概観図を収集及び適用する能力に対する必要性を除
去することである。
Yet another advantage is that the present invention also eliminates the need to collect, maintain and apply the use of chip power profiles, as well as automated test equipment, temperature forcing systems (temperature It eliminates the need for forcing systems and test software for the ability to collect and apply chip power overviews.

【0091】 本発明の原理、好ましい実施形態及び動作のモードは本明細書の先行する部分
において記述された。開示された特定の形式は限定よりはむしろ説明として理解
されるので、本発明はこれらの形式に制限されるように解釈されるべきではない
。さらに、本発明の精神及び範囲から離れることなく、本技術分野における通常
の知識を有するものによって、複数の変形例及び変更例が作られてもよい。
The principles, preferred embodiments and modes of operation of the present invention have been described in the preceding part of this specification. The invention is not to be construed as limited to the specific forms disclosed, as these are to be understood as illustrative rather than restrictive. In addition, variations and modifications may be made by those having ordinary skill in the art without departing from the spirit and scope of the invention.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1A】 本発明の1つの実施形態を示すブロック図である。FIG. 1A is a block diagram illustrating one embodiment of the present invention.

【図1B】 本発明の1つの実施形態にかかる熱制御盤中のいくつかの基本
要素を示すブロック図である。
FIG. 1B is a block diagram illustrating some basic elements in a thermal control board according to one embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の1つの実施形態にかかる電力計算・監視回路を示すブロ
ック図である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a power calculation and monitoring circuit according to one embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の1つの実施形態にかかる熱制御回路を示すブロック図で
ある。
FIG. 3 is a block diagram showing a heat control circuit according to one embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の1つの実施形態にかかる電力追従温度制御の結果を示す
グラフである。
FIG. 4 is a graph showing a result of power tracking temperature control according to one embodiment of the present invention.

【図5】 強制空気システムの性能を示すグラフを含む図である。FIG. 5 includes a graph showing the performance of a forced air system.

【図6】 単純な伝導システムの性能を示すグラフを含む図である。FIG. 6 includes a graph showing the performance of a simple conduction system.

【図7】 本発明の1つの実施形態にかかる電力追従温度制御の性能を示す
グラフを含む図である。
FIG. 7 includes a graph showing the performance of power tracking temperature control according to one embodiment of the present invention.

【図8】 デバイスロットの性能の分布において、自己加熱を制御する場合
と、自己加熱を制御しない場合との効果を対比して示すグラフを含む図である。
FIG. 8 is a diagram including graphs showing the effect of controlling self-heating and the case of not controlling self-heating in the performance distribution of device lots in comparison.

【図9】 テスト制御システム、温度制御システム及びデバイスの間での相
互関係を示す高水準のブロック図である。
FIG. 9 is a high-level block diagram illustrating interrelationships between test control systems, temperature control systems, and devices.

【図10A】 デバイス電力情報の取得及び使用を示す高水準のブロック図
である。
FIG. 10A is a high-level block diagram illustrating the acquisition and use of device power information.

【図10B】 デバイス電力情報の取得及び使用を示す高水準のブロック図
である。
FIG. 10B is a high-level block diagram illustrating the acquisition and use of device power information.

【図10C】 デバイス電力情報の取得及び使用を示す高水準のブロック図
である。
FIG. 10C is a high-level block diagram illustrating the acquisition and use of device power information.

【図11】 熱制御ユニットを示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a thermal control unit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,UG,ZW),E A(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ,BA ,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CU, CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,GD,G E,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,KE ,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS, LT,LU,LV,MD,MG,MK,MN,MW,M X,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE ,SG,SI,SK,SL,TJ,TM,TR,TT, UA,UG,US,UZ,VN,YU,ZA,ZW (72)発明者 ジョナサン・イー・ターナー アメリカ合衆国43081オハイオ州ウエスタ ービル、グリーン・メドーズ・ドライブ・ ノース8377番 (72)発明者 マーク・エフ・マリノスキ アメリカ合衆国43081オハイオ州ウエスタ ービル、グリーン・メドーズ・ドライブ・ ノース8377番 Fターム(参考) 2G003 AA00 AB01 AB16 AC03 AD06 AF02 AH01 AH02 AH05 AH08 2G132 AB20 AC03 AD01 AD18 AE14 AE16 AE18 AE23 AE27 AG08 AL00 AL21 5H323 AA38 BB05 CA09 DA02 DA03 GG04 HH02 JJ03 JJ04 KK05 NN03 NN15 PP02 SS05 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (81) Designated country EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE ), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, LS, MW, SD, SL, SZ, UG, ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AE, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR , BY, CA, CH, CN, CU, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, GB, GD, GE, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE , KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, US, UZ, VN, YU, ZA, ZW (72) Jonathan E. Turner United States 43081 Westerville, Ohio, Green Meadows Drive North 8377 (72) Inventor Mark EF Marinoski United States 43081 Greens Meadows Drive North 8377 Westerville, Ohio F-term (reference) 2G003 AA00 AB01 AB16 AC03 AD06 AF02 AH01 AH02 AH05 AH08 2G132 AB20 AC03 AD01 AD18 AE14 AE16 AE18 AE23 AE27 AG08 AL00 AL21 5H323 AA38 BB05 CA09 DA02 DA03 GG04 HH02 JJ03 JJ04 KK05 NN03 NN15 PP02 SS05

Claims (30)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 装置の温度を制御する方法であって、 装置の温度以外のパラメータにして、信号接続線とは違って電力接続線を介し
て装置が消費する電力の消費量に関するパラメータを測定するステップと、 装置の温度の制御に測定パラメータを利用するステップとからなり、前記パラ
メータの測定と前記温度の制御とが同時の行われることよりなる温度制御方法。
1. A method for controlling the temperature of an apparatus, comprising: measuring a parameter related to an amount of power consumed by the apparatus via a power connection line, unlike a signal connection line, as a parameter other than the device temperature. And a step of using a measurement parameter for controlling the temperature of the apparatus, wherein the measurement of the parameter and the control of the temperature are performed simultaneously.
【請求項2】 請求項1に記載の方法であって、装置の電力消費量に関する
パラメータの測定が、前記装置の少なくとも部分的な電力利用量を監視すること
よりなる温度制御方法。
2. The method of claim 1, wherein measuring a parameter related to power consumption of the device comprises monitoring at least a portion of power usage of the device.
【請求項3】 請求項1に記載の方法であって、装置の電力消費量に関する
パラメータの測定が、装置に電力を供給する電力供給源を監視し、該電力供給源
からの電圧と電流とを測定することよりなる温度制御方法。
3. The method of claim 1, wherein measuring a parameter related to power consumption of the device includes monitoring a power supply that supplies power to the device, and determining a voltage and current from the power supply. Measuring the temperature.
【請求項4】 請求項1に記載の方法であって、装置の電力消費量に関する
パラメータの測定が、前記装置の瞬間電力消費量の変化を監視することよりなる
温度制御方法。
4. The method of claim 1, wherein measuring a parameter related to power consumption of the device comprises monitoring changes in instantaneous power consumption of the device.
【請求項5】 請求項2に記載の方法であって、装置の少なくとも部分的な
電力利用量の監視が、装置の全電力利用量を監視することよりなり、監視された
全電力利用量が装置の温度制御に利用されることよりなる温度制御方法。
5. The method of claim 2, wherein monitoring at least a portion of the power usage of the device comprises monitoring a total power usage of the device, wherein the monitored total power usage is reduced. A temperature control method used for controlling the temperature of an apparatus.
【請求項6】 請求項1に記載の方法であって、装置の電力消費量に関する
パラメータの測定が、 装置の第1電流利用量を表す信号を生成し、 装置の前記第1電流利用量に対応する第1電圧を表す信号を生成し、 第1電圧を表す信号で第1電流利用量を表す信号を乗算して、装置の第1電力
利用量を表す信号を生成することよりなる温度制御方法。
6. The method of claim 1, wherein measuring a parameter related to power consumption of the device generates a signal representative of a first current usage of the device; A temperature control comprising: generating a corresponding signal representing a first voltage; multiplying the signal representing the first current usage by the signal representing the first voltage to generate a signal representing a first power usage of the device. Method.
【請求項7】 請求項6に記載の方法であって、装置の電力消費量に関する
パラメータの測定が、 装置の第2電流利用量を表す信号を生成し、 装置の前記第2電流利用量に対応する第2電圧を表す信号を生成し、 第2電圧を表す信号で第2電流利用量を表す信号を乗算して、装置の第2電力
利用量を表す信号を生成し、 前記第1電力利用量を表す前記信号を、装置の第2電力利用量を表す前記信号
に加算して、装置の合計電力利用量を表す信号を生成することを更に含んでなる
温度制御方法。
7. The method of claim 6, wherein measuring a parameter related to power consumption of the device generates a signal representative of a second current usage of the device, Generating a corresponding signal representing a second voltage; multiplying the signal representing the second current usage by the signal representing the second voltage to generate a signal representing a second power usage of the device; A temperature control method, further comprising adding the signal representing usage to the signal representing second power usage of the device to generate a signal representing total power usage of the device.
【請求項8】 請求項1に記載の方法であって、装置の電力消費量に関する
測定パラメータに基づいて装置の温度を制御することが、 温度奪取システムを利用し、 少なくとも部分的には装置による電力消費量に関する測定パラメータに基づい
て前記温度奪取システムの設定を制御することよりなる温度制御方法。
8. The method of claim 1, wherein controlling the temperature of the device based on a measured parameter related to power consumption of the device comprises utilizing a temperature capture system, at least partially by the device. A temperature control method comprising controlling settings of the temperature capture system based on a measurement parameter relating to power consumption.
【請求項9】 請求項8に記載の方法であって、温度奪取システムの設定の
制御が、下記第1式を利用して装置の温度をほぼ判定することよりなる温度制御
方法。 装置の温度= Ktheta・Ped + Tfs
9. The method of claim 8, wherein controlling the setting of the temperature scavenging system comprises substantially determining a temperature of the device using a first equation below. Equipment temperature = K theta · Ped + T fs
【請求項10】 請求項9に記載の方法であって、温度奪取システムの設定
の制御が、温度奪取システムを制御するのに利用する信号を生成するために、V tes を温度奪取システムを制御するのに利用する信号とする下記第2式を利用す
ることをも含んでなる温度制御方法。 Vtes = d(Vsp - ((Vk-theta・VPed)+(Vfsst - VIRO)/Valpha))/
t
10. The method according to claim 9, wherein a temperature capture system is set.
Controls to generate a signal that is used to control the temperature capture system. tes Is used as a signal used to control the temperature capture system.
A temperature control method comprising: Vtes = d (Vsp -((Vk-theta・ VPed) + (Vfsst -VIRO) / Valpha)) /
dt
【請求項11】 請求項6に記載の方法であって、装置による電力消費量に
関するパラメータを測定することが、 装置の第1電流利用量を表す信号を処理し、 装置の前記第1電流利用量に対応する第1電圧を表す信号を処理することより
なり、 両方の信号が互いに乗算される前に処理されることよりなる温度制御方法。
11. The method of claim 6, wherein measuring a parameter related to power consumption by the device comprises: processing a signal representative of a first current usage of the device; and the first current usage of the device. A temperature control method comprising processing a signal representing a first voltage corresponding to a quantity, wherein both signals are processed before being multiplied together.
【請求項12】 請求項8に記載の方法であって、温度奪取システムの設定
の制御がアナログ回路を利用してなる温度制御方法。
12. The temperature control method according to claim 8, wherein the control of the setting of the temperature capturing system uses an analog circuit.
【請求項13】 請求項8に記載の方法であって、温度奪取システムの設定
の制御がPID制御を行うことよりなる温度制御方法。
13. The temperature control method according to claim 8, wherein the control of the setting of the temperature capture system includes PID control.
【請求項14】 装置の実時間温度を算出する方法であって、 信号接続線とは違って、一つかそれ以上の電力接続線を介して装置が利用した
実時間電力利用量を測定し、 測定した装置の実時間電力利用量を、その装置の実時間温度に利用しうる値を
判定するのに利用することよりなる算出方法。
14. A method for calculating a real-time temperature of a device, the method comprising: measuring real-time power usage by the device via one or more power connections, unlike a signal connection; A calculation method comprising using the measured real-time power usage of the device to determine a value available for the real-time temperature of the device.
【請求項15】 請求項14に記載の方法であって、装置の実時間電力利用
量の測定が全電力利用量を測定することよりなる算出方法。
15. The method of claim 14, wherein measuring the real-time power usage of the device comprises measuring the total power usage.
【請求項16】 装置と連結した温度奪取システムを含むシステムにおいて
当該装置の温度を制御する方法であって、 一つかそれ以上の電力供給源により装置に供給された電力の装置による電力消
費量を監視し、 監視した装置の電力消費量に部分的に基づいて温度奪取システムの温度を調節
し、 温度奪取システムで装置温度を制御することよりなる温度制御方法。
16. A method for controlling the temperature of a device in a system including a temperature capture system coupled to the device, the method comprising: determining an amount of power consumed by the device by one or more power sources. A temperature control method comprising: monitoring and adjusting a temperature of a temperature capture system based in part on power consumption of a monitored device, and controlling the device temperature with the temperature capture system.
【請求項17】 請求項16に記載の方法であって、装置の電力消費量の監
視が装置の全電力消費量を監視することよりなる温度制御方法。
17. The method of claim 16, wherein monitoring the power consumption of the device comprises monitoring the total power consumption of the device.
【請求項18】 請求項16に記載の方法であって、温度奪取システムの温
度の調節が、温度奪取システムの温度で装置の監視した電力消費量を反映させる
ことよりなる温度制御方法。
18. The method of claim 16, wherein adjusting the temperature of the temperature capture system comprises reflecting the monitored power consumption of the device at the temperature of the temperature capture system.
【請求項19】 装置の温度を制御するシステムであって、 信号接続線とは違って電力接続線を介して装置が消費した電力消費量に関する
パラメータを測定する測定装置と、 装置に連結するようになっている熱交換器と、 部分的には装置による電力消費量に関係のある測定パラメータを利用すること
により定まる前記熱交換器の設定を判定するものであって、前記測定装置に連結
されていると共に、それと同時に動作するする熱制御器とからなる温度制御シス
テム。
19. A system for controlling the temperature of a device, comprising: a measuring device for measuring a parameter relating to the amount of power consumed by the device via a power connection line unlike the signal connection line; and a system coupled to the device. A heat exchanger that is configured to determine a setting of the heat exchanger, which is determined, in part, by using measurement parameters related to power consumption by the device, the heat exchanger being coupled to the measurement device. And a thermal controller operating simultaneously with the temperature control system.
【請求項20】 請求項19に記載のものであって、装置による電力消費量
に関するパラメータを測定する測定装置が、装置の電力利用量を監視するモニタ
ーからなる温度制御システム。
20. The temperature control system according to claim 19, wherein the measuring device for measuring a parameter relating to power consumption by the device comprises a monitor for monitoring the power consumption of the device.
【請求項21】 請求項20に記載のものであって、前記モニターが全電力
利用量を監視すると共に、装置による電力消費量に関するパラメータが全電力利
用量からなる温度制御システム。
21. The temperature control system according to claim 20, wherein the monitor monitors the total power usage, and the parameter related to the power consumption by the device is the total power usage.
【請求項22】 請求項19に記載のものであって、 前記測定装置が、 一つかそれ以上の電力供給源から装置に供給された電流を監視する少なくとも
一つの電流測定装置と、 一つかそれ以上の電力供給源から装置に供給された電圧を監視する少なくとも
一つの電圧測定装置と、 前記少なくとも一つの電流測定装置と前記少なくとも一つの電圧測定装置とに
接続されて、監視された電流と電圧とから電力利用量信号を出力する監視回路と
からなり、また、 熱交換器の設定を判定する熱制御器が、 装置の温度を予測するのに、Pedを出力された電力利用量信号とする下記式を
利用する熱制御回路からなる温度制御システム。 装置の温度= Ktheta・Ped + Tfs
22. The apparatus of claim 19, wherein the measuring device monitors at least one current measuring device for monitoring current supplied to the device from one or more power supplies; At least one voltage measuring device that monitors a voltage supplied to the device from the power supply source, and the monitored current and voltage connected to the at least one current measuring device and the at least one voltage measuring device. And a monitoring circuit that outputs a power usage signal from the above. The thermal controller that determines the setting of the heat exchanger uses the output power usage signal as Ped to predict the temperature of the device. A temperature control system consisting of a thermal control circuit using the following equation. Equipment temperature = K theta · Ped + T fs
【請求項23】 装置の温度を制御するシステムであって、 信号接続線とは違って電力接続線を介して装置が消費した電力消費量に関する
、装置の温度以外のパラメータを測定する手段と、 部分的には装置による電力消費量に関する測定パラメータに基づいて装置の温
度を制御する手段とからなり、装置による電力消費量に関するパラメータの測定
と装置の温度の制御とが同時に行われることよりなる温度制御システム。
23. A system for controlling the temperature of a device, comprising: means for measuring a parameter other than the temperature of the device, related to the amount of power consumed by the device via the power connection unlike the signal connection; Means for controlling the temperature of the device based in part on the measurement parameter relating to the power consumption by the device, the temperature comprising the simultaneous measurement of the parameter relating to the power consumption by the device and the control of the temperature of the device. Control system.
【請求項24】 試験中の半導体装置に利用するデータ発生システムであっ
て、 試験中の半導体装置に電力を供給すると共に、試験中の当該半導体装置が利用
する電力についての情報が含まれているデータ信号を供給するプログラマブル電
力供給源と、 前記プログラマブル電力供給源と接続されていて、プログラマブル電極供給源
からデータ信号を受信することで、試験中の半導体装置が利用している電力につ
いてのデータを取得するデータ取得装置とからなるデータ発生システム。
24. A data generation system used for a semiconductor device under test, which supplies power to the semiconductor device under test and includes information on the power used by the semiconductor device under test. A programmable power supply that supplies a data signal, and is connected to the programmable power supply, and receives a data signal from the programmable electrode supply to convert data about the power used by the semiconductor device under test. A data generation system comprising a data acquisition device to acquire.
【請求項25】 請求項24に記載のものであって、プログラマブル電力供
給源とデータ取得装置とに間にも監視回路を介在させ、プログラマブル電力供給
源からのデータ信号がこの監視回路に受信されるようにし、また、データ取得装
置に電力利用量信号が監視回路から供給されるように構成してなり、試験中の前
記装置が集積回路であることよりなるデータ発生システム。
25. The monitoring circuit according to claim 24, further comprising a monitoring circuit interposed between the programmable power supply and the data acquisition device, wherein a data signal from the programmable power supply is received by the monitoring circuit. A data generation system, wherein a power usage signal is supplied to the data acquisition device from a monitoring circuit, and the device under test is an integrated circuit.
【請求項26】 請求項24に記載のものであって、デジタル記憶媒体と表
示装置とを備え、データ取得装置に交信自在に接続されたコンピュータを更に設
け、このコンピュータが前記データ取得装置からデジタル電力利用量信号を受信
し、デジタル電力利用信号からの情報をデジタル記憶媒体に記憶すると共に、デ
ジタル電力利用量信号からの情報を表示装置に表示させるようにしてなるデータ
発生システム。
26. The computer-readable medium of claim 24, further comprising a computer having a digital storage medium and a display device, the computer being communicably connected to the data acquisition device, wherein the computer is connected to the data acquisition device. A data generation system that receives a power usage signal, stores information from the digital power usage signal in a digital storage medium, and causes the display device to display information from the digital power usage signal.
【請求項27】 試験中の半導体装置に利用するデータ発生方法であって、 試験中の半導体装置にプログラマブル電力供給源から供給される電力について
の実時間情報を含むデータ信号を前記プログラマブル電力供給源から連続して供
給し、 データ取得装置でプログラマブル電力供給源からのデータを連続して受信する
ことよりなるデータ発生方法。
27. A method for generating data for use in a semiconductor device under test, the method comprising: providing a data signal including real-time information on power supplied from a programmable power supply to the semiconductor device under test. A data generation method comprising continuously receiving data from a programmable power supply source by a data acquisition device.
【請求項28】 請求項27に記載の方法であって、電力利用信号がアナロ
グ信号であり、前記方法が、 データ信号がデータ取得装置に受信されるに先立って連続受信したデータ信号
を処理して、試験中の半導体装置が利用している電力を表す電力信号を発生させ
、 データ取得装置で電力信号をサンプリングし、 データ取得装置からサンプリングした電力信号をコンピュータに供給すること
を更に含んでなるデータ発生方法。
28. The method according to claim 27, wherein the power utilization signal is an analog signal, the method comprising processing a continuously received data signal prior to the data signal being received by the data acquisition device. Generating a power signal representing the power used by the semiconductor device under test, sampling the power signal with a data acquisition device, and supplying the sampled power signal from the data acquisition device to a computer. Data generation method.
【請求項29】 半導体装置が試験中に利用する温度制御システムであって
、 信号接続線とは違って電力接続線を介して試験中の半導体装置が消費した電力
消費量に関する、半導体装置の温度以外のパラメータを測定する測定装置と、 半導体装置と連結されるようになっている熱交換器と、 部分的には装置による電力消費量に関する測定パラメータを利用することによ
り定められる熱交換器の設定値を判定するようになっていると共に、測定装置に
連結されていて、それと同時に動作する熱制御器と、 当該半導体装置が熱交換器と伝熱状態で接触している間に半導体装置が試験さ
れるように試験中に半導体装置を保持する試験ヘッドとからなり、熱交換器の設
定値が熱制御器により定められるように構成してなる温度制御システム。
29. A temperature control system used by a semiconductor device during a test, wherein the temperature of the semiconductor device relates to the amount of power consumed by the semiconductor device under test via a power connection line unlike a signal connection line. Measurement equipment for measuring other parameters, heat exchangers adapted to be connected to semiconductor devices, and heat exchanger settings determined in part by using measurement parameters relating to power consumption by the equipment A thermal controller, which is adapted to determine a value and is connected to the measuring device and operates simultaneously, and the semiconductor device is tested while the semiconductor device is in heat transfer contact with the heat exchanger. And a test head for holding the semiconductor device during the test so that the set value of the heat exchanger is determined by the heat controller.
【請求項30】 請求項29に記載のものであって、熱交換器が半導体装置
の第1試験中に当該半導体装置を第1温度もしくはその近傍に維持し、その後、
当該半導体装置の第2試験中に第2温度もしくはその近傍に維持するように、前
記熱制御器は前記熱交換器を制御するようになっていることよりなる温度制御シ
ステム。
30. The heat exchanger of claim 29, wherein the heat exchanger maintains the semiconductor device at or near a first temperature during a first test of the semiconductor device,
A temperature control system, wherein the heat controller controls the heat exchanger to maintain at or near a second temperature during a second test of the semiconductor device.
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