JP2006337359A - 温度制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】正しいテスト温度環境を提供することによりテスト品質を維持し、テスター乃至ハンドラーの信頼性も維持し、ICチップに最適なテスト温度環境を簡単に且つ安いコストで提供できる温度制御装置を提供する。
【解決手段】テスターヘッド(14)上に取り付けられ、ICチップ(11)が載置されるソケット(12)を保持するソケットホルダ(16h)と、テスト時にこのICチップ(11)を押さえるためのハンドラーのプッシャー(26)先端が通過する開口部(25A)を有し、前記プッシャ(26)によりICチップ(11)がソケット(12)に押し付けられた状態で前記ICチップ(11)の周りに閉じた空間(27)を形成するためのソケットカバー(25)と、前記空間(27)内に外部から所定温度のガスを送り込むガス供給手段(19、20、24)とを具備する温度制御装置。
【選択図】 図1
【解決手段】テスターヘッド(14)上に取り付けられ、ICチップ(11)が載置されるソケット(12)を保持するソケットホルダ(16h)と、テスト時にこのICチップ(11)を押さえるためのハンドラーのプッシャー(26)先端が通過する開口部(25A)を有し、前記プッシャ(26)によりICチップ(11)がソケット(12)に押し付けられた状態で前記ICチップ(11)の周りに閉じた空間(27)を形成するためのソケットカバー(25)と、前記空間(27)内に外部から所定温度のガスを送り込むガス供給手段(19、20、24)とを具備する温度制御装置。
【選択図】 図1
Description
本発明は、温度制御装置、特にハンドラーによってテストされるICチップの温度をテスト時に所定温度に保持するための温度制御装置に関する。
ICチップは屋内、屋外を問わずあらゆる民生用の電気機器の制御に用いられるようになっており、そのためICチップが使用される環境の温度条件も例えばマイナス55℃から150℃と広い範囲に跨っている。ICチップが製造され、出荷される際にはこのような温度条件下で安定な動作をすることを確認する必要から、ハンドラー及びテスタを用いてテストが行われる。例えば室温テストでは、テスターヘッド上に載せられたソケットを室温の環境におき、このソケットにICチップを載せてテストが行われる。このテストは、室温のICチップをソケットに載せ、ハンドラーのプッシャでICチップをソケットに押さえつけた状態で行われる。しかしながら、ソケットおよびプッシャは夫々テスターヘッド及びハンドラー内部に発生される熱の影響を受け、室温より高い温度になっていることが多く、実際には室温より高い温度下においてテストが行われていることになる。また、高温テストではICチップを例えばハンドラー内に設けられた高温槽などを用いて予め所定の高温状態に保持しておき、これを同時にテストされる所定個数、例えば一つづつ取り出してソケットにセットすることにより行われる。しかしながらこの場合もソケットはこの高温に設定されていることはないので、ICチップはソケットに載せられた瞬間からソケットに熱を奪われて冷却され、結果として希望の温度より低い温度におけるテストが行われていることになる。
このような原因によりICチップの温度テストは予め決められた温度条件下で行われず、正しい温度環境下でテストされないICチップが出荷され、夫々の機器に組み込まれて使用されることになる。この結果、ICチップのテスト品質が低下し、テスター乃至ハンドラーの信頼性も低下する不都合があった。
また、テスターヘッド及びハンドラー内の温度制御を行ってソケットに載せられたICチップがこれらからの温度の影響を受けないようにすることも考えられるが、このためにはこれらのテスターヘッド、或いはハンドラーを大幅に改造しなければならない。しかしながらこれらの改造には大きなコストが掛かり、ICチップのテストのコストが上昇してしまう不都合もある。
従って、この発明は、正しいテスト温度環境を提供することによりテスト品質を維持し、テスター乃至ハンドラーの信頼性も維持し、ICチップに最適なテスト温度環境を簡単に且つ安いコストで提供できる温度制御装置を提供することを目的とする。
この発明の一態様によれば、テスターヘッド上に取り付けられ、テスト対象のICチップが載置されるソケットを保持するソケットホルダと、前記ICチップをテストする際にこのICチップを押さえるためのハンドラーのプッシャー先端が通過する開口部を有し、前記プッシャによりICチップがソケットに押し付けられた状態で前記ICチップの周りに閉じた空間を形成するためのソケットカバーと、前記空間内に外部から所定温度のガスを送り込むガス供給手段とを具備することを特徴とする温度制御装置が得られる。
この発明の他の態様によれば、テスターヘッド上に取り付けられ、テスト対象のICチップが載置されるソケットを保持するソケットホルダと、前記ICチップをテストする際にこのICチップを押さえるためのハンドラーのプッシャー先端が通過する開口部を有し、前記プッシャによりICチップがソケットに押し付けられた状態で前記ICチップの周りに閉じた空間を形成するためのソケットカバーと、前記空間内に外部から所定温度のガスを送り込むガス供給手段と、前記プッシャの先端にマウントされ前記ガス供給手段からのガスが流通するガス溝と、前記ICチップが吸着されるサクションホールとを有するプッシャ先端部と、を具備することを特徴とする温度制御装置が得られる。
この発明によれば、正しいテスト温度環境を提供することによりテスト品質を維持し、テスター乃至ハンドラーの信頼性も維持し、ICチップに最適なテスト温度環境を簡単に且つ安いコストで提供できる温度制御装置を提供することができる。
以下、図面を参照してこの発明の実施形態を詳細に説明する。
図1はこの発明の第1の実施形態の構成を示すブロック図である。この実施形態では同時にテストされるICチップは1個の場合を例に取って説明するが、同時に複数個のICチップをテストする場合にもこの発明を適用することができる。図1において、接続用のコンタクト10aを有するテスト対象のICチップ11はソケット12上に載せられてテストされる。このソケット12は例えばプラスチックなどの絶縁物で形成されて前記コンタクト10aに接触して接続される例えばハンダボールのコンタクトを有し、パフォーマンスボード13を介してテスターヘッド14上に保持される。ICチップ11のコンタクト10aはソケット12のコンタクトに接続されたコネクタピン10によりこのパフォーマンスボード13を介して前記テスターヘッド14に電気的に接続される。テスターヘッド14はテスター本体15に接続されてテスト時にその動作が制御される。
パフォーマンスボード13上には例えば図示しない固定ボルトによって固定されたソケットアダプタプレート16が設けられる。このソケットアダプタプレート16の中心部にはソケットホルダすなわちソケット保持部16hが形成され、その内部にはガス路17,18が形成される。このガス路17には高温ガス発生ユニット19の出力口が連結され、ガス路18には低温ガス発生ユニット20の出力口が連結される。高温ガス発生ユニット19はドライバ21により電気駆動され、低温ガス発生ユニット20はドライバ22により電気駆動される。これらのドライバ21,22は夫々ケーブル29、30を介してソケット温度制御装置であるガスコントローラ23に接続される。このガスコントローラ23の全体の動作はその内部に設けられたマイクロコンピュータ24により制御される。
ソケットアダプタプレート16の中心部に形成されたソケット保持部16hの中心部には後で説明する温度設定用の空間27であるソケットチャンバが形成され、その底部開口はソケット12によって閉鎖される。上部開口はハンドラーのプッシャ26の先端より僅かに大きい直径の開口25Aを有するソケットカバー25により閉鎖され、この間に温度設定用の空間27が形成される。このソケットカバー25の下面には前記ソケット保持部16hとの間にガスが流れるガス溝25Dが形成される。このガス溝25Dの一端はこの温度設定用の空間27に連通し、他端はソケット保持部16hに形成されたガス路17、18に連通されるようにソケットカバー25がソケット保持部16h上に位置付けされる。プッシャ26はこのプッシャ26より太いプッシャ保持部31の下端に固定され、テスト時にはその軸に沿って上下される。テスト時にプッシャ26によりICチップ11がソケット11に押さえつけられた状態で、プッシャ保持部31の下面とソケットカバー25の上面との間には僅かな隙間ができ、ガス溝25Dを介して温度設定用の空間27中に放出された温度ガス、例えば所定温度に設定された空気はこの隙間を通ってハンドラーの外部に放出されるとともに、ガス路17あるいは18を通って排出される。この空気の代わりに例えば水分を含まない不活性ガスなどを用いることもできる。後で詳細に説明するが、たとえば高温ガス発生ユニット19がドライバ21により駆動されるときは低温ガス発生ユニット20は駆動されず、したがって高温のガス、例えば空気がガス路17からガス溝25Dを介して温度設定用の空間27に圧入され、他のガス溝25Dからガス路18、低温ガス発生ユニット20を介して排出される。低温ガス発生ユニット20が駆動されたときは反対に高温ガス発生ユニット19が排気路となる。
図1に示された高温ガス発生ユニット19、低温ガス発生ユニット20は例えば図2に示すようにソケットアダプタプレート16内に一対づつ設けられる。即ち、図2においてソケットアダプタプレート16の中心部に形成されたソケット保持部16hの中心部には略正方形の温度設定用の空間27が形成され、この対角線に沿った2個の角部には一対の高温ガス発生ユニット19A、19Bに連通するガス溝25Dが形成される。前記対角線に対して90度回転した他の対角線上には一対の低温ガス発生ユニット20A、20Bに連通するガス溝25Dが形成される。
この4本のガス溝25Dおよび温度設定用の空間27の上部を覆うように開口部25Aが形成されたソケットカバー25がソケットアダプタプレート16上に載せられる。この開口部25Aはソケット12上に載せられたICチップ11ならびにプッシャ26の外形寸法より大きい開口寸法を持ち、この開口部25A内に図1に示されたようにプッシャ26が挿入される。
以下、図2、図3、図8を参照して図1の実施形態の動作を説明する。
例えばICチップ11を150℃で高温テストする場合は、先ず図1に示したようにソケットアダプタプレート16上にソケットカバー25を載せて温度設定用の空間27が形成される。次いで、ハンドラーを動作させ、ソケット12上に開口25Aを介してICチップ11を載せ、プッシャ26を降下させてソケット12上にICチップ11を押し付ける。あるいはプッシャ26先端にICチップ11を把持または真空吸着した状態でソケット12にICチップ11を押し付ける方法もある。
この状態でガスコントローラ23内に設けられているマイクロコンピュータ24のCPU80に結合されているキーボードなどの入力ユニット(図8の入力ユニット81に対応)を用いてテスト設定温度150℃を入力する。一方、図1のソケット12の空間27に面する内側には温度センサ82が取り付けられており、この温度センサ82により検出されたソケット12の内部の温度信号がライン33を介して図8のCPU80に送られ、検知される。CPU80はこのセンサ82の温度データを入力ユニット81に入力された設定高温150℃データとを比較し、センサ82の温度データが150℃以下を示している場合にはドライバ21に駆動信号を送って、図2の高温ガス発生ユニット19A、19Bから150℃の高温ガスを発生させ、ガス路25Dを介して温度設定用の空間27内に150℃の高温ガスを圧送し、ICチップ11を加熱する。この場合、高温ガスは空間27内で激しく攪拌され、空間27内はほぼ均一に加熱される。加熱により温度が低下したガスは残りのガス路25Dから使われていない低温ガス発生ユニット20A、20Bを介して外部に排気される。また、ICチップ11の熱はソケット12及びプッシャ26を介して一部は逃げるが高温ガスにより加熱されているので、短時間で150℃に加熱され、センサ82から150℃の検知信号がCPU80に送られる。この結果、図4に示したように、ICチップ11は許容範囲例えば設定高温度Aのプラスマイナス3℃の範囲内で一定に保持され、従来のようにソケットに載せた直後から急激に低下する温度曲線Bのような不都合は生じない。CPU80はこの高温維持状態を検知すると、例えばインターフェース83を介して高温設定完了の状態信号を図示しない通信路を介してテスタ15に送り、高温テストを開始させる。尚、CPU80はROM84に格納されたプログラムによって所定の動作を実行するように設定され、この動作により得られたデータなどは必要に応じてRAM85に格納される。
一方、例えば図5に示すようにICチップ11を室温Aに設定して許容範囲内にその温度を維持する場合を図3を参照して説明する。この場合は、図8の入力ユニット81から例えば室温の25℃より低い例えば零℃を入力する。この状態で、ソケットカバー25をかぶせた後でICチップ11をソケット12上にプッシャ26で押し付ける。すると、センサ82はテスターヘッド14およびプッシャ26からの室温より高い温度に影響されてこの室温より高い温度を検知する。これによりCPU80は設定温度25℃とセンサ82の検知温度との差を検出して低温ガス発生用のドライバ22を駆動して、低温ガス発生ユニット20A、20Bから零℃のガスを発生させて温度設定用の空間27に送り込む。これにより空間27内の温度が低下してセンサ82が例えば室温より僅かに低い温度を検知すると、CPU80からインターフェース83を介してテスター15にテスト開始OKの信号を送る。この場合、ICチップ11は常にソケット12或いはプッシャ26から熱の供給を受けているので、センサ82が常温の25℃を検知したときはICチップ11の実際の温度はそれより僅かに高い可能性がある。従って、センサ82の検知温度が25℃より僅かに低い値を示したときをもってICチップ11の常温状態と判断する。このときのセンサ82の検知温度とICチップ11の実際の温度との差は統計的に予め調べてデータとして例えばROM84に格納しておき、これをCPU80が読み出すようにすればよい。このようにして、図5に示すようにICチップ11は許容範囲内で室温すなわち常温Aに保持され、従来のようにソケット或いはプッシャの熱の伝達を受けてB曲線のように加熱されることがない。
ICチップ11を例えばマイナス5℃で低温テストする場合にも図3に示したように低温ガス発生ユニット20A、20Bを用いてマイナス5℃あるいはそれより僅かに低い温度の低温ガスを温度設定用の空間27に送り込み、センサ82でこの空間27の温度を検知し、予めこの検知温度とICチップ11の実際の温度との関係を調べておけば、センサ82の出力データによりICチップ11の実際の温度を容易に知ることができる。
図1に示した実施形態では、ガスコントローラ23はハンドラーあるいはテスタ15とは独立して設けられているが、このガスコントローラ23をハンドラーの中に一体に組み込むこともできる。図6はこのような考えに基づいて構成されたこの発明の他の実施形態の構成を示すブロック図である。この場合、ハンドラー50内にはコントローラ51およびマイクロコンピュータ54とともに、ICチップ11の温度テストのための高温ガス発生装置55、および低温ガス発生装置56が内蔵されている。高温ガス発生装置55、低温ガス発生装置56はそれぞれ図1に示した高温ガス発生ユニット19とドライバ21、および低温ガス発生ユニット20とドライバ22とに対応する装置である。高温ガス発生装置55および低温ガス発生装置56から発生された夫々のガスはパイプ52,53を介してソケットアダプタプレート16のソケット保持部16hに形成されたガス路17、18に圧送される。図6の実施形態における残りの構成はすべて図1の実施形態と同じであるから同じ参照符号を付してそれらの説明は省略する。図6のコントローラ51に設けられたマイクロコンピュータ54は図8に示す構成を有し、ICチップ11の温度テストの際に図1の実施形態と同様の機能を果たす。しかしながら、コントローラ51がハンドラー50の全体の動作をコントロールする図示しないコンピュータを持っている場合には、マイクロコンピュータ54の代わりにそのコンピュータによりマイクロコンピュータ54の機能を果たすように構成してもよいことは勿論である。この場合のICチップ11の温度テスト時の高温ガス、低温ガスによるICチップ11の温度制御は図1の実施形態と同様に行われるのでこれ以上の詳細な説明は省略する。
図1の実施形態では、所定温度に設定されたエアは、ガス路17,18からガス溝25Dを介してプッシャ26の側面に吹き付けられる状態で、ガス温度設定用の空間27内に送り込まれている。更に、温度テスト用のエアをICチップ11に直接吹き付けるようにすればICチップ11をより早くエア温度に近づけることができる。図7はその一例を示す実施形態の要部を示す断面図であり、ソケットカバー25の下面に形成されるガス溝25Dの先端に下向きのノズル25Nを形成する。これによりホットエア、またはコールドエアが直接ICチップ11に吹き付けられることになり、より短時間にかつ効率的にICチップ11の温度設定ができる。
図9はこの発明の更に他の実施形態の構成を示すブロック図である。図1の実施形態では、ソケット12に関連して形成される温度設定空間27に高温ガス発生ユニット19、低温ガス発生ユニット20から夫々高温空気、低温空気を送り込んで、空間27内部で高温、低温の空気を混合して所望の温度の空気を形成するようにしている。図9の実施形態では高温空気と低温空気とをミキサ91に送って混合してから空間27に送り込むように構成されている。このように空間27に送り込む前に予め空気を混合しておくことにより図1の実施形態に比べて更に温度むらのない空気を空間27内に形成することができ、ICチップの温度設定をより精度良く行うことができる。
図9の実施形態ではガスコントローラ23A内にソレノイドバルブ機構92が設けられており、外部コンプレッサ93からソレノイドバルブ機構92に送り込まれた室温の空気はマイクロコンピュータ24の制御下で所定の割合で高温ガス発生ユニットであるエアヒータ94および低温ガス発生ユニットであるボルテックスチューブ95に送られ、夫々発生されたホットエア、コールドエアがミキサ91に送られるように構成されている。マイクロコンピュータ24は温度センサ82の出力データを受けて図1の実施形態と同様に所定のプログラミングに従って空間27の空気の温度制御を行う。この場合、ミキサ91から出力された所望温度に設定されたエアは、図1のソケットアダプタプレート16に形成されたガス路17,18の入り口に供給すればよい。
ここで、図9に示した実施形態における温度設定空間27は、図1或いは図6に示したようにプッシャ26の周りに構成される。更に、この温度設定空間27は、図10A,10Bに示したように構成されたプッシャ先端部26Aと組み合わせて用いることもできる。このプッシャ先端部26Aは、例えば図1に示したプッシャ26の先端にネジSで固定されるハウジング96を有し、このハウジング96内にはエア溝97およびサクションホール98が形成される。エア溝97は2つの開孔97A,97Bのいずれか一方に接続されたパイプPを介して図9に示したミキサ91のエア出口と連通している。他方の開孔は空中に連通して放出口として用いられる。サクションホール98はその開口部にICチップ11を吸着するために用いられ、プッシャ26内部を通って形成されたサクションパス26Sを介して図示しない真空装置に連通される。このハウジング96は例えばアルミニウムなどの熱伝導度の良好な金属で形成され、エア溝97内に導入された空気の温度と容易に同化し、サクションホール98の開口部に吸着されたICチップ11が速やかに導入された空気と等しい温度に設定される。
ここで、この図10Aに示したプッシャ先端部26Aをプッシャ26先端に取りつけてテストに用いる場合には、プッシャ先端部26Aがプッシャ26と一体に上下動されるので、パイプPは固定されたミキサ91との間をフレキシブルに連結するために例えばゴムなどの柔軟な材料で形成される。これ以外の構成は図1に示した実施形態と同様であり、これ以上の説明は省略する。
10…コネクタピン、10a…コンタクト、11…ICチップ、12…ソケット、14…テスターヘッド、16…ソケットアダプタプレート、16h…ソケット保持部、17、18…ガス路、19、19A、19B…高温ガス発生ユニット、20、20A、20B…低温ガス発生ユニット、21、22…ドライバ、23、23A、…ガスコントローラ、24…マイクロコンピュータ、25…ソケットカバー、25A…開口部、25D…ガス溝、26…プッシャ、27…温度設定空間、29、30…信号ケーブル、33…センサケーブル、82…センサ、91…ミキサ、92…ソレノイドバルブ、95…ボルテックスチューブ、96…ハウジング、97…エア溝、98…サクションホール。
Claims (11)
- テスターヘッド上に取り付けられ、テスト対象のICチップが載置されるソケットを保持するソケットホルダと、
前記ICチップをテストする際にこのICチップを押さえるためのハンドラーのプッシャー先端が通過する開口部を有し、前記プッシャによりICチップがソケットに押し付けられた状態で前記ICチップの周りに閉じた空間を形成するためのソケットカバーと、
前記空間内に外部から所定温度のガスを送り込むガス供給手段と、
を具備することを特徴とする温度制御装置。 - 前記ガス供給手段は、所定のガス温度を設定する手段と、前記設定された温度のガスを発生させるガス発生手段と、この発生されたガスを前記空間に圧送する手段と、前記空間内の温度が前記所定温度に対して一定の関係になるように前記ガス発生手段を制御する制御手段と、を具備することを特徴とする請求項1に記載の温度制御装置。
- 前記ガス供給手段が前記ハンドラーに対して独立して設けられていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の温度制御装置。
- 前記ガス供給手段が前記ハンドラー内に付属して設けられていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の温度制御装置。
- 前記ソケットホルダは下部開口と上部開口とを有し、前記下部開口は前記ソケットにより閉鎖され、前記上部開口は前記ソケットカバーにより閉鎖されて前記空間が形成されることを特徴とする請求項1に記載の温度制御装置。
- 前記ガス供給手段は前記空間内の空気を攪拌するように前記ガスを前記空間内に吹き込むノズルを有することを特徴とする請求項2に記載の温度制御装置。
- 前記ガス供給手段はコールドエアを供給するボルテックスチューブを含む請求項2に記載の温度制御装置。
- 前記ガス供給手段は、エアコンプレッサと、前記空間内の温度を検知する温度検知素子と、前記コンプレッサからのエアの流量を制御するためのソレノイドバルブと、このソレノイドバルブの開度を前記温度検知素子の出力に応じて制御するマイクロコンピュータを含む制御部と、前記ソレノイドバルブからのエアを冷却する冷却ユニットおよび加熱する加熱ユニットとを含むガス発生手段と、この発生されたガスを混合して前記空間に送るミキサを含むエア送り手段と、を具備することを特徴とする請求項1に記載の温度制御装置。
- テスターヘッド上に取り付けられ、テスト対象のICチップが載置されるソケットを保持するソケットホルダと、
前記ICチップをテストする際にこのICチップを押さえるためのハンドラーのプッシャー先端が通過する開口部を有し、前記プッシャによりICチップがソケットに押し付けられた状態で前記ICチップの周りに閉じた空間を形成するためのソケットカバーと、
前記空間内に外部から所定温度のガスを送り込むガス供給手段と、
前記プッシャの先端にマウントされ前記ガス供給手段からのガスが流通するガス溝と、前記ICチップが吸着されるサクションホールとを有するプッシャ先端部と、
を具備することを特徴とする温度制御装置。 - 前記ガス供給手段は、エアコンプレッサと、前記空間内の温度を検知する温度検知素子と、前記コンプレッサからのエアの流量を制御するためのソレノイドバルブと、このソレノイドバルブの開度を前記温度検知素子の出力に応じて制御するマイクロコンピュータを含む制御部と、前記ソレノイドバルブからのエアを冷却する冷却ユニットおよび加熱する加熱ユニットとを含むガス発生手段と、この発生されたガスを混合して前記プッシャ先端部のガス溝に送るミキサを含むエア送り手段と、を具備することを特徴とする請求項9に記載の温度制御装置。
- 前記ガス供給手段はコールドエアを供給するボルテックスチューブを含む請求項10に記載の温度制御装置
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