JP2009036393A - 水冷式冷却機構の洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＩＣ試験装置のテストヘッドに使用される水冷式冷却機構の洗浄装置を提供する。
【解決手段】 水冷式冷却機構に洗浄液を循環させて洗浄する洗浄液循環機構と、
前記洗浄液循環機構で使用した洗浄液を前記水冷式冷却機構からエアー圧で除去する洗浄液除去機構と、
前記水冷式冷却機構に洗浄用の水を循環させ、洗浄液を洗浄する水洗浄循環機構と、
前記水洗浄循環機構で使用した洗浄用の水を前記水冷式冷却機構からエアー圧で除去する洗浄用水除去機構と
を備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、水冷式冷却機構の洗浄装置に関し、特に、ＩＣ試験装置のテストヘッドに使用される水冷式冷却機構の洗浄装置に関する。

一般に、ＩＣ試験装置は、ＩＣやＬＳＩなどの被試験デバイスをテストヘッドの中央部に載せて、被試験デバイスの試験を行っている。このようなテストヘッドは、被試験デバイスとの距離を短くするため、プリント基板が放射状に配置されているが、電子部品を高密度に実装しているため冷却が必要となる。ここで、冷却の方法には、空冷方式と水冷方式があるが、冷却能力は水冷方式の方が高いため、現在は水冷方式が主流になりつつある。このような水冷方式を用いたＩＣテスタのテストヘッドの先行技術文献としては次のようなものがある。

特開平８−５４４４１号公報

以下、従来のＩＣ試験装置のテストヘッドに使用される水冷式冷却機構を説明する。図４は従来の水冷式冷却機構の構成例である。水冷式冷却装置１から出力された冷却液はマニフォールド２の内部に流入する（Ｓ１）。この冷却液はマニフォールド側カプラ３の図４の手前から見て一番右側にあるマニフォールドカプラに接続されたカプラ４とＰＦＡ（フッ素樹脂）チューブ５を介して冷却式カート６に流入する（Ｓ２）。

そして、この冷却液は、水冷式カート６内部を流れることによりＩＣ試験装置のテストヘッドを冷却する（Ｓ３）。水冷式カート６を流れ出た冷却液は、ＰＦＡチューブ７、カプラ８、マニフォールド９を介して再び水冷式冷却装置に戻る（Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６）。水冷式冷却装置１に戻った冷却液は、水冷式カート６を流れることにより水温が上昇しているので、水冷式冷却装置１の内部に備えられる図示しない熱交換器で冷却される。この熱交換器で冷却された冷却液は、水冷式冷却装置１からマニフォールド２に再び流入し（Ｓ１）、以後は上述の動作を繰り返す。

なお、水冷式カート１３を冷却する順路についても同様にして、マニフォールド２からＰＦＡチューブ１０に分岐した冷却液は、カプラ１１、ＰＦＡチューブ１２を介して水冷式カート１３に流入する。そして、水冷式カート１３の内部を流れることによりテストヘッドを冷却した冷却液は、カプラ１４とマニフォールド９を介して水冷式冷却装置１に戻る。

ところで、従来の水冷式冷却機構１５は、詰まり発生因子（例えば酸化銅）がＰＦＡチューブ５、７、１０、１２やカプラ４、８、１１、１４に付着し、冷却液を正常に循環できなくなる場合がある。

図５はカプラ４、８、１１、１４の拡大図である。カプラ４、８、１１、１４はそれぞれ接続管２０と締結部２１で構成されるが、特に接続管２０の内部に詰まり発生因子が付着する場合が多い。そして、カプラ４、８、１１、１４で詰まり発生因子が付着した場合には、接続管２０と締結部２１を取り外し、詰まり発生因子を専用の工具で取り除いた上で再び接続管２０と締結部２１の組み立てを行う必要が生ずる。最悪のケースとして、専用の工具を用いても詰まり発生因子を取り除けないようなケースでは、カプラ４、８、１１、１４を新品に交換する必要がある。

さらに、ＰＦＡチューブ５、７、１０、１２で詰まり発生因子が付着した場合、これらのチューブを交換する必要がある。また、水冷式カート６、１３の内部で詰まり発生因子が付着した場合には、水冷式カート６又は１３ごと交換する必要があった。

本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたものであり、ＩＣ試験装置のテストヘッドに使用される水冷式冷却機構の洗浄装置を提供することを目的とする。

このような問題を解決するため、請求項１記載の発明は、
水冷式冷却機構に洗浄液を循環させて洗浄する洗浄液循環機構と、
前記洗浄液循環機構で使用した洗浄液を前記水冷式冷却機構からエアー圧で除去する洗浄液除去機構と、
前記水冷式冷却機構に洗浄用の水を循環させ、洗浄液を洗浄する水洗浄循環機構と、
前記水洗浄循環機構で使用した洗浄用の水を前記水冷式冷却機構からエアー圧で除去する洗浄用水除去機構と
を備える。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の水冷式冷却機構の洗浄装置において、
前記洗浄液循環機構は、
洗浄液を蓄える洗浄液用タンクと、
この洗浄液用タンクに蓄えられた洗浄液の流量を調整するバルブと、
前記洗浄液用タンクに蓄えられた洗浄液を吸い上げるポンプを備え、
前記水洗浄循環機構は、
洗浄用の水を蓄える水洗浄用タンクと、
この水洗浄用タンクに蓄えられた洗浄用の水の流量を調整するバルブと、
前記水洗浄タンクに蓄えられた洗浄用の水を吸い上げるポンプを備え、
前記洗浄液除去機構は、水冷式冷却機構に残留している洗浄液をエアー圧により前記洗浄液用タンクに戻し、
前記洗浄用水除去機構は、水冷式冷却機構に残留している洗浄用の水をエアー圧により前記水洗浄用タンクに戻す。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の水冷式冷却機構の洗浄装置において、前記洗浄液循環機構は、洗浄液を冷却する熱交換器を備える。

請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の洗浄装置において、
前記水冷式冷却機構の洗浄装置を、ＩＣ試験装置のテストヘッドに内蔵される水冷式冷却機構に用いる。

また、請求項５記載の発明は、
洗浄液循環機構が、水冷式冷却機構に洗浄液を循環させて洗浄し、
洗浄液除去機構が、前記洗浄液循環機構で使用した洗浄液を前記水冷式冷却機構からエアー圧で除去し、
水洗浄循環機構が、前記水冷式冷却機構に洗浄用の水を循環させ、洗浄液を洗浄し、
洗浄用水除去機構が、前記水洗浄循環機構で使用した洗浄用の水を前記水冷式冷却機構からエアー圧で除去する。

このように、水冷式冷却機構に洗浄液を循環させて洗浄するので、水冷式冷却機構のカプラや水冷式カートに詰まり発生因子が付着してしまっても、これらを交換することなく詰まり発生因子を取り除くことができる。

以下、本発明による水冷式冷却機構の洗浄装置を説明する。図１は本発明による水冷式冷却機構の洗浄装置とテストヘッド２００の接続関係を説明するための図面である。洗浄装置１００には、エアーパージ接続部１５０、洗浄液用接続部１６０、水洗浄用接続部１７０が設けられ、それぞれフレキシブルチューブ１８０を介してテストヘッド２００に内蔵された水冷式冷却機構１５のチューブ取り付け口２５０に接続される。

また、フレキシブルチューブはエアーパージ用に３本、洗浄液用と水洗浄用にそれぞれ２本ずつ用意され、これらのフレキシブルチューブ１８０を必要に応じてチューブ取り付け口２５０に接続して使用する。

図２は本発明による水冷式冷却機構の洗浄装置の構成図である。以下、図２の構成を説明する。洗浄液用タンク１０１には洗浄液が蓄えられている。ここで洗浄液は、例えば除錆剤を添加して生成し、詰まり発生因子である酸化銅に化学反応を生じさせることにより除去するものである。バルブ１０２は洗浄液用タンク１０１に蓄えられた洗浄液の流量を調整する。なお、流量は例えば３０Ｌ／ｍｉｎであり、吐出圧力は０．３ＭＰａとする。

フィルタ１０３は洗浄液に混入した汚れを取り除く。ポンプ１０４は洗浄液用タンク１０１に蓄えられた洗浄液を吸い上げて洗浄液を循環させる。圧力計１０５はポンプ１０４から出力された洗浄液の圧力を計測する。カプラ１０６は図１のフレキシブルチューブ１８０を介してチューブ取り付け口２５０に接続される。カプラ１０７も同様にフレキシブルチューブ１８０を介してチューブ取り付け口２５０に接続される。

図３は、カプラ１０６、１０７とチューブ取り付け口２５０を介して水冷式冷却機構１５と洗浄装置１００が接続された状態を表している。図３において洗浄装置１００以外の構成は図４と同じであり、すなわち本発明で用いる水冷式冷却機構１５の構成は従来と同様である。このような接続状態において、カプラ１０６はフレキシブルチューブ１８０、チューブ取り付け口２５０を介してマニフォールド２と接続される。同様に、カプラ１０７は、フレキシブルチューブ１８０、チューブ取り付け口２５０を介してマニフォールド９と接続される。

次に再び図２に戻り構成を説明する。流量計１０８はカプラ１０７を介して水冷式冷却機構１５から排出された洗浄液の流量を計測する。熱交換器１０９は水冷式冷却機構１５の水冷式カート６、１３の内部を流れることにより温度が上昇した洗浄液を冷却する。

エアー供給源１１０からはエアーが供給される。エアー圧力設定部１１１はエアー供給源１１０から供給されるエアーの圧力を設定する。バルブ１１２はエアー圧力設定部１１１の設定値に基づいてエアーの供給量を調整する。なお、エアー圧力は、例えば０．３ＭＰａである。

カプラ１１３は、フレキシブルチューブ１８０、チューブ取り付け口２５０を介してマニフォールド２と接続される。カプラ１１４は、フレキシブルチューブ１８０、チューブ取り付け口２５０を介してマニフォールド９と接続される。

水洗浄用タンク１１５には洗浄用の水が蓄えられている。バルブ１１６は水洗浄用タンク１１５に蓄えられた水の流量を調整する。フィルタ１１７は水に混入した汚れを取り除く。ポンプ１１８は洗浄液用タンク１１５に蓄えられた水を吸い上げて水を循環させる。

圧力計１１９はポンプ１１８から出力された水の圧力を計測する。カプラ１２０は、フレキシブルチューブ１８０、チューブ取り付け口２５０を介してマニフォールド２と接続される。カプラ１２１は、フレキシブルチューブ１８０、チューブ取り付け口２５０を介してマニフォールド９と接続される。流量計１２２は、カプラ１２１を介して水冷式冷却機構１５から排出された水の流量を計測する。カプラ１２３は、カプラ１１４に替えてフレキシブルチューブ１８０、チューブ取り付け口２５０を介してマニフォールド９と接続される。

なお、流量調整部１２４はバルブ１０２を介して洗浄液用タンク１０１から排出された洗浄液の圧力が所定の値を越した場合に解放され、水冷式冷却機構１５に流入する流量を減少させる。また、流量調整部１２５も同様にして、バルブ１１６を介して水洗浄用タンク１１５から排出された水の圧力が所定の値を越した場合に解放され、水冷式冷却機構１５に流入する流量を減少させる。

次に、図２の動作を説明する。動作は、大きく分けて（１）洗浄液による洗浄動作、（２）エアーによる洗浄液の除去動作、（３）水による洗浄動作、（４）エアーによる水の除去動作に分けられ、この順番に行われる。また、洗浄液による洗浄動作で使用する構成要素を総称して洗浄液循環機構と、エアーによる洗浄液の除去動作を行う構成を総称して洗浄液除去機構と、水による洗浄動作を行う構成要素を総称して水洗浄循環機構と、そしてエアーによる水の除去動作を行う構成を総称して洗浄用水除去機構と定義する。

以下、（１）洗浄液による洗浄動作、２）エアーによる洗浄液の除去動作、（３）水による洗浄動作、（４）エアーによる水の除去動作の順に説明する。

（１）洗浄液による洗浄動作
まず、カプラ１０６を、フレキシブルチューブ１８０、チューブ取り付け口２５０を介してマニフォールド２と接続する。同様に、カプラ１０７を、フレキシブルチューブ１８０、チューブ取り付け口２５０を介してマニフォールド９と接続する。このように接続することにより洗浄液を水冷式冷却機構１５に循環するためのループが形成されるので、ポンプ１０４で洗浄液用タンク１０１に蓄えられた洗浄液を吸い上げ、フィルタ１０３、圧力計１０５、カプラ１０６を介して出力する。

カプラ１０６から出力された洗浄液は、フレキシブルチューブ１８０、チューブ取り付け口２５０を介してマニフォールド２に流入する。マニフォールド２に流入した後に洗浄液が水冷式冷却機構１５を流れる動作は、冷却水が図４の水冷式冷却機構１５を流れる動作と同様なので説明を省略する。水冷式冷却機構１５を洗浄した洗浄液は、マニフォールド９からチューブ取り付け口２５０、フレキシブルチューブ１８０を介して再び洗浄装置１００に流入する。そして、この洗浄液は、カプラ１０７、流量計１０８、熱交換器１０９を介して洗浄液用タンク１０１に戻り、以降は水冷式冷却機構１５が十分に洗浄できるまでこれらの動作を繰り返す。

（２）エアーによる洗浄液の除去動作
洗浄液を使用して水冷式冷却機構１５を洗浄すると、洗浄液が水冷式冷却機構１５の内部に残留するので、除去するための作業が必要となる。そこで、次の様に接続し洗浄液を除去するためのループを形成する。

まず、カプラ１１３を、フレキシブルチューブ１８０、チューブ取り付け口２５０を介してマニフォールド２と接続する。同様に、カプラ１１４を、フレキシブルチューブ１８０、チューブ取り付け口２５０を介してマニフォールド９と接続する。このように接続することにより水冷式冷却機構１５に残留している洗浄液を除去するためのループが形成されるので、エアー圧力設定部１１１でバルブ１１２の解放具合を調整することによりエアー供給源１１０から供給するエアーの量を調整して、カプラ１１３を介してエアーを出力する。

カプラ１１３から出力されたエアーは、フレキシブルチューブ１８０、チューブ取り付け口２５０を介してマニフォールド２に入力される。マニフォールド２にエアーが入った後の動作は、冷却水が図４の水冷式冷却機構１５を流れる動作と同様なので説明を省略するが、水冷式冷却機構１１５に残留している洗浄液はエアー圧により押し出され、カプラ１１４を介して洗浄液用タンク１０１に戻される。以降は、水冷式冷却機構１５に残留している洗浄液が十分に洗浄液用タンク１０１に戻しきれるまでこれらの動作を繰り返す。

（３）水による洗浄動作
この作業は、上述した「（２）エアーによる洗浄液の除去動作」で除去しきれなかった洗浄液を水冷式冷却機構１５から洗い流すために必要となる。まず、カプラ１２０を、フレキシブルチューブ１８０、チューブ取り付け口２５０を介してマニフォールド２と接続する。同様に、カプラ１２１を、フレキシブルチューブ１８０、チューブ取り付け口２５０を介してマニフォールド９と接続する。

このように接続することにより洗浄用の水を水冷式冷却機構１５に循環するためのループが形成されるので、ポンプ１１８で水洗浄用タンク１１５に蓄えられた水を吸い上げ、フィルタ１１７、圧力計１１９、カプラ１２０を介して出力する。

カプラ１２０から出力された洗浄用の水は、フレキシブルチューブ１８０、チューブ取り付け口２５０を介してマニフォールド２に流入する。マニフォールド２に流入した後に洗浄用の水が水冷式冷却機構１５を流れる動作は、冷却水が図４の水冷式冷却機構１５を流れる動作と同様なので説明を省略する。

水冷式冷却機構１５を洗浄した水は、マニフォールド９からチューブ取り付け口２５０、フレキシブルチューブ１８０を介して再び洗浄装置１００に流入する。そして、この水は、カプラ１２１、流量計１２２を介して水洗浄用タンク１１５に戻り、以降は上述した動作を繰り返す。

（４）エアーによる水の除去動作
洗浄用の水を使用して水冷式冷却機構１５を洗浄すると、この水が水冷式冷却機構１５の内部に残留するので、除去するための作業が必要となる。そこで、次の様に接続し、洗浄用の水を除去するためのループを形成する。

まず、カプラ１１３を、フレキシブルチューブ１８０、チューブ取り付け口２５０を介してマニフォールド２と接続する。同様に、カプラ１２３を、フレキシブルチューブ１８０、チューブ取り付け口２５０を介してマニフォールド９と接続する。

このように接続することにより水冷式冷却機構１５に残留している洗浄用の水を除去するためのループが形成されるので、エアー圧力設定部１１１でバルブ１１２の解放具合を調整することによりエアー供給源１１０から供給するエアーの量を調整して、カプラ１１３を介してエアーを出力する。

カプラ１１３から出力されたエアーは、フレキシブルチューブ１８０、チューブ取り付け口２５０を介してマニフォールド２に入る。マニフォールド２にエアーが入った後の動作は、冷却水が図４の水冷式冷却機構１５を流れる動作と同様なので説明を省略するが、水冷式冷却機構１１５に残留している洗浄用の水はエアーにより押し出され、カプラ１２３を介して水洗浄用タンク１１５に戻される。以降は、水冷式冷却機構１５に残留している洗浄用の水が十分に水洗浄用タンク１１５に戻りきるまでこれらの動作を繰り返す。

このように、水冷式冷却機構１５に洗浄液を循環させて洗浄するので、水冷式冷却機構の１５カプラ４、８、１１、１４や水冷式カート６、１３に詰まり発生因子が付着してしまっても、これらを交換することなく詰まり発生因子を取り除くことができる。また、熱交換器１０９を備えたので洗浄液を冷却することができ、連続して稼動することができる。

なお、水冷式冷却機構１５を洗浄する周期は例えば１年に１回行う。また、ＩＣ試験装置のテストヘッドに使用される水冷式冷却機構を例にとり説明したが、他の装置に用いられる水冷式冷却機構の洗浄装置も本願の範囲に含まれるものとする。

本発明による水冷式冷却機構の洗浄装置とテストヘッド２００の接続関係を説明するための図面である。 本発明による水冷式冷却機構の洗浄装置の構成例である。 水冷式冷却機構１５と洗浄装置１００が接続された状態を説明する図面である。 従来の水冷式冷却機構１５の構成例である。 カプラ４、８、１１、１４の拡大図である。

符号の説明

１００ 洗浄装置
１０１ 洗浄液用タンク
１０２、１１６ バルブ
１０４、１１８ ポンプ
１０９ 熱交換器
１１５ 水洗浄用タンク

Claims (5)

1. 水冷式冷却機構に洗浄液を循環させて洗浄する洗浄液循環機構と、
   前記洗浄液循環機構で使用した洗浄液を前記水冷式冷却機構からエアー圧で除去する洗浄液除去機構と、
   前記水冷式冷却機構に洗浄用の水を循環させ、洗浄液を洗浄する水洗浄循環機構と、
   前記水洗浄循環機構で使用した洗浄用の水を前記水冷式冷却機構からエアー圧で除去する洗浄用水除去機構と
   を備えることを特徴とする水冷式冷却機構の洗浄装置。
2. 前記洗浄液循環機構は、
   洗浄液を蓄える洗浄液用タンクと、
   この洗浄液用タンクに蓄えられた洗浄液の流量を調整するバルブと、
   前記洗浄液用タンクに蓄えられた洗浄液を吸い上げるポンプを備え、
   前記水洗浄循環機構は、
   洗浄用の水を蓄える水洗浄用タンクと、
   この水洗浄用タンクに蓄えられた洗浄用の水の流量を調整するバルブと、
   前記水洗浄タンクに蓄えられた洗浄用の水を吸い上げるポンプを備え、
   前記洗浄液除去機構は、水冷式冷却機構に残留している洗浄液をエアー圧により前記洗浄液用タンクに戻し、
   前記洗浄用水除去機構は、水冷式冷却機構に残留している洗浄用の水をエアー圧により前記水洗浄用タンクに戻す、
   ことを特徴とする請求項１記載の水冷式冷却機構の洗浄装置。
3. 前記洗浄液循環機構は、洗浄液を冷却する熱交換器を備えることを特徴とする請求項２記載の水冷式冷却機構の洗浄装置。
4. 前記水冷式冷却機構の洗浄装置を、ＩＣ試験装置のテストヘッドに内蔵される水冷式冷却機構に用いたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の洗浄装置。
5. 洗浄液循環機構が、水冷式冷却機構に洗浄液を循環させて洗浄し、
   洗浄液除去機構が、前記洗浄液循環機構で使用した洗浄液を前記水冷式冷却機構からエアー圧で除去し、
   水洗浄循環機構が、前記水冷式冷却機構に洗浄用の水を循環させ、洗浄液を洗浄し、
   洗浄用水除去機構が、前記水洗浄循環機構で使用した洗浄用の水を前記水冷式冷却機構からエアー圧で除去する
   ことを特徴とする水冷式冷却機構の洗浄方法。

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