JP2009186351A - Ｄｕｔ基板冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＤＵＴ基板を冷却するＤＵＴ基板冷却装置を実現する。
【解決手段】テストヘッドに載置されるＤＵＴ基板に設けられるＤＵＴ基板冷却装置において、前記ＤＵＴ基板内に設けられた冷却流路と、この冷却流路に連通され前記ＤＵＴ基板が前記テストヘッドに載置されると前記テストヘッドから前記テストヘッドで使用されている冷却流体の供給を受ける冷却流体供給手段とを具備したことを特徴とするＤＵＴ基板冷却装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体試験装置に使用されるＤＵＴ基板冷却装置に関するものである。

ＤＵＴ基板冷却装置に関連する先行技術文献としては次のようなものがある。

特開２００３−０２８８９４号公報

図４は従来より一般に使用されている従来例の要部構成説明図、図５は本発明の他の実施例の要部構成説明図、図６は本発明の他の実施例の要部構成説明図である。
図４、図５、図６において、半導体試験装置はテストヘッド１の筐体内にさまざまな測定機器を格納し、これらの入出力をＤＵＴ Ｉ／Ｆ １ａ、ＤＵＴ基板Ｉｂ、ＩＣソケット１ｃを介して被測定部品ＤＵＴと電気的に接続することでアナログ・デジタル信号を解析して試験の合否判断を行う。

ＤＵＴ基板Ｉｂは、ＤＵＴ Ｉ／Ｆ １ａと電気的な接続をとるためのポゴピン１ｄやコネクタなどが存在するコンタクトエリア１ｅと、図５に示す如き測定補助回路１ｆやＩＣソケット１ｃが実装可能なユーザーエリア１ｇがある。

また、ＤＵＴ基板Ｉｂには、ＤＵＴ Ｉ／Ｆ １ａからＤＵＴを搭載するＩＣソケット１ｃまでの電気配線を行う役割と、半導体試験装置が保有する測定機能を有効活用するための様々な測定補助回路を測定補助回路１ｆに搭載する役割がある。
ＤＵＴ基板Ｉｂには、コンタクトエリア１ｅと自動部品搬送装置（ハンドラー）によって発生する反力から、ＤＵＴ基板Ｉｂが反りやねじれを発生することを防止する補強体１ｈが取り付けられている。

テストヘッド１には、ＤＵＴ Ｉ／Ｆ １ａとＤＵＴ基板１６の接続を保持するための脱着機構１ｉがあり、この脱着機構１ｉはテストヘッド１内に格納されている。
ポゴピン１Ｊは、テストヘッド１に設けられている。

このような装置においては、以下の間題点がある。
半導体試験装置における低コスト化手法ではＤＵＴの半導体内にテストに必要な信号発生・受信を行う回路を予め搭載することで半導体試験時間と半導体検査装置の簡素化を行うＢｕｉｌｄ Ｉｎ Ｓｅｌｆ Ｔｅｓｔ（ＢＩＳＴ）とテストに必要な信号発生・受信を行う回路をＤＵＴ基板Ｉｂ上に搭載することで半導体試験時間と半導体検査装置の簡素化を行うＢｕｉｌｔ Ｏｆｆ−ｃｈｉｐ Ｓｅｌｆ Ｔｅｓｔ（ＢＯＳＴ）の２つの測定手法がある。

一般的なＤＵＴ基板Ｉｂを図４に、ＢＩＳＴのＤＵＴ基板を図５に、ＢＯＳＴのＤＵＴ基板を図６に示す。

Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｃｈｉｐ（ＳｏＣ）の分野では、ＤＵＴの外部インターフェイスの多様化と高速化が進んだことで、ＢＯＳＴ手法を適用する場合に、ＤＵＴ基板Ｉｂ上に実装する測定補助回路１ｆが増加すると共に測定補助回路１ｆから発生する熱の処理が問題になっている。

従来の半導体試験装置は、テストヘッド１内の測定機器を冷却する機構は有しているが、ＤＵＴ基板Ｉｂ上の測定補助回路１ｆを冷却する機構は用意されておらず、ＤＵＴ基板Ｉｂ上の測定補助回路１ｆの冷却は空気の対流を利用した自然空冷であり高い冷却能力は保持していなかった。

半導体試験装置の信号発生・受信を行う測定機器のチャンネル数は、二千チャンネルを越えるほど増大しており、ＢＯＳＴ手法を用いることで高価な追加オプションを購入することなく、ＤＵＴ同時測定数を向上させることが可能であるが、ＤＵＴ基板Ｉｂ上に実装する測定補助回路１ｆの冷却が出来ないためＤＵＴ同時測定数を抑えざるを得ない状況が発生している。

本発明の目的は、上記の課題を解決するもので、冷却流路と冷却流体供給手段とを組み込み込んだ補強体をＤＵＴ基板と一体化させ、ＤＵＴ基板のテストヘッドへの取り付けの際に、テストヘッド側からテストヘッドで使用されている冷却流体の供給を受け、半導体試験装置のテストヘッド内の測定機器だけでなくＤＵＴ基板に搭載される測定補助回路を冷却するＤＵＴ基板冷却装置を提供することにある。

このような課題を達成するために、本発明では、請求項１のＤＵＴ基板冷却装置においては、
テストヘッドに載置されるＤＵＴ基板に設けられるＤＵＴ基板冷却装置において、前記ＤＵＴ基板内に設けられた冷却流路と、この冷却流路に連通され前記ＤＵＴ基板が前記テストヘッドに載置されると前記テストヘッドから前記テストヘッドで使用されている冷却流体の供給を受ける冷却流体供給手段とを具備したことを特徴とする。

本発明の請求項２のＤＵＴ基板冷却装置においては、請求項１記載のＤＵＴ基板冷却装置において、
前記冷却流体供給手段は、前記テストヘッドと前記ＤＵＴ基板が接続されると同時に前記冷却流路に前記テストヘッドの冷却流体が供給されることを特徴とする。

本発明の請求項３のＤＵＴ基板冷却装置においては、請求項１又は請求項２記載のＤＵＴ基板冷却装置において、
前記冷却流体供給封入手段は、カプラが使用されたことを特徴とする。

本発明の請求項４のＤＵＴ基板冷却装置においては、請求項１乃至請求項３の何れかに記載のＤＵＴ基板冷却装置において、
前記冷却流路は、複数の小冷却流路を有することを特徴とする。

本発明の請求項５のＤＵＴ基板冷却装置においては、請求項１乃至請求項４の何れかに記載のＤＵＴ基板冷却装置において、
前記冷却流路は、所要箇所が多重流路を有することを特徴とする。

本発明の請求項６のＤＵＴ基板冷却装置においては、請求項１乃至請求項５の何れかに記載のＤＵＴ基板冷却装置において、
前記ＤＵＴ基板は、ＤＵＴ基板本体と補強体とからなることを特徴とする。

本発明の請求項７のＤＵＴ基板冷却装置においては、請求項６記載のＤＵＴ基板冷却装置において、
前記ＤＵＴ基板本体と前記補強体との間に熱伝導シートが設けられたことを特徴とする。

本発明の請求項１によれば、次のような効果がある。
ＤＵＴ基板１ｂ上に実装する測定補助回路を効果的に冷却することが可能となり、半導体試験におけるＤＵＴ同時測定数は半導体試験装置側のテストヘッド内に保有する測定機器送信・受信チャンネル数まで拡張可能となるＤＵＴ基板冷却装置が得られる。

ＤＵＴ基板上に実装する測定補助回路を熱的に安定した状態とすることで、測定補助回路の温度変化による性能変化を回避することで安定した試験が実施できるＤＵＴ基板冷却装置が得られる。

ＤＵＴ基板上に実装する測定補助回路を熱的に安定した状態とすることで、測定補助回路に動作保証温度の低い部品を使うことが可能となりＤＵＴ基板のコスト低減が可能となるＤＵＴ基板冷却装置が得られる。

テストヘッドで使用されている冷却流体の供給を受ける冷却流体供給手段が設けられたので、簡潔に構成でき、安価確実なＤＵＴ基板冷却装置が得られる。

本発明の請求項２によれば、次のような効果がある。
冷却流体供給手段は、テストヘッドとＤＵＴ基板が接続されると同時に、冷却流路にテストヘッドの冷却流体が供給されるので、操作ミスが回避できて確実にＤＵＴ基板の冷却ができるＤＵＴ基板冷却装置が得られる。

本発明の請求項３によれば、次のような効果がある。
冷却流体供給封入手段は、カプラが使用されたので、安価に自動的に確実に冷却流路にテストヘッドの冷却流体が供給されるＤＵＴ基板冷却装置が得られる。

本発明の請求項４によれば、次のような効果がある。
冷却流路は、複数の小冷却流路を有するので、冷却に必要な箇所に細かく冷却流体を配分できるＤＵＴ基板冷却装置が得られる。

本発明の請求項５によれば、次のような効果がある。
冷却流路は、所要箇所が多重流路を有するので、冷却必要箇所を重点的に冷却できるＤＵＴ基板冷却装置が得られる。

本発明の請求項６によれば、次のような効果がある。
ＤＵＴ基板は、ＤＵＴ基板本体と補強体とからなるので、ＤＵＴ基板本体と補強体とを容易に分離できるＤＵＴ基板冷却装置が得られる。

本発明の請求項７によれば、次のような効果がある。
ＤＵＴ基板本体と補強体との間に熱伝導シートが設けられたので、ＤＵＴ基板と補強体との間の微細な空気層を排除でき、熱伝導率が向上されたＤＵＴ基板冷却装置が得られる。

以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例の要部構成説明図、図２は図１の要部構成説明図である。
図において、図６と同一記号の構成は同一機能を表す。
以下、図６との相違部分のみ説明する。

図１において、冷却流路１２は、ＤＵＴ基板１３の補強体１４内に設けられている。
ＤＵＴ基板１３は、ＤＵＴ基板本体１３ａと補強体１４とよりなる。
この場合は、冷却流路１２は、複数の小冷却流路１２１を有する。この例では、３個の小冷却流路１２１，１２２，１２３を有する。
補強体１４は金属材から構成されている。

冷却流体供給手段１５は、冷却流路１２に連通され、補強体１４がテストヘッド１１に載置されると、テストヘッド１１から、テストヘッド１１で使用されている冷却流体の供給を受ける。
この場合は、冷却流路１２の出入り口にはＤＵＴ基板１３の着脱時の冷却材の漏れ防止の為にカプラ１５が取り付けられている。

金属体の補強体１４に冷却流路１２を構成する技術には、摩擦攪拌溶接、真空ロウ付け、押出し加工、パイプ拡管など様々な工法があるが、本発明は冷却材流路の構成方法について制限を設けるものではなく、単に、カプラ１５により開閉が行われる密閉された冷却流路１２が補強体１４内に構成できればよい。

テストヘッド１１には、ＤＵＴ基板１３にテストヘッド１１内の測定機器で発信・受信する信号を伝えるＤＵＴ Ｉ／Ｆ１６があり、ＤＵＴ基板１３との電気的な接続には、ポゴピン１７やコネクタが用いられるが、図１では、代表例としてポゴピン１７をあげている。

テストヘッド１１には、ＤＵＴ Ｉ／Ｆ１６とＤＵＴ基板１３の接続を保持するための脱着機構１８があり、この脱着機構１８はテストヘッド１１内に格納されている。
テストヘッド１１上でＤＵＴ基板１３を所定の位置に設置すると、着脱機構１８がＤＵＴ Ｉ／Ｆ１６とＤＵＴ基板本体１３ａまたはＤＵＴ基板１３の補強体１４とのアライメントを取りながら電気的な接続が得られる位置までＤＵＴ基板１３とポゴピン１７の位置を変化させる。

脱着機構１８が収められているテストヘッド１１には、ＤＵＴ基板１３の補強体１４に取り付けられたカプラ１５と接続されるカプラ１９が取り付けられているため、ＤＵＴ基板１３のテストヘッド１１への装着と同時に、冷却材流路がテストヘッド１１側と接続される。

以上の構成において、ＤＵＴ基板１３上の測定補助回路２１から発生する熱は、ＤＵＴ基板本体１３ａに接続された補強体１４を経由して内部の冷却流路１２を流れる冷却材に吸熱されて半導体試験装置の熱交換器により外部に廃熱される。

この結果、
ＤＵＴ基板１３上に実装する測定補助回路２１を効果的に冷却することが可能となり、半導体試験におけるＤＵＴ同時測定数は半導体試験装置側のテストヘッド内に保有する測定機器送信・受信チャンネル数まで拡張可能となるＤＵＴ基板冷却装置が得られる。

ＤＵＴ基板１３上に実装する測定補助回路２１を熱的に安定した状態とすることで、測定補助回路２１の温度変化による性能変化を回避することで安定した試験が実施できるＤＵＴ基板冷却装置が得られる。

ＤＵＴ基板１３上に実装する測定補助回路２１を熱的に安定した状態とすることで、測定補助回路２４に動作保証温度の低い部品を使うことが可能となりＤＵＴ基板１３のコスト低減が可能となるＤＵＴ基板冷却装置が得られる。
テストヘッド１１で使用されている冷却流体の供給を受ける冷却流体供給手段１５が設けられたので、簡潔に構成でき、安価確実なＤＵＴ基板冷却装置が得られる。

冷却流体供給手段１５は、テストヘッド１１とＤＵＴ基板１３が接続されると同時に、冷却流路１２にテストヘッド１１の冷却流体が供給されるので、操作ミスが回避できて確実にＤＵＴ基板の冷却ができるＤＵＴ基板冷却装置が得られる。

冷却流体供給封入手段１５は、カプラが使用されたので、安価に自動的に確実に冷却流路１２にテストヘッド１１の冷却流体が供給されるＤＵＴ基板冷却装置が得られる。

冷却流路１２は、複数の小冷却流路１２１を有するので、冷却に必要な箇所に細かく冷却流体を配分できるＤＵＴ基板冷却装置が得られる。
ＤＵＴ基板１３は、ＤＵＴ基板本体１３と補強体１４とからなるので、ＤＵＴ基板本体１３と補強体１４とを容易に分離できるＤＵＴ基板冷却装置が得られる。

図３は、本発明の他の実施例の要部構成説明図である。
図３において、ＤＵＴ Ｉ／Ｆ１６や測定補助回路２１と干渉しない程度に補強体１４に金属板３１，３２を追加して、ＤＵＴ基板本体１３ａとの接触面積を増すことで冷却能力は向上し、補強体１４に金属板３３の追加したうえで多重冷却流路３４を導入すればさらに冷却能力は向上できる。

この結果、冷却流路１２は、所要箇所が多重流路３４を有するので、冷却必要箇所を重点的に冷却できるＤＵＴ基板冷却装置が得られる。
ＤＵＴ基板本体１３ａと補強体１４との間に熱伝導シート３１，３２，３３が設けられたので、ＤＵＴ基板本体１３ａと補強体１４との間の微細な空気層を排除でき、熱伝導率が向上されたＤＵＴ基板冷却装置が得られる。

なお、前述の実施例においては、冷却流路１２は代表例であり、個数や冷却流路１２の位置１２１，１２２，１２３は、ＤＵＴ基板１３の発熱量分布により変更することが可能である。例えば、ＤＵＴの同時測定数が２個であれば、中央部の冷却流路１２２とカプラ１５を補強体１４に組み込めばよい。

また、図１実施例では、着脱機構１８とカプラ１９がＤＵＴ Ｉ／Ｆ１６内に格納されているが、カプラ１９がＤＵＴ Ｉ／Ｆ１６上にあり、手動で接続する形態でも運用上の支障はなく、ＤＵＴ基板１３上の測定補助回路２１の冷却効果に影響はない。
また、図１実施例では、補強体１４がＤＵＴ Ｉ／Ｆ１６側にあり、ＤＵＴ基板本体１３ａを通して測定補助回路２１の熱を吸収している。

しかし、ＤＵＴ基板本体１３ａの一部に切り欠きをいれて、測定補助回路２１の部品と接する熱伝導材を直接、補強体１４と接触させて、冷却材までの熱伝導率を上げることで、より低い温度に測定補助回路２１を保つことも可能である。

また、ＤＵＴ基板本体１３ａの電気伝導用金属に一端が接し他端が補強体１４に接する電気伝導用スルーホールを設ければ、サーマルビアが構成でき、ＤＵＴ基板１３の熱伝導率が向上できるＤＵＴ基板冷却装置が得られる。

なお、以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。
したがって本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形をも含むものである。

本発明の一実施例の要部構成説明図である。 図１の要部構成説明図である。 本発明の他の実施例の要部構成説明図である。 従来より一般に使用されている従来例の構成説明図である。 従来より一般に使用されている他の従来例の構成説明図である。 従来より一般に使用されている他の従来例の構成説明図である。

符号の説明

１ テストヘッド
１ａ ＤＵＴ Ｉ／Ｆ
Ｉｂ ＤＵＴ基板
１ｃ ＩＣソケット
１ｅ コンタクトエリア
１ｆ 測定補助回路
１ｇ ユーザーエリア
１ｈ 補強体
１ｉ 脱着機構
１Ｊ ポゴピン
１１ テストヘッド
１２ 冷却流路
１２１ 小冷却流路
１２２ 小冷却流路
１２３ 小冷却流路
１３ ＤＵＴ基板
１３ａ ＤＵＴ基板本体
１４ 補強体
１５ 冷却流体供給手段
１５ カプラ
１６ ＤＵＴ Ｉ／Ｆ
１７ ポゴピン
１８ 脱着機構
１９ カプラ
２１ 測定補助回路
３１ 金属板
３２ 金属板
３３ 金属板
３４ 多重冷却流路
ＤＵＴ 被測定部品

Claims (7)

1. テストヘッドに載置されるＤＵＴ基板に設けられるＤＵＴ基板冷却装置において、
   前記ＤＵＴ基板内に設けられた冷却流路と、
   この冷却流路に連通され前記ＤＵＴ基板が前記テストヘッドに載置されると前記テストヘッドから前記テストヘッドで使用されている冷却流体の供給を受ける冷却流体供給手段と
   を具備したことを特徴とするＤＵＴ基板冷却装置。
2. 前記冷却流体供給手段は、前記テストヘッドと前記ＤＵＴ基板が接続されると同時に前記冷却流路に前記テストヘッドの冷却流体が供給されること
   を特徴とする請求項１記載のＤＵＴ基板冷却装置。
3. 前記冷却流体供給封入手段は、カプラが使用されたこと
   を特徴とする請求項１又は請求項２記載のＤＵＴ基板冷却装置。
4. 前記冷却流路は、複数の小冷却流路を有すること
   を特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載のＤＵＴ基板冷却装置。
5. 前記冷却流路は、所要箇所が多重流路を有すること
   を特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載のＤＵＴ基板冷却装置。
6. 前記ＤＵＴ基板は、ＤＵＴ基板本体と補強体とからなること
   を特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載のＤＵＴ基板冷却装置。
7. 前記ＤＵＴ基板本体と前記補強体との間に熱伝導シートが設けられたこと
   を特徴とする請求項６記載のＤＵＴ基板冷却装置。