JP2009250810A - Temperature control device of electronic component, and handler device - Google Patents
Temperature control device of electronic component, and handler device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009250810A JP2009250810A JP2008099735A JP2008099735A JP2009250810A JP 2009250810 A JP2009250810 A JP 2009250810A JP 2008099735 A JP2008099735 A JP 2008099735A JP 2008099735 A JP2008099735 A JP 2008099735A JP 2009250810 A JP2009250810 A JP 2009250810A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electronic component
- temperature control
- control device
- heat
- refrigerant
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、電子部品の特性検査において、電子部品の温度を所定の温度に制御する電子部品の温度制御装置、およびかかる電子部品の温度制御装置を備えるハンドラ装置に関するものである。 The present invention relates to a temperature control device for an electronic component that controls the temperature of the electronic component to a predetermined temperature in a characteristic inspection of the electronic component, and a handler device including the temperature control device for such an electronic component.
IC(Integrated Circuit)等の電子部品の特性検査において、電子部品を所定の温度に保持した状態で検査を行う温度負荷試験がある。この温度負荷試験においては、電子部品の自己発熱による温度変化を補完することにより、正確な温度条件下で電子部品の検査を行う必要がある。特に、昨今は、パソコンのCPUに代表されるように、電子部品の高速化、高集積化および微細化が進み、電子部品の発熱量がますます増大する傾向にある。このため、以前から、検査時に電子部品の温度を制御する温度制御装置が提案されている(例えば、特許文献1〜3)。 In a characteristic inspection of an electronic component such as an IC (Integrated Circuit), there is a temperature load test in which the electronic component is inspected while being held at a predetermined temperature. In this temperature load test, it is necessary to inspect the electronic component under an accurate temperature condition by complementing the temperature change due to self-heating of the electronic component. In particular, recently, as represented by a CPU of a personal computer, electronic components have been increased in speed, integration, and miniaturization, and the amount of heat generated by the electronic components has been increasing. For this reason, temperature control apparatuses that control the temperature of electronic components during inspection have been proposed (for example, Patent Documents 1 to 3).
このような温度制御装置は、例えば、冷媒が流通する流路と、流路の途中にそれぞれ設けられた圧縮機、凝縮器、膨張器および蒸発器とを備えている。このうち、蒸発器は、冷媒との間で熱交換を行う放熱部材を有しており、冷媒によって放熱部材を冷却することにより、蒸発器に接触させた電子部品を冷却するよう構成されている。
かかる放熱部材は、特許文献1に開示されているように、熱伝導性の高い材料(例えば、金属材料、セラミックス材料)のブロック体や、このブロック体にフィン構造を形成したもの等が用いられる。フィン構造を有する放熱部材は、表面積が大きくなるため、冷媒との熱交換の効率を高めることができるが、近年の電子部品は発熱量が大きいため、冷却速度が追い付かなくなってきている。
Such a temperature control device includes, for example, a flow path through which a refrigerant flows, and a compressor, a condenser, an expander, and an evaporator provided in the middle of the flow path. Among these, the evaporator has a heat radiating member that exchanges heat with the refrigerant, and is configured to cool the electronic component brought into contact with the evaporator by cooling the heat radiating member with the refrigerant. .
As this heat radiating member, as disclosed in Patent Document 1, a block body made of a material having high thermal conductivity (for example, a metal material or a ceramic material), or a fin body formed on the block body is used. . A heat radiating member having a fin structure has a large surface area, so that the efficiency of heat exchange with the refrigerant can be increased. However, recent electronic components have a large amount of heat generation, so that the cooling rate cannot keep up.
本発明の目的は、優れた応答性で電子部品の温度を制御することができる電子部品の温度制御装置、および、かかる電子部品の温度制御装置を備えたハンドラ装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a temperature control device for an electronic component capable of controlling the temperature of the electronic component with excellent responsiveness, and a handler device provided with the temperature control device for the electronic component.
上記目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の電子部品の温度制御装置は、冷媒が流れる流路と、該流路の途中に設けられた吸熱部および放熱部とを有し、前記吸熱部に電子部品を直接または間接的に接触させ、前記吸熱部で吸収した前記電子部品の熱を、前記放熱部において前記冷媒と熱交換することにより、前記電子部品を冷却する冷却装置と、
前記電子部品を加熱する加熱装置と、
前記加熱装置の動作を制御することにより、前記電子部品の温度を制御する制御部とを有し、
前記冷却装置の前記放熱部に、発泡金属材料で構成された放熱部材が設置されていることを特徴とする。
これにより、発熱量の大きな電子部品であっても優れた応答性で電子部品の温度を制御することができ、これにより、電子部品の温度を所定の温度に正確に維持しつつ、電子部品の特性検査を行うことを可能にする電子部品の温度制御装置が得られる。
The above object is achieved by the present invention described below.
The temperature control device for an electronic component according to the present invention includes a flow path through which a refrigerant flows, a heat absorption part and a heat dissipation part provided in the middle of the flow path, and directly or indirectly contacts the heat absorption part. And a cooling device that cools the electronic component by exchanging heat of the electronic component absorbed by the heat absorption unit with the refrigerant in the heat dissipation unit;
A heating device for heating the electronic component;
A controller that controls the temperature of the electronic component by controlling the operation of the heating device;
A heat radiating member made of a foam metal material is installed in the heat radiating part of the cooling device.
This makes it possible to control the temperature of the electronic component with excellent responsiveness even for an electronic component with a large amount of heat generation, thereby maintaining the temperature of the electronic component accurately at a predetermined temperature, An electronic component temperature control device that makes it possible to perform characteristic inspection is obtained.
本発明の電子部品の温度制御装置では、前記発泡金属材料は、Al、Ti、FeおよびCuのうちの少なくとも1種を主成分とするものであることが好ましい。
これにより、放熱部材が、多数の空孔を内包するような機械的強度において不利な形状をなしていても、十分な機械的強度を有するとともに、冷媒との熱交換効率に優れたものとなる。
本発明の電子部品の温度制御装置では、前記発泡金属材料が含む複数の空孔の少なくとも一部は、互いに連結していることが好ましい。
これにより、放熱部材は、表面積が大きく、かつ、冷媒の流動抵抗が低いものとなる。このため、冷媒と放熱部材との間の熱交換効率のさらなる向上を図ることができる。
In the electronic component temperature control apparatus of the present invention, it is preferable that the foam metal material is mainly composed of at least one of Al, Ti, Fe and Cu.
As a result, even if the heat dissipation member has a disadvantageous shape in mechanical strength including a large number of holes, it has sufficient mechanical strength and excellent heat exchange efficiency with the refrigerant. .
In the temperature control device for an electronic component according to the present invention, it is preferable that at least some of the plurality of holes included in the foam metal material are connected to each other.
Thereby, the heat radiating member has a large surface area and a low flow resistance of the refrigerant. For this reason, the further improvement of the heat exchange efficiency between a refrigerant | coolant and a thermal radiation member can be aimed at.
本発明の電子部品の温度制御装置では、前記発泡金属材料は、金属粉末の粒子同士が連結してなる三次元の網目構造によって構成されていることが好ましい。
これにより、隣接する網目構造が相互に補強し合うように作用するため、このような構造を備えた発泡金属材料は、いかなる方向から外力を付与したとしても、網目構造が破壊されるのを防止することができる。その結果、空孔の割合を高めたとしても、十分な機械的強度を有し、したがって、冷媒との熱交換効率が特に高い放熱部材が得られる。
In the temperature control device for an electronic component according to the present invention, it is preferable that the foam metal material has a three-dimensional network structure formed by connecting particles of metal powder.
As a result, the adjacent network structure acts to reinforce each other, so the foam metal material with such a structure prevents the network structure from being destroyed no matter what direction external force is applied. can do. As a result, even if the ratio of the holes is increased, a heat radiating member having sufficient mechanical strength and particularly high heat exchange efficiency with the refrigerant can be obtained.
本発明の電子部品の温度制御装置では、前記金属粉末の平均粒径は、0.5〜30μmであることが好ましい。
これにより、発泡金属材料において表面積が十分に広くなるとともに、金属粉末の粒子同士が確実に接触・接合され易くなる。このため、金属粉末の粒子間における熱伝導性が非常に大きくなり、放熱性の特に高い放熱部材が得られる。
本発明の電子部品の温度制御装置では、前記発泡金属材料の空孔率は、60〜99.5%であることが好ましい。
これにより、発泡金属材料における表面積の増大と機械的強度の向上との両立を図ることができる。
In the temperature control apparatus for an electronic component according to the present invention, it is preferable that the average particle size of the metal powder is 0.5 to 30 μm.
Accordingly, the surface area of the metal foam material is sufficiently widened, and the particles of the metal powder are easily and reliably contacted and joined. For this reason, the thermal conductivity between the particles of the metal powder becomes very large, and a heat dissipation member having a particularly high heat dissipation property is obtained.
In the temperature control apparatus for electronic parts according to the present invention, the porosity of the foam metal material is preferably 60 to 99.5%.
Thereby, coexistence with the increase in the surface area in a metal foam material and the improvement of mechanical strength can be aimed at.
本発明の電子部品の温度制御装置では、前記発泡金属材料が含む空孔の平均径は、1〜1000μmであることが好ましい。
これにより、機械的強度が高く、かつ、冷媒の流動抵抗の小さい放熱部材が得られる。
本発明の電子部品の温度制御装置では、前記発泡金属材料が含む空孔は、略球形状をなしていることが好ましい。
これにより、発泡金属材料の構造が必然的に等方性の高い構造、換言すれば、異方性の低い構造となる。その結果、発泡金属材料の機械的強度における等方性が向上する。また、空孔を流れる冷媒の流動抵抗が特に小さくなる。このため、冷媒と放熱部材との間の熱交換効率が特に高くなる。
In the temperature control device for an electronic component according to the present invention, it is preferable that the average diameter of the pores included in the metal foam material is 1-1000 μm.
Thereby, a heat radiating member having high mechanical strength and low refrigerant flow resistance is obtained.
In the electronic component temperature control device of the present invention, it is preferable that the pores included in the metal foam material have a substantially spherical shape.
Thereby, the structure of the metal foam material inevitably becomes a highly isotropic structure, in other words, a structure having low anisotropy. As a result, the isotropy in mechanical strength of the metal foam material is improved. In addition, the flow resistance of the refrigerant flowing through the holes is particularly small. For this reason, the heat exchange efficiency between a refrigerant | coolant and a thermal radiation member becomes especially high.
本発明の電子部品の温度制御装置では、前記発泡金属材料の圧縮強度は、5MPa以上であることが好ましい。
これにより、発泡金属材料の空孔内に高圧の冷媒を供給したとしても、放熱部材が容易に破壊してしまうのを防止することができる。
本発明の電子部品の温度制御装置では、前記放熱部材の形状は、前記電子部品を包含するような面を有する板状またはブロック状であることが好ましい。
これにより、電子部品の全体を均一に冷却することができ、冷却ムラによって電子部品の特性が異常を来したり、電子部品に熱膨張差に伴う不具合が発生したりするのを防止することができる。
In the electronic component temperature control apparatus of the present invention, it is preferable that the foam metal material has a compressive strength of 5 MPa or more.
Thereby, even if a high voltage | pressure refrigerant | coolant is supplied in the hole of a metal foam material, it can prevent that a thermal radiation member destroys easily.
In the electronic component temperature control apparatus according to the present invention, the shape of the heat dissipation member is preferably a plate shape or a block shape having a surface including the electronic component.
As a result, the entire electronic component can be uniformly cooled, and it is possible to prevent abnormalities in the characteristics of the electronic component due to uneven cooling and the occurrence of defects due to thermal expansion differences in the electronic component. it can.
本発明の電子部品の温度制御装置では、当該電子部品の温度制御装置は、さらに、前記電子部品の温度を検出する温度センサを有し、
前記制御部は、前記温度センサによって検出された前記電子部品の温度に基づいて、前記加熱装置の動作を制御することにより、前記電子部品の温度を制御することが好ましい。
これにより、電子部品の温度をリアルタイムにモニターして、その検出値を加熱装置の制御にフィードバックすることができるので、電子部品の温度を所定の温度に確実に制御することができる。
In the electronic component temperature control device of the present invention, the electronic component temperature control device further includes a temperature sensor for detecting the temperature of the electronic component,
Preferably, the control unit controls the temperature of the electronic component by controlling the operation of the heating device based on the temperature of the electronic component detected by the temperature sensor.
Thus, the temperature of the electronic component can be monitored in real time, and the detected value can be fed back to the control of the heating device, so that the temperature of the electronic component can be reliably controlled to a predetermined temperature.
本発明の電子部品の温度制御装置では、前記吸熱部は、前記放熱部としての前記放熱部材と、該放熱部材と熱交換する前記冷媒とを収納する容器であり、
該容器は、その外面に前記電子部品と直接または間接的に接触し、前記電子部品の熱を吸収する接触面を有しており、
前記放熱部材は、前記容器の内壁面のうち、前記接触面に対応する部位に接合されていることが好ましい。
これにより、放熱部材は、容器の壁部のうち、電子部品側を特に効率よく冷却することができるので、電子部品を特に効率よく冷却することができる。
In the electronic component temperature control device of the present invention, the heat absorption part is a container that houses the heat radiation member as the heat radiation part and the refrigerant that exchanges heat with the heat radiation member,
The container has a contact surface that directly or indirectly contacts the electronic component on its outer surface and absorbs heat of the electronic component;
The heat radiating member is preferably joined to a portion of the inner wall surface of the container corresponding to the contact surface.
Thereby, since the thermal radiation member can cool the electronic component side especially efficiently among the wall parts of a container, it can cool an electronic component especially efficiently.
本発明の電子部品の温度制御装置では、前記放熱部材は、前記接触面側の空孔率が、前記接触面と反対側の空孔率より小さくなるよう構成されていることが好ましい。
これにより、放熱部材は、容器の電子部品側の内壁面との接触面積が十分に大きくなるため、容器との熱抵抗を低減させることができる一方、電子部品と反対側の部分では、空孔率が大きいために、冷媒との接触面積を十分に確保することができる。したがって、電子部品の熱を冷媒側に効率よく伝達するとともに、その熱を冷媒に対して効率よく放熱し得る放熱部材が得られる。
In the electronic component temperature control device of the present invention, it is preferable that the heat dissipating member is configured such that the porosity on the contact surface side is smaller than the porosity on the side opposite to the contact surface.
As a result, the heat dissipation member has a sufficiently large contact area with the inner wall surface on the electronic component side of the container, so that the thermal resistance with the container can be reduced. Since the rate is large, a sufficient contact area with the refrigerant can be secured. Therefore, it is possible to obtain a heat radiating member capable of efficiently transferring the heat of the electronic component to the refrigerant side and efficiently radiating the heat to the refrigerant.
本発明の電子部品の温度制御装置では、前記加熱装置は、前記容器と前記電子部品との間に位置するように設けられていることが好ましい。
本発明では、放熱部における冷却速度が特に大きいため、電子部品を冷却する際に、加熱装置を介して電子部品を冷却することにより、加熱装置による加熱速度と放熱部による冷却速度との均衡を最適に保つことができる。
本発明の電子部品の温度制御装置では、前記加熱装置は、前記容器の外面のうち、前記接触面と異なる面に設けられていることが好ましい。
これにより、放熱部材の体積が小さく、冷却能力が小さい場合でも、電子部品の冷却において十分な応答性が得られるため、放熱部の小型化を図ることができる。一方、放熱部の冷却能力を特に大きくすることができるので、電子部品の発熱量が特に大きい場合でも、高い応答性で電子部品を冷却することができる。
In the electronic component temperature control device of the present invention, it is preferable that the heating device is provided so as to be positioned between the container and the electronic component.
In the present invention, since the cooling rate in the heat radiating part is particularly large, when the electronic component is cooled, the electronic component is cooled through the heating device, thereby balancing the heating rate by the heating device and the cooling rate by the heat radiating unit. Can be kept optimal.
In the electronic component temperature control apparatus of the present invention, it is preferable that the heating device is provided on a surface different from the contact surface in the outer surface of the container.
Thereby, even when the volume of the heat radiating member is small and the cooling capacity is small, sufficient responsiveness can be obtained in cooling the electronic component, so that the size of the heat radiating portion can be reduced. On the other hand, since the cooling capacity of the heat radiating portion can be particularly increased, the electronic component can be cooled with high responsiveness even when the heat generation amount of the electronic component is particularly large.
本発明の電子部品の温度制御装置では、当該電子部品の温度制御装置は、さらに、前記配管の途中にそれぞれ設けられた圧縮機、凝縮器および膨張器を有し、
前記冷媒を、前記圧縮機、前記凝縮器、前記膨張器および前記蒸発器に順次通過させることにより、圧縮、凝縮、膨張および蒸発の冷却サイクルに供するよう構成されていることが好ましい。
これにより、冷却装置は、少ない冷媒量にもかかわらず、冷却能力の高いものとなる。
In the electronic component temperature control device of the present invention, the electronic component temperature control device further includes a compressor, a condenser, and an expander provided in the middle of the pipe,
The refrigerant is preferably configured to be subjected to a cooling cycle of compression, condensation, expansion, and evaporation by sequentially passing the refrigerant through the compressor, the condenser, the expander, and the evaporator.
As a result, the cooling device has a high cooling capacity despite a small amount of refrigerant.
本発明のハンドラ装置は、本発明の電子部品の温度制御装置と、
前記電子部品を保持しつつ、前記電子部品の特性を検査するテスタに対して前記電子部品を押圧する保持装置とを有し、
前記蒸発器が、前記保持装置に組み込まれていることを特徴とする。
これにより、優れた応答性で電子部品の温度を制御することができる電子部品の温度制御装置を備えたハンドラ装置が得られる。
The handler device of the present invention includes a temperature control device for an electronic component of the present invention,
A holding device that presses the electronic component against a tester that inspects characteristics of the electronic component while holding the electronic component;
The evaporator is incorporated in the holding device.
Accordingly, a handler device including an electronic component temperature control device that can control the temperature of the electronic component with excellent responsiveness can be obtained.
以下、本発明の電子部品の温度制御装置およびハンドラ装置について、添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
<電子部品の温度制御装置>
≪第1実施形態≫
まず、本発明の電子部品の温度制御装置の第1実施形態について説明する。
図1は、本発明の電子部品の温度制御装置の第1実施形態の構成を示す模式図、図2は、図1に示す電子部品の温度制御装置のうち、電子部品に接触する部位の部分拡大図である。
Hereinafter, a temperature control device and a handler device for an electronic component according to the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
<Temperature control device for electronic parts>
<< First Embodiment >>
First, a first embodiment of a temperature control device for an electronic component according to the present invention will be described.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a first embodiment of a temperature control device for an electronic component according to the present invention. FIG. 2 is a portion of a portion that contacts the electronic component in the temperature control device for an electronic component shown in FIG. It is an enlarged view.
本発明の電子部品の温度制御装置は、IC等の電子部品の特性検査を行う際に、電子部品の通電による自己発熱を補完するために、電子部品の温度を制御する装置である。すなわち、この温度制御装置は、電子部品の発熱量に応じて、ほぼリアルタイムに電子部品を冷却したり、加熱したりする必要がある。このため、本発明の電子部品の温度制御装置は、電子部品の加熱・冷却における高い応答性を実現し、これにより、電子部品の温度を所定の温度に保持しつつ、特性検査を行うことができる。したがって、本発明の電子部品の温度制御装置によれば、温度の影響を受けることなく、電子部品の各種特性を正確に測定することができる。 The electronic component temperature control device of the present invention is a device that controls the temperature of an electronic component in order to supplement self-heating caused by energization of the electronic component when performing a characteristic inspection of the electronic component such as an IC. In other words, the temperature control device needs to cool or heat the electronic component almost in real time according to the heat generation amount of the electronic component. For this reason, the electronic component temperature control device of the present invention realizes high responsiveness in heating and cooling of the electronic component, thereby enabling the characteristic inspection to be performed while maintaining the temperature of the electronic component at a predetermined temperature. it can. Therefore, according to the temperature control apparatus for an electronic component of the present invention, various characteristics of the electronic component can be accurately measured without being affected by temperature.
図1に示す電子部品の温度制御装置10は、配管(流路)17、18で構成された循環回路(閉回路)と、圧縮機1、凝縮器2、膨張器(例えば膨張弁)6および蒸発器7が、循環回路の途中にこの順で設けられている。
また、この配管17、18は、冷媒が流動するようになっており、冷媒が、圧縮機1、凝縮器2、膨張器6および蒸発器7を順次通過することにより、冷媒に圧縮、凝縮、膨張および蒸発の状態変化(冷却サイクル)をもたらし、これにより、蒸発器7の表面が冷却される。すなわち、このような配管17、18と、圧縮機1、凝縮器2、膨張器6および蒸発器7とにより、冷却サイクル装置(冷却装置)が構成されている。かかる冷却サイクルを用いた冷却サイクル装置は、少ない冷媒量にもかかわらず、冷却能力が高いものとなる。
An electronic component
Further, the
また、蒸発器7の下面には、第1ヒータ(加熱装置)91を内蔵した熱伝導ブロック9が設けられている。さらに、熱伝導ブロック9の下面(以下、「接触面」とも言う。)9Aは、電子部品40の上面を押圧した状態で保持されている。すなわち、蒸発器7の下面は、熱伝導ブロック9を介して電子部品40の上面に間接的に接触している。なお、接触面9Aが電子部品40に対して接離可能となるように、蒸発器7および熱伝導ブロック9は、上下に移動可能になっている。
A
以下、電子部品の温度制御装置10の各部の構成について詳述する。
配管17は、その一端が圧縮機1に接続され、他端が蒸発器7に接続されている。また、配管17の圧縮機1と蒸発器7との間には、圧縮機1側から、凝縮器2、ストレーナ3、フィルタドライヤ4、弁5および膨張器6が、この順で設けられている。そして、冷媒は、圧縮機1から蒸発器7に向かって流動する。
一方、配管18は、その一端が蒸発器7に接続され、他端が圧縮機1に接続されている。また、配管18の蒸発器7と圧縮機1との間には、蒸発器7側から、第2ヒータ12および冷媒供給源25が、この順で設けられている。そして、冷媒は、蒸発器7から圧縮機1に向かって流動する。
このような配管17と配管18とで構成される循環回路内を、冷媒が状態変化を繰り返しつつ、循環するよう構成されている。
Hereinafter, the structure of each part of the
The
On the other hand, the
The refrigerant is configured to circulate in the circulation circuit constituted by the
圧縮機1は、冷媒を圧縮することにより、高温高圧の蒸気に変化させる装置である。かかる圧縮機1は、例えば、コンプレッサ等で構成される。
配管17の途中に設けられた凝縮器2は、高温高圧の蒸気を、高圧を維持しつつ放熱させ、凝縮(液化)させる装置である。かかる凝縮器2は、例えば、つづら折れに成形された配管17と、この配管17を放熱させる凝縮器ファン2Aとで構成される。
ストレーナ3は、電子部品40の冷却負荷の変動による蒸発器7における冷媒量の変動を吸収する作用を担うものである。
The compressor 1 is a device that changes a refrigerant into high-temperature and high-pressure steam by compressing the refrigerant. Such a compressor 1 is composed of, for example, a compressor.
The
The strainer 3 serves to absorb the change in the refrigerant amount in the
また、フィルタドライヤ4は、例えば、冷媒中の水分を除去する乾燥剤等を備えている。かかる乾燥剤としては、例えば、シリカゲル、ソバビード、モレキュラシープ等が用いられる。このようなフィルタドライヤ4は、フロンのように水を溶解しない性質の溶媒を用いる場合には、設置することが特に推奨される。
また、弁5は、フィルタドライヤ4と膨張器6との間の配管17を開閉し、膨張器6および蒸発器7に向かう冷媒の量を調整するものである。この弁5を適宜開閉することにより、蒸発器7の動作を制御し、電子部品40の冷却速度(冷却能力)を調整することができる。
Further, the filter dryer 4 includes, for example, a desiccant that removes moisture in the refrigerant. As such a desiccant, for example, silica gel, buckwheat bead, molecular sheep or the like is used. It is particularly recommended that such a filter dryer 4 be installed when a solvent that does not dissolve water such as Freon is used.
The valve 5 opens and closes a
膨張器6は、凝縮器2によって常温高圧の液体に凝縮された冷媒を、例えば、キャピラリチューブ(毛細管)等に通したり、膨張弁で噴霧したりすることにより、低圧の液体と蒸気(気体)の混じった流体に状態変化させる。
蒸発器7は、放熱部材71と、放熱部材71を収納する箱状のハウジング(容器)72とを有する。
ハウジング72内に供給された低圧液体と蒸気との混合流体(冷媒)は、放熱部材71の全体にわたって接触するように広がる。そして、放熱部材71との間で熱交換することにより、低圧液体が蒸発し、低温低圧蒸気となって配管18に流れ込む。この熱交換の際に、放熱部材71は、急激に冷却される。
The expander 6 passes the refrigerant condensed into the room-temperature and high-pressure liquid by the
The
The mixed fluid (refrigerant) of the low-pressure liquid and vapor supplied into the
放熱部材71は、ハウジング72の内壁面の底面7Aに接合されている。これにより、放熱部材71は、ハウジング72の特に下部を効率よく冷却することができ、電子部品40を特に効率よく冷却することができる。
この接合方法としては、特に限定されないが、例えば、溶接、ろう付け、はんだ付け等の熱伝導に優れた接合方法を用いるのが好ましい。これにより、放熱部材71とハウジング72との間の熱抵抗をより低減することができる。
The
Although it does not specifically limit as this joining method, For example, it is preferable to use the joining method excellent in heat conduction, such as welding, brazing, and soldering. Thereby, the thermal resistance between the
本発明では、放熱部材71が発泡金属材料で構成されている。このため、放熱部材71の表面積が極めて大きくなり、放熱部材71と冷媒とが接触する面積も非常に大きくなる。その結果、冷媒との熱交換効率が極めて高い放熱部材71が得られる。
なお、放熱部材71の詳細な構成については、後に詳述する。
熱伝導ブロック9は、熱伝導性に優れたAl、Ti、Fe、Cuのような金属材料や、窒化アルミニウム、窒化ケイ素のようなセラミックス材料等で構成されている。
In the present invention, the
The detailed configuration of the
The
また、熱伝導ブロック9は、蒸発器7に対して着脱可能になっているのが好ましい。これにより、接触面9Aが、電子部品40の上面に対して優れた密着性を示す形状をなしている。したがって、この熱伝導ブロック9を、電子部品40の種類に応じて、接触面9Aの形状が異なる熱伝導ブロックに交換することによって、電子部品40の種類にかかわらず、蒸発器7および熱伝導ブロック9と、電子部品40との間の熱抵抗を低減することができる。
The
第1ヒータ91は、熱伝導ブロック9に内蔵されている。かかる第1ヒータ91は、例えば、アルミナヒータ、窒化アルミニウムヒータ、窒化ケイ素ヒータ、炭化ケイ素ヒータ、窒化ホウ素ヒータのようなセラミックスヒータ、カーボンヒータ、ニクロム線ヒータ等の各種ヒータを用いることができる。
また、熱伝導ブロック9には、穴または溝が形成されており、これらの中に第1温度センサ(白金抵抗体等)11が熱伝導材料(高熱伝導性物質を混合した熱可塑性樹脂等)を用いて密着・固定されている。これにより、熱伝導ブロック9の温度を常時正確にモニターすることができる。また、蒸発器7および熱伝導ブロック9を電子部品40に押し付ける際に、熱伝導材料が緩衝材としての機能を果たすことにより、第1温度センサ11に衝撃が伝わるのを防止することができる。これにより、第1温度センサ11の故障を確実に防止することができる。
The
The
また、電子部品40がマルチコアタイプで発熱箇所が複数箇所ある場合には、電子部品40の温度をそれらの複数箇所で監視すべく、発熱箇所に対応するように第1温度センサ11と第1ヒータ91とをそれぞれ複数個装着するのが好ましい。高速化、高集積化されたCPU等では、熱密度が非常に高いため、電子部品40の表面に温度勾配が生じ易い。したがって、電子部品40に対して温度制御を行う領域を複数に分けて、個別に温度制御を行うことにより、前述した温度勾配を緩和させるとともに、電子部品40が局所的に高温になってしまう不具合を避けることができる。
In addition, when the
また、熱伝導ブロック9の接触面9Aの外周に沿って、溝が形成されており、この溝には、Oリング8が埋め込まれている。さらに、接触面9AのOリング8の内側に一端が開口し、他端が真空ポンプ(図示せず)に接続された真空引き流路81が設けられている。この真空引き流路81を介してOリング8の内側の空間を減圧することにより、接触面9Aに接触させた電子部品40を接触面9Aに対して、より確実に真空吸着することができる。これにより、電子部品40と熱伝導ブロック9との間の熱抵抗のさらなる低減を図ることができる。
A groove is formed along the outer periphery of the
なお、本実施形態では、第1ヒータ91を内蔵した熱伝導ブロック9が、ハウジング72の下面に設けられている。すなわち、加熱装置を介して、蒸発器7と電子部品40とが接している。このような構成の電子部品の温度制御装置10では、電子部品40を冷却する際には、熱伝導ブロック9を介して電子部品40が冷却される。一方、電子部品40を加熱する際には、第1ヒータ91によって電子部品40が加熱される。
電子部品の温度制御装置10では、発泡金属材料で構成された放熱部材71を用いているために加熱速度に比べて冷却速度を特に大きくすることができる。また、第1ヒータ91は、非常に薄くても十分な機能を発揮する。これらを考慮すると、電子部品40に最も近い箇所に第1ヒータ91を設ける一方、それよりやや離れた箇所に蒸発器7を設けることによって、加熱速度と冷却速度との均衡を最適に保つことができる。
In the present embodiment, the
In the
一方、配管18の途中には、第2ヒータ12が設けられている。これにより、蒸発器7で蒸発し切れなかった冷媒を確実に気化させることができる。
また、第2ヒータ12の近傍には、第2ヒータ12の温度を検出する温度検出器としての第2温度センサ13と、第2ヒータ12の温度があらかじめ設定した温度以上に過熱されるのを防止する過昇温防止器としてのサーモスタット14とが設けられている。なお、第2ヒータ12が蒸発器7と近い距離に設けられている場合には、第2ヒータ12の熱が蒸発器7に影響を及ぼさないように、第2ヒータ12と蒸発器7との間の配管部に断熱材等を設けるのが好ましい。
また、図示しないが、ハウジング72内の空間に、乾燥気体を供給するようにしてもよい。このようにすれば、蒸発器7が結露するのを防止することができる。
On the other hand, the
Also, in the vicinity of the
Further, although not shown, dry gas may be supplied to the space in the
さらに、蒸発器7で蒸発し切れなかった冷媒がある場合には、配管18の途中に、液状の冷媒を分離するアキュムレータ(図示せず)を設けるようにしてもよい。
また、本実施形態では、図1に示すように、配管17の途中と配管18の途中に、互いの熱を交換する熱交換器16が設けられている。これにより、配管17中の冷媒の熱を配管18中の冷媒に伝達し、蒸発し切れなかった冷媒を確実に気化させることができる。
また、配管18には、配管18に冷媒を供給する冷媒供給源25が接続されている。また、配管18と冷媒供給源25との間には、圧力調整器としての圧力調整弁26が設けられている。かかる圧力調整弁26は、配管18中の圧力が低下した場合には、冷媒供給源25から冷媒を供給し、配管18中の圧力が上昇した場合には、配管18中の冷媒を冷媒供給源25に戻すように調整される。このような冷媒供給源25および圧力調整弁26により、配管17、18中の冷媒の圧力が一定に維持されることとなり、より精度の高い温度制御が可能となる。
Furthermore, when there is a refrigerant that has not been completely evaporated by the
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, a heat exchanger 16 that exchanges heat between the
Further, a
また、電子部品の温度制御装置10は、制御部30を有している。この制御部30は、IC、LSI(Large Scale Integration)、プログラマブルコントローラのような処理回路(演算回路)で構成される。そして、第1温度センサ11、第2温度センサ13、第1ヒータ91、第2ヒータ12、および圧力調整弁26が、それぞれ制御部30と電気的に接続されている。これにより、例えば、第1温度センサ11による温度測定結果に基づいて、第1ヒータ91の発熱量を適宜調整することにより、電子部品40の温度を所定の温度に制御することができる。また、例えば、第2温度センサ13による温度測定結果に基づいて、第2ヒータ12の発熱量を適宜調整することにより、蒸発器7で蒸発し切れなかった冷媒を確実に気化させることができる。
The electronic component
なお、配管17、18内を流動する冷媒としては、特に限定されないが、例えば、CFC(クロロフルオロカーボン)、HCFC(ハイドロクロロフルオロカーボン)、HFC(ハイドロフルオロカーボン)、プロパン、イソブタン、アンモニア、二酸化炭素等を用いることができる。
ここで、前述した放熱部材71について詳述する。
図3は、図1に示す電子部品の温度制御装置が備える放熱部材を構成する発泡金属材料の電子顕微鏡による観察像の一例、図4は、図3に示す観察像の部分拡大像である。
The refrigerant flowing in the
Here, the
FIG. 3 is an example of an observation image obtained by an electron microscope of the foam metal material constituting the heat dissipating member provided in the temperature control device for the electronic component shown in FIG. 1, and FIG. 4 is a partially enlarged image of the observation image shown in FIG.
本発明の電子部品の温度制御装置において、放熱部材71は、発泡金属材料で構成されている。このような構成の放熱部材71は、前述したように、表面積が極めて大きくなるため、放熱部材71と冷媒とが接触する面積が非常に大きくなる。このため、冷媒と放熱部材71との熱交換効率が極めて高くなる。これにより、熱伝導ブロック9および電子部品40を速やかに冷却することができるため、電子部品40の温度変化に対して冷却速度の応答性が特に高い放熱部材71が得られる。
In the temperature control device for an electronic component of the present invention, the
また、前述したように、放熱部材71は、ハウジング72の内壁面の底面7Aに接合・固定されている。このため、冷媒の流れに脈動等があっても、放熱部材71に振動が発生することがなく、電子部品を故障させたりするおそれがない。このため、本実施形態にかかる電子部品の温度制御装置10によれば、電子部品40の信頼性を損なうことなく、簡単に電子部品40の温度を正確に制御することができる。なお、かかる作用・効果は、放熱部材71が発泡金属材料で構成されているため、冷媒と放熱部材71との間の熱交換効率が極めて高いことによってはじめて奏するものである。
Further, as described above, the
また、放熱部材71は、電子部品40を包含するような面を有するブロック状(または板状)をなしている。これにより、電子部品40の全体を均一に冷却することができ、冷却ムラによって電子部品40の特性が異常を来したり、電子部品40に熱膨張差に伴う不具合が発生したりするのを防止することができる。
さらに、図2に示す放熱部材71には、上面から内部にわたって複数の穴73が設けられている。この穴73に冷媒が入り込むことにより、放熱部材71の内部にまで十分に冷媒が浸透することができる。その結果、放熱部材71のより広い範囲で冷媒との熱交換を行うことができる。
Further, the
Furthermore, the
図4に示す発泡金属材料は、金属粉末の粒子同士が焼結によって相互に拡散し、金属粉末の粒子711同士を連結(ネッキング)させることによって作製されたものである。このようにして作製された発泡金属材料においては、連結された粒子711同士が、立体的(三次元)に広がる網目構造712を構築している。かかる網目構造712は、隣接する網目構造712が相互に補強し合うよう作用するため、このような構造を備えた発泡金属材料は、いかなる方向から外力を付与したとしても、網目構造712が破壊されるのを防止することができる。これにより、網目構造712を有する発泡金属材料で構成された放熱部材71は、空孔の割合を高めたとしても、十分な機械的強度を有するものとなる。したがって、冷媒との熱交換効率が特に高い放熱部材71を作製することができる。
The metal foam material shown in FIG. 4 is produced by diffusing metal powder particles to each other by sintering and connecting (necking) the
また、網目構造712の間には、空孔713が形成される(存在する)。この空孔713は、互いに独立していてもよいが、図3および図4に示すように、その少なくとも一部が互いに連結しているのが好ましい。これにより、放熱部材71は、表面積が大きく、かつ、冷媒の流動抵抗が低いものとなる。このため、冷媒と放熱部材71との間の熱交換効率のさらなる向上を図ることができる。
なお、これらの空孔713の形状は、図3に示すように、球形状または球形状に類似した形状(略球形状)をなしているのが好ましい。空孔713がこのような形状をなしていると、網目構造712が必然的に等方性の高い構造、換言すれば、異方性の低い構造となる。その結果、発泡金属材料の機械的強度における等方性がより向上する。また、空孔713が前述したような形状をなしていると、空孔713内を流れる冷媒の流動抵抗が特に低くなる。このため、冷媒と放熱部材71との間の熱交換効率が特に高くなる。
In addition, pores 713 are formed (exist) between the
The
上記のような方法で発泡金属材料を作製する場合、用いる金属粉末の平均粒径は、特に限定されないものの、0.5〜30μm程度であるのが好ましく、1〜20μm程度であるのがより好ましい。金属粉末の平均粒径が前記範囲内であれば、発泡金属材料において表面積が十分に広くなるとともに、金属粉末の粒子711同士が確実に接触・接合され易くなる。このため、粒子711間における熱伝導性が非常に大きくなり、放熱性の特に高い放熱部材71が得られる。
なお、このような金属粉末には、水アトマイズ法、ガスアトマイズ法、高速回転水流アトマイズ法のようなアトマイズ法、還元法、カルボニル法、粉砕法等、いかなる方法で製造されたものでも用いることができるが、特にアトマイズ法により製造されたものが好ましく用いられる。アトマイズ法によれば、微細で粒度分布の狭い(粒径の揃った)金属粉末が効率よく得られる。したがって、アトマイズ法で製造された金属粉末によれば、均質な発泡金属材料を容易に製造することができる。
When producing a foam metal material by the method as described above, the average particle size of the metal powder to be used is not particularly limited, but is preferably about 0.5 to 30 μm, more preferably about 1 to 20 μm. . When the average particle diameter of the metal powder is within the above range, the surface area of the foam metal material is sufficiently widened, and the
The metal powder may be produced by any method such as an atomizing method such as a water atomizing method, a gas atomizing method, a high-speed rotating water atomizing method, a reduction method, a carbonyl method, or a pulverizing method. However, those produced by the atomizing method are preferably used. According to the atomizing method, a fine metal powder having a narrow particle size distribution (uniform particle size) can be obtained efficiently. Therefore, according to the metal powder manufactured by the atomizing method, a homogeneous foam metal material can be easily manufactured.
一方、発泡金属材料中の空孔713の平均径は、1〜1000μm程度であるのが好ましく、5〜500μm程度であるのがより好ましい。これにより、機械的強度が高く、かつ、冷媒の流動抵抗の小さい放熱部材71が得られる。
なお、空孔713の平均径が前記下限値を下回った場合には、空孔713を流動する冷媒の流動抵抗が著しく大きくなり、冷媒と放熱部材71との間の熱交換効率が著しく低くなるおそれがある。一方、空孔713の平均径が前記上限値を上回った場合には、網目構造712同士の間隔が非常に長くなり、一部の網目構造712に応力が集中し易くなって、放熱部材71の機械的強度が低下するおそれがある。
On the other hand, the average diameter of the
When the average diameter of the
上記の発泡金属材料は、例えば、Fe、Ni、Co、Cr、Mn、Zn、Pt、Au、Ag、Cu、Pd、Al、W、Ti、Ta、V、Mo、Nb、Zr、Pr、Nd、Smのような金属、または、これらの1種または2種以上の金属を含む合金(例えば、ステンレス鋼、Fe−Ni合金)や金属間化合物等を主成分とするものが挙げられる。
このうち、放熱部材71を構成する発泡金属材料としては、特に、Al、Ti、FeおよびCuのうちの少なくとも1種を主成分とするものが好ましい。これらの金属成分は、熱伝導率が高く、機械的強度にも優れている。このため、これらの金属成分を主成分とする発泡金属材料は、多数の空孔を内包するような機械的強度において不利な形状をなしていても、十分な機械的強度を有するとともに、冷媒との熱交換効率に優れた放熱部材71が得られる。
Examples of the metal foam material include Fe, Ni, Co, Cr, Mn, Zn, Pt, Au, Ag, Cu, Pd, Al, W, Ti, Ta, V, Mo, Nb, Zr, Pr, and Nd. , Sm, or alloys containing one or more of these metals (for example, stainless steel, Fe—Ni alloy), intermetallic compounds, and the like.
Among these, as the metal foam material constituting the
また、このような放熱部材71は、耐熱衝撃性に優れたものとなる。このため、放熱部材71に急激に冷媒が流れ込むことによって、放熱部材71が急激に冷却される場合でも、放熱部材71が熱衝撃によって破壊されるのを確実に防止することができる。
また、放熱部材71を構成する発泡金属材料の空孔率は、60〜99.5%程度であるのが好ましく、70〜99%程度であるのがより好ましい。これにより、発泡金属材料における表面積の増大と機械的強度の向上との両立を図ることができる。
Moreover, such a
Further, the porosity of the foam metal material constituting the
なお、発泡金属材料の空孔率が前記下限値を下回った場合、空孔713の割合が低すぎるため、冷媒と放熱部材71との接触割合が低くなり、熱交換効率が著しく低下するおそれがある。一方、発泡金属材料の空孔率が前記上限値を上回った場合、空孔713の割合が高すぎるため、網目構造712の割合が著しく低くなる。このため、冷媒と放熱部材71との接触割合が低くなるとともに、放熱部材71の機械的強度が著しく低下するおそれがある。
When the porosity of the foam metal material is lower than the lower limit, the ratio of the
また、発泡金属材料中の空孔は、全体に均一に分布していてもよいが、ハウジング72の底面7A側(図2の下側)の空孔率が、その反対側(図2の上側)の空孔率よりも小さくなるように分布しているのが好ましい。これにより、放熱部材71は、底面7Aとの接触面積が十分に大きくなるため、ハウジング72との熱抵抗を低減させることができる一方、図2の上側の部分では、空孔率が大きいために、冷媒との接触面積も十分に確保することができる。したがって、このような放熱部材71は、電子部品40の熱を図2の上側に向かって効率よく伝達するとともに、冷媒に対して効率よく放熱し得るものとなる。
In addition, the pores in the metal foam material may be distributed uniformly throughout, but the porosity on the
このような発泡金属材料は、その圧縮強度が5MPa以上であるのが好ましく、10MPa以上であるのがより好ましい。これにより、放熱部材71の空孔713内に高圧の冷媒を供給したとしても、放熱部材71が容易に破壊してしまうのを防止することができる。
なお、放熱部材71を構成する発泡金属材料は、いかなる方法で製造されたものでもよいが、例えば、ウレタンフォームのような多孔質の基体に、金属粉末を液体に懸濁してなるスラリーを含浸させ、これを脱脂・焼結する方法や、スラリーに発泡剤または中空粒子を添加し、これを成形した後、脱脂・焼結する方法、溶融金属中にガスを吹き込んで発泡させる方法等の方法で製造することができる。
Such a foam metal material preferably has a compressive strength of 5 MPa or more, and more preferably 10 MPa or more. Thereby, even if a high-pressure refrigerant is supplied into the air holes 713 of the
The foam metal material constituting the
次に、図1に示す電子部品の温度制御装置10の作用(動作)について説明する。
圧縮機1によって圧縮された冷媒は、高温高圧の蒸気となって、凝縮器2に送られる。凝縮器2では、冷媒の圧力を高い状態で維持しつつ、冷媒を放熱させることによって凝縮(液化)させ、常温高圧の液体に冷媒を状態変化させる。
次いで、この冷媒は、膨張器6において一部の液体が蒸発し、低圧の液体と気体とが混じった状態に変化する。そして蒸発器7に到達した冷媒は、発泡金属材料で構成された放熱部材71の空孔内に浸透する。
Next, an operation (operation) of the electronic component
The refrigerant compressed by the compressor 1 becomes high-temperature and high-pressure steam and is sent to the
Next, the refrigerant changes to a state in which a part of the liquid is evaporated in the expander 6 and the low-pressure liquid and gas are mixed. And the refrigerant | coolant which reached the
一方、電子部品40の自己発熱による熱は、ハウジング72を介して放熱部材71に伝達される。
ここで、このようにして熱を持った放熱部材71が、冷媒と接触することによって、両者間で熱交換が行われ、液体の冷媒が蒸発する際に放熱部材71から気化熱を奪う。これにより、放熱部材71を冷却する。すなわち、ハウジング72が電子部品40の熱を奪う吸熱部として機能し、放熱部材71がその熱を冷媒と熱交換して放熱する放熱部として機能する。
On the other hand, heat due to self-heating of the
Here, when the
また、必要に応じて、蒸発器7のハウジング72と熱伝導ブロック9との間に、熱伝導性液体を供給しておいてもよい。この場合、熱伝導性液体には、熱伝導グリス、熱硬化型樹脂、シリコーンオイル等の液体であって、200℃未満で気化しない液体が好ましく用いられる。
さらに、必要に応じて、熱伝導ブロック9と電子部品40との間にも、熱伝導性液体を供給しておいてもよい。この場合、熱伝導性液体には、熱伝導性に優れ、かつ電気的に絶縁性(電気抵抗が1×1010Ω以上)を有するものが用いられ、例えば、フッ素系不活性液体等が好ましく用いられる。
Moreover, you may supply a heat conductive liquid between the
Furthermore, a heat conductive liquid may be supplied between the heat
また、上記のような冷却に加え、第1ヒータ91を動作させることにより、電子部品40を加熱することができる。
このような冷却過程や加熱過程の際に、図示しない減圧ポンプを作動させておくことにより、真空引き流路81を介して接触面9Aに電子部品40を真空吸着させておく。これにより、接触面9Aと電子部品40との間の熱抵抗が低減され、冷却や加熱の応答性を高めることができる。
In addition to the above cooling, the
During such a cooling process or heating process, the
そして、第1温度センサ11による電子部品40の温度測定結果に基づいて、第1ヒータ91の発熱量を、制御部30によって制御する。これにより、電子部品40の温度をリアルタイムにモニターしつつ、その検出値をフィードバックすることにより、第1ヒータ91による加熱能力を調整し、電子部品40の温度を所定の温度に確実に制御することができる。
また、弁5の開閉量を適宜調整することによって、電子部品40の冷却速度(冷却能力)を調整することもできる。
The
In addition, the cooling rate (cooling capacity) of the
また、本実施形態では、第2温度センサ13による配管18内の冷媒の温度測定結果に基づいて、制御部30によって第2ヒータ12の発熱量を調整する。これにより、冷媒の加熱が不足したり過剰になったりするのを防止しつつ、冷媒を適度に加熱し、配管18の結露を確実に防止することができる。なお、このような加熱の制御は、図1に示すサーモスタット14や温度ヒューズ等の過昇温防止器によって制御するようにしてもよい。
以上のような構成の電子部品の温度制御装置10によれば、電子部品40が発熱量の大きなものであったとしても、電子部品40の発熱を相殺するように急速に冷却して、電子部品40の温度を所定の温度に確実に制御することができる。すなわち、電子部品40の温度制御の応答性に優れた温度制御装置100が得られる。
In the present embodiment, the
According to the
図5は、本発明の電子部品の温度制御装置の第1実施形態の他の構成例を示す模式図である。
図5に示す蒸発器7では、配管17がハウジング72の右側部に接続されており、一方、配管18はハウジング72の左側部に接続されている。また、図5に示す放熱部材71には、右側面から内部にわたって複数の穴73が形成されている。
この蒸発器7では、配管17から、冷媒が低圧の液体と気体とが混じった状態となってハウジング72内に供給される。すると、放熱部材71と冷媒との間で熱交換が行われ、液体の冷媒が蒸発する際に放熱部材71から気化熱を奪う。これにより、放熱部材71を冷却する。その後、気化した冷媒は、ハウジング72の左側部から配管18に排出される。
このような蒸発器7では、ハウジング72内に供給された冷媒が、必然的に放熱部材71の全体を通って排出されることとなる。このため、放熱部材71の全体において無駄なく熱交換が行われることとなり、放熱部材71の放熱効率をより高めることができる。
FIG. 5 is a schematic view showing another configuration example of the first embodiment of the temperature control apparatus for an electronic component according to the present invention.
In the
In the
In such an
≪第2実施形態≫
次に、本発明の電子部品の温度制御装置の第2実施形態について説明する。
図6は、本発明の電子部品の温度制御装置の第2実施形態のうち、電子部品に接触する部位の部分拡大図である。なお、以下の説明では、図6中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
以下、第2実施形態にかかる電子部品の温度制御装置について説明するが、前記第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
<< Second Embodiment >>
Next, a second embodiment of the electronic component temperature control apparatus of the present invention will be described.
FIG. 6 is a partial enlarged view of a portion in contact with an electronic component in the second embodiment of the temperature control device for an electronic component according to the present invention. In the following description, the upper side in FIG. 6 is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”.
Hereinafter, the temperature control device for an electronic component according to the second embodiment will be described. The difference from the first embodiment will be mainly described, and the description of the same matters will be omitted.
本実施形態にかかる電子部品の温度制御装置は、第1ヒータ91および熱伝導ブロック9の配置が異なること以外は、前記第1実施形態と同様である。
図6に示す電子部品の温度制御装置10では、第1ヒータ91を内蔵する熱伝導ブロック9が、蒸発器7の外側面(電子部品40側の面とは異なる面)に設けられている。
The temperature control apparatus for electronic components according to this embodiment is the same as that of the first embodiment except that the arrangement of the
In the electronic component
また、熱伝導ブロック9は、蒸発器7のハウジング72と一体化しており、第1ヒータ91から発生した熱は、ハウジング72を介して、電子部品40を加熱するよう構成されている。
このような構成の電子部品の温度制御装置10によれば、第1実施形態に比べて、放熱部材71と電子部品40との距離が短くなるとともに、第1ヒータ9を介することなく電子部品40を冷却することができる。これにより、放熱部材71の体積が小さく、冷却能力が小さい場合でも、電子部品40の冷却において十分な応答性が得られる。その結果、蒸発器7の小型化を図ることができる。また、蒸発器7の冷却能力を特に大きくすることができるので、電子部品40の発熱量が特に大きい場合にも、冷却の応答性に優れた電子部品の温度制御装置10が得られる。
The
According to the
<ハンドラ装置>
次に、本発明の電子部品の温度制御装置を備えるハンドラ装置(本発明のハンドラ装置)の実施形態について説明する。
図7は、本発明のハンドラ装置の実施形態の構成を示す斜視図である。なお、以下の説明では、図7中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
ハンドラ装置は、電子部品のテスタ(検査装置)の検査位置に対して、電子部品を押圧することによってテスタと電子部品との電気的接続を確保し、この状態で電子部品の特性検査を行うハンドリング装置を備えた装置である。また、ハンドリング装置は、検査対象である電子部品の温度を所定の温度に維持するために、本発明の電子部品の温度制御装置を備えている。
<Handler device>
Next, an embodiment of a handler device (the handler device of the present invention) including the temperature control device for electronic parts of the present invention will be described.
FIG. 7 is a perspective view showing the configuration of the embodiment of the handler device of the present invention. In the following description, the upper side in FIG. 7 is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”.
The handler device ensures the electrical connection between the tester and the electronic component by pressing the electronic component against the inspection position of the electronic component tester (inspection device), and performs the characteristic inspection of the electronic component in this state. A device provided with a device. In addition, the handling device includes the electronic component temperature control device of the present invention in order to maintain the temperature of the electronic component to be inspected at a predetermined temperature.
すなわち、図7に示すハンドラ装置300は、装置本体200と、本発明の電子部品の温度制御装置とを有する。そして、電子部品のテスタ70を装置本体200に組み込むことによって使用される。
装置本体200は、電子部品の温度制御装置の一部を収納するとともに、温度制御装置の一部や、検査対象のIC(電子部品)等を載せるための台となる。
すなわち、装置本体200上には、未検査のICを収納する未検査ICトレイ61と、未検査のICを保持する供給ハンド63と、供給ハンド63を駆動する供給ロボット部62と、未検査のICを一時的に載置する供給シャトル64とが設けられている。
That is, the
The apparatus
That is, on the apparatus
また、装置本体200上には、検査済みのICを一時的に載置する回収シャトル65と、回収シャトル65に載置された検査済みのICを保持する回収ハンド66と、回収ハンド66を駆動する回収ロボット部67と、回収ハンド66によって保持した検査済みのICを収納する検査済みICトレイ68とが設けられている。
さらに、装置本体200上には、供給シャトル64に載置された未検査のICを保持する測定ハンド60Aを備え、前記各実施形態にかかる電子部品の温度制御装置10のうち、少なくとも蒸発器7および熱伝導ブロック9を内蔵する測定ロボット部(保持装置)60が設けられている。また、この測定ロボット部60は、測定ハンド60Aで保持したICを加熱または冷却して、ICの温度を所定の温度に制御する機能を有する。
Further, on the apparatus
Further, the apparatus
また、測定ロボット部60は、装置本体200上を前後左右上下に移動可能になっている。そして、測定ハンド60Aによって、供給シャトル64に載置された未検査のICを、テスタ70の検査位置に搬送するとともに、検査済みのICを検査位置から回収シャトル65に搬送する。
また、装置本体200の外部には、電子部品の温度制御装置10のうち、圧縮機1および凝縮器2が設けられている。なお、圧縮機1や凝縮器2は、配管17、18によって接続されている。
In addition, the measuring
In addition, the compressor 1 and the
次に、ハンドラ装置300の作用(動作)について説明する。
まず、未検査のICを収納した未検査ICトレイ61を装置本体200上に載置する。次いで、供給ロボット部62によって供給ハンド63を移動させ、未検査ICトレイ61内の未検査ICを保持する。そして、この未検査ICを、供給シャトル64に載置する。
次に、測定ロボット部60を移動させ、供給シャトル64に載置された未検査ICを測定ハンド60Aで保持する。そして、未検査ICをテスタ70の検査位置に押し付け、未検査ICをテスタ70と電気的に接続する。この状態で、テスタ70によって未検査ICの電気特性検査を実施する。このとき、通電によってICに自己発熱が生じた場合には、測定ロボット部60に内蔵された第1ヒータ91の加熱能力を低下させるとともに、蒸発器7の冷却能力を高めることにより、ICを冷却する。これにより、自己発熱による熱の影響を排除しつつ、所定の温度でICの特性検査を行うことができる。
Next, the operation (operation) of the
First, an
Next, the
一方、ICを高温に維持して特性検査を行う高温検査時には、蒸発器7の冷却能力を低下させるとともに、第1ヒータ91の加熱能力を高めることにより、ICを加熱する。
このような温度制御は、制御部30が、第1温度センサ11による測定温度結果に基づき、第1ヒータ91の動作を制御することによって、ICの温度が設定された所定の温度に維持されるよう行われる。
特性検査が終了すると、測定ロボット部60を移動させ、テスタ70の検査位置に載置された検査済みICを測定ハンド60Aで保持する。そして、検査済みICを、回収シャトル65に搬送する。次いで、回収ロボット部67によって回収ハンド66を移動させ、検査済みICを回収シャトル65から検査済みICトレイ68に搬送する。このとき、検査結果に応じて、検査済みICを異なる検査済みICトレイ68に分類して搬送する。
On the other hand, at the time of high temperature inspection in which the characteristic inspection is performed while maintaining the IC at a high temperature, the
In such temperature control, the
When the characteristic inspection is completed, the
以上の過程を経て、ICの特性検査が終了する。
以上、本発明の電子部品の温度制御装置およびハンドラ装置について、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
例えば、本発明の電子部品の温度制御装置およびハンドラ装置では、各部の構成は、同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。
The IC characteristic inspection is completed through the above process.
As mentioned above, although the temperature control apparatus and handler apparatus of the electronic component of this invention were demonstrated based on embodiment of illustration, this invention is not limited to these.
For example, in the temperature control device and the handler device for electronic parts of the present invention, the configuration of each part can be replaced with any configuration that exhibits the same function, and any configuration can be added. .
また、例えば、本発明の電子部品の温度制御装置は、第1および第2実施形態の任意の構成から任意のものを組み合わせるようにしてもよい。
また、本発明のハンドラ装置では、圧縮機1および凝縮器2が、装置本体200内に収納されていてもよい。
Further, for example, the electronic component temperature control apparatus of the present invention may be combined with any one of the arbitrary configurations of the first and second embodiments.
In the handler device of the present invention, the compressor 1 and the
1……圧縮機 2……凝縮器 2A……凝縮器ファン 3……ストレーナ 4……フィルタドライヤ 5……弁 6……膨張器 7……蒸発器 7A……底面 71……放熱部材 711……粒子 712……網目構造 713……空孔 72……ハウジング 73……穴 8……Oリング 81……真空引き流路 9……熱伝導ブロック 9A……接触面 91……第1ヒータ 10……電子部品の温度制御装置 11……第1温度センサ 12……第2ヒータ 13……第2温度センサ 14……サーモスタット 16……熱交換器 17、18……配管 25……冷媒供給源 26……圧力調整弁 30……制御部 40……電子部品 60……測定ロボット部 60A……測定ハンド 61……未検査ICトレイ 62……供給ロボット部 63……供給ハンド 64……供給シャトル 65……供給シャトル 66……回収ハンド 67……回収ロボット部 68……検査済みICトレイ 70……テスタ 200……装置本体 300……ハンドラ装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (17)
前記電子部品を加熱する加熱装置と、
前記加熱装置の動作を制御することにより、前記電子部品の温度を制御する制御部とを有し、
前記冷却装置の前記放熱部に、発泡金属材料で構成された放熱部材が設置されていることを特徴とする電子部品の温度制御装置。 The electronic component having a flow path through which a refrigerant flows, a heat absorbing portion and a heat radiating portion provided in the middle of the flow path, and the electronic component is directly or indirectly brought into contact with the heat absorbing portion and absorbed by the heat absorbing portion A cooling device that cools the electronic component by exchanging heat of the heat with the refrigerant in the heat radiating portion;
A heating device for heating the electronic component;
A controller that controls the temperature of the electronic component by controlling the operation of the heating device;
An electronic component temperature control device, wherein a heat radiating member made of a metal foam material is installed in the heat radiating portion of the cooling device.
前記制御部は、前記温度センサによって検出された前記電子部品の温度に基づいて、前記加熱装置の動作を制御することにより、前記電子部品の温度を制御する請求項1ないし10のいずれかに記載の電子部品の温度制御装置。 The temperature control device for the electronic component further includes a temperature sensor for detecting the temperature of the electronic component,
The said control part controls the temperature of the said electronic component by controlling operation | movement of the said heating apparatus based on the temperature of the said electronic component detected by the said temperature sensor. Electronic component temperature control device.
該容器は、その外面に前記電子部品と直接または間接的に接触し、前記電子部品の熱を吸収する接触面を有しており、
前記放熱部材は、前記容器の内壁面のうち、前記接触面に対応する部位に接合されている請求項1ないし11のいずれかに記載の電子部品の温度制御装置。 The heat absorbing part is a container that houses the heat radiating member as the heat radiating part and the refrigerant that exchanges heat with the heat radiating member,
The container has a contact surface that directly or indirectly contacts the electronic component on its outer surface and absorbs heat of the electronic component;
The temperature control device for an electronic component according to any one of claims 1 to 11, wherein the heat radiating member is joined to a portion of the inner wall surface of the container corresponding to the contact surface.
前記冷媒を、前記圧縮機、前記凝縮器、前記膨張器および前記蒸発器に順次通過させることにより、圧縮、凝縮、膨張および蒸発の冷却サイクルに供するよう構成されている請求項1ないし15のいずれかに記載の電子部品の温度制御装置。 The temperature control device for the electronic component further includes a compressor, a condenser, and an expander provided in the middle of the pipe,
The refrigerant according to any one of claims 1 to 15, wherein the refrigerant is sequentially passed through the compressor, the condenser, the expander, and the evaporator to be used for a cooling cycle of compression, condensation, expansion, and evaporation. A temperature control device for an electronic component according to claim 1.
前記電子部品を保持しつつ、前記電子部品の特性を検査するテスタに対して前記電子部品を押圧する保持装置とを有し、
前記蒸発器が、前記保持装置に組み込まれていることを特徴とするハンドラ装置。 A temperature control device for an electronic component according to any one of claims 1 to 16,
A holding device that presses the electronic component against a tester that inspects characteristics of the electronic component while holding the electronic component;
A handler device, wherein the evaporator is incorporated in the holding device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008099735A JP2009250810A (en) | 2008-04-07 | 2008-04-07 | Temperature control device of electronic component, and handler device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008099735A JP2009250810A (en) | 2008-04-07 | 2008-04-07 | Temperature control device of electronic component, and handler device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009250810A true JP2009250810A (en) | 2009-10-29 |
Family
ID=41311680
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008099735A Withdrawn JP2009250810A (en) | 2008-04-07 | 2008-04-07 | Temperature control device of electronic component, and handler device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009250810A (en) |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011247573A (en) * | 2010-04-26 | 2011-12-08 | Gac Corp | Cooling system |
JP2013167482A (en) * | 2012-02-14 | 2013-08-29 | Seiko Epson Corp | Handler and component inspection apparatus |
WO2014148137A1 (en) * | 2013-03-18 | 2014-09-25 | 国立大学法人横浜国立大学 | Cooler, cooling device using same, and method for cooling heat generation element |
WO2016085135A1 (en) * | 2014-11-28 | 2016-06-02 | (주)테크윙 | Handler for testing electronic component |
JP2016161356A (en) * | 2015-02-27 | 2016-09-05 | セイコーエプソン株式会社 | Electronic component conveyance device and electronic component inspection device |
TWI576599B (en) * | 2014-10-23 | 2017-04-01 | Murata Manufacturing Co | Test equipment for electronic parts |
JP2017135227A (en) * | 2016-01-27 | 2017-08-03 | 三菱マテリアル株式会社 | heat sink |
US10060970B2 (en) | 2013-04-25 | 2018-08-28 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Electronic component testing device |
CN108957068A (en) * | 2018-07-12 | 2018-12-07 | 深圳市安思科电子科技有限公司 | A kind of good electric instrument of heat dissipation effect |
WO2020137473A1 (en) * | 2018-12-26 | 2020-07-02 | 株式会社巴川製紙所 | Temperature control unit and temperature control device |
CN112781263A (en) * | 2019-11-08 | 2021-05-11 | Ckd株式会社 | Temperature control system and comprehensive temperature control system |
KR20210143834A (en) * | 2019-04-23 | 2021-11-29 | 씨케이디 가부시키 가이샤 | heat exchange system |
TWI823106B (en) * | 2019-06-03 | 2023-11-21 | 日商巴川製紙所股份有限公司 | Temperature control unit |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1092914A (en) * | 1996-09-09 | 1998-04-10 | Orion Mach Co Ltd | Humidity adjuster |
JP2001358270A (en) * | 2000-06-14 | 2001-12-26 | Mitsubishi Electric Corp | Cooling apparatus |
JP2007071806A (en) * | 2005-09-09 | 2007-03-22 | Seiko Epson Corp | Temperature control device of electronic component, and handler device |
JP2007071680A (en) * | 2005-09-07 | 2007-03-22 | Seiko Epson Corp | Temperature control device of electronic component, and handler device |
-
2008
- 2008-04-07 JP JP2008099735A patent/JP2009250810A/en not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1092914A (en) * | 1996-09-09 | 1998-04-10 | Orion Mach Co Ltd | Humidity adjuster |
JP2001358270A (en) * | 2000-06-14 | 2001-12-26 | Mitsubishi Electric Corp | Cooling apparatus |
JP2007071680A (en) * | 2005-09-07 | 2007-03-22 | Seiko Epson Corp | Temperature control device of electronic component, and handler device |
JP2007071806A (en) * | 2005-09-09 | 2007-03-22 | Seiko Epson Corp | Temperature control device of electronic component, and handler device |
Cited By (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011247573A (en) * | 2010-04-26 | 2011-12-08 | Gac Corp | Cooling system |
JP2013167482A (en) * | 2012-02-14 | 2013-08-29 | Seiko Epson Corp | Handler and component inspection apparatus |
WO2014148137A1 (en) * | 2013-03-18 | 2014-09-25 | 国立大学法人横浜国立大学 | Cooler, cooling device using same, and method for cooling heat generation element |
JP2014206365A (en) * | 2013-03-18 | 2014-10-30 | 国立大学法人横浜国立大学 | Cooler, cooling device using the same, and cooling method of heating element |
US10060970B2 (en) | 2013-04-25 | 2018-08-28 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Electronic component testing device |
TWI576599B (en) * | 2014-10-23 | 2017-04-01 | Murata Manufacturing Co | Test equipment for electronic parts |
KR20170054452A (en) | 2014-10-23 | 2017-05-17 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | Electronic component test device |
US10094871B2 (en) | 2014-10-23 | 2018-10-09 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Electronic-component testing device |
WO2016085135A1 (en) * | 2014-11-28 | 2016-06-02 | (주)테크윙 | Handler for testing electronic component |
JP2016161356A (en) * | 2015-02-27 | 2016-09-05 | セイコーエプソン株式会社 | Electronic component conveyance device and electronic component inspection device |
JP2017135227A (en) * | 2016-01-27 | 2017-08-03 | 三菱マテリアル株式会社 | heat sink |
CN108957068A (en) * | 2018-07-12 | 2018-12-07 | 深圳市安思科电子科技有限公司 | A kind of good electric instrument of heat dissipation effect |
WO2020137473A1 (en) * | 2018-12-26 | 2020-07-02 | 株式会社巴川製紙所 | Temperature control unit and temperature control device |
CN113272615A (en) * | 2018-12-26 | 2021-08-17 | 株式会社巴川制纸所 | Temperature control unit and temperature control device |
CN113272615B (en) * | 2018-12-26 | 2023-10-17 | 株式会社巴川制纸所 | Temperature control unit and temperature control device |
KR20210143834A (en) * | 2019-04-23 | 2021-11-29 | 씨케이디 가부시키 가이샤 | heat exchange system |
KR102547057B1 (en) | 2019-04-23 | 2023-06-26 | 씨케이디 가부시키 가이샤 | heat exchange system |
TWI823106B (en) * | 2019-06-03 | 2023-11-21 | 日商巴川製紙所股份有限公司 | Temperature control unit |
TWI831021B (en) * | 2019-06-03 | 2024-02-01 | 日商巴川製紙所股份有限公司 | Temperature control unit |
CN112781263A (en) * | 2019-11-08 | 2021-05-11 | Ckd株式会社 | Temperature control system and comprehensive temperature control system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2009250810A (en) | Temperature control device of electronic component, and handler device | |
JP4315141B2 (en) | Electronic component temperature control device and handler device | |
JP2004502918A (en) | Chuck with heat exchanger with inclined deflection surface for directing refrigerant and recovering circulating temperature control fluid | |
JP4645373B2 (en) | Electronic component temperature control device and handler device | |
US20060144564A1 (en) | Heat pipe evaporator with porous valve | |
TWI395916B (en) | Refrigerator | |
TW201506420A (en) | Direct injection phase change temperature control system | |
US20140144609A1 (en) | Evaporator for looped heat pipe system and method of manufacturing the same | |
CN111771090A (en) | Heat exchanger, refrigerator, and sintered body | |
JP2016505882A (en) | Cooling system for at least one system component of an optical system for EUV applications, and such a system component and such an optical system | |
JP2006343174A (en) | Temperature control apparatus, electronic component handler, and method for controlling temperature of electronic component | |
JP5304479B2 (en) | Heat transport device, electronic equipment | |
KR100908945B1 (en) | Method and apparatus for two phase start-up operation | |
Nemec | Porous structures in heat pipes | |
US20050284612A1 (en) | Piezo pumped heat pipe | |
JP2007294887A (en) | Substrate cooling device and structure cooling device | |
JP7398037B2 (en) | cooling system | |
JP2012185184A (en) | Temperature control apparatus of electronic component, and handler apparatus | |
JP5569563B2 (en) | Electronic component inspection equipment | |
JP6459771B2 (en) | Thermal transition heat pump | |
JP5004686B2 (en) | Prober and prober wafer chuck temperature control method | |
JPWO2017169925A1 (en) | Cooling system and cooling method | |
JP5109639B2 (en) | Electronic component inspection equipment | |
JP2006343122A (en) | Temperature control apparatus, electronic component handler, and method for controlling temperature of electronic component | |
JP5561320B2 (en) | Electronic component inspection equipment |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110317 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120620 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120626 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120822 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120911 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20121029 |