JP3577711B2 - テストヘッドの冷却構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はテストヘッドの冷却構造、特にＩＣテスタのテストヘッドを水等の冷媒を用いて液冷するテストヘッドの冷却構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ＩＣテスタのテストヘッドは、測定するＩＣを高速、かつ高精度で測定する必要がある。このため、テストヘッドには、ＩＣを装着したプリント基板を高密度で実装することにより、テストヘッドを効率良く冷却する必要がある。
【０００３】
また、テストヘッドを、ＩＣを自動供給搬送するオ−トハンドラと接続させることにより、ＩＣを多数個同時に測定する場合や、プロ−バと接続させることにより、ＩＣをウエハ−の段階で測定する場合がある。
【０００４】
このような場合には、テストヘッドは、オ−トハンドラやプロ−バとの接続上機械的制約を受け、小型化する必要がある。
【０００５】
更に、テストヘッドは、１日２４時間フル稼働で動作するため、実装されたプリント基板を定期的に交換したり、メンテナンスを容易に行うことも必要である。
【０００６】
以上の冷却効率と小型化とメインテナンスの容易性という条件を満たすために、従来は、図８に示すように、テストヘッド５０に実装したプリント基板３１上のＩＣ３２に、放熱フィン３３を取り付けると共に、テストヘッド５０の側面に、軸流ファン３４を取り付け、強制空冷を行っていた。
【０００７】
また、図８において、テストヘッド５０の消費電力の増加に伴い、より冷却能力を上げるため軸流ファン３４を大型化したり、より効率の良い放熱器を（図示省略）ＩＣ３２に取り付けて対応し、前記条件のうちの冷却効率を充足させていた。
【０００８】
しかし、消費電力の増加により、テストヘッド５０の排熱が、測定するＩＣ３２の周囲温度を上昇させるようになり、図８の方法では、測定ＩＣ３２の温度保証範囲を維持することが困難になってきた。
【０００９】
これを解決するために提案されたのが、図９と図１０に示す方法である。
【００１０】
図９の方法によれば、軸流ファン３４（図８）の代わりに大風量、高静圧の得られる大型のシロッコファン３５を使用して、シロッコファン３５とテストヘッド５０を、フレキシブルホ−ス３６で接続し、テストヘッド５０の排熱を吸引することにより、天井、又は図示するように床下へ排気していた。
【００１１】
また、図１０の方法によれば、ユニットク−ラ３７を使用し、フレキシブルホ−ス３８を介してテストヘッド５０へ冷気を送ることにより、オートハンドラ５１によりＩＣが自動供給されたテストヘッド５０の周囲温度を下げていた。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、最近では、ＩＣテスタの測定速度、及び測定精度をより向上させるために、大規模な集積回路をテストヘッド内に大量に実装する必要があり、冷却能力を一層向上させねばならなくなってきた。
【００１４】
このような冷却能力の向上という観点から見ると、図９の方法は、シロッコファン３５が大型化すると共に、フレキシブルホ−ス３６の径も大型化するため、騒音が増大し、更にテストヘッド５０の操作性が問題となり（例えば、フレキシブルホ−ス３６が邪魔になり、テストヘッド５０とオ−トハンドラやプロ−バとの接続ができない）、実用上実施不可能である。
【００１５】
また、図１０の方法も、同様にユニットクーラ３７のファンの大型化と、フレキシブルホ−ス３８の大型化により、騒音が増大すると共に、作業性が悪化し（例えば、フレキシブルホ−ス３８が作業者の邪魔になる）、更に、ユニットクーラ３７の冷気温度を低減させることによって、フレキシブルホ−ス３８の表面に結露水が付着するため、新たにドレン配管を設ける必要性が生じる等の問題が発生する。
【００１６】
また、図１０の方法では、ユニットクーラ３７の冷気温度は１０°Ｃから１５°Ｃ程度に、また、テストヘッド５０の吸気温度は２５°Ｃから３０°Ｃ程度に、更には、テストヘッド５０の排気温度は３５°Ｃから４０°Ｃにそれぞれ達するため、場所による温度差が大きく、混合むらが生じることにより、測定ＩＣの周囲温度が不安定に変動する等の問題が生じる。
【００１７】
そこで、図１１に示す液冷方式を採用し、テストヘッドを水等の冷媒を用いて冷却すれば、前記測定ＩＣの周囲温度が不安定に変動する等の問題は、解決する。
【００１８】
しかし、図１１の液冷方式は、図示するように機構が複雑化し、スペ−スが必要であり、従来の空冷方式よりもテストヘッドが大型化し、実用化が困難である。
【００１９】
また、ＩＣ３９の交換などのメンテナンスにおいても、液冷部品を全て取り外す必要があり、作業性が悪い。
【００２０】
更に、ＩＣ３９の実装上の制約として、ＩＣ３９の高さや大きさを制限しないと、ブロック４３に内蔵したばね４２の作用によるピストン４１の均一な押しつけ圧力、液冷管４４を通過する冷媒による均一な冷却特性が得られない。
【００２１】
その上、オ−トハンドラやプロ−バと接続する場合、テストヘッドを１８０度反転または９０度回転する必要があるが、図１１の従来方式では、プリント基板４０を水平に置く必要がある等の制約上の問題や、ＩＣ３９にバネ圧が加わるため、ＩＣ３９自身やＩＣ３９のリ−ドに機械的ストレスが加わる等の問題もある。
【００２２】
この発明の目的は、ＩＣテスタのテストヘッドを水等の冷媒を用いて液冷する冷却構造において、小型化され、しかもメインテナンスが容易なテストヘッドの冷却構造を提供する。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、この発明は、ＩＣ２０１を装着したプリント基板２が実装されているテストヘッド１０を液冷するテストヘッドの冷却構造において、
前記プリント基板（２）の両面（２Ａ、２Ｂ）には、冷媒を循環させる複数の冷却パイプ（１０１）と、冷却パイプ（１０１）と一体的に形成されたサブマニホルド（１０２）から構成され、互いに連通したコールドプレート（１Ａ、１Ｂ）が固定されていると共に、
テストヘッド（１０）内の片側には、分配用マニホルド（１２）と集合用マニホルド（１４）がそれぞれ配置され、
コールドプレート（１Ａ）が分配用マニホルド（１２）に、コールドプレート（１Ｂ）が集合用マニホルド（１４）にそれぞれ着脱自在に接続され、
各冷却パイプ（１０１）には、個々のＩＣ（２０１）に応じた液冷部品（６０）が取り付けられ、液冷部品（６０）を介して各冷却パイプ（１０１）がＩＣ（２０１）に接合されているという手段が提供される。
【００２４】
従って、この発明によれば、個々のＩＣ２０１に応じた液冷部品６０が（図４）冷却パイプ１０１に取り付けられているので、液冷部品６０の実装スペ−スが必要最小限で済み、また分配用マニホルド１２と集合用マニホルド１４を、テストヘッド１０内の片側に配置することができるので（図１、図６、図７）、ヘッド１０内の冷媒配管が容易になると共に、配管系を最短で接続でき、これにより、テストヘッド１０の小型化が可能となる。
【００２５】
また、液冷部品６０の一部を、例えば冷却パイプ１０１の周りで回転させるだけで（図５（Ａ））、ＩＣ２０１個々に取り外し、取り付けができるので（図５（Ｂ））、従来の液冷構造のように（図１１）、液冷部品の全てを取り外すことなくＩＣ２０１のメンテナンスを容易に行うことができ、更にコールドプレート１Ａと１Ｂを、例えば両端開閉型のワンタッチカップラを介して（図１、図６、図７）、分配用マニホルド１２と集合用マニホルド１４に着脱自在に接続したので、コールドプレート１Ａと１Ｂが固定されたままで、プリント基板２を、テストヘッド１０から容易に取り出すことができる（図６）。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を実施の形態により添付図面を参照して説明する。
図１はこの発明の実施形態を示す全体図、図２は図１に示す一点鎖線ＩＩの部分の拡大図である。
【００２７】
図において、テストヘッド１０に収容されたプリント基板２の両面２Ａ、２Ｂには、コールドプレート１Ａ、１Ｂが固定されている。
【００２８】
コールドプレート１Ａ、１Ｂは、冷媒としての例えば水を循環させる複数の冷却パイプ１０１と、複数の冷却パイプ１０１と一体的に形成されたサブマニホ−ルド１０２から構成されている。
【００２９】
コールドプレート１Ａ、１Ｂの対応する各冷却パイプ１０１同士は、図１に示すように、ホ−ス３で接続されている。例えば、コールドプレート１Ａの一番上の冷却パイプ１０１は、コールドプレート１Ｂの一番上の冷却パイプ１０１と、ホース３で接続されている。
【００３０】
これにより、コールドプレート１Ａ、１Ｂは、互いに連通している。
【００３１】
一方、 テストヘッド１０内の片側には、分配用マニホルド１２と集合用マニホルド１４が配置され、前記コールドプレート１Ａが分配用マニホルド１２に、前記コールドプレート１Ｂが集合用マニホルド１４にそれぞれ着脱自在に接続されている。
【００３２】
例えば、コールドプレート１Ａと１Ｂは、ホース１０４Ａとカップラ１０３Ａ、１１、ホース１０４Ｂとカップラ１０３Ｂ、１３を介して（図１、図６、図７）、分配用マニホルド１２と集合用マニホルド１４に着脱自在に接続されている。
【００３３】
前記冷却パイプ１０１には、伝熱取付け部材４と、熱伝導性グリース６と、伝熱板５と、伝熱補助板７から成る液冷部品６０（図２〜図４）が取り付けられている。
【００３４】
即ち、図２において、伝熱取付け部材４は、例えば全体として平板状であって円形の内周面４０１を備え、内周面４０１が前記冷却パイプ１０１の外周面１１１を挟み込むと同時に外周面１１１に接触し、これにより、伝熱取付け部材４は、冷却パイプ１０１に取り付けられている。
【００３５】
前記伝熱取付け部材４には、伝熱板５と伝熱補助板７がそれぞれ接触し、ねじ６１と６２により固定され、伝熱板５は、プリント基板２上のＩＣ２０１の上面に、熱伝導性接着剤８により、接着されている。
【００３６】
この伝熱板５は、ＩＣ２０１の高さのばらつきを揃えるためのものであり、後述するように、ＩＣ２０１の高さに応じて厚さが異なる（図４（Ａ）〜図４（Ｄ））。
【００３７】
そして、図３（Ａ）に示すように、冷却パイプ１０１と伝熱取付け部材４、伝熱取付け部材４と伝熱板５、伝熱取付け部材４と伝熱補助板７の各接触面には、熱伝導性のグリ−ス６が塗布されている。
【００３８】
以下、このような液冷部品６０、及び前記コールドプレート１のプリント基板２に対する実装方法を、図２と図３に基づいて説明する。
【００３９】
先ず、図３（Ａ）に示すように、伝熱取付け部材４を冷却パイプ１０１に嵌め込み、伝熱取付け部材４に、伝熱板５をねじ６１で、伝熱補助板７をねじ６２でそれぞれ固定した後、ねじ６２の締め付け力を、伝熱取付け部材４を指で押して回転できる程度（矢印ａ）に調整する。
【００４０】
このとき、冷却パイプ１０１と伝熱取付け部材４との接触面、伝熱取付け部材４と伝熱板５との接触面、伝熱取付け部材４と伝熱補助板７との接触面に、それぞれ熱伝導性グリ−ス６を塗布する。
【００４１】
次に、図２に示すように、各ＩＣ２０１とコ−ルドプレ−ト１の高さを合わせるために、固定板２０２と支柱２０３をプリント基板２にそれぞれ取り付ける。
【００４２】
この状態で、コ−ルドプレ−ト１のサブマニホルド１０２に取り付けられたアングル１０５を、ねじ６４により前記固定板２０２に、またコールドプレート１の複数の冷却パイプ１０１に跨がって取り付けられたアングル１０６を、ねじ６３により前記支柱２０３にそれぞれ固定する。
【００４３】
このとき、アングル１０５は、固定板２０２の長穴２１２によって高さおよび傾きを調整し、アングル１０６は、支柱２０３との間に必要に応じてスペ−サ２０４を入れ、高さおよび傾きを調整する。
【００４４】
調整の目安としては、図３（Ｂ）に示すように、各ＩＣ２０１と伝熱板５の隙間Ｓが平行になり、かつ隙間Ｓのばらつきが最小となるようにし、目視または隙間ゲ−ジ等で調整した後、図３（Ｃ）に示すように、伝熱取付け部材４と共に伝熱板５を上方に回転させ、ＩＣ２０１の上面に熱伝導性接着剤８を塗布する。
【００４５】
そして、図３（Ｄ）に示すように、伝熱取付け部材４と共に伝熱板５を下方に回転させ、熱伝導性接着剤８によりＩＣ２０１に接着する。このとき、ＩＣ２０１個々の高さのばらつきは、熱伝導性接着剤８によって埋められる。
【００４６】
また、コ−ルドプレ−ト１は、前記アングル１０５およびアングル１０６を介して（図２）プリント基板２に固定されているため、ＩＣ２０１へ直接に機械的ストレスが加わることはない。
【００４７】
この場合、より良く調整するために、図１に示すように、サブマニホ−ルド１０２を複数に分割して間をホ−ス１１２で接続しても良い。このようにすれば、ＩＣ２０１と伝熱板５の高さと傾きを精度良く調整できる。
【００４８】
更に、ＩＣ２０１と伝熱板５の隙間Ｓは（図３（Ｂ））、熱伝導性接着剤８で埋められるため、伝熱板５がＩＣ２０１に機械的ストレスを与えることもない。
【００４９】
このようにしてプリント基板２に実装された液冷部品６０、及びコールドプレート１により、ＩＣ２０１に発生した熱は、次のような伝熱経路を通って移動する。
【００５０】
即ち、図３（Ｄ）において、ＩＣ２０１の熱は、熱伝導性接着剤８、伝熱板５、熱伝導性グリ−ス６、伝熱取付け部材４、熱伝導性グリ−ス６、冷却パイプ１０１へと伝わるＡル−トを経て、冷却パイプ１０１内を流れるより低温の冷媒の方に移動する。
【００５１】
また、一部の熱は、伝熱取付け部材４から熱伝導性グリ−ス６を介して伝熱補助板７を通り、再度熱伝導性グリ−ス６、伝熱接触板４、熱伝導性グリ−ス６、冷却パイプ１０１へと伝わるＢル−トを通る。この場合、伝熱補助板７は、Ｂル−トを作る役割を果たし、ＩＣ２０１から冷媒までの熱抵抗を低減させる。
【００５２】
冷媒として、比熱の大きな水を使用すると、冷却能力を大きくできると共に入手性も容易で安価である。また、水温が２０°Ｃから４０°Ｃ位の水を冷媒として使用すると、結露の心配も無く、ＩＣの冷媒としても問題無いので、テストヘッドの冷媒条件を満たしている。
【００５３】
前記の構成と作用を備えた液冷部品６０は、ＩＣ２０１の消費電力、高さ、上面積に応じて色々なバリエ−ションを展開することができ、図４に一例を示す。
【００５４】
図４（Ａ）は、大型パッケ−ジであって、消費電力が５Ｗ程度のＩＣ２０１に対して適する方式の例である。
【００５５】
この場合の伝熱取付け部材４の厚さは、０．２から０．５ｍｍ程度、材質はＢｅＣｕ、又は純銅等が望ましい。伝熱板５および伝熱補助板７は、純アルミ系もしくはジュラルミン系等の高熱伝導性の材質が望ましい。
【００５６】
図４（Ｅ）は、図４（Ａ）のＥ方向から見た図であり、伝熱取付け部材４と伝熱板５を、ねじ６１により固定した例である。
【００５７】
図４（Ｂ）は、大型パッケ−ジであって、消費電力が１０Ｗから１５Ｗ程度の大電力のＩＣ２０１に対して適する方式の例である。
【００５８】
この場合の伝熱取付け部材４の厚さは、０．５から１ｍｍ程度、材質はＢｅＣｕ、又は純銅等が望ましい。また、伝熱板５および伝熱補助板７は、純アルミ系もしくはジュラルミン系等の高熱伝導性の材質が望ましい。
【００５９】
また、図４（Ｆ）は、図４（Ｂ）のＦ方向から見た図であって、大電力のＩＣ２０１に対する別の冷却方法として効果があり、図示するように、伝熱取付け部材４をＩＣパッケ−ジよりも大きくすることで熱抵抗を下げることもできる。
【００６０】
この場合、伝熱取付け部材４を、ＩＣ２０１よりも大きくすることにより、伝熱取付け部材４自身、及び伝熱取付け部材４と冷却パイプ１０１との接触熱抵抗を低減することができる。
【００６１】
図４（Ｃ）は、小型パッケ−ジであって、消費電力が１Ｗから５Ｗ程度のＩＣ２０１に対して適する方式の例である。
【００６２】
この場合伝熱取付け部材４の厚さは、０．２から０．５ｍｍ程度、材質はＢｅＣｕ、又は純銅等が望ましい。また、伝熱板５および伝熱補助板７は、純アルミ系もしくはジュラルミン系等の高熱伝導性の材質が望ましい。
【００６３】
図４（Ｄ）は、同じく小型のＩＣ２０１に対する別の構造例であり、ねじ止め箇所を少なくし、ねじ６２のみを用いて、伝熱取付け部材４に対して伝熱板５と伝熱補助板７の双方を固定した例である。また、背の低いＩＣ２０１に対しても、図４（Ｄ）は、有効である。
【００６４】
このように、ＩＣ２０１の消費電力、高さ、上面積に応じてさまざまなバリエ−ションを組み合わせることができ、従来の水冷方式の様にＩＣのパッケ−ジの大きさ、高さを統一する様な制約条件が無い。
【００６５】
しかも、液冷が必要なＩＣ２０１にのみ、冷却パイプ１０１に液冷部品６０を取り付けるだけでよいため、必要最小限のスペ−スで実現できる。
【００６６】
このため、プリント基板２の実装高さを、ほとんど冷却パイプ１０１の高さ分で抑えることができ、プリント基板２の実装密度を上げることができる。
【００６７】
一例として、本冷却構造によって、プリント基板２の両面に冷却パイプ１０１を取り付けた場合の実装ピッチを、３０ｍｍから５０ｍｍ程度に抑えることができる。
【００６８】
これは、従来の空冷での実装ピッチが、片面実装で１５ｍｍから２５ｍｍピッチであるためほぼ同等の実装ピッチで実現できる。
【００６９】
一方、既述したように（図４）、消費電力が１Ｗから１５Ｗ程度までのＩＣ２０１に対して、幅広い冷却能力を実現できるため、従来の空冷の３倍から５倍の冷却能力を同等のスペ−ス容量で実現できる。
【００７０】
また、小型のため重量も少なく抑えられるためテストヘッドとオ−トハンドラ、テストヘッドとプロ−バとの接続機構もそれぞれ小型軽量化できる。
【００７１】
更に、ＩＣ２０１を交換する場合、図５（Ａ）に示すように、ねじ６１を外すことにより、伝熱板５をＩＣ２０１に接着させた状態で、伝熱取付け部材４だけを上方に回転させ上に持ち上げた後、図５（Ｂ）に示すように、ＩＣ２０１のリ−ドをリペア装置９で加熱して半田を外し、ＩＣ２０１を取り外す。
【００７２】
このように、ＩＣ２０１個々に取り外し、取り付けが出来る。このため従来の液冷構造のように（図１１）、液冷部品の全てを取り外す必要が無く、ＩＣ２０１のメンテナンスを容易に行うことができる。
【００７３】
以下、コールドプレート１の詳細を、図６に基づいて説明する。
【００７４】
図６において、テストヘッド１０内の片側、例えば図面に向かって右側には、分配用マニホルド１２と集合用マニホルド１４がそれぞれ配置されている。
【００７５】
分配用マニホルド１２のカップラ１１は、コールドプレート１Ａのカップラ１０３Ａと嵌合し（図７（Ｂ））、カップラ１０３Ａは、ホース１０４Ａを介してサブマニホルド１０２に接続されている。
【００７６】
この構成により、分配用マニホルド１２は、コールドプレート１Ａの複数の冷却パイプ１０１に冷媒を分配する。
【００７７】
集合用マニホルド１４のカップラ１３は、コールドプレート１Ｂのカップラ１０３Ｂと嵌合し（図７（Ｂ））、カップラ１０３Ｂは、ホース１０４Ｂを介してサブマニホルド１０２に接続されている。
【００７８】
この構成により、集合用マニホルド１４は、コールドプレート１Ｂの複数の冷却パイプ１０１から冷媒を集合させる。
【００７９】
前記分配用マニホルド１２と集合用マニホルド１４は、ホ−スまたは金属配管を介して、給水カップラ１５と還水カップラ１６にそれぞれ接続されている（図６）。
【００８０】
給水カップラ１５と還水カップラ１６は、テストヘッド１０の電源用ケーブル１９の取り出し側に設けられ、それぞれ給水ホ−ス１７と還水ホ−ス１８に接続されている。
【００８１】
また、給水ホ−ス１７と還水ホ−ス１８は、冷媒循環装置（図示省略）等に接続されている。この冷媒循環装置により、水等の冷媒を熱交換して一定温度にし、テストヘッドに冷媒を循環させることが好ましい。
【００８２】
冷媒は、先ず、給水ホ−ス１７と給水カップラ１５を経由して分配用マニホルド１２に入り、カップラ１１と１０３Ａ、及びホース１０４Ａを介して、各プリント基板２ごとに分配され、サブマニホルド１０２によりコールドプレート１Ａの各冷却パイプ１０１ごとに分配される。
【００８３】
コールドプレート１Ａの各冷却パイプ１０１に分配された冷媒は、ホース３を通って、反対側のコールドプレート１Ｂの各冷却パイプ１０１に流れ、サブマニホルド１０２により各冷却パイプ１０１ごとに集合させられ、更にホース１０４Ｂ、及びカップラ１０３Ｂとカップラ１３を介してプリント基板２ごとに集合させられ、集合用マニホルド１４に入る。
【００８４】
このようにして、各プリント基板２を冷却した冷媒は、集合用マニホルド１４から、還水カップラ１６、還水ホ−ス１８へと流れ、冷媒循環装置（図示省略）で熱交換される。
【００８５】
一方、コ−ルドプレ−ト１Ａ、１Ｂのカップラ１０３Ａと１０３Ｂは、分配用マニホルド１２と集合用マニホルド１４に取り付けられたカップラ１１と１３から外すことにより、プリント基板２を、コールドプレート１を固定した状態で、テストヘッド１０から容易に取り出すことができる（図６）。
【００８６】
すなわち、プリント基板２は、カップラ１０３Ａ、１０３Ｂが付いた状態で抜き差しする（図６）。
【００８７】
このとき、カップラ１０３Ａ，１０３Ｂとそれに嵌合するカップラ１１、１３には、抜くと冷媒が止まる両端開閉型のワンタッチカップラを使用すれば、簡単に抜き差しが可能となり、冷媒が脱着によって漏れることは無い。
【００８８】
本冷却構造は、前記分配用マニホルド１２と集合用マニホルド１４を、テストヘッド１０内の片側に配置することができるので（図６、図７）、ヘッド１０内の冷媒配管が容易になると共に、配管系を最短で接続でき、これにより、テストヘッド１０の小型化が可能となる。
【００８９】
また、電気回路と冷媒回路を分離できるため安全性も向上する。
【００９０】
更に、図７に示すように、本冷却構造と併用して、テストヘッド１０の片面に、小型のファン２１を配置し、対向面に吸気口２０をあければ、液冷できない小型のチップ部品やリレ−等を冷却できる。
【００９１】
これにより、プリント基板２の実装は、従来の空冷とほとんど変わらない実装で、テストヘッド１０の冷却能力を飛躍的に向上させることができる。
【００９２】
例えば、この冷却構造によれば、液冷部分は１０ＫＷ以上を許容し、空冷部分は１ＫＷ以上を許容できる。
【００９３】
これを空冷のみで実現しようとすると、空気の温度上昇を１０°Ｃで設計する場合、風量が５０ｍ^３／ｍｉｎ以上必要となり、大風量と大電力の熱がテストヘッドから排気され、測定するＩＣの温度精度を維持できなくなる。
【００９４】
空冷の実用上、問題なく実現できる範囲としては５ＫＷ程度である。
【００９５】
また、大型のファンが必要となるため騒音が増大し、作業環境も悪化する。
【００９６】
しかし、図７に示すこの発明の冷却構造によれば、テストヘッド１０から排気される熱量は、１ＫＷ程度であり、ファン２１も小型で済むため、測定するＩＣ２０１の温度精度を十分クリアできる。また、ファン２１も小型のため、騒音による問題も起こらない。
【００９７】
【発明の効果】
上述したように、この発明によれば、小型化され、しかもメインテナンスが容易なテストヘッドの冷却構造を提供するという効果がある。
【００９８】
即ち、液冷の冷却パイプを使用し、その冷却パイプに、個々にＩＣを冷却する液冷部品を取付けたので、必要最小限の冷却構造を可能にすると共に、分配用マニホルドと集合用マニホルドをテストヘッド内の片側に配置できる構造にしたので、冷媒配管を最短で接続でき、テストヘッドの小型化が実現できる。
【００９９】
また、液冷部品全体を外さずに、ＩＣ個々の取り付け取り外しが可能であり、プリント基板毎に取り外しができ、冷媒を遮断できるので、テストヘッドのメインテナンスが極めて容易になった。
【０１００】
更に、ＩＣの消費電力、寸法、実装高さに合わせたさまざまなバリエ−ションを組み合わせることができ、３０ｍｍから５０ｍｍ程度のプリント基板の実装ピッチにより、プリント基板の両面に対して、１Ｗから１５Ｗ程度の幅広い冷却能力を実現できる。これは、従来と同等のスペ−ス容量で３倍から５倍の冷却能力を実現できる。
【０１０１】
また、ＩＣに機械的ストレスが加わらないので、信頼性が向上すると共に、機械的ストレスによるたわみ防止等の強度的な補強対策も不要である。
【０１０２】
その他、小型の冷却ファンを組み合わせることにより、従来の空冷式のプリント基板の実装形態を踏襲でき、飛躍的に冷却能力を向上させることができる。
【０１０３】
冷却能力として、テストヘッド当たりでは、水冷部分１０ＫＷ、空冷部分１ＫＷ程度を冷却可能とし、従来の空冷方式の約２倍の冷却能力を実現できる。
【０１０４】
この場合、テストヘッドからの排熱がほとんど無いので測定ＩＣの温度精度を保証できると共に、テストヘッドに大型のファンがないので、騒音による作業環境の悪化がない。
【０１０５】
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態を示す全体図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】この発明を構成する液冷部品６０の実施形態を示す図である。
【図４】この発明を構成する液冷部品６０とＩＣ２０１との関係を示す図である。
【図５】この発明を構成する液冷部品６０とＩＣ２０１の取り外し方法を示す図である。
【図６】この発明を構成するコールドプレート１の実施形態を示す図である。
【図７】図６の平面図と断面図である。
【図８】第１従来技術の説明図である。
【図９】第２従来技術の説明図である。
【図１０】第３従来技術の説明図である。
【図１１】第４従来技術の説明図である。
【符号の説明】
１ コ−ルドプレ−ト
２ プリント基板
３ ホ−ス
４ 伝熱取付け部材
５ 伝熱板
６ 熱伝導性グリ−ス
７ 伝熱補助板
８ 熱伝導性接着剤
９ リペア装置
１０ テストヘッド
１１ カップラ
１２ 分配用マニホルド
１３ カップラ
１４ 集合用マニホルド
１５ 給水カップラ
１６ 還水カップラ
１７ 給水ホ−ス
１８ 還水ホ−ス
１９ ケ−ブル
２０ 吸気口
２１ ファン
３１ プリント基板
３２ ＩＣ
３３ 放熱フィン
３４ 軸流ファン
３５ シロッコファン
３６ フレキシブルホ−ス
３７ ユニットク−ラ
３８ フレキシブルホ−ス
３９ ＩＣ
４０ プリント基板
４１ ピストン
４２ ばね
４３ ブロック
４４ 液冷管
１０１ 冷却パイプ
１０２ サブマニホルド
１０３ カップラ
１０４ ホ−ス
１０５ アングル
１０６ アングル
１１１ 外周面
１１２ ホ−ス
２０１ ＩＣ
２０２ 固定板
２０３ 支柱
２０４ スペ−サ
２１２ 長穴
４０１ 内周面

Claims (9)

1. ＩＣ（２０１）を装着したプリント基板（２）が実装されているテストヘッド（１０）を液冷するテストヘッドの冷却構造において、
   前記プリント基板（２）の両面（２Ａ、２Ｂ）には、冷媒を循環させる複数の冷却パイプ（１０１）と、冷却パイプ（１０１）と一体的に形成されたサブマニホルド（１０２）から構成され、互いに連通したコールドプレート（１Ａ、１Ｂ）が固定されていると共に、
   テストヘッド（１０）内の片側には、分配用マニホルド（１２）と集合用マニホルド（１４）がそれぞれ配置され、
   コールドプレート（１Ａ）が分配用マニホルド（１２）に、コールドプレート（１Ｂ）が集合用マニホルド（１４）にそれぞれ着脱自在に接続され、
   各冷却パイプ（１０１）には、個々のＩＣ（２０１）に応じた液冷部品（６０）が取り付けられ、液冷部品（６０）を介して各冷却パイプ（１０１）がＩＣ（２０１）に接合されていることを特徴とするテストヘッドの冷却構造。
2. 複数の冷却パイプ（１０１）に跨がって取り付けられたアングル（１０６）が、プリント基板（２）の支柱（２０３）に、サブマニホルド（１０２）に取り付けられたアングル（１０５）が、プリント基板（２）の固定板（２０２）にそれぞれねじ固定されている請求項１記載のテストヘッドの冷却構造。
3. コールドプレート（１Ａ）が、カップラ（１０３Ａ、１１）を介して分配用マニホルド（１２）に、コールドプレート（１Ｂ）が、カップラ（１０３Ｂ、１３）を介して集合用マニホルド（１４）にそれぞれ接続され、カップラ（１０３Ａ、１１）とカップラ（１０３Ｂ、１３）は、共に両端開閉型ワンタッチカップラにより形成されている請求項１記載のテストヘッドの冷却構造。
4. 液冷部品（６０）が、冷却パイプ（１０１）に回転可能に取り付けられた伝熱取付け部材（４）と、熱伝導性グリース（６）を介して伝熱取付け部材（４）にそれぞれねじ固定された伝熱板（５）、及び伝熱補助板（７）から構成され、伝熱板（５）が熱伝導性接着剤（８）によりＩＣ（２０１）に接着されている請求項１記載のテストヘッドの冷却構造。
5. 伝熱板（５）と伝熱補助板（７）が、別々のねじ（６１）と（６２）により、伝熱取付け部材（４）に固定されている請求項４記載のテストヘッドの冷却構造。
6. ねじ（６１）を外して伝熱取付け部材（４）を冷却パイプ（１０１）の周りで上方に回転し、伝熱板（５）が接着している状態でＩＣ（２０１）をプリント基板（２）から取り外す請求項５記載のテストヘッドの冷却構造。
7. 伝熱板（５）と伝熱補助板（７）が、共通のねじ（６２）により、伝熱取付け部材（４）に固定されている請求項４記載のテストヘッドの冷却構造。
8. 伝熱取付け部材（４）が、ＩＣ（２０１）のパッケージより大きく形成されている請求項４記載のテストヘッドの冷却構造。
9. テストヘッド（１０）の片面に小型のファン（２１）が、対向面に吸気口（２０）がそれぞれ設けられている請求項１記載のテストヘッドの冷却構造。

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