JPH06148268A

JPH06148268A - Ｉｃ用低温ハンドラ

Info

Publication number: JPH06148268A
Application number: JP4325956A
Authority: JP
Inventors: Yorihiko Obayashi; 頼彦大林
Original assignee: EE I TEC KK
Current assignee: EE I TEC KK
Priority date: 1992-11-11
Filing date: 1992-11-11
Publication date: 1994-05-27

Abstract

(57)【要約】【目的】乾燥空気供給装置及び冷凍機を大型化するこ
となく、省エネルギーを図り、冷凍機の蒸発冷却部への
着霜を防止して稼働効率を向上させ、冷却空気を安定的
にチャンバー内に供給できるＩＣ低温ハンドラを提供す
ること。【構成】チャンバー１０内の冷却空気を吸気する吸気
口１８と、チャンバー内に冷却空気を供給する供給口２
０とが連通され、内部に冷凍機の蒸発冷却部２４が配設
された冷却熱交換室２２と、エアドライヤー２６により
乾燥された乾燥空気を冷却熱交換室２２に供給する乾燥
空気供給装置と、チャンバー１０内の冷却空気と乾燥空
気とを吸引し、蒸発冷却部２４を通過させ、チャンバー
１０内を正圧に保つ送風機３０とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＩＣ用低温ハンドラに
関し、さらに詳細には、ＩＣを低温の一定温度に冷却す
るための冷却空気が満たされるチャンバーを有するＩＣ
用低温ハンドラに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＩＣの低温状態での品質にかかる
検査を行うため、冷却空気を満たすチャンバーが設けら
れたＩＣ用低温ハンドラにおいては、液体窒素を蒸発さ
せ、該冷却窒素ガスをチャンバー内に適宜供給すること
によってチャンバー内を低温の一定温度に保っている。
そして、該チャンバー内で冷却されたＩＣが、低温の一
定温度下で各種テスタと接続され、その品質について検
査される。なお、この冷却窒素ガスは、ＩＣがチャンバ
ー内に供給される供給口及びチャンバー内から排出され
る排出口等からチャンバーの外部に排出される。

【０００３】このＩＣ用低温ハンドラによれば、冷却窒
素ガスを連続してチャンバー内に供給するため多量の液
体窒素が消費され、ランニングコストが嵩むと共に、窒
素ガスが作業空間に充満するため作業環境が悪化すると
いう課題があった。また、液体窒素ボンベの交換等の管
理をする必要があった。このため、フロンガスの冷凍サ
イクルを利用した冷凍機により空気を冷却し、該冷却空
気をチャンバー内に供給して該チャンバー内のＩＣを冷
却することで、ＩＣの品質を検査するＩＣ用低温ハンド
ラが考案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この冷
凍機を利用するＩＣ用低温ハンドラによれば、空気を蒸
発冷却部によって冷却する際に、空気中の湿分が該蒸発
冷却部の表面に着霜するという課題があった。すなわ
ち、この着霜によって、熱交換の効率が低下してしま
い、また、空気の通路を塞いでしまうため、頻繁に除霜
する必要があり、作業効率を向上できないという課題が
あった。

【０００５】ところで、着霜を防止する手段としては、
乾燥空気を蒸発冷却部に供給することが考えられるが、
チャンバー内に供給する空気全体の湿分を、常温の状態
から露点温度が蒸発冷却部の温度以下になるよう均一に
除去し、乾燥空気を安定的に供給するためには、乾燥空
気供給装置を大型化する必要があり、ランニングコスト
が嵩むという課題があった。また、乾燥した冷却空気を
循環させる方法もあるが、冷却空気を単に循環させるの
では湿分を含んだ空気がチャンバー内に混入されるた
め、蒸発冷却部への着霜が発生してしまい、効果的では
ないと考えられていた。

【０００６】そこで、本発明の目的は、乾燥空気供給装
置及び冷凍機を大型化することなく、省エネルギーを図
り、冷凍機の蒸発冷却部への着霜を防止して稼働効率を
向上させ、冷却空気を安定的にチャンバー内に供給でき
るＩＣ低温ハンドラを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は次の構成を備える。すなわち、本発明のＩ
Ｃ低温ハンドラは、ＩＣを低温の一定温度に冷却するた
めの冷却空気が満たされるチャンバーを有するＩＣ用低
温ハンドラにおいて、前記チャンバー内の冷却空気を循
環すべく、該冷却空気を吸気する吸気口と、該チャンバ
ー内に冷却空気を供給する供給口とが連通され、内部に
冷凍機の蒸発冷却部が配設された冷却熱交換室と、前記
冷却熱交換室内に、エアドライヤーにより前記蒸発冷却
部の冷却温度より低温の露点に調整された乾燥空気を、
前記チャンバーのＩＣの搬出入口等から外部へ排出され
る冷却空気に対応して供給する乾燥空気供給装置と、前
記チャンバー内の冷却空気と前記乾燥空気とを吸引し、
前記蒸発冷却部を通過させ、前記チャンバー内に冷却空
気を供給及び循環させると共に、該チャンバー内に外気
が進入しないようにチャンバー内を正圧に保つ送風機と
を具備することを特徴とする。

【０００８】また、本発明は、ＩＣを低温の一定温度に
冷却するための冷却空気が満たされるチャンバーを有す
るＩＣ用低温ハンドラにおいて、所定の冷却温度を得る
ために二段階に亘って冷却するよう、二つの冷凍機を直
列に配設した二元式の冷凍機と、前記チャンバー内の冷
却空気を循環すべく、該冷却空気を吸気する吸気口と、
該チャンバー内に冷却空気を供給する供給口とが連通さ
れ、内部に二段目の冷凍機の蒸発冷却部が配設された冷
却熱交換室と、圧縮空気を一段目の冷凍機の蒸発冷却部
で冷却させ、該圧縮空気の湿分を除去する除湿部と、該
除湿部によって湿分を除去された圧縮空気を、エアドラ
イヤーにより前記蒸発冷却部の冷却温度より低温の露点
に乾燥して乾燥空気とし、前記冷却熱交換室内に、前記
チャンバーのＩＣの搬出入口等から外部へ排出される冷
却空気に対応して、該乾燥空気を供給する乾燥空気供給
装置と、前記チャンバー内の冷却空気と前記乾燥空気と
を吸引し、前記蒸発冷却部を通過させ、前記チャンバー
内に冷却空気を供給及び循環させると共に、該チャンバ
ー内に外気が進入しないようにチャンバー内を正圧に保
つ送風機とを具備することを特徴とするＩＣ用低温ハン
ドラにもある。

【０００９】

【作用】本発明のＩＣ低温ハンドラによれば、チャンバ
ー内の冷却空気及び乾燥空気供給装置より供給された乾
燥空気を、送風機によって冷凍機の蒸発冷却部を通過さ
せて低温の一定温度としてチャンバー内に供給及び循環
させることができる。また、チャンバーのＩＣの搬出入
口等から外部へ排出される冷却空気に対応して乾燥空気
供給装置が乾燥空気を供給し、送風機によってチャンバ
ー内を正圧に保つことができる。このため、チャンバー
内から排出される冷却空気量に相当する量の乾燥空気の
みが、乾燥空気供給装置によって供給されれば良く、乾
燥空気供給装置及び空気を冷却する冷凍機を大型化する
必要がない。また、チャンバー内が正圧に保たれること
から湿分を含んだ外気がチャンバー内に混入することが
なく、冷凍機の蒸発冷却部の着霜を防止することができ
る。

【００１０】さらに、二元式冷凍装置における一段目の
冷凍機の蒸発冷却部、及びエアドライヤーを利用して二
段階に空気を乾燥することによって、外気の条件に左右
されることなく空気を確実に所望の露点温度以下に乾燥
することができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基
づいて詳細に説明する。図１は本発明にかかるＩＣ用低
温ハンドラの一実施例を示す説明図である。１０はチャ
ンバーであり、ＩＣ用低温ハンドラの一部として、ＩＣ
を低温の一定温度に冷却するための冷却空気が満たされ
る空間を形成している。このチャンバーは、図２に示す
ように断熱層６２によって囲われた箱体に形成されてお
り、上面には、外部から内部が監視できると共に断熱性
を確保するため、四重のガラスで形成された窓６４が設
けられている。なお、ＩＣとは半導体装置であり、樹脂
モールド或いはセラミックなどの種々のパッケージによ
り成形されたもの、及びＩＣチップ自体等の低温雰囲気
内における品質の検査を必要とするものを含む。

【００１２】また、このチャンバー１０には、該チャン
バー１０内にＩＣを搬入するために開口された搬入口１
２が形成され、同様にＩＣを搬出するための搬出口１４
が形成されている。そして、この搬入口１２と搬出口１
４との間にはレールが設けられており、そのレールに沿
って複数のＩＣ８０が順次搬送され、ＩＣの検査位置で
あるコンタクト部１６へ搬送される。搬入口１２及び搬
出口１４は、チャンバー１０内の冷却空気が排出されな
いようＩＣが通過可能なサイズにできるだけ小さく開口
されている。なお、冷却空気がなるべく排出されないよ
うに、且つ外気の巻込みがないようにシャッター状の開
閉機構を設けても良い。また、チャンバー１０内が正圧
（陽圧）に保たれて冷却空気が排出される際に、該冷却
空気が渦流を作ることなく排出されるように内面が流線
型状に成形されることで外気の巻き込みを防止できる。

【００１３】２２は冷却熱交換室であり、チャンバー１
０内の冷却空気を吸気する吸気口１８と、チャンバー１
０内に冷却空気を供給する供給口２０とによってチャン
バー１０に連通され、内部に二段目の冷凍機の第２蒸発
冷却部２４が配設されている。また、この冷却熱交換室
２２には、乾燥空気が乾燥空気供給装置を構成するエア
ドライヤー２６を通過して冷却熱交換室２２内に吐出
（供給）する乾燥空気の供給口２８が配設されている。
この乾燥空気の供給口２８には、乾燥空気の供給量を調
整可能に調整弁が設けられることにより、種々のＩＣの
検査条件に好適に対応することができる。上記エアドラ
イヤー２６は、空気の露点温度を−７０℃程度以下まで
好適に低下させるため、乾燥剤（合成ゼオライト等）を
使用して化学的に空気中の湿分を除湿する装置が使用さ
れる。

【００１４】３０は送風機であり、チャンバー１０内の
冷却空気と、乾燥空気供給装置から供給される乾燥空気
とを吸引し、第２蒸発冷却部２４を通過させ、チャンバ
ー１０内に冷却空気を供給及び循環させることができ
る。通常、チャンバー１０内の冷却空気を８０％程度循
環させるように設定されている。また、この送風機３０
によれば、チャンバー１０内に外気が進入しないように
チャンバー１０内を正圧に保つことができる。すなわ
ち、送風機３０は、前記吸気口１８及び乾燥空気供給口
２８に対して循環空気の下流側に位置し、前記第２蒸発
冷却部２４の上流側に位置し、これにより、チャンバー
１０内の冷却空気と、乾燥空気供給装置から供給される
乾燥空気とを吸引して好適に循環させることができる。

【００１５】６０はヒータであり、第２蒸発冷却部２４
を通過して冷却された空気を、所望の温度に調整するべ
く発熱する。これにより、冷却空気の温度を好適にコン
トロールすることができる。また、このヒータ６０は、
第２蒸発冷却部２４に着霜した霜を取り除く際にも使用
される。

【００１６】３２は第２冷凍機であり、４２は第１冷凍
機である。この二つの冷凍機３２、４２が直列熱交換部
５２によって直列に連結され、最終的に第２冷凍機３２
の第２蒸発冷却部２４において所定の冷却温度を得るた
め、二段階に亘って冷却する冷却ユニット（二元式の冷
凍機）を形成している。この二つの冷凍機３２、４２
は、冷凍サイクルを利用した一般的な冷凍機であり、図
１に示すように、第２冷凍機３２は、第２蒸発冷却部２
４、第２圧縮機３４、第２凝縮機３６、第２タンク３８
及び第２膨張弁４０を構成要素とする。また、第１冷凍
機４２は、第１蒸発冷却部４４、第１圧縮機４６、第１
凝縮機４８、第１タンク４９及び第１膨張弁５０を構成
要素とする。

【００１７】５４はコンプレッサーであり、圧縮空気を
供給する。なお、通常はこのコンプレッサー５４自体に
も、圧縮空気を除湿するドライヤーが設けられている。
５６は除湿部であり、コンプレッサー５４から導入され
た圧縮空気を一段目の冷凍機４２の蒸発冷却部４４によ
り冷却させ、該圧縮空気の湿分を凝集させて除湿する。
すなわち、第１の冷凍機４２の第１蒸発冷却部４４によ
って第２凝縮機３６を冷却する直列熱交換部５２に、コ
ンプレッサー５４からエアドライヤー２６に圧縮空気を
送る管路の一部として形成された除湿部５６が配設さ
れ、この部分で該圧縮空気が冷却され除湿されるのであ
る。なお、このとき除湿部５６内に凝縮された水は、下
方に溜まりドレン５８を開放することで排出される。

【００１８】以上の構成からなるＩＣ用低温ハンドラの
作用状態を説明する。例えば、ＩＣを−４０℃まで冷却
する際、先ず除湿部５６により、コンプレッサー５４か
ら供給された圧縮空気（一般用７kg/cm²圧縮空気）が、
温度５℃程度、大気露点温度−２０℃程度に冷却・除湿
される。次に、この圧縮空気が、エアドライヤー２６に
供給され、大気圧露点温度−７０℃以下程度の乾燥空気
となる。該乾燥空気が、乾燥空気供給口２８から冷却熱
交換室２２内に噴出・供給される。そして、送風機３０
が、該乾燥空気を吸引し、第２蒸発冷却部２４を通過さ
せ、供給口２０からチャンバー１０内に送る。このと
き、第２蒸発冷却部２４は−５５℃程度に冷却されてお
り、この第２蒸発冷却部２４を通過した空気は−４５℃
程度に冷却される。乾燥空気の露点温度が低いため、第
２蒸発冷却部２４に霜は発生しない。また、同様に送風
機３０により、ＩＣの搬出入口１２、１４等から排出さ
れないチャンバー１０の空気が吸引されて第２蒸発冷却
部２４に送られ、−４５℃程度に冷却される。

【００１９】そして、制御の容易なヒータ６０で、該冷
却空気の温度を−４０℃±３℃程度までコントロール
し、チャンバー１０に送る。また、送風機３０の送風出
力によれば、チャンバー１０内に湿った外気が進入する
ことを阻止するよう、チャンバー１０内の内圧を正圧に
保つことができると共に、チャンバー１０内の冷却空気
を好適に循環することができる。なお、このとき、チャ
ンバー１０から排出される冷却空気量に相当する乾燥空
気が、乾燥空気供給口２８から連続的に供給されてい
る。

【００２０】次に、本実施例のＩＣ用低温ハンドラに使
用されるＩＣの搬送装置について図２及び図３に基づい
て、チャンバー１０内を、二方向に延びる（Ｚ形状に曲
げられた）外部リード８１を有するＩＣ８０を順次水平
方向に移送する実施例について説明する。ＩＣの供給
は、先ず、スティックを多量に積載セットするオートロ
ーダの下よりスティックを一本づつ横に切り出し保持
し、傾斜し、滑走流出させ一ケ切部で一個づつ順次チャ
ンバー１０内に送り込む。

【００２１】チャンバー１０内では、図３に示すような
プリクール（ＩＣを冷却する区間）の水平レール６６上
をクシ歯７０にて強制搬送し、検査位置（コンタクト部
１６）にて検査した後、チャンバー１０外に移送する。
このクシ歯７０は、チャンバー１０の外部に設けられた
モータ等の回転駆動装置７６によって軸７４を中心に図
３上において反時計回転方向に回動し、クシ歯７０の先
端部が隣接するＩＣ間に進入して図３に示すような状態
となる。そして、該クシ歯７０が、チャンバー１０の外
部に設けられたエアシリンダ等の水平方向の駆動装置７
８によってＩＣの搬送方向に移動させられ、該クシ歯７
０によって押圧されたＩＣが搬出口１４方向へ搬送され
る。なお、クシ歯７０と軸７４との間隔を規定するアー
ム部の長さが、ある程度長ければ、回転部材の先端とな
るクシ歯７０は、直線運動に近似する運動となるため好
適である。次に、クシ歯７０が時計回転方向に回動され
てＩＣとの接触関係が解除され、クシ歯７０は水平方向
の駆動装置７８によって搬入口１２方向へ移動される。
そして、以上の動作（ボックス送り）を繰り返すことに
よって、複数のＩＣ８０を順次搬出口１４方向へ同時に
送ることができる。なお、６８は上レールであり、ＩＣ
８０の搬送を好適に案内する。

【００２２】低温に保たれたチャンバー１０内には、ク
シ歯７０のみが入っており、その駆動装置７６、７８
は、チャンバー１０の外部に位置される。すなわち、図
２に示すように、軸７４がチャンバー１０に水平方向に
移動可能かつ回転可能に支持されており、この部分から
チャンバー１０内の冷却空気は、ほとんど洩れることが
ない。すなわち、軸７４を中心に回転可能に設けられた
クシ歯７０を使用することにより、駆動装置７６、７８
を外部に配設することができるから、駆動装置の低温で
の不具合を防止できる共に、冷却空気の排出を有効に防
止することができるため省エネルギーを実現できる。そ
して、チャンバー１０外に搬送されたＩＣ８０は、アフ
ターヒートレール上を強制搬送され、さらに収納分類シ
ャトルにて分類レールに送り込まれ収納スティックに収
納される。

【００２３】以上説明してきた本発明にかかる実施例の
ＩＣ用低温ハンドラによれば、以下のような効果があ
る。低温システムとして多用されている高価でメンテナン
スの煩雑な液化窒素ガスを使用せず、ランニングコスト
の安い冷凍サイクルを採用できる。冷却空気を好適に
循環できるため、省エネルギーを実現できる。湿分を
含んだ外気の進入を防止できるため、着霜を最小限に抑
え稼働効率を向上できる。ボンベ交換時のダウンタイ
ムもなく稼働効率を向上させることができる。２元式
冷凍機を使用して空気を冷却するため、環境問題に対応
した特性の劣る熱媒体（フロンＲ−２２）を使用しても
好適に空気を冷却することができる。圧縮空気を２元
式冷凍機の一段目の冷凍機で冷却して除湿するから、エ
アドライヤーを大型化することなく安定した乾燥空気を
供給することができると共に、ランニングコストを低減
できる。上記駆動装置がチャンバーの外部に置かれ、
チャンバー内にはクシ歯のみを入れたＩＣの搬送装置に
よれば、駆動装置の低温での不具合を防止できる共に、
省エネルギーを実現できる。

【００２４】以上の実施例では、二元式の冷凍機を用い
た場合について説明したが、仕様によっては一つの冷凍
機のみを使用して空気を冷却しても良いのは勿論であ
る。以上本発明の好適な実施例について種々述べてきた
が、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、発
明の精神を逸脱しない範囲内でさらに多くの改変を施し
得るのは勿論のことである。

【００２５】

【発明の効果】本発明のＩＣ低温ハンドラによれば、冷
却空気を循環でき、チャンバー内から排出される冷却空
気量に相当する量の乾燥空気のみが、乾燥空気供給装置
によって供給されれば良く、乾燥空気供給装置及び空気
を冷却する冷凍機を大型化する必要がなく、省エネルギ
ーを実現でき、冷却空気をチャンバー内に安定的に供給
できるという著効を奏する。また、チャンバー内が正圧
に保たれることから湿分を含んだ外気がチャンバー内に
混入することがなく、さらに乾燥空気が好適に供給され
るから、冷凍機の蒸発冷却部への着霜を最小限に防止す
ることができ、冷却空気をチャンバー内に連続して安定
的に供給できるため、稼働効率を向上できるという著効
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるＩＣ低温ハンドラの一実施例を
示す説明図。

【図２】図１の実施例に用いる移送装置を示す説明図。

【図３】図２の搬送装置の要部を示す断面図。

【符号の説明】

１０チャンバー１２搬入口１４搬出口１６コンタクト部１８吸気口２０供給口２２冷却熱交換室２４第２蒸発冷却部２６エアドライヤー２８乾燥空気供給口３０送風機３２第２冷凍機４２第１冷凍機５２直列熱交換部５４コンプレッサー５６除湿部５８ドレン６０ヒータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＩＣを低温の一定温度に冷却するための
冷却空気が満たされるチャンバーを有するＩＣ用低温ハ
ンドラにおいて、前記チャンバー内の冷却空気を循環すべく、該冷却空気
を吸気する吸気口と、該チャンバー内に冷却空気を供給
する供給口とが連通され、内部に冷凍機の蒸発冷却部が
配設された冷却熱交換室と、前記冷却熱交換室内に、エアドライヤーにより前記蒸発
冷却部の冷却温度より低温の露点に調整された乾燥空気
を、前記チャンバーのＩＣの搬出入口等から外部へ排出
される冷却空気に対応して供給する乾燥空気供給装置
と、前記チャンバー内の冷却空気と前記乾燥空気とを吸引
し、前記蒸発冷却部を通過させ、前記チャンバー内に冷
却空気を供給及び循環させると共に、該チャンバー内に
外気が進入しないようにチャンバー内を正圧に保つ送風
機とを具備することを特徴とするＩＣ用低温ハンドラ。
【請求項２】ＩＣを低温の一定温度に冷却するための
冷却空気が満たされるチャンバーを有するＩＣ用低温ハ
ンドラにおいて、所定の冷却温度を得るために二段階に亘って冷却するよ
う、二つの冷凍機を直列に配設した二元式の冷凍機と、前記チャンバー内の冷却空気を循環すべく、該冷却空気
を吸気する吸気口と、該チャンバー内に冷却空気を供給
する供給口とが連通され、内部に二段目の冷凍機の蒸発
冷却部が配設された冷却熱交換室と、圧縮空気を一段目の冷凍機の蒸発冷却部で冷却させ、該
圧縮空気の湿分を除去する除湿部と、該除湿部によって湿分を除去された圧縮空気を、エアド
ライヤーにより前記蒸発冷却部の冷却温度より低温の露
点に乾燥して乾燥空気とし、前記冷却熱交換室内に、前
記チャンバーのＩＣの搬出入口等から外部へ排出される
冷却空気に対応して、該乾燥空気を供給する乾燥空気供
給装置と、前記チャンバー内の冷却空気と前記乾燥空気とを吸引
し、前記蒸発冷却部を通過させ、前記チャンバー内に冷
却空気を供給及び循環させると共に、該チャンバー内に
外気が進入しないようにチャンバー内を正圧に保つ送風
機とを具備することを特徴とするＩＣ用低温ハンドラ。