JPH08327692A

JPH08327692A - 基板冷却装置

Info

Publication number: JPH08327692A
Application number: JP7132463A
Authority: JP
Inventors: Tomiya Sasaki; 富也佐々木; Hideo Iwasaki; 秀夫岩崎
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1995-05-31
Filing date: 1995-05-31
Publication date: 1996-12-13
Anticipated expiration: 2017-04-15
Also published as: JP3274313B2

Abstract

(57)【要約】【目的】各冷却管に流れる冷却水の流量をほぼ一定にす
ることにより、冷却効率を上げる基板冷却装置の提供を
目的とする。【構成】テストヘッダ１は、マザーボード６により基板
収納部７と配線収納部８の２つの部屋に分けられてい
る。基板収納部７にある基板１０は、顕微鏡筒９を取り
囲むように放射状に配列されている。そして、基板収納
部７内の各基板１０の間にそれぞれ供給連通管１３と回
収連通管１４が設けられている。供給連通管１３には、
温度コントロールされた冷却水１５が供給されている。
供給連通管１３に接続される冷却管１６を通過した後、
冷却管１６に繋がっている回収連通管１４に流れる。冷
却水１５は、回収連通管１４とパイプ１７、１８で繋が
り、装置外部に流している。一部冷却管１６の代わり
に、供給連通管１３と回収連通管１４を直接接続するよ
うに、冷却管１６と断面積の異なる補助管１９が設けら
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＩＣ（集積回路）を用
いた半導体装置の試験装置に用いられる基板冷却装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】ＩＣ（集積回路：Integrated Circuit）
などの半導体装置に対して、製造途中や製造過程終了後
に、半導体の特性のチェックや動作試験などの機能試験
が実施されている。

【０００３】このような試験に用いられる基板試験装置
は、基板上に複数のＩＣを搭載して形成された半導体装
置の試験回路に、被試験半導体装置を接続して、基板冷
却装置を用いて行うことが通常である。

【０００４】以下、従来の基板冷却装置の構成につい
て、図５の構成面を参照しながら説明していく。基板収
納部１０１の内部には、回路基板１０２が放射状に間隙
１０７（１０８）を持って複数配置されている。回路基
板１０２には、複数のＩＣ回路が搭載されている。基板
収納部１０１の蓋上には、回路基板１０２の中央部分付
近にコンタクトボード１０３が設けられている。コンタ
クトボード１０３上には、例えばＩＣなどの被試験半導
体装置１０４が装着されている。

【０００５】回路基板１０２上のＩＣとコンタクトボー
ド１０３とは、各々に対応する部位がリード線などによ
って電気的に接続されており、試験回路によってコンタ
クトボード１０３に装着された被試験半導体装置１０４
の入力端子にテスト信号を供給したり、被試験半導体装
置１０４の出力端子からの出力信号を測定したりするこ
とができるようになっている。

【０００６】基板収納部１０１内部には、放射状に配置
された回路基板１０２を取り囲むように複数の送風機１
０５、１０６が設置されている。このように構成された
半導体試験装置では、被試験半導体装置１０４をコンタ
クトボード１０３に装着して試験を実施する際、回路基
板１０２上に搭載されている複数のＩＣなどから発熱が
生じてくる。送風機１０５の運転によって基板収納部１
０１内の外周側から空気が通流し、流入した空気は回路
基板１０２間の間隙１０７に供給され基板収納部１０１
内の外周側からコンタクトボード１０３がある中央部分
に通流し、その後に別の回路基板１０２間の間隙１０８
を中央部分から外周側に通流して、送風機１０６により
基板収納部１０１から外に排出される。図中の矢印は、
空気の流れの一例を示している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ＩＣ(Integrated Circ
uit)テスタのテストヘッドの電子部品の冷却には、空冷
が採用されていた。しかし、ＩＣテスタの多ピン化、高
速化、小型化にともない使用する電子部品の高密度化、
高速実装化することにより、電子部品の高熱化が問題と
なり、従来の空冷では、冷却能力に限界が生じていた。

【０００８】そこで、水冷により、冷却を行い冷却能力
を高める技術が用いられてきている。例えば、特開平３
−１９２７４７号公報に開示されているような装置があ
る。しかし、このような水冷により冷却能力を高めて
も、冷却管の供給口付近に設けられた供給冷却管に流れ
る冷却水には、流量差が生じる。基板の冷却能力は、冷
却水の流量に大きく依存する。つまり、冷却水が多い
程、冷却能力が大きく、逆に流量が少ないほど、冷却能
力が小さくなる。その結果、基板ごとに電気的な性能差
が生じるとＩＣテスタの性能誤差が生じることになる。

【０００９】この流量を制御するために、特開平６−２
５８３９２号公報では、冷却管の流量を均一にするた
め、ヘッダと冷却管の接続部（供給部または回収部）に
絞りリングを設け冷却管に流れる流量を調整することを
行っている。しかし、このような方法だと、管径や流量
によってその都度絞りリングを取り替えなくてはなら
ず、調整に大変手間がかかり、大量生産に向かない。

【００１０】そこで本発明は、上記のような欠点に鑑み
てなされたもので、高密度実装の回路基板において回路
基板を均一に、かつ効率良く冷却できる基板冷却装置を
提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、集積回路を搭載した複数の基板と、前
記基板の間に設けられ、冷却材が流通可能な冷却管と、
前記冷却管の一端に接続され、前記冷却管に冷却材を供
給する供給冷却管と、前記冷却管の他端に接続され、流
通する冷却材を回収する回収冷却管と、前記供給冷却管
と前記回収冷却管を直接接続し、冷却材によって前記基
板を冷却する前記冷却管とは断面積が異なる補助管とか
ら構成される。

【００１２】

【作用】以上述べたように本発明の構成によれば、供給
・回収用の冷却管に、例えば冷却管と太さの異なる補助
管を直接接続することによって、各冷却管に流れる冷却
材の流量をほぼ一定にすることができる基板冷却装置と
なる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明していく。図１は、基板冷却装置の透過斜視図で、
図２は、基板冷却装置の断面図で、図３は、基板冷却装
置の冷却管と補助管の第１の配置模式図で、図４は、基
板冷却装置の冷却管と補助管の第２の配置模式図であ
る。

【００１４】まず、基板冷却装置の構成について説明し
ていく。テストヘッド１は、ＩＣ（集積回路：Integrat
ed Circuit）を搭載するウエハなどを検査するもので、
架台２に回転可能に支持されている。任意のＩＣ３を取
り付ける場合には、テストヘッド１は図１のようにＩＣ
３が装置の最上部に位置するように位置決めされてい
る。その際、ＩＣコンタクトボード４がテストヘッド１
上面（ケース１４の上蓋）から突き出しているポゴピン
５と電気的に接続されている。

【００１５】そして、ＩＣコンタクトボード４に付いて
いるＩＣソケットに任意のＩＣ３を取り付けて、基板１
０上に搭載される複数のＩＣ２０の特性をチェックす
る。ウエハをテストする場合は、図１の状態からテスト
ヘッド１を１８０゜回転して、ウエハが設置されている
測定台に重なるように裏返す。そして、ポゴピン５がウ
エハと電気的に接触するようにして使用する。

【００１６】また、テストヘッド１は、マザーボード６
により基板収納部７と配線収納部８の２つの部屋に分け
られている。中央部には、ＩＣ２０を観察するために設
けられる図示されない顕微鏡を通す穴である顕微鏡筒９
がある。基板収納部７にある基板１０は、顕微鏡筒９を
取り囲むように放射状に配列されている。配線収納部８
には、マザーボード６へ各基板１０からの配線１１が複
数本出ており、テストヘッド１の側面の回収口１２から
束ねて取り出されている。

【００１７】そして、冷却系では、基板収納部７内に、
基板収納部７内の外周側に供給連通管（供給冷却管）１
３が、内周側に回収連通管（回収冷却管）１４が設けら
れている。供給連通管１３には、工場水やポンプから図
示されないフィルタ、減圧弁に設けた温度調整器によっ
て温度コントロールされた冷却水１５が供給されてい
る。供給連通管１３に冷却管１６の一端が接続され、冷
却管１６の他端は回収連通管１４に繋がれている。そし
て、回収連通管１４から基板収納部７の外部へとパイプ
１７、１８で繋がれている。また、基板１０間に、供給
連通管１３の入り口と回収連通管１４の出口に一番遠い
箇所に補助管１９を直接接続している。ここで、補助管
１９の断面積は、冷却管１６の断面積と異なるように、
特に冷却管１６の断面積よりも大きく形成されている。
そして、冷却管１６には、冷却板が固定されている。

【００１８】具体的には、図３のように供給連通管１３
の冷却水１５の入り口と回収連通管１４の冷却水１５の
出口が１つである場合と、図４に示されるように供給連
通管１３の入り口と回収連通管１４の出口が二股に分か
れる場合とがある。そして、冷却管１６が１５本互いに
並列関係に、冷却管１６の一端が供給連通管１３に、他
端が回収連通管１４に接続されている。そして、冷却管
１６と断面積の異なる１本の補助管１９を供給連通管１
３と回収連通管１４の出入り口から一番遠い位置に直接
接続している。

【００１９】このような構成をした基板冷却装置の動作
は、基板１０に実装されたＩＣ２０から発熱した熱は、
このＩＣ２０に熱的に密着された冷却板に熱を伝える。
冷却板２３は、冷却管１６と接続されているので、冷却
管１６の内部を流れる冷却水１５によって、外部の熱交
換器により装置外部へと排熱される。つまり、冷却水１
５は供給連通管１３の入口から流され、各冷却管１６お
よび補助管１９を流れ、回収連通管１４を通って外部に
排出される。

【００２０】そして、ＩＣ３を搭載したウエハをテスト
する場合には、図１の状態から、テストヘッド１を１８
０度回転させ、ウエハが設置されている図示されていな
い測定台にＩＣ３を重なるように裏返しする。そして、
ポゴピン５がウエハと電気的に接触するように配置し、
ＩＣ３のテストを開始する。

【００２１】このように動作する基板冷却装置では、冷
却管１６は、冷却板を介し基板１０に熱的に密着するよ
うに取り付けられていることから、基板１０の冷却能力
は、冷却水１５の流量に大きく依存する。つまり、冷却
水１５が多いほど、冷却能力が大きく、流量が少ないほ
ど、冷却能力が小さい。従来は、冷却管に流れる流量が
場所によって異なっていたが、断面積が冷却管１６より
大きな補助管１９を設けることによって、各冷却管１６
に流れる冷却水１５の流量をほぼ一定にすることができ
る。このため、各冷却管１６の流量が均一になることか
ら、基板１０に実装されているどのＩＣ２０も均一に冷
却でき、温度差による各ＩＣ２０の性能のばらつきを抑
えることができる。

【００２２】また、テストヘッド１にファンなどがない
ため、テストヘッド１の大型化を招くなく回路基板の高
密度実装が可能となる。また、液体による冷却のため騒
音が小さく、振動が小さいため、作業者に対する不快感
を与えることなく、また、ＩＣにも振動などの悪影響を
与えない。また、本発明は上記実施例に限定されず、冷
却管および補助管の形状や個数は、冷却効果があれば、
どのようなものでも良い。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、冷却管と断面積の異な
る補助管を設けることで各冷却管に流れる冷却水の量を
ほぼ一定にし、各ＩＣの性能のばらつきを抑えることが
できる基板冷却装置が実現する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基板冷却装置の透過斜視図

【図２】本発明の基板冷却装置の断面図

【図３】本発明の基板冷却装置に係る冷却管と補助管
の第１の配置の模式図

【図４】本発明の基板冷却装置に係る別の冷却管と補
助管の第２の配置の模式図

【図５】従来の基板冷却装置の構成図

【符号の説明】

１テストヘッダ２架台３ＩＣ４ＩＣコンタクトボード５ポゴピン６マザーボード７基板収納部８配線収納部９顕微鏡筒１０基板１１配線１２回収口１３供給冷却管１４回収冷却管１５冷却水１６冷却管１７、１８パイプ１９補助管２０ＩＣ（集積回路）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】集積回路を搭載した複数の基板と、前記基
板の間に設けられ、冷却材が流通可能な冷却管と、前記
冷却管の一端に接続され、前記冷却管に冷却材を供給す
る供給冷却管と、前記冷却管の他端に接続され、流通す
る冷却材を回収する回収冷却管と、前記供給冷却管と前
記回収冷却管を接続し、冷却材によって前記基板を冷却
する前記冷却管とは断面積が異なる補助管とから構成さ
れることを特徴とする基板冷却装置。
【請求項２】上記補助管の断面積は、前記冷却管の断面
積よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の基板冷
却装置。