JPH10186002A

JPH10186002A - テストヘッドの冷却構造

Info

Publication number: JPH10186002A
Application number: JP8357281A
Authority: JP
Inventors: Shinya Suzuki; 信哉鈴木; Koji Niima; 浩二新間
Original assignee: Ando Electric Co Ltd
Current assignee: Ando Electric Co Ltd
Priority date: 1996-12-26
Filing date: 1996-12-26
Publication date: 1998-07-14
Anticipated expiration: 2016-12-26
Also published as: JP3577711B2

Abstract

(57)【要約】【課題】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。【解決手段】冷却パイプ１０１とサブマニホルド１０２
から構成されたコールドプレート１Ａ、１Ｂが、プリン
ト基板２の両面２Ａ、２Ｂに固定され、分配用マニホル
ド１２と集合用マニホルド１４が、テストヘッド１０内
の片側にそれぞれ配置されている。コールドプレート１
Ａ、１Ｂが、分配用マニホルド１２と集合用マニホルド
１４にそれぞれ着脱自在に接続され、個々のＩＣ２０１
に応じた液冷部品６０が、各冷却パイプ１０１に取り付
けられ、液冷部品６０を介して各冷却パイプ１０１がＩ
Ｃ２０１に接合されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【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３
１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、Ｉ
Ｃ３９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ＩＣ３
９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（２０
１）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（２
０１）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ＩＣ２
０１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１
１）、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１０
４Ｂ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４０
１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、ＩＣ
２０１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６
２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２
０２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２０
２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、ＩＣ
２０１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、ＩＣ
２０１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、ＩＣ２０
１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、Ｉ
Ｃ２０１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１０
１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１
３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１
０３Ａ、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１
０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１
０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、１Ｋ
Ｗ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３２ＩＣ３３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３９ＩＣ４０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２０１ＩＣ２０２固定板２０３支柱２０４スペ−サ２１２長穴４０１内周面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項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（１
４）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（６
０）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。
【請求項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。
【請求項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（１０３
Ｂ、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。
【請求項４】液冷部品（６０）が、冷却パイプ（１０
１）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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項８】伝熱取付け部材（４）が、ＩＣ（２０
１）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。
【請求項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。