KR101011646B1

KR101011646B1 - 히트싱크 구조체 및 이를 구비한 테스트헤드

Info

Publication number: KR101011646B1
Application number: KR1020080112698A
Authority: KR
Inventors: 코에이 니시우라
Original assignee: 가부시키가이샤 아드반테스트
Priority date: 2008-11-13
Filing date: 2008-11-13
Publication date: 2011-01-28
Also published as: KR20100053869A

Abstract

히트싱크를 두껍게 하지 않고 방열효율의 향상을 도모하는 것이 가능한 히트싱크 구조체를 제공한다.

히트싱크 구조체는, 상면(41) 및 하면(42)을 갖는 플레이트모양의 히트싱크(40)를 구비하고 있고, 기판(21)의 평면방향을 따라 관통하는 관통공(43~45)이 히트싱크(40)의 상면(41)과 하면(42)의 사이에 형성되어 있다.

히트싱크, 구조체, 테스트, 헤드, 전자부품

Description

히트싱크 구조체 및 이를 구비한 테스트헤드{HEAT SINK STRUCTURE AND TEST HEAD WITH THE SAME}

본 발명은 기판에 실장된 전자부품을 냉각하기 위한 히트싱크 구조체 및 이를 구비한 테스트헤드에 관한 것이다.

반도체 집적회로 소자 등의 전자부품(이하, 단지 DUT(Device Under Test)라 칭한다.)의 제조공정에서는 전자부품 시험장치를 사용하여 DUT의 성능이나 기능의 시험이 수행되고 있다.

상기 전자부품 시험장치는 DUT와 전기적으로 접촉하는 소켓을 갖는 테스트헤드와, 테스트헤드를 통하여 DUT를 시험하는 테스터와, DUT를 테스트헤드상에 순차반송하고, 테스트가 종료된 DUT를 시험결과에 따라 분류하는 핸들러를 구비하고 있다.

테스트헤드는 DUT와 테스터의 사이의 전기적인 인터페이스로서 사용되는 핀일렉트로닉스카드를 다수 구비하고 있다. 각각의 핀일렉트로닉스카드는 시험용의 고주파회로나 전원회로 등의 각종 시험용 디바이스가 다수 실장된 기판으로 구성되어 있다.

핀일렉트로닉스카드에 실장된 시험용 디바이스 중에는 자기발열에 의해 고온이 되는 것이 있다. 이러한 시험용 디바이스를 냉각하기 위한 히트싱크로서 다수의 핀이 상방을 향하여 돌출된 것이 종래부터 알려져 있다(예컨대, 특허문헌 1 및 2 참조).

[특허문헌 1] 일본 특개평 11-251496호 공보

[특허문헌 2] 일본 특개평 10-256444호 공보

시험용 디바이스의 자기발열의 고온화에 따라, 상기 구조의 히트싱크의 방열효율을 향상시키도록 하려면, 히트싱크의 핀을 연장해야 한다. 한편, 테스트헤드내에는 다수의 핀일렉트로닉스카드가 나란히 수용되어 있다. 이 때문에, 각각의 카드 두께가 제한되고, 핀 연장은 한정되어 있기 때문에 히트싱크의 방열효율의 향상에는 한계가 있는 문제가 있었다.

본 발명이 해결하기 위한 과제는 히트싱크를 두껍게 하지 않으면서 방열효율의 향상을 도모하는 것이 가능한 히트싱크 구조체 및 이를 구비한 테스트헤드를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 기판에 실장된 전자부품을 냉각하기 위한 히트싱크 구조체로서, 상면 및 하면을 갖는 플레이트모양의 히트싱크를 구비하고 있고, 상기 기판의 평면방향을 따라 관통하는 관통공이 상기 히트싱크의 상기 상면과 상기 하면 의 사이에 형성되어 있는 히트싱크 구조체가 제공된다(청구항 1 참조).

또한, 본 발명에 따르면, 기판에 실장된 전자부품을 냉각하기 위한 히트싱크 구조체로서, 서로 적층된 복수의 플레이트를 갖는 히트싱크를 구비하고 있고, 상기 기판의 평면방향을 따라 관통하는 관통공이 상기 복수의 플레이트의 사이에 설치된 히트싱크 구조체가 제공된다(청구항 8 참조).

상기 발명에서, 상기 히트싱크의 두께(t)와, 상기 관통공의 축심방향에 대하여 실질적으로 직교하는 방향에 따른 상기 히트싱크의 길이(W)가 아래의 관계식을 만족하고 있는 것이 바람직하다(청구항 2 및 9 참조).

8≤W/t≤40

상기 발명에서, 상기 히트싱크를 제1점에서 상기 기판에 고정하는 고정부재와, 상기 히트싱크를 제2점에서 누르는 탄성체를 더 구비하고 있고, 상기 전자부품은 평면에서 볼 때 상기 제1점과 상기 제2점을 연결한 가상선상에 상기 전자부품의 중심이 위치하도록 배치되어 있는 것이 바람직하다(청구항 3 및 10 참조).

상기 발명에서, 상기 히트싱크를 제1점에서 상기 기판에 각각 고정하는 2개의 고정부재와, 평면에서 볼 때 상기 제1점의 사이에 위치하는 제2점에서 상기 히트싱크를 누르는 탄성체를 더 구비하고 있고, 상기 전자부품은 평면에서 볼 때 상기 제1점과 상기 제2점의 사이에 배치되어 있는 것이 바람직하다(청구항 4 및 11 참조).

상기 발명에서, 상기 히트싱크를 상기 기판에 고정하는 고정부재를 더 구비하고 있고, 상기 고정부재는 상기 히트싱크를 향하여 돌출되어 있는 가이드핀을 갖 고, 상기 히트싱크는 상기 가이드핀과 결합 가능한 가이드공 또는 절결을 갖고 있는 것이 바람직하다(청구항 5 및 12 참조).

상기 발명에서, 상기 기판에서 상기 히트싱크가 장착되어 있지 않는 전자부품을 덮는 커버부재를 더 구비하고 있고, 상기 커버부재와 상기 전자부품의 사이의 간격이 상기 히트싱크의 두께방향에 따른 상기 관통공의 내경과 실질적으로 동일한 것이 바람직하다(청구항 6 및 13 참조).

상기 발명에서, 상기 히트싱크는 열전도시트를 개재하여 상기 전자부품에 접촉되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 히트싱크 구조체를 갖는 복수의 기판을 구비한 테스트헤드가 제공된다(청구항 7 및 청구항 14).

본 발명에서는 기판의 평면방향에 따른 관통공을 히트싱크에 설치함으로써 히트싱크를 두껍게 하지 않더라도 히트싱크의 표면적을 크게 하여 방열효율의 향상을 도모할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다.

도1은 본 실시형태에서의 전자부품 시험장치를 도시한 개략단면도, 도2 및 도3은 각각 도1의 II-II선 및 III-III선에 따른 테스트헤드의 개략단면도이다.

본 발명의 실시형태에서의 전자부품 시험장치는, 도1에 도시한 바와 같이, DUT와 전기적으로 접속되는 테스트헤드(10)와, 테스트헤드(10)를 통하여 DUT에 시 험신호를 송출하는 동시에 응답신호를 검사하는 테스터(5)와, DUT를 테스트헤드(10)상에 순차반송하고, 테스트가 종료된 DUT를 시험결과에 따라 분류하는 핸들러(1)를 구비하고 있다. 상기 전자부품 시험장치는 DUT에 고온 또는 저온의 열스트레스를 인가한 상태(혹은 상온상태)로, DUT가 적절히 동작하는지의 여부를 시험하고, 상기 시험결과에 따라 DUT를 분류하는 장치이다.

도1에 도시한 바와 같이, 테스트헤드(10)의 상부에는 테스트 시에 DUT에 전기적으로 접속되는 소켓(12)이 설치되어 있다. 상기 소켓(12)은 도1에 도시한 바와 같이, 핸들러(1)에 형성된 개구(1a)를 통하여 핸들러(1)의 내부로 들어가고, 반송되어 온 DUT가 핸들러(1)에 의해 소켓(12)에 밀착된다. 한편, 핸들러(1)로서는 히트플레이트 타입이나 챔버 타입의 것을 사용할 수 있다.

소켓(12)은 DUT의 단자에 전기적으로 접촉하는 콘택트핀(미도시)을 다수 갖고 있고, 도2 및 도3에 도시한 바와 같이 소켓보드(11)에 실장되어 있다. 소켓보드(11)는 케이블(13)을 통하여 퍼포먼스보드(14)에 전기적으로 접속되어 있다. 본 실시형태에서는 예컨대 10개의 소켓(12)이 소켓보드(11)상에 2행 5열로 배치되어 있다.

테스트헤드(10)의 내부에는 복수(본 예에서는 10장)의 핀일렉트로닉스카드(20)가 수용되어 있다. 각각의 핀일렉트로닉스카드(20)의 상단에는 커넥터(23)가 설치되어 있다. 상기 커넥터(23)는 퍼포먼스보드(14)측의 커넥터(미도시)에 결합 가능하게 되어 있어, 이들 커넥터가 결합함으로써, 퍼포먼스보드(14)와 핀일렉트로닉스카드(20)가 전기적으로 접속되어 있도록 되어 있다.

마찬가지로, 핀일렉트로닉스카드(20)의 하단에도 커넥터(24)가 설치되어 있다. 상기 커넥터(24)는 테스트헤드(10)의 저부에 설치된 백보드(15)측의 커넥터(미도시)에 결합 가능하게 되어 있다. 이들 커넥터가 결합함으로써, 핀일렉트로닉스카드(20)와 백보드(15)가 전기적으로 접속되도록 되어 있다. 상기 백보드(15)는 케이블(6)을 통하여 테스터(5)에 접속되어 있다.

또한, 본 실시형태에서의 테스트헤드(10)는 각각의 핀일렉트로닉스카드(20)에 장착된 공냉식의 히트싱크(30~60)를 냉각하기 위한 팬(16)을 구비하고 있다. 팬(16)이 구동하면 테스트헤드(10) 내의 공기가 외부로 배출되는 동시에 히트싱크(30~60)에 외부로부터 신선한 공기가 공급되도록 되어 있다.

한편, 본 실시형태에서는 도2 및 도3에 도시한 바와 같이, 테스트헤드(10)의 내부에서, 10장의 핀일렉트로닉스카드(20)가 직립한 상태로 나란히 있지만, 특별히 이에 한정되지 않고 테스트헤드(10)내에 수용되는 핀일렉트로닉스카드의 장수를 임의로 설정할 수 있다. 또한, 테스트헤드(10)내에서, 핀일렉트로닉스카드(20)를 수평으로 배치하여도 좋다. 한편, 도3에서는 테스트헤드(10)의 내부의 구성을 이해하기 용이하도록, 핀일렉트로닉스카드(20)끼리를 떼어 도시하였지만, 실제로는 카드(20)끼리가 근접되어 있다.

도4~7은 본 실시형태에서의 핀일렉트로닉스카드의 평면도, 측면도, 정면도 및 배면도, 도8A 및 도8B는 그 핀일렉트로닉스카드의 분해사시도이고, 도9A~도9C는 도8A의 단면도, 도10~도12는 본 실시형태에서의 제1~제3히트싱크를 도시한 평면도, 도13은 그 제2 및 제3히트싱크의 단면도, 도14는 다른 실시형태에서의 제2 및 제3 히트싱크의 단면도, 도15 및 도16은 본 실시형태에서의 핀일렉트로닉스카드의 일부의 분해사시도, 도17은 제2 및 제3히트싱크와 제1누름부재의 결합관계를 도시한 분해사시도이다.

핀일렉트로닉스카드(20)는 도4~도7에 도시한 바와 같이, DUT의 시험에 사용되는 복수의 시험용 디바이스(22a~22e)와, 상기 시험용 디바이스(22a~22e)가 양면에 실장되어 있는 기판(21)을 구비하고 있다. 기판(21)의 구체예로서는 예컨대 글라스에폭시수지 등으로 구성되는 프린트기판이나, 글라스기판, 세라믹기판 등을 예시할 수 있다. 또한, 시험용 디바이스(22a~22e)의 구체예로서는 예컨대 테스트신호를 취급하기 위하여 LSI 등이 조립된 고주파회로나, 시험용 전력을 DUT에 공급하기 위하여 스위칭 레귤레이터 등이 조립된 전원회로 등을 예시할 수 있다.

한편, 도4에서는 자기발열에 의해 고온으로 되어, 히트싱크를 필요로 하는 제1~제5시험용 디바이스(22a~22e)만을 도시하고 있다. 실제로는 제1~제5시험용 디바이스(22a~22e)에 더하여, 히트싱크를 필요로 하지 않는 시험용 디바이스(예컨대, 도18에 도시한 시험용 디바이스(22f))도 기판(11)에 실장되어 있다. 한편, 도8A에는 시험용 디바이스를 일절 도시하고 있지 않다.

또한, 본 실시형태에서의 핀일렉트로닉스카드(20)는 도4에 도시한 바와 같이, 제1~제5시험용 디바이스(22a~22e)를 냉각하기 위한 4종류의 히트싱크(30~60)와, 히트싱크(30~60)로 인도되는 공기의 유속을 조정하기 위한 조정판(70)을 구비하고 있다.

제1히트싱크(30)는 도4 및 도9A에 도시한 바와 같이, 제1시험용 디바이 스(22a)의 냉각을 목적으로 하고 있다. 제2히트싱크(40)는 기판(21)의 한쪽면에 대하여 4개 설치되어 있고, 제2시험용 디바이스(22b)의 냉각을 목적으로 하고 있다. 제3히트싱크(50)도 기판(11)의 한쪽면에 대하여 4개 설치되어 있고, 제3 및 제4시험용 디바이스(22c),(22d)의 냉각을 목적으로 하고 있다. 제4히트싱크(60)는 제5시험용 디바이스(22e)의 냉각을 목적으로 하고 있다. 도5 및 도6에 도시한 바와 같이, 히트싱크(30~60) 및 조정판(70)은 기판(21)의 반대면에도 장착되어 있고, 핀일렉트로닉스카드(20)의 저면도는 도4와 대칭으로 나타난다.

나아가서, 상기 핀일렉트로닉스카드(20)는 도4에 도시한 바와 같이, 제1히트싱크(30)를 기판(21)측으로 누르기 위한 봉모양부재(80)와, 제2 및 제3히트싱크(40),(50)를 기판(21)에 각각 고정하기 위한 제1 및 제2스테이(90),(100)와, 코일스프링(115),(122)을 사용하여 제2 및 제3히트싱크(40),(50)를 각각 누르는 제1 및 제2누름부재(110),(120)를 구비하고 있다. 한편, 제1누름부재(110)는 제3히트싱크(50)를 기판(21)에 고정하는 기능도 갖고 있다.

이하에, 핀일렉트로닉스카드(20)를 구성하는 각 부재에 대하여 상세히 설명하는 동시에 이들 조립방법에 대하여 설명한다.

제1히트싱크(30)는 도10에 도시한 바와 같이, 얇은 플레이트로 구성되어 있고, 기판(21)에 실장된 2개의 제1시험용 디바이스(22a)에 대향하는 위치에, 열전도시트(31)가 각각 첩부되어 있다. 상기 제1히트싱크(30)를 구성하는 재료로서는 알루미늄, 동, 또는 이들을 함유하는 합금 등의 열전도성 및 가공성이 우수한 금속재료를 들 수 있다. 또한, 열전도시트(31)의 구체예로서는 예컨대 실리콘고무나 아크 릴고무 등으로 구성되어, 소정의 온도에서 고체로부터 액체로 변화하는 상변화시트를 들 수 있다.

도9B 및 도 10에 도시한 바와 같이, 상기 제1히트싱크(30)의 양단으로부터는 제1설치편(32)이 각각 돌출되어 있다. 그리고, 도8A에 도시한 바와 같이, 제1설치편(32)에는 접속부재(34),(35)가 각각 설치되어 있다. 제1히트싱크(30)는 접속부재(34),(35)를 개재하여 기판(21)에 고정되어 있다.

또한, 도10에 도시한 바와 같이, 제1히트싱크(30)의 일변(도10에서 하측의 변)으로부터는 제2설치편(33)이 돌출되어 있다. 도8A에 도시한 바와 같이, 상기 제2설치편(33)은 제1스테이(90)에 설치되어 있다.

도8A 및 도9C에 도시한 바와 같이, 상기 제1스테이(90)의 대략 중앙에는 굴곡된 봉모양부재(80)의 선단(81)이 고정되어 있다. 한편, 상기 봉모양부재(80)의 후단(83)은 도9C에 도시한 바와 같이, 제1누름부재(110)에 결합 가능하게 되어 있다. 또한, 봉모양부재(80)에서 굴곡되어 있는 부분에, 기판(21)측을 향하여 돌출된 돌기부(82)가 형성되어 있다.

봉모양부재(80)의 후단(83)이 제1누름부재(110)에 결합된 상태로, 상기 제1누름부재(110)가 기판(11)에 설치되면, 봉모양부재(80)의 돌기부(82)가 제1히트싱크(20)의 대략 중앙을 누른다. 이 때, 봉모양부재(80)의 탄성력에 의해 제1시험용 디바이스(22a)의 높이방향의 편차를 흡수할 수 있다. 또한, 봉모양부재(80)의 돌기부(82)가 2개의 제1시험용 디바이스(22a)의 사이에서 제1히트싱크(30)를 누름으로써, 2개의 제1시험용 디바이스(22a)에 인가되는 하중의 균등화를 도모할 수 있다.

도8B에 도시한 바와 같이, 제1히트싱크(30)상에는 제1스테이(90)를 개재하여, 제2히트싱크(40)가 배치되어 있다. 상기 제2히트싱크(40)는 도11 및 도13에 도시한 바와 같이, 상면(41) 및 하면(42)을 갖는 1장의 플레이트 모양의 부재로 구성되어 있다. 상기 제2히트싱크(40)의 상면(41)과 하면(42)의 사이에는 3개의 관통공(43~45)이 형성되어 있다. 3개의 관통공(43~45)은 모두 기판(21)의 평면방향(도면 중의 X방향)을 따라 형성되어 있다. 상기 관통공(43~45)의 존재에 의해 제2히트싱크(40)를 두껍게 하지 않더라도 표면적을 확대하여 방열효율의 향상을 도모하는 것이 가능하게 되어 있다.

한편, 제2히트싱크(40)에 형성되는 관통공의 수는 특별히 한정되지 않는다. 또한, 본 실시형태에서는 도13에 도시한 바와 같이, Y방향을 따라 3개의 관통공(43~45)을 나란히 배치하였지만, 특별히 이에 한정되지 않는다. 예컨대, Z방향을 따라 복수의 관통공을 나란히 배치하여도 좋다.

제2히트싱크(40)는 제1히트싱크(30)와 마찬가지로, 예컨대 알루미늄, 동, 또는 이들을 함유하는 합금 등의 열전도성 및 가공성이 우수한 금속재료로 구성되어 있다. 제2히트싱크(40)의 제조방법으로서는 예컨대 압출성형이나 밀링가공 등을 예시할 수 있다.

한편, 도14에 도시한 바와 같이, 제2히트싱크(40')를 2장의 플레이트(40a),(40b)로 구성하여도 좋다. 한쪽의 플레이트(40a)에 프레스성형에 의해 소정의 요철이 형성되어 있고, 플레이트(40a),(40b)끼리를 겹친 때에, 도면 중에서 X방향에 따른 2개의 관통공(43'),(44')이 플레이트(40a),(40b)의 사이에 형성되도록 되어 있다. 2장의 플레이트(40a),(40b)는 예컨대 스폿용접에 의해 접합되어 있다. 한편, 히트싱크를 구성하는 플레이트의 장수는 특별히 한정되지 않고, 플레이트의 장수를 증가시킴으로써 방열효율을 향상시킬 수 있다.

도13으로 돌아가서, 상기 제2히트싱크(40)의 두께(도13에 도시한 부호 t₁)는 10~15mm인 것이 바람직하다. 또한, X방향에 따른 제2히트싱크(40)의 길이(도11 및 도13에 도시한 부호 W₁)는 120~400mm인 것이 바람직하다. 즉, 제2히트싱크(40)의 단면에서의 애스펙트비(W₁/t₁)가 8~40의 범위내인 것이 바람직하다. 한편, 제2히트싱크(40)의 두께(t₁)는 제2히트싱크(40)에서 관통공(43~45)이 형성되어 있는 부분의 두께이고, 본 실시형태에서는 제1누름부재(110)에 결합하기 위한 돌출부(42a)를 제외한, 상면(41)과 하면(42)의 사이의 두께이다.

상기 제2히트싱크(40)의 하면(42)에는 도15에 도시한 바와 같이, 기판(21)에 실장된 제2시험용 디바이스(22b)에 대향하는 위치에, 열전도시트(46)가 첩부되어 있다. 상기 열전도시트(46)의 구체예로서는 예컨대 상술한 열전도시트(31)와 마찬가지의 상변화시트를 예시할 수 있다. 한편, 도15에는 제2히트싱크(40)의 하방에 위치하는 제1히트싱크(30)를 도시하고 있지 않다.

도11에 도시한 바와 같이, 제2히트싱크(40)의 한쪽단(도11에서의 하단)에는 제2히트싱크(40)를 제1스테이(90)에 고정하기 위한 고정공(45)이 형성되어 있다. 도8B, 도13 및 도15에 도시한 바와 같이, 제2히트싱크(40)는 웨이브와셔(91)를 설치한 상태로, 제1스테이(90)에 나사(92)에 의해 고정되어 있다. 제2히트싱크(40)를 제1스테이(90)를 개재하여 기판(21)에 고정함으로써, 기판(21)상에서 제2히트싱크(40)를 임의의 위치에서 고정할 수 있어, 핀일렉트로닉스카드(20)의 설계자유도가 향상된다.

이에 대하여, 제2히트싱크(40)의 다른쪽단에는 도11에 도시한 바와 같이, 오목부(48)가 형성되어 있다. 오목부(48)는 도15 및 도17에 도시한 바와 같이, 제1누름부재(110)의 하면에 형성된 오목부(111)에 대향하도록 형성되어 있다. 제1누름부재(110)는 도15에 도시한 바와 같이, 오목부(46),(111)내에 코일스프링(115)을 설치한 상태로, 나사(116)에 의해 기판(21)에 고정되어 있다. 이 상태 하에서 제2히트싱크(40)는 코일스프링(115)에 의해 기판(21)을 향하여 누르고 있어, 이에 의해 제2시험용 디바이스(22b)의 높이방향의 편차를 흡수하는 것이 가능하게 되어 있다.

도11에 도시한 바와 같이, 제2시험용 디바이스(22b)는 평면에서 볼 때, 상기 디바이스(22b)의 중심이 고정공(47)의 중심과 오목부(48)의 중심을 연결하는 제1가상선(L₁)상에 위치하도록 배치되어 있다. 이에 의해, 제2시험용 디바이스(22b)에서 면압의 평균화를 도모할 수 있다.

또한, 도11에 도시한 바와 같이, 제2히트싱크(40)의 다른쪽단에는 오목부(48)에 인접하여 가이드공(49)이 형성되어 있다. 상기 가이드공(49)은 도17에 도시한 바와 같이, 제1누름부재(110)의 하면으로부터 돌출되는 제1가이드핀(112)과 대향하도록 형성되어 있고, 제1가이드핀(112)은 가이드공(49)에 결합 가능하게 되어 있다. 이에 의해, 핀일렉트로닉스카드(20)의 조립작업의 용이화를 도모할 수 있 다.

제3히트싱크(50)도 제2히트싱크(40)와 마찬가지로, 도12 및 도13에 도시한 바와 같이, 상면(51) 및 하면(52)을 갖는 1장의 플레이트 모양의 부재로 구성되어 있다. 상기 제3히트싱크(50)의 상면(51)과 하면(52)의 사이에는 2개의 관통공(53),(54)이 형성되어 있다. 2개의 관통공(53),(54)은 모두 기판(21)의 평면방향(도면 중의 X방향)을 따라 형성되어 있다. 상기 관통공(53),(54)의 존재에 의해, 제3히트싱크(50)를 두껍게 하지 않더라도 표면적을 확대하여 방열효율의 향상을 도모하는 것이 가능하게 되어 있다. 상기 제3히트싱크(50)를 구성하는 재료 및 제조방법은 상술한 제2히트싱크(40)와 마찬가지이다.

한편, 제3히트싱크(50)에 형성되는 관통공의 수는 특별히 한정되지 않는다. 또한, 본 실시형태에서는 도13에 도시한 바와 같이, Y방향을 따라 2개의 관통공(53),(54)을 나란히 배치하였지만, 특별히 한정되지 않는다. 예컨대, Z방향을 따라 복수의 관통공을 나란히 배치하여도 좋다.

또한, 도14에 도시한 바와 같이, 제3히트싱크(50')를 2장의 플레이트(50a),(50b)로 구성하여도 좋다. 한쪽의 플레이트(50a)에 프레스성형에 의해 소정의 요철이 형성되어, 플레이트(50a),(50b)끼리를 겹친 때에 도면 중에서 X방향에 따른 2개의 관통공(53'),(54')이 플레이트(50a),(50b)의 사이에 형성되도록 되어 있다. 2장의 플레이트(50a),(50b)는 예컨대 스폿용접에 의해 접합되어 있다. 한편, 히트싱크를 구성하는 플레이트의 장수는 특별히 한정되지 않고, 플레이트의 장수를 증가시킴으로써 방열효율을 향상시킬 수 있다.

도13으로 돌아가서, 상기 제3히트싱크(50)의 두께(도13에 도시한 부호 t₂)는 10~15mm인 것이 바람직하다. 또한, X방향에 따른 제3히트싱크(50)의 길이(도12 및 도13에 도시한 부호 W₂)는 120~400mm인 것이 바람직하다. 즉, 제3히트싱크(50)의 단면에서의 애스펙트비(W₂/t₂)는 8~40의 범위내인 것이 바람직하다. 한편, 제3히트싱크(50)의 두께(t₂)는 제3히트싱크(50)에서 관통공(53),(54)이 형성되어 있는 부분의 두께이고, 본 실시형태에서는 제3 및 제4시험용 디바이스(22c),(22d)에 접촉하기 위한 돌출부(52a)를 제외한, 상면(51)과 하면(52)의 사이의 두께이다.

상기 제3히트싱크(50)는 복수의 시험용 디바이스(22c),(22d)의 냉각을 목적으로 하고 있기 때문에, 도8B에 도시한 바와 같이, 기판(21)에 실장된 제3 및 제4시험용 디바이스(22c),(22d)에 대향하도록, 2장의 열전도시트(55)가 하면(52)에 첩부되어 있다. 열전도시트(55)의 구체예로서는 예컨대 상술한 열전도시트(31),(46)와 마찬가지의 상변화시트를 예시할 수 있다.

도12에 도시한 바와 같이, 제3히트싱크(50)의 한쪽단(도12에서의 하단)으로부터는 결합편(56)이 돌출되어 있다. 상기 결합편(56)의 중앙부는 대략 반원모양으로 절결되어 절결(56a)이 형성되어 있다. 도8B, 도13 및 도17에 도시한 바와 같이, 제1누름부재(110)의 하면으로부터 돌출되는 제2가이드핀(113)을 절결(56a)에 맞춘 상태로, 결합편(56)을 홈(114)에 삽입함으로써, 제3히트싱크(50)가 제1누름부재(110)에 설치된다. 제2가이드핀(133)과 절결(56a)에 의해, 핀일렉트로닉스카드(20)의 조립작업의 용이화를 도모할 수 있다. 또한, 제2가이드핀(113)이 절 결(56a)에 삽입되어 있는 것에 의해, 수평방향의 충격에 대한 제3히트싱크(50)의 횡 어긋남이 방지된다.

이에 대하여, 제3히트싱크(50)의 다른쪽단에는 도12에 도시한 바와 같이, 제3히트싱크(50)를 제2스테이(100)에 설치하기 위한 고정공(57)이 형성되어 있다. 도8B, 도13 및 도16에 도시한 바와 같이, 제3히트싱크(50)는 웨이브와셔(101)를 설치한 상태로, 제2스테이(100)에 나사(102)에 의해 고정되어 있다. 제2스테이(100)는 기판(21)에 나사멈춤되어 있다. 이와 같이, 제3히트싱크(50)를, 제2스테이(100)를 개재하여 기판(21)에 고정함으로써, 기판(21)상에서 제3히트싱크(50)를 임의의 위치에서 고정할 수 있어 핀일렉트로닉스카드(20)의 설계 자유도가 향상된다.

도12에 도시한 바와 같이, 제3히트싱크(50)의 대략 중앙에는 X방향을 가로지는 홈(58)이 형성되어 있고, 또한 상기 홈(58)의 대략 중앙에는 오목부(58a)가 형성되어 있다. 홈(58)에는 제2누름부재(120)를 삽입 가능하게 되어 있다. 오목부(58a)는 도16에 도시한 바와 같이, 제2누름부재(120)의 하면에 형성된 오목부(121)에 대향하도록 형성되어 있다. 제2누름부재(120)는 도12에 도시한 바와 같이, 오목부(58a),(121)내에 코일스프링(122)을 설치한 상태로, 나사(123)에 의해 기판(21)에 고정되어 있다. 이 상태 하에서, 제3히트싱크(50)는 코일스프링(122)에 의해 기판(21)을 향하여 누르고 있고, 이에 의해 제3 및 제4시험용 디바이스(22c),(22d)의 높이방향의 편차를 흡수할 수 있다.

도12에 도시한 바와 같이, 평면에서 볼 때, 제3시험용 디바이스(22c)가 절결(56a)과 오목부(58a)의 사이에 배치되어 있는 동시에, 제4시험용 디바이스(22d) 가 고정공(57)과 오목부(58a)의 사이에 배치되어 있다. 이와 같이, 코일스프링(122)이 복수의 시험용 디바이스(22c),(22d)의 사이를 누름으로써, 상기 복수의 시험용 디바이스(22c),(22d)를 균등하게 누를 수 있다.

도18은 본 실시형태에서의 조정판의 단면도, 도19는 본 실시형태에서의 제4히트싱크를 도시한 평면도, 도20은 본 실시형태에서의 조정판 및 제4히트싱크의 단면도이다.

조정판(70)은 도4에 도시한 바와 같이, 제2히트싱크(40)로부터 기판(21)의 하단까지의 사이의 공간을 덮도록, 기판(21)에 고정되어 있다. 이 공간에는 도18에 도시한 바와 같이, 히트싱크를 필요로 하지 않는 시험용 디바이스(22f)가 실장되어 있고, 시험용 디바이스(22f)와 조정판(70)의 사이의 간격(S₁)이 제2히트싱크(40)의 관통공(43)의 Z방향에 따른 내경(S₂)과 실질적으로 동일하게 되어 있다(S₁=S₂). 이에 의해, 시험용 디바이스(22g)의 주위를 흐르는 공기의 유속을 억제하여, 제2 및 제3히트싱크(40),(50)의 관통공을 흐르는 공기의 유속을 상승시킬 수 있다.

또한, 도4에 도시한 바와 같이, 기판(21)에서 조정판(70)에 의해 덮여진 공간에는 시험용 디바이스(22f)의 이외에, 제5시험용 디바이스(22e)가 실장되어 있다. 조정판(70)의 이면에는 상기 제5시험용 디바이스(22e)에 대향하도록, 제4히트싱크(60)가 설치되어 있다.

상기 제4히트싱크(60)는 도19에 도시한 바와 같이, 오목모양으로 성형된 1장의 플레이트모양부재로 구성되어 있고, 기판(21)에 실장된 제5시험용 디바이 스(22e)에 대향하는 위치에 열전도시트(61)가 첩부되어 있다. 상기 제4히트싱크(60)를 구성하는 재료로서는 제1히트싱크(30)와 마찬가지로, 알루미늄, 동, 또는 이들을 함유한 합금 등의 열전도성 및 가공성이 우수한 금속재료를 들 수 있다. 또한, 열전도시트(61)의 구체예로서는 상술한 열전도시트(31),(46),(55)와 마찬가지의 상변화시트를 예시할 수 있다.

상기 제4히트싱크(60)는 도19 및 도20에 도시한 바와 같이, 상하 2점의 고정공(61),(62)에서 조정판(70)에 나사멈춤되어 있고, 제4히트싱크(60)와 조정판(70)의 사이에는 코일스프링(64)이 설치되어 있다. 상기 코일스프링(64)의 탄성력에 의해, 제5시험용 디바이스(22e)의 높이방향의 편차를 흡수하는 것이 가능하게 되어 있다.

이와 같이, 본 실시형태에서는 기판(21)의 평면방향에 따른 관통공(43~45),(53),(54)을 제2 및 제3히트싱크(30),(40)에 설치함으로써, 상기 히트싱크(30),(40)를 두껍게 하지 않더라도 히트싱크(30),(40)의 표면적을 크게 하여 방열효율의 향상을 도모할 수 있다.

한편, 이상 설명한 실시 형태는 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위해 기재된 것으로서, 본 발명을 한정하기 위해 기재된 것은 아니다. 따라서, 상기 실시 형태에 개시된 각 요소는 본 발명의 기술적 범위에 속하는 모든 설계 변경이나 균등물을 포함하는 취지이다.

도1은 본 발명의 실시형태에서의 전자부품 시험장치를 도시한 개략단면도.

도2는 도1의 II-II선에 따른 테스트헤드의 개략단면도.

도3은 도2의 III-III선에 따른 테스트헤드의 개략단면도.

도4는 본 발명의 실시형태에서의 핀일렉트로닉스카드의 평면도.

도5는 본 발명의 실시형태에서의 핀일렉트로닉스카드의 측면도.

도6은 본 발명의 실시형태에서의 핀일렉트로닉스카드의 정면도.

도7은 본 발명의 실시형태에서의 핀일렉트로닉스카드의 배면도.

도8A는 본 발명의 실시형태에서의 핀일렉트로닉스카드의 분해사시도(그 1).

도8B는 본 발명의 실시형태에서의 핀일렉트로닉스카드의 분해사시도(그 2).

도9A는 도8A에서의 A-A선에 따른 단면도.

도9B는 도8A에서의 B-B선에 따른 단면도.

도9C는 도8A에서의 C-C선에 따른 단면도.

도10은 본 발명의 실시형태에서의 제1히트싱크를 도시한 평면도.

도11은 본 발명의 실시형태에서의 제2히트싱크를 도시한 평면도.

도12는 본 발명의 실시형태에서의 제3히트싱크를 도시한 평면도.

도13은 본 발명의 실시형태에서의 제2 및 제3히트싱크의 단면도(도4에서의 A-A선에 따른 단면도).

도14는 본 발명의 다른 실시형태에서의 제2 및 제3히트싱크의 단면도.

도15는 본 발명의 실시형태에서의 핀일렉트로닉스카드의 일부의 분해사시도.

도16은 본 발명의 실시형태에서의 핀일렉트로닉스카드의 일부의 분해사시도.

도17은 본 발명의 실시형태에서 제2 및 제3히트싱크와 제1누름부재의 결합관계를 도시한 분해사시도로서, 도16과는 반대측(저면측)에서 바라본 분해사시도.

도18은 본 발명의 실시형태에서의 조정판의 단면도(도4에서의 B-B선에 따른 단면도).

도19는 본 발명의 실시형태에서의 제4히트싱크의 평면도.

도20은 본 발명의 실시형태에서의 조정판 및 제4히트싱크의 단면도(도4에서의 C-C선에 따른 단면도).

부호의 설명

10…테스트헤드

16…팬

20…핀일렉트로닉스카드

21…기판

22a~22e…제1~제5시험용 디바이스

30…제1히트싱크

40…제2히트싱크

41…상면

42…하면

43~45…관통공

47…고정공(제1점)

48…오목부(제2점)

49…가이드공

L₁…제1가상선

50…제3히트싱크

51…상면

52…하면

53,54…제1 및 제2관통공

56…결합편

56a…절결(제1점)

57…고정공(제1점)

58…홈

58a…오목부(제2점)

60…제4히트싱크

70…조정판

80…봉모양부재

90…제1스테이

100…제2스테이

110…제1누름부재

112…제1가이드핀

113…제2가이드핀

115…코일스프링

120…제2누름부재

122…코일스프링

Claims

기판에 실장된 복수의 전자부품을 냉각하기 위한 히트싱크 구조체로서,

상기 기판상에 실장된 제 1전자부품을 냉각하기 위한 제 1히트싱크와,

상면 및 하면을 갖고, 상기 기판상에 실장된 제 2전자부품을 냉각하기 위한 플레이트 모양의 제 2히트싱크를 구비하고,

상기 기판의 평면방향을 향하여 관통하는 제 1관통공이 상기 제 2히트싱크의 상기 상면과 상기 하면의 사이에 형성되며,

상기 제 1히트싱크와 상기 제 2히트싱크 사이에 간격이 형성되도록 상기 제2히트상크가 상기 제 1히트싱크를 덮고 있는 것을 특징으로 하는 히트싱크 구조체
청구항 1에 있어서,

상기 제 2히트싱크의 두께(t)와, 상기 관통공의 축심방향에 대하여 실질적으로 직교하는 방향에 따른 상기 제 2히트싱크의 길이(W)가 아래의 관계식

8≤ W/t ≤40

을 만족하는 것을 특징으로 하는 히트싱크 구조체
청구항 1에 있어서,

상기 제 1히트싱크와 상기 제 2히트싱크의 일단을 동시에 상기 기판에 고정시키는 제 1스테이와,

제 1탄성체를 통하여 상기 제 2히트싱크의 타단을 상기 기판을 향하여 누르는 제1누름부재를 구비하고,

상기 제 2전자부품은 평면으로 볼 때 상기 제 1스테이와 상기 제 1누름부재의 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 히트싱크 구조체
청구항 3에 있어서,

상면 및 하면을 갖고, 상기 기판상에 실장된 제 3전자부품 및 제 4전자부품을 냉각하기 위한 플레이트 모양의 제 3히트싱크와,

제 2탄성체를 통하여 상기 제 3히트싱크의 중앙을 상기 기판을 향하여 누르는 제 2누름부재와,

상기 제 3히트싱크의 일단을 상기 기판에 고정하는 제 2스테이와,

상기 기판의 평면 방향을 향하여 관통하는 제 2관통공이 상기 제 3히트싱크의 상면과 하면 사이에 형성되고,

상기 제 1누름부재는 상기 제 3히트싱크의 타단을 상기 기판에 고정하고,

상기 제 3전자부품은 평면에서 볼 때 상기 제 1누름부재와 상기 제 2누름주재 사이에 배치되고,

상기 제 4전자부품은 평면에서 볼 때 상기 제 2누름부재와 상기 제2스테이 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 히트싱크 구조체
청구항 3에 있어서,

상기 제 1누름부재는 상기 제 2히트싱크를 향하여 돌출되어 있는 가이드 핀을 갖고,

상기 제 2히트싱크는 상기 가이드핀과 결합가능한 가이드공을 갖는 것을 특징으로 하는 히트싱크 구조체
기판에 실장된 전자부품을 냉각하기 위한 히트싱크 구조체로서,

상면 및 하면을 갖는 플레이트 모양의 히트싱크와,

상기 기판에서 상기 히트싱크가 장착되어 있지 않는 전자부품을 덮는 커버부를 구비하고,

상기 기판의 평면 방향을 향하여 관통하는 관통공이 상기 히트싱크의 상기 상면과 하면 사이에 형성되고,

상기 커버부재와 상기 전자부품의 사이의 간격이 상기 히트싱크의 두께 방향에 따른 상기 관통공의 내경과 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 히트싱크 구조체
청구항 1 또는 청구항 6에 기재된 히트싱크 구조체를 갖는 복수의 기판을 구비한 것을 특징으로 하는 테스트 헤드
기판에 실장된 복수의 전자부품을 냉각하기 위한 히트싱크 구조체로서,

상기 기판상에 실장된 제 1전자부품을 냉각하기 위한 제 1히트싱크와,

서로 적층된 복수의 플레이트를 갖고, 상기 기판상에 실장된 제 2전자부품을 냉각하기 위한 제 2히트싱크를 구비하고,

상기 기판의 평면방향을 향하여 관통하는 제 1관통공이 상기 제 2히트싱크의 복수의 프레이 사이에 설치되고,

상기 제 1히트싱크와 상기 제 2히트싱크 사이에 간격이 형성되도록 상기 제2히트상크가 상기 제 1히트싱크를 덮고 있는 것을 특징으로 하는 히트싱크 구조체
청구항 8에 있어서,

상기 제 2히트싱크의 두께(t)와, 상기 관통공의 축심방향에 대하여 실질적으로 직교하는 방향에 따른 상기 제 2히트싱크의 길이(W)가 아래의 관계식

8≤ W/t ≤40

을 만족하는 것을 특징으로 하는 히트싱크 구조체
청구항 8에 있어서,

상기 제 1히트싱크와 상기 제 2히트싱크의 일단을 동시에 상기 기판에 고정시키는 제 1스테이와,

제 1탄성체를 통하여 상기 제 2히트싱크의 타단을 상기 기판을 향하여 누르는 제1누름부재를 구비하고,

상기 제 2전자부품은 평면으로 볼 때 상기 제 1스테이와 상기 제 1누름부재의 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 히트싱크 구조체
청구항 10에 있어서,

서로 적층된 복수의 플레이트를 갖고, 상기 기판상에 실장된 제 3전자부품 및 제 4전자부품을 냉각하기 위한 플레이트 모양의 제 3히트싱크와,

제 2탄성체를 통하여 상기 제 3히트싱크의 중앙을 상기 기판을 향하여 누르는 제 2누름부재와,

상기 제 3히트싱크의 일단을 상기 기판에 고정하는 제 2스테이와,

상기 기판의 평면 방향을 향하여 관통하는 제 2관통공이 상기 제 3히트싱크의 상면과 하면 사이에 형성되고,

상기 제 1누름부재는 상기 제 3히트싱크의 타단을 상기 기판에 고정하고,

상기 제 3전자부품은 평면에서 볼 때 상기 제 1누름부재와 상기 제 2누름주재 사이에 배치되고,

상기 제 4전자부품은 평면에서 볼 때 상기 제 2누름부재와 상기 제2스테이 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 히트싱크 구조체
청구항 10에 있어서,

상기 제 1누름부재는 상기 제 2 히트싱크를 향하여 돌출되어 있는 가이핀을 갖고,

상기 제 2히트싱크는 상기 가이드핀과 결합 가능한 가이드공을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 히트싱크 구조체
기판에 실장된 전자부품을 냉각히기 위한 히트싱크 구조체로서,

서로 적층된 복수의 플레이트를 갖는 히트싱크와,

상기 기판에서 상기 히트싱크가 장착되어 있지 않는 전자부품을 덮는 커버부재를 구비하고,

상기 기판의 평면방향을 향하여 관통하는 관통공이 상기 복수의 플레이트 사이에 설치되고,

상기 커버부재와 상기 전자부품 사이의 간격이 상기 히트싱크의 두께 방향에 따른 상기 관통공의 내경과 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 히트싱크 구조체
청구항 8 또는 청구항 13에 기재된 히트싱크 구조체를 갖는 복수의 기판을 구비한 테스트 헤드
청구항 4에 있어서,

상기 제 1누름부재는 상기 제 3히트싱크를 향하여 돌출되어 있는 가이드핀을 갖고,

상기 제 3히트싱크는 상기 가이드핀과 결합가능한 절결을 갖는 것을 특징으로 하는 히트싱크 구조체
청구항 제 11에 있어서,

상기 제 1누름부재는 상기 제 3히트싱크를 향하여 돌출되어 있는 가이드핀을 갖고,

상기 제 3히트싱크는 상기 가이드핀과 결합 가능한 절결을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 히트싱크 구조체