KR101047832B1 - 전자 디바이스의 온도제어장치 및 온도제어방법 - Google Patents

Abstract

디바이스(406)와 열적으로 접하고 있는 히트 싱크(415)를 통하여 유체를 순환시킴으로써 디바이스(406)의 온도를 장치가 제어한다. 이 장치는, 제1 온도를 가지는 저온 유체 부분을 입력하기 위한 조정 가능한 저온 입력부(410)와, 상기 제1 온도보다 높은 제2 온도를 가지는 고온 유체 부분을 입력하도록 형성된 조정 가능한 고온 입력부(420)를 가진다. 상기 장치는 또한 상기 히트 싱크(415)에 충돌하는 혼합 유체 부분에서 유체의 저온 부분과 고온 부분이 혼합하며, 상기 저온 입력부(410)과 상기 고온 입력부(420)에 연결된 챔버(417)를 구비한다. 상기 장치는 또한, 히트 싱크(415)의 온도에 직접 영향을 미치는 혼합 온도를 가진다. 상기 혼합 유체는 또한 상기 히트 싱크(415)의 온도에 직접 영향을 미치는 혼합 온도를 가진다. 상기 저온 입력부(410)와 상기 고온 입력부(420)는, 상기 히트 싱크 온도가 상기 디바이스(406)의 온도 변화를 보충하며 상기 디바이스(406)의 설정점 온도를 실질적으로 유지하도록 혼합 온도를 동적으로 제어하도록 조정된다.

열 제어기, 전자 디바이스, 반도체, 열 척, 히트 싱크, 고온 저장조, 저온 저장조, 혼합 온도

Description

전자 디바이스의 온도제어장치 및 온도제어방법{TEMPERATURE CONTROL DEVICE AND TEMPERATURE CONTROL METHOD OF ELECTRONIC DEVICES}

본 발명은 온도 제어 분야에 관한 것으로서, 특히, 통상 전자 디바이스나 부품이 테스트 중일 때, 전자 디바이스 또는 부품을 가열하거나 및/또는 냉각함으로써 설정점(set point) 온도를 유지하는 것에 관한 것이다.

반도체와 같은 고체 전자 디바이스 또는 부품은 온도에 기초한 변하는 성능 특성을 가진다. 통상, 예컨대, 이러한 디바이스는 작동 중에 열(즉, 자체 발열)을 발생하며, 이와 같이 내부 온도가 증가함에 따라 성능 특성이 변한다. 또한, 고체 전자 디바이스는 여러가지 상이한 환경에서 사용될 수 있으며, 넓은 온도 범위를 견뎌 내야 하는 경우도 있다.

일정한 성능 특성을 보장하기 위하여, 전자 디바이스를 비교적 일정한 온도로 유지하는 것이 바람직하다. 특히 적절한 작동과 설계 명세에 부합하는 것을 보장하기 위하여 기능상으로 전자 디바이스를 테스트하는 경우 특히 그러하다. 예컨대, 테스트 받는 디바이스(DUT)로서 언급되는 전자 디바이스의 여러가지 특성을 관찰하기 위하여, 전자 디바이스에 대해 단락(short-circuit) 테스트 및 번인(burn-in) 테스트와 같은 내구성 절차를 수행할 수 있다. 이러한 테스트 중에 DUT의 온도는 일정한 테스트 온도 또는 설정점 온도에서 결과가 의미를 지니도록 비교적 일정 하게 유지되어야 한다. 즉, 소정의 관찰된 전기적 특성이 온도 변화 외의 팩터들에 기인하는 점을 테스터가 확인할 수 있어야 한다.

일정한 온도를 유지하기 위하여, 공지의 열 제어장치들은 예컨대, 히트 싱크(heat sink)를 통해 열을 제거할 뿐만 아니라 전기 히터를 통해 열을 가할 수 있다. 히트 싱크는 DUT의 테스트 온도보다 휠씬 낮은 온도를 가지는 유체를 포함한다. 히터는 DUT와 히트 싱크 사이에 배치되며, 히터의 온도를 예컨대 DUT 테스트에 필요한 테스트 온도로 상승시키기 위하여 히터에 전력(power)이 공급된다. 히트 싱크는 과도한 발열을 상쇄시키며, 또한 이러한 자체 발열이 테스트 온도 이상으로 디바이스 온도를 증가시키지 않도록 테스트 기간 동안 DUT에서 발생된 열을 제거한다. 전력 변동은 비교적 순간의 상당한 자체 발열을 야기할 수 있으므로, 온도의 바라지 않는 증가를 상쇄시키기 위하여 신속하고 정확하게 열 제어기를 반응시키는 것이 필요하다.

그러나, 제거될 수 있는 총 전력은 최대 전력 밀도(또는 와트 밀도)를 가지는 히터 자체에 의하여 제한된다. 예컨대, 히터가 500 와트에서 작동할 수 있으면, 그러한 전력의 대략 절반이 테스트 온도를 단지 유지하기 위하여 히트 싱크를 통해 더 저온 유체로 소실될 수 있다. 이와 같이, 예컨대, 250 와트가 테스트 온도를 유지하기 위하여 필요하다. 이어서, 히터의 전력이 DUT에 공급되는 전력에 반응하여 0으로 감소되면, DUT로부터 제거될 수 있는 최대 전력은 250 와트이다. 그렇지 않으면, 히터는 히트 싱크를 통해 제거된 열을 보상할 수 없을 것이다. 이는, DUT 테스트에 필요한 전류가 500 와트의 총 전력으로 상승하고 장래 더욱 높아질 것으로 예상되므로 특히 문제가 된다. 또한, 히터는 바라지 않는 열 저항을 부가하고, 열량(thermal mass)을 부가하며, 열 구배(비열적으로 균일한 표면)를 유발하며, 응답 시간이 불충분하게 한다.

이러한 형태의 열 제어기를 개선하는 것은 수행하기 어렵다. 예컨대, 히트 싱크는 히터와 적절하게 균형을 이루어야 하는 데, 이는 히트 싱크의 효율을 향상시키는 것을 저해한다. 즉, 히트 싱크를 통한 유체 흐름을 증가시키고, 유체 온도를 감소시키고, 핀의 효율을 향상시키거나 및/또는 더욱 효과적인 유체를 포함시킴으로써 히트 싱크의 열 제거 성능이 향상되면, 냉각 성능의 향상을 상쇄시키고 테스트 온도를 유지하기 위하여 히터 성능이 증가되는 것이 필요하다.

다른 열 제어기들은 반드시 히트 싱크들과 히터들의 결합을 선택하지는 않으나, 여전히 기능상 비효율성들이 존재한다. 예컨대, 펠티어(Peltier) 장치는 히트 싱크 및 열원으로서 모두 효과적으로 작용하여 전압으로부터 열의 차이를 생성한다. 그러나 펠티어 장치의 단점은, 전자 디바이스에 역동적으로 반응하거나 그로부터 전력을 제거하는 데 필요한 반응 시간이 충분하지 못하므로 상당한 전력을 제거하거나, 또는 높은 전력 밀도를 취급할 수 없는 점이다. 따라서, 전류 열 제어기들은 전자 디바이스의 일정한 온도를 유지하는 필요를 충분히 충족시키지 못한다.

예컨대, 도 1은 DUT의 온도를 조정하기 위하여 사용되는 종래의 온도 제어장치의 통상적인 열 반응을 도시하는 그래프도이다. 수직축은 섭씨 온도를 나타내며 수평축은 시간의 경과를 예컨대 초로써 나타낸다. 설정점 온도로 또한 알려진 테스트 온도(102)는 테스트가 시행되는 소정 온도를 나타낸다. 도 1은 90℃의 설정점 온도를 나타낸다. 히트 싱크, 예컨대 DUT로부터 열을 제거하도록 구성된 히트 싱크를 통하여 흐르는 유체 온도인 유체 온도(104)가 또한 표시된다. 유체 델타(delta) T는 테스트 온도(102)와 유체 온도(104) 사이의 온도 차이다. 예시의 그래프도에 도시된 유체 온도(104)는 대략 30℃로써, 70℃의 유체 델타T를 초래할 것이다. 이 기술 분야에서 잘 알려진 바와 같이, 유체 델타T가 커지면 히트 싱크의 냉각 성능이 더욱 빨라질 것이다.

표시된 바와 같이, 테스트 환경 하에서 히터와 DUT에 전력이 인가된다. 이 예에서는 히터가 300℃로 표시된 최대 온도를 유지하는 수준(예컨대, 500 와트)에서 히터의 전력(110)은 시작한다. 이어서, 소정의 테스트를 수행하기 위하여 DUT에 디바이스의 전력이 조금씩 증가됨에 따라 히터의 전력(110)은 대응하여 감소되고 디바이스 온도(108)의 증가를 보상하기 위하여 히터 온도를 감소시킨다. 그러나, 히터의 전력(110)이 0으로 감소되면, 디바이스의 온도(108)는 계속 상승하며, 히트 싱크의 유체 온도(104)의 영향은 히터의 전력(110)이 0으로 된 후에 디바이스 온도(108)의 예상된 증가에 의하여 표시된 테스트 온도(102)를 유지하도록 DUT를 냉각시키기에 더 이상 충분하지 못하다. 테스트 시스템은 이와 같이 디바이스 전력(112)이 적절한 테스트에 필요한 수준에 도달하기 휠씬 전에 "중단"될 것이다.

상기 설명한 바와 같이, 히트 싱크의 유체 델타T를 증가시키는 것은 특히 효과적이거나 효율적이지 못하다. 이는 특히 디바이스의 전력(112)이 낮은 수준인 경우 낮은 유체 온도(104)를 보충하도록 히터의 전력(110)(및 히터 온도)이 증가되어야 하기 때문이다. 히터 전력(110)의 이러한 증가의 대부분은 증가된 유체의 델타T 에 의하여 상쇄된다.

본 발명의 비제한적인 특징은, 디바이스와 열적으로 접하고 있는 히트 싱크를 통하여 유체를 순환시킴으로써 디바이스의 온도를 제어하기 위한 장치를 제공하는 것인 데, 상기 장치는 제1 온도를 가지는 저온 유체 부분을 입력하기 위한 조정가능한 저온 입력부, 상기 제1 온도보다 높은 제2 온도를 가지는 유체의 고온 부분을 입력하도록 형성된 조정가능한 고온 입력부, 및 히트 싱크의 온도에 직접 영향을 미치는 혼합 온도를 가지며 상기 히트 싱크와 충돌하는 혼합 유체 부분에서 유체의 저온 부분과 고온 부분이 혼합하며, 상기 저온 입력부와 상기 고온 입력부에 연결된 챔버를 구비하며, 상기 히트 싱크 온도가 디바이스 온도의 변화를 보상하며 상기 디바이스의 설정점 온도를 실질적으로 유지하도록 혼합 온도를 동적으로 제어하도록 상기 저온 입력부 및 상기 고온 입력부가 조정된다. 또한 상기 디바이스는 반도체일 수 있다.

이 장치는 또한 상기 조정가능한 저온 입력부에 의하여 저온 부분 입력에 대응하는 일정 양의 혼합 부분을 출력하도록 형성된 조정가능한 저온 출력부를 더 구비할 수 있다. 또한, 이 장치는 상기 조정가능한 고온 입력부에 의하여 고온 부분 입력에 대응하는 일정 양의 혼합 부분을 출력하도록 형성된 조정가능한 고온 출력부를 더 구비할 수 있다.

본 발명의 제2 특징에 따르면, 상기 제1 온도는 상기 설정점 온도에 대해 대략 0℃ 내지 -140℃의 범위 내이며 상기 제2 온도는 상기 설정점 온도에 대해 대략 0℃ 내지 75℃의 범위 내일 수 있다. 즉, 제1 온도는 설정점 온도보다 140℃ 낮거나 같은 범위 내일 수 있으며, 제2 온도는 설정점 온도와 같거나 75℃ 더 높은 범위 내일 수 있다.

다른 특징에서, 디바이스의 온도가 증가함에 따라 상기 저온 부분은 증가되고 상기 고온 부분은 감소될 수 있다. 또한, 디바이스의 온도가 감소함에 따라 상기 저온 부분은 감소되고 상기 고온 부분은 증가할 수 있다.

상기 장치는 또한 상기 저온 부분의 제1 온도를 실질적으로 유지하기 위한 칠러를 더 구비하거나 및/또는 상기 고온 부분의 제2 온도를 실질적으로 유지하기 위한 히터를 더 구비할 수 있다. 또한, 제1 열 교환기가 상기 저온 부분의 제 1 온도를 실질적으로 유지하기 위하여 제공되고, 제2 열 교환기가 상기 고온 부분의 제2 온도를 실질적으로 유지하기 위하여 제공될 수 있다.

추가적인 비제한적 특징으로서, 제1 온도를 가지는 제1 유체 및 제 2 온도를 가지는 제 2 유체를 이용하여 히트 싱크와 접하고 있는 디바이스 온도를 제어하는 방법이 제공되는 데, 상기 방법은 상기 제1 온도와 상기 제2 온도 사이의 혼합 온도를 가지는 혼합 유체를 얻기 위하여 상기 제1 유체와 상기 제2 유체의 비율을 결정하며, 상기 혼합 유체를 얻기 위하여 상기 제1 유체와 상기 제 2 유체를 정해진 비율로 혼합하며, 및 상기 디바이스의 온도 변화를 보상하고 상기 디바이스의 목표 온도를 실질적으로 유지하도록 상기 히트 싱크의 온도를 조정하기 위하여 상기 히트 싱크의 적어도 일 부분 내에서 혼합 유체를 분배시키는 것을 포함한다. 또한, 상기 제1 유체와 상기 제2 유체를 혼합하는 것은, 상기 제2 유체에 대응하는 제2 입력 포트를 통하여 상기 제2 유체 및 상기 제1 유체에 대응하는 제1 입력 포트를 통하여 상기 제1 유체를 입력하며, 및, 정해진 비율에 따라 상기 제2 유체에 대응하는 제2 출력 포트와 상기 제1 유체에 대응하는 제1 출력 포트를 통하여 혼합 유체를 출력하는 것을 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 온도는 상기 목표 온도보다 낮으며 상기 제2 온도는 상기 목표 온도보다 높을 수 있으며, 부가적으로 상기 제1 온도는 상기 설정점 온도에 대해 대략 0℃ 내지 -140℃의 범위 내이며 상기 제2 온도는 상기 설정점 온도에 대해 대략 0℃ 내지 75℃의 범위 내일 수 있다. 즉, 제1 온도는 설정점 온도보다 140℃ 낮거나 같을 수 있으며, 제2 온도는 설정점 온도보다 75℃ 높거나 같을 수 있다.

다른 특징에 따르면, 상기 제2 유체에 대한 상기 제1 유체의 비율은 상기 디바이스의 온도가 증가함에 따라 증가하도록 결정되며, 상기 제2 유체에 대한 상기 제1 유체의 비율은 상기 디바이스의 온도가 감소함에 따라 감소하도록 결정될 수 있다. 또한, 상기 제1 온도는 칠러를 사용하여 실질적으로 유지되고, 상기 제2 온도는 실질적으로 히터를 사용하여 유지될 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 디바이스의 온도제어장치가 제공되는 데, 상기 장치는 혼합 온도를 얻기 위하여 대응하는 복수의 유체 부분 온도들을 가지는 복수의 유체 부분들을 혼합하도록 형성된 밸브, 및 상기 혼합 온도와 직접 연관되는 히트 싱크 온도를 가지며 상기 디바이스에 열적으로 결합된 히트 싱크를 구비하며, 비례적인 양들의 복수의 유체 부분들은 상기 디바이스의 온도 변화를 보상하기 위하여 혼합 온도와 상호 연관된 히트 싱크 온도를 동적으로 변화시키기 위하여 조정된다. 이 장치는 또한 상기 히트 싱크와 상기 디바이스 사이에 위치된 열 경계 물질(thermal interface material)을 더 구비하며, 상기 히트 싱크는 상기 열 경계물질을 통해 상기 디바이스의 목표 온도를 실질적으로 유지한다.

또한, 상기 히트 싱크는 복수의 핀들을 구비하고, 및 상기 혼합 유체 부분이 상기 히트 싱크에 충돌하는 방향은 일반적으로 상기 핀들이 연장하는 방향에 수직일 수 있다.

본 발명의 또 다른 비제한적인 특징으로서, 디바이스와 열적으로 접하고 있는 히트 싱크를 통하여 유체를 순환시킴으로써 디바이스의 온도를 제어하기 위한 장치가 제공되는 데, 상기 장치는 제1 온도를 가지는 제1 유체를 입력하도록 형성된 조정가능한 제1 유체 소스, 상기 제1 온도보다 높은 제2 온도를 가지는 제2 유체를 입력하도록 형성된 조정 가능한 제2 유체 소스, 상기 제1 및 제2 온도보다 높은 제3 온도를 가지는 제3 유체를 입력하도록 형성된 조정 가능한 제3 유체 소스, 및 상기 히트 싱크 온도에 직접 영향을 미치는 혼합 유체 온도를 가지며 상기 히트 싱크에 충돌하는 혼합 유체로 상기 제1 유체, 제2 유체, 및 제3 유체의 적어도 두 가지의 조정가능한 양을 배출하도록 형성된 밸브를 구비하며, 상기 제1 유체, 제2 유체, 및 제3 유체의 적어도 두 가지의 조정가능한 양은 상기 히트 싱크 온도가 상기 디바이스 온도의 변화를 보충하며 상기 디바이스의 설정점 온도를 실질적으로 유지하도록 제어 가능하다.

또한, 상기 제1 유체는 저온 유체이고, 상기 제2 유체는 일반적으로 상기 디바이스의 설정점 온도와 같은 온도를 가지는 설정점 유체이며, 상기 제3 유체는 고온 유체일 수 있다. 더우기, 상기 설정점 유체 온도는 고온 유체 온도보다 저온 유체 온도에 더 근접할 수 있다. 또한, 상기 제1 유체, 제2 유체, 및 상기 제3 유체의 적어도 둘은 동일한 유체의 부분들이거나, 또는 상기 제1 유체, 제2 유체, 및 제3 유체는 모두 동일한 유체의 부분들일 수 있다.

또한, 본 발명의 장치는 제1 유체 복귀 라인, 및 제2 유체 복귀 라인을 더 구비하며, 상기 히트 싱크에 상기 혼합 유체가 충돌한 후에, 상기 혼합 유체의 일부는 상기 제1 유체 복귀 라인을 거쳐 상기 제1 유체 소스로 복귀되며, 상기 혼합 유체의 잔여 부분은 상기 제2 유체 복귀 라인을 거쳐 상기 제2 유체소스로 복귀될 수 있다.

또 다른 특징으로서, 상기 디바이스는, 각각 제1 밸브 및 제2 밸브를 가지며 또한 각각 제1 히트 싱크 및 제2 히트 싱크를 가지는 제1 전기부품 테스트 기구와 제2 전기부품 테스트 기구를 구비하며, 적어도 상기 제2 밸브는 상기 제2 히트 싱크에 충돌하는 상기 제2 유체만을 배출하도록 형성되며, 상기 제1 전기부품 테스트 기구가 전기 부품을 테스트하는 때, 상기 제1 밸브는 상기 제1 히트 싱크에 충돌하는 혼합 유체를 배출하며, 상기 제2 전기부품 테스트 기구는 다음 전기 부품을 테스트하도록 대기하며 상기 제2 밸브는 상기 제2 히트 싱크에 충돌하는 상기 제2 유체만을 배출할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징으로서, 제1 온도를 가지는 제1 유체와 제 2 온도를 가지는 제 2 유체, 및 제3 온도를 가지는 제3 유체로서, 상기 제2 온도는 상기 제1 온도보다 높고 상기 제3 온도는 상기 제2 온도보다 높으며, 상기 제1, 제2, 및 제3 유체는 각각 제1 제2, 및 제3 유체 저장조들에 저장되는 유체들을 이용하여 히트 싱크와 접하고 있는 디바이스 온도를 제어하는 방법이 제공되는 데, 상기 방법은, 상기 제1 온도와 상기 제3 온도 사이의 혼합 온도를 가지는 혼합 유체를 얻기 위하여 상기 제1 유체, 상기 제2 유체, 및 상기 제3 유체의 적어도 두 가지의 비율을 결정하며, 상기 혼합 유체를 얻기 위하여 상기 제1 유체, 상기 제 2 유체, 및 상기 제3 유체의 적어도 두 가지의 유체를 정해진 비율로 각각의 저장조들로부터 배출하며, 상기 디바이스의 온도 변화를 보상하고 상기 디바이스의 목표 온도를 실질적으로 유지하도록 상기 히트 싱크의 온도를 조정하기 위하여 상기 히트 싱크의 적어도 일 부분에 상기 혼합 유체를 충돌시키는 것을 포함한다. 또한, 상기 제1 유체, 상기 제2 유체, 및 상기 제3 유체의 적어도 둘을 배출하는 것은 디스크 밸브를 거쳐 상기 제1 유체, 상기 제2 유체, 및 상기 제3 유체의 적어도 둘을 배출하는 것을 포함할 수 있다.

또한 상기 제1 유체는 저온 유체이고, 상기 제2 유체는 상기 디바이스의 목표 온도와 일반적으로 온도가 같은 목표 유체이며, 상기 제3 유체는 고온 유체일 수 있다. 더우기, 상기 설정점 유체 온도는 상기 고온유체 온도보다 상기 저온유체 온도에 더 근접할 수 있다. 또한, 상기 제1 유체, 상기 제2 유체, 및 상기 제3 유체의 적어도 둘은 동일한 유체의 부분들이거나, 또는 상기 제1 유체, 상기 제2 유체, 및 상기 제3 유체는 모두 동일한 유체의 부분들일 수 있다.

또한, 본 발명의 방법은 충돌 후에 제1 유체 복귀 라인을 거쳐 상기 제1유체 저장조로 상기 혼합 유체의 일부를 복귀시키며, 및, 상기 충돌 후에 제2 유체 복귀 라인을 거쳐 상기 제2 유체 저장조로 상기 혼합 유체의 잔여 부분을 복귀시키는 것을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에서 상기 디바이스는, 각각 제1 밸브 및 제2 밸브를 가지며 또한 각각 제1 히트 싱크 및 제2 히트 싱크를 가지는 제1 전기부품 테스트 기구와 제2 전기부품 테스트 기구를 구비하며, 전기부품의 테스트 동안 상기 제1 유체, 상기 제2 유체, 및 상기 제3 유체의 적어도 둘의 배출이 상기 제1 전기 부품 테스트기구에서 발생하며, 상기 방법은, 상기 제1 전기부품 테스트 기구에 의한 상기 제1 유체, 상기 제2 유체, 및 상기 제3 유체의 적어도 둘을 배출하고 상기 제2 전기부품 테스트 기구는 다음 전기 부품을 테스트하도록 대기하는 동안, 상기 제2 유체가 상기 제2 히트 싱크에 충돌하도록 상기 제2 유체만을 배출하는 것을 포함할 수 있다. 또한, 상기 충돌은 상기 히트 싱크의 핀들이 연장하는 방향에 일반적으로 수직인 방향으로 발생할 수 있다.

본 발명은 비제한적인 예로서 첨부 도면들과 관련하여 이하에서 이루어지는 상세한 설명을 제공하는 데, 여기에서 여러 도면들을 통해 같은 도면 부호는 유사한 부품들을 나타내며, 여기에서:

도 1은 종래기술에서의 일반적인 열 제어기의 예시적인 열 반응을 도시하며;

도 2는 본 발명의 일 측면에 따른 열 제어기의 예시적인 열 반응을 나타내는 그래프도이며;

도 3은 본 발명의 일 측면에 따른 열 제어기의 예시적인 블록도를 도시하며;

도 4는 본 발명의 일 측면에 따른 열 제어기의 열 척(thermal chuck)을 개략적으로 예시하는 도면이며;

도 5는 본 발명의 일 측면에 따른 열 제어기의 열 척을 예시적으로 확대한 개략적인 단면도이며;

도 6은 본 발명의 일 측면에 따른 전자 디바이스의 온도를 제어하기 위한 방법의 예시적인 흐름도를 도시하며;

도 7은 본 발명의 일 측면에 따른 히트 싱크의 예시적인 개략적인 도면을 도시하며;

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열 제어기의 열 척의 예시적인 개략적인 도면을 도시하며;

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열 제어기의 밸브의 예시적인 개략적인 도면을 도시하며;

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 저온 설정점 및 고온 유체의 혼합을 그래프도로 도시하며;

도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열 척의 예시적인 개략적인 사시도를 도시하며; 및,

도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이중 척 시스템의 예시적인 개략적인 측면도이다.

본 발명은 테스트 받는 디바이스(DUT)라고 불리는 제어된 환경 하에서 테스 트되는 고체 전자 디바이스(solid state electronic device)와 같은 전자 디바이스의 온도를 제어하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 일 실시예에서 종래의 온도제어장치의 히트 싱크와 DUT 사이의 히터가 제거될 수 있다. 대신에, 상이한 각각의 온도를 가지는 유체 부분들(액체, 가스, 입자들, 과립(granules), 또는 그 혼합물을 포함하나 이에 제한되지 않는 비 고체 물질일 수 있는)은 DUT의 온도를 유지하고 제어하기 위하여 히트 싱크 내의 변동하는 부분들에서 혼합된다. 대안적으로, 각각 상이한 온도를 가지는 적어도 두 가지의 상이한 유체들이 DUT의 온도를 유지하고 제어하기 위하여 히트 싱크 내의 변동하는 부분들에서 혼합될 수 있다. 또한, 상이한 물체 상태의 둘 이상의 상이한 유체들이 본 발명에서 사용될 수 있다. 예컨대, 본 발명의 비제한적인 특징에 따라 가스상 유체가 액상 유체와 혼합될 수 있다. 따라서, 본 발명의 전체 히트 싱크는 적은 열량과 적은 열적 저항을 가진다.

일 실시예에서, 밸브(들)는 히트 싱크로 유입하는 유체 부분 및 듀티 사이클(duty cycle)을 제어한다. 히트 싱크의 디자인에 대한 제한은 없다. 즉, 유체 흐름 속도를 증가시키고 압력을 증가시키며, 효율을 최적화하고, 향상된 유체를 선택하고, 흐름 속도를 증가시키며, 델타T(즉, DUT 테스트 온도에 대해 히트 싱크 유체 온도)를 증가시키는 등으로써 효율과 열 제거 성능은 최대로 증가될 수 있다. 특히, 유체의 저온 델타T의 원리는 또한 발열 수요에 대해서도 적용될 것이다(즉, 고온 델타T). 즉, 필요한 대로 히트 싱크의 온도를 상승시키기 위하여 히터가 필요한 대신에, 큰 델타T를 가진 고온 유체가 사용될 것이다. 또한, 히터 및 연관된 히터의 영향을 제거함으로써, 히트 싱크 표면의 열 팩터들은 실제로 제거될 것이다.

도 2는 본 발명의 일 측면에 따른 DUT 온도 조정에 사용되는 온도제어장치의 통상적인 열 반응을 도시하는 그래프도이다. SOT(테스트 시작)까지는 디바이스의 전력이 없다. 다시, 테스트 온도(102)는 예로서 90℃로 설정된다. 또한, 각각 테스트 온도(102)에 대해 저온 유체 델타T 및 고온 유체 델타T를 제공하는 고온 유체온도(206) 및 저온 유체온도(204)가 있다. 히트 싱크의 저온 유체의 효과를 상쇄시키기 위하여 사용된 히터가 없으므로 표시된 히터의 전력은 없다.

히터 전력을 저해하는 데는 관련이 없으므로 저온 유체온도(204)는 종래 시스템의 저온 유체온도(104)보다 휠씬 낮다. 도 2는 저온 유체온도(204)가 대략 -30℃이므로 대략 120℃의 저온 유체 델타T를 발생하는 예시적인 실시예를 도시한다. 도 2의 예시적인 실시예는 또한 고온 유체온도(206)가 대략 200℃이므로 대략 110℃의 고온 유체 델타T를 발생하는 것으로 표시한다.

저온 유체 및 고온 유체 또는 동일한 유체(즉, 공통으로 순환되는 유체)의 저온 부분 및 고온 부분은 연속으로 조정가능한 부분들로 혼합되며(이하에서 설명되는 바와 같이), 혼합된 히트 싱크 유체온도(209)를 발생한다. 모든 실시예에서, 당업자들은 사용되는 유체(들)가 동일하고, 공통으로 순환되는 유체(즉, 동일한 유체의 다른 부분들이 가열되거나 및/또는 냉각되며)이거나, 또는 대신에 별도의 저장조들의 둘 이상의 별개의 유체들일 수 있으며, 혼합되기까지 서로 연통하지 않는 것을 알 것이다. 테스트 온도(102)를 유지하기 위하여 혼합된 히트 싱크 유체온도(209)는 디바이스 전력(112)의 상승에 대응하여 히트 싱크 유체 온도(209)가 하락하는 것에 의하여 표시된 바와 같이, 혼합된 히트 싱크 유체온도(209)는 증가하 는 디바이스 전력(112)(및 대응하는 디바이스의 온도 증가)를 상쇄하도록 조정된다. 이와 같이, 디바이스의 전력(112)은 테스트 온도(102)를 유지하면서 최대 테스트값으로 증가될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 2 도시의 온도 제어를 수행할 수 있는 예시적인 열 제어기의 개략적인 블록도를 도시한다. 도시된 실시예에서, 열 제어기(300)는 유체의 일부는 저온의 델타T 저장조(310)와 열적으로 상호 작용하는 것을 통하여 저온의 델타T로 냉각되며, 유체의 다른 부분은 고온의 델타T 저장조(320)와 열적으로 상호 작용하는 것을 통하여 고온의 델타T로 가열되도록 일련의 열 교환기들 및 밸브들을 통해 예컨대 다이날렌(Dynalene) HC-10 유체를 순환하는 폐 시스템을 구비한다. 예컨대, 도시된 실시예에서, 저온 저장조(310)와 고온 저장조(320)는 별개의 폐 시스템으로 구성되는 데, 이들은 각각 열 교환기(312, 322)들을 통하여 저온 및 고온의 유체를 통과시키며, 이들은 예컨대, 평행으로 흐르는 열 교환기들일 수 있다. 물론, 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 어떠한 형태의 열 교환기들도 열 제어기(300)에 사용될 수 있음을 알 것이다. 또한 열 제어기(300)에 유체를 사용하는 것은 제한적이 아니며 액체, 가스, 또는 액체/가스의 혼합물이 사용될 수 있다.

저온 델타T 저장조(310)는 예컨대, 열 교환기(312)의 출력으로 충분히 낮은 온도를 저온 델타T(예컨대, 도 2에 표시된 바와 같이, 120℃ 저온 델타T를 제공하는 -30℃의 저온 출력 온도)로 유지하는 칠러(chiller)를 구비할 수 있다. 칠러는 예컨대 테스트의 형태 및/또는 수요자의 요구에 따라 변할 수 있는 냉각 조건들에 따라 단일 스테이지 혹은 계단형(cascading)일 수 있다. 고온 델타T 저장조(320)는 예컨대, 열 교환기(322)의 출력으로 충분한 고온 온도를 고온 델타T(도 2에 표시한 바와 같이, 110℃의 고온 델타 T를 제공하는 200℃ 고온 출력 온도)로 유지하는 보일러일 수 있다. 재차, 열 교환기에 의존하지 않는 냉각 및 가열 시스템을 포함하는 열 제어기(300)에 사용되는 유체의 적절한 저온 델타T 및 고온 델타T를 발생하고 유지하기 위한 수단이 본 발명의 범위 및 사상을 벗어남이 없이 여기에 설명될 것이다.

열교환기(312,322)들은 여러 분기관들을 통해 히트 싱크(340, 350, 360, 및 370)들을 통해 유체를 인도하는 단일 도관(305)을 통해 이동하는 유체 온도를 조정한다. 각각의 히트 싱크는 설정점 온도가 유지되어야 하는 연관된 전자 디바이스(예컨대, DUT)와 접한다. 도시된 실시예에서, 도관(305)은 분리된 폐쇄 시스템으로서, 히트 싱크들에 있는 유체를 예컨대, 열 교환기(312, 322)들에서 유출한 유체 량에 비례하는 양으로 열 교환기(312, 322)들로 복귀 이동시킨다.

유체는 적절한 수단 및 적절한 압력에 의하여 도관(305)을 통하여 이동될 수 있다. 예컨대, 도시된 실시예에서, 펌프(382)(실시예에서 대략 180PSI에서 유체를 공급할 수 있으나, 당업자들은 시스템의 필요에 따라 더 크거나 작은 속도로 유체가 공급될 수 있음을 이해할 것이다)는 도관(305)을 통하여 유체를 공급하며, 축압기(accumulator)(384)(실시예에서, 대략 180PSI에서 유체를 공급할 수 있으나, 당업자들은 시스템의 필요에 따라 더 크거나 작은 속도로 유체가 공급될 수 있음을 이해할 것이다) 및 조정기(regulator)(386)(본 실시예에서 대략 160PSI에서 유체를 공급할 수 있으나, 당업자들은 시스템의 필요에 따라 더 크거나 작은 속도로 유체가 공급될 수 있음을 이해할 것이다)는 시스템 내에서 일정한 압력을 유지한다. 유체는 열 교환기(312, 322)들을 통하여 적절한 방향으로 흐르는 것을 보장하고 각각의 열 교환기(312, 322)들을 진입하는 유체량을 조정하는 각각 두 부분의 체크 밸브(314, 324)들과 같은 밸브들을 통하여 진입한다.

열 교환기(312)를 통과하는 유체 부분은 예컨대, 도 2에 그래프도로 도시된 바와 같이, 저온 델타T(예컨대, 120℃)와 합치하는 일정한 저온 온도(예컨대 -30℃)로 냉각된다. 유사하게, 열 교환기(322)를 통과하는 유체 부분은 예컨대, 도 2에 그래프도로 도시된 바와 같이, 고온 델타T(예컨대, 110℃)와 합치하는 일정한 고온 온도(예컨대 200℃)로 가열된다. 저온 유체 부분과 고온 유체 부분은 각각 도관(305)의 분기관(305a, 305b)들을 통해 열 교환기(312, 322)들에서 유출한다.

도시된 실시예에서, 분기관(305a)의 유체의 저온 유체 부분은 네 개의 히트 싱크(340, 350, 360, 및 370)들에 대응하는 네 개의 저온 제어밸브(341, 351, 361, 371)들을 통하여 흐르도록 구분된다. 예컨대, 제어밸브들은 펄스폭 변조된(PWM;Pulse Width Modulated) 아날로그 흐름 제어밸브, 초소형 전자기계 시스템(MEMS) 흐름 제어밸브, 등일 수 있다. 물론, 시스템은 본 발명의 범위와 사상을 벗어남이 없이 소정 숫자 또는 형태의 제어 밸브들과 대응하는 히트 싱크들을 구비할 수 있다. 예컨대, 간략화된 실시예에서, 열 제어기(300)는 열 교환기(312)에 대응하는 하나의 저온 유체제어밸브와 열 교환기(322)에 대응하는 하나의 고온 유체 제어밸브, 및 하나의 히트 싱크를 구비할 것이다.

저온 제어밸브(341,351,361, 및 371)들은 고온 제어밸브(342, 352, 362, 및 372)들과 쌍을 이루므로 각 히트 싱크는 각각 저온 제어밸브 및 고온 제어밸브에 의하여 제어되는 저온 유체 부분용 및 고온 유체 부분용의 두 유입구들을 가진다. 이와 같이, 제어밸브들은 소정 온도를 가지는 히트 싱크 내의 혼합된 유체 부분을 얻도록 각각의 저온 유체 부분 및 고온 유체 부분을 조정하도록 작동된다. 예컨대, 저온 유체부분 및 고온 유체부분은 히트 싱크의 챔버 내에서 혼합될 수 있다.

혼합된 유체 부분은 각각의 히트 싱크(340, 350, 360, 및 370)들과 충돌하여 각각의 히트 싱크의 온도(이로써 각각의 DUT의 온도)를 제어한다. 여기 규정된 바와 같이, 충돌 방향은 도 7에 개략적으로 도시된 바와 같이, 각각의 히트 싱크(340, 350, 360, 및 370)의 핀(F)들의 연장 방향(화살표(FD)로 나타낸)에 대해 일반적으로 수직으로 연장하는 방향(즉, 통상 화살표(ID)로 나타낸)이다. 히트 싱크(340, 350, 360, 및 370)의 핀들 내에서 충돌하고 순환하는 혼합된 유체 부분은 화살표(IC)로 일반적으로 표시된다. 히트 싱크들에 충돌하는 혼합된 유체 부분들에 의하여 복합된 온도의 영향이 히트 싱크들에 직접적으로 효과적으로 전달된다. 또한, 혼합된 유체 부분은 균등하게 각각의 히트 싱크들을 통하여 분배되며, 불균등한 온도 분포의 유발된 열적 팩터들 및 바람직하지 않은 영향을 회피한다. 저온 및 고온 유체 제어밸브들은 충돌 유체의 온도의 변화에 대해 히트 싱크들의 반응 시간을 증가시키기 위하여, 즉 순간 시간 반응에 접근하도록 각각의 히트 싱크들에 근접시켜 위치된다.

설명 목적을 위한 하나의 세트의 제어 밸브들 및 히트 싱크에 있어서, 제어 밸브(361, 362)들은 히트 싱크(360) 및/또는 히트 싱크(360)에 장착되거나 그에 의하여 작동되는 DUT의 온도 변화를 감시하는 서모스탯(thermostst)과 같은 센서(들)(도시 없음)로부터 수신된 신호들에 반응하여 개폐된다. 쌍을 이루는 제어밸브(361, 362)들로부터의 조정가능한 양의 저온 유체 부분 및 고온 유체 부분은 소정 비율로 혼합되어 위에서 설명한 바와 같이 히트 싱크(360)에 충돌한다. 제어 밸브(361, 362)의 흐름 속도를 조정하는 것은 국부적으로 밸브들에 의하거나 밸브들로부터 흐름 속도 및 위치 데이터를 접수하고 히트 싱크 및/또는 DUT로부터 온도 데이터를 접수할 수 있는 중앙제어처리 시스템에 의하여 집합적으로 제어될 수 있는 데, 이는 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않는다.

실시예에서, 히트 싱크(360)는 DUT와 접촉하여 DUT에 걸쳐 더욱 효율적이고 균일한 분포를 이루게 하는 열 경계(thermal interface) 물질(420)(도 5)과 같은 열 경계 물질에 부착된다. 열 경계 물질은 예컨대, 금속 기판 구조 위의 탄소 나노튜브를 포함할 수 있다.

혼합된 유체 부분의 온도는 DUT의 설정점 온도를 유지하기 위하여 필요한 바와 같은 각각의 조정가능한 제어밸브(361, 362)들을 통해 히트 싱크(360)에 진입하도록 허용된 양의 유체의 함수로서 조정 가능하다. 예컨대, 히트 싱크(360)와 면 접촉하고 있는 DUT의 온도가 DUT에의 증가된 전력에 반응하여 상승하기 시작함에 따라, 히트 싱크(360)의 온도는 이러한 변화에 대처하도록 하강되어야 한다. 따라서, 온도 상승을 나타내는 히트 싱크(360)의 센서(들)로부터 접수된 신호들에 기초하여 저온 유체제어밸브(361)는 점차적으로 개방되고 및/또는 고온유체 제어밸 브(362)는 점차적으로 폐쇄된다. 역으로, 히트 싱크(360)에 장착된 DUT의 온도가 하강하기 시작함에 따라, 히트 싱크(360)의 온도는 증가해야 하므로 저온유체 제어밸브(361)는 점차적으로 폐쇄되고 및/또는 고온유체 제어밸브(362)는 점차적으로 개방된다. 각각의 히트 싱크(340, 350, 360, 및 370)들은 DUT들에 영향을 미칠 수 있는 변수들을 상쇄하기 위하여 전용 센서들을 가질 수 있다. 예컨대, DUT들은 다소 상이한 열적 성질들을 가질 수 있거나 또는 여러 테스트의 타이밍이 다를 수 있다.

혼합된 유체 부분은 각각의 히트 싱크(340, 350, 360, 및 370)에서 유출하며 도관(305)을 통해 열 교환기(312, 322)들로 복귀한다. 유체의 부분들을 별개로 냉각하고 가열하며, 혼합된 저온 유체 부분과 고온 유체부분의 비율을 조정하는 과정은 각각의 DUT및/또는 히트 싱크의 온도를 감시하는 것에 기초하여 계속된다.

실시예에서, 혼합 유체는 저온 및 고온 유입구들에 대응하는 별도의 저온 및 고온 유출구들 및/또는 밸브들을 통해 각각의 히트 싱크(340, 350, 360, 및 370)에서 유출할 수 있다. 저온 및 고온 유입구들과 같이, 저온 및 고온 유출구들은 예컨대 조정 가능하므로 각각의 저온 및 고온 유출구들에서 유출하는 혼합 유체 부분의 비율은 유입구들로 진입하는 저온 또는 고온 유체부분의 비율에 대응한다. 각각의 히트 싱크(340, 350, 360, 및 370)에서 유출하는 혼합 유체 부분의 비율을 제외하는 외에 또는 대신에, 각각의 열 교환기(312, 322)들에 복귀하는 혼합 유체의 양은 유사하게 각각 체크 밸브(314, 324)들에 의하여 제어되므로 각각의 열 교환기(312, 322)들에 복귀하는 혼합 유체의 양은 히트 싱크(340, 350, 360, 및 370)들에 진입 하는 저온 및 고온 유체 부분들의 대응하는 양에 비례한다. 이와 같이, 열 교환기(312, 322)들은 DUT 온도들을 유지하기 위한 일반적으로 전류 수요에 의하여 지시된 바와 같은 전체 유체의 비례하는 양을 냉각하거나 또는 가열하는 것이 일반적으로 필요하며, 이로써 시스템의 효율을 증가시킨다.

또한, 별도의 저온 및 고온 유출구들에서 유출하는 혼합 유체 부분은 별도의 도관들을 통해 각각의 열 교환기(312, 322)들로 별도로 복귀될 수 있다. 예컨대, 히트 싱크(360)에 충돌하는 혼합유체 부분은 65%의 저온 유체와 35%의 고온 유체이며, 이어서, 혼합 유체의 65%는 저온 복귀 도관을 통하여 히트 싱크 조립체에서 유출하며 35%의 혼합유체는 고온의 복귀 도관을 통하여 유출한다. 재차, 열 교환기(312)와 열 교환기(322)는 이와 같이 각각 냉각하고 가열하도록 구성되며, 전체 유체의 적절한 양이 이와 같이 시스템의 효율을 증가시킨다.

다른 실시예에서, 저온 유체부분과 고온유체 부분은 히트 싱크에서 혼합되지 않고 오히려 새로운 도관들에 잔류하면서 열 에너지를 히트 싱크에 전달한다. 예컨대, 고온 델타T 저장조(320)로부터 순환된 고온 유체 부분은 히트 싱크(즉, 히트 싱크(360))를 통하여 이동하여 열을 히트 싱크에 전달하고, 즉, 히트 싱크 열 교환기(도시 없음)를 통하여 열을 전달하고, 열 교환기(322)(고온 델타T 저장조(320)에 대응하는)로 복귀한다. 따라서, 열 교환기(322), 입력부 고온 제어밸브(342, 352, 362, 및 372)들과 대응하는 출력부 고온 제어밸브들 및 고온 복귀 도관들(도시 없음)은 별도의 폐쇄 시스템으로 기능할 수 있다. 유사하게, 열 교환기(312)(저온 델타T 저장조(310)), 입력부 저온 제어밸브(341, 351, 361, 및 371)들, 대응하는 출 력부 저온 제어밸브들과 복귀 도관들(도시 생략)은 폐쇄 시스템으로 기능할 수 있다. 또한, 이 실시예에 의하면, 저온 델타T 및 고온 델타T를 공급하기 위하여 별도의 유체들 및/또는 상이한 유체 형태들을 사용할 수 있다.

또한, 열 제어장치의 냉각 사이클 및 가열 사이클이 별개의 복귀 도관들에 의하여 별도로 유지되고 고온 및 저온 유체 부분들을 혼합하는 것에 의해서가 아니고, 열 교환기(312, 322)들이 제거될 수 있다. 이와 같이, 예컨대, 칠러에 의하여 냉각된 저온 델타T 저장조(310)의 저온 유체는 제어된 양으로 직접 분리되어 히트 싱크(340, 350, 360, 및 370)로 유입되고, 적절한 양의 유체는 저온 복귀 도관을 거쳐 저온 델타T 저장조(310)로 복귀될 것이다. 유사하게, 예컨대, 보일러에 의하여 가열된 고온 델타T 저장조(320)의 고온 유체는 직접 히트 싱크(340, 350, 360, 및 370)로 공급되고 적절한 양의 유체는 고온 유체 도관을 통하여 보충된다. 이와 같이, 저온 델타T 저장조(310)와 고온 델타T 저장조(320)는 각각의 저장조들로부터 직접 인출된 유체 양에 따라 보충된다.

또한, 다른 실시예에서, 저온 및 고온 유체들의 비율은 히트 싱크에서 혼합되고 충돌하는 저온 및 고온 유체 양을 일반적으로 동시에 조정하는 하나 이상의 단일 열 척(thermal chuck)들에 의하여 제어될 수 있다. 예컨대, 도 4 및 5 도시와 같이, 단일 히트 싱크(415)의 열 척(400)은 밸브(424)(디스크 밸브를 포함하나 제한되지 않음)를 작동시켜 저온 유입구(410)와 별도의 고온 유입구(420)를 통해 열 척에 유입하는 유체의 양을 조정한다. 열 척(400)은 또한 저온 유입구(410) 및 고온 유입구(420)에 각각 대응하는 저온 복귀관(412) 및 고온 복귀관(422)을 구비한다. 히트 싱크(415)에서 혼합되고 충돌하는 유체 부분들은 이와 같이 앞에서 설명한 바와 같이, 저온 유입구(410) 및 고온 유입구(420)를 통하여 유체가 유입함에 따라 저온 및 고온의 동일한 비율로 저온 복귀관(412) 및 고온 복귀관(422)을 통하여 열 척(400)에서 유출할 수 있다. 또한, 본 발명은 도 3 에 도시된 배치와 유사하게 복수의 상호 연결된 열 척(400)들을 사용할 수 있다.

열 척(400)은 위치 설정에 신축성을 제공하는 짐발(gimbal)(430)을 통하여 기판(405) 위의 다이(406)(예컨대, DUT(406))에 접하고, 부착될 수 있다. 특히 도 5에 도시한 바와 같이, 유입하는 혼합 유체는 챔버(417)에서 혼합하여 히트 싱크(415)에 충돌하며, 챔버(417)의 내부 채널들을 통해 히트 싱크(415) 내에서 순환할 수 있다. 히트 싱크(415)는 예컨대, 열 경계면 물질(420)을 통해 DUT(406) 표면과 상호 작용하여, 앞에서 설명한 바와 같이 효율적이고 균일한 열 교환을 가능하게 한다. 일 실시예에서, 유체는 저온 유입구(410) 및 고온 유입구(420)를 통해 조정가능한 부분들로 열 척(400)에 유입하며 연속적으로 히트 싱크(415)와 충돌한다. 위에서 설명한 바와 같이, 유체는 저온 복귀관(412) 및 고온 복귀관(422)을 통해 열 척(400)에서 유출한다.

물론, 히트 싱크의 온도를 제어하기 위하여 상이한 온도들을 가지는 유체들로부터 열 에너지를 전달(즉, 저온 델타T 및 고온 델타T를 유지하기 위하여)하는 방법은 본 발명의 범위 및 사상을 벗어나지 않고 여기에 설명될 것이다. 또한, 유체들은 여러 상이한 온도들을 가질 수 있음을 안다. 예컨대, 본 발명의 일 실시예에서, 도관(305)을 흐르는 유체는 각각 상이한 델타T를 가지며 소정의 혼합 유체 부분의 온도를 얻기 위하여 여러 부분들에서 혼합될 수 있는 셋 이상의 부분들로 구분될 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 측면에 따른 예시적인 전자 디바이스의 온도제어방법의 흐름도(flow chart)를 도시한다. 스텝(S602)에서, 소정의 또는 목표 온도가 열 제어기가 유지하도록 설정된다. 목표 온도는 DUT가 테스트될(예컨대, 90℃) 설정점 온도이다. 대신에, 목표 온도는 전자 부품이 작동 환경 하에서 기능하는 소정 온도(또는 온도 범위)일 수 있다.

스텝(S604)에서, 전자 디바이스와 접하고 있는 전자 디바이스(예컨대, DUT) 및/또는 히트 싱크의 실제 온도가 측정된다. 측정된 온도는 이어서 소정 온도와 비교된다. 두 온도들이 동일하면, 히트 싱크의 유체 혼합물에 대해 온도 조정이 이루어지지 않으며, 갱신된 온도 데이터를 수신하기 위하여 과정은 스텝(S604)으로 복귀한다.

실제 온도가 설정 온도보다 낮으면 히트 싱크를 통과하여 흐르는 고온 유체 양은 증가되며 및/또는 히트 싱크를 통과하여 흐르는 저온 유체의 양은 스텝(612)에서 감소되어, 히트 싱크 온도를 증가시킨다. 실제 온도가 설정 온도보다 높으면, 히트 싱크를 통과하여 흐르는 저온유체의 양은 증가되고 및/또는 히트 싱크를 통과하여 흐르는 고온 유체의 양은 스텝(S610)에서 감소되어 히트 싱크의 온도를 저하시킨다. 어느 경우에나, 흐름 조정이 이루어진 후에는 갱신된 온도 데이터를 수신하기 위하여 과정은 스텝(S604)으로 복귀하며, 이어지는 스텝들이 필요에 따라 반복된다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열 척(500)의 개략적인 도면을 도시한다. 이 실시예는 세 가지의 유체 소스들(또한 저장조들이라고 지칭)을 이용하는 데, 즉, 저온 유체 소스(510), 설정점 유체 소스(513), 및 고온 유체 소스(520)이다. 설정점 유체 소스(513)의 유체는 저온 유체소스(510)의 유체보다 높은 온도로 설정된다. 특히, 설정점 유체 소스(513)의 유체는 일반적으로 DUT(열 척(500)을 통해 발생할 수 있는 열 손실을 고려)의 설정점 온도와 같은 온도로 설정된다. 예컨대, DUT의 설정점이 80℃이면, 설정점 유체 소스(513)의 유체 온도는 예컨대, 85℃로 설정될 수 있다. 또한, 고온 유체소스의 유체 온도는 설정점 유체소스(513)의 유체보다 높은 온도로 설정된다. 에너지 효율을 증가시키기 위하여, 설정점 유체 온도는 고온 유체 온도보다 저온 유체 온도에 근접할 것이다. 도 8은 세 가지 상이한 온도들을 가지는 세 가지 유체 소스(510, 513, 520)들을 도시하지만, 당업자들은 세 가지 이상의 상이한 온도들을 가지는 세 가지 이상의 유체 소스들이 다른 실시예들에서 이용될 수 있음을 이해한다. 예컨대, 시스템이 세 개의 상이한 설정점 온도들에서 세 개의 DUT를 테스트하도록 구성되면, 시스템은 저온 유체소스, 제1 설정점 유체소스, 제2 설정점 유체소스, 제3 설정점 유체소스, 및 고온 유체소스의 각각 상이한 다섯 가지 온도의 유체들을 포함하는 전체 5개의 유체 소스를 구비할 수 있다.

도 8의 도시와 같이, 도관(50)이 세 개의 유체 소스(510, 513, 520)들을 히트 싱크(515)에 상호 연결시킨다. 특히, 저온 유체는 저온 유체 도관(505a)을 통과하여 저온유체가 밸브(524)(디스크 밸브를 포함하나 제한되지 않은)와 연통하는 매 니폴드(580)를 거쳐 열 척(500)을 통하여 인도된다. 또한, 설정점 유체는 설정점 소스(513)에서 유출하여 도관(505b)을 거쳐 고온 유체소스(520)에 유입한다. 고온 소스(520)의 설정점 유체가 일단 일정한 고온 온도에 이르면, 고온 유체는 도관(505b)을 통과하여 고온 유체가 밸브(524)와 연통하는 매니폴드(580)를 거쳐 열 척(500)으로 인도된다. 고온 유체소스(520)로 인도되지 않은 설정점 유체는 도관(505s)을 통과하여 흐르고, 설정점 유체가 밸브(524)와 연통하는 매니폴드(580)를 거쳐 열 척(500)으로 인도된다. DUT의 테스트 중에 설정점 유체는 에너지 효율을 증가시키기 위하여 저온 유체와만 혼합한다. 즉, 저온 및 고온 유체의 직접적인 혼합을 제거하면 에너지 효율을 증가시키는 데, 이는 저온 및 고온 유체의 직접적인 혼합이 중대한 에너지 소비 및 히트 싱크(515)에서의 열 변화의 증가된 기회를 제공하기 때문이다.

도 9는 저온 유체 도관(505a), 설정점 유체 도관(505s), 및 고온 유체 도관(505b)에 연통하는 디스크 밸브(524)를 개략적으로 도시한다. 밸브(524)는 바람직하게는 히트 싱크 바로 위에 장착되며, 저온 유체, 설정점 유체, 및 고온 유체의 소정 혼합물을 소정 온도의 혼합 유체가 히트 싱크(515)(도 8 도시)에 충돌하도록 배출하기 위하여 180° 또는 360° 회전한다. 특히, 비제한적인 실시예에서, 밸브(524)가 0도 회전되면, 저온 유체가 배출되며; 밸브가 90° 회전하면 설정점 유체가 배출되며; 밸브가 180° 회전하면 고온 유체가 배출되며; 밸브가 270° 회전하면, 히트 싱크(515)에 이미 충돌한 유체가 복귀 도관(505R)(도 8 도시)을 통하여 복귀되어, 유체가 일반적으로 일정한 속도로 배출되게 한다. 이와 같이, 밸브(524) 는 바람직하게는 유체 공급 도관(505a, 505s, 및 505b)들의 연결부에 위치된다. 적절한 신속한 온도 반응을 위하여, 유체 변동 시간을 최소화하기 위하여 히트 싱크의 유입구에서 유체 혼합이 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 상기 설명한 구조에서, 히트 싱크(515)와 혼합 챔버(517)(도 11 도시)는 단일 유입구 및 단일 유출구만을 필요로 한다. 또한, 유체의 비압축성에 기인하는 문제들은 유체 혼합이 히트 싱크(515)에 가까이 근접하여 이루어지므로 감소된다. 부가적으로, 상기 설명한 구조는 반복성과 히스테리시스에 기인하는 문제들을 감소시킨다.

도 10은 밸브(524)의 작동과 관련하여 저온, 설정점, 및 고온 유체들의 혼합을 도시하는 그래프도이다. 특히, 도 10은 혼합 흐름이 대략 분당 2리터의 일정한 속도로 되는 것을 도시하며; 그러나, 당업자들은 이 속도는 분당 2리터 보다 크거나 작을 수 있으며 일정한 대신에 변할 수 있다.

도 8은 복귀 도관(505R)으로부터 충돌된 유체가 설정점 유체 복귀 도관(505sR)을 거쳐 설정점 유체 소스(513)로 복귀하고 저온 유체 복귀 도관(505aR)을 거쳐 저온 유체 소스(510)로 복귀되는 것을 도시한다. 즉, 세 개의 유체 공급도관(505a, 505s, 505b)들이 열 척에 연결되며, 단지 두 개의 유체 공급 도관(505aR, 505sR)(또는 505aR, 505bR; 또는 505sR, 505bR)들이 열 척으로부터 연결될 수 있다. 그러나, 도 11은 열 척으로 공급되는 세 개의 유체 공급 도관(505a, 505s, 505b)들과, 열 척으로부터 공급된 세 개의 유체 복귀 도관(505aR, 505sR, 505bR)들을 가지는 열 척(500)의 개략적인 사시도이다. 당업자들은 다른 실시예에서, 열 척으로부터 오직 하나의 유체 복귀 도관이 연장될 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 혼합 유체가 히트 싱크(515)에 충돌 후에, 설정점 및 고온 유체들 사이에 약간의 온도 차이가 있으므로, 설정점 유체 복귀 도관(505sR)은 열 척(500)의 상부 위의 고온유체 복귀 도관(505bR)에 인접하여 위치되므로, 약간의 열 손실이 발생한다. 부가적으로, 상기 설명한 혼합 유체의 복귀는 내적으로 또는 외적으로 열 척(500)으로 이루어질 수 있다.

저온 및 설정점 유체 소스(510, 513)들이 바람직하게는 분당 30리터의 대략 일정한 순환 유체일 수 있지만, 당업자들은 다른 적절하고 상이한 유체 순환 속도들이 사용될 수 있으며, 순환속도는 일정한 대신에 변할 수 있음을 이해한다. 또한, 앞에서 설명된 바와 같이, 저온, 설정점, 및 고온 도관들이 예컨대 조정가능하므로, 각각의 저온, 설정점, 및 고온 도관들에 유입하는 혼합 유체 부분이 도관들에서 유출하는 저온, 설정점, 또는 고온 유체 부분의 비율에 대응한다.

도 3 도시와 같이, 본 발명에서는 복수의 열 척(400, 500)(복수의 히트 싱크(415, 515)들을 가진)들이 사용될 수 있으며, 그를 통과하는 유체는 직렬로 또는 병렬로 연결될 수 있다. 이러한 측면에서, 도 8은 열 척(500)에 상호 연결될 수 있는 부가적인 열 척(500n)의 블록을 개략적으로 도시한다.

많은 사용예들에서, DUT를 신속하게 교체할 수 있도록 기판(508) 위의 테스트 장소에서 연속된 DUT(506)를 상호 교환가능하게 테스트하기 위하여 시스템에서 하나 이상의 열 척(400, 500)들을 사용하는 것이 보통이다. 도 12는 DUT의 테스트를 종료하기 위하여 다른 열 척(500B)이 열 척(500A)을 대기하면서(즉, 열 척은 위치(B)에서 테스트의 종료 또는 EOT를 대기하며), 테스트 장소(위치(A))에서 DUT(506)를 적극적으로 테스트하는 하나의 열 척(500A)을 가진 두 개의 열 척(500A, 500B)들로 이루어진 시스템을 도시하며, 여기에서 열 척(500A)은 유지 위치(C)로 이동하고 열 척(500B)은 다음 DUT를 테스트하기 위하여 위치(A)로 이동할 것이다. 일단 열 척(500B)이 다음의 DUT의 테스트를 종료하면, 열 척(500A)은 유지위치(C)로부터 다른 DUT를 테스트하기 위하여 위치(A)로 복귀 이동한다. 이와 같은 과정이 모든 DUT들이 테스트 되기까지 계속된다.

DUT를 빠르게 연속으로 테스트하는 것(예컨대, 다수의 열 척들(500)이 사용되는 상황에서)은 일반적으로 히트 싱크의 반복된 가열 및 냉각 결과로서 상당한 양의 에너지 소비를 필요로 한다. 이 기술 분야에서 알려진 바와 같이, 혼합 유체들 사이의 온도 차이가 클수록, 에너지 손실이 더 크다. 상기 설명한 구조에서, 위치(B)에서의 열 척(500B)은 설정점 유체만을 배출하므로 히트 싱크(515)에 설정점 유체만이 충돌(즉, 밸브(524)가 90° 회전 각도 위치에만 설정)하여 위치(B)에서 열 척(500B)의 히트 싱크를 일반적으로 일정한 온도로 유지하고 상이한 온도들의 유체들을 혼합할 필요를 제거하며, 이로써 시스템 수준에서 에너지 소비를 크게 절감한다. 또한, 위치(B)에서의 열 척(500B)의 히트 싱크가 일반적으로 일정한 설정점 온도에 유지되고 테스트 시작에서 유체 혼합이 방지되므로, 히트 싱크(515)에 걸친 그리고 DUT 위의 유발된 온도 변화는 크게 감소된다. 부가적으로, 에너지 효율을 증가시키기 위하여, DUT의 낮은 설정점 테스트를 위하여 칠러의 사용이 배제될 수 있다.

상기 설명한 바와 같이, 상기 열 제어방법을 수행하기 위하여 히트 싱크를 직접 가열하는 히터가 없으므로 개시된 실시예들은 열 저항 특성을 향상시키며 유발된 변화들을 제거하여, 종래 시스템에 의하여 지지되지 않는 극대의 델타T를 사용할 수 있게 한다. 또한, 개시된 실시예들에 의하면 에너지 소비가 더욱 커지고 및 반응 시간들이 더욱 빠르게 된다. 개시된 실시예들의 일 결과로서, 전자 디바이스의 더욱 정밀한 테스트 및 종래 장치들에 유효한 500와트(Watt) 한계를 넘는 즉, 1500와트에 이르는 취급 테스트를 가능하게 한다. 또한, 소정 환경(테스트 및/또는 작동상)에서의 전자 디바이스의 열 제어가 크게 향상된다.

본 발명이 적절한 방식으로 결합될 수 있는 여러 예시적인 실시예들과 관련하여 설명되었지만, 사용된 단어들은 한정을 위한 용어들이라기 보다는 설명 및 예시를 위한 용어들임을 이해해야 한다. 여러 측면들에서 본 발명의 범위와 사상을 벗어나지 않고 현재 설명되고 기재된 바와 같이 첨부의 특허청구범위의 취지 내에서 변경들이 이루어질 수 있다. 본 발명이 특정 수단, 소재 및 실시예들과 관련하여 설명되었지만, 본 발명은 개시된 특정 내용에 제한되도록 의도된 것은 아니다. 오히려, 본 발명은 첨부된 특허청구범위들의 범위 내에 있는 기능상으로 균등한 구조들, 방법 및 용도들로 확장한다.

Claims (39)

1. 디바이스와 열적으로 접하고 있는 히트 싱크를 통하여 유체를 순환시킴으로써 시험중인 디바이스의 온도를 제어하기 위한 장치로서,

   제1온도를 가지는 저온 유체 부분을 입력하기 위한 조정가능한 저온 입력부;

   상기 제1온도 보다 높은 제2온도를 가지는 고온 유체 부분을 입력하도록 형성된 조정가능한 고온 입력부;

   상기 히트 싱크의 온도에 직접 영향을 미치는 혼합 온도를 가지며 상기 히트 싱크와 충돌하는 혼합 유체 부분에서 상기 저온 유체 부분과 상기 고온 유체 부분이 혼합하고, 상기 저온 입력부와 상기 고온 입력부에 연결된 챔버;

   상기 저온 유체 부분의 상기 제1온도를 실질적으로 유지하기 위한 칠러;

   상기 고온 유체 부분의 상기 제2온도를 실질적으로 유지하기 위한 히터를 구비하여

   상기 히트 싱크 온도가 상기 디바이스 온도의 변화를 보충하고 상기 디바이스의 설정점 온도를 유지할 수 있도록 상기 혼합 온도를 동적으로 제어하기 위하여 상기 저온 입력부 및 상기 고온 입력부를 조정하는 것을 특징으로 하는 디바이스의 온도제어장치.
2. 디바이스와 열적으로 접하고 있는 히트 싱크를 통하여 유체를 순환시킴으로써 시험중인 디바이스의 온도를 제어하기 위한 장치로서,

   제1온도를 가지는 저온 유체 부분을 입력하기 위한 조정가능한 저온 입력부;

   상기 제1온도 보다 높은 제2온도를 가지는 고온 유체 부분을 입력하도록 형성된 조정가능한 고온 입력부;

   상기 히트 싱크의 온도에 직접 영향을 미치는 혼합 온도를 가지며 상기 히트 싱크와 충돌하는 혼합 유체 부분에서 상기 저온 유체 부분과 상기 고온 유체 부분이 혼합하고, 상기 저온입력부와 상기 입력부에 연결된 챔버;

   상기 저온 유체 부분의 상기 제1온도를 실질적으로 유지하기 위한 제1열교환기;

   상기 고온 유체 부분의 상기 제2온도를 실질적으로 유지하기 위한 제2열교환기를 구비하여

   상기 히트 싱크 온도가 상기 디바이스 온도의 변화를 보충하고 상기 디바이스의 설정점 온도를 유지할 수 있도록 상기 혼합 온도를 동적으로 제어하기 위하여 상기 저온 입력부 및 상기 고온 입력부를 조정하는 것을 특징으로 하는 디바이스의 온도제어장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   조정가능한 상기 저온 입력부에 의한 상기 저온유체부분 입력에 대응되는 일정양의 상기 혼합유체부분을 출력하도록 형성된 조정가능한 저온출력부를 구비하는 것을 특징으로 하는 디바이스의 온도제어장치.
4. 제 3항에 있어서,

   조정가능한 상기 고온 입력부에 의한 상기 고온유체부분 입력에 대응되는 일정양의 상기 혼합유체부분을 출력하도록 형성된 조정가능한 고온출력부를 구비하는 것을 특징으로 하는 디바이스의 온도제어장치.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 제1온도는 상기 설정점 온도에 대해 0℃ 내지 -140℃의 범위 내이고, 상기 제2온도는 상기 설정점 온도에 대해 0℃ 내지 75℃의 범위 내에 존재하는 것을 특징으로 하는 디바이스의 온도제어장치.
6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 디바이스는 반도체를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스의 온도제어장치.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 디바이스의 온도가 증가함에 따라 상기 저온유체부분은 증가되고, 상기 고온유체부분은 감소하는 것을 특징으로 하는 디바이스의 온도제어장치.
8. 제 6항에 있어서,상기 디바이스의 온도가 감소함에 따라 상기 저온유체부분은 감소되고, 상기 고온유체부분은 증가하는 것을 특징으로 하는 디바이스의 온도제어장치.
9. 제1온도를 가지는 제1유체 및 제2온도를 가지는 제2유체를 이용하여 히트 싱크와 접하여 테스트 중인 디바이스의 온도를 제어하는 방법으로서,

   상기 제1온도와 상기 제2온도 사이의 혼합온도를 가지는 혼합 유체를 얻기 위하여 상기 제1유체와 상기 제2유체의 비율을 결정하고,

   상기 혼합유체를 얻기 위하여 상기 제1유체와 상기 제2유체를 정해진 비율로 혼합하며,

   상기 디바이스의 온도 변화를 보상하고 상기 디바이스의 목표 온도를 유지하도록 상기 히트 싱크의 온도를 조절하기 위하여 상기 히트 싱크의 적어도 일부분 내에서 상기 혼합유체를 분배하며,

   칠러를 이용하여 상기 제1온도를 유지하며,

   히터를 이용하여 상기 제2온도를 유지하는 것을 특징으로 하는 디바이스의 온도제어방법.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 제1유체와 상기 제2유체를 혼합 할 때,

    상기 제1유체에 대응하는 제1입력포트를 통하여 상기 제1유체를 입력하고 상기 제2유체에 대응하는 제2입력포트를 통하여 상기 제2유체를 입력하며,

    정해진 비율에 따라서 상기 제1유체에 대응하는 제1출력포트와 상기 제2유체에 대응하는 제2출력포트를 통하여 상기 혼합유체를 출력하는 것을 특징으로 하는 디바이스의 온도제어방법.
11. 제 9항에 있어서,

    상기 제1온도는 상기 목표온도 보다 낮으며 상기 제2온도는 목표온도 보다 높은것을 특징으로 하는 디바이스의 온도제어방법.
12. 제 11항에 있어서,

    상기 제1온도는 상기 목표 온도에 대해 0℃ 내지 -140℃의 범위 내에서 존재하고 상기 제2온도는 상기 목표 온도에 대해 0℃ 내지 75℃의 범위 내에 존재하는 것을 특징으로 하는 디바이스의 온도제어방법.
13. 제 11항에 있어서,

    상기 제2유체에 대한 상기 제1유체의 비율은 상기 디바이스의 온도가 증감함에 따라 증가하도록 결정되고 상기 디바이스의 온도가 감소함에 따라 감소하도록 결정되는 것을 특징으로 하는 다바이스의 온도제어방법.
14. 디바이스와 열적으로 접하고 있는 히트 싱크를 통하여 유체를 순환시킴으로써 디바이스의 온도를 제어하는 장치로서,

    제1온도를 가지는 제1유체를 입력하도록 형성된 조정가능한 제1유체소스;

    상기 제1온도보다 높은 제2온도를 가지는 제2유체를 입력하도록 형성된 조정가능한 제2유체소스;

    상기 제1온도 및 상기 제2온도보다 높은 제3온도를 가지는 제3유체를 입력하도록 형성된 조정가능한 제3유체소스;

    상기 히트 싱크 온도에 직접 영향을 미치는 혼합유체온도를 가지고 상기 히트 싱크에 충돌하는 혼합유체로 상기 제1유체, 제2유체, 제3유체의 적어도 두가지의 조정가능한 양을 배출하도록 형성된 밸브;

    제1유체 복귀 라인 및

    제2유체 복귀 라인을 가지며,

    상기 제1유체, 제2유체 및 제3유체의 적어도 두가지의 조정가능한 양은 상기 히트 싱크 온도가 상기 디바이스 온도의 변화를 보충하며 상기 디바이스의 온도를 유지하도록 제어하고,

    상기 히트 싱크에 상기 혼합 유체가 충돌한 후에, 상기 혼합유체의 일부는 상기 제1유체 복귀 라인을 거쳐 상기 제1유체소스로 복귀하며, 상기 혼합유체의 잔여부분은 상기 제2유체 복귀 라인을 거쳐 제2유체소스로 복귀하는 것을 특징으로 하는 디바이스의 온도제어장치.
15. 디바이스와 열적으로 접하고 있는 히트 싱크를 통하여 유체를 순환시킴으로써 디바이스의 온도를 제어하는 장치로서,

    제1온도를 가지는 제1유체를 입력하도록 형성된 조정가능한 제1유체소스;

    상기 제1온도보다 높은 제2온도를 가지는 제2유체를 입력하도록 형성된 조정가능한 제2유체소스;

    상기 제1온도 및 상기 제2온도보다 높은 제3온도를 가지는 제3유체를 입력하도록 형성된 조정가능한 제3유체소스;

    상기 히트 싱크 온도에 직접 영향을 미치는 혼합유체온도를 가지고 상기 히트 싱크에 충돌하는 혼합유체로 상기 제1유체, 제2유체, 제3유체의 적어도 두가지의 조정가능한 양을 배출하도록 형성된 밸브를 가지고,

    제1전기부품 테스트기구는 제1밸브와 제1히트싱크를 갖고, 제2전기부품 테스트기구는 제2밸브와 제2히트싱크를 가지며,

    적어도 상기 제2밸브는 상기 제2히트싱크에 충돌하는 상기 제2유체만을 배출하도록 형성하며,

    상기 제1전기부품 테스트 기구가 전기부품을 테스트 할 때, 상기 제1밸브는 상기 제1히트 싱트에 충돌하는 혼합유체를 배출하고, 상기 제2전기부품 테스트 기구는 다음 전기 부품을 테스트하도록 대기하며, 상기 제2밸브는 상기 제2히트싱크에 충돌하는 상기 제2유체만을 배출하는 것을 특징으로 하는 디바이스의 온도제어장치.
16. 제 14항 또는 제 15항에 있어서,

    상기 밸브는 디스크 밸브인 것을 특징으로 하는 디바이스의 온도제어장치.
17. 제 14항 또는 제 15항에 있어서,

    상기 제1유체는 저온 유체이고, 상기 제2유체는 디바이스의 설정점 온도와 같은 온도를 가지는 설정점 온도이며, 상기 제3유체는 고온 유체인 것을 특징으로 하는 디바이스의 온도제어장치.
18. 제 17항에 있어서,

    상기 설정점 유체 온도는 상기 고온 유체의 온도보다 상기 저온 유체의 온도에 더 근접하는 것을 특징으로 하는 디바이스의 온도제어장치.
19. 제 14항 또는 제 15항에 있어서,

    상기 제 1유체, 제 2유체 및 제 3유체의 적어도 둘은 동일한 유체인 것을 특징으로 하는 디바이스의 온도제어장치.
20. 제 14항 또는 제 15항에 있어서,

    상기 제 1유체, 제 2유체 및 제 3유체는 모두 동일한 유체인 것을 특징으로 하는 디바이스의 온도제어장치.
21. 제 14항 또는 제 15항에 있어서,

    상기 히트 싱크는 복수의 핀들을 구비하며,

    상기 히트 싱크에 상기 혼합 유체가 충돌하는 방향은 상기 핀들이 연장하는 방향에 수직인 것을 특징으로 하는 디바이스의 온도제어장치.
22. 제1온도를 가지는 제1유체와, 제2온도를 가지는 제2유체 및 제3온도를 가지는 제3유체로서, 상기 제2온도는 상기 제1온도보다 높고 상기 제3온도는 상기 제2온도보다 높으며, 상기 제1, 제2 및 제3유체는 각각 제1, 제2 및 제3유체 저장조들에 저장되는 유체들을 이용하여 히트 싱크와 접하고 있는 디바이스의 온도를 제어하는 방법으로서,

    상기 제1온도와 상기 제3온도 사이의 혼합 온도를 가지는 혼합 유체를 얻기 위하여 상기 제1유체, 제2유체 및 제3유체의 적어도 두가지의 비율을 결정하며,

    상기 혼합유체를 얻기 위하여 상기 제1유체, 제2유체 및 제3유체의 적어도 두가지의 유체를 정해진 비율로 각각의 상기 저장조들로부터 배출하며,

    상기 디바이스의 온도 변화를 보충하고 상기 디바이스의 목표 온도를 유지하도록 상기 히트 싱크의 온도를 조정하기 위하여 상기 히트 싱크의 적어도 일부분에 상기 혼합유체를 충돌시키며,

    상기 충돌후에 상기 제1유체의 복귀라인을 거쳐 상기 제1유체 저장조로 상기 혼합 유체의 일부를 복귀시키며,

    상기 충돌후에 상기 제2유체의 복귀라인을 거쳐 상기 제2유체 저장조로 상기 혼합 유체의 잔여 부분을 복귀시키는 것을 특징으로 하는 디바이스의 온도제어방법.
23. 제1온도를 가지는 제1유체와, 제2온도를 가지는 제2유체 및 제3온도를 가지는 제3유체로서, 상기 제2온도는 상기 제1온도보다 높고 상기 제3온도는 상기 제2온도보다 높으며, 상기 제1, 제2 및 제3유체는 각각 제1, 제2 및 제3유체 저장조들에 저장되는 유체들을 이용하여 히트 싱크와 접하고 있는 디바이스의 온도를 제어하는 방법으로서,

    상기 제1온도와 상기 제3온도 사이의 혼합 온도를 가지는 혼합 유체를 얻기 위하여 상기 제1유체, 제2유체 및 제3유체의 적어도 두가지의 비율을 결정하며,

    상기 혼합유체를 얻기 위하여 상기 제1유체, 제2유체 및 제3유체의 적어도 두가지의 유체를 정해진 비율로 각각의 상기 저장조들로부터 배출하며,

    상기 디바이스의 온도 변화를 보충하고 상기 디바이스의 목표 온도를 유지하도록 상기 히트 싱크의 온도를 조정하기 위하여 상기 히트 싱크의 적어도 일부분에 상기 혼합유체를 충돌시키며,

    상기 디바이스는 제1밸브와 제1히트 싱트를 가지는 제1전기부품 테스트기구와 제2밸브와 제2히트싱크를 가지는 제2전기부품 테스트기구를 구비하며,

    상기 제1유체, 제2유체 및 제3유체의 적어도 둘의 배출은 전기부품의 테스트를 실시하는 동안 상기 제1전기부품 테스트기구에서 발생하며,

    상기 제1전기부품 테스트 기구에 의하여 상기 제1유체, 제2유체 및 상기 제3유체의 적어도 둘을 배출하고 상기 제2전기부품 테스트 기구가 다음 전기부품을 테스트하기 위하여 대기하는 동안에, 상기 제2유체만이 상기 제2히트싱크에 충돌하도록 배출하는 것을 특징으로 하는 디바이스의 온도제어방법.
24. 제 22항 또는 제 23항에 있어서,

    상기 제1유체, 제2유체 및 제3유체는 디스크 밸브를 통하여 적어도 둘을 배출하는 것을 특징으로 하는 디바이스의 온도제어방법.
25. 제 22항 또는 제 23항에 있어서,

    상기 제1유체는 저온 유체이고, 상기 제2유체는 상기 디바이스의 목표 온도와 같은 목표 유체이며, 상기 제3유체는 고온 유체인 것을 특징으로 하는 디바이스의 온도제어방법.
26. 제 25항에 있어서,

    상기 목표온도는 상기 고온유체 온도보다 상기 저온유체 온도에 더 근접한 것을 특징으로 하는 디바이스의 온도제어방법.
27. 제 22항 또는 제 23항에 있어서,

    상기 제1유체, 제2유체 및 제3유체의 적어도 둘은 동일한 유체인 것을 특징으로 하는 디바이스의 온도제어방법.
28. 제 22항 또는 제 23항에 있어서,

    상기 제1유체, 제2유체 및 제3유체는 모두 동일한 유체인 것을 특징으로 하는 디바이스의 온도제어방법.
29. 제 22항 또는 제 23항에 있어서,

    상기 충돌은 상기 히트 싱크의 핀들이 연장하는 방향에 수직인 방향으로 발생하는 것을 특징으로 하는 디바이스의 온도제어방법.
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