TW201506420A - 直接注射式相變溫度控制系統 - Google Patents

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Thomas F Lemczyk
Rick A Davis
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Sensata Tech Massachusetts Inc
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Abstract

一用於控制一受測試裝置(DUT)的溫度之熱性控制單元(TCU)係包括一配置於其中之密封式蒸發腔室，蒸發腔室係組構有一致冷劑入口及一致冷劑出口；及至少一表面，其用於受測試裝置之熱性接合並組構以將熱量傳導至蒸發腔室。係揭露一測試系統及一電腦程式產品。

Description

直接注射式相變溫度控制系統
本文揭露的發明係有關半導體測試硬體，特別有關一用於測試半導體裝置之致冷系統。
由於全球愈來愈仰賴半導體科技，半導體組件的失效益加令人關切。半導體裝置的測試日益重要。更確切來說，特別欲得知半導體裝置的失效模式，俾使新設計可有效地克服缺陷。不幸地，許多測試裝備並未提供受測試裝置之適當溫度控制，因此目前的測試協定具有有限的價值。
因此，係需要具有用以增強半導體裝置的測試之方法及裝備。
在一實施例中，係揭露一用於控制一受測試裝置(DUT)的溫度之熱性控制單元(TCU)。該單元係包括一配置於其中之密封式蒸發腔室，蒸發腔室係組構有一致冷劑入口及一致冷劑出口；及至少一表面，其用於受測試裝置之熱性接合並組構以將熱量傳導至蒸發腔室。
在部分實施例中，蒸發腔室配置於一冷板總成內；冷板總成可包括一體部及一安裝至其之轉移板；冷板總成可包括一配置於體部與轉移板之間之密封件，其中轉移板係可組構以將熱量從測試裝置轉移至致 冷劑。在部分實施例中，TCU包括至少一熱電冷卻器(TEC)。在部分實施例中，TCU包括至少一基座安裝板；其中至少一基座安裝板可包括一用於一感測器總成之座架(mount)。在部分實施例中，感測器總成進一步包含一用於一裝置轉接器之座架；且裝置轉接器係可組構以供從受測試裝置作熱性轉移。在部分實施例中，TCU包括至少一加熱器；且至少一加熱器可包括一電阻性元件。在部分實施例中，TCU係組構以供配合使用R404a及R134a致冷劑之至少一者。在部分實施例中，TCU包括一熱性轉移材料，其配置於一轉移板、一熱電冷卻器、一基座安裝板及一感測器總成之至少一表面上。在部分實施例中，TCU包括至少一溫度感測器，及/或至少一濕度感測器。
在另一實施例中，提供一用於測試一半導體裝置的熱性響應之測試系統。測試系統係包括：一熱性控制單元(TCU)，其用於控制半導體的溫度，該單元包括一配置於其中之密封式蒸發腔室，蒸發腔室係組構有一致冷劑入口及一致冷劑出口，其中該單元包含至少一表面，其用於半導體裝置之熱性接合並組構以將熱量傳導至蒸發腔室；一控制器，其用於接收一控制信號及根據該信號來控制熱性控制單元(TCU)之操作。
在測試系統的部分實施例中，控制信號係由一使用者介面及熱性控制單元(TCU)的一感測器之一者所提供。在測試系統的部分實施例中，控制器係組構以執行儲存在機器可讀取式媒體(machine readable media)上之機器可執行式指令(machine executable instructions)，該等指令係用於控制操作。
5‧‧‧溫度控制模組
6‧‧‧連接模組
7‧‧‧絕緣物
8‧‧‧致冷線
9‧‧‧致冷迴路
10‧‧‧熱性控制單元(TCU)
11‧‧‧空氣線
12‧‧‧受測試裝置(DUT)
14‧‧‧插座
15‧‧‧電子件
16‧‧‧印刷電路板(PCB)
42‧‧‧加熱器
43‧‧‧熱電冷卻器(TEC)
45‧‧‧蒸發腔室
46‧‧‧入口
47‧‧‧出口
51‧‧‧(清除氣體)入口
52‧‧‧體部
54‧‧‧調整握柄
55‧‧‧冷板總成
56‧‧‧轉折板
57‧‧‧基座安裝板
59‧‧‧感測器總成
60‧‧‧熱性控制頭
61‧‧‧冷板調溫器
70‧‧‧殼體
72‧‧‧整合式殼套及螺絲總成
73‧‧‧硬停止件
75‧‧‧(可調整式)硬停止件
81‧‧‧裝置轉接器
100‧‧‧控制器
101‧‧‧使用者介面
105‧‧‧乾空氣供應物
106‧‧‧測試設備
500‧‧‧測試系統
A‧‧‧縱軸線
從下列描述連同附圖可得知本發明的特徵構造及優點，其中： 圖1是描繪一用於小裝置的熱性測試之熱性控制單元(TCU)的示意圖；圖2A及2B在本文合稱為圖2，係為圖1的熱性控制單元(TCU)之立體圖；圖3是圖1及2的熱性控制單元(TCU)之剖切立體圖；圖4及5是用於圖1、2及3的熱性控制單元(TCU)之一溫度控制模組的剖切立體圖；及圖6是使用於圖4及5的溫度控制模組中之一熱性控制頭(thermal control head)的分解圖；圖7是用於圖6的熱性控制頭之一殼體的分解圖；圖8A、8B在本文合稱為圖8，係為圖6的熱性控制頭之仰視立體圖；圖9描繪用於圖1、2及3的熱性控制單元(TCU)之一控制器的一示範性實施例；圖10是有關一採用圖1、2及3的熱性控制單元(TCU)之系統的組件之流程圖；及圖11是描繪圖10的系統之效能的圖形。
本文係揭露用於控制測試裝置的溫度之方法及裝備。特別來說，本文所揭露的方法及裝備係特別可用於在測試期間控制半導體裝置的溫度(亦即熱性條件(thermal conditions))。為此，本文所討論的示範性實施例係就半導體裝置而提供，然而。這並未詮釋成限制住本文的教示。亦即，本文所揭露的科技可同樣良好地適用於其中欲有熱性條件的控制之任何類型的微型裝置。
現在參照圖1，其中顯示一熱性控制單元(TCU)的形態。在使用期間，熱性控制單元(TCU)10係與一致冷迴路9中的組件維持一介面。致冷迴路9包括諸如一凝結器及一壓縮機等組件。致冷迴路9的其他組件可被包括在熱性控制單元(TCU)10的外部或其內。此外，熱性控制單元(TCU)10係與一受測試裝置(DUT)12維持一介面。受測試裝置(DUT)12轉而可被耦合至一插座14及/或一印刷電路板(PCB)16。插座14及/或印刷電路板(PCB)16概括提供從受測試裝置(DUT)12至外部測試設備(如下文顯示於圖10)之導通。示範性外部測試設備係包括示波器、電源供應器、電壓計及其他的如是測試裝置。
應瞭解“致冷迴路(refrigeration loop)”用語概括係指位於熱性控制單元(TCU)10外部且支援一氣體致冷循環之組件。更確切來說，習見“致冷迴路”的至少部分組件可配置於熱性控制單元(TCU)10內。為此，致冷迴路用語不應詮釋成需使造成致冷的全部組件皆位於熱性控制單元(TCU)10的外部。
一般來說，受測試裝置(DUT)12係包括適合於測試之任何類型的裝置。受測試裝置(DUT)12的示範性實施例係包括所有種類的積體電路。一般來說，使用熱性控制單元(TCU)10以供測試受測試裝置(DUT)12係僅受限於轉移的形態。更確切來說、且作為一範例，熱性控制單元(TCU)的使用係可能僅受限於熱性控制單元(TCU)10與受測試裝置(DUT)12構成熱性介面之能力。
現在參照圖2A及2B，熱性控制單元(TCU)10的一實施例之立體圖。在此範例中，熱性控制單元(TCU)概括係為沿一縱軸線A居中之一長橢圓形裝置。任意地，熱性控制單元(TCU)可被視為分成兩組件。一第一組件稱為一連接模組6。一第二組件稱為一溫度控制模組5。
一般來說，連接模組6包括致冷線8(一入口線及一出口線)。此外，熱性控制單元(TCU)10可包括至少一空氣線11。亦如圖3所顯示，連接模組6可包括絕緣物7。絕緣物7可被定向以圍繞致冷線8並保存熱性效能。一連接模組6可包括電子件15。一般來說，電子件15係導通於溫度控制模組5。
一般來說，溫度控制模組5係包括用於加熱受測試裝置(DUT)12且亦用於冷卻受測試裝置(DUT)12之組件。溫度控制模組5進一步包括用於感測受測試裝置(DUT)12的溫度之感測組件。
現在亦請參照圖4及5，其中顯示溫度控制模組5之一示範性實施例的剖切圖。示範性實施例的組件係包括一入口46及一出口47。入口46從致冷迴路9接收經壓縮的致冷劑並將致冷劑配送至一蒸發腔室45中(本文亦稱為一蒸發器)。入口46可包括至少一噴嘴(未圖示)以供配送致冷器。
液體及蒸氣從蒸發腔室45經由出口47帶走熱量。一般來說，蒸發腔室45包括一轉折板56。轉折板56可包括特徵構造俾使來自入口46的致冷劑分佈於一大表面積上，因此造成有效率的熱交換。示範性特徵構造係包括複數個往上延伸的指(fingers)(如圖示)、鰭片(fins)、脊(ridges)，索線(wires)、或其他熱傳導組件。
此外，溫度控制模組5可包括一清除氣體入口(purge air inlet)51。清除氣體入口51可以經過空氣線11之乾空氣的一供應物所供應。一般來說，一清除氣體(例如空氣或氮)可被供應至熱性控制單元(TCU)10藉以限制凝結。當用來防止凝結(霜的聚集)時，清除氣體一般係維持曝露於清除氣體的最冷表面者以下之一露點(dewpoint)。在部分實施例中，露點係維持在約-40度C至-55度C以下，其係為冷板至基座端之一操作溫度。
一般來說，清除氣體被供應使其將以一自由流動方式通過這些冷表面上方。流動(flow)可被供應俾以發生一最小壓降而不造成對於清除氣體的不當熱量轉移。在部分實施例中，清除氣體係流通於一閉迴路中。在部分實施例中，清除氣體係在某較低區位作通風(例如其在較低的插座接頭等處開通)。一般來說，清除氣體的形態係由一控制器(例如圖9描繪的控制器)作控制。
系統設計者可在考量系統設計的其他形態時將清除氣體的使用列入考慮。例如，清除氣體中的熱量轉移係可供降低所使用絕緣物7的數量。為此，使用清除氣體係有助於熱性控制單元(TCU)10之較小設計。
一般來說，冷板總成55係為一依需要包括轉移板56及其他組件之總成，以提供蒸發腔室45的一實質密封式實施例。冷板總成55包括一供轉移板56對其安裝之體部52。一墊片、密封環或其他類型密封件可配置於體部52與轉移板56之間以確保蒸發腔室保持實質地密封。
溫度控制模組5可進一步包括一熱電冷卻器(TEC)43。在所顯示實施例中，熱電冷卻器(TEC)43為一平面性形式。在此範例中，熱電冷卻器(TEC)43係熱性接觸於冷板總成55的轉移板56。熱電冷卻器(TEC)43轉而係熱性接觸於一基座安裝板57。在部分實施例中，熱電冷卻器(TEC)43未被包括在溫度控制模組5中。在其他實施例中，熱電冷卻器(TEC)43的額外案例被包括在溫度控制模組5中。
在所顯示實施例中，基座安裝板57具有雙重目的。亦即，基座安裝板57對於一殼體提供一基底，其圍繞冷板總成55。此外，基座安裝板57包括至少一加熱器42。至少一加熱器42可包括一電阻性元件。可包括或設置用於提供加熱之其他組件以取代電阻性元件。在部分其他實施例中，並未包括至少一加熱器4'2。在部分進一步實施例中，至少一加熱器 42係與基座安裝板57分開地被併入、或呈現一不同於所顯示者之組態。
基座安裝板57可包括一通路(through-way)(未顯示)。通路可被包括以提供與感測器總成59之電性連接。一般來說，感測器總成59係組構以熱性接觸於受測試裝置(DUT)12並感測受測試裝置(DUT)之溫度。除了一感測元件外，感測器總成59可包括用於提供與受測試裝置(DUT)12的有效率熱性導通之材料之組件。
如同本文所討論，應注意諸如“上方”或“下方”等定向用語係為相對任意性。一般來說，本文的討論係就圖1、2及3所示的定向，其中熱性控制單元(TCU)10的溫度控制模組5被定向於連接模組6“下方”。然而，如是術語僅供習慣及說明用。應瞭解，例如，熱性控制單元(TCU)10可依情形適用而以其側邊、倒置或以另一定向操作。
現在參照圖6，其中更詳細地顯示溫度控制模組5的組件。在此圖示中，以分解圖顯示一熱性控制頭60。一般來說，熱性控制頭60係包括用以提供溫度控制之熱性控制單元(TCU)10的組件。更確切來說，熱性控制頭60包括冷板總成55、熱電冷卻器(TEC)43、及基座安裝板57(其包括至少一配置於其中之加熱器42)。此外，熱性控制頭60可包括至少一感測器。例如，熱性控制頭60可包括一冷板調溫器(cold plate thermostat)61。
現在參照圖7，其描繪一殼體70的分解圖。一般來說，殼體70包括一整合式殼套及螺絲總成72。殼套及螺絲總成72可包括一硬停止件(hard stop)73。一旦熱性控制頭60已經被定向於殼套及螺絲總成72內，調整握柄54可沿熱性控制頭60周圍往下螺接且進入殼套及螺絲總成72中。因此，當組裝時，熱性控制頭60機械性固接於殼體70內。可添加可調整式硬停止件75而使調整握柄54被鎖定就位。一般來說，可調整式硬停止件75可包括至少一框架及至少一螺栓以供將調整握柄54鎖定至殼套及螺 絲總成72。在此範例中，至少一螺栓係穿透調整握柄54的周邊中之一螺栓孔並被固接至硬停止件73中。
現在參照圖8，其中顯示溫度控制模組5的一底側。可如圖8A所見，基座安裝板57可包括複數個安裝特徵構造以供安裝裝置轉接器81。一般來說，熱性控制單元(TCU)10可配備有複數個裝置轉接器81。例如，裝置轉接器81的各者係可組構以與一特定的受測試裝置(DUT)12作有效率之熱交換。
一般來說，各裝置轉接器81(暨熱性控制頭60之其他組件)係由有關於熱容量(超過及溫度的操作範圍)、剛性、可取得性、耐久性、成本及類似因素之材料製成。在部分實施例中，選擇鋁作為一適當材料以供使用在熱性控制頭60暨裝置轉接器81的各者中。
一諸如熱膏(thermal paste)等熱性轉移媒體係可配置於凡認為適當之處。可使用熱性轉移媒體的其他實施例。例如，可使用熱性介面媒體。在一實施例中，熱膏係配置於熱性控制頭60的組件各者之間。熱膏可配置於裝置轉接器81與基座安裝板57暨感測器總成59之間。可就效能(熱傳導率)、可取得性、施加容易度、壽命、維護要求、使用者喜好及根據其他判別標準來選擇熱性轉移媒體。
現在參照圖9，提供一控制器100的圖示。在此示範性實施例中，控制器100可組構成一機架安裝式單元(rack-mounted unit)。控制器100可包括致冷迴路9的剩餘組件。例如，控制器100可包括複數個風扇、一壓縮機、一凝結器、及其他的如是組件。此外，控制器100可包括適當的電源供應器，暨監測設備以供監測感測器總成59的輸出。為此，控制器100可包括至少一介面(未圖示)。至少一介面可為與例如一個人電腦、一網路或類似物之一介面。控制器100可包括與諸如乾空氣的一供應物等其他 組件之連接件。
現在參照圖10，提供描繪一示範性測試系統500之流程圖。在測試系統500中，控制器100經由使用者介面101被一使用者所掌控。為此，控制器100係控制致冷迴路9、一乾空氣供應物105及熱性控制單元(TCU)10。熱性控制單元(TCU)10被熱性耦合至受測試裝置(DUT)12。此外，在此實施例中，控制器100係與測試設備106構成介面。測試設備106係用來在測試期間對於受測試裝置(DUT)12的效能作監測及控制之至少一者。亦即，測試設備106係可供監測受測試裝置(DUT)12之輸出信號並額外地供控制對於受測試裝置(DUT)12之輸入信號。
為此，控制器100及使用者介面101的至少一者係可包括用於進行受測試裝置(DUT)12的測試之指令。指令可以一電腦程式產品提供，其包括儲存在機器可讀取式媒體上的機器可執行式指令。機器可讀取式媒體可例如包括非揮發性儲存件(nonvolatile storage)諸如一硬碟機、一光碟機或類似物。指令可從一遠端系統(未圖示)被裝載至控制器100及/或使用者介面101的記憶體中。就習慣而論，用於進行測試之指令在本文稱為“軟體，，並可包括依需要或適用而定的額外指令。例如，軟體可包括用於提供使用者介面、輸出、導通及與進行測試相關聯的其他任務之指令。
一般來說，軟體可包括資料表格，諸如對於可被測試的一陣列裝置之選定效能參數含有所欲數值之表格。軟體可包括資料登錄特徵構造。例如，軟體可組構以監測複數個熱性控制單元(TCU)10、各裝置轉接器81及類似物之效能。
軟體可依適用而包括邏輯。例如，軟體可由於裝置效能的緣故而引發一給定的測試程序。此外，軟體可供根據一預定的測試程序、或由於測試期間所收集的效能資料之緣故來調整加熱、冷卻、所施加電壓 及類似物。
圖11描繪測試系統500之示範性操作區域。在所提供的圖形中，一可達成的目標溫度區係顯示於最大冷卻極限曲線右方及最大加熱曲線左方。
已經藉此描述了熱性控制單元(TCU)10、控制器100及測試系統500以供實行控制器100中的熱性控制單元(TCU)10之形態，現在介紹進一步實施例的形態。
一般來說，被包括在熱性控制單元(TCU)10、控制器100及測試系統500中之組件的物理尺寸僅受限於效能暨使用者需求。未必任何的特定組件皆如上文描述般被提供。例如，可能不需使一壓縮機被包括在控制器100中。事實上，致冷迴路9的組件(亦即未被包括在熱性控制單元(TCU)10中之組件)可完全與控制器100分離。
再者，致冷迴路9可包括被視為適合的額外組件。例如，可包括額外的壓縮機、鰭片、蒸發器、軟管、閥、線乾燥器(line dryers)、濾器及類似物。一般來說，致冷迴路9係以易於取得的致冷劑而操作。例如，致冷迴路9可以R404a、R134a或其他類型的致冷劑而操作。致冷迴路9的操作可以一分離的控制系統或藉由控制器100作監測及控制。
一般來說，溫度控制模組5(亦即殼體70及其中的熱性控制頭60)可易於組裝或拆解。簡單設計及構造係利於個別組件上的維護而無需構造性拆卸。
溫度控制模組5可視適用而包括額外的感測器及控制件(未圖示)。例如，額外溫度感測器可被包括在溫度控制模組5內。額外溫度感測器可例如提供關於熱性控制單元(TCU)10的效能之額外資訊，並藉此增強在一與受測試裝置(DUT)12的介面處之溫度輪廓的控制。在另一範例中， 可監測加熱器42中之電阻性元件的效能。致冷劑的流率可由流控制閥或類似物被控制。溫度控制模組5可包括額外組件諸如至少一風扇、一空氣通風口或類似物。可包括一濕度感測器以監測環境濕氣。
例如，感測器諸如溫度及濕度感測器係可部署於蒸發器處。溫度感測器(例如RTD、熱阻器、熱電偶)係可用來測量受測試裝置(DUT)12的表面溫度。殼體70可包括溫度感測器。輔助加熱器可被包括在殼體70中。可包括額外之熱電或類似的其他(例如熱離子)裝置。
殼體可依適用而包括電性元件。例如，殼體可包括電連接件，俾使熱電冷卻器(TEC)43及/或加熱器42可在安裝至殼體70中時插入。
熱性控制單元(TCU)10可調整成提供一高度(high degree)的效能及控制。例如，為了冷卻受測試裝置(DUT)12(降低溫度)，熱交換路徑係從受測試裝置(DUT)12引至蒸發腔室45。類似地，為了加熱受測試裝置(DUT)12(增高溫度)，熱交換必須從加熱器42流至受測試裝置(DUT)12。這些特定組件的此後者功能係容許主要在DUT上的操作之冷卻模式期間，使相變次系統(phase change subsystem)僅運作用來將一冷的冷卻劑供應物供應至使用點。在加熱操作期間，相變次系統可調整成極小地操作。
據此，TCU對於使用者提供一用於一裝置的熱性測試之系統。熱性測試能力係包括使受測試裝置(DUT)12受到一所欲設定點目標溫度，對於溫度的一所欲爬升率(ramp rate)、一特定裝置尺寸的一所欲熱通量以及額定值。
該科技直接地簡化了對於半導體測試硬體所典型實行之冷卻系統複雜度。相較於先前技藝的冷卻劑系統，本文所揭露的科技不再需要次要物(亦即冰冷器(chiller)、冷卻劑設備、及類似物)，其典型用來對於初級冷卻劑冷卻及排出熱量(reject heat)、暨控制溫度。該等系統雖可提供冷與 熱冷卻劑溫度控制，只含致冷劑的冷卻劑將僅提供呈現位準之冷卻。
本文的教示亦提供遠比大部分標準冷卻劑所可實現者更低的冷卻劑溫度，而不訴諸特定化的熱量轉移流體及相關聯的特殊冰冷器及組件。
並且，在致冷劑與熱負荷之間在蒸發器處發生的直接濕潤式介面係提供一遠比大部分流體可實現者更高之熱量轉移係數。因此，熱阻顯著地降低，且這可額外地容許微型化組件(亦即熱交換表面)的有效率使用，藉此容許對於與半導體測試業相關聯的PCB上插座應用(socket-on-PCB applications)具有一遠為更具吸引力之密實測試載具形狀因數。
一般來說，本文所揭露的方法及裝備係利用一直接二相冷卻劑系統以供半導體測試，暨利用一很低溫度冷卻劑(亦即約負40度C)。
該系統係提供微型化並包括一很密實的壓縮機暨蒸發器組件。其展現實質的密實性並可配合至一2-3U標準機架殼套形狀因數。密實蒸發器設計係配合至具有60mm x 60mm及40mm x 40mm的頭輪廓維度(head outline dimensions)之標準半導體測試插座附件。
該系統包括精密的蒸發器-DUT介面溫度控制，其中壓縮機控制器及致冷劑流通係直接地連結於主控制系統。並且，該系統消除了與具有流體系統搭接的標準測試建置相關聯之冷卻劑洩漏的危險。
該系統能夠具有一快速系統起動區域。其亦包括一不需要外部冷卻單元之自我圍堵式(self contained)熱性系統控制器。熱性控制方法體系在加熱期間將TEC功率降低至加熱器功率的一預定百分比，以在操作期間鉅幅地改良TEC壽命。並且，具有對於TEC扣持方法之機械性改良，以改良TEC壽命。
半導體測試業中的技藝現狀溫度控制系統(state-of-the-art temperature control systems)係已經利用冷卻劑系統，諸如空氣、水、乙烯-乙二醇混合物，及其他特殊熱量轉移流體。在大部分的這些系統中，需要一冰冷器單元以次要地控制主要冷卻劑流體的溫度。藉由消除此次要系統、及直接地使用主要致冷劑作為主要流體，可降低系統複雜度，可更有效率地降低冷卻效能，且可獲得成本節約。特別來說，所使用的致冷劑可達成遠比水、乙烯-乙二醇混合物及類似的熱量轉移流體所可達成者更低(亦即更冷)之溫度，而不需訴諸特定化的次要硬體(亦即一冰冷器)。
致冷系統在蒸發器耦合於局部溫度控制系統時係可用來冷卻或加熱一裝置諸如一半導體晶片。在標準半導體測試情形中，此系統將直接地附接至插座及PCB環境。
冷卻系統使低溫致冷劑流通至蒸發器，其接收與一受測試裝置(稱為DUT)相關聯的熱負荷，然後經由一密實的空氣冷卻式凝結器移除此負荷。
冷卻劑系統係直接受監測及控制，且對於加熱情形(亦即升高DUT的溫度)而言，致冷劑流通可被降低以准許更容易的熱溫度爬升(ramp-up)。
可包括及採用不同的其他組件，以提供本文教示的形態。例如，可使用額外的材料、材料組合及/或材料的省略，以提供位於本文教示的範圍內之所添加的實施例。
當導入本發明的元件或其實施例時，冠詞‘一”及“該”係意圖指涉具有該等元件的一或多者。類似地，形容詞“另一”在用來介紹一元件時係意圖指涉一或多個元件。“包括”及“具有”用語係意圖具有包含性，俾可具有所列舉元件以外的額外元件。
雖然已經參照示範性實施例描述本發明，熟悉該技藝者將 瞭解：可作出不同變化且可以均等物代替其元件，而不脫離本發明的範圍。此外，熟悉該技藝者將瞭解具有許多修改以使一特定工具、情形或材料適應於本發明的教示，而不脫離其實質範圍。因此，意圖使本發明不限於揭露成用以實行本發明的所想見最佳模式之特定實施例，而是，本發明將包括落在申請專利範圍的範疇內之所有實施例。
5‧‧‧溫度控制模組
6‧‧‧連接模組
7‧‧‧絕緣物
8‧‧‧致冷線
10‧‧‧熱性控制單元(TCU)
15‧‧‧電子件
45‧‧‧蒸發腔室

Claims (20)

  1. 一種用於控制一受測試裝置(device under test,DUT)的溫度之熱性控制單元(thermal control unit,TCU)，該單元係包含：一配置於其中之密封式蒸發腔室，該蒸發腔室係組構有一致冷劑(refrigerant)入口及一致冷劑出口；及至少一表面，其用於該受測試裝置之熱性接合並組構以將熱量傳導至該蒸發腔室。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之熱性控制單元(TCU)，其中該蒸發腔室配置於一冷板總成(cold plate assembly)內。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之熱性控制單元(TCU)，其中該冷板總成係包含一體部及一安裝至其之轉移板。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之熱性控制單元(TCU)，其中該冷板總成係包含一配置於該體部與該轉移板之間之密封件。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之熱性控制單元(TCU)，其中該轉移板係組構以將熱量從該測試裝置轉移至該致冷劑。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之熱性控制單元(TCU)，其中該轉移板係包含用於提供該轉移板與該致冷劑之間的有效率熱交換(efficient heat exchange)之特徵構造。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之熱性控制單元(TCU)，其進一步包含至少一熱電冷卻器(thermoelectric cooler,TEC)。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之熱性控制單元(TCU)，其進一步包含至少一基座安裝板。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之熱性控制單元(TCU)，其中該至少一基座安裝板係包含一用於一感測器總成之座架。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之熱性控制單元(TCU)，其中該感測器總成進一步包含一用於一裝置轉接器之座架。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之熱性控制單元(TCU)，其中該裝置轉接器係組構以供從該受測試裝置作熱性轉移。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之熱性控制單元(TCU)，其進一步包含至少一加熱器。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之熱性控制單元(TCU)，其中該至少一加熱器係包含一電阻性元件。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之熱性控制單元(TCU)，其組構以供配合使用R404a及R134a致冷劑之至少一者。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之熱性控制單元(TCU)，其進一步包含一熱性轉移材料，其配置於一轉移板、一熱電冷卻器、一基座安裝板及一感測器總成之至少一表面上。
  16. 如申請專利範圍第1項所述之熱性控制單元(TCU)，其進一步包含至少一溫度感測器。
  17. 如申請專利範圍第1項所述之熱性控制單元(TCU)，其進一步包含至少一濕度感測器。
  18. 一種用於測試一半導體裝置的熱性響應(thermal response)之測試系統，該系統係包含：一熱性控制單元(TCU)，其用於控制該半導體的溫度，該單元包含一配置於其中之密封式蒸發腔室，該蒸發腔室係組構有一致冷劑入口及一致冷劑出口，其中該單元包含至少一表面，其用於該半導體裝置之熱性接合並組構以將熱量傳導至該蒸發腔室； 一控制器，其用於接收一控制信號及根據該信號來控制該熱性控制單元(TCU)之操作。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之測試系統，其中該控制信號係由一使用者介面及該熱性控制單元(TCU)的一感測器之一者所提供。
  20. 如申請專利範圍第18項所述之測試系統，其中該控制器係組構以執行儲存在機器可讀取式媒體上之機器可執行式指令，該等指令係用於控制該操作。
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