TW201945745A - 測試系統中之熱控制 - Google Patents

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Abstract

一種實例測試系統包括一載體，該載體具有用以接收一待測裝置的一測試插座。該測試插座包括電氣連接件。該測試系統亦包括一蓋總成，該蓋總成具有一插座帽蓋，以接觸該裝置施加壓力以使該裝置電氣連接至該等電氣連接件。該插座帽蓋包括具有超過一經定義值之一導熱率的一材料。該蓋總成亦包括一或多個結構，該一或多個結構經組態以提供表面區域，以在該表面區域上耗散來自該裝置之熱。該一或多個結構由具有超過該經定義值之一導熱率的一材料所製成。

Description

測試系統中之熱控制
本說明書大致上係關於測試系統中之熱控制。
測試系統經組態以測試電子裝置（諸如微處理器）之操作。一些類型的電子裝置在操作期間（包括在測試期間）產生大量熱。所產生之熱若無法適當耗散會造成裝置損壞，或不利地影響測試結果，或兩者皆是。
一種實例測試系統包括一載體，該載體具有用以接收一待測試的裝置的一測試插座。該載體上之該測試插座包括電氣連接件。該測試系統亦包括一蓋總成，該蓋總成包含一插座帽蓋，用以接觸該裝置以施加壓力而使該裝置電氣連接至該等電氣連接件。該插座帽蓋包括具有超過一經定義值之一導熱率的一材料。該蓋總成亦包括一或多個結構，該一或多個結構經組態以提供表面區域，以在該表面區域上將來自該裝置之熱予以耗散。該一或多個結構包含具有超過該經定義值之一導熱率的一材料。該實例測試系統可單獨或以組合方式包括下列特徵中之一或多者。
該一或多個結構可包含經由該插座帽蓋而熱連接至該裝置的鰭片。該等鰭片可延伸遠離該裝置。該等鰭片可經配置成一或多個列。該等鰭片及該插座帽蓋可經整合成包括該蓋總成之一單一結構。該等鰭片可包括金屬，或係金屬。
該實例測試系統可包含一測試插槽，以接收該載體。該測試插槽可包含一介面，該載體電氣連接至該介面。該測試插槽可包含一空氣流動器(air mover)，其經組態以使空氣在該蓋總成上方移動。該載體可包含用以固持待測試的一第二裝置的一第二測試插座。
該實例測試系統可包含：一熱控制腔室，其包含被維持在一溫度的空氣；及一測試架，其用於固持多個測試插槽中的該測試插槽。該測試架可包含一或多個空氣流動器，該一或多個空氣流動器經組態以使空氣移動至該熱控制腔室中。該溫度可係環境溫度。
該實例測試系統可包含一測試插槽，以接收該載體。該測試插槽可包含一介面，該載體電氣連接至該介面。該測試系統可包含機器人，該等機器人將該載體移入及移出該測試插槽。
該實例測試系統可包含一致動器，該致動器經組態以接合該插座帽蓋以用於置放在該裝置上方或自該裝置上方移除。該致動器可包含：一榫元件，其可旋轉；工具球，其相對於該榫元件予以配置；及一塊體。該等工具球可被固定至該塊體。該榫元件可以穿過該塊體且可相對於該塊體移動。
該插座帽蓋可包含一運動安裝座(kinematic mount)。該運動安裝座可包含：一第一結構，其包含經組態且經配置以接合該等工具球之凹槽，其中該第一結構具有一孔，且其中該孔與該榫元件具有互補形狀，以允許該榫元件穿過該孔；及一第二結構，其具有一孔，其中該孔與該榫元件具有互補形狀，以允許該榫元件穿過該孔，且其中該榫元件經組態以旋轉而接合該第二結構。該運動安裝座可包含可由該第一結構及該第二結構控制的至少一個壓縮彈簧。
該致動器可經組態或操作以引起操作，該等操作包含：該致動器接合該插座帽蓋而迫使該等工具球抵靠該等凹槽且致使該榫元件穿過該第一結構及該第二結構；該致動器使該榫元件旋轉；在該等工具球推抵該等凹槽而壓縮該壓縮彈簧時，抵靠著該第二元件而拉動該榫元件；該致動器使該插座帽蓋移動至該裝置上方的適當位置而致使該插座帽蓋連接至該載體；及連接該插座帽蓋至該載體之後，該致動器回縮。
一實例測試系統包含：一連接腔(atrium)，該連接腔含有被維持在一溫度的空氣；一測試插槽，其經組態以接收來自該連接腔之該空氣，其中該測試插槽包含至少一個空氣流動器，該至少一個空氣流動器用於使來自該連接腔的該空氣移動通過該測試插槽；及一載體，其具有用於插入至該測試插槽中的測試插座，其中各測試插座經組態以接收待測試的一裝置。該載體包含熱連接至該裝置的結構。該等結構用於提供表面區域，以在該表面區域上將來自該裝置之熱予以耗散。該等結構包含具有超過一經定義值之一導熱率的一材料。該至少一個空氣流動器經組態以使該空氣移動通過該等結構。該實例測試系統可單獨或以組合方式包括下列特徵中之一或多者。
該等結構可包含延伸遠離該裝置的鰭片。該等鰭片可經配置成一或多個列。該等鰭片可包括金屬，或由金屬製成。
該實例測試系統可包括一插座帽蓋，以適配於在該測試插座中之該裝置上方。該等結構及該插座帽蓋可以是包括用於該載體之一蓋總成的一單一部件。該測試系統可包括多個測試插槽。該多個測試插槽之各者可經組態以接收分別之載體。各載體可經組態以固持一或多個裝置。該測試系統可包括一控制系統，該控制系統包含一比例-積分-微分(proportional, integral, derivative, PID)控制器。該PID控制器經組態以分別控制不同載體中的裝置之溫度。
可結合包括發明內容這一段在內之本說明書中所描述的任二或多個特徵，以形成在本文中未具體描述之實施方案。
本文所描述之系統及技術及程序或其部分可實施為電腦程式產品/由電腦程式產品控制，該電腦程式產品包括指令，該等指令儲存於一或多個非暫時性機器可讀取儲存媒體上，且可在一或多個處理裝置上執行以控制（例如，協調）本文所描述之操作。本文所描述之系統及技術及程序或其部分可實施為設備、方法或電子系統，其等可包括一或多個處理裝置及記憶體，以儲存可執行指令來實施各種操作。
在附圖與下文描述中提出一或多個實作的細節。經由描述、圖式與申請專利範圍，可明白其他特徵、目的及優點。
本文描述基於載體之測試系統的實例實施方案。一種實例之基於載體之測試系統包括具有一或多個測試插座的一載體（以及其他組件），各測試插座接收一待測裝置。將要測試之裝置稱為待測裝置(device under test, DUT)。該測試插座包括電氣連接件以連接至該裝置。該系統亦包括一蓋總成，該蓋總成適配至一對應之測試插座上。一種實例蓋總成包括一插座帽蓋。該插座帽蓋經組態以接觸該測試插座中之該裝置且施加壓力以致使該裝置電連接至在該測試插座中的電連接件。這些電氣連接件使得該測試系統能夠在測試期間與該裝置交換信號。該插座帽蓋係以具有超過一經定義值之一導熱率的一材料製成或包括該材料，諸如金屬。該實例蓋總成可包括一或多個結構（諸如但不限於鰭片），該一或多個結構由具有超過該經定義值之一導熱率的一材料製成或包括該材料，諸如金屬。熱可透過該插座帽蓋及該等鰭片從該裝置轉移。該等鰭片經組態以提供表面區域，在測試期間或在其他合適的時間在該表面區域上耗散來自該裝置之熱。舉例而言，各種組件之導熱可足以將來自該裝置之熱完全或部分地透過插座帽蓋且透過該等鰭片向外耗散。
在實例基於載體之測試系統中達成的熱耗散降低該裝置在測試期間過熱且導致損壞的可能性，或由於該裝置產生的過量熱而將不利影響測試的可能性。因此，基於載體之測試系統可測試以相對高功率操作之裝置，該等以相對高功率操作之裝置一般比以較低功率操作之裝置產生更多熱。高功率裝置的實例包括但不限於以超過4瓦(W)、超過10W、超過20W等操作的裝置。一些類型的微處理器之特徵可為高功率裝置。然而，基於載體之測試系統不限於測試高功率裝置或測試微處理器，亦可用於測試任何適當裝置及耗散來自任何適當裝置的熱。如下文所述，基於載體之測試系統亦可經組態而使一裝置增加熱。
基於載體之測試系統亦使用對流以輔助熱控制。在一實例中，一或多個空氣流動器經定位以使來自一熱連接腔（諸如冷卻連接腔）之空氣在測試期間移動至含有一裝置的一載體上方。在一些實施方案中，該空氣相對冷且在該等鰭片上方移動且通過該等鰭片，從而從該等鰭片汲取熱且致使該裝置冷卻。在一些實施方案中，一第一空氣流動器（諸如一風扇）經定位以引導經熱控制之空氣至該熱連接腔中。一第二空氣流動器（諸如一風扇）經定位在容置該載體的一測試插槽中。該二個空氣流動器操作以從該熱連接腔汲取冷空氣、致使該冷空氣在該等鰭片上方移動且通過該等鰭片，以致使該冷空氣加熱，且將所得經加熱空氣移出該測試插槽且進入周圍環境。
該基於載體之測試系統可係但非必然係一系統級測試(system-level test, SLT)系統。系統級測試涉及測試整個裝置，而不是測試裝置的個別組件。若該裝置通過一連串的系統級測試，則假設該裝置的個別組件操作正常。隨著裝置中之組件的複雜度及數目增加，SLT已變得更普遍。例如，可以系統層級測試一晶片實施系統（諸如應用特定積體電路(application-specific integrated circuit, ASIC)），以判定構成該晶片之組件是否正常運作。
在一些實施方案中，該實例測試系統係模組化的，使得該測試系統能夠適應各種測試需求。該測試系統的各單元稱為片層(slice)。可組合且控制二或更多個片層以共同地（例如，相依地）或獨立地操作以執行測試操作。
參照圖1及圖2，實例測試系統10包括每片層五個階段（或區）；然而，在該測試系統中可包括任何適當數目個階段。在一實例實施方案中，該五個階段包括一輸入/輸出(I/O)階段14、一運輸階段17、一裝載階段18、一插入階段19及一測試階段20。各種階段之定義並非意欲為限制，且一或多個組件可在該等階段之二或更多者中執行功能。在一些實施方案中，不同階段經組態以依不同精確度層級操作。舉例而言，可在該裝載階段使用較高精確度層級（例如，至微米層級），而在一些或所有其他階段中，可使用較低精確度層級。系統組件（例如，機械組件）可經組態成在公差內操作，其可在一些階段中實現較低精確度層級。藉由將較高精確度移交至可能需要較高精確度的階段，在一些情況中，可控制該測試系統之成本及複雜度。
運算系統45與測試系統10通訊以控制及協調測試系統10之操作。運算系統45可包括一或多個處理裝置，該一或多個處理裝置的實例在本文中描述。測試系統10與運算系統45之間的通訊由虛線箭頭46表示。
該測試系統的不同階段可獨立且同時地操作。在圖2的實例中，各階段包括兩個平行路徑21及22。該等平行路徑之各者包括自動化（諸如，機器人）以在相鄰階段之間傳遞載體、裝置、或兩者。與一些相當的測試系統相比，不同階段之獨立地、同時地且在平行路徑中的操作可支援更高的測試處理量及速度。
在圖1的實例中，I/O階段14包括但不限於饋給器，該等饋給器用於接收已測試裝置的托盤及用於提供未測試裝置的托盤至該測試系統。在圖1的實例中，每片層有三個饋給器23、24、25。然而，該系統不受限於搭配三個饋給器使用。一第一饋給器23用於含有未測試裝置的托盤；一第二饋給器24用於含有未通過測試的已測試裝置的托盤，且一第三饋給器25用於含有已通過測試的裝置的托盤。在此實例中，手動地裝載未測試裝置的托盤至饋給器23。將含有未測試裝置的一托盤堆疊中之一托盤從饋給器23饋送至運輸階段17。在該托盤上的所有裝置都已被轉遞以供測試且托盤係空的之後，托盤縮回至饋給器中，且將含有未測試裝置的新托盤饋入至運輸階段。在測試後裝置已被裝載至托盤上且托盤已裝滿（在一些實施方案中）之後，托盤縮回至饋給器中，且從I/O階段將新的空托盤從饋給器24或25饋送至運輸階段。在此實例中，對於含有已通過測試的裝置的托盤及含有未通過測試的裝置的托盤，饋給器24及25的操作是相同的。
在此實例中，運輸階段17包括但不限於一運輸機器人30（例如，圖2）及兩個裝置搬運梭31、32（例如，圖3）。該兩個裝置搬運梭提供平行運輸路徑，兩者皆進出裝載階段18（下文描述），且在一些實例中，支援測試處理量及冗餘可靠性。運輸機器人30係可控制以從托盤34（例如，圖2）拾取未測試裝置，且將該等未測試裝置置於裝置搬運梭31及/或32（例如，圖3）上。運輸機器人30係可控制以從裝置搬運梭31及32拾取已測試裝置，且取決於一特定裝置是已通過測試或尚未通過測試，將該等已測試裝置置於托盤35或36中之一適當者中。在一些實施方案中，運輸機器人30可透過抽氣或使用機械夾持機構或其他機械機構來拾取及固持裝置。
在一些實施方案中，該兩個裝置搬運梭可經組態且經控制以平行地、獨立地、同時地及/或並行地操作。例如，該運輸機器人可向一個裝置搬運梭提供待測裝置，同時從另一個裝置搬運梭移除已測試的裝置。該兩個裝置搬運梭可經組態以獨立地、平行地、同時地及/或並行地在裝載階段與運輸階段之間移動。舉例而言，一個裝置搬運梭可將待測裝置自運輸階段朝向裝載階段運輸且運輸至裝載階段，而另一個裝置搬運梭運輸已測試的裝置離開裝載階段且至運輸階段。此外，一個裝置搬運梭可係靜止的，而另一個裝置搬運梭可係移動的。舉例而言，一個裝置搬運梭可接收待測裝置，而另一裝置搬運梭運輸裝置至裝載階段或從裝載階段運輸裝置。
在一些實施方案中，裝載階段18包括但不限於裝載機器人48、49以及用於裝載裝置至測試載體（諸如50及51）及從測試載體卸載裝置的區域。在此實例中，每片層有兩個裝載機器人；然而，測試系統可包括任何適當數目個裝載機器人。在此實例中，裝載機器人48、49經組態以在X維度移動，且亦在Z維度移動，以對裝置執行取放操作。例如，未測試裝置從搬運梭予以拾取且移動至載體中以進行測試，且已測試裝置從載體予以拾取且移動至搬運梭。
在圖2及圖3的實例中，展示每片層兩個測試臂77、78；然而，測試系統可包括任何適當數目個測試臂。測試臂可在所有三個維度X、Y及Z移動（包括旋轉及翻轉），以插入含有未測試裝置之測試載體至測試架中的測試插槽中，以及從測試架中的測試插槽提取或移除含有已測試裝置之測試載體。含有已測試裝置之載體被移回到裝載階段，在裝載階段處，這些裝置被裝載機器人卸載至搬運梭上。
各測試臂經組態以同時固持兩個測試載體，該測試臂之各面或側上各一個測試載體。在一些實施方案中，測試臂（例如，77或78）之各側包括一載體固持容器（諸如夾持器），用於接收、用於固持、及用於釋放一測試載體。在一實例中，該夾持器係彈簧負載式，以接受來自一載體搬運梭的含有未測試裝置之一測試載體，及釋放含有已測試裝置之一測試載體至（相同或不同）載體搬運梭。載體搬運梭可經組態以控制各夾持器的打開及閉合。一載體搬運梭82可在測試臂與裝載位置之間移動載體。
測試架80包括多個測試插槽。載體81經展示為在測試架之對應插槽內。各測試插槽可經組態且可控制以測試在測試載體上之測試插座中的裝置，且向控制測試系統的運算系統回報測試結果。該運算系統追蹤哪些裝置通過測試及哪些裝置未通過測試，據此分類該等裝置且報告測試結果。由測試臂操作測試架中之測試插槽。在一些實施方案中，在測試期間，測試插槽總是維持處於被佔用，惟在測試插槽中交換測試載體的短時間期間除外。例如，一測試臂77或78可在固持著含有未測試裝置之一測試載體時到達一個測試插槽、從該測試插槽提取含有已測試裝置之一測試載體、及插入含有未測試裝置之該測試載體至自其提取另一個測試載體的相同測試插槽。因此，除了在移除與插入測試載體之間的時間以外，測試插槽仍維持處於被佔用。可依此方式操作測試架中的各測試插槽以提高測試處理量。下文提供如何插入及提取測試載體的實例。
在操作中，測試臂77或78移動（例如，翻轉及旋轉）而使本身定位以從載體搬運梭（諸如載體搬運梭50）拾取含有未測試裝置之測試載體，及將含有已測試裝置之測試載體放置至（相同或不同）載體搬運梭上。在此實例中，測試載體旋轉（例如，約180°）及翻轉。旋轉係繞測試臂的縱軸，且翻轉包括在X維度的旋轉。由於此移動，測試臂上的一空的第一夾持器就定位以從載體搬運梭拾取含有未測試裝置之測試載體。因此，第一夾持器經控制以從載體搬運梭拾取含有未測試裝置之測試載體。然後，該測試臂在載體搬運梭上方或近接載體搬運梭的一點處沿其縱軸旋轉，以定位含有已測試裝置之測試載體而將其放置至載體搬運梭上。打開固持有測試載體的測試臂上的一第二夾持器，從而導致含有已測試裝置之測試載體被放置至載體搬運梭上。其後，載體搬運梭運輸含有已測試裝置之測試載體至裝載階段。
因此，此時，第二夾持器係空的，且第一夾持器固持著含有未測試裝置之測試載體。因此，測試臂旋轉且翻轉以定位測試臂而操作測試插槽。測試臂亦可垂直地移動以將其自身定位在待操作的目標測試插槽前方。此旋轉及翻轉與經執行以將測試臂定位在載體搬運梭上方的旋轉與翻轉是反向的。因此，測試臂經定位以從目標測試插槽提取或從其接收含有已測試裝置之測試載體。因此，含有已測試裝置之測試載體被接收到空的第二夾持器中。在接收到含有已測試裝置之測試載體後，測試臂旋轉以將第一夾持器中之含有尚未測試裝置之測試載體就定位至用於插入相同測試插槽中的位置。之後，含有尚未測試裝置之測試載體被推入至彼測試插槽中，且逐插槽地重複前述操作。
類似圖1至圖3者的系統的實例實施方案描述於2017年8月28日申請的美國專利申請案第15/688,112號，且標題為「Calibration Process For An Automated Test System」。美國專利申請案第15/688,112號以引用方式併入本文中。例如，美國專利申請案第15/688,112號中的輸入/輸出(I/O)階段14、運輸階段17、裝載階段18、插入階段19及測試階段20的機器人及其他組件以引用方式併入本申請案中。
圖4展示測試載體56的實例。在一些實施方案中，測試插座及電子裝置被包括在測試載體中，該測試載體係獨立式(self-contained)、可攜式、及可移除式。在一些實施方案中，測試載體包括可組態以連接至測試載體中之裝置的電氣介面。例如，該介面可經組態以連接至各種不同的電氣介面。在圖4的實例中，測試載體56包括沿測試載體之縱向維度配置的兩個測試插座58、59。雖然在圖4的實例中展示兩個測試插座，但是測試載體之其他實施方案可含有多於或少於兩個的測試插座。各測試插座可固持一對應之裝置。
在一些實施方案中，測試插座係裝置特定的。例如，測試插座可含有與待測裝置(DUT)上的對應電觸點互補的電觸點。除此之外，裝載機器人可經組態以將未測試裝置放置於測試插座中，且自測試插座移除已測試裝置。測試插座埋設在測試載體中，且包含可引導待測裝置進入位置的壁，使得載體測試插座中的電觸點以及待測裝置上的電觸點對準。在一些實施方案中，例如，在電觸點相對較大的情況中，裝載機器人可不需要高精確度層級，且測試插座壁可為主要引導待測裝置就定位者，使得載體測試插座中的電觸點與待測裝置上的電觸點對準。
在未測試裝置到達測試插座內的置放位置之後，插座帽蓋被置於測試插座上方，以施加壓力至該裝置以致使待測裝置上的電觸點與測試載體中的互補電觸點互配對（但不限於此）。在一些實施方案中，插座帽蓋可包括儲存可執行指令之記憶體，該等指令可由裝置在測試過程中使用。例如，可執行指令可包括操作指令、測試常式等。因此，插座帽蓋亦可包括電觸點，該等電觸點與裝置及/或測試載體上的互補電觸點互配對。在一些實施方案中，插座帽蓋施力在裝置上以實施各種電氣連接；可施加任何適當力來實施連接。在一些實施方案中，如本文所述，插座帽蓋可係或包括運動安裝座，其經由壓縮彈簧來施加力。
插座帽蓋可係蓋總成之一部分，該蓋總成包括一或多個結構，諸如但不限於經組態以提供表面區域之鰭片，以在測試期間在該表面區域上耗散來自該裝置之熱。圖5展示蓋總成60的實例。圖9展示實例蓋總成的橫截面。在此實例中，蓋總成60包括插座帽蓋61及鰭片62。在圖9的實例中，一或多個結構67接觸插座中之裝置且建立至鰭片之熱連接。框架69圍繞插座中的裝置或給插座中的裝置定界。
就此而言，插座帽蓋經組態以實體地接觸對應測試插座中之裝置，如本文中所描述。此連接包括在蓋總成與測試插座中之裝置之間的熱連接。在一些實施方案中，熱連接使熱能從測試插座中之裝置被汲取出。熱可在測試期間、測試後、或測試前從裝置被汲取。插座帽蓋實體地連接至結構，諸如鰭片62。雖然在圖5及圖9中展示鰭片，但除了鰭片之外可另使用任何合適的結構或以其代替鰭片。在此實例中，鰭片經組態（例如，經定形狀或經配置）以增加可用於熱耗散的表面區域（相對於沒有鰭片的相同類型之插座帽蓋）。在此實例中，鰭片相對於插座帽蓋之一頂板63垂直延伸。在此實例中，鰭片沿插座帽蓋之縱向維度配置。在此實例中，使用兩組鰭片：第一組鰭片62a在插座帽蓋之一第一邊緣上，第二組鰭片62b在插座帽蓋之一第二邊緣上。在此實例中，各側上的個別鰭片彼此等距地間隔以形成一列鰭片。在此實例中，鰭片之各者由導熱材料所製成，或包括導熱材料，例如金屬。可用於鰭片之材料的實例包括但不限於鋁、不銹鋼、及石墨。在此實例中，各鰭片具有大致相同尺寸、形狀及組成物。在此實例中，各邊緣上的鰭片包括自插座帽蓋之兩側延伸的鰭片。例如，第一組鰭片62a包括當插座帽蓋61置放在載體上時從插座帽蓋61向上延伸的鰭片64，及當插座帽蓋61置放在載體上時從插座帽蓋61向下延伸的鰭片65。
在一些實施方案中，鰭片係插座帽蓋之一整合部分。例如，鰭片及插座帽蓋可經一起形成（例如，模製）且構成單一鄰接結構。在一些實施方案中，鰭片不是插座帽蓋之一整合部分。在此類實施方案中，鰭片可隨後固定至插座帽蓋，以形成蓋總成。
雖然圖5及圖9中已展示且於上文描述鰭片在蓋總成上的特定組態，但是鰭片可具有任何適當的大小、形狀、配置、組成物、及組態。例如，相對於如圖5中所示之表面區域，鰭片可具有增加之表面區域。與所展示者相比，可有更多鰭片或更少鰭片。個別鰭片可由不同材料製成。鰭片可由與插座帽蓋61不同之材料或與插座帽蓋61相同之材料所製成。可有多於兩列的鰭片。如適用，鰭片列可延伸橫跨插座帽蓋之橫向尺寸。
如所指出，鰭片可由導熱材料製成或包括導熱材料。該材料可具有任何適當的導熱性。例如，各鰭片或某些鰭片的導熱率可係或超過5瓦/米-克耳文(Watts/meter-Kelvin, W/m-K)、6W/m-K、7W/m-K、8W/m-K、9W/m-K、10W/m-K、11W/m-K、12W/m-K、13W/m-K、14W/m-K、15W/m-K、或16W/m-K的預定義值。
在一些實施方案中，除了由鰭片及空氣流動器所實現的對流溫度控制系統以外，插座帽蓋可包括一傳導性溫度控制裝置。例如，插座帽蓋可包括一加熱器（諸如一或多個加熱元件），以增熱至被載體中之插座帽蓋所覆蓋的裝置。例如，插座帽蓋可包括一帕耳帖(Peltier)裝置，用以從被載體中之插座帽蓋所覆蓋之裝置汲取熱，且藉此冷卻。
在一些實施方案中，整個蓋總成（包括插座帽蓋及鰭片）被安裝至載體的插座中，或從載體的插座移除。即，插座帽蓋及鰭片一般不是分開地安裝於載體上。而是，在一個操作或一組操作中（如下文關於圖6至圖8所描述者），單一蓋總成被安裝至載體的插座中，或從載體的插座移除。圖6至圖8省略鰭片以繪示實例插座帽蓋之組件。
參照圖6，在一些實施方案中，插座帽蓋61可係或可包括一運動安裝座，該運動安裝座經由壓縮彈簧來施加力至測試插座中的裝置。在一些實施方案中，該運動安裝座內建於插座帽蓋之頂部，且採用氣浮軸承(air-float bearing)以在運動安裝座的銜接期間使測試載體浮動。在一些實施方案中，該運動安裝座係一純粹的機械機構，用於使測試插座與測試插座帽蓋精確對準。在一些實施方案中，在與運動安裝座對準後，在裝載及從測試載體卸載裝置期間，在相同空氣軸承內使用真空系統吸住（例如，夾持）且緊固測試載體。在一些實施方案中，如上所述，測試載體包含兩個測試插座，且一分開之插座帽蓋可附接至各測試插座。在一些實施方案中，在連接（或閂鎖）程序期間，插座帽蓋浮動，使得在插座帽蓋之精確置放期間，連接插座帽蓋至測試插座之動作不會擾亂裝置位置。就此而言，可將工具球降低至任意高度，然後可使測試載體向上浮動，使得工具球能夠將插座帽蓋與插座帽蓋致動器對準。在一些實施方案中，此浮動確保測試載體中之垂直公差不會導致過大的向下力施加至插座帽蓋，且繼而施加至測試載體內的電路板中，這會導致在測試載體內之電路板內的銅軌線(copper tracking)的微應變斷裂。在一些實施方案中，一旦測試載體被對準到其唯一位置，藉由施加負壓至浮動機構（例如，藉由抽吸空氣來建立真空）而保持此位置，從而致使測試載體緊固至載體搬運梭的基部。
如所解釋者，插座帽蓋經組態以接觸測試載體之測試插座中的裝置，且回應於壓力而致使裝置電氣連接至在測試載體中及/或在插座帽蓋中的電氣連接件。致動器可係可相對於插座帽蓋移動以接合插座帽蓋，以使插座帽蓋能夠施加壓力，如本文所描述。致動器可包括一榫元件及工具球。亦參見圖5至圖8，插座帽蓋61包括具有凹槽66a、66b、66c、66d、66e、及66f的頂板63，該等凹槽經組態且經配置以接合對應之工具球。該頂板包括一孔68，該孔具有與該榫元件互補的形狀，以當該榫元件處於適當定向時允許該榫元件穿過該孔。
參照圖6及圖8，實例插座帽蓋亦包括可由榫元件接合的中心柱塞104。中心柱塞104包括用以接收穿過頂板之榫元件的孔。參見圖8，榫元件及柱塞孔具有互補形狀97，以當榫元件處於適當定向時，允許榫元件穿過柱塞孔。榫元件經組態以在柱塞孔中旋轉，以旋轉而接合柱塞中的凹口。即，當在柱塞孔內旋轉時，榫元件無法從孔中滑出，而是連接至柱塞，且致使柱塞回應於向上力而移動。插座帽蓋亦包括由致動器控制之壓縮彈簧106。
致動器107可包括：可旋轉的榫元件109；工具球（諸如110、111、112），其等相對於榫元件予以配置；及一塊體114，該等工具球固定至該塊體。榫元件可穿過塊體且相對於工具球移動。參照圖7及圖8，致動器107係可控制以使榫元件在柱塞104內移動，且使榫元件在柱塞104內旋轉。同時，工具球接合凹槽。例如，圖7展示工具球110接合凹槽68c。其他工具球111、112接合其他凹槽，然而圖7中無法看到彼等其他凹槽。接著，在此實例中，致動器經控制以推動工具球向下抵靠凹槽，且將榫元件連同柱塞104向上拉動。這致使插座帽蓋中的壓縮彈簧106壓縮。以此方式壓縮彈簧壓縮，插座帽蓋可精確地置放於測試插座中之裝置上方，而不施加顯著力。一旦插座帽蓋經放置就定位，即可藉由釋放壓縮彈簧來施加適當的力。
致動器可係裝載機器人的測試插座拾取器頭的一部分。測試插座拾取器頭將插座帽蓋放置在含有未測試裝置之測試插座上方。插座帽蓋包括凸緣118、119，該等凸緣實體上固持插座帽蓋於測試插座中之適當位置。在插座帽蓋經由凸緣實體連接至測試插座後，致動器被釋放，此致使壓縮彈簧釋放且向下施力。此力足以使測試載體、裝置、及/或插座帽蓋中之記憶體之間連接。例如，參見圖6，插座帽蓋可包括含有接針的記憶體堆疊122，該等接針例如透過中介層(interposer) 124而連接至待測裝置之上表面上的互補接針。彈簧之壓縮力使這些接針能夠連接至裝置，且使裝置上的接針能夠連接至在測試載體上且位於待測裝置下方的電路板上之互補接針。
在一些實施方案中，中介層可由導熱材料製成或包括導熱材料。該材料可具有任何適當的導熱性。例如，各鰭片或某些鰭片的導熱率可係或超過5瓦/米-克耳文(W/m-K)、6W/m-K、7W/m-K、8W/m-K、9W/m-K、10W/m-K、11W/m-K、12W/m-K、13W/m-K、14W/m-K、15W/m-K、16W/m-K等。可使用任何適當的材料，包括但不限於金屬或石墨。中介層可直接接觸測試插座中之裝置，或中介層可透過一或多個適當的導熱結構而接觸裝置。中介層可直接接觸鰭片，或中介層可透過一或多個適當的導熱結構而接觸鰭片。在任何情況中，裝置與鰭片之間的所得熱連接產生本文所述的熱轉移，且使裝置能夠冷卻或在一些情況中加熱。
圖10展示可用於基於載體之測試系統中的一實例測試插槽85。在此實例中，單一測試插槽85容置兩個載體86及87。然而，這非必要條件。在一些實施方案中，單一測試插槽可容置單一載體，且在一些實施方案中，單一測試插槽可容置多於兩個載體。如圖所示，藉由測試臂（諸如圖3的測試臂77或78）插入實例載體86至測試插槽中。測試插槽包括一電氣介面（未展示），該電氣介面與測試插槽85中之對應電氣介面88互配對。結果，例如在測試期間，可在測試系統與固持在載體86中的對應插座中的裝置之間交換電信號，如本文所述。載體87相似地連接至電氣介面91。
測試插槽85包括空氣流動器93及94，諸如風扇或吹風器，以使空氣在蓋總成的鰭片上方移動且通過該等鰭片、從該等鰭片汲取熱且致使該裝置冷卻。如下文所述，經加熱的空氣亦可在該等鰭片上方移動且通過該等鰭片（如適用）。在此實例中，有兩個空氣流動器，一個空氣流動器用於為測試插槽85中的各載體所用。在一些實施方案中，每載體可有一個空氣流動器，或每載體可有多於一個空氣流動器。可使用任何適當數目個空氣流動器以為一測試插槽所用。
圖10亦展示圖1之實例基於載體之測試系統10的側視圖。在此實例中，測試插槽85在位置95處適配至基於載體之測試系統10中。在此實例中，基於載體之測試系統包括一測試架，以固持測試插槽及多個其他測試插槽。如下文所述，基於載體之測試系統包括一或多個空氣流動器（諸如吹風器或風扇），該一或多個空氣流動器經組態以使空氣在測試插槽周圍循環以冷卻固持在載體中的裝置。在此實例中，基於載體之測試系統10包括熱連接腔96。在一些實施方案中，該熱連接腔係含有維持在一溫度之空氣的一熱控制腔室，在一些情況中，該溫度低於預定義溫度。在一些實施方案中，熱連接腔中的空氣可在環境溫度。例如，該溫度可介於攝氏20度(℃)至25℃之間。然而，空氣溫度不限於這些值。熱連接腔中的空氣可在任何適當溫度，該溫度可用於透過對流而冷卻測試插槽中的裝置。在一些實施方案中，熱連接腔中的空氣可具有超過固持在載體中的裝置之溫度的溫度。在此實例中，經加熱空氣可移動朝向測試插槽，以加熱固持在載體中的裝置。即，經加熱空氣可將熱轉移到蓋總成的鰭片，且使得載體中的裝置之溫度升高。
在圖1及圖10的實例中，空氣可透過位於測試架下方的前腔室97從測試系統內部或外部轉移至熱連接腔。例如，一或多個空氣流動器（諸如吹風器及風扇）及熱交換器可用於使空氣冷卻及使經冷卻空氣從前腔室移動至熱連接腔。在一些實施方案中，熱連接腔可經隔絕且氣密或實質上氣密，以降低在熱連接腔中之經熱控制空氣將逸出到環境中、溫度顯著變化、或兩者的機會。箭頭98概念上展示從前腔室、通過熱腔室且在測試插槽上方的實例氣流路徑。
圖10亦使用箭頭99展示空氣通過測試插槽85的路徑。在本實例中，來自熱連接腔的空氣通過含有測試插槽85的架上方。由在測試架上或附近及在插槽中的空氣流動器所產生之氣流形成空氣循環。在此實例中，該循環致使來自熱腔室的空氣（諸如環境空氣）在測試插座之蓋總成的鰭片上方且通過該等鰭片移動、從該等鰭片中汲取熱且致使被蓋總成所覆蓋的裝置冷卻。在其中加熱係所欲的情況中，空氣經由鰭片增加裝置的溫度。在一實例中，離開測試插槽的空氣可經由位於前腔室97中的空氣流動器及熱交換器冷卻（或加熱）且汲取回到熱腔室中。在一些實施方案中，離開測試插槽的空氣可在溫度40℃至60℃。離開之空氣的溫度可取決於引入到插槽中的空氣之溫度、自插槽中的裝置汲取的熱量、或兩者。
在一些實施方案中，可使用「PID」（比例-積分-微分）控制系統環路來以電腦控制在腔室97中及在測試插槽中的空氣流動器以及在熱交換器中的冷卻水之流動。亦可使用PID控制系統環路來以電腦控制流動通過位於載體中的電動加熱器的電流。可使用控制軟體及使用在載體中的電氣控制電路板或在測試插槽電路板及架監測電路板來實施各PID控制系統環路。PID控制系統基於目標值與所測量值之間的差值來連續地計算誤差值。該PID控制器基於比例、積分、及微分項來施加校正至所測量值，以使所測量值更接近目標值。在此實例中，所測量值係裝置溫度。結果，系統實現例如以逐裝置基礎或逐載體基礎來分開控制在系統中的各種裝置上的溫度。
可使用包含硬體或硬體及軟體之組合的一或多個電腦系統來實現及/或控制本文所述的實例方法。例如，像本文所描述之系統的一系統可包括位於系統中各點處之各種控制器及/或處理裝置，以控制自動化元件的操作。中央電腦可協調各種控制器或處理裝置中之操作。中央電腦、控制器及處理裝置可執行各種軟體常用程式來實現對各種自動化元件之控制及協調。
可至少部分地使用一或多個電腦程式產品來控制該等本文所描述之實例程序，該一或多個電腦程式產品為例如有形地體現於一或多個資訊載體（諸如一或多個非暫時性機器可讀取媒體）中之一或多個電腦程式，該一或多個電腦程式用於由一或多個資料處理裝置（例如，可程式化處理器、電腦、多個電腦及/或可程式化邏輯組件）執行或用以控制該一或多個資料處理裝置之操作。
電腦程式可用包括編譯或解譯語言之任何形式的程式設計語言撰寫，且其可部署為任何形式，包括單獨程式或一模組、組件、副常式或其他適用於運算環境中的單元。可將電腦程式部署成在一台電腦或多台電腦上執行，多台電腦可位於同一現場或分散在多個現場並以網路互連。
與實施全部或部分的測試相關聯的動作可藉由一或多個可程式化處理器來執行，該一或多個可程式化處理器執行一或多個電腦程式，以執行本文所描述之功能。全部或部分的測試可使用特殊用途邏輯電路系統來實施，例如，FPGA（現場可程式化閘陣列）及/或ASIC（特殊應用積體電路）。
舉例來說，適於執行電腦程式的處理器包括通用及特殊用途微處理器兩者、及任何種類之數位電腦的任何一或多個處理器。一般而言，處理器將接收來自唯讀儲存區或隨機存取儲存區或兩者的指令與資料。電腦(包括伺服器)之元件包括用於執行指令的一或多個處理器及用於儲存指令與資料的一或多個儲存區裝置。一般而言，電腦亦將包括一或多個機器可讀儲存媒體，或以操作方式與之耦合以自其接收資料或對其傳送資料，或接收與傳送資料兩者，例如用於儲存資料的大容量儲存裝置（例如，磁碟、磁光碟或光碟）。適用於體現電腦程式指令及資料的機器可讀儲存媒體包括所有形式之非揮發性儲存區，舉例來說，包括半導體儲存區裝置，例如EPROM、EEPROM及快閃儲存區裝置；磁碟，例如，內部硬碟或可移除式磁碟；磁光碟；以及CD-ROM及DVD-ROM光碟。
如本文所使用之任何「電氣連接(electrical connection)」可暗含直接實體連接或包括或不包括中介組件但仍然允許電信號在經連接之組件之間流動的有線或無線連接。除非另外說明，否則無論是否使用電氣(electrical)一字來修飾連接(connection)，涉及允許信號傳送的電氣電路系統之任何「連接」係電氣連接，且非必然是直接實體連接。
本文所述之不同實施方案的元件可相組合，以形成在上文未具體提出的其他實施例。在不負面影響其等操作的情況下，元件可不列入本文所述的結構中。此外，各種分開的元件可結合至一或多個個別元件中，以執行本文所述之功能。
10‧‧‧測試系統
14‧‧‧輸入/輸出(I/O)階段
17‧‧‧運輸階段
18‧‧‧裝載階段
19‧‧‧插入階段
20‧‧‧測試階段
21‧‧‧平行路徑
22‧‧‧平行路徑
23‧‧‧饋給器
24‧‧‧饋給器
25‧‧‧饋給器
30‧‧‧運輸機器人
31‧‧‧裝置搬運梭
32‧‧‧裝置搬運梭
34‧‧‧托盤
35‧‧‧托盤
36‧‧‧托盤
45‧‧‧運算系統
46‧‧‧箭頭（測試系統與運算系統之間的通訊）
48‧‧‧裝載機器人
49‧‧‧裝載機器人
50‧‧‧測試載體；載體搬運梭
51‧‧‧測試載體
56‧‧‧測試載體
58‧‧‧測試插座
59‧‧‧測試插座
60‧‧‧蓋總成
61‧‧‧插座帽蓋
62‧‧‧鰭片
62a‧‧‧第一組鰭片
62b‧‧‧第二組鰭片
63‧‧‧頂板
64‧‧‧鰭片
65‧‧‧鰭片
66a‧‧‧凹槽
66b‧‧‧凹槽
66c‧‧‧凹槽
66d‧‧‧凹槽
66e‧‧‧凹槽
66f‧‧‧凹槽
67‧‧‧結構
68‧‧‧孔
68c‧‧‧凹槽
69‧‧‧框架
77‧‧‧測試臂
78‧‧‧測試臂
80‧‧‧測試架
81‧‧‧載體
82‧‧‧載體搬運梭
85‧‧‧測試插槽
86‧‧‧載體
87‧‧‧載體
88‧‧‧電氣介面
91‧‧‧電氣介面
93‧‧‧空氣流動器
94‧‧‧空氣流動器
95‧‧‧位置
96‧‧‧熱連接腔
97‧‧‧前腔室；腔室；互補形狀
98‧‧‧箭頭（從前腔室、通過熱腔室且在測試插槽上方的實例性氣流路徑）
99‧‧‧箭頭（空氣通過測試插槽的路徑）
104‧‧‧中心柱塞；柱塞
106‧‧‧壓縮彈簧
107‧‧‧致動器
109‧‧‧榫元件
110‧‧‧工具球
111‧‧‧工具球
112‧‧‧工具球
114‧‧‧塊體
118‧‧‧凸緣
119‧‧‧凸緣
124‧‧‧中介層
圖1係實例測試系統的透視圖。
圖2及圖3係展示在操作期間在不同組態下、圖1之測試系統之內部組件的實例的透視圖。
圖4係用於測試系統之實例載體的透視圖。
圖5係適配在實例載體中之插座上的實例蓋總成的透視圖。
圖6係可係實例蓋總成之一部分的實例插座帽蓋之組件的剖面側視圖。
圖7係連接至實例插座帽蓋的實例工具之組件的側視圖。
圖8係連接至實例插座帽蓋的實例工具之組件的剖面側視圖。
圖9係實例蓋總成之組件的剖面側視圖。
圖10含有測試系統中的實例插槽的分解透視圖及實例測試系統的側視圖，其展示實例測試系統的內部組件。
不同圖式中類似的參考數字指示類似的元件。

Claims (22)

  1. 一種測試系統，其包含： 載體，其包含測試插座以接收待測試的裝置，該測試插座包含電氣連接件；及 蓋總成，其包含： 插座帽蓋，其用以接觸該裝置以施加壓力而致使該裝置電氣連接至該等電氣連接件，該插座帽蓋包含具有超過經定義值之導熱率的材料；及 或多個結構，其經組態以提供表面區域，以在該表面區域上將來自該裝置之熱予以耗散，該一或多個結構包含具有超過該經定義值之導熱率的材料。
  2. 如請求項1之測試系統，其中該一或多個結構包含經由該插座帽蓋而熱連接至該裝置的鰭片，該等鰭片延伸遠離該裝置。
  3. 如請求項1之測試系統，其中該一或多個結構包含經由該插座帽蓋而熱連接至該裝置的鰭片，該等鰭片經配置成一或多個列。
  4. 如請求項1之測試系統，其中該等鰭片及該插座帽蓋經整合成包括該蓋總成之單一結構。
  5. 如請求項1之測試系統，其中該一或多個結構包含經由該插座帽蓋而熱連接至該裝置的鰭片，該等鰭片包含金屬。
  6. 如請求項1之測試系統，其中該一或多個結構包含經由該插座帽蓋而熱連接至該裝置的鰭片，該等鰭片係金屬。
  7. 如請求項1之測試系統，其進一步包含： 測試插槽，其用以接收該載體，該測試插槽包含介面，該載體電氣連接至該介面，該測試插槽包含空氣流動器(air mover)，其經組態以使空氣在該蓋總成上方移動。
  8. 如請求項7之測試系統，其進一步包含： 熱控制腔室，其包含被維持在一溫度的空氣；及 測試架，其用於固持在多個測試插槽中的該測試插槽，該測試架包含一或多個空氣流動器，其經組態以使空氣移動至該熱控制腔室中。
  9. 如請求項8之測試系統，其中該溫度係環境溫度。
  10. 如請求項1之測試系統，其中該測試插座係第一測試插座，該裝置係第一裝置，且該載體包含第二測試插座以固持待測試的第二裝置。
  11. 如請求項1之測試系統，其進一步包含： 測試插槽，其用以接收該載體，該測試插槽包含介面，該載體電氣連接至該介面；及 機器人(robotics)，其用以使該載體移入及移出該測試插槽。
  12. 如請求項1之測試系統，其進一步包含： 致動器，該致動器經組態以接合該插座帽蓋以用於置放在該裝置上方或自該裝置上方移除。
  13. 如請求項12之測試系統，其中該致動器包含： 榫元件，其可旋轉的； 工具球，其相對於該榫元件予以配置；及 塊體，該等工具球被固定至該塊體，且該榫元件穿過該塊體且可相對於該塊體移動。
  14. 如請求項13之測試系統，其中該插座帽蓋包含運動安裝座(kinematic mount)，該運動安裝座包含： 第一結構，其包含經組態且經配置以接合該等工具球之凹槽，該第一結構具有孔，該孔與該榫元件具有互補形狀，以允許該榫元件穿過該孔； 第二結構，其具有孔，該孔與該榫元件具有互補形狀，以允許該榫元件穿過該孔，該榫元件經組態以旋轉而接合該第二結構；及 至少一壓縮彈簧，其可由該第一結構及該第二結構控制。
  15. 如請求項14之測試系統，其中該致動器經組態以引起操作，該等操作包含： 該致動器接合該插座帽蓋而迫使該等工具球抵靠該等凹槽，且致使該榫元件穿過該第一結構及該第二結構； 該致動器使該榫元件旋轉； 在該等工具球推抵該等凹槽而壓縮該壓縮彈簧時，抵靠著該第二元件而拉動該榫元件； 該致動器使該插座帽蓋移動至該裝置上方的適當位置而致使該插座帽蓋連接至該載體；及 連接該插座帽蓋至該載體之後，該致動器回縮。
  16. 一種測試系統，其包含： 連接腔(atrium)，該連接腔含有被維持在一溫度的空氣； 測試插槽，其經組態以接收來自該連接腔之該空氣，該測試插槽包含至少一個空氣流動器，該至少一個空氣流動器用於使該空氣自該連接腔移動通過該測試插槽； 載體，其具有用於插入至該測試插槽中的測試插座，各測試插座用以接收待測的裝置，該載體包含熱連接至該裝置的結構，該等結構用於提供表面區域，在該表面區域其將來自該裝置之熱予以耗散，該等結構包含具有超過經定義值之導熱率的材料； 其中該至少一個空氣流動器經組態以使該空氣移動通過該等結構。
  17. 如請求項16之測試系統，其中該等結構包含延伸遠離該裝置的鰭片。
  18. 如請求項16之測試系統，其中該等結構包含配置成一或多個列的鰭片。
  19. 如請求項16之測試系統，其中該等結構包含鰭片，該等鰭片含有金屬。
  20. 如請求項16之測試系統，其中該等結構包含鰭片，該等鰭片係金屬。
  21. 如請求項16之測試系統，其進一步包含： 插座帽蓋，其用以適配於在該測試插座中之該裝置上方； 其中該等結構及該插座帽蓋係單一部件，其包括用於該載體之蓋總成。
  22. 如請求項16之測試系統，其中該測試系統包含多個測試插槽，該多個測試插槽之各者經組態以接收分別之載體，各載體經組態以固持一或多個裝置；且 其中該測試系統進一步包含控制系統，該控制系統包含比例-積分-微分(PID)控制器，該PID控制器分開地控制不同載體中的裝置之溫度。
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