TWI754516B - 測試裝置及調控方法 - Google Patents
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Abstract
一種調控方法,係將目標物設於一測試裝置之艙體內之測試平台上,再藉由溫度反應結構感測該目標物之溫度,之後藉由控制器接收該溫度反應結構之溫度訊號,其中,該控制器能調控該艙體內部之壓力,以控制該艙體之氣壓,使該目標物於高功耗的情形下,仍可維持良好的散熱能力。
Description
本發明係關於一種調控測試環境之機制,特別是關於一種可應用於預燒測試作業之測試裝置及調控方法。
一般而言,電子產品的主機板上會裝設記憶體及中央處理器等電子元件,以執行特定任務。於該些電子元件之製作過程中,該些電子元件需經過多道測試機制,如用以確認高性能晶片之可靠度的預燒測試(Burn-in test),其模擬確認高性能晶片在高溫環境下能符合設計規格而正常運作,但隨著電子產品的集成度增加,電子產品之功耗需求也提高,致使高溫環境下的測試機台之散熱能力之要求也愈來愈高。
然而,目前預燒測試機台皆為恆壓的環境設計,無法滿足高功耗產品所需的散熱速度,使得預燒測試作業之環境條件不符合測試要求。
因此,如何克服上述習知技術的種種問題,實已成目前亟欲解決的課題。
鑑於上述習知技術之缺失,本發明係提供一種測試裝置,係包括:艙體,係於內部設有一用以置放目標物之測試平台;溫度反應結構,係感測該目標物之溫度;以及控制器,係通訊連接該溫度反應結構,以接收該溫度反應結構之溫度訊號,並能調控該艙體內部之壓力。
本發明亦提供一種調控方法,係包括:提供一內部設有測試平台之艙體;將目標物設於該測試平台上;藉由溫度反應結構感測該目標物之溫度;以及藉由控制器接收該溫度反應結構之溫度訊號,並能調控該艙體內部之壓力。
前述之測試裝置及調控方法中,該艙體係用於預燒測試作業,且該測試平台上設有一通訊連接該控制器之調溫組件,以調整該目標物之溫度。例如,該調溫組件係包含升溫器及/或降溫器,其中,該升溫器係為加熱器,且該降溫器係為風扇及/或散熱片。進一步,該控制器係定義有目標溫度範圍,以於該溫度反應結構之溫度訊號所反應之測試溫度未落入該目標溫度範圍時,藉由該調溫組件調整該目標物之溫度。
前述之測試裝置及調控方法中,該控制器係定義有目標溫度範圍,以於該溫度反應結構之溫度訊號所反應之測試溫度未落入該目標溫度範圍時,藉由該控制器調整該艙體內部之壓力。
前述之測試裝置及調控方法中,復包括藉由資料庫收集該目標物之功耗資料,以供該控制器調控該艙體內部之壓力。
前述之測試裝置及調控方法中,復包括藉由偵測結構偵測該目標物之電流值及/或電壓值,且藉由該控制器將該目標物之電流值及/或電壓值轉換為功耗。例如,該控制器係基於該功耗而調整該艙體內部之壓力。
由上可知,本發明之測試裝置及調控方法中,主要藉由該控制器能調控該艙體內部之壓力,以控制該艙體之氣壓,使該測試裝置於高功耗的情形下,仍可維持良好的散熱能力,故相較於習知技術,本發明之測試裝置及調控方法應用於預燒測試作業中可達到穩定溫控之目的。
再者,本發明之測試裝置及調控方法亦可藉由該溫度反應結構感測該目標物之溫度是否符合規定,以即時反饋至該控制器,使該控制器可即時調整該艙體內部之氣壓,因而可進一步調控該目標物的溫度。
1:溫控機制
2:測試裝置
20:艙體
20’:電路板
20a:測試平台
21:資料庫
22:調溫組件
22a:加熱器
22b:風扇
22c:散熱片
23:溫度反應結構
24:控制器
25:偵測結構
9:目標物
C:冷氣流
D1:壓力變化曲線
D2:功耗變化曲線
E1:第一調溫範圍
E2:第二調溫範圍
F1,F2,F3,F4:階段
L1:功耗曲線
L2:壓力曲線
S10~S142:步驟
T:目標溫度
T0,T0’:合理溫度
T1,T1’:第一超標溫度
T2,T2’:第二超標溫度
Z:第一目標溫度範圍
Z’:第二目標溫度範圍
圖1係為本發明之調控方法之方塊流程圖。
圖1’係為本發明之溫控機制之啟動流程示意圖。
圖2係為本發明之測試裝置之架構示意圖。
圖2’係為本發明之測試裝置之艙體之平面透視示意圖。
圖2A係為圖2’之局部上視示意圖。
圖2B係為圖2’之局部側視示意圖。
圖3係為本發明之調控方法之判斷準則之示意圖。
圖4係為本發明之調控方法之另一判斷準則之示意圖。
圖5係為採用本發明之調控方法所進行之測試作業與習知測試作業之對照圖表。
以下藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式,熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點及功效。
須知,本說明書所附圖式所繪示之結構、比例、大小等,均僅用以配合說明書所揭示之內容,以供熟悉此技藝之人士之瞭解與閱讀,並非用以限定本發明可實施之限定條件,故不具技術上之實質意義,任何結構之修飾、比例關係之改變或大小之調整,在不影響本發明所能產生之功效及所能達成之目的下,均應仍落在本發明所揭示之技術內容得能涵蓋之範圍內。同時,本說明書中所引用之如“第一”、“第二”、“上”、“下”及“一”等之用語,亦僅為便於敘述之明瞭,而非用以限定本發明可實施之範圍,其相對關係之改變或調整,在無實質變更技術內容下,當亦視為本發明可實施之範疇。
圖1係為本發明之調控方法之方塊流程圖。於本實施例中,該調控方法係應用於預燒測試(Burn-in test)作業之環境條件之調控,以調控該預燒測試作業之條件溫度及/或條件壓力。
於步驟S10中,提供一預燒測試作業用之測試裝置2,如圖2及圖2’所示,其包括一艙體20、一配置於該艙體20上之調溫組件22(如圖2A及圖2B所示)、至少一感測目標物9(如圖2A及圖2B所示)溫度之溫度反應結構23、以及一通訊連接該溫度反應結構23與該調溫組件22之控制器24,其中,該控制器24能調控該艙體20內部之壓力。
於本實施例中,該艙體20係用於預燒測試作業,其內部設有至少一測試平台20a,且該調溫組件22係設於該測試平台20a上,以調整該目標物9之溫度。
再者,該調溫組件22係包含升溫器及/或降溫器,其中,該升溫器可如圖2A及圖2B所示之加熱器(heater)22a,且該降溫器可如圖2A及圖2B所示之風扇22b及/或散熱片(heat sink)22c。
又,該溫度反應結構23係為一種溫感機制,如配置於該艙體20內之電路板20’上且電性連接該目標物9的溫感線路。
應可理解地,有關預燒測試作業所用之機台之種類繁多,其基本配備為業界所熟知,故有關該測試裝置2用於預燒測試作業所需之基本配備不再贅述,特此述明。
於步驟S11中,將單一目標物9(如圖2A及圖2B所示)設於單一該測試平台20a上。
於本實施例中,該目標物9係包含一電子封裝件。例如,該電子封裝件係具有至少一電子元件、及包覆該電子元件上之封裝層。具體地,該電子封裝件係為中央處理器或記憶體,且該電子元件係為半導體晶片。
再者,該加熱器22a可接觸疊設於該目標物9之頂面上,如圖2B所示,且該散熱片22c係為鰭片型,其疊設於該加熱器22a之頂面上。
又,該風扇22b係安裝於該測試平台20a之其中一側面處,以朝該目標物9提供冷風或冷氣流C(如圖2A或圖2B所示)。例如,該風扇22b係朝向該目標物9、加熱器22a與散熱片22c提供該冷風或冷氣流。應可理解地,有關風扇之種類繁多,故該風扇22b之構造並無特別限制。
於步驟S12中,透過如該測試裝置2之人機介面(user interface),於該控制器24中設定一目標溫度T,如圖3所示,以令該測試
裝置2開始對該目標物9升溫(或降溫)至該目標溫度T,且於該艙體20內部設定一目標壓力(如初始氣壓或大氣壓力)。
於本實施例中,該控制器24係基於該目標溫度T定義出一符合允許正負溫差值之合理溫度T0,T0’,如圖3所示,其與該目標溫度T之間係定義為合理溫差範圍(即第一目標溫度範圍Z),且基於該合理溫度T0,T0’係定義出正負超標值的第一超標溫度T1,T1’,其與該合理溫度T0,T0’之間係定義為第一調溫範圍E1(或者,將該第一超標溫度T1,T1’之間定義為第二目標溫度範圍Z’),並基於該第一超標溫度T1,T1’定義出一正負超標溫差值的第二超標溫度T2,T2’,其與該第一超標溫度T1,T1’之間係定義為第二調溫範圍E2。
於步驟S13中,藉由該溫度反應結構23感測該測試平台20a上之該目標物9之溫度。
於步驟S14中,藉由該控制器24接收該溫度反應結構23之溫度訊號。
於本實施例中,於單一功耗之情況下(即未產生功耗變化),基於該溫度反應結構23的溫度訊號,決定該控制器24採用之溫控機制。
於步驟S140之正常狀態下,該溫度反應結構23之溫度訊號所代表之測試溫度(或該目標物9之條件溫度)係為該目標溫度T(或位於該合理溫差範圍或第一目標溫度範圍Z內),故此時,該控制器24會維持現狀,即不會調整該目標物9之溫度。
於步驟S141之第一環境溫度之狀態下,即該溫度反應結構23之溫度訊號所代表之測試溫度大於或小於該目標溫度T(或該合理溫度T0,T0’,即超過該合理溫差範圍或第一目標溫度範圍Z)時,即該測試溫度係為第一超標溫度T1,T1’或位於該第一調溫範圍E1內,藉由該調溫組
件22調整該目標物9之溫度。例如,該控制器24採用第一溫控機制,即當該測試溫度過低時啟動該加熱器22a升溫、或當該測試溫度過高時啟動該風扇22c降溫,使該測試溫度調整至該目標溫度T或該合理溫度T0,T0’(即位於該合理溫差範圍或第一目標溫度範圍Z內)。
於步驟S142之第二環境溫度之狀態下,即該溫度反應結構23之溫度訊號所代表之測試溫度大於或小於該目標溫度T(或該第一超標溫度T1,T1’,即超過該第一調溫範圍E1或第二目標溫度範圍Z’)時,藉由該調溫組件22調整該目標物9之溫度,且藉由該控制器24調整該艙體20內部之壓力。例如,當該控制器24採用第一溫控機制後,該溫度反應結構23所感測之測試溫度仍持續超標,即該測試溫度係為第二超標溫度T2,T2’或位於該第二調溫範圍E2內,則該控制器24會採用第二溫控機制,以調整該艙體20內部的壓力。具體地,當該測試溫度過高時(如第二超標溫度T2)進行加壓、或當該測試溫度過低時(如第二超標溫度T2’)進行減壓,並持續啟動該加熱器22a升溫或啟動該風扇22c降溫,使該測試溫度調整至該目標溫度T或該合理溫度T0,T0’(即位於該合理溫差範圍或第一目標溫度範圍Z內)。
再者,該調控方法能基於壓力愈大而傳熱係數(Heat Transfer Coefficient)愈大的原理,以透過加壓方式,增加散熱速度,其中,該傳熱係數h=q/(A.△T),q係代表流入或損失的熱量(單位為J/s=W),A係代表導熱面積(單位為m2),△T係代表固體表面與周圍流體的溫度差(單位為K),故傳熱係數h之單位為W/(m2.K)。
因此,該預燒測試作業針對單一目標物9會進行多種不同的測試項目,因而總測試行程可能需要半小時,甚至2~3小時,使該目標物9於其所需的各種測試行程中可能會產生多種功耗變化,故該控制器24可
隨著功耗變化(如圖4所示之目標物9或晶片之功耗曲線L1)進行該艙體20內部之加壓或減壓的調整動作(如圖4所示之艙體內部之壓力曲線L2),進而改變該目標物9之溫度。例如,該預燒測試作業之總行程中係包含複數(如圖4所示之四個)階段F1,F2,F3,F4(或複數測試項目),且每一階段F1,F2,F3,F4(或每一測試項目)可能產生不同之功耗變化,故該調控方法可透過收集每一次預燒測試作業之各種功耗資料至資料庫21中,以於每一階段F1,F2,F3,F4(或每一測試項目)各自設定一初始氣壓,並在各階段F1,F2,F3,F4(或各測試項目)之測試行程中進行壓力微調動作。
或者,該調控方法亦可採用即時功耗(power consumption)反饋的方式。例如,該測試裝置2即時偵測該目標物9當下的電流值及/或電壓值,以計算出該目標物9所對應的功耗,供該測試裝置2即時進行氣壓(如該艙體20內部之壓力)的對應調整,並使該控制器24同時進行溫控動作或微調溫度動作。
因此,該測試裝置2可配置一通訊連接該控制器24之偵測結構25,其用以即時偵測該目標物9之電流值及/或電壓值,以藉由該控制器24基於如下公式:
P=I.V,將該目標物9之電流值及/或電壓值轉換為功耗,其中,P係代表功耗,I係代表電流,V係代表電壓,故該控制器24可基於該功耗而採用第二溫控機制調整該艙體20內部之壓力及該目標物9之溫度。例如,該偵測結構25係為一種偵測機制,如配置於該艙體20內之電路板20’上且電性連接該目標物9的偵測線路。
綜上所述,本發明之測試裝置2及調控方法,係於該目標溫度T設定後(如圖1’所示之溫控機制1),藉由該溫度反應結構23之運
作,令該控制器24採用第一溫控機制,以利用該調溫組件22進行熱調節(如圖1’所示之正常溫控),使該目標物9之溫度維持於合理溫差範圍或第一目標溫度範圍Z內,且當該目標物9之溫度超出可控範圍時(即該目標物9之溫度為第二超標溫度T2,T2’或位於該第二調溫範圍E2內),採用第二溫控機制,以利用改變大氣壓力及該調溫組件22進行熱調節(如圖1’所示之調壓溫控或加壓溫控),使該目標物9之溫度維持於合理溫差範圍或第一目標溫度範圍Z內,故本發明之測試裝置2及調控方法藉由該控制器24能調控該艙體20內部之壓力,以控制該艙體20內部之氣壓,使該目標物9於高功耗的情形下(如圖5所示之功耗600瓦之散熱狀態),仍能維持良好的散熱能力(如圖5所示之習知壓力變化曲線D1與功耗變化曲線D2之逐漸分離狀態),因而能達到穩定溫控之目的。
再者,於預燒測試作業之總行程中,因該目標物9之測試項目不同而會產生多種功耗表現,故該控制器24能即時監控當下的功耗,而對該艙體20之氣壓進行調整,以達到穩定動態溫控之目的。
又,本發明之測試裝置2及調控方法亦可透過功耗資料收集之方式,以預設每一測試項目(如圖4所示之各階段F1,F2,F3,F4)的初始氣體壓力,再於各階段F1,F2,F3,F4的測試過程中進行如圖3所示之溫控機制(如含壓力微調之第二溫控機制)。
另外,該測試裝置2於進行預燒測試作業之過程中,可藉由該溫度反應結構23感測該目標物9之條件溫度是否超標,以即時反饋至該控制器24,使該控制器24能即時調整該艙體20內部之氣壓,因而能調控該預燒測試作業之測試環境(如該艙體20內部)所需的散熱機制。
上述實施例係用以例示性說明本發明之原理及其功效,而非用於限制本發明。任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下,對上述實施例進行修改。因此本發明之權利保護範圍,應如後述之申請專利範圍所列。
S10~S142:步驟
Claims (20)
- 一種測試裝置,係包括:艙體,係於內部設有一用以置放目標物之測試平台;溫度反應結構,係感測該目標物之溫度;以及控制器,係通訊連接該溫度反應結構,以接收該溫度反應結構之溫度訊號,並能調控該艙體內部之壓力至一對應該溫度訊號之壓力值。
- 如請求項1所述之測試裝置,其中,該艙體係用於預燒測試作業,且該測試平台上設有一通訊連接該控制器之調溫組件,以調整該目標物之溫度。
- 如請求項2所述之測試裝置,其中,該調溫組件係包含升溫器及/或降溫器。
- 如請求項3所述之測試裝置,其中,該升溫器係為加熱器。
- 如請求項3所述之測試裝置,其中,該降溫器係為風扇及/或散熱片。
- 如請求項2所述之測試裝置,其中,該控制器係定義有目標溫度範圍,以於該溫度反應結構之溫度訊號所反應之測試溫度未落入該目標溫度範圍時,藉由該調溫組件調整該目標物之溫度。
- 如請求項1所述之測試裝置,其中,該控制器係定義有目標溫度範圍,以於該溫度反應結構之溫度訊號所反應之測試溫度未落入該目標溫度範圍時,藉由該控制器調整該艙體內部之壓力。
- 如請求項1所述之測試裝置,復包括通訊連接該控制器之資料庫,係用以收集該目標物之功耗資料,以供該控制器調控該艙體內部之壓力。
- 如請求項1所述之測試裝置,復包括通訊連接該控制器之偵測結構,係用以偵測該目標物之電流值及/或電壓值,以令該控制器將該目標物之電流值及/或電壓值轉換為功耗。
- 如請求項9所述之測試裝置,其中,該控制器係基於該功耗而調整該艙體內部之壓力。
- 一種調控方法,係包括:提供一內部設有測試平台之艙體;將目標物設於該測試平台上;藉由溫度反應結構感測該目標物之溫度;以及藉由控制器接收該溫度反應結構之溫度訊號,並使該控制器能調控該艙體內部之壓力至一對應該溫度訊號之壓力值。
- 如請求項11所述之調控方法,其中,該艙體係用於預燒測試作業,且該測試平台上設有一通訊連接該控制器之調溫組件,以調整該目標物之溫度。
- 如請求項12所述之調控方法,其中,該調溫組件係包含升溫器及/或降溫器。
- 如請求項13所述之調控方法,其中,該升溫器係為加熱器。
- 如請求項13所述之調控方法,其中,該降溫器係為風扇及/或散熱片。
- 如請求項12所述之調控方法,其中,該控制器係定義有目標溫度範圍,以於該溫度反應結構之溫度訊號所反應之測試溫度未落入該目標溫度範圍時,藉由該調溫組件調整該目標物之溫度。
- 如請求項11所述之調控方法,其中,該控制器係定義有目標溫度範圍,以於該溫度反應結構之溫度訊號所反應之測試溫度未落入該目標溫度範圍時,藉由該控制器調整該艙體內部之壓力。
- 如請求項11所述之調控方法,復包括藉由資料庫收集該目標物之功耗資料,以供該控制器調控該艙體內部之壓力。
- 如請求項11所述之調控方法,復包括藉由偵測結構偵測該目標物之電流值及/或電壓值,且藉由該控制器將該目標物之電流值及/或電壓值轉換為功耗。
- 如請求項19所述之調控方法,其中,該控制器係基於該功耗而調整該艙體內部之壓力。
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