(57)【要約】【課題】    本発明は電子部品試験装置に関し、特に試験槽内の温度を精度よく試験温度に制御する電子部品試験装置と電子部品試験装置に使用するコンパクトなフィン面積可変型ラジエーターに関するものである。【解決手段】  本発明の電子部品試験装置は、冷却媒体を冷やす熱交換器と、被試験電子部品を冷却媒体を用いて冷却するブロックと、被試験電子部品を搭載した電子装置へ流入する外気を冷却媒体を用いて試験温度まで冷却するフィン面積可変型ラジエーターと、熱交換器から流れる冷却媒体をブロックおよびフィン面積可変型ラジエーターへ分岐させる分岐部と、熱交換器およびフィン面積可変型ラジエーターを制御する制御部とを備えるよう構成する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却媒体を冷やす熱交換器と、
被試験電子部品を前記冷却媒体を用いて冷却するブロックと、
前記被試験電子部品を搭載した電子装置へ流入する外気を前記冷却媒体を用いて試験温度まで冷却するフィン面積可変型ラジエーターと、
前記熱交換器から流れる冷却媒体を前記ブロックおよび前記フィン面積可変型ラジエーターへ分岐させる分岐部と、
前記熱交換器および前記フィン面積可変型ラジエーターを制御する制御部と
を有することを特徴とする電子部品試験装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記冷却媒体の温度を所定温度になるよう前記熱交換器を制御すると共に、前記電子装置への流入する外気の温度を前記試験温度になるよう前記フィン面積可変型ラジエーターのフィン面積を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の電子部品試験装置。
【請求項３】
冷却媒体が通過する第１基材と、前記第１基材上に第１方向に並行に配置された複数の第１フィンを有する第１部材と、
前記冷却媒体が通過する第２基材と、前記第２基材上に第１方向に並行に配置され、前記第１フィンを各々収納可能な複数の第２フィンを有する第２部材と、
前記第１フィンもしくは前記第２フィンを、前記第１方向に移動させる駆動機構と
を有することを特徴とするフィン面積可変型ラジエーター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子部品試験装置に関し、特に試験槽内の温度を精度よく試験温度に制御する電子部品試験装置と電子部品試験装置に使用するコンパクトなフィン面積可変型ラジエーターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の半導体装置の小型化や高集積化、更には高機能化に伴って処理性能は大幅に向上し、それに伴って発熱量も著しく増加するようになってきている。特にハイエンド系のサーバに用いるＣＰＵは高い処理性能が求められるため、発熱対策のために水等を冷媒に用いた水冷式の冷却方式が一般的になってきつつある。
【０００３】
上記のようなハイエンド系のサーバにおいては、性能を最大限に引き出すために回路上の種々の条件を考慮しながら設計を行い、動作試験を行なって設計どおりに回路が動作をしているかを検証している。この試験においては、サーバが実際に使用されるであろう環境に合わせて行なうことが現実的であり、このため同様の環境に合わせた試験装置を用いて検証を行なっている。即ち、筐体を模した雰囲気中に実機で使用するメモリやコンデンサ等の電子部品を実機と同じ基板に実装し、ＣＰＵ等には水冷による冷却を行いながら試験を行なう。但し、被試験半導体（例えばＣＰＵ）は、取り替えて試験を行なう必要があることから、基板上にソケットを搭載し、このソケットに差し込んで試験を行なっている。即ち、試験用の基板は、被試験半導体を搭載するソケットを備えていることを除いて、実機と略同一である。
【０００４】
図７はこのような試験を行なう電子部品試験装置１０の構成例を示したもので、試験槽２０、排気ファン３０、熱交換器（チラー）４０、水冷ブロック５０で構成する。被試験半導体８１や他の電子部品８２を搭載した基板８０は試験槽２０内に置かれ、被試験半導体８１の上部に接して水冷ブロック５０が配置される。水冷ブロック５０と熱交換器４０間は冷媒を循環させるパイプ４１で接続している。試験槽２０は一つの側面に排気ファン３０を備え、この排気ファン３０の取付面と対向する面に外気を取り入れる開口部２１を形成している。排気ファン３０は、開口部２１を介して外気を取り込み、基板８０上の電子部品８２等で発生した熱を排気する。なお、図７では、基板８０に接続して電気的特性を計測するケーブルや計測機器は示していない。
【０００５】
電子部品の試験装置や放熱の技術として、以下に示すものが従来技術として知られている。
【０００６】
被試験半導体を配置する試験槽に導管を配設し、除湿器を介して窒素ガス等の混合気体を試験槽に導入することが知られている。試験槽に導入される混合気体が除湿されることにより、被試験半導体や被試験半導体を装着するソケット等に結露が生じることを防止するものである（特許文献１）。
【０００７】
またフィンによる放熱技術として、フィンとフィンとの間に基材を介入させてフィンと基材とを一体接合し、フィンと基材とに水路孔を形成し、水を循環させて熱を吸収する水冷ヒートシンクも知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−９０３４８号公報
【特許文献２】特開２００４−３１１９１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記した電子部品試験装置は、サーバが実際に可動する状況を模した環境を作るものであるが、試験槽内の温度制御を行なっていないので外気の温度変化の影響を受け易い、と言う問題がある。性能の検証は、外気温度を設定温度に制御した状態で各種のデータを取得することが望ましく、そのためには上記の電子部品試験装置の使用に当たっては正確に温度制御され、充分な広さを有する部屋で行なう必要がある。
【００１０】
電子部品試験装置が、使用場所に限定されないためには試験槽内を温度制御すれば良いことになるが、大がかりな温度制御設備を備えることにより、広いスペースを必要としたり高い設備コストとなるようであってはならない、という要求もある。
【００１１】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、試験槽を正確に温度制御でき、コンパクトで低コストの電子部品試験装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために本発明の電子部品試験装置は、熱交換器、ブロック、フィン面積可変型ラジエーター、分岐部および制御部とから構成される。
【００１３】
熱交換器は冷却媒体を冷やすものであり、ブロックは被試験電子部品を冷却媒体を用いて冷却する。フィン面積可変型ラジエーターは被試験電子部品を搭載した電子装置に流入する外気を冷却媒体を用いて試験温度まで冷却し、分岐部は熱交換器から流れる冷却媒体をブロックおよびフィン面積可変ラジエーターへ分岐させ、制御部は熱交換器およびフィン面積可変型ラジエーターを制御する。
【発明の効果】
【００１４】
フィン面積が可変するラジエーターを用いて試験槽内の温度を制御するようにしたので、コンパクトで精度のよい電子部品試験装置の提供ができる。また、１台の熱交換器を用いてブロックとフィン面積可変型ラジエーターとに冷却媒体が流れるようにしたので、コストを押さえた電子部品試験装置の提供ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の電子部品試験装置の構成例である。
【図２】本発明のフィン面積可変型ラジエーターユニットの構造例である。
【図３】フィン面積可変型ラジエーターのフィン外観例である。
【図４】フィン基底部の水冷パイプの配置例である。
【図５】フィンの面積可変例である。
【図６】フィン面積の変化に対する吸収熱量の変化例である。
【図７】従来の電子部品試験装置の構成例である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
(実施例)
【００１７】
本発明の実施例を図１〜図６を用いて説明する。
【００１８】
図１は、本発明の電子部品試験装置１１の構成例を示したもので、図７で説明した従来技術による電子部品試験装置１０に合わせて違いが分かるように示したものである。図１の符号は、図７で示した構成要素と同一の構成要素は同一の符号を付けている。
【００１９】
従来技術による電子部品試験装置１０（図７）と異なる構成要素は、フィン面積可変型ラジエーター１００と吸気ファン２００、制御器６０、パイプ４２（分岐パイプ４２−１、４２−２を含む）、温度センサＴａ７０、温度センサＴｂ７１である。
【００２０】
本実施例では、図７で示した排気ファン３０と対向する面に外気を吸引する吸気ファン２００を設け、その吸気ファン２００に密接して配置したフィン面積可変型ラジエーター１００を備えている。フィン面積可変型ラジエーター１００は、構造の詳細は後述するが熱交換器４０によって冷却されるフィンを備え、そのフィンに吸気ファン２００から取り込んだ外気を当てることで外気の熱を奪い、試験槽２０内の温度を下げることを行なう。このフィンの冷却のため、図１に示すように従来のパイプ４１に分岐パイプ４２−１、４２−２を設け、フィン面積可変型ラジエーター１００に接続するパイプ４２を設けている。
【００２１】
上記のフィン面積可変型ラジエーター１００のフィンの面積は可変でき、試験槽２０内の温度センサＴａ７０と外気の温度センサＴｂ７１との出力に基づいて制御器６０がフィン面積可変型ラジエーター１００に指令してフィン面積を変化させ、試験槽２０内の温度が試験温度になるよう制御する。
【００２２】
次に、フィン面積可変型ラジエーター１００の構造について説明する。図２（ａ）は、フィン面積可変型ラジエーター１００を吸気ファン２００と一体化したフィン面積可変型ラジエーターユニット１０１を示している。フィン面積可変型ラジエーター１００は、固定フィン３００、可動フィン４００、直動ステージ５００、および吊り支持部材６００で構成する。図２に示すように、固定フィン３００は吊り支持部材６００により吊られて吸気ファン２００の枠に固定された構造になっており、また可動フィン４００は直動ステージ５００上に設けられ、直動ステージ５００は直線に移動する。図に示す矢印は、直動ステージ５００の移動方向を示している。
【００２３】
図２（ｂ）に、図２（ａ）に示される固定フィン３００と可動フィン４００とを取り出した状態を示す。可動フィン４００の１つのフィンは「コ」の字を示す形状を成して複数のフィンが基底部から立設しており、この部分に固定フィン３００の複数のフィンがそれぞれ入り込むようになっている。直動ステージ５００が最も吸気ファン２００の近くまで移動したとき、固定フィン３００のフィンは可動フィン４００の中に最も深く入り込んだ状態となる。
【００２４】
フィン面積可変型ラジエーター１００が外気を吸引する吸気ファン２００とは密接して配置されること、またフィン面積可変型ラジエーター１００の固定フィン３００が可動フィン４００の中に入り込む構造であることから吸気ファン２００、固定フィン３００および可動フィン４００の相互の配置位置は重要である。図２（ａ）に示すユニット化は、ユニットの製作時にこれら相互の配置を調整してユニットとして組み立てができるところに意味がある。また、ユニット化したことで、試験槽２０の大きさに応じて容易にユニットの数を増減できる効果もある。
【００２５】
次に、固定フィン３００と可動フィン４００のそれぞれの構造を図３を用いてより詳細に説明する。図３（ａ）は固定フィン３００の構造を示し、固定フィン３００は基底部３１０と第１フィン３２０とで構成し、基底部３１０には水冷用のパイプと接続するパイプ継ぎ手３３１、３３２を設けている。第１フィン３２０は基底部３１０から立設した複数のフィンからなっている。この図では５枚のフィンで第１フィン３２０を構成している。
【００２６】
図３（ｂ）は可動フィン４００の構造を示し、固定フィン３００と同様に基底部４１０と第２フィン４２０とで構成し、基底部４１０にはパイプ継ぎ手４３１、４３２を設けている。第２フィン４２０は基底部４１０から立設した複数のフィンから構成し、個々のフィンは断面（図３（ｂ）の図で水平に切ったときの断面）が「コ」の字の形状をしている。
【００２７】
図４は、基底部の内部に形成した水冷パイプの例を示し、図４（ａ）は固定フィン３００の水冷パイプ３３０を、図４（ｂ）は可動フィン４００の水冷パイプ４３０を示している（点線は基底部３１０、基底部４１０、第１フィン３２０、第２フィン４２０とを示している）。水冷パイプ３３０はパイプ継ぎ手３３１、３３２と接続し、水冷パイプ４３０はパイプ継ぎ手４３１、４３２と接続している。なお、本実施例では冷媒として水を用いている。
【００２８】
水冷パイプ３３０、４３０により基底部３１０、４１０が冷やされ、熱伝導により複数のフィンが冷える仕組みになっている。基底部３１０、４１０およびフィンとも材料は熱伝導が良好なアルミニュウムを用いている。
【００２９】
水冷パイプ３３０、３４０の形成は、例えば基底部３１０、４１０を上下に分割し、分割した基底部のそれぞれに水路となる溝を形成し、水路の周辺を囲むパッキンを設けることで形成できる。あるいは、分割した基底部の一方に溝を形成し、その溝にパイプを埋め込むようにしてもよい。
【００３０】
次に、フィン面積可変型ラジエーター１００のフィン面積の可変例を図５を用いて説明する。図５（ａ）は固定フィン３００の第１フィン３２０が可動フィン４００の第２フィン４２０に最も深く入り込んだ状態を示している。吸気ファン２００が吸引した外気は可動フィン４００の複数あるフィンの間を通って試験槽２０内に流入し（矢印は外気の流入を示す）、このとき外気が距離Ｗ１を第２フィン４２０と接することで第２フィン４２０により熱が奪われ、冷風となって試験槽２０内に流れこむ。この冷風は試験槽２０の基板上の電子部品からの発熱を吸収し、試験槽２０から排気されることになる。この外気の吸引から排気までの一連の熱の交換のプロセスで試験槽２０内の温度が試験温度になっていれば図５（ａ）の状態を保てばよいことになる。しかし、電子部品からの発熱が多い場合は試験槽２０内の温度は上昇するので、外気をより多く冷却する必要がある。この場合に、図５（ｂ）に示すように直動ステージを移動させてフィン面積可変型ラジエーター１００のフィン面積を大きくする。即ち、直動ステージを移動させることで固定フィン３００の第１フィン３２０が「コ」の字形の第２フィン４２０から引き出され、外気が接するフィンの距離はＷ２に拡がり、この距離Ｗ２を外気がフィン（固定フィン３００の第１フィン３２０と可動フィン４００の第２フィン４２０とを合わせた面積となる）と接することでより多く冷却されることになる。
【００３１】
図１に示す制御器６０は、上記に示したフィン面積可変型ラジエーター１００のフィン面積の可変させて試験槽２０内の温度を試験温度になるよう制御する。即ち、試験槽２０内に配置した温度センサＴａ７０と、試験槽２０外に配置した温度センサＴｂ７１からの出力とに基づいてフィン面積を求め、直動ステージ５００を求めたフィン面積となるまで移動して試験温度になるよう制御する。フィンで吸収される熱量は図６で示されるようにフィン面積に略比例するので、これに基づいて直動ステージ５００を移動させればよい。
【００３２】
なお、本実施例では排気ファン３０と吸気ファン２００とも１００〜１２０ミリ角のファンを用いている。また、２つのファンを設けるようにしたが吸気ファン２００のみであってもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１０    （従来技術による）電子部品試験装置
１１    （本発明による）電子部品試験装置
２０    試験槽
２１    開口部
３０    排気ファン
４０    熱交換器
４１    パイプ
４２    パイプ
４２−１  分岐パイプ
４２−２  分岐パイプ
５０    水冷ブロック
６０    制御器
７０    温度センサＴａ
７１    温度センサＴｂ
８０    基板
８１    被試験半導体
８２    電子部品
１００  フィン面積可変型ラジエーター
１０１  フィン面積可変型ラジエーターユニット
２００  吸気ファン
３００  固定フィン
３１０  基底部
３２０  第１フィン
３３１  パイプ継ぎ手
３３２  パイプ継ぎ手
４００  可動フィン
４１０  基底部
４２０  第２フィン
４３１  パイプ継ぎ手
４３２  パイプ継ぎ手
５００  直動ステージ
６００  吊り支持部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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