(57)【要約】  ＩＣパッケージテスト用装置は、温度センサ48、ヒータ（またはクーラー）44及び制御装置42を一つのモジュラーユニット22、72に一体化している。この制御装置42は、モジュラーユニット22、72に組み込まれ、温度センサ48及びヒータ44に接続されているマイクロプロセッサーである。この制御装置42は、ユーザーが制御装置42に接続された通信回線71を通して、指定されたテスト中の温度をインプットすることを可能にする。各ＩＣパッケージ54のテスト中の温度は、制御装置42により制御され、別々の温度となっている。このモジュール22は、テスト用ソケットのラッチ26を用いることにより、オープントップソケット20に対して簡単に取り付け及び取り外しできる。複数のセンサ48、ヒータ（またはクーラー）44及び制御装置42のマトリックスが一つのトップアタッチプレート72にセンサ48及びヒータ（またはクーラー）が別々にバネ付勢された状態で配置されている場合には、複数のＩＣパッケージ54は複数のテスト用ソケット20に対しすばやく取り付けまたそこからすばやく取り外しできる。温度センサ48は、熱伝導性センサハウジング134内に配置されたセンサと、このセンサハウジング134を覆う断熱材138を含む。【選択図】  図３
2007525672.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＣパッケージ54に熱的に接触するように配置された温度センサ48と、
前記ＩＣパッケージ54と直接接触するように配置されたヒータまたはクーラー44と、
前記温度センサ48及び前記ヒータまたはクーラー44に接続された電子制御装置42と、
を含むＩＣソケットの蓋22であって、
前記温度制御装置42が前記温度センサ48に応じて前記ＩＣパッケージ54の温度を制御するようにプログラムされていることを特徴とするＩＣソケットの蓋22。
【請求項２】
さらに、前記蓋22をＩＣソケットベース38に対しすばやく取り付けまたＩＣソケットベース38からすばやく取り外しできるようになっているラッチ26を含む請求項１に記載のＩＣソケットの蓋22。
【請求項３】
前記電子制御装置42は、前記温度センサ48からの信号を変換するためのＡＤ変換機60と、デジタルデータを送受信するようにプログラムされているプロセッサー62と、前記プロセッサー62からのデジタルデータを変換するためのＤＡ変換機66と、を含み、前記プロセッサー62は、前記温度センサ48からの変換されたデータを操作者が入力したデジタル値と比較し、その比較結果に応じて、該プロセッサー62からの信号を前記ＤＡ変換機66を介して前記ヒータまたはクーラー44に送り、前記ＩＣパッケージ54の温度に影響を与えるようにプログラムされている請求項１に記載のＩＣソケットの蓋22。
【請求項４】
さらに、前記電子制御装置と電気的に接続され、対応するテストボード32上の電気コネクタ30と接続されるように配置されている電気コネクタ34を含む請求項１に記載のＩＣソケットの蓋22。
【請求項５】
前記電子制御装置42は、前記電気コネクタ34からデジタル信号を受信するようになっており、
前記ヒータまたはクーラーは、前記電気コネクタ34から電力を供給されるようになっており、
前記温度センサ48は、前記電気コネクタ34から電力を供給されるようになっている請求項１に記載のＩＣソケットの蓋22。
【請求項６】
前記温度センサ48が複数の温度センサ48からなり、これらの温度センサ48が対応する複数のＩＣパッケージ54に熱的に接触するように配置されており、
前記ヒータまたはクーラー44が複数のヒータまたはクーラー44からなり、これらのヒータまたはクーラー44が対応する複数のＩＣパッケージ54に直接接触するように配置されており、
前記電子制御装置42が複数の電子制御装置42からなる請求項１に記載のＩＣソケットの蓋72。
【請求項７】
さらに、前記複数の温度センサ48及びヒータまたはクーラー44が弾力的に取り付けられるようになっているトップアタッチプレート72を含む請求項６に記載のＩＣソケットの蓋72。
【請求項８】
前記複数の電子制御装置42のそれぞれが、
前記温度センサ48からの信号を変換するためのＡＤ変換機60と、
デジタルデータを送受信するようにプログラムされているプロセッサー62と、
前記プロセッサー62からのデジタルデータを変換するためのＤＡ変換機66と、を含み、
前記プロセッサー62は、前記温度センサ48からの変換されたデータを操作者が入力したデジタル値と比較し、その比較結果に応じて、該プロセッサー62からの信号を前記ＤＡ変換機66を介して前記ヒータまたはクーラー44に送り、前記ＩＣパッケージ54の温度に影響を与えるようにプログラムされている請求項6に記載のＩＣソケットの蓋72。
【請求項９】
前記温度センサ48からの信号を変換するためのＡＤ変換機60と、
デジタルデータを送受信するようにプログラムされたプロセッサー62と、
前記プロセッサー62からのデジタルデータを変換するためのＤＡ変換機66と、を含むＩＣソケットの温度制御装置42であって、
前記プロセッサー62は、前記温度センサ48からの変換されたデータを操作者が入力したデジタル値と比較し、その比較結果に応じて、該プロセッサー62からの信号を前記ＤＡ変換機66を介して前記ヒータまたはクーラー44に送り、前記ＩＣパッケージ54の温度に影響を与えるようにプログラムされていることを特徴とするＩＣソケットの温度制御装置42。
【請求項１０】
前記制御装置42がＩＣソケットの蓋22、72の中に配置されている請求項９に記載のＩＣソケットの温度制御装置42。
【請求項１１】
前記制御装置42が前記ＩＣソケットの蓋22上のコネクタ34からデジタルデータ及び電力を受け取るようになっている請求項９に記載のＩＣソケットの温度制御装置42。
【請求項１２】
テスト用チャンバー68と、
前記テスト用チャンバー68内に配置されたテスト用ボード32と、
前記テスト用ボード32上に配置されたＩＣソケットの基盤20と、
前記ＩＣソケットの基盤20内に設けられたＩＣパッケージ54と、
ＩＣソケットの蓋22、72と、を含むＩＣパッケージ54のテスト、通電テスト及びプログラミングのためのシステムであって、
前記ＩＣソケットの蓋22、72が
前記ＩＣパッケージ54に熱的に接触するように配置された温度センサ48と、
前記ＩＣパッケージ54と直接接触するように配置されたヒータまたはクーラー44と、
前記温度センサ48及びヒータまたはクーラー44に接続された電子制御装置42と、
を含み、
前記電子制御装置42が前記温度センサ48に応じて前記ＩＣパッケージ54の温度を変化させるようにプログラムされていることを特徴とする前記システム。
【請求項１３】
前記テスト用ボード32が電気コネクタ30を有しており、
前記ＩＣソケットの蓋22が対応する電気コネクタ34を有しており、
前記コネクタ30は前記テスト用ボード上に配置され、前記ＩＣソケットの蓋22上のコネクタ34に接続されるようになっており、
前記ＩＣソケットの蓋22上の前記コネクタ34が前記電子制御装置42と電気的に接続されており、
前記テスト用ボード32がシステムコントローラー70と前記電子制御装置42の間で信号の送受信を行うようになっており、
前記システムコントローラー70が前記テスト用チャンバー68の外に位置している請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記ＩＣソケットの基盤20が複数のＩＣソケット基盤からなり、これらのＩＣソケットの基盤20が前記テスト用ボード32上に搭載されており、
前記温度センサ48が複数の温度センサ48からなり、これらの温度センサ48が前記複数のＩＣソケットの基盤20内の対応する複数のＩＣパッケージ54に熱的に接触するように配置されており、
前記ヒータまたはクーラー44が複数のヒータまたはクーラー44からなり、これらのヒータまたはクーラー44が前記複数のＩＣパッケージ54に直接接触するように配置されており、
前記電子制御装置42が複数の電子制御装置42からなり、
前記ＩＣソケットの蓋72が前記テスト用ボード32に取り付けられるようになっているトップアタッチプレート72を含んでいる請求項１２に記載のシステム。
【請求項１５】
前記複数のＩＣソケットの基盤20、温度センサ48及びヒータまたはクーラー44が通常のマトリックス状に配置されている請求項１２に記載のシステム。
【請求項１６】
前記トップアタッチプレート72は、前記温度センサ48及びヒータまたはクーラー44を前記ＩＣパッケージ54に弾力的に係止させるようになっている請求項１４に記載のシステム。
【請求項１７】
ＩＣパッケージ54のテスト、通電テスト及びプログラムのいずれか一つを行う際のＩＣパッケージ54の温度制御の方法であって、該温度制御法は、
ＩＣソケットの蓋22、72に配置され前記ＩＣパッケージ54に熱的に接触した温度センサ48により前記ＩＣパッケージ54の温度を測定するステップと、
前記温度センサ48から送られたデータを前記ＩＣソケットの蓋22，72内に配置された電子制御装置42において処理するステップと、
前記電子制御装置42から送られた信号に応じて、前記ＩＣソケットの蓋22，72に配置されたヒータまたはクーラー44によりＩＣパッケージ54の温度制御をするステップと、
を含むことを特徴とする前記温度制御方法。
【請求項１８】
さらに、システムコントローラー70から前記電子制御装置42にＩＣパッケージの好ましい温度を表すデジタル値を送信するステップを含む請求１７に記載の方法。
【請求項１９】
さらに、前記ＩＣパッケージの好ましい温度を表す前記送信されたデジタル値と前記ＩＣパッケージ54の測定された温度を電子制御装置42において比較するステップと、その比較結果に応じて前記電子制御装置42から、前記ヒータまたはクーラー44に信号を送信して、当該ヒータまたはクーラー44を制御するステップと、を含む請求項18に記載の方法。
【請求項２０】
ＩＣパッケージ54のテスト、通電テスト及びプログラミングのいずれか一つを行っている際に前記複数のＩＣパッケージ54の温度を別々に制御する方法であって、
個々の前記ＩＣパッケージ54に熱的に接触したトップアタッチプレート72上に搭載されている分離した温度センサ48により個々の前記ＩＣパッケージ54の温度を測定するステップと、
前記温度センサ48から送られたデータを前記トップアタッチプレート72上に配置された複数の電子制御装置42において処理するステップと、
前記電子制御装置42から送られた信号に応じて個々のＩＣパッケージ54の温度を対応するヒータまたはクーラー44により制御するステップと、
を含むことを特徴とする前記制御方法。
【請求項２１】
さらに、システムコントローラー70から個々の前記電子制御装置42に個々のＩＣパッケージ54の好ましい温度を表すデジタル値を送信するステップを含む請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
さらに、前記ＩＣパッケージ54の好ましい温度を表す前記送信されたデジタル値と当該ＩＣパッケージ54の測定された温度とを前記電子制御装置42において比較するステップと、
個々の比較結果に応じて、前記電子制御装置42から、温度測定された前記ＩＣパッケージ54に接触している前記ヒータまたはクーラー44に信号を送信して、当該ヒータまたはクーラー44を制御するステップと、を含む請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記システムコントローラー70から前記電子制御装置42にデジタル値を送信するステップは、前記システムコントローラー70から前記複数の電子制御装置42に個々のＩＣパッケージ54の別々のデジタル値を送信することにより行われる請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
ＩＣ54を加熱または冷却する手段とを有するＩＣテスト用ソケット123で用いられるＩＣの温度測定用装置48であって、
サーミスター130と、
内部に前記サーミスター130が配設されるとともに前記ＩＣ54に熱的に接触するように配置された熱伝導性のセンサハウジング134と、
前記サーミスター130が前記ＩＣ54用ヒータまたはクーラー44から熱的に分離されるように前記センサハウジング134を覆っている断熱材138と、を備えていることを特徴とする前記ＩＣの温度測定用装置48。
【請求項２５】
前記センサハウジング134が前記サーミスター130を円筒形の空洞132内に収容するように形作られており、前記空洞132は、センサハウジング134の第１の端部に一つの開口を有しており、該センサハウジング134の第２の端部に向かって延びている請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記円筒型形の空洞132は、前記ハウジング134の第２の端部の近傍において前記空洞の中に前記サーミスター130をさらに深く受け入れて前記ハウジング134の第２の端部の外表面から前記サーミスター130にかけて短い熱経路が存在するようにするために、前記ハウジング134の第２の端部の近傍において円錐型の末端136を有している請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
前記ＩＣ54から前記サーミスター130にかけての熱伝導経路を形成するために、前記センサハウジング134が前記断熱材138から露出している請求項２５に記載の装置。
【請求項２８】
前記センサハウジング134が高い熱伝導性を持つ金属から形成されている請求項２４に記載の装置。
【請求項２９】
前記センサハウジングがアルミニウムまたは銅を含む金属から形成されている請求項２４に記載の装置。
【請求項３０】
前記断熱材138がポリサーマイド材料から形成されている請求項２４に記載の装置。
【請求項３１】
前記ＩＣ54と熱的に接触しており、当該ＩＣ54に対し熱を与えるかまたは奪うことにより当該ＩＣ54の温度に変化をもたらす温度制御ブロック44と、
前記温度制御ブロック44内に配置されたＩＣの温度測定機器48と、を備え、
前記温度測定機器48の内部には、温度センサ130が熱伝導性材料134を介して前記ＩＣ54と熱的に接触するように設けられており、断熱材138が前記温度制御ブロック44から前記温度センサ130を熱的に隔絶しているＩＣの温度測定及び制御構造。
【請求項３２】
前記熱伝導性材料134が高い熱伝導性を持つ金属から形成されている請求項３１に記載の構造。
【請求項３３】
前記熱伝導性材料134がアルミニウムまたは銅を含有し、前記断熱材138がポリサーマイド材料から形成されている請求項３１に記載の構造。
【請求項３４】
前記ＩＣ54の温度変化に対するすばやい過渡応答を可能にする熱経路を提供するように前記熱伝導性材料134で前記温度センサ130と前記ＩＣ54の間に所定距離だけ間隔を設けている請求項３１に記載の構造。
【請求項３５】
前記温度センサ130と前記ＩＣ54の接触によって生じる損傷から前記温度センサ130または前記ＩＣ54を物理的に保護するように、前記熱伝導性材料134で前記温度センサ130と前記ＩＣ54の間に間隔を設けている請求項３４に記載の構造。
【請求項３６】
前記熱伝導性材料134は、平らな表面で前記ＩＣ54と接触するように形成されている請求項３１に記載の構造。
【請求項３７】
略円筒型に形成されたハウジング134の円筒型の盲孔内に配置される円筒型な先端を有する温度センサ130と、
熱伝導性材料で形成される前記ハウジング134と、
前記ハウジング134を覆っており、断熱材138から成る輪状の筒と、
前記ＩＣ54と熱的に接触しているとき、効率的にＩＣ54に対し熱を与えるまたは奪うように配置された温度制御ブロック44と、を備え、
前記温度制御ブロック44は、前記ハウジング134が前記温度操作ブロック44から熱的に隔絶される一方該ハウジング134が前記ＩＣ54と熱的に接触するように、前記断熱材138、ハウジング134及び温度センサ130をユニットとして収容できるような大きさに形成された円筒型の貫通孔を有していることを特徴とするＩＣ54のテストに用いられるＩＣの温度測定及び制御構造。
【請求項３８】
ＩＣ54をテスト用ソケット123内に配置するステップと、
前記ＩＣ54にヒータまたはクーラー44を熱的に接触させて前記ＩＣ54の温度を変化させるステップと、
前記ヒータまたはクーラー44内に配置された温度センサ130を用いることにより前記ＩＣ54の温度を測定するステップと、を含み、
前記ＩＣ54の温度の測定は、熱伝導性材料134を介して前記温度センサ130を前記ＩＣ54に熱的に接触させるとともに、前記温度センサ130が前記ＩＣ54の温度だけを測定するように前記温度センサ130を前記ヒータまたはクーラー44から熱的に隔絶させて行われることを特徴とするＩＣ54のテスト中のＩＣ54の温度測定方法。
【請求項３９】
前記温度センサ130を前記熱伝導性材料134を介して前記ＩＣ54に熱的に接触させるステップは、前記熱伝導性材料134で前記温度センサ130を前記ＩＣ54から所定距離だけ間隔をあけ、前記ＩＣ54の温度変化に対するすばやい過渡応答を可能にする熱経路を提供することにより行われる請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記ＩＣ54のテストが前記ＩＣ54のテスト、通電テスト及びプログラミングを含む請求項３８に記載の方法。
【請求項４１】
前記温度センサ130を前記ヒータまたはクーラー44から熱的に隔絶するステップは、
前記温度センサ130を熱伝導性センサハウジング134内に配置し、
前記温度センサハウジング134の第１の端部と第２の端部が露出した状態で前記温度センサハウジング134を覆う断熱材138の覆いを形成し、
前記温度センサハウジング134及び前記断熱材の覆い138を、該温度センサハウジング134及び断熱材の覆い138を受け入れることができるようなサイズ及び形状に形成された温度制御ブロック44内の開孔内に配置することにより行われる請求項３８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＣのテスト用ソケット、特にＩＣのテスト用ソケット及び／または通電テスト用ソケット(burn-in socket)内でのＩＣの温度制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣパッケージは、その製造後、昇温下においてテストされなければならない。このテストは、一般的には通電テストである。この通電テストの処理の間、ＩＣ、温度センサ及びその他の構成要素の温度を制御することが必要となることがある。この制御のための技術は長年の間広く実践されている。このシステムは、通常、ヒータ（またはクーラー）、温度センサ、及び温度センサで測定された電圧を基準電圧と比較しその違いに応じてヒータにエネルギーを印加する比較器からなる。エネルギーは、測定された電圧と基準電圧の差をなくすよう適切な向きに印加される。これらの目的のために、多様な温度制御モジュール及び温度センサが売られている。ＩＣが温度の影響を受けやすいことから、典型的な使用例は、通電テスト中の温度制御である。
【０００３】
より正確なテスト結果を出すためには、テストされている個々のＩＣの温度を制御することが望ましい。テスト用のオーブン内で個々のＩＣの温度制御を行わないと、オーブン内における対流、熱放散、熱放射の度合いの違いにより個々のＩＣの実際の温度が異なることがある。個々のＩＣの温度制御は、各ＩＣの温度を測定するとともに個々のヒータを介してＩＣに送られる熱を異ならせることにより行うことができる。
【０００４】
このようなＩＣの温度測定と温度操作に関する例は、Jonesに対して発行されたU.S. Pat. No. 5,164661及びHamiltonに対して発行されたU.S. Pat. No. 5,911,897に見られる。Jones及びHamiltonは、ともに個々のＩＣの温度を測定する当該ＩＣに直接接触するセンサ及び当該ＩＣの温度における変化に影響を与えるように当該ＩＣに接触するようヒータを備えたテスト用ソケットを開示している。しかし、Jones及びHamiltonが開示するソケットでは、温度センサ、ヒータ及び制御装置は分離している。このためテスト用ソケットから物理的に離れた制御装置に、個々の温度センサを配線でつなぐ必要がある。テスト中、温度センサ、配線、ヒータの欠陥、あるいは制御装置と温度センサ及びヒータとの間のやり取りにおける時間のずれによって問題が生じる可能性がある。これらのどの問題が起こった場合でも、検査者は欠陥のある部品を発見するためにこれらすべての部品を調べなければならない。
【０００５】
Hamiltonの特許では、図10に示すように、温度センサ110は、断熱性センサハウジング112から突出してテストされているＩＣと接触するように断熱性センサハウジング112内に配置されている。
【０００６】
JonesとHamiltonの装置では、ともに、ソケットが閉じられると、温度センサは直接ＩＣに接触する。温度センサがＩＣに直接接触するとＩＣが損傷を受ける可能性がある。というのは、ソケットがしっかり閉められたとき、相対的に小さな温度センサがＩＣ上の一点に負荷をかけるからである。ＩＣと温度センサが直接接触すると温度センサが損傷を受ける可能性もある。
【０００７】
また、JonesとHamiltonが開示するテスト用ソケットでは、ヒータ及び温度センサ素子はネジを用いてテスト用ソケットに取り付けられている。
【０００８】
したがって、温度センサ、ヒータ（またはクーラー）及び制御装置を備えたテスト用ソケットをすべて合わせて一つのモジュールとすることは有効であると思われる。また、ＩＣに対してモジュールを固定する手段をすばやく取り外せるようなものにすることもテスト用ソケットにとって有効であると思われる。
【発明の開示】
【０００９】
本発明の一つの態様は、ＩＣパッケージなどに対する通電テスト、テスト及びその他の処理において使用可能な新規なモジュラーユニットにある。このモジュラーユニットは、当該モジュラーユニット内にヒータ（またはクーラー）、ＩＣの温度センサ及び制御装置が完全に収まるように配置される構成となっている。
【００１０】
この配置は、ヒータ／温度センサ／制御装置をモジュール方式にしたユニット内にマイクロプロセッサーコントローラーを組み込むことによって達成することができる。組み込まれたマイクロプロセッサーは制御装置として動作し、温度センサに応答し、ヒータ（またはクーラー）を駆動する。
【００１１】
本発明の他の態様では、マイクロプロセッサーコントローラーは、ＡＤ変換機を使用して温度センサからのデータをデジタルデータに変換し、変換したデジタルデータ指定された温度を表すデジタル情報と比較するようになっている。
【００１２】
本発明のさらに別の態様では、テスト用ソケットは、当該ソケット上に、ヒータ／温度センサ／制御装置のユニットをテスト用ソケット基盤からすばやく取り外せるような留め金を含んでもよい。
【００１３】
本発明のさらに別の様態は、テスト用チャンバー内のテスト用ボード上にあるテスト用ソケットを有するＩＣパッケージのテスト用のシステムに関する。このシステムでは、個々のテスト用ソケットがモジュラー化されたユニット内にヒータ、ＩＣの温度センサ及び制御装置を備えている。このシステムは、個々のテスト用ソケットごとに指定した温度を入力するためのテスト用ボードとデータをやり取りする端末を含んでもよい。
【００１４】
本発明のさらに別の態様は、テスト用ソケット基盤のマトリックスを有するテスト用ボードと、それらに対応するヒータ／温度センサ／制御装置のユニットのマトリックスを有するトップアタッチプレートに関するものであり、トップアタッチプレートがテスト用ボードに固定されたとき、ヒータ／温度センサ／制御装置のユニットが対応するテスト用ソケット基盤と接続されるようになっている。これらのユニットは、テスト用ボードが反ってもよいように別々にトップアタッチプレート上にバネで付勢された状態で取り付けられている。
【００１５】
本発明のさらに別の態様は、ヒータまたはクーラー内に配置されている温度測定（検出）装置に関する。この温度測定装置は、センサハウジングと該センサハウジング内に設けられた温度センサを有しており、該センサハウジングはＩＣパッケージに接触した状態にある。この温度センサ及びセンサハウジングは、センサハウジングを覆う断熱材によりヒータまたはクーラーから熱的に隔絶されている。また、このセンサハウジングは、ＩＣパッケージと温度センサ間に短い熱経路を提供する。
【００１６】
上述したまたはその他の本発明のさまざまな態様の目的、特徴及び利点は、添付図面に基づいて記述を進める以下の本発明の好適実施形態の詳細な説明から容易に明らかとなるであろう。
Ａ．ＩＣ用温度制御装置とその方法
図１及び図２は本発明の実施例に係るテスト用ソケット20と温度センサ／ヒータ／制御装置をモジュール化したユニット（以下、単に「モジュラーユニット」とも称する）22の斜視図である。ヒータはクーラーとしても用いることができるが、説明を簡単にするのために、以下の説明では単にヒータとする。ラッチ26についたバネ24によりテスト用ソケット基盤38からすばやく容易にヒータユニット22を取り外すことができる。図2はテスト用ソケット20とモジュラーユニット22の連結時（閉鎖時）を示しており、テスト用ボード32上に配置されたボード側コネクタ30がヒータユニット22上に配置された通信／電力用コネクタ34と接続されている状態を示している。
【００１７】
図３は、テスト用ソケット20、モジュラーユニット22及びテスト用ボード32の分解斜視図を示している。テスト用ソケット20は、基盤38に固定される一般的なオープントップソケット36を利用しており、基盤38には後述するガイドプレート40の複数の整列ピン41と二つのラッチ26が係合するようになっている。モジュラーユニット22は、モジュラーユニット22を基盤38及びボード側コネクタ30上に整列して位置決めするためのガイドプレート40を備えている。マイクロプロセッサーコントローラー42（図５参照）は、通信／電力用コネクタ34の近くでガイドプレート40に埋め込まれている。また、マイクロプロセッサーコントローラー42は、後述する別実施例では、トップアタッチプレート72（図８及び図９参照）上に搭載されている。通信／電力用コネクタ34は、ガイドプレート40の裏面に取り付けられている。ヒータ44は、ヒートシンク46の裏面（底面）に接触した状態で取り付けられており、また組み込まれたマイクロプロセッサーコントローラー42と通信（信号の送受信）のために電気的に接続されており、さらに通信／電源用コネクタ34と電力供給のために電気的に接続されている。温度センサ48（図４参照）は、ヒータ44の内部に配置されており、ヒータ44と同様に、組み込まれたマイクロプロセッサーコントローラー42と通信のために電気的に接続されており、また通信／電源用コネクタ34と電力供給のために電気的に接続されている。ヒートシンク46は、その裏面でヒータ44及び温度センサ48と接触しており、バーレルネジ50とバネ52の組み合わせて用いてガイドプレート40に取り付けられている。バーレルネジ50とバネ52を組み合わせて用いることにより、テスト用ソケット20とモジュラーユニット22が連結した状態（閉鎖位置）にあるとき、ヒータ44と温度センサ48がオープントップソケット36内のＩＣ54に作用する力を制御することができる。
【００１８】
図４は、図１に示す温度センサ／ヒータ／制御装置をモジュール化したユニット22の裏面側を示している。温度センサ48は、ヒータ44の空洞内に位置し、ガイドプレート40上のコントローラーケース58内に組み込まれているマイクロプロセッサーコントローラー42（図示せず）と電気的に接続されている。通信／電力用コネクタ34は、コントローラーケース58上に配置されており、マイクロプロセッサーコントローラー42と接続されている。ヒータ44は、ヒートシンク46の裏面に接触した状態で取り付けられており、熱伝導によりそれらの二つの部材間で効果的に熱が移動するようになっている。
【００１９】
図５は、テスト用ボード32上のテスト用ソケット20及びモジュラーユニット22（図１で示している）の配置関係を簡易に示した立面図である。図５は、マイクロプロセッサーコントローラー42が温度センサ48及びヒータ44に接続していることを示す簡易な回路図を含む。マイクロプロセッサーコントローラー42は、ボード側ソケット30に接続されている通信／電力用プラグ34を介してデータを受け取る。ヒータ44、マイクロプロセッサーコントローラー42及び温度センサ48は、通信／電力用コネクタ34を介して電力を受け取る。マイクロプロセッサーコントローラー42は、モジュラーユニット22に組み込まれている。マイクロプロセッサーコントローラー42をモジュラーユニット22に組み込むことで、モジュラーユニット22は温度センサ／ヒータ／制御装置をモジュール化した単一のユニットとして動作する。これにより、従来のシステムでは、個々の部品の不具合または個々の部品間の接続の不具合の確認をしなければならないところを、このシステムではシステム全体を単一のユニットとしてその不具合の確認をするだけでよいという利点が得られる。テスト中、あるモジュラーユニット22が故障した場合でも、ユニット全体をすばやく簡易に正常なユニットと取り替えることができる。
【００２０】
図６はモジュラーユニット22の回路図である。温度センサ48は、一定の電流が供給されるサーミスターである。サーミスター48の電圧は、マイクロプロセッサーコントローラー42中のＡＤ変換機60によりデジタル形式に変換される。ＡＤ変換機60からのデジタルデータは、デジタル形式で表されるユーザーが指定した温度とプロセッサー62により比較される。ユーザーが指定した温度は、マイクロプロセッサーコントローラー42の通信部64を介してプロセッサー62に入力される。この通信部64は、通信／電力用コネクタ34内の信号線と接続している。次に、プロセッサー62はデジタル信号をマイクロプロセッサーコントローラー42中のＤＡ変換機66に送る。このＤＡ変換機66からのアナログ信号は、ヒータ44が放出する熱の量を調整するために、ヒータ44に接続された増幅器へと送られる。ヒータ44をクーラーとして用いることもでき、その場合、マイクロプロセッサーコントローラー42が同様の手順でクーラーを駆動さる。
【００２１】
図７は、本発明の他の実施例に係るテスト用または通電テスト用チャンバー68内のテスト用ボード32のシステムの簡易な平面図である。テスト用ソケット20及びモジュラーユニット22のマトリックスは、個々のテスト用ボード32上に配置されている。このテスト用ボード32は、外部電源及び駆動用電子機器70と接続している。外部電源及び駆動用電子機器70は、通信／電力用バス71に含まれるデータバス上でI2Cデータストリームを用いて、テスト用ボード32と通信するのが好ましい。外部電源及び駆動用電子機器70はシステムコントローラーとして動作し、これによりユーザーは個々のＩＣチップ54のテスト中の好ましい温度を決定することができる。
【００２２】
典型的なテスト用チャンバー68は、通電テスト用チャンバーであって、チャンバー内ではテスト用ボード32を横切るようなエアフロー67がファンなどから継続的に送られている。このエアフロー67は、個々のヒータ44から熱が加えられる前は、ＩＣパッケージの温度を指定された温度以下で維持するために、十分強いフローとして維持されるのが好ましい。このようにすることで、より簡易にヒータ44により、個々のＩＣチップ54の個別に指定された温度を維持することができる。
【００２３】
図８は、本発明の他の実施例に係る斜視図であって、複数のヒータ44、温度センサ48、ヒートシンク46が一つのトップアタッチプレート72に取り付けられている（これらは通常のマトリックス状に配置されるのが好ましい）ことを示している。個々のモジュラーユニット22は、テスト用ボード32がどのように反ってもよいよう、トップアタッチプレート72に別々にバネ付勢されている。このトップアタッチプレート72は、テスト用ボード32上の複数のオープントップソケット36の上に設けられる。
【００２４】
トップアタッチプレート72は、トップアタッチプレート72及びテスト用ボード32の縁部に沿って、テスト用ボード32と留め具74で連結されている。複数の留め具74は、ヒータ44及び温度センサ48がオープントップソケット36内に配置されたＩＣパッケージ54に接触するようにトップアタッチプレートを固定するために用いられる。
【００２５】
図９は、トップアタッチプレート72の底面図である。ここでトップアタッチプレート72は、ガイドプレート40（図３参照）が個別の状態ではなく列状となるような構造を組み入れるよう構成される。複数のヒータ44とそれらに対応する温度センサ48は、それらに対応する複数のヒートシンク46上で通常のマトリックス状に配置される。電子制御装置42は、ヒータ44及び温度センサ48と電気的に接続している。電力は、トップアタッチプレート72またはテスト用ボード32と接続している通信／電力用バス71（図７参照）を介して、電子制御装置42、ヒータ44、及び温度センサ48に供給することができる。
【００２６】
本実施例によれば、個々のテスト用ソケット20に対しＩＣ54を簡易にすばやく取り付けまたそこから簡易にすばやく取り外しできる。以上のような構成のトップアタッチプレート72を用いることにより、各モジュラーユニット22を各オープントップソケット36に固定するのでなく、それらすべてのモジュラーユニット22を四隅の留め具74を用いて固定することが可能となる。
Ｂ．ＩＣパッケージの温度測定（検出）装置
図１１は、本発明の実施例に係るＩＣの温度測定装置48がＩＣテスト用ソケット123内にあることを示している。一般に、「ＩＣ」という単語は、ＩＣの個々の金型やＩＣパッケージを含むが、本明細書でＩＣという単語を用いる場合、それはＩＣのすべての形態を表す。テスト用ソケット123は、ＩＣ54の通電テスト、テスト、及びプログラミングを含むテストのためにＩＣ54がはめ込めるように設計されたソケットでもよい。
【００２７】
このＩＣテスト用ソケット123は、テスト中にＩＣ54の温度を直接制御するために温度制御ブロック44を備えている。通常、ＩＣテスト用ソケット123は、テスト用ボード32に接続された基盤38と蓋144を備えている。ＩＣテスト用ソケット123の好ましい形態を以上にて詳細に記述した。しかし、ＩＣテスト用ソケット123の構造の詳細は本発明の実施例では必要ない。したがって、ここではこれ以上詳細を記述する必要はない。例えば、本発明の実施例は、図10で示しているHamiltonに対して発行されたU.S. Pat. No. 5,911,897で記述されているようなその他のＩＣテスト用ソケットに組み込むことが可能である。
【００２８】
温度制御ブロック44は、ＩＣテスト用ソケット123が閉じた状態で温度制御ブロック44がＩＣチップ54と熱的に接触するように、蓋144内に配置されている。その後、温度制御ブロック44は、ＩＣ54に対し熱を与えるかまたは奪うことによりＩＣ54の温度に変化をもたらす。このようにして温度制御ブロック44はヒータまたはクーラーとして動作できる。
【００２９】
ＩＣの温度測定装置48は、ＩＣテスト用ソケット123の閉じた状態では、ＩＣ54と熱的に接触するように温度制御ブロック44内に配置されているということが示されている。
【００３０】
図１２は、図１１で示しているＩＣテスト用ソケット123の一部分の横断面図であって、ＩＣの温度測定装置48が温度制御ブロック44内に配置されているということを示している。
【００３１】
図１３は前記ＩＣの温度測定機器48の分解斜視図である。図１２及び図１３に示されているように、ＩＣの温度測定装置48は、温度センサからの信号を使用可能な形態に変換することができる機器と電気的に接続されるとサーミスターのように働く温度センサ130を備えている。このような機器の一つとしては、温度センサ130に応じて温度制御ブロック44を動かすマイクロプロセッサーコントローラー42が当てはまる。
【００３２】
温度センサ130は熱伝導性センサハウジング134の空洞132内に配置されている。空洞132は、温度測定装置48の全体の形を反映してここでは円筒型として示されている。この空洞132は、温度センサをマイクロプロセッサーコントローラーやオフボードコントローラーなどの機器と接続できるようにするために、センサハウジング134の第１の端部に一つの開口を有している。ＩＣテスト用ソケット123が閉じた状態ではセンサハウジング134はＩＣチップ54と熱的に接触している。センサハウジング134は熱伝導性なので、ＩＣチップ54と温度センサ130間に熱経路を提供することができる。
【００３３】
空洞132は、開口した一端及びセンサハウジング134の第２の端部に円錐型の末端136有する盲孔として形成される。円錐型の末端136は、ＩＣ54と温度センサ130間に、すばやい過渡応答を可能にする短い熱経路を提供できる厚さである。短い熱経路を作る上で適した厚さは、センサハウジング134が銅またはアルミを含む金属から形成されるという条件のもとで、3mmである。
【００３４】
断熱材138は、温度センサ130を温度操作ブロック44から熱的に隔絶させるためにセンサハウジング134を覆っている。センサハウジング134の第２の端部は、ＩＣテスト用ソケット123が閉じた状態では、センサハウジング134がＩＣ54に熱的に接触するように断熱材138から露出している。
【００３５】
センサハウジング134は、ＩＣ54から温度センサ130にかけて熱経路を提供し、ＩＣ54が温度センサ130に物理的に直接接触することで発生する可能性がある点接触による圧力から来る衝撃や不具合からＩＣ54と温度センサ130を保護する。センサハウジング134は、ＩＣ54と温度センサ130間に保護材を備えることで温度センサ130を保護する。センサハウジング134は、小型温度センサ130による接触面より大きく十分に平らな接触面を備えることで、温度センサ130がＩＣ54に直接接触することで生じる可能性がある点接触による圧力からＩＣ54を保護する。
【００３６】
テスト中に最も正確にＩＣ54の温度を測定するためには、センサハウジング134は高い熱伝導性を持つ金属から形成されなくてはならない。センサハウジング134がアルミまたは銅を含む金属から形成されるのが最も好ましい。また、さらに正確さを増すためには、断熱材138により、温度センサ130及びセンサハウジング134を温度制御ブロック44から、熱的に好適に隔絶し、温度センサ130が温度操作ブロック44の温度を測定することを避け、ＩＣチップ54の温度だけを測定するようにしなければならない。熱的な隔絶を達成するためには、断熱材138はポリサーマイド材料から形成されるのが最も好ましい。General Electr IC社製のUltem1000（登録商標）が好ましいポリサーマイド材料の一例である。
Ｃ．ＩＣパッケージの温度測定法
テストされているＩＣ54の温度を測定するための方法の中には、ＩＣ54をＩＣテスト用ソケット123へ取り付ける方法が含まれる。ヒータまたはクーラー44をＩＣと熱的に接触させることでＩＣの温度は制御される。これは主にＩＣの通電テストにおいて行われるが、それ以外にＩＣ54のプログラミングとテストにおいても行われる。
【００３７】
こうして、ＩＣ54の温度は、ヒータまたはクーラー44内に取り付けられている温度センサ48を用いて測定される。温度センサ48は、温度センサ130を該熱伝導性材料134を介してＩＣ54に熱的に接触させるとともに、温度センサ130を断熱材138によりヒータまたはクーラー44から隔絶させ、その結果、温度センサ130が、ヒータまたはクーラー44の温度を測定するのを避けＩＣ54の温度だけを測定するようにさせて、ＩＣ54の温度を測定する。
【００３８】
熱伝導性材料134は温度センサ130とＩＣ54の間で間隔を作る。この際、ＩＣ54と温度センサ130間の熱経路は、温度センサ130内でのすばやい過渡応答を可能にするように作られる。
【００３９】
温度センサ130は、当該温度センサ130を断熱材138に覆われた熱伝導性センサハウジング134内に配置することにより、該ヒータまたはクーラー44から熱的に隔絶される。この際、断熱材138は熱伝導性センサハウジング134の第１の端部と第２の端部が露出するように取り付けられる。センサハウジング134及び断熱材138は、熱伝導性ハウジング134がＩＣ54と熱的に接触できるように、ヒータまたはクーラー44内に好適な大きさで形成された開口内に取り付けられる。
【００４０】
好ましい実施例において本発明の本質を記述、図示したことで、本発明はそれらの本質から逸脱することなく構造、詳細を変更することが可能であることが明らかとなったはずである。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施例に係るテスト用ソケットと温度センサ／ヒータ／制御装置をモジュール化したユニットの分解斜視図である。
【図２】図１に示すテスト用ソケットと温度センサ／ヒータ／制御装置をモジュール化したユニットの連結時（閉鎖時）の斜視図である。
【図３】図１に示すテスト用ソケットの分解斜視図である。
【図４】図１に示すテスト用ソケットの温度センサ／ヒータ／制御装置をモジュール化したユニットの斜視図であって、ヒータ、温度センサ及びデータ通信用コネクタを示す斜視図である。
【図５】温度センサ／温度調節機／制御装置／通信回路のブロック図を含んだ図１に示すテスト用ソケットの簡易な配置を示す立面図である。
【図６】図1に示すテスト用ソケットの温度センサ／ヒータ／制御装置をモジュール化したユニットの回路図である。
【図７】本発明のその他の実施例に係る通電テスト用チャンバー内における通電テスト用ボード上の複数のテスト用ソケットを有するシステムの１ブロックごとの平面図である。
【図８】本発明のその他の実施例に係るテスト用ボード上の複数のテスト用ソケットの斜視図であって、温度センサ／温度調節機／制御装置／通信回路が一つのトップアタッチプレート上に配置されていることを示す斜視図である。
【図９】図８に示すトップアタッチプレートの底面図である。
【図１０】従来例のＩＣテスト用ソケットの側面図である。
【図１１】本発明に係る温度測定装置とＩＣを備えたＩＣテスト用ソケットの斜視図である。
【図１２】図１１に示すＩＣテスト用ソケットの一部分の断面図であって、温度測定装置が温度制御ブロック内に位置していることを示している。
【図１３】図１１に示す温度測定装置の分解斜視図である。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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