(57)【要約】      （修正有）【課題】ＴＥＣモジュールを使用せずに広範な温度範囲を制御できる、新しい熱制御ユニットまたはデバイスおよびそれに関連する方法を提供する。【解決手段】集積チップなどの電子デバイスを試験するデバイス、システムおよび方法が取り上げられる。そのような試験方法は、熱エネルギーを吸収する可変ヒートシンク３００と、熱エネルギーを選択的に運ぶ熱源部材４００と、の間に熱クラッチ２００を配置することを含む。熱クラッチ２００が第１の方法で動作するとき、熱クラッチ２００は、可変ヒートシンク３００を被電子試験体（ＤＵＴ）に熱的に結合し、第２の方法で動作するとき、熱クラッチ２００は、可変ヒートシンク３００をＤＵＴから熱的に分離する。また、熱クラッチ２００が第２の方法で動作するとき、熱源部材４００は、ＤＵＴに熱的に結合し、熱エネルギーを生成するように動作し、熱エネルギーは、熱的に結合したＤＵＴにこうして提供される。【選択図】図３
2017122719.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集積チップなどの電子デバイスの試験方法であって、前記試験方法は、
熱エネルギーを吸収する可変ヒートシンクと、熱エネルギーを選択的に運ぶ熱源部材と、の間に熱クラッチを配置するステップと、
第１の方法または第２の方法のうちの１つで前記熱クラッチを選択的に動作するステップであって、第１の方法で前記熱クラッチを動作するときに、前記熱クラッチは、前記可変ヒートシンクを被電子試験体（ＤＵＴ）に熱的に結合し、第２の方法で前記熱クラッチを動作するときに、前記熱クラッチは、前記可変ヒートシンクを前記ＤＵＴから熱的に分離するステップと、
を含み、
前記熱クラッチが第２の方法で動作するときに、前記熱源部材は、前記ＤＵＴに熱的に結合し、熱エネルギーを作り出すように動作し、熱エネルギーは、従って熱的に結合された前記ＤＵＴに提供される、試験方法。
【請求項２】
請求項１の試験方法であって、前記熱クラッチは、前記可変ヒートシンクを前記ＤＵＴおよび前記熱源部材から切り離す一方で、前記可変ヒートシンクの動作を維持するステップをさらに含む、試験方法。
【請求項３】
請求項１の試験方法であって、前記可変ヒートシンクが前記ＤＵＴに熱的に結合するとき、前記熱クラッチは、前記可変ヒートシンクを前記熱源部材に熱的に結合し、前記方法は、前記熱源部材を、それが熱エネルギーを発生させないように構成することを含む、試験方法。
【請求項４】
請求項１の試験方法であって、前記可変ヒートシンクは、冷却剤蒸発器を備え、前記方法は、前記ＤＵＴの温度を制御するように前記冷却剤蒸発器を制御することをさらに含む、試験方法。
【請求項５】
請求項１の試験方法であって、前記熱クラッチは、第１の機構および第２の機構を備え、
第１の機構は、前記可変ヒートシンクと前記ＤＵＴとを熱的に結合するように第１の方向に前記可変ヒートシンクを動かすように構成および配置され、
第２の機構は、前記可変ヒートシンクを前記ＤＵＴから熱的に分離するように第２の方向に前記可変ヒートシンクを動かすように構成および配置される、
試験方法。
【請求項６】
請求項３の試験方法であって、前記熱クラッチは、第１の機構および第２の機構を含み、
第１の機構は、前記可変ヒートシンクと前記熱源部材とを熱的に結合するように第１の方向に前記可変ヒートシンクを動かすように構成および配置され、
第２の機構は、前記可変ヒートシンクを前記熱源部材から熱的に分離するように第２の方向に前記可変ヒートシンクを動かすように構成および配置される、
試験方法。
【請求項７】
請求項１の試験方法であって、前記ＤＵＴをデバイス試験装置と電気接触させるように、前記ＤＵＴに力を加えるステップをさらに含み、加えられる力は、熱クラッチによる作用から独立している、試験方法。
【請求項８】
請求項１の試験方法であって、アダプタ部材を前記熱源部材および前記ＤＵＴに熱的に結合することをさらに含み、前記アダプタ部材は、所与のＤＵＴへの熱的結合のために構成および配置される、試験方法。
【請求項９】
請求項１の試験方法であって、前記ＤＵＴが集積チップである、試験方法。
【請求項１０】
電子デバイスの試験デバイスであって、
ヒートシンクを含む可動部材と、
被試験体（ＤＵＴ）に熱的に結合するように構成および配置された第２の部材であって、その第２の部材は、前記ＤＵＴに熱エネルギーを選択的に運ぶことができる熱源も含む、第２の部材と、
熱クラッチであって、前記可動部材に動作可能に結合する移動機構を含む熱クラッチと、を含み、
前記移動機構は、前記熱クラッチが第１の方法で動作するときに、前記移動機構が、前記可動部材を第２の部材と接触させ、前記熱クラッチが第２の方法で動作するときに、前記移動機構が、前記可動部材を第２の部材との接触から抜け出させるように、構成および配置される、試験デバイス。
【請求項１１】
請求項１０の試験デバイスであって、制御機構をさらに含み、前記制御機構は、前記ヒートシンクおよび前記熱源の動作を制御し、前記可動部材が第２の部材と接触するときに、前記熱源が熱エネルギーを生成しないように、およびヒートシンクによって吸収される熱エネルギーの量を制御するように、前記制御機構が構成および配置される、試験デバイス。
【請求項１２】
請求項１１の試験デバイスであって、前記制御機構は、前記可動部材が第２の部材との接触から抜け出すときに、前記ヒートシンクは、動作可能なままであるように制御され、前記熱源は、熱エネルギーの所望の量を選択的に生成するように制御されるように、さらに構成および配置される、試験デバイス。
【請求項１３】
請求項１０の試験デバイスであって、前記ヒートシンクは、冷却剤蒸発器を備え、前記試験デバイスは、蒸発器制御デバイスをさらに含み、前記蒸発器制御デバイスは、前記冷却剤蒸発器を制御し、それによって試験中に前記ＤＵＴの温度も制御するように、構成および配置される、試験デバイス。
【請求項１４】
請求項１０の試験デバイスであって、前記移動機構は、第１の機構および第２の機構を含み、
第１の機構は、前記可動部材を第２の部材におよび従って前記ＤＵＴに熱的に結合するように第１の方向に前記可動部材を動かすように構成および配置され、
第２の機構は、前記可動部材を第２の部材との接触から抜け出させ、従って前記ＤＵＴから前記可動部材を熱的に分離するように、第２の方向に前記可動部材を動かすように構成および配置される、
試験デバイス。
【請求項１５】
請求項１０の試験デバイスであって、第２の部材は、アダプタ部材をさらに含み、前記アダプタ部材は、所与のＤＵＴへの熱的結合のために構成および配置される、試験デバイス。
【請求項１６】
請求項１０の試験デバイスであって、前記ＤＵＴが集積チップである、試験デバイス。
【請求項１７】
電子デバイスの試験システムであって、
試験デバイスであって、被試験体（ＤＵＴ）をヒートシンクまたは熱源の１つに選択的におよび制御可能に熱的に結合するように構成および配置される、試験デバイスと、
吸熱デバイスであって、前記ＤＵＴの試験中に熱エネルギーを吸収するように前記試験デバイスに動作可能に結合する、吸熱デバイスと、
発熱デバイスであって、前記ＤＵＴの試験中に熱エネルギーを提供するように前記試験デバイスに動作可能に結合する発熱デバイスと、
を備え、
前記試験デバイスは、
ヒートシンクを含む可動部材と、
第２の部材であって、被試験体（ＤＵＴ）に熱的に結合するように構成および配置され、その第２の部材は、熱エネルギーをＤＵＴに選択的に運ぶことができる熱源も含む第２の部材と、
熱クラッチであって、前記可動部材に動作可能に結合する移動機構を含む熱クラッチと、
を含み、
前記移動機構は、前記熱クラッチが第１の方法で動作するときに、前記移動機構が、前記可動部材を第２の部材と接触させ、前記熱クラッチが第２の方法で動作するときに、前記移動機構が、前記可動部材を第２の部材との接触から抜け出させるように、構成および配置される、試験システム。
【請求項１８】
請求項１７の試験システムであって、前記吸熱デバイスおよび前記発熱デバイスの動作を制御する制御デバイスをさらに備え、前記可動部材が第２の部材と接触するときに、前記発熱デバイスが熱エネルギーを生成しないように、および前記吸熱デバイスによって吸収される熱エネルギーの量を制御するように、前記制御機構が構成および配置されるようになっている、試験システム。
【請求項１９】
請求項１８の試験システムであって、前記制御機構は、前記可動部材が第２の部材との接触から抜け出すときに、前記吸熱デバイスは、動作可能なままであるように制御され、前記発熱デバイスは、熱エネルギーの所望の量を選択的に生成するように制御されるように、さらに構成および配置される、試験システム。
【請求項２０】
請求項１７の試験システムであって、前記吸熱デバイスは、冷却剤蒸発器を備え、前記試験システムは、蒸発器制御デバイスをさらに含み、前記蒸発器制御デバイスは、前記冷却剤蒸発器を制御するように、それによって試験中に前記ＤＵＴの温度も制御するように、構成および配置される、試験システム。
【請求項２１】
請求項１７の試験システムであって、前記移動機構は、第１の機構および第２の機構を含み、
第１の機構は、前記可動部材を第２の部材におよび従って前記ＤＵＴに熱的に結合するように第１の方向に前記可動部材を動かすように構成および配置され、
第２の機構は、前記可動部材を第２の部材との接触から抜け出させ、従って前記ＤＵＴから前記可動部材を熱的に分離するように第２の方向に前記可動部材を動かすように構成および配置される、試験システム。
【請求項２２】
請求項１７の試験システムであって、第２の部材は、アダプタ部材をさらに含み、前記アダプタ部材は、所与のＤＵＴへの熱的結合のために構成および配置される、試験システム。
【請求項２３】
請求項１７の試験システムであって、前記ＤＵＴが集積チップである、試験システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集積チップ（ＩＣ）などの電子デバイスの試験用の方法、システムおよびデバイスに関し、それは、そのような試験中に電子デバイスの温度を制御する。具体的には、本発明は、熱クラッチを具体化する方法、システムおよびデバイスに関し、その熱クラッチは、ある試験条件下で、冷却部材を電子デバイス（より具体的にはＩＣ）に熱的に結合し、他の試験条件下で、電子デバイスまたはＩＣを冷却部材から熱的に分離し、電子デバイスが、その後にそのような温度条件下で試験用に加熱できるようにする。
【背景技術】
【０００２】
集積チップ（ＩＣｓ）を含む電子デバイスは、そのようなデバイスの開発中におよびそのようなデバイスの製造プロセスの一部の間に様々な形の試験を受ける。そのような開発試験は、環境温度状態の範囲などの予期される動作状態下で意図した方法で動作するようにデバイスの適合性および性能を決定する試験を含むことができる。そのような製造に関係した試験は、デバイスの動作特性、その受容性を決定するおよび異なる温度状態下での操作性を検証する、試験を含むことができる。
【０００３】
そのような電子デバイスは、特定の動作デバイスを形成するように他の電子部品と共に使用されるので、所与の電子デバイス／部品の機能受容性を、特定の動作デバイスの故障の可能性を最小限に抑えるようにそれが他の部品と組み合わせられる前に、決定することが望ましい。例えば、エンジン制御モジュール（ＥＣＵ）用ＩＣの操作性を、欠陥ＩＣで不合格になり得るＥＣＵの数を最小限に抑えるためにＥＣＵが組み立てられる前に検証することが望まれるであろう。そのような試験は、電子デバイス／部品を、目的とする用途へのその受容性を決定するために作った場合にもなされるであろう。
【０００４】
前述の通り、そのような試験は、電子デバイスの温度状態を制御することを含むことができ、開発試験のためなどの温度の予定または設計環境範囲、製造試験のための温度範囲、電子デバイスの動作特性を決定するための設計動作温度をカバーする。例えば、いくつかの集積チップには、何らかの冷却（例えば、ファン）が設けられ、ＩＣが特定の温度以下に保たれるようにＩＣおよび／または他の回路によって呈される熱エネルギーを放散する。従って、特定の温度での試験は、動作特性を決定するのに適しているであろう。
【０００５】
その結果として、様々なデバイスおよび／または方法が、電子デバイスまたはＩＣの設計環境温度をシミュレーションするようにＩＣなどの電子デバイスの温度を制御するように、開発されてきた。１つの技術および関連デバイスは、熱電制御器（ＴＥＣ）またはＴＥＣモジュールの使用を伴い、それはペルチェ効果を具体化し、それは温度範囲にわたって制御するのに使用できる。より具体的には、ＴＥＣモジュールは、この広範な温度範囲を提供するように冷却プレートと共に従来使用されてきた。しかしながら、ＴＥＣの使用は、故障しやすいだけでなく、最大熱伝達能力を必然的に制限する。さらに、ＴＥＣの直流電流は、ＴＥＣを加熱と冷却との間で切り替えるように切り替えられる必要があるので、加熱および冷却フェーズ間での時間遅延という結果になり、その時間遅延は、試験時間の延長を必然的に意味する。
【０００６】
特許文献１に温度制御システムが見られ、それは、電熱器と、ヒートシンクと、温度センサと、を備え、電熱器は、電子デバイスと接触する第１の面と、第１の面と反対側の第２の面と、を有し、ヒートシンクは、加熱器の第２の面に結合され、加熱器の第２の面を通って電子デバイスから熱を吸収し、温度センサは、デバイス温度Ｔｄを感知する電子デバイスに結合される。制御回路は、デバイス温度センサにおよび加熱器に結合される。それは、電子デバイスの感知温度が設定点を上回ったときに加熱器への電力を減少させ、逆の場合も同じである。加熱器温度ＴｈがＴｄ未満であるとき、熱は、電子デバイスから加熱器を通ってヒートシンクに流れ、Ｔｄ‐Ｔｈが増加するにつれて熱流量が増加する。ＴｈがＴｄ以上であるとき、熱は、加熱器から電子デバイスに流れ、Ｔｈ‐Ｔｄが増加するにつれて熱流量が増加する。
【０００７】
従って、ＴＥＣモジュールを使用せずに広範な温度範囲を制御できる、新しい熱制御ユニットまたはデバイスおよびそれに関連する方法を提供することが望ましい。熱クラッチ機構を具体化するそのようなデバイスおよび方法を提供することが特に望ましく、その熱クラッチ機構は、被試験体（ＤＵＴ）への冷却デバイスの選択的熱的結合を可能にし、それによってＤＵＴの冷却を可能にし、ＤＵＴが加熱モードにあるときにＤＵＴから冷却デバイスを切り離し、それによってＤＵＴの試験中の全温度範囲を可能にする。そのような収集デバイスは、好ましくは、従来技術のデバイス以上に複雑な構成ではなく、従来技術のデバイスよりも著しく費用がかからない。またそのような方法は、使用者に、従来の方法または従来技術のデバイスを利用するものについて著しくより熟練することを要求しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第５，８２１，５０５号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、集積チップなどの電子デバイスを試験するデバイス、システムおよび方法を取り上げる。そのような試験方法は、熱エネルギーを吸収する可変ヒートシンクと、熱エネルギーを選択的に運ぶ熱源部材と、の間に熱クラッチを配置することを含む。熱クラッチは、第１の状態または構成にあるときに、熱クラッチが可変ヒートシンクを被電子試験体（ＤＵＴ）に熱的に結合するように動作し、それが第２の状態または構成にあるように動作するときに、熱クラッチは、可変ヒートシンクをＤＵＴから熱的に分離する。熱クラッチがそのように分離するときに、熱源はＤＵＴに熱的に結合する。本明細書にさらに記載されるように、さらなる実施形態では、熱クラッチは、熱的結合の量または程度を制限し、それによって可変ヒートシンクによって吸収される熱エネルギーの量も制御するように、動作する。
【００１０】
本発明の一態様によると、集積チップなどの電子デバイスを試験する方法が取り上げられる。そのような試験方法は、熱エネルギーを吸収する可変ヒートシンクと、熱エネルギーを選択的に運ぶ熱源部材と、の間に熱クラッチを配置することを含む。そのような方法は、第１の方法または第２の方法のうちの１つで熱クラッチを選択的に動作することをさらに含む。熱クラッチを第１の方法で動作するとき、熱クラッチは、可変ヒートシンクをＤＵＴに熱的に結合し、熱クラッチを第２の方法で動作するとき、熱クラッチは、可変ヒートシンクをＤＵＴから熱的に分離する。また、熱クラッチが第２の方法で動作するとき、熱源部材は、ＤＵＴに熱的に結合し、熱エネルギーを生成するように動作し、熱エネルギーは、従って熱的に結合したＤＵＴに提供される。
【００１１】
なおさらなる実施形態では、そのように熱クラッチを第１の方法で選択的に動作することは、ヒートシンクとＤＵＴとの間の熱的結合の量または程度を制御することを含み、それによって可変ヒートシンクによって吸収される熱エネルギーの量も制御するようになっている。一実施形態では、そのような制御は、熱的結合の所定量が実現するようにそのような熱的結合を制御することを含む。別の実施形態では、そのような制御は、熱的結合の異なる量のうちの任意の１つ以上が実現するようにそのような熱的結合を可変的に制御することを含む。さらなる実施形態では、そのような制御は、そのような熱的結合と関連する温度を測定することと、所望の温度を実現するように熱的結合の量を変えることと、を含む。そのような熱的結合は、例えば制御された経時的ステップ変更などの多くの異なる熱的結合を可能にするように、制御できることを認識する必要がある。
【００１２】
さらなる実施形態では、そのような方法は、熱クラッチは、可変ヒートシンクをＤＵＴおよび熱源部材から切り離す一方で、可変ヒートシンクの動作を維持することを含む。なおさらなる実施形態では、可変ヒートシンクがＤＵＴに熱的に結合するとき、熱クラッチは、可変ヒートシンクを熱源部材に熱的に結合し、前記の方法は、熱源部材を、それが熱エネルギーを発生させないように構成することをさらに含む。
【００１３】
なおさらなる実施形態では、可変ヒートシンクは、冷却剤蒸発器を備え、前記の方法は、ＤＵＴの温度を制御するように冷却剤蒸発器を制御することをさらに含む。
【００１４】
なおさらなる実施形態では、熱クラッチは、第１の機構および第２の機構を含み、第１の機構は、可変ヒートシンクとＤＵＴとを熱的に結合するように第１の方向に可変ヒートシンクを動かすように構成および配置され、第２の機構は、可変ヒートシンクをＤＵＴから熱的に分離するように第２の方向に可変ヒートシンクを動かすように構成および配置される。
【００１５】
なおさらなる実施形態では、熱クラッチは、第１の機構および第２の機構を含み、第１の機構は、可変ヒートシンクと熱源部材とを熱的に結合するように第１の方向に可変ヒートシンクを動かすように構成および配置され、第２の機構は、可変ヒートシンクを熱源部材から熱的に分離するように第２の方向に可変ヒートシンクを動かすように構成および配置される。
【００１６】
なおさらなる実施形態では、第１の機構は、ヒートシンクとＤＵＴおよび／または熱源部材との間の熱的結合の量または程度を制御するように、およびそれによってヒートシンクによって吸収される熱エネルギーの量も制御するように、ヒートシンクを選択的に動かすように構成および配置される。一実施形態では、第１の機構は、第１の方向にヒートシンクを動かすように構成および配置され、所定量の熱的結合が実現するようになっている。別の実施形態では、第１の機構は、ヒートシンクのそのような動きを可変的に制御するように構成および配置され、熱的結合の１つ以上の異なる量が実現するようになっている。さらなる実施形態では、そのような熱的結合と関連する温度は、測定され、第１の機構は、測定した温度に対応して熱的結合の量を変えるように、そのような熱的結合から所望の温度を実現するように、構成および配置される。そのような熱的結合は、多くの異なる熱的結合を可能にするように制御できることを認識する必要がある。
【００１７】
なおさらなる実施形態では、そのような方法は、ＤＵＴをデバイス試験装置と電気接触させるように、ＤＵＴに力を加えることをさらに含み、加えられる力は、熱クラッチによる作用から独立している。
【００１８】
なおさらなる実施形態では、そのような方法は、アダプタ部材を熱源部材およびＤＵＴに熱的に結合することを含み、アダプタ部材は、所与のＤＵＴへの熱的結合のために構成および配置される。
【００１９】
なおさらなる態様／実施形態では、方法は、集積チップであるＤＵＴ用に方法が行われるようになっている。
【００２０】
本発明の別の態様／実施形態によると、電子デバイスを試験するデバイスが取り上げられる。そのような試験デバイスは、ヒートシンクを含む可動部材と、被試験体（ＤＵＴ）に熱的に結合するように構成および配置された第２の部材と、を含み、その第２の部材は、ＤＵＴに熱エネルギーを選択的に運ぶことができる熱源も含む。そのような試験デバイスは、可動部材に動作可能に結合する移動機構を含む熱クラッチも含む。移動機構は、熱クラッチが第１の方法で動作するときに、移動機構が、可動部材を第２の部材と接触させ、熱クラッチが第２の方法で動作するときに、移動機構が、可動部材を第２の部材との接触から抜け出させるように、構成および配置される。
【００２１】
なおさらなる実施形態では、移動機構は、熱クラッチが第１の方法で動作するときに、ヒートシンクと第２部材との間の熱的結合の量または程度を制御するように、およびそれによってヒートシンクによって吸収される熱エネルギーの量も制御するように、移動機構が可動部材を選択的に動かすようになっている。一実施形態では、移動機構は、可動部材を動かすように構成および配置され、熱的結合の所定量が実現するようになっている。別の実施形態では、移動機構は、可動部材のそのような動きを可変的に制御するように構成および配置され、熱的結合の１つ以上の異なる量が実現するようになっている。さらなる実施形態では、そのような熱的結合と関連する温度は、測定され、移動機構は、測定した温度に対応して熱的結合の量を変えるように、そのような熱的結合から所望の温度を実現するように、構成および配置される。そのような熱的結合は、多くの異なる熱的結合を可能にするように制御できることを認識する必要がある。
【００２２】
さらなる実施形態では、そのような試験デバイスは、制御機構をさらに含み、それは、ヒートシンクおよび熱源の動作を制御し、可動部材が第２の部材と接触するときに、熱源が熱エネルギーを生成しないように、およびヒートシンクによって吸収される熱エネルギーの量を制御するように、制御機構が構成および配置される。
【００２３】
なおさらなる実施形態では、そのような制御機構は、可動部材が第２の部材との接触から抜け出すときに、ヒートシンクは、動作可能なままであるように制御され、熱源は、熱エネルギーの所望の量を選択的に生成するように制御されるように、さらに構成および配置される。
【００２４】
なおさらなる実施形態では、ヒートシンクは、冷却剤蒸発器を含み、そのような試験デバイスは、蒸発器制御デバイスをさらに含み、それは、冷却剤蒸発器を制御し、それによって試験中にＤＵＴの温度も制御するように、構成および配置される。
【００２５】
なおさらなる実施形態では、そのような移動機構は、第１の機構を含み、それは、可動部材を第２の部材におよび従ってＤＵＴに熱的に結合するように第１の方向に可動部材を動かすように構成および配置される。そのような移動機構は、第２の機構も含み、それは、可動部材を第２の部材との接触から抜け出させ、従ってＤＵＴから可動部材を熱的に分離するように、第２の方向に可動部材を動かすように構成および配置される。さらなる実施形態では、第２の部材は、アダプタ部材をさらに含み、アダプタ部材は、所与のＤＵＴへの熱的結合のために構成および配置される。
【００２６】
なおさらなる態様／実施形態によると、ＤＵＴは集積チップである。
【００２７】
本発明の別の態様／実施形態によると、電子デバイスを試験するシステムが取り上げられる。そのようなシステムは、試験デバイスを含み、それは、被試験体（ＤＵＴ）をヒートシンクまたは熱源の１つに選択的におよび制御可能に熱的に結合するように構成および配置される。ヒートシンクまたは可変ヒートシンクは、吸熱デバイス（例えば、冷却剤蒸発器）を備え、それは、ＤＵＴの試験中に熱エネルギーを吸収するように試験デバイスに動作可能に結合する。そのようなシステムは、熱源を備える発熱デバイスも含み、それは、ＤＵＴの試験中に熱エネルギーを提供するように試験デバイスに動作可能に結合する。本明細書にさらに記載されるように、そのようなシステムは、ＤＵＴの温度を制御するように熱エネルギーを選択的に吸収するまたは熱エネルギーを選択的に提供するように動作する。例示的実施形態では、ＤＵＴは集積チップである。
【００２８】
そのような試験デバイスは、ヒートシンクを含む可動部材、被試験体（ＤＵＴ）に熱的に結合するように構成および配置された第２の部材、を含み、その第２の部材は、熱エネルギーをＤＵＴに選択的に運ぶことができる熱源、および可動部材に動作可能に結合する移動機構を含む熱クラッチも含む。また、移動機構は、熱クラッチが第１の方法で動作するときに、移動機構が、可動部材を第２の部材と接触させ、熱クラッチが第２の方法で動作するときに、移動機構が、可動部材を第２の部材との接触から抜け出させるように、構成および配置される。
【００２９】
なおさらなる実施形態では、移動機構は、熱クラッチが第１の方法で動作するときに、ヒートシンクと第２部材との間の熱的結合の量または程度を制御するように、およびそれによってヒートシンクによって吸収される熱エネルギーの量も制御するように、移動機構が可動部材を選択的に動かすようになっている。一実施形態では、移動機構は、可動部材を動かすように構成および配置され、熱的結合の所定量が実現するようになっている。別の実施形態では、移動機構は、可動部材のそのような動きを可変的に制御するように構成および配置され、熱的結合の１つ以上の異なる量が実現するようになっている。さらなる実施形態では、そのような熱的結合と関連する温度は、測定され、移動機構は、測定した温度に対応して熱的結合の量を変えるように、そのような熱的結合から所望の温度を実現するように、構成および配置される。そのような熱的結合は、多くの異なる熱的結合を可能にするように制御できることを認識する必要がある。
【００３０】
なおさらなる態様／実施形態では、そのようなシステムは、吸熱デバイスおよび発熱デバイスの動作を制御する制御デバイスをさらに含む。可動部材を第２の部材と接触させるときに、発熱デバイスが熱エネルギーを生成しないように、および吸熱デバイスによって吸収される熱エネルギーの量を制御するように、制御機構が構成および配置される。
【００３１】
加えて、そのような制御機構は、可動部材が第２の部材との接触から抜け出すときに、吸熱デバイスは、動作可能なままであるように制御され、発熱デバイスは、熱エネルギーの所望の量を選択的に生成するように制御されるように、さらに構成および配置される。なおさらなる実施形態では、そのような吸熱デバイスは、冷却剤蒸発器を含み、そのような試験システムは、蒸発器制御デバイスをさらに含み、それは、冷却剤蒸発器を制御するように、それによって試験中にＤＵＴの温度も制御するように、構成および配置される。
【００３２】
なおさらなる実施形態では、移動機構は、第１の機構および第２の機構を含み、第１の機構は、可動部材を第２の部材におよび従ってＤＵＴに熱的に結合するように第１の方向に可動部材を動かすように構成および配置され、第２の機構は、可動部材を第２の部材との接触から抜け出させ、従ってＤＵＴから可動部材を熱的に分離するように第２の方向に可動部材を動かすように構成および配置される。さらなる実施形態では、第２の部材は、アダプタ部材をさらに含む。アダプタ部材は、所与のＤＵＴへの熱的結合のために構成および配置される。
【００３３】
本発明の他の態様および実施形態が後述される。
【００３４】
本発明は、以下の定義に準拠して最も明確に理解される。ＵＳＰは、米国特許番号を意味すると理解され、Ｕ．Ｓ．ＰｕｂｌｉｃａｔｉｏｎＮｏ．は、米国特許出願公開番号を意味すると理解される。
【００３５】
本発明を対象にする考察および請求項で使用される「備えている」および「含んでいる」という用語は、オープンエンドな仕方で使用され、従って「含むがこれに限定されるものではない」を意味すると解釈されるべきである。また「結合」という用語は、間接あるいは直接接続を意味すると意図されている。従って、第１の部品が第２の部品に結合される場合、その接続は、直接接続によって、または他の部品、デバイスおよび接続を介して間接接続によって、であり得る。さらに、「軸方向」および「軸方向に」という用語は、中心軸または長手方向軸に沿ってまたは実質的に平行にを一般に意味し、一方、「径方向」および「径方向に」という用語は、中心、長手方向軸に垂直にを一般に意味する。
【００３６】
さらに、「上に」「下に」「上方に」「下方に」等の方向性の用語は、添付図面への言及で便宜のために使用される。一般に、「上に」「上方に」「上向きに」および同様の用語は、機器、デバイス、装置またはシステムの近位端へ向かう方向を指し、「下に」「下方に」「下向きに」および同様の用語は、機器、デバイス、装置またはシステムの遠位端へ向かう方向を指すが、単に説明のためであり、用語は開示を制限することを意味しない。
【００３７】
ＤＵＴは、被試験体を意味すると理解されるべきであり、試験を受ける製造された製品を指すのに一般に使用される用語である。ＤＵＴは、被試験装置（ＥＵＴ）および被試験ユニット（ＵＵＴ）としても知られている。ＤＵＴという用語は、試験用電子アセンブリを指すのに電子産業内で使用され、例えば、携帯電話が落下して、アセンブリラインに、前に試験された個々のチップと同じ仕方で最終試験がされてよい。ＤＵＴは、ネイルテスターまたはポゴピンのベッドを使用して試験装置に接続されることが多い。半導体試験では、被試験体は、ウエハーの型、または結果として生じるパッケージ化部品である。接続システムは、部品を自動または手動試験装置に接続するのに典型的に使用される。試験装置は、部品に電力を印加し、刺激信号を供給し、デバイスからの結果として生じる出力を測定および評価する。ウエハーとしてパッケージされたが、自動試験装置は、ニードルなどの一連の微細コネクタを使用して個々のユニットに接続できる。チップが分けられる（例えば、切られる）およびパッケージされると、試験装置は、チップに接続する他の手段（例えば、ＺＩＦソケットまたはコネクタ）を使用してよい。
【００３８】
ＤＵＴボードは、自動集積回路試験で使用されるボードを意味するまたは指すと理解されるべきであり、ＤＵＴという用語は、被試験体を指し、試験される回路も指す。ＤＵＴボードは、典型的にプリント回路基板であり、試験される集積回路とテストヘッドとの間のインターフェースであり、それは順に自動試験装置（ＡＴＥ）に付着する。そのようなＤＵＴボードは、特定のチップおよび使用される特定の試験装置の機械的および電気的要求の両方を満たすように典型的に設計もされる。例えば、ＤＵＴボードの一種は、シリコンウエハーの個々の型またはダイスを、それらが切り離されるおよびパッケージされる前に試験するのに使用でき、一方、別の種類が、パッケージ化集積回路を試験するのに使用できる。ＤＵＴボードは、またＤＩＢまたはデバイスインターフェースボードとして知られていることもある。
【００３９】
直流（ＤＣ）という用語は、電荷の一方向流動を表すのに使用される。ＤＣは「直流」を表すが、ＤＣは「一定極性」を指すことが多い。この定義によれば、ＤＣ電圧は、整流器の生出力または電話線の変動音声信号に見られるように、時間で変わり得る。直流は、バッテリ、電源、熱電対、太陽電池または発電機などの源によって生成される。直流は、ワイヤなどの導体を流れることができるが、半導体絶縁体も流れることができ、電子またはイオンビームなどで真空さえ流れることができる。電流は、一定方向で流れ、それを交流電流と区別する。この種の電流に以前に使用される用語は、ガルバニ電流であった。ある種のＤＣ（電圧レギュレータによって作り出されるものなど）は、変動電圧をほとんど有さないが、それらは、出力および電流に変動を依然として有し得る。直流用の共通の用途または使用は、バッテリの充電および電子システムの電力供給としてである。ほとんどの自動車用途は、ＤＣ（例えば、１２ＶＤＣ）を作り出すのに整流器を使用する例えば交流機（ＡＣデバイス）によってＤＣを使用する。略語ＤＣは、電流および電圧を修飾する形容詞として使用されるときなど、単に直流を意味するのに使用されることが多い。
【００４０】
電子工学では、ＤＣ回路としてＤＣ電源の回路が意味されるが、バッテリまたはＤＣ電源の出力などのＤＣ電源で動く回路をよく指すことがある。より具体的には、直流回路は、定電圧源、定電流源、および抵抗器の任意の組み合わせで構成される、電気回路である。そのような場合では、回路電圧および電流は、時間に依存しない。
【００４１】
本発明の特質および所望の目的のより完全な理解のために、以下の詳細な説明が添付図面と合わせて参照され、同様の参照符号は、いくつかの図にわたって対応する部分を示す。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明による熱制御ユニットを備える機能要素を示す概略図であり、特にそのような熱制御ユニットの冷却および加熱素子との熱クラッチの関係を示す。
【図２Ａ】本発明の熱制御ユニットの不等角図である。
【図２Ｂ】図２Ａの熱制御ユニットの断面不等角側面図である。
【図３】図２Ａ，Ｂに示されている熱制御ユニットの分解図である。
【図４】図２Ａ，Ｂの熱制御ユニットの別の不等角断面図である。
【図５】冷却部材がサーマルプレートと接触している熱制御ユニットの断面側面図である。
【図６】サーマルプレートから離間している冷却部材を示す熱制御ユニットの別の断面側面図である。
【図７】本発明の熱制御ユニットを具体化する制御システムの例示的ブロック図である。
【図８Ａ】本発明の熱制御ユニットを具体化する例示的試験デバイスの説明図である。
【図８Ｂ】図８Ａの例示的試験デバイスの断面側面図を示す別の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
同様の符号が同様の部分を指す様々な図をこれから参照し、図１に本発明による熱制御ユニット１００を備える機能要素を示す概略図が示され、特にそのような熱制御ユニットの冷却および加熱機構３００，４００との熱クラッチ２００の関係を示す。そのような熱制御ユニット１００は、被試験体（ＤＵＴ）を選択的に加熱および冷却するように特に構成される。以下はＤＵＴを集積回路（ＩＣ）として記載することがあるが、これは、ＤＵＴが、試験が異なる温度下（熱いまたは冷たい）で検討される、複数または非常に多数のそのようなＩＣ、ＩＣパッケージおよび他の電子デバイスを含むシリコンウエハーを備えると、限定しない。
【００４４】
より具体的な態様では、そのような熱制御ユニット１００は、１つの動作モードまたは状態で冷却源３００または可変ヒートシンクをＤＵＴ１０に選択的に結合するように、および、別の動作モードまたは状態で冷却源がＤＵＴから分離して熱源をＤＵＴに選択的に結合するように、構成および配置される。このようにおよび従来の熱素子制御モジュールとは対照的に、ＤＵＴは、そのような従来の熱制御素子モジュールを使用して達成することができるよりも、本発明の熱制御ユニットを使用して広い温度範囲にわたって選択的に加熱または冷却することができる。さらにおよび従来のモジュールと対照を成して、冷却源は、そのような従来の熱制御素子モジュールを使用して必要に応じてＤＵＴを加熱する間に、中断または停止する必要がない。さらなる実施形態では、熱制御ユニット１００は、冷却源３００または可変ヒートシンクとＤＵＴとの間の熱的結合の量または程度を制御し、それによって冷却源に吸収される熱エネルギーの量も制御するように、動作する。
【００４５】
さらにより具体的な態様では、そのような熱制御ユニット１００は、冷却源３００と加熱器または熱源４００との間に位置する熱クラッチ２００を含む。図２‐６に関連して本明細書にさらに記載されるそのような熱クラッチ２００は、２つの動作モードまたは状態の１つで動作するように構成および配置される。１つのまたは第１の動作モード（例えば、冷却モード）では、熱クラッチ２００は、冷却源３００がＤＵＴに熱的に結合するように動作し、冷却源は、ＤＵＴの温度をそれが所望の試験温度またはほぼ所望の試験温度になるように制御するように動作する。この動作モードでは、熱源４００を備える加熱器または加熱素子は、動作しない。言い換えれば、熱源の動作モードは、熱エネルギーを示さずにＤＵＴに広まらないようになっている。
【００４６】
所望の試験温度は、ＤＵＴが正常に動作する際の所望の動作温度であってよい。所望の試験温度は、例えばＤＵＴが実際に経験するかもしれない極寒動作環境または予想される使用である、考えられる環境条件を反映する温度または温度範囲であってもよい。所望の試験温度は、ＤＵＴを、設定または設計の操作上の必要条件（例えば、一定期間内に所望の電圧で出力信号を提供する）を満たすその受容性を決定するように、試験するための所定の温度または温度範囲でもあり得る。
【００４７】
第１の動作モードで動作するとき、熱クラッチ２００をそのように選択的に動作することは、冷却源３００またはヒートシンクとＤＵＴ１０との間の熱的結合の量または程度を制御し、それによって冷却源または可変ヒートシンクに吸収される熱エネルギーの量も制御することを、さらに含む。一実施形態では、そのような制御は、熱的結合のおよそ所定量が実現するようにそのような熱的結合を制御することを含む。別の実施形態では、そのような制御は、熱的結合の異なる量のうちの任意の１つ以上が実現するようにそのような熱的結合を選択的に可変的に制御することを含む。さらに、そのような制御は、熱的結合の所与のレベル、程度または量と関連する所望の温度を実現するように、そのような熱的結合と関連する温度を測定すること、および熱的結合の量を変化させることを含む。そのような熱的結合は、例えば制御された経時的ステップ変更などの多くの異なる熱的結合を可能にするように、制御できることを認識する必要がある。
【００４８】
別のまたは第２の動作モード（例えば、加熱モード）では、熱クラッチ２００は、冷却源３００がＤＵＴ１０から熱的に分離するように動作し、加熱源４００は、ＤＵＴの温度をそれが所望の試験温度またはほぼ所望の試験温度になるように制御するように動作する。この動作モードでは、加熱器または熱源４００は、ＤＵＴを所望の試験温度まで加熱するように十分な熱エネルギーを作り出すように動作する。
【００４９】
ＤＵＴが加熱されるときの所望の試験温度は、ＤＵＴが正常に動作する際の所望の動作温度であってよい。所望の試験温度は、例えばＤＵＴが実際に経験するかもしれない極端に熱い動作環境または予想される使用である、考えられる環境条件を反映する温度または温度範囲であってもよい。所望の試験温度は、ＤＵＴを、設定または設計の操作上の必要条件（例えば、一定期間内に所望の電圧で出力信号を提供する）を満たすその受容性を決定するように、試験するための所定の温度または温度範囲でもあり得る。
【００５０】
第２動作モード（例えば、加熱モード）では、冷却源３００は、多くの動作モードで動作することができる。例えば、冷却源は、待機状態、オフ状態、または用途に適したりしている他の温度状態で維持されるように、動作され得る。待機または他の温度状態では、冷却源３００が熱クラッチによってＤＵＴに直接に熱的に結合しないので、冷却源は、ＤＵＴから熱エネルギーを抜き去らず、従ってＤＵＴを冷却しない。従って、冷却源は、試験時間、ならびに冷却源の電源が切られたときに生じ得る望ましくない動作特性を減少させるように、別の試験サイクルを予期してこれらの状態下で動作できる。例えば、蒸発式冷却源を使用する場合、ユニットの電源が切られたときと、それがサイクルに戻れるときと、の間に動作時間遅延があり得る。
【００５１】
本明細書にさらに記載されるように、冷却源３００は、可変ヒートシンクを事実上形成し、その可変ヒートシンクは、ＤＵＴ１０からの熱エネルギーの異なる量を吸収し、それによってＤＵＴの温度を制御するように調整できる。例えば、冷却源３００は、所望の動作温度にＤＵＴを保つように、示される熱エネルギーを吸収するように動作できる、または、冷却源は、ＤＵＴがより冷たい温度で動作するように動作できる。より具体的な実施形態では、当技術分野で周知のように、熱源は、多くの冷却源を備える。より具体的には、当技術分野で周知のように、および用途に適するように、冷却源は、冷却剤蒸発器である。
【００５２】
本明細書にさらに記載されるように、そのような熱または加熱源４００は、サーマルプレート４０１または同様のおよび／またはインターフェースプレート５２０をさらに含み、それらは、熱クラッチ２００と協働するように設計および構成され、冷却源３００が、ＤＵＴ１０に選択的に熱的に結合するおよびＤＵＴ１０から熱的に分離するようになっている。本明細書にさらに記載されるように、熱エネルギーの源を含む加熱素子４１０が提供され、その加熱素子はサーマルプレート４０１および／またはインターフェースプレート５２０に配置され、生成される熱エネルギーが、そこからＤＵＴに分配されるようになっている。より特定の実施形態では、１つ以上の、より具体的には複数または非常に多数の加熱素子４１０は、サーマルプレート４０１に位置する。さらにより特定の実施形態では、加熱源は、より具体的には２つまたは４つの加熱素子（図３および８Ｂ参照）を含む。
【００５３】
本発明の熱制御ユニット１００ａの様々な図が示されている図２‐６をこれから参照し、それは、熱クラッチ２００、冷却源３００および熱源４００をより完全に詳しく述べ、そのような熱制御ユニットを含む。より具体的には、本発明の態様／実施形態による熱制御ユニット１００ａの不等角図（図２Ａ）；そのような熱制御ユニット１００ａの断面不等角側面図（図２Ｂ）；そのような熱制御ユニットの分解図（図３）；そのような熱制御ユニットの別の不等角断面図（図４）；冷却部材がサーマルプレートと接触しているそのような熱制御ユニットの断面側面図（図５）；およびサーマルプレートから離間している冷却部材を示す熱制御ユニットの別の断面側面図（図６）、が示されている。そのような熱制御ユニット１００ａは、より具体的には、ハウジングまたはケース５００と、ケース内に位置する、熱クラッチ２００、冷却源３００および熱源４００を備える特徴と、を含む。図７も参照されるべきであり、それは、本発明の熱制御ユニット１００，１００ａ具体化するシステム６００の例示的ブロック図を提供する。
【００５４】
そのようなケース５００は、フォースシリンダアセンブリを具体化し、それは、サーマルプレート４００およびインターフェースプレート５２０をＤＵＴと熱接触させるように構成および配置される。ケース５００は、より具体的には、ピストンから軸方向に延びる部材５１２（例えば、棒状部材）を有するピストン５１０が移動可能に受け取られるチャンバ５０２またはコンパートメントを含むように構成および配置される。図２Ｂおよび４に示されているように、この軸方向に延びる部材５１１は、サーマルプレート４０２の上面と係合する冷却源３００を備えるプレート３０２にある開口部３０４を通る。より特定の例示的実施形態では、サーマルプレート４０２は、軸方向に延びる部材５１１と係合する上方に延びる部材を含む。
【００５５】
例示的実施形態では、チャンバ５０２は、ピストン５１０が、軸方向に延びる部材５１１がサーマルプレート４０２に向かって下方に動く１つの方向に選択的に動くことができるようにある仕方で、および、軸方向に延びる部材がサーマルプレートから離れて上方に動く第２の方向に選択的に動くことができるように別の仕方で、当業者に知られている多くの機構／技術を用いて流体（例えば、加圧流体）の源に流体結合される。このように、ピストン５１０がサーマルプレート４０２に向かって下方に動くとき、軸方向に延びる部材５１１は、下向きの力をサーマルプレートに及ぼし、サーマルプレート４０２および／またはインターフェースプレート５２０をＤＵＴと接触させる。対応して、ピストン５１０がサーマルプレート４０２から離れて上方に動くとき、軸方向に延びる部材５１１は、下向きの力をサーマルプレートにもはや及ぼさず、従ってサーマルプレート４０２および／またはインターフェースプレート５２０はもはやＤＵＴと接触させられない。実例となる例示的実施形態では、加圧流体は、下向きの力を作り出すようにチャンバ５０２の上部５１２（図５参照）に入れられる。
【００５６】
熱クラッチ２００は、１つ以上の熱クラッチブリッジアセンブリ２１０を含み、それは、冷却プレート３０２とサーマルプレート４０２とを選択的に熱的に結合および分離するために１つ以上の方向に冷却プレート３０２の動きを制御するように構成および配置される。そのような熱クラッチ２００は、１つ以上の移動機構２２０（例えば、ばね）も含み、それは、１つ以上の熱クラッチブリッジアセンブリ２１０と関連して働き、本明細書にさらに記載されるようにサーマルプレート４０２から冷却プレート３０２を熱的に分離する第２の方向に冷却プレート３０２を動かす。
【００５７】
さらなる実施形態では、熱クラッチ２００は、１つ以上の、より具体的には複数のクラッチブリッジアセンブリ２１０を含み、それぞれの熱クラッチブリッジアセンブリは、熱クラッチブリッジ２１４を有し、熱クラッチブリッジ２１４は、略Ｕ字形構造を形成し、それは、冷却プレート３０２にまたがるように冷却プレートの上に幅に関して延び、その脚は、サーマルプレート４０２に取り付けられるように下方に延びる。
【００５８】
それぞれの熱クラッチブリッジ２１４は、ピストン受け部材２１２を含むようにも構成および配置される。ピストン受け部材２１２は、その中にピストン２２０を移動可能に受け取るように、およびピストンの周囲に延びるように、構成および配置される。それぞれのピストン２２０は、当業者に知られている多くの技術を用いて冷却プレート３０２に係合するようにも配置される。実例となる例示的実施形態では、冷却プレート３０２は、その上面にピストンを具体化するように構成および配置され、熱制御ユニット１００ａが組み立てられるときに、ピストンがピストン受け部材に延びるようになっている。
【００５９】
それぞれのピストン受け部材２１２は、チャンバを形成し、それは、ピストン２２０が、冷却プレート３０２がサーマルプレート４０２に熱的に結合する１つの方向に選択的に動くことができる仕方で、当業者に知られている多くの機構／技術を用いて流体（例えば、気体または液体などの加圧流体）の源に流体結合される。より具体的には、熱制御ユニット１００ａが冷却モードになるように配置されるとき、ピストンは、冷却プレート３０２をサーマルプレート４０２との熱接触に追いやり、冷却プレートが、図５に示されているようにサーマルプレートを介してＤＵＴによって示される熱エネルギーを吸収できるようになっている。実例となる例示的実施形態では、加圧流体は、冷却プレートをサーマルプレートと熱接触するように動かす下向きの力を作り出すようにチャンバの上部（図５参照）に入る。
【００６０】
本明細書に示されるように、熱クラッチ２００は、冷却源３００とＤＵＴ１０との間、より具体的には冷却プレート３０２とサーマルプレート４０２との間、の熱的結合の量または程度を制御するように選択的に動作し、それによって冷却源に吸収される熱エネルギーの量も制御するようになっている。より具体的には、熱クラッチブリッジアセンブリ２１０は、１つ以上の移動機構２２０と関連して動作し、サーマルプレートを制御可能に動かし、それによって冷却プレートとサーマルプレートとの間の係合の量を制御するようになっている。
【００６１】
１つの特定の実施形態では、熱ブリッジアセンブリ２１０は、制御され、冷却プレートとサーマルプレートとの間の熱的結合の所望の量を実現するように、所定の力が冷却プレートに及ぼされるようになっている。別のまたは第２の実施形態では、熱ブリッジアセンブリは、任意の１つ以上の力がブリッジアセンブリによって冷却プレートに及ぼされるように制御され、それによって冷却プレートとサーマルプレートとの間の係合および従って熱的結合の量または程度を制御するようにもなっている。そのような制御は、冷却プレートとサーマルプレートとの間の可変の選択的な熱的結合があるように、及ぼされる力を選択的に可変に制御することも含む。さらにより特定の実施形態では、熱ブリッジアセンブリ２１０のそのような制御は、温度または圧力センサを提供することと、そのような熱的結合と関連する温度または熱ブリッジアセンブリによって及ぼされる圧力を測定することと、熱ブリッジアセンブリによって及ぼされる圧力を変え、それによって熱的結合のレベル、程度または量を制御するようにすることと、をさらに含む。そのような熱的結合は、例えば制御された経時的ステップ変更などの多くの異なる熱的結合を可能にするようにも制御できることを認識する必要がある。
【００６２】
熱制御ユニットが加熱モードになるときなど、冷却プレート３０２がサーマルプレート４０２から熱的に分離するときに、冷却プレート３０２および従ってピストン２２０も、冷却プレートがサーマルプレートから離れて上方に動くように移動機構２３０によって第２の方向に選択的に動かされる。実例となる例示的実施形態では、上部２１６にある圧力が放出され（当業者に知られている多くの技術を用いて）、移動機構２３０が、チャンバの上部２１６が加圧されるときにピストンに及ぼされる下向きの力によって拘束されないようになっている。
【００６３】
より特定の実施形態では、移動機構２３０は、ばね、または他のそのような構造を備え、それは好ましくはサーマルプレートと冷却プレートとが互いに接触するときに圧縮され、それはサーマルプレートから離れるようにして冷却プレートを押すように軸方向に動く。なおさらなる実施形態では、サーマルプレート４０２の対向面および冷却プレート３０２は、くぼみまたは円筒状開口部を有して配置され、その中に移動機構またはばねの受け部または端部がある。そのようなくぼみまたは円筒状開口部は、移動機構またはばねが圧縮されたときまたは緩和の間に横方向に動くのを抑制するように、およびそれらを熱制御ユニットが組み立てられたときに開口／くぼみに保つように、構成される。本明細書に示されるように、可変力を冷却プレート３０２に加えることができ、冷却プレートとサーマルプレートとの間の係合および従って熱的結合の量または程度を制御する。
【００６４】
冷却プレート３０２および従ってピストン２２０がサーマルプレート４０２から離れるようにして上方に動くので、サーマルプレートおよび／またはインターフェースプレート５２０は冷却プレート３０２ともはや熱接触しない。より特定の実施形態では、サーマルプレート４０２に対する冷却プレート３０２の動きは、冷却プレートが、図６に示されるようにそのような動きの後にサーマルプレートから所定の間隙３１４離間するように、制御される。この間隙３１４は、冷却プレートをサーマルプレートから本質的に熱的に分離するのに十分であり、冷却プレートが、熱源または加熱素子４１０によって生成されるかなりの量の熱エネルギーを吸収しないようになっている。
【００６５】
本明細書に示されるように、第２の動作モード（例えば、加熱モード）では、冷却源３００は、多くの動作モードで動作できる。例えば、冷却源３００は、待機状態、オフ状態、または用途に適したりしている他の温度状態で維持されるように、動作できる。待機または他の温度状態では、冷却源３００が熱クラッチによってＤＵＴに直接に熱的に結合しないので、冷却源は、ＤＵＴから熱エネルギーを抜き去らず、従ってＤＵＴを冷却しない。従って、冷却源は、試験時間、ならびに冷却源の電源が切られたときに生じ得る望ましくない動作特性を減少させるように、別の試験サイクルを予期してこれらの状態下で動作できる。例えば、蒸発式冷却源を使用する場合、ユニットの電源が切られたときと、それがサイクルに戻れるときと、の間に動作時間遅延があり得る。
【００６６】
本明細書に示されてもいるように、実例となる実施形態では、冷却プレート３０２は、冷却剤蒸発器システムの一部であり、それは、蒸発器媒体または流体を使用し、熱エネルギーを吸収し、吸収した熱エネルギーを大気などのヒートシンクに分配する。従って、冷却プレート３０２は冷却剤蒸発器に適切に結合され、被冷却蒸発媒体が、入口３４０ａで受け取られ、冷却プレートを通って熱エネルギーを吸収し、被加熱媒体が、出口３４０ｂから排出され、蒸発システムの部分に戻り、蒸発システムでは、吸収された熱エネルギーが排出され、蒸発媒体が冷却プレートに戻る前に典型的に圧縮されるようになっている。さらなる実例となる例示的実施形態では、入口３４０ａおよび出口３４０ｂは、ケース５００に設けられている開口または開口部を通る。
【００６７】
本明細書に示されるように、熱源４００は、サーマルプレート４０２を備え、インターフェースプレート５２０またはペデスタルと称されることもあるものを、さらに含むことができる。サーマルプレートは、１つまたは熱伝導性材料で構成され、それは、インターフェースプレートを介してＤＵＴに／からの熱エネルギーの熱伝導を提供する。例えば、熱制御ユニットが冷却モードで動作するとき、熱エネルギーは、ＤＵＴから吸収され、サーマルプレートを介して、冷却プレート３０２におよび従って冷却源３００に熱伝導する。
【００６８】
さらなる実施形態では、サーマルプレートおよび／またはインターフェースプレートは、加熱器４１０または加熱素子を含むように構成される。加熱器４１０は、当業者に知られていたり、あるいは用途に適したりしている多くの技術のいずれかを用いて、サーマルプレート４０２および／またはインターフェースプレート５２０に位置する。実例となる例示的実施形態では、加熱器４１０または加熱素子は、形状が円筒状であり（図３に示されているように）、サーマルプレートおよび／またはインターフェースプレートは、１つ以上の開口部４１５または円筒状開口（それぞれの加熱器に１つ）を含み、その中に加熱器を受け取る。さらなる例示的実施形態では、加熱器４１０は、電気抵抗式の加熱器であり、それは、加熱器を備える抵抗素子を流れる電流に対応する熱エネルギーを生成する。
【００６９】
より具体的な実施形態では、１つ以上の、より具体的には複数または非常に多数の加熱器４１０または加熱素子は、サーマルプレート４０２および／またはインターフェースプレート５２０に位置する。さらにより特定の実施形態では、熱源４００は、より具体的には２つまたは４つの加熱素子（例えば図３および８Ｂ参照）を含む。
【００７０】
インターフェースプレート５２０も熱伝導性材料から成り、熱エネルギーが、インターフェースプレートおよびサーマルプレートを介して、ＤＵＴに運ばれるまたは冷却プレート３０２によって吸収されるようになっている。インターフェースプレート５２０は、また試験用ＤＵＴの対向面を補完する表面を提供するように構成および配置される。このように、異なるＤＵＴを所与のＤＵＴに適しているインターフェースプレートを用いて試験でき、それはまた所与の試験デバイス用のサーマルプレートに熱的に結合できるように構成される。
【００７１】
今度は図７を参照すると、本発明による熱制御ユニット１００，１００ａを具体化するシステム６００の例示的ブロック図が示されている。そのようなシステムは、圧縮気体または圧縮液体の源などの加圧流体源２０を含み、それは、ピストン‐チャンバ組み合わせ（２２０／２１２；５１０，５０２）に結合でき、ピストンが、本明細書に記載される所望の力を起こすように動くことができる。本明細書に示されるように、冷却プレート３０２は、可変ヒートシンクまたは冷却剤蒸発器３９０に流体結合し、冷却媒体が、熱エネルギーを吸収するように冷却プレートに運ばれることができ、被加熱媒体が、冷却剤蒸発器に戻ることができるようになっており、吸収された熱エネルギーが、大気または別の流体媒質（例えば、空気／水）などのヒートシンクに放散できるようになっている。例示的実施形態では、冷却プレートに運ばれる冷却媒体は、液体状態であり、それは、それが熱エネルギーを吸収するときに気体状態に変わる。気体媒質が冷却剤蒸発器３９０に戻るとき、気体媒質は、吸収された熱エネルギーを放出し、液体状態に戻るように典型的に圧縮される。
【００７２】
熱制御ユニット１００，１００ａは、１つ以上のセンサも含み、それは、多くの動作パラメータを測定するように、およびその出力を制御器６１０に提供するように、熱制御ユニットおよび／またはＤＵＴ内に適切に位置する。制御器６１０は、加圧流体源、冷却源３００または冷却剤蒸発器３９０、および加熱器４１０を含む熱制御ユニットの動作を制御する。制御器６１０は、また、多くのデジタル処理ユニット、マイクロプロセッサ制御デバイスまたは当技術分野で周知の特定用途向け集積回路であり、それは、ハードウェアおよび／またはソフトウェアを用いてそのような機能を制御する。そのような動作パラメータは、ＤＵＴ温度、ピストンに作用する流体の圧力、および冷却剤蒸発器からの動作出力、を含むがこれに限定されない。
【００７３】
より具体的な実施形態では、熱制御ユニット１００，１００ａは、熱ブリッジアセンブリ２１０を制御（例えば、可変制御）するように構成および配置される。より具体的には、熱制御ユニットは、温度および／または圧力センサ５６０をさらに含み、熱的結合と関連する温度および／または冷却プレートまたはそれと関連する熱ブリッジアセンブリによって及ぼされる圧力を測定できるようになっている。そのような入力に対応する熱制御ユニットは、熱ブリッジアセンブリを制御し、それによって冷却プレート上の熱ブリッジアセンブリによって及ぼされる圧力または力を制御するようにもなっている。さらなる実施形態では、熱制御ユニットは、熱ブリッジアセンブリを選択的におよび可変的に制御し、可変力が冷却プレートに加えられ、それによって冷却プレートとサーマルプレート４０２との間の熱的結合のレベル、程度または量を制御するようになっている。さらにより具体的な実施形態では、熱的結合の量は、所与の集積チップまたはＤＵＴ用の試験手順の間に制御可能に変えられる。
【００７４】
今度は図８Ａ，Ｂを参照すると、本発明の熱制御ユニット１００，１００ａを具体化する例示的試験デバイス７００の説明図（図８Ａ）と、試験デバイスに具体化されている熱制御ユニットをより具体的に示している例示的試験デバイスの断面側面図を示す別の説明図（図８Ｂ）と、が示されている。そのような試験デバイス用のインターフェースプレート５２０は、ＤＵＴおよび本明細書に記載される熱制御ユニット１００，１００ａに熱的に結合され、試験デバイスが、動作状態（例えば、温度状態ならびに電圧および電流などの動作パラメータ）を制御できるように、および所望の動作パラメータを測定するようになっている。これに関し、試験デバイスは、ＤＵＴボードまたは他のインターフェースボードをさらに含むことができ、電気回路およびその部品を結合するようになっており、電気回路および／または部品の電気的動作パラメータまたは特性を測定および／または監視する。
【００７５】
本発明の好ましい実施形態が、特定の用語を用いて記載されたが、そのような記載は説明のためにすぎず、変更および変形が、請求項の趣旨または範囲から逸脱することなくなされてよい。
【００７６】
本明細書に開示される全ての特許、公開された特許出願および他の引用文献は、言及することによりその全体で参照することにより本明細書に明白に組み込まれる。
【００７７】
当業者は、単なる日常実験を用いて、本明細書に記載される本発明の特定の実施形態の多くの同等を、認識する、または確認できる。そのような同等は請求項に含まれることが意図されている。
【図１】
2017122719.tif 000003
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【外国語明細書】
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