一种测试中装置所用的热头以及一种用于测试中装置温度的控制方法
一种测试中装置所用的热头以及一种用于测试中装置温度的控制方法
【技术领域】
[0001]一般来说，本发明是关于一种热控制及/或调控测试中装置的领域，例如测试中装置例如正进行电子测试的微处理器，或是使用中或进行测试的其它装置。更确切地来说，本发明是关于一种热头，在工业测试环境中，此种热头用于加热/冷却微处理器。
【背景技术】
[0002]在电子装置的生产过程中，例如微处理器(以下也称为测试中装置，DevicesUnder Test，DUT)、水性温度解决方式(Water-based Thermal Solut1n)也称为热头，是用以控制所欲测试温度，通过电子加热器，对于此电子加热器的动力顺序来说，具有或不具有热电冷却器。
[0003]热槽为一组件，其传送产生于固态材料内的热至流体介质，例如空气或液体。热槽协助冷却电子和光电装置，例如CPU、高功率雷射和发光二极管(LEDs)。热电冷却是使用帕耳帖(Peltier)效应以生成一热流于两种相异形态材料的接合处。帕耳帖冷却器、帕耳帖加热器或帕耳帖热电加热泵为一固体状态致动热泵，其自装置的一侧传送热至装置的另一侧，过程依据电流方向而消耗电。此种装置称做热电冷却器(thermoelectric cooler，TEC)。
[0004]电加热器为一种电设备，其转换电能为热能。每一电加热器内部的加热组件仅为电阻，且依据焦耳加热原理运作，通过电阻的电流转换电能为热能。
[0005]微处理器的电子电路芯片密度增加的同时，密度是以每单位区域的电路数目量测，电路密度增加也导致热能相对应地产生，热能需自此些装置移除，特别是当此些装置运作于持续增加的频率中。
[0006]因此，自微处理器移除充足的热为一重要问题，此外，也期望尽量在不过度耗能的前提下，又能维持所欲设定温度情况。
[0007]习知的热槽，是受限于其容量，即便有人采用具有较高散热片结构的热槽。这样的热槽是受限的，因为较长的散热片，效率随之快速下降，因为少量的热达到散热片末端。第I图示意性地显示传统的水性热头的机械式堆栈。可看出水性热头的一般组件是经常维持和热头所有主要组件机械接触，且测试中装置允许热经常性地被移除，如第2图所示。与热头的主要组件经常性接触的缺点在于，当热头在特定较高温度用以对测试中装置进行测试时，导致能量的消耗，因需使用更多能量以消除冷却室的冷却器温度。
[0008]美国专利第6，084，215号说明书中揭露测试设备，其可测试仍处于晶圆状态的芯片，所提出的晶圆温度控制设备在仍处于晶圆状态的芯片的可靠度测试期间，可正确地取得和稳定测试温度。
[0009]美国专利第8，040, 145号说明书中揭露温度控制装置，此装置具有一小型化流体冷却热槽，此热槽具备整合加热器和感测组件。此装置是做为温度控制系统的一部分，以在测试阶段提供受控温度表面至电子DUT，例如半导体装置。此种液体冷却热槽具有两个整合冷却通道，其具备入口、出口和热传送部件。热传送部件是设置于分离平板上，且可能具有冷却散热片。两个整合加热器是装设在装置内。
[0010]美国专利第7，639，029号说明书中揭露和热单元搭配使用的热槽拖架装置，其包括:插入物，具有拖架，配置以相接一测试中单元；一表面介质室，受压于插入物和热单元间，其中表面封着物界定了表面介质室的周长；以及止动件，保持插入物并架设置热单元，热单元具有止动件开口，以允许插入物经由止动件开口延伸以相接于测试中单元。
[0011]美国专利第6，489，793号说明书中揭露控制测试中装置温度的系统，包括:量测装置，用以在测试期间，量测装置的实时功率消耗；热交换器，和装置传导性地相接；热控制器，用以控制热交换器，通过使用量测得的装置之实时功率消耗，以在测试期间，调节装置的温度；其中:量测装置包括:至少一电流量测装置，用以通过一或多个供电器而监测供应至此装置的电流；至少一电压量测装置，用以通过一或多个供电器而监测供应至此装置的电压；以及监测电路，耦接于至少一电流量测装置和至少一电压量测装置，以自监测电流和电压而产生功率使用信号；以及用以判断热交换器设定之热控制器，包括热控制电路，其采用其后的公式以预测装置温度。
[0012]美国专利第6，886，976号说明书中揭露测试中电子组件温度的控制方法，此方法包括下列步骤:(a)获致温度控制设备，温度控制设备包括，加热器部件，配置以提供第一热信道至测试中装置；和一热槽，配置以提供第二热信道至测试中装置，第一热信道和第二热信道相关于平行热电阻，平行热电组连于测试中装置；其中加热器组件包括热表面且热槽包括一冷却表面，冷却表面和加热表面共平面且物理上为有区别的。(b)施加冷却表面至测试中装置的第一部分；以及(c)同时地施加加热表面至测试中装置的第二部份，以响应测试温度设定。
[0013]美国专利第6717115号说明书，标题为”用于快速测试的半导体处理器”揭露具有热板的半导体处理系统，包括:a)第一组件，具有复数个穿越其间的洞；b)第二组件，邻近第一组件，具有数个穿越其间而形成的真空槽道，真空槽道连接此些洞；c)内嵌于热板中的电阻加热器；以及d)流体通道，具有流体入口和流体出口，流体信道通过第一组件和第二组件至少一的表面中的槽道而形成。
【发明内容】
[0014]本发明一方面是提供一种测试中装置所用的热头，具有环架夹具和保护性外壳和空气室，空气室具有入气孔和复数个O环沟槽，以形成气动控制机构，包括:(a)冷却室，位于保护性外壳中，冷却室具有至少一入口和至少一出口，形成于冷却室的每一相对边缘上，用以自入口到出口流动一冷却流体，以提供冷却温度至测试中装置，测试中装置是靠近而相接于热头；(b)具有内嵌加热器的金属板，形成于冷却室下，其中当热头是在运作中时，金属板接触测试中装置的表面；(C)气隙，形成于冷却室和金属板间，其中气隙的尺寸是依据冷却室和金属板间的距离而定，其中冷却室相对金属板移动；以及(d) —对线圈弹簧机构，设置于金属板的基底和夹套(jacket)间，夹套于其相对边缘而覆盖冷却室，以提供冷却室向上脱离，以当不需冷却时形成一空隙；且其中冷却室的线性向下移动是藉由气动控制机制所致动；且其中测试中装置的温度或直接放置在金属板下之测试中装置的测试温度的热响应时间，是藉由内嵌于金属板中的加热器而加热测试中装置，或者当冷却室为运作中且相接于金属板而冷却测试中装置，而进行控制。
[0015]本发明之再一方面提供测试中装置所用的热头，具有环架夹具、保护性外壳和空气室，空气室具有入气孔和复数个O环沟槽，以形成气动控制机构，包括:(a)冷却室，位于该保护性外壳中，该冷却室具有至少一入口和至少一出口，形成于冷却室的每一该相对边缘上，用以自入口到出口流动一冷却流体，以提供冷却温度至测试中装置，测试中装置是靠近而相接于热头；(b)具有内嵌加热器的金属板，形成于冷却室下，其中当热头是在运作中时，金属板接触测试中装置的表面；(C)气隙，形成于冷却室和金属板间，其中气隙的尺寸是依据冷却室和金属板间的距离而定，其中冷却室相对金属板移动；(d) —对线圈弹簧机构，设置于金属板的基底和夹套(jacket)间，夹套于其相对边缘而覆盖冷却室，以当不需冷却时提供冷却室的向上脱离，而形成一空隙；(e)散热片数组，形成于朝向冷却室之热板的表面上；且其中冷却室的线性向下移动是藉由气动控制机构所致动；且其中测试中装置的温度或直接放置在金属板下之测试中装置的测试温度的热响应时间，是藉由嵌入于金属板内的加热器而加热测试中装置，或者当冷却室为运作中且移动至相接于金属板而冷却测试中装置，而进行控制。
[0016]本发明之又一方面提供用以控制测试中装置的温度之方法，方法使用热头，以冷却测试中装置的温度，方法包括下列步骤:(i)放置热头于测试中装置的表面上，使得热头的金属板是完全相接于测试中装置；(ii)移动热头的冷却室朝向热头的加热金属板，直到冷却室是完全相接金属板，以自热化的测试中装置进行散热；(iii)通过一冷却流体经由该冷却室的边缘上的一入口，并使得冷却流体自冷却室的出口流出，使得产生自测试中装置的热藉由冷却流体被带离。
[0017]本发明另一方面提供用以控制测试中装置的温度之方法，方法使用热头，以加热测试中装置的温度，方法包括下列步骤:(i)移动热头的冷却室，当金属板是完全地相接于测试中装置，将冷却室自热头的加热的金属板移开，直到可改变尺寸的空隙形成于冷却室和金属板间；(ii)停止一冷却流体通过，冷却流体是经由冷却室的边缘上的入口至冷却室；以及(iii)藉由金属板的嵌入式加热器加热金属板，直到获致该 测试中装置的所欲温度。
[0018]本发明的再一方面为提供测试中装置的热头，其中热头的温度范围可为-500C至200。。。
[0019]根据本发明的特定方面，本发明实现许多优点。一优点为本发明的热头相较于传统热头，能允许操作者更快达成操作目标及/或状况，并且因此耗能较少，同时操作时间和状况能够以较少能量耗费而在短时达成。
【附图说明】
[0020]本发明将能被更完整地了解，自下述仅为例示性的详细说明，然非用以限制本发明，并且其中:
[0021]第I图是习知热头组件的示意图。其中冷却室维持经常机械相接于热头的主要组件，使得热电冷却器及/或热板。
[0022]第2图是显示习知热头组件的经常热移除的示意图。
[0023]第3图为依据本发明的热头组件的示意图，其中依据本发明一空隙是形成于冷却室和金属板间。
[0024]第4图为绘示依据如第3图所示的堆栈之热阻抗的示意图。其中热传送是受限于气隙。
[0025]第5图为依据本发明热头之透视图。
[0026]第6图为依据本发明热槽的后方示意图。
[0027]第7图为在本发明较佳实施方式中热头之具备弹簧的气动机构之示意图。
[0028]第8图为依据本发明具有顶部夹具和架设柱(mounting pole)的热头的透视图。
【具体实施方式】
[0029]参照图示，将说明本发明的例示性实施方式。然而，需注意的是，虽然本发明各种发明态样或改良可用于热槽系统内，此些改良可各别地用于单一应用或各种组合中，组合可同时包括所有版本，而可被同时使用。为此目的，在此所述的例示性实施方式不应被视为个别发明，因为这些实施方式可被集合地同时使用。
[0030]第I图绘示目前用于测试中装置的典型热头。热头为因应处理器的测试/验证所造的计量装置组件。传统上，不考虑测试情形，热头的所有组件为永久地堆栈在一起，习知热头包括水室或其相似物(10)，热电冷却器(12)和具有内嵌电加热器的热板(14)。此种习知机械堆栈组件允许热传输经常地发生，并因此造成耗能，以维持所欲设定温度情形。举例来说，假使例如微处理器的测试中装置将被测试于较冷却的温度中，则使用更多的能以减低微处理器的温度至所欲温度，且来自热板的热能将被传导至水室。
[0031]第2图绘出源自热板的经常性热传输，经由热电冷却器(12)至水室(10)，其中通过冷水水流散逸的热通过水室(10)。如果微处理器预计加热至特定温度，即使流至水室
(10)的冷水流已经中止，经由传导方式，来自加热器的部分热能将传输至水室(10)。
[0032]第3图示意性地绘出依据本发明的热头系统。依据本发明，测试中装置的热头具有环架夹具(20)(如第6图所示)，和保护性外壳(21)，包括:(a)冷却室(10)，位于保护性外壳(21)中，冷却室具有至少一入口和至少一出口，形成于冷却室(10)的每一相对边缘上，用以自入口到出口流动一冷却流体，冷却液体为冷水或冷空气，氟利昂或其它冷却剂，以提供冷却温度至测试中装置，测试中装置是靠近而相接于热头；(b)具有嵌入式加热器的金属板(14)，位于冷却室(10)下，其中当热头是在运作中时，金属板(14)接触测试中装置的表面；(c)气隙(11)，形成于冷却室(10)和金属板(14)间，其中气隙(11)的尺寸是依据冷却室(10)和金属板(14)间的距离而定，其中冷却室(10)相对金属板移动；以及其中测试中装置的温度或直接放置在金属板(14)下之测试中装置的测试温度的热响应时间，是通过内嵌于金属板(14)中的加热器加热该测试中装置，或者当冷却室(10)为运作中且移动至相接于金属板(14)而冷却测试中装置，而进行控制。依据本发明，视测试中装置的测试需求而定，并不总是需要金属板14内的加热器。因热通过测试中装置产生，金属板14可不具加热器。
[0033]依据本发明，气动机构包括空气室(16)、入气孔(27)和多个O环沟槽(29)，O环沟槽是设计以造成冷却室(10)的线性向下移动，以接触金属板(14)表面。如此一来，使微处理器的热进行散热，或冷却微处理器至所欲温度。
[0034]一对线圈弹簧机构(28)设置在位于相对边缘的射出器基底(26)和冷却室(10)的夹套间，以当不需冷却时，使得冷却室(10)向上脱离，而形成空隙(11)。
[0035]在本发明的另一较佳实施方式中，热头进一步包括散热片数组(24)，是延伸自热板的分离片。散热片数组(24)为至水室(10)的组合件，散热片数组(24)增加金属板(14)的热传输区域，因为散热片数组(24)具备多个突出区块，有助于增加和冷却室(10)的表面接触区域。
[0036]环架夹具(20)内的所有此些组件(如第6图所示)，具有射出器基底(26)，并通过多个架设柱(30)支撑(如第8图所示)。其中架设柱(30)分别地设置在基底(26)的角落处。
[0037]依据本发明，习知热头所采用的热电冷却器并不需要，相反地，设置气隙(11)且位于冷却室(10)和具有内嵌式加热器(14)的热板间，气隙(11)限制了热移除，此种热移除为经由冷却室(10)和热板(14)间进行传导。
[0038]防止热通过气隙(11)自金属板(14)移除，是需要的，如果测试中装置将于较高温度中带离开。换句话说，通过微处理器所生成的热将保留，且减少所需的热能，热能是来自通过内嵌加热器所加热之金属板(14)的热能。
[0039]在本发明中，热板(14)的冷却和加热条件是由计算机软件所控制。
[0040]参考第5图和第6图，显示热头包括环套夹具(20)、保护性外壳(21)、空气室
(16)、冷却室(10)、散热片数组(24)、具有嵌入式加热器的金属板(14)和射出器基底(26)，环套夹具为两件式矩形金属板组件，此组件形成热头的刚性结构。依据本发明，环套夹具
(20)为载有弹簧(spring loaded)的金属板组件，且保护性外壳21为类似板状结构，以封闭热头组件。具有内嵌式加热器的金属板(14)为介质，其吸收了通过测试中装置所产生的热，测试中装置例如微处理器，且热于后传输至散热片数组(24)以便散逸至环境中。
[0041]依据本发明，散热片数组(24)为类似板状结构，具有多个小型化突出区块(未显示)，以增加表面接触区域，表面接触区域具有冷水的经常性流动，并且也提供改善热传输，经由传导和惯则(convent1n)，以达成自测试中装置热移除的最大化效率的目标。
[0042]本发明亦揭露用以控制测试中装置的温度之方法，方法使用热头，热头结构如上所述，以将测试中装置的温度冷却化，方法包括下列步骤:(i)放置热头于测试中装置的表面上，使得热头的金属板是完全相接于测试中装置；(ii)移动热头的冷却室(10)朝向热头的加热金属板(14)，直到冷却室(10)是完全相接金属板(14)，以自热化的测试中装置进行散热；(iii)通过冷却流体经由冷却室(10)的边缘上的入口，并使得冷却流体自冷却室
(10)的出口流出，使得产生自测试中装置的热通过冷却流体被带离。冷却液体例如为冷水或冷空气，氟利昂或其它冷却剂。如此一来，冷却微处理器或测试中装置。
[0043]当测试中装置将测试于较高温度时，依据本发明，方法包括下列步骤:(i)移动该热头的冷却室(10)，当金属板(14)是完全地相接于测试中装置，将冷却室自热头的加热的金属板(14)移开，直到可改变尺寸的空隙(11)形成于冷却室(10)和金属板(14)间；
(11)停止冷却流体通过，冷却流体是经由冷却室(10)的边缘上的入口至冷却室(10);以及(iii)通过金属板(14)的嵌入式加热器加热金属板(14)，直到获致测试中装置的所欲温度。如前所述，热头之冷却室(10)的线性向下移动是通过气动机构获得，且通过冷却室
(10)脱离的向上移动是由弹簧机构达成。
[0044]通过本发明之热头所获得的温度范围是在-50至200度C。
[0045]第7图示意性地显示依据本发明的热头，如同图标所显示的，空气室(16)和冷却室(10)，连同入气口(27)和O环沟槽(29)提供冷却室(10)线性向下移动至金属板(14)的表面，以将热自测试中装置移除。换句话说，冷却室(10)的向下移动是通过气动机构及其类似物而致动。在本发明中，冷却室(10)的向下移动造成室和金属板(14)顶部表面相配合，金属板顶部表面的功用为来自测试中装置所生成的热。再次参照第7图，一对线圈弹簧机构(28)提供向上脱离 机械动作，以便当不需要测试中装置的冷却功能时，于冷却室(10)和金属板(14)间产生气隙(11)。
[0046]第8图显示将通过多个延伸架设柱(30)而被固着至环架夹具(20)的基底(26)。依据本发明，4个架设柱(20)为分别地垂直地设置，于基底(26)和环架夹具(20)的相对角落处。多个柱塞(plunger)是固定至基底(26)，以便在移除热头期间，自测试中装置分离金属板(14)，测试中装置例如微处理器。
[0047]如先前所述，本发明允许测试中装置被测试于-50至200度C的温度范围内，且因位冷却室(10)和金属板(14)间存在空隙(11)，相较习知热头，本发明之热头能够较快速地达成操作目标或情况。换句话说，如果采用本发明的热头，热响应较短。因此能够节能，同时操作时间和操作情况可于较短期间和较少能量而达到。
[0048]虽本发明已通过上述较佳实施方式而说明如上，对本发明所属技术领域中具有通常知识者，能明了各种变化和修改形态。并且如此一来，本发明并非限制于特定绘示态的实施方式，而应以所附申请专利范围的整个精神和范围内进行诠释。
【主权项】
1.一种测试中装置所用的热头，其特征在于，具有一环架夹具和一保护性外壳和一空气室，该空气室具有一入气孔和复数个O环沟槽，以形成一气动控制机构，包括:(a) 一冷却室，位于该保护性外壳中，该冷却室具有至少一入口和至少一出口，形成于该冷却室的每一该相对边缘上，用以自该入口到该出口流动一冷却流体(fluid)，以提供一冷却温度至测试中装置，该测试中装置是靠近而相接于该热头；(b) —金属板，形成于该冷却室下，其中当该热头是在运作中时，该金属板接触该测试中装置的该表面；(c) 一气隙，形成于该冷却室和该金属板间，其中该气隙的尺寸是依据该该冷却室和该金属板间的距离而定，其中该冷却室相对该金属板移动；以及(d) —对线圈弹簧机构，设置于该金属板的基底和一夹套(jacket)间，该夹套于其相对边缘而覆盖该冷却室；其中该冷却室的该线性向下移动是通过该气动控制机制所致动；且其中该测试中装置的该温度或直接放置在该金属板下之该测试中装置的该测试温度的该热响应时间，是通过装置本身加热该测试中装置，或者当该冷却室为运作中且移动至相接于该金属板而冷却该测试中装置，而进行控制。2.—种测试中装置所用的热头，其特征在于，具有一环架夹具和一保护性外壳和一空气室，该空气室具有一入气孔和复数个O环沟槽，以形成一气动控制机构，包括:(a) 一冷却室，位于该保护性外壳中，与复数个O环沟槽架设，该冷却室具有至少一入口和至少一出口，形成于该冷却室的每一该相对边缘上，用以自该入口到该出口流动一冷却流体，以提供一冷却温度至测试中装置，该测试中装置是靠近而相接于该热头；(b) —金属板，形成于该冷却室下，其中当该热头是在运作中时，该金属板接触该测试中装置的该表面；(C) 一气隙，形成于该冷却室和该金属板间，其中该气隙的尺寸是依据该冷却室和该金属板间的距离而定，其中该冷却室相对该金属板移动；(d) —对线圈弹簧机构，设置于该金属板的基底和一夹套(jacket)间，该夹套于其该些相对边缘而覆盖该冷却室；以及(e) —散热片数组，是一分离片组成片至该水室(10);并且其中该冷却室的该线性向下移动是通过该气动控制机构所致动；且其中该测试中装置的该温度或直接放置在该金属板下之该测试中装置的该测试温度的该热响应时间，是通过嵌入于该金属板内的该加热器而加热该测试中装置，或者当该冷却室为运作中且相接于该金属板而冷却该测试中装置，而进行控制。3.根据权利要求2所述的热头，其特征在于，其中该散热片数组具备突出区块以增加与该冷却室的表面接触区域。4.根据权利要求1或2所述的热头，其特征在于，进一步包括复数个小型化柱塞，该些小型化柱塞位于该热头的该基底中，以当移除该热头时，自该测试中装置而分离该热头。5.根据权利要求1所述的热头，其特征在于，其中该冷却室为可移动地架设置该环架夹具，允许该冷却室向下移动以相接于该热头的该金属板以冷却该金属板。6.根据权利要求1或5所述的热头，其特征在于，其中若该金属板将通过该嵌入式加热器而加热，该冷却室自该金属板移动开。7.根据权利要求1或2所述的热头，其特征在于，其中该金属板具备一嵌入式加热器。8.—种测试中装置所用的热头，其特征在于，具有一环架夹具和一保护性外壳和一空气室，该空气室具有一入气孔和复数个O环沟槽，以形成一气动控制机构，特征在于一气隙是形成于该冷却室和该金属板间，该气隙是做为绝缘之用，以改善该热头的加热和冷却两者过程的效率。9.一种用以控制测试中装置的温度之方法，其特征在于，该方法使用一热头，该热头是用于测试中装置，该热头具有环架夹具和一保护性外壳和一空气室，该空气室具有一入气孔和复数个O环沟槽，以形成一气动控制机构，以冷却测试中装置的温度，该方法包括下列步骤: (i)放置该热头于该测试中装置的表面上，使得该热头的该金属板是完全相接于该测试中装置； (ii)移动该热头的该冷却室朝向该热头的该加热金属板，直到该冷却室是完全相接该金属板，以自热化的该测试中装置进行散热； (iii)通过一冷却流体经由该冷却室的一边缘上的该入口，并使得该冷却流体自该冷却室的该出口流出，使得产生自该测试中装置的热通过该冷却流体被带离。10.一种用以控制测试中装置的温度之方法，其特征在于，该方法使用一热头，该热头是用于测试中装置，该热头具有环架夹具和一保护性外壳和一空气室，该空气室具有一入气孔和复数个O环沟槽，以形成一气动控制机构，以加热测试中装置，该方法包括下列步骤: (i)移动该热头的该冷却室，当该金属板是完全地相接于该测试中装置，将该冷却室自该热头的加热的该金属板移开，直到一可改变尺寸的空隙形成于该冷却室和该金属板间； (ii)停止一冷却流体通过，该冷却流体是经由该冷却室的一边缘上的该入口至该冷却室; (iii)通过该金属板的该嵌入式加热器加热该金属板，直到获致该测试中装置的该所欲温度。11.根据权利要求9或10所述的热头，其特征在于，其中该冷却室的该移动向下至该金属板，是通过该气动机构，该气动机构是通过该气室、该入气孔和复数个O环沟槽所形成，且该热板和该冷却室的脱离是通过弹簧机构。12.根据权利要求1或2所述的热头，其特征在于，其中该冷却流体是选自冷水、氟利昂或冷气所构成的群组。13.根据权利要求9或10所述的用以控制测试中装置的温度之方法，其特征在于，其中该冷却流体是选自冷水、氟利昂或冷气所构成的群组。14.一种测试中装置所用的热头，其特征在于，具有一环架夹具和一保护性外壳，包括:(a) —冷却室，位于该保护性外壳中，该冷却室具有至少一入口和至少一出口，形成于该冷却室的每一该相对边缘上，用以自该入口到该出口流动一冷却流体，以提供一冷却温度至一测试中装置，该测试中装置是靠近而相接于该热头；(b)具有一嵌入式加热器的一金属板，形成于该冷却室下，其中当该热头是在运作中时，该金属板接触该测试中装置的该表面；(C) 一气隙，形成于该冷却室和该金属板间，其中该气隙的尺寸是依据该冷却室和该金属板间的距离而定，其中该冷却室相对该金属板移动；其中该冷却室是可移动地向下或向上至该金属板，是通过该气动控制或磁性控制所致动；且其中该测试中装置的该温度或直接放置在该金属板下之该测试中装置的该测试温度的该热响应时间，是通过嵌入该金属板中的该嵌入式加热器而加热该测试中装置，或者当该冷却室为运作中且移动至相接于该金属板而冷却该测试中装置，而进行控制。
【专利摘要】一种测试中装置所用的热头，具有环架夹具和保护性外壳和空气室，空气室具有入气孔和复数个O环沟槽，以形成气动控制机构，包括：(a)冷却室，位于保护性外壳中，冷却室具有至少一入口和至少一出口，形成于冷却室的每一相对边缘上，用以自入口到该出口流动冷却流体，以提供冷却温度至测试中装置，测试中装置是靠近而相接于热头；(b)金属板，形成于冷却室下，其中当热头是在运作中时，金属板接触测试中装置的表面；(c)气隙，形成于冷却室和金属板间，其中气隙的尺寸是依据该冷却室和金属板间的距离而定，其中冷却室相对金属板移动；以及(d)一对线圈弹簧机构，设置于金属板的基底和夹套间，夹套于其相对边缘而覆盖冷却室。
【IPC分类】H01L23/34, H01L23/31
【公开号】CN104904007
【申请号】CN201280077693
【发明人】吴友保
【申请人】惊奇科技有限公司, 吴友保
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2012年12月12日
【公告号】US20150309112, WO2014092642A1
【技术领域】
[0001]一般来说，本发明是关于一种热控制及/或调控测试中装置的领域，例如测试中装置例如正进行电子测试的微处理器，或是使用中或进行测试的其它装置。更确切地来说，本发明是关于一种热头，在工业测试环境中，此种热头用于加热/冷却微处理器。
【背景技术】
[0002]在电子装置的生产过程中，例如微处理器(以下也称为测试中装置，DevicesUnder Test，DUT)、水性温度解决方式(Water-based Thermal Solut1n)也称为热头，是用以控制所欲测试温度，通过电子加热器，对于此电子加热器的动力顺序来说，具有或不具有热电冷却器。
[0003]热槽为一组件，其传送产生于固态材料内的热至流体介质，例如空气或液体。热槽协助冷却电子和光电装置，例如CPU、高功率雷射和发光二极管(LEDs)。热电冷却是使用帕耳帖(Peltier)效应以生成一热流于两种相异形态材料的接合处。帕耳帖冷却器、帕耳帖加热器或帕耳帖热电加热泵为一固体状态致动热泵，其自装置的一侧传送热至装置的另一侧，过程依据电流方向而消耗电。此种装置称做热电冷却器(thermoelectric cooler，TEC)。
[0004]电加热器为一种电设备，其转换电能为热能。每一电加热器内部的加热组件仅为电阻，且依据焦耳加热原理运作，通过电阻的电流转换电能为热能。
[0005]微处理器的电子电路芯片密度增加的同时，密度是以每单位区域的电路数目量测，电路密度增加也导致热能相对应地产生，热能需自此些装置移除，特别是当此些装置运作于持续增加的频率中。
[0006]因此，自微处理器移除充足的热为一重要问题，此外，也期望尽量在不过度耗能的前提下，又能维持所欲设定温度情况。
[0007]习知的热槽，是受限于其容量，即便有人采用具有较高散热片结构的热槽。这样的热槽是受限的，因为较长的散热片，效率随之快速下降，因为少量的热达到散热片末端。第I图示意性地显示传统的水性热头的机械式堆栈。可看出水性热头的一般组件是经常维持和热头所有主要组件机械接触，且测试中装置允许热经常性地被移除，如第2图所示。与热头的主要组件经常性接触的缺点在于，当热头在特定较高温度用以对测试中装置进行测试时，导致能量的消耗，因需使用更多能量以消除冷却室的冷却器温度。
[0008]美国专利第6，084，215号说明书中揭露测试设备，其可测试仍处于晶圆状态的芯片，所提出的晶圆温度控制设备在仍处于晶圆状态的芯片的可靠度测试期间，可正确地取得和稳定测试温度。
[0009]美国专利第8，040, 145号说明书中揭露温度控制装置，此装置具有一小型化流体冷却热槽，此热槽具备整合加热器和感测组件。此装置是做为温度控制系统的一部分，以在测试阶段提供受控温度表面至电子DUT，例如半导体装置。此种液体冷却热槽具有两个整合冷却通道，其具备入口、出口和热传送部件。热传送部件是设置于分离平板上，且可能具有冷却散热片。两个整合加热器是装设在装置内。
[0010]美国专利第7，639，029号说明书中揭露和热单元搭配使用的热槽拖架装置，其包括:插入物，具有拖架，配置以相接一测试中单元；一表面介质室，受压于插入物和热单元间，其中表面封着物界定了表面介质室的周长；以及止动件，保持插入物并架设置热单元，热单元具有止动件开口，以允许插入物经由止动件开口延伸以相接于测试中单元。
[0011]美国专利第6，489，793号说明书中揭露控制测试中装置温度的系统，包括:量测装置，用以在测试期间，量测装置的实时功率消耗；热交换器，和装置传导性地相接；热控制器，用以控制热交换器，通过使用量测得的装置之实时功率消耗，以在测试期间，调节装置的温度；其中:量测装置包括:至少一电流量测装置，用以通过一或多个供电器而监测供应至此装置的电流；至少一电压量测装置，用以通过一或多个供电器而监测供应至此装置的电压；以及监测电路，耦接于至少一电流量测装置和至少一电压量测装置，以自监测电流和电压而产生功率使用信号；以及用以判断热交换器设定之热控制器，包括热控制电路，其采用其后的公式以预测装置温度。
[0012]美国专利第6，886，976号说明书中揭露测试中电子组件温度的控制方法，此方法包括下列步骤:(a)获致温度控制设备，温度控制设备包括，加热器部件，配置以提供第一热信道至测试中装置；和一热槽，配置以提供第二热信道至测试中装置，第一热信道和第二热信道相关于平行热电阻，平行热电组连于测试中装置；其中加热器组件包括热表面且热槽包括一冷却表面，冷却表面和加热表面共平面且物理上为有区别的。(b)施加冷却表面至测试中装置的第一部分；以及(c)同时地施加加热表面至测试中装置的第二部份，以响应测试温度设定。
[0013]美国专利第6717115号说明书，标题为”用于快速测试的半导体处理器”揭露具有热板的半导体处理系统，包括:a)第一组件，具有复数个穿越其间的洞；b)第二组件，邻近第一组件，具有数个穿越其间而形成的真空槽道，真空槽道连接此些洞；c)内嵌于热板中的电阻加热器；以及d)流体通道，具有流体入口和流体出口，流体信道通过第一组件和第二组件至少一的表面中的槽道而形成。
【发明内容】
[0014]本发明一方面是提供一种测试中装置所用的热头，具有环架夹具和保护性外壳和空气室，空气室具有入气孔和复数个O环沟槽，以形成气动控制机构，包括:(a)冷却室，位于保护性外壳中，冷却室具有至少一入口和至少一出口，形成于冷却室的每一相对边缘上，用以自入口到出口流动一冷却流体，以提供冷却温度至测试中装置，测试中装置是靠近而相接于热头；(b)具有内嵌加热器的金属板，形成于冷却室下，其中当热头是在运作中时，金属板接触测试中装置的表面；(C)气隙，形成于冷却室和金属板间，其中气隙的尺寸是依据冷却室和金属板间的距离而定，其中冷却室相对金属板移动；以及(d) —对线圈弹簧机构，设置于金属板的基底和夹套(jacket)间，夹套于其相对边缘而覆盖冷却室，以提供冷却室向上脱离，以当不需冷却时形成一空隙；且其中冷却室的线性向下移动是藉由气动控制机制所致动；且其中测试中装置的温度或直接放置在金属板下之测试中装置的测试温度的热响应时间，是藉由内嵌于金属板中的加热器而加热测试中装置，或者当冷却室为运作中且相接于金属板而冷却测试中装置，而进行控制。
[0015]本发明之再一方面提供测试中装置所用的热头，具有环架夹具、保护性外壳和空气室，空气室具有入气孔和复数个O环沟槽，以形成气动控制机构，包括:(a)冷却室，位于该保护性外壳中，该冷却室具有至少一入口和至少一出口，形成于冷却室的每一该相对边缘上，用以自入口到出口流动一冷却流体，以提供冷却温度至测试中装置，测试中装置是靠近而相接于热头；(b)具有内嵌加热器的金属板，形成于冷却室下，其中当热头是在运作中时，金属板接触测试中装置的表面；(C)气隙，形成于冷却室和金属板间，其中气隙的尺寸是依据冷却室和金属板间的距离而定，其中冷却室相对金属板移动；(d) —对线圈弹簧机构，设置于金属板的基底和夹套(jacket)间，夹套于其相对边缘而覆盖冷却室，以当不需冷却时提供冷却室的向上脱离，而形成一空隙；(e)散热片数组，形成于朝向冷却室之热板的表面上；且其中冷却室的线性向下移动是藉由气动控制机构所致动；且其中测试中装置的温度或直接放置在金属板下之测试中装置的测试温度的热响应时间，是藉由嵌入于金属板内的加热器而加热测试中装置，或者当冷却室为运作中且移动至相接于金属板而冷却测试中装置，而进行控制。
[0016]本发明之又一方面提供用以控制测试中装置的温度之方法，方法使用热头，以冷却测试中装置的温度，方法包括下列步骤:(i)放置热头于测试中装置的表面上，使得热头的金属板是完全相接于测试中装置；(ii)移动热头的冷却室朝向热头的加热金属板，直到冷却室是完全相接金属板，以自热化的测试中装置进行散热；(iii)通过一冷却流体经由该冷却室的边缘上的一入口，并使得冷却流体自冷却室的出口流出，使得产生自测试中装置的热藉由冷却流体被带离。
[0017]本发明另一方面提供用以控制测试中装置的温度之方法，方法使用热头，以加热测试中装置的温度，方法包括下列步骤:(i)移动热头的冷却室，当金属板是完全地相接于测试中装置，将冷却室自热头的加热的金属板移开，直到可改变尺寸的空隙形成于冷却室和金属板间；(ii)停止一冷却流体通过，冷却流体是经由冷却室的边缘上的入口至冷却室；以及(iii)藉由金属板的嵌入式加热器加热金属板，直到获致该 测试中装置的所欲温度。
[0018]本发明的再一方面为提供测试中装置的热头，其中热头的温度范围可为-500C至200。。。
[0019]根据本发明的特定方面，本发明实现许多优点。一优点为本发明的热头相较于传统热头，能允许操作者更快达成操作目标及/或状况，并且因此耗能较少，同时操作时间和状况能够以较少能量耗费而在短时达成。
【附图说明】
[0020]本发明将能被更完整地了解，自下述仅为例示性的详细说明，然非用以限制本发明，并且其中:
[0021]第I图是习知热头组件的示意图。其中冷却室维持经常机械相接于热头的主要组件，使得热电冷却器及/或热板。
[0022]第2图是显示习知热头组件的经常热移除的示意图。
[0023]第3图为依据本发明的热头组件的示意图，其中依据本发明一空隙是形成于冷却室和金属板间。
[0024]第4图为绘示依据如第3图所示的堆栈之热阻抗的示意图。其中热传送是受限于气隙。
[0025]第5图为依据本发明热头之透视图。
[0026]第6图为依据本发明热槽的后方示意图。
[0027]第7图为在本发明较佳实施方式中热头之具备弹簧的气动机构之示意图。
[0028]第8图为依据本发明具有顶部夹具和架设柱(mounting pole)的热头的透视图。
【具体实施方式】
[0029]参照图示，将说明本发明的例示性实施方式。然而，需注意的是，虽然本发明各种发明态样或改良可用于热槽系统内，此些改良可各别地用于单一应用或各种组合中，组合可同时包括所有版本，而可被同时使用。为此目的，在此所述的例示性实施方式不应被视为个别发明，因为这些实施方式可被集合地同时使用。
[0030]第I图绘示目前用于测试中装置的典型热头。热头为因应处理器的测试/验证所造的计量装置组件。传统上，不考虑测试情形，热头的所有组件为永久地堆栈在一起，习知热头包括水室或其相似物(10)，热电冷却器(12)和具有内嵌电加热器的热板(14)。此种习知机械堆栈组件允许热传输经常地发生，并因此造成耗能，以维持所欲设定温度情形。举例来说，假使例如微处理器的测试中装置将被测试于较冷却的温度中，则使用更多的能以减低微处理器的温度至所欲温度，且来自热板的热能将被传导至水室。
[0031]第2图绘出源自热板的经常性热传输，经由热电冷却器(12)至水室(10)，其中通过冷水水流散逸的热通过水室(10)。如果微处理器预计加热至特定温度，即使流至水室
(10)的冷水流已经中止，经由传导方式，来自加热器的部分热能将传输至水室(10)。
[0032]第3图示意性地绘出依据本发明的热头系统。依据本发明，测试中装置的热头具有环架夹具(20)(如第6图所示)，和保护性外壳(21)，包括:(a)冷却室(10)，位于保护性外壳(21)中，冷却室具有至少一入口和至少一出口，形成于冷却室(10)的每一相对边缘上，用以自入口到出口流动一冷却流体，冷却液体为冷水或冷空气，氟利昂或其它冷却剂，以提供冷却温度至测试中装置，测试中装置是靠近而相接于热头；(b)具有嵌入式加热器的金属板(14)，位于冷却室(10)下，其中当热头是在运作中时，金属板(14)接触测试中装置的表面；(c)气隙(11)，形成于冷却室(10)和金属板(14)间，其中气隙(11)的尺寸是依据冷却室(10)和金属板(14)间的距离而定，其中冷却室(10)相对金属板移动；以及其中测试中装置的温度或直接放置在金属板(14)下之测试中装置的测试温度的热响应时间，是通过内嵌于金属板(14)中的加热器加热该测试中装置，或者当冷却室(10)为运作中且移动至相接于金属板(14)而冷却测试中装置，而进行控制。依据本发明，视测试中装置的测试需求而定，并不总是需要金属板14内的加热器。因热通过测试中装置产生，金属板14可不具加热器。
[0033]依据本发明，气动机构包括空气室(16)、入气孔(27)和多个O环沟槽(29)，O环沟槽是设计以造成冷却室(10)的线性向下移动，以接触金属板(14)表面。如此一来，使微处理器的热进行散热，或冷却微处理器至所欲温度。
[0034]一对线圈弹簧机构(28)设置在位于相对边缘的射出器基底(26)和冷却室(10)的夹套间，以当不需冷却时，使得冷却室(10)向上脱离，而形成空隙(11)。
[0035]在本发明的另一较佳实施方式中，热头进一步包括散热片数组(24)，是延伸自热板的分离片。散热片数组(24)为至水室(10)的组合件，散热片数组(24)增加金属板(14)的热传输区域，因为散热片数组(24)具备多个突出区块，有助于增加和冷却室(10)的表面接触区域。
[0036]环架夹具(20)内的所有此些组件(如第6图所示)，具有射出器基底(26)，并通过多个架设柱(30)支撑(如第8图所示)。其中架设柱(30)分别地设置在基底(26)的角落处。
[0037]依据本发明，习知热头所采用的热电冷却器并不需要，相反地，设置气隙(11)且位于冷却室(10)和具有内嵌式加热器(14)的热板间，气隙(11)限制了热移除，此种热移除为经由冷却室(10)和热板(14)间进行传导。
[0038]防止热通过气隙(11)自金属板(14)移除，是需要的，如果测试中装置将于较高温度中带离开。换句话说，通过微处理器所生成的热将保留，且减少所需的热能，热能是来自通过内嵌加热器所加热之金属板(14)的热能。
[0039]在本发明中，热板(14)的冷却和加热条件是由计算机软件所控制。
[0040]参考第5图和第6图，显示热头包括环套夹具(20)、保护性外壳(21)、空气室
(16)、冷却室(10)、散热片数组(24)、具有嵌入式加热器的金属板(14)和射出器基底(26)，环套夹具为两件式矩形金属板组件，此组件形成热头的刚性结构。依据本发明，环套夹具
(20)为载有弹簧(spring loaded)的金属板组件，且保护性外壳21为类似板状结构，以封闭热头组件。具有内嵌式加热器的金属板(14)为介质，其吸收了通过测试中装置所产生的热，测试中装置例如微处理器，且热于后传输至散热片数组(24)以便散逸至环境中。
[0041]依据本发明，散热片数组(24)为类似板状结构，具有多个小型化突出区块(未显示)，以增加表面接触区域，表面接触区域具有冷水的经常性流动，并且也提供改善热传输，经由传导和惯则(convent1n)，以达成自测试中装置热移除的最大化效率的目标。
[0042]本发明亦揭露用以控制测试中装置的温度之方法，方法使用热头，热头结构如上所述，以将测试中装置的温度冷却化，方法包括下列步骤:(i)放置热头于测试中装置的表面上，使得热头的金属板是完全相接于测试中装置；(ii)移动热头的冷却室(10)朝向热头的加热金属板(14)，直到冷却室(10)是完全相接金属板(14)，以自热化的测试中装置进行散热；(iii)通过冷却流体经由冷却室(10)的边缘上的入口，并使得冷却流体自冷却室
(10)的出口流出，使得产生自测试中装置的热通过冷却流体被带离。冷却液体例如为冷水或冷空气，氟利昂或其它冷却剂。如此一来，冷却微处理器或测试中装置。
[0043]当测试中装置将测试于较高温度时，依据本发明，方法包括下列步骤:(i)移动该热头的冷却室(10)，当金属板(14)是完全地相接于测试中装置，将冷却室自热头的加热的金属板(14)移开，直到可改变尺寸的空隙(11)形成于冷却室(10)和金属板(14)间；
(11)停止冷却流体通过，冷却流体是经由冷却室(10)的边缘上的入口至冷却室(10);以及(iii)通过金属板(14)的嵌入式加热器加热金属板(14)，直到获致测试中装置的所欲温度。如前所述，热头之冷却室(10)的线性向下移动是通过气动机构获得，且通过冷却室
(10)脱离的向上移动是由弹簧机构达成。
[0044]通过本发明之热头所获得的温度范围是在-50至200度C。
[0045]第7图示意性地显示依据本发明的热头，如同图标所显示的，空气室(16)和冷却室(10)，连同入气口(27)和O环沟槽(29)提供冷却室(10)线性向下移动至金属板(14)的表面，以将热自测试中装置移除。换句话说，冷却室(10)的向下移动是通过气动机构及其类似物而致动。在本发明中，冷却室(10)的向下移动造成室和金属板(14)顶部表面相配合，金属板顶部表面的功用为来自测试中装置所生成的热。再次参照第7图，一对线圈弹簧机构(28)提供向上脱离 机械动作，以便当不需要测试中装置的冷却功能时，于冷却室(10)和金属板(14)间产生气隙(11)。
[0046]第8图显示将通过多个延伸架设柱(30)而被固着至环架夹具(20)的基底(26)。依据本发明，4个架设柱(20)为分别地垂直地设置，于基底(26)和环架夹具(20)的相对角落处。多个柱塞(plunger)是固定至基底(26)，以便在移除热头期间，自测试中装置分离金属板(14)，测试中装置例如微处理器。
[0047]如先前所述，本发明允许测试中装置被测试于-50至200度C的温度范围内，且因位冷却室(10)和金属板(14)间存在空隙(11)，相较习知热头，本发明之热头能够较快速地达成操作目标或情况。换句话说，如果采用本发明的热头，热响应较短。因此能够节能，同时操作时间和操作情况可于较短期间和较少能量而达到。
[0048]虽本发明已通过上述较佳实施方式而说明如上，对本发明所属技术领域中具有通常知识者，能明了各种变化和修改形态。并且如此一来，本发明并非限制于特定绘示态的实施方式，而应以所附申请专利范围的整个精神和范围内进行诠释。
【主权项】
1.一种测试中装置所用的热头，其特征在于，具有一环架夹具和一保护性外壳和一空气室，该空气室具有一入气孔和复数个O环沟槽，以形成一气动控制机构，包括:(a) 一冷却室，位于该保护性外壳中，该冷却室具有至少一入口和至少一出口，形成于该冷却室的每一该相对边缘上，用以自该入口到该出口流动一冷却流体(fluid)，以提供一冷却温度至测试中装置，该测试中装置是靠近而相接于该热头；(b) —金属板，形成于该冷却室下，其中当该热头是在运作中时，该金属板接触该测试中装置的该表面；(c) 一气隙，形成于该冷却室和该金属板间，其中该气隙的尺寸是依据该该冷却室和该金属板间的距离而定，其中该冷却室相对该金属板移动；以及(d) —对线圈弹簧机构，设置于该金属板的基底和一夹套(jacket)间，该夹套于其相对边缘而覆盖该冷却室；其中该冷却室的该线性向下移动是通过该气动控制机制所致动；且其中该测试中装置的该温度或直接放置在该金属板下之该测试中装置的该测试温度的该热响应时间，是通过装置本身加热该测试中装置，或者当该冷却室为运作中且移动至相接于该金属板而冷却该测试中装置，而进行控制。2.—种测试中装置所用的热头，其特征在于，具有一环架夹具和一保护性外壳和一空气室，该空气室具有一入气孔和复数个O环沟槽，以形成一气动控制机构，包括:(a) 一冷却室，位于该保护性外壳中，与复数个O环沟槽架设，该冷却室具有至少一入口和至少一出口，形成于该冷却室的每一该相对边缘上，用以自该入口到该出口流动一冷却流体，以提供一冷却温度至测试中装置，该测试中装置是靠近而相接于该热头；(b) —金属板，形成于该冷却室下，其中当该热头是在运作中时，该金属板接触该测试中装置的该表面；(C) 一气隙，形成于该冷却室和该金属板间，其中该气隙的尺寸是依据该冷却室和该金属板间的距离而定，其中该冷却室相对该金属板移动；(d) —对线圈弹簧机构，设置于该金属板的基底和一夹套(jacket)间，该夹套于其该些相对边缘而覆盖该冷却室；以及(e) —散热片数组，是一分离片组成片至该水室(10);并且其中该冷却室的该线性向下移动是通过该气动控制机构所致动；且其中该测试中装置的该温度或直接放置在该金属板下之该测试中装置的该测试温度的该热响应时间，是通过嵌入于该金属板内的该加热器而加热该测试中装置，或者当该冷却室为运作中且相接于该金属板而冷却该测试中装置，而进行控制。3.根据权利要求2所述的热头，其特征在于，其中该散热片数组具备突出区块以增加与该冷却室的表面接触区域。4.根据权利要求1或2所述的热头，其特征在于，进一步包括复数个小型化柱塞，该些小型化柱塞位于该热头的该基底中，以当移除该热头时，自该测试中装置而分离该热头。5.根据权利要求1所述的热头，其特征在于，其中该冷却室为可移动地架设置该环架夹具，允许该冷却室向下移动以相接于该热头的该金属板以冷却该金属板。6.根据权利要求1或5所述的热头，其特征在于，其中若该金属板将通过该嵌入式加热器而加热，该冷却室自该金属板移动开。7.根据权利要求1或2所述的热头，其特征在于，其中该金属板具备一嵌入式加热器。8.—种测试中装置所用的热头，其特征在于，具有一环架夹具和一保护性外壳和一空气室，该空气室具有一入气孔和复数个O环沟槽，以形成一气动控制机构，特征在于一气隙是形成于该冷却室和该金属板间，该气隙是做为绝缘之用，以改善该热头的加热和冷却两者过程的效率。9.一种用以控制测试中装置的温度之方法，其特征在于，该方法使用一热头，该热头是用于测试中装置，该热头具有环架夹具和一保护性外壳和一空气室，该空气室具有一入气孔和复数个O环沟槽，以形成一气动控制机构，以冷却测试中装置的温度，该方法包括下列步骤: (i)放置该热头于该测试中装置的表面上，使得该热头的该金属板是完全相接于该测试中装置； (ii)移动该热头的该冷却室朝向该热头的该加热金属板，直到该冷却室是完全相接该金属板，以自热化的该测试中装置进行散热； (iii)通过一冷却流体经由该冷却室的一边缘上的该入口，并使得该冷却流体自该冷却室的该出口流出，使得产生自该测试中装置的热通过该冷却流体被带离。10.一种用以控制测试中装置的温度之方法，其特征在于，该方法使用一热头，该热头是用于测试中装置，该热头具有环架夹具和一保护性外壳和一空气室，该空气室具有一入气孔和复数个O环沟槽，以形成一气动控制机构，以加热测试中装置，该方法包括下列步骤: (i)移动该热头的该冷却室，当该金属板是完全地相接于该测试中装置，将该冷却室自该热头的加热的该金属板移开，直到一可改变尺寸的空隙形成于该冷却室和该金属板间； (ii)停止一冷却流体通过，该冷却流体是经由该冷却室的一边缘上的该入口至该冷却室; (iii)通过该金属板的该嵌入式加热器加热该金属板，直到获致该测试中装置的该所欲温度。11.根据权利要求9或10所述的热头，其特征在于，其中该冷却室的该移动向下至该金属板，是通过该气动机构，该气动机构是通过该气室、该入气孔和复数个O环沟槽所形成，且该热板和该冷却室的脱离是通过弹簧机构。12.根据权利要求1或2所述的热头，其特征在于，其中该冷却流体是选自冷水、氟利昂或冷气所构成的群组。13.根据权利要求9或10所述的用以控制测试中装置的温度之方法，其特征在于，其中该冷却流体是选自冷水、氟利昂或冷气所构成的群组。14.一种测试中装置所用的热头，其特征在于，具有一环架夹具和一保护性外壳，包括:(a) —冷却室，位于该保护性外壳中，该冷却室具有至少一入口和至少一出口，形成于该冷却室的每一该相对边缘上，用以自该入口到该出口流动一冷却流体，以提供一冷却温度至一测试中装置，该测试中装置是靠近而相接于该热头；(b)具有一嵌入式加热器的一金属板，形成于该冷却室下，其中当该热头是在运作中时，该金属板接触该测试中装置的该表面；(C) 一气隙，形成于该冷却室和该金属板间，其中该气隙的尺寸是依据该冷却室和该金属板间的距离而定，其中该冷却室相对该金属板移动；其中该冷却室是可移动地向下或向上至该金属板，是通过该气动控制或磁性控制所致动；且其中该测试中装置的该温度或直接放置在该金属板下之该测试中装置的该测试温度的该热响应时间，是通过嵌入该金属板中的该嵌入式加热器而加热该测试中装置，或者当该冷却室为运作中且移动至相接于该金属板而冷却该测试中装置，而进行控制。
【专利摘要】一种测试中装置所用的热头，具有环架夹具和保护性外壳和空气室，空气室具有入气孔和复数个O环沟槽，以形成气动控制机构，包括：(a)冷却室，位于保护性外壳中，冷却室具有至少一入口和至少一出口，形成于冷却室的每一相对边缘上，用以自入口到该出口流动冷却流体，以提供冷却温度至测试中装置，测试中装置是靠近而相接于热头；(b)金属板，形成于冷却室下，其中当热头是在运作中时，金属板接触测试中装置的表面；(c)气隙，形成于冷却室和金属板间，其中气隙的尺寸是依据该冷却室和金属板间的距离而定，其中冷却室相对金属板移动；以及(d)一对线圈弹簧机构，设置于金属板的基底和夹套间，夹套于其相对边缘而覆盖冷却室。
【IPC分类】H01L23/34, H01L23/31
【公开号】CN104904007
【申请号】CN201280077693
【发明人】吴友保
【申请人】惊奇科技有限公司, 吴友保
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2012年12月12日
【公告号】US20150309112, WO2014092642A1
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