JPH04372148A - Ｉｃハンドラの冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＩＣデバイス（集積回
路素子）の電気的特性等の試験・測定を行うために用い
られるＩＣハンドラにおいて、ＩＣデバイスを冷却状態
にして試験するために設けられるＩＣハンドラの冷却装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＩＣハンドラは、ＩＣデバイスの電気的
特性の試験・測定を行うための装置におけるＩＣデバイ
スの供給及び分類分けして収納するための機構部を構成
するものである。ここで、ＩＣデバイスの試験・測定は
、常温状態だけでなく、所定の温度にまで加熱して行っ
たり、また冷却した状態でも行われる。このために、恒
温槽を設けて、この恒温槽内でＩＣデバイスを加熱した
り、また冷却したりする。このうち、低温ハンドラとし
て構成する場合には、恒温槽内にダクトを設け、このダ
クトに強制的に循環流を形成するためのファンとして、
例えばクロスフローファンを配設すると共に、冷媒とし
ての液体窒素等を供給する冷媒供給部材を設ける。 この冷媒供給部材としては、基端側が冷媒供給源と接続
され、先端側を閉塞させたパイプ状の部材を用い、これ
をダクト内に挿通させて設け、ダクト内の部位には、フ
ァンにより形成される循環流の前方側、即ち下流方向に
向けて冷媒噴出口を等しいピッチ間隔をもって複数個穿
設している。従って、装置の立ち上げ時には、冷媒を高
圧でかつ大量に供給して恒温槽内を所定の温度状態にな
るまで迅速に冷却し、また恒温槽の温度が設定値にまで
下がると、それ以後は少量の冷媒を間欠的に供給するこ
とによって、この温度状態の維持が図られる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述したよ
うに先端が閉塞したパイプ状の冷媒供給部材を用いると
、たとえ冷媒噴出口を等しい間隔に設けても、全ての冷
媒噴出口から冷媒を均一に噴出させることができない。 即ち、冷媒の高圧供給時には、先端側の冷媒噴出口の方
が基端側の冷媒噴出口より多量の冷媒が噴出することに
なり、また冷媒の供給を低圧で行うと、これとは反対に
基端側の冷媒噴出口の方が先端側より多くなり、先端側
からは殆ど冷媒を噴出させることができなくなる。 この結果、恒温槽内の温度が不均一となってしまう。と
りわけ、近年においては、多数のＩＣデバイスを同時に
試験・測定できるようにするために、ＩＣデバイスを走
行させるレーン数を多くすると、それだけ恒温槽の幅も
広くなって、冷媒供給部材をその軸線方向に長尺化する
必要があり、このように冷媒供給部材を長尺にすると、
前述した温度の不均一がより顕著になり、全てのＩＣデ
バイスを均一に冷却することができなくなる欠点がある
。

【０００４】本発明は以上のような従来技術の欠点や問
題点を解消するためになされたものであって、その目的
とするところは、液体窒素等の冷媒を用いて恒温槽全体
をほぼ均一に冷却することができるようにしたＩＣハン
ドラの冷却装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明は、冷媒供給部材を、外管とその内部に
挿入した内管との２重管で形成し、内管を前記冷媒供給
源に接続することにより、この内管の内部を冷媒流入室
となし、かつ内管と外管との間を冷媒溜め室となし、ま
た内管の周胴部には、前記冷媒流入室と冷媒溜め室との
間を連通させるために、その軸方向及び円周方向に位置
を違えて複数の冷媒流路を穿設すると共に、外管の周胴
部には、冷媒溜め室から外部に冷媒を噴出させる冷媒噴
出口を、その軸方向及び円周方向に位置を違えて複数穿
設し、さらに外管と内管との間を回転手段により相対回
転可能な構成としたことをその特徴とするものである。

【０００６】

【作用】ここで、冷媒流入室を構成する内管から直接冷
媒を噴出させるのではなく、冷媒流路を介して冷媒溜め
室に導き、この冷媒溜め室に一度溜めるようにすること
によって、液体窒素等のように液状の冷媒を冷媒溜め室
に流入させるときに、この冷媒がミスト状のほぼ気体に
近い状態となる。従って、液状の冷媒を直接管内に圧送
して、この管に設けた冷媒噴出口から冷媒を噴出させる
ようにした場合と比較して、冷媒溜め室内の圧力を比較
的均一な状態にすることができて、冷媒の噴出量がその
軸線方向の位置の違いによって極端な差が出るのを防止
することができる。

【０００７】ところで、内管の冷媒流路と外管の冷媒噴
出口との位置関係において、まず最も大量の冷媒を噴出
させることができる状態は、冷媒流路の位置と冷媒噴出
口の位置とが一致し、しかもこれらが冷気流の下流側を
向いたときである。また、最も冷媒の噴出量が少ないの
は、冷媒流路と冷媒噴出口との位置が最大限にずれてお
り、しかも冷媒噴出口が冷気の流れの上流側、即ちこの
流れと逆方向を向いているときである。そして、この最
大噴出量となる位置と最小噴出量となる位置との間にお
いて、これら冷媒流路と冷媒噴出口との位置を調整する
ことによって、冷媒噴出量は連続的に変化する。従って
、冷媒流路と冷媒噴出口との位置関係を調整すれば、前
述した冷媒供給圧力の差により生じる冷媒溜め室内の圧
力の偏在を補正して、外管に設けられる全ての冷媒噴出
口からほぼ均しい量の冷媒を噴出させることが可能とな
る。

【０００８】そこで、内管または外管のいずれか一方ま
たは両方の管を適宜回転させることにより内管に設けた
冷媒流と外管に設けた冷媒噴出口との間の位置関係の調
整を行う。これによって、高圧供給時には、先端側の部
分における冷媒流路の冷媒の流量が多くなるのであるか
ら、この先端側の冷媒流路と冷媒噴出口との位置をずら
せるようにする。例えば、外管が回転となっておれば、
冷媒噴出口と冷媒流路との位置をずらせると共に、この
冷媒噴出口を冷気の流れの上流方向に向けることによっ
て、冷媒が噴出し難くする。また、基端側の部分は冷媒
流路と冷媒噴出口とを一致させ、かつこの冷媒噴出口を
流れの下流側に向けることによって、冷媒を噴出し易く
する。これによって、ほぼ冷媒は全ての冷媒噴出口から
ほぼ均一に流出せしめられる。

【０００９】また、低圧供給時には、前述とは反対に基
端側が冷媒を噴出し難くし、先端側が噴出し易くするよ
うに、内管及び外管を変位させる。これによって、各冷
媒噴出口から常にほぼ均しい量の冷媒を噴出させること
ができる。さらには、恒温槽内の温度が何らかの理由で
不均一になるという事態が発生したとしても、設定温度
より高い温度領域が生じた時には、この部分に大量の冷
媒を供給し、また部分的に温度が低過ぎる状態となった
時には、この部分の冷媒供給量を少なくするように調整
すれば、全体の温度バランスを回復させることができる
ことになる。而して、外管及び内管を共にそれぞれ独立
に回転させることができ、またそれぞれ独立に軸方向に
もスライドさせることができるように構成すれば、さら
に微細に温度制御を行うことができるようにもなる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。まず、図１にＩＣハンドラの恒温槽の断面
を示す。同図から明らかなように、恒温槽１はその全体
が断熱壁によって区切られた空間からなり、その前面部
にはＩＣテスタ２のテストヘッド２ａが臨んでいる。ま
た、この恒温槽１には、その上部位置にデバイス入口１
ａが設けられ、また下部位置にはデバイス出口１ｂが設
けられており、これらデバイス入口１ａ，デバイス出口
１ｂにはそれぞれシャッタ３，４が配設されている。従
って、ＩＣデバイスＤがローダ側のシュート５から供給
されると、シャッタ３を開放してこの恒温槽１内に受け
入れられることになり、またＩＣデバイスＤがＩＣテス
タ２のテストヘッド２ａに接続することによって、その
電気的特性の試験・測定が行われると、シャッタ４が開
放されて、アンローダ側のシュート６に向けて送り出さ
れることになる。ここで、ローダ側のシュート５から恒
温槽１内に送り込まれ、この恒温槽１内においてテスト
ヘッド２ａに接続されて、試験・測定が行われた後、ア
ンローダ側のシュート６に至るＩＣデバイスＤの搬送経
路において、ＩＣデバイスＤは自重で滑走するようにな
っている。

【００１１】恒温槽１内には、デバイス冷却用レーン１
０と、テスタ挿脱機構部１１とが設けられている。デバ
イス冷却用レーン１０はローダ側シュート５に連なる傾
斜状態のシュートからなり、またテスタ挿脱機構部１１
においては、ＩＣデバイスＤは垂直方向に滑走させる垂
直シュート１２を備えている。従って、デバイス冷却用
レーン１０とテスタ挿脱機構部１１の垂直シュート１２
との間には、オリエンタと呼ばれるデバイス方向転換部
１３が設けられている。

【００１２】テスタ挿脱機構部１１は、ＩＣデバイスＤ
を所定の位置に位置決めした状態でクランプしてテスト
ヘッド２ａに接離させるためのものであって、このため
に垂直シュート１２にはストッパロッド１４がＩＣデバ
イスＤの滑走路に挿脱可能に設けられると共に、クラン
プ板１５がこの垂直シュート１２の滑走面に対面するよ
うに設けられている。従って、クランプ板１５を垂直シ
ュート１２から離間させた状態で、その間にＩＣデバイ
スＤを滑走させて、ストッパロッド１４を突出させて、
このＩＣデバイスＤを所定の位置に位置決めし、次いで
クランプ板１５を垂直シュート１２側に変位させること
によって、まずＩＣデバイスＤをクランプして、それを
テストヘッド２ａに接続することによって、その電気的
特性の試験・測定を行うことができる。また、前述とは
反対の動作を行わせると、ＩＣデバイスＤをテストヘッ
ド２ａから脱着させて、アンローダ側のシュート６に向
けて送り出すことができるようになる。

【００１３】ところで、このＩＣハンドラは低温ハンド
ラであって、このために恒温槽１の内部を所定の温度状
態となるように冷却する冷却装置が設けられている。こ
の冷却装置は、デバイス冷却用レーン１０の下部におい
て、このレーン１０に沿うように設けたダクト２０を有
し、このダクト２０内には恒温槽１内に冷気の循環流を
形成するためのクロスフローファン２１が吸い込み口２
０ａに近傍位置に設けられており、またこのクロスフロ
ーファン２１より吹き出し口２０ｂ側の位置に冷媒供給
部材２２が配設されている。ここで、図２に示したよう
に、ＩＣデバイスＤのレーン数、即ちデバイス冷却用レ
ーン１０及び垂直シュート１２は８列設けられており、
恒温槽１はこれら８列のレーンをカバーすることができ
る幅を有するものであるために、ダクト２０はかなり長
尺となっている。従って、冷媒供給部材２２もこのダク
ト２０の全長にわたる長さを有する長尺の部材から構成
される。

【００１４】次に、この冷媒供給部材２２の断面を図３
に示す。この図から明らかなように、冷媒供給部材２２
は内管２３と外管２４との２重管から構成されており、
外管２４はダクト２０の幅より僅かに短いパイプからな
り、その両端は閉塞されている。そして、内管２３はこ
の外管２４を貫通する状態に挿嵌されており、その基端
部には液体窒素からなる冷媒供給源としてのボンベ２５
に接続した配管２６が接続され、先端部分は閉塞されて
いる。なお、この配管２６の途中には圧力調整弁２７が
設けられており、この圧力調整弁２７によって冷媒の供
給圧力を制御することができるように構成されている。

【００１５】前述したように２重管で構成される冷媒供
給部材２２は、その機能上２つの室に区画形成されてい
る。まず、内管２３の内部はボンベ２５からの冷媒が流
れ込む冷媒流入室２８となっており、また内管２３と外
管２４との間の部分は恒温槽１内に冷媒を供給するため
に、冷媒を一度溜めるための冷媒溜め室２９となってい
る。そして、内管２３には、図４に示したように、冷媒
流入室２８を冷媒溜め室２９に連通させるための冷媒流
路３０が穿設されている。この冷媒流路３０は軸線方向
及び円周方向に位置を違えて複数設けられている。また
、外管２４には冷媒噴出口３１が穿設されている。この
冷媒噴出口３１も軸線方向及び円周方向に位置を違えて
複数設けられている。ここで、これら冷媒流路３０と冷
媒噴出口３１との数及び位置関係は相互に対応させるよ
うにしても良いが、必ずしも対応させる必要はない。 また、冷媒流路３０及び冷媒噴出口３１は規則的に配列
させるようにしても、ランダムに配列することもできる
。

【００１６】内管２３及び外管２４は、それぞれ独立に
回転させることができ、また軸線方向にスライド変位さ
せることもできるようになっている。このために、内管
２３における恒温槽１の外の部位には、スプライン部材
３２が嵌合固着されており、このスプライン部材３２に
はプーリ３３が取り付けられている。このプーリ３３と
、パルスモータ３４の出力軸３４ａに設けたプーリ３５
との間にはタイミングベルト３６が巻回して設けられて
いる。従って、パルスモータ３４を作動させると、プー
リ３３が回転して、このプーリ３３とスプライン部材３
２を介して連結されている内管２３が所定角度回転でき
るようになっている。そして、このように内管２３が回
転したときに、この内管２３に接続した配管２６に捩り
が加わらないようにするために、内管２３の基端部は回
転方向には固定的に設けたジョイント部材３７に接続さ
れている。ジョイント部材３７の内部は空洞となって冷
媒室３７ａが形成されており、配管２６にはこの冷媒室
３７ａに接続されるようになっている。また、内管２３
は軸受３８を介してジョイント部材３７における冷媒室
３７ａと接続されており、これによって配管２６は冷媒
室３７ａを介して内管２３に連通するようになっている
。さらに、このジョイント部材３７にはラック３９が設
けられており、このラック３９にはスライド用モータ４
０に接続したピニオン４１が噛合しており、このスライ
ド用モータ４０を作動させると、ジョイント部材３７及
びこれに接続した内管２６はその軸線方向に変位させる
ことができるようになっている。なお、内管２６の軸線
方向への変位時には、プーリ３３はスプライン部材３２
に沿ってスライドすることになり、このプーリ３３がこ
の方向に追従して移動しないように保持されている。

【００１７】一方、外管２４にも、前述した内管２３と
同様に、その恒温槽１の外に延在させた部位にスプライ
ン部４２が設けられており、このスプライン部４２には
プーリ４３嵌合せしめられ、またこのプーリ４３とパル
スモータ４４の出力軸４４ａに取り付けたプーリ４５と
の間にはタイミングベルト４６が巻回して設けられ、パ
ルスモータ４４を作動させることにより外管２４を回転
させることができるようになっている。そして、この外
管２４は軸受４７を介して往復動ブロック４８に挿嵌さ
れており、この往復動ブロック４８にはラック４９が形
設されており、このラック４９はスライド用モータ５０
に装着したピニオン５１と噛合しており、このスライド
用モータ５０を作動させることによって、往復動ブロッ
ク４８と共に外管２４を軸線方向に変位させることがで
きるようになっている。

【００１８】本実施例は前述のように構成されるもので
あって、ＩＣハンドラの立ち上げ時には、恒温槽１内を
所定の温度状態、例えば−５℃になるように急冷する。 このために、圧力調整弁２７を操作して、ボンベ２５か
ら配管２６を介して冷媒供給部材２２を構成する内管２
３の内部における冷媒流入室２８に液体窒素からなる冷
媒を供給する。ここで、内管２３に供給された時点では
、冷媒は液体の状態となっている。そして、冷媒流入室
２８内における冷媒は冷媒流路３０を介して内管２３と
外管２４との間の冷媒溜め室２９に流れ込むが、このと
きに冷媒はミスト状となって、冷媒溜め室２９内ではほ
ぼ気体の状態になる。そして、この冷媒溜め室２９内の
冷媒は冷媒噴出口３１から噴出されて、クロスフローフ
ァン２１により形成される恒温槽１内の循環流（図１に
矢印で示す）に搬送されて、冷気を恒温槽１内全体に供
給して冷却することができる。恒温槽１内が所定の温度
状態になると、ＩＣデバイスＤを恒温槽１内に供給して
、デバイス冷却用レーン１０に所定時間滞留させてＩＣ
デバイスＤを冷却し、次いでテスタ挿脱機構部１１に送
り込んで、このテスタ挿脱機構部１１を作動させること
によりＩＣテスタ２のテストヘッド２ａに接続して、そ
の電気的特性の試験・測定を行う。

【００１９】ところで、冷媒供給部材２２は内管２３の
内部に形成される冷媒冷媒流入室２８と、内管２３と外
管２４との間に形成される冷媒溜め室２９とから構成さ
れており、しかも内管２３及び外管２４はそれぞれ独立
に回転させることができ、またこれら内管２３及び外管
２４をそれぞれ独立に軸線方向にスライドさせることが
できることから、冷媒流路３０と冷媒噴出口３１との間
の位置関係を任意に調整することができると共に、外部
に冷媒を噴出させるための冷媒噴出口３１の開口部を任
意の方向に向けることができる。ここで、冷媒流路３０
と冷媒噴出口３１との間の位置関係及び冷媒噴出口３１
の方向によっては、冷媒供給部材２２から供給される冷
媒の量が変化する。例えば、冷媒噴出口３１が冷媒流路
３０における冷媒噴出方向に向いていると、この冷媒流
路３０から冷媒溜め室２９に流れ込んだ冷媒は冷媒噴出
口３１から直接外部に供給される。そして、この位置関
係から内管２３または外管２４のいずれか一方または双
方を回転させるか、または相対的に軸線方向にスライド
させると、冷媒流路３０から冷媒溜め室２９に流れ込ん
だ冷媒がそのまま冷媒噴出口３１から噴出することがな
くなるので、冷媒噴出量が減少する。また、冷媒噴出口
３１の向き、即ちクロスフローファン２１により形成さ
れるダクト２０内の循環流に対してどの方向を向いてい
るかによっても、冷媒供給部材２２から供給される冷媒
の量が変化する。しかも、このように冷媒の供給量は、
内管２３及び外管２４の回転及びスライド変位により連
続的に変化するものである。

【００２０】従って、モータ３４，４０，４４及び５０
を適宜作動させることにより、冷媒供給源としてのボン
ベ２５から冷媒供給部材２２への冷媒供給圧力による冷
媒供給部材２２の軸線方向に複数設けた冷媒噴出口３１
からの冷媒供給量に差が出ないように調整することがで
きる。即ち、冷媒供給圧が高圧で行われる時と、低圧供
給時における内管２３及び外管２４の回転方向及び軸線
方向の位置を予め設定しておけば、冷媒供給圧力の変化
に応じて、冷媒供給部材２２における内管２３と外管２
４との相対角度及び位置関係を、全ての冷媒噴出口３１
から等しい量の冷媒を噴出させるように自動調整を行う
ことができる。また、一般に、恒温槽１の内部において
は、その壁面に近い側の方が中央部分より外部温度の影
響を受け易いことから、しかも冷気の流れを安定させる
ことからも、壁面に沿う方向の冷却流を中央部分より高
速で流す方が好ましいが、内管２３及び外管２４をそれ
ぞれ独立に回転及びスライドさせる構成とすることによ
って、このよう冷却流の流れを容易に形成させることが
できる。さらには、何らかの理由によって、恒温槽１内
の温度バランスが崩れたとしても、これを温度センサに
よって検出して、所定の部位が設定温度より高い場合に
は、当該の部位の冷媒供給量を増やすようにしたり、ま
た設定温度より低い部位があれば、その部位への冷媒供
給量を減らす等といった操作も可能となる。

【００２１】なお、前述の実施例においては、内管と外
管の双方を回転及びスライドさせるように構成したが、
これによって、冷媒供給部材の軸線方向の冷媒供給量を
任意に、しかも微細に制御することができるようになる
が、例えば装置の立ち上げ時に迅速に恒温槽内を冷却す
るために、高圧で大量に冷媒を供給する際と、恒温槽内
の温度を維持するために、低圧で少量の冷媒を供給する
際とにおいて、冷媒供給部材から軸線方向に冷媒供給量
に差が出ないように制御する上では、必ずしもこのよう
な構成を採用する必要はなく、例えば内管または外管の
いずれか一方を回転させるようにすることによっても、
目的を達成することができる。また、内管及び外管を回
転方向及びスライド方向に位置調整することにより各冷
媒噴出口から供給される冷媒の量を制御するようにした
が、例えば内管または外管を常時回転させることによっ
て冷媒の供給量制御を行うことも可能である。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、冷媒供
給部材を、冷媒供給源に接続される冷媒流入室と、ＩＣ
デバイスの走行レーン数に応じて所定の長さを有する冷
媒溜め室との２室に区画形成し、内管の周胴部には、前
記冷媒流入室と冷媒溜め室との間を連通させるために、
その軸方向及び円周方向に位置を違えて複数の冷媒流路
を穿設すると共に、外管の周胴部には、冷媒溜め室から
外部に冷媒を噴出させる冷媒噴出口を、その軸方向及び
円周方向に位置を違えて複数穿設し、前記外管と内管と
の間を回転手段により相対回転可能な構成としたので、
冷媒供給部材における冷媒供給量をその軸線方向に任意
の特性を持たせることができ、装置の立ち上げ時におい
て、高圧状態にして大量の冷媒を供給する際や、また低
圧で少量の冷媒を供給することによって、所定の温度状
態を維持する際等においても、恒温槽内全体の温度管理
を極めて正確に行うことができ、部分的な温度偏在を確
実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す恒温槽の断面図である
。

【図２】恒温槽内におけるダクトの吹き出し部分の構成
を示す外観図である。

【図３】ＩＣハンドラの冷却装置の構成説明図である。

【図４】内管と外管とを示す要部外観図である。

【符号の説明】

１　　恒温槽 １０　　デバイス冷却用レーン １１　　デバイス挿脱機構部 ２０　　ダクト ２１　　クロスフローファン ２２　　冷媒供給部材 ２３　　内管 ２４　　外管 ２８　　冷媒流入室 ２９　　冷媒溜め室 ３０　　冷媒流路 ３１　　冷媒噴出口 ３４，４４　　パルスモータ ３７　　ジョイント部材 ３９，４９　　ラック ４０，５０　　スライド用モータ ４１，５１　　ピニオン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ＩＣハンドラにおける恒温槽内に、冷
   媒噴出口を穿設し、かつ冷媒供給源に接続した管状の冷
   媒供給部材を配設して、この冷媒供給部材から冷媒を噴
   出させることによって、恒温槽内を所定温度状態に冷却
   するものにおいて、前記冷媒供給部材を、外管とその内
   部に挿入した内管との２重管で形成し、内管を前記冷媒
   供給源に接続することにより、この内管の内部を冷媒流
   入室となし、かつ内管と外管との間を冷媒溜め室となし
   、また内管の周胴部には、前記冷媒流入室と冷媒溜め室
   との間を連通させるために、その軸方向及び円周方向に
   位置を違えて複数の冷媒流路を穿設すると共に、外管の
   周胴部には、冷媒溜め室から外部に冷媒を噴出させる冷
   媒噴出口を、その軸方向及び円周方向に位置を違えて複
   数穿設し、前記外管と内管との間を回転手段により相対
   回転可能な構成としたことを特徴とするＩＣハンドラの
   冷却装置。
2. 【請求項２】　　前記外管及び内管をそれぞれ回転手段
   に連結して、これら外管及び内管を独立に回転させるよ
   うに構成したことを特徴とする請求項１記載のＩＣハン
   ドラの冷却装置。
3. 【請求項３】　　前記外管と内管との間を相対的に軸線
   方向にスライド変位可能な構成としたことを特徴とする
   請求項１または請求項２記載のＩＣハンドラの冷却装置
   。