專利名稱：具有高功耗的老化板的制作方法
本申請要求于1997年10月7日申請的60/061,305、于1997年10月21日申請的60/062,555、于1997年10月22日申請的60/062,673的美國臨時申請的權益，這里引用這些文獻。
本發(fā)明一般涉及集成電路芯片(IC)的老化和測試的裝置，具體說，本發(fā)明涉及用于確保新制造的芯片能適于使用的老化板上的IC器件的冷卻技術。更具體說，本發(fā)明包括用于提供提高的冷卻能力的插座及能有效地冷卻IC和插座的系統(tǒng)。
電子器件制造領域都知道，在將各種電子分元件組裝成較大裝置之前，要測試和/或“老化”它們。例如，計算機芯片通常分別連接于老化系統(tǒng)中，以便于確保每個芯片中的所有需要的電子電路能夠工作。老化工藝可以加速芯片的老化，所以能夠在制造工藝中早識別和放棄有缺陷的芯片。由于該工藝能夠允許制造者避免其它情況下由于構成含有有缺陷的芯片的較大、較貴裝置而浪費的費用，所以需要這樣做。除老化外，計算機芯片和其它集成電路還可以進行各種其它測試操作。這里所用術語“測試”意在包含和包括老化操作。
在老化操作中，此后稱為“被測器件”或“DUT”的每個芯片、集成電路(IC)或其它電子元件連接到數(shù)個電引線上。這些引線一般采取小焊料球陣列的形式，這些小焊料球定位成對應于DUT下表面上的電引線。DUT置于成陣列的引線上，以便在每個需要的點形成電連接。
老化或測試操作期間，電流通過各引線穿過DUT上的各電路時產(chǎn)生熱。迄今為止，IC的功率較小，因而，計算機芯片老化期間的功耗量較小。為此，所產(chǎn)生的熱量使得老化裝置多數(shù)情況下能夠被空氣冷卻。隨著新的更高功率芯片的出現(xiàn)，老化期間產(chǎn)生的熱量增加十倍，從約3-10瓦增加到30-100瓦或更多。
此外，芯片封裝成本的增加推動了制造商去改進老化步驟，以便在最后的封裝前而不是在其后進行老化。這可以使制造商節(jié)約封裝有缺陷的芯片的成本，但意味著老化操作必須對部分封裝的IC進行，這種封裝中硅片自身可能是暴露的。與完全封裝的芯片相比，部分封裝的IC較不堅固，更易受損傷。所以，老化操作不能對DUT加過量的或不均勻的力。
由于老化必須在控制的溫度下進行，并且由于芯片不能暴露于溫度極限，所以必然要去除老化期間產(chǎn)生的大量熱。沒有非常大的熱沉，空氣冷卻無法提供充分的冷卻。已嘗試利用電絕緣流體的液體冷卻，但已證明對于非常高功率的DUT來說是行不通的。同時，與老化或測試完全封裝的芯片相比，老化或測試部分封裝芯片產(chǎn)生了新問題。例如，部分封裝的芯片一般不適于容易地按要求的速率集中加熱。
已知，大功率晶體管產(chǎn)生與老化操作期間相當大的熱量。然而，晶體管和常規(guī)晶體管封裝結構使得為晶體管老化裝置設計的冷卻系統(tǒng)不容易適用于冷卻IC器件。此外，晶體管一般密封于耐久性金屬或塑料封裝中，所以這種處理涉及在老化芯片中發(fā)生的事情不發(fā)生在晶體管老化裝置中。而且，與需要測試的大功率晶體管的體積相比，必須測試的IC的體積大許多倍，所以與晶體管測試有關的不太高的成本因素在用于芯片測量時會變得非常高。
除了與為給定老化裝置提供充分的冷卻能力和提供不限制該能力熱的傳遞表面有關的問題外，問題的原因還在于各DUT的老化或測試期間產(chǎn)生的熱量彼此間大不相同。已發(fā)現(xiàn)，在某些情況下，所產(chǎn)生熱量的不同有兩個數(shù)量級之多。由于適于充分冷卻產(chǎn)生較多熱量的DUT的冷卻系統(tǒng)，會過度冷卻產(chǎn)生較少熱量的DUT，引起它們的溫度降到低于要求的老化溫度范圍，所以這種偏差的結果是很難同時老化數(shù)個器件。相反，適于冷卻產(chǎn)生較少熱量的DUT的冷卻系統(tǒng)，對產(chǎn)生較多熱量的DUT冷卻不足，造成它們的溫度升到高于要求的老化溫度范圍。
因此，希望提供一種DUT老化裝置，能夠同時去除數(shù)個芯片每個中的至少30-300瓦熱量，同時能夠保持每個DUT的溫度在希望的窄范圍內。另外，即便多個DUT產(chǎn)生的熱量可能有一個數(shù)量級以上的偏差，并且即便某些DUT會產(chǎn)生少至3瓦的熱量，優(yōu)選裝置也應能夠將DUT保持在預定的溫度范圍內。優(yōu)選裝置還應容易引入到能夠同時處理多個DUT的系統(tǒng)中。這些目標需要該裝置能夠補償同時老化的多個DUT間所產(chǎn)生熱量的偏差。優(yōu)選裝置應能夠在老化工藝之前、期間或之后，沒有損傷地處理未封裝芯片。還希望提供一種從成本、勞動力和可靠性方面考慮經(jīng)濟實用的老化裝置。
本發(fā)明涉及一種老化裝置，它能夠同時去除數(shù)個DUT的每一個中的至少30-100瓦熱量，同時能夠補償多個DUT間所產(chǎn)生熱量的偏差，并保持每個芯片的溫度在希望的窄范圍內，所說DUT包括產(chǎn)生3瓦或更多熱量的DUT。本發(fā)明容易引入能夠同時老化多個DUT的系統(tǒng)中。優(yōu)選裝置對DUT的損傷最小，且從成本、勞動力和可靠性方面考慮經(jīng)濟實用。
本發(fā)明涉及一種用于老化期間容納和接觸各芯片的新穎插座，及支撐和冷卻數(shù)個插座的系統(tǒng)。所說插座包括能夠從芯片中去除是先前系統(tǒng)的至少3-10倍的熱量。所說冷卻系統(tǒng)至少包括一個與芯片或被測器件(DUT)良好熱接觸的高導熱熱沉部件。
本發(fā)明包括能夠實現(xiàn)熱沉部件和DUT間良好熱接觸的裝置和技術。優(yōu)選裝置提供適應DUT上表面上的任何不平整的保形界面。在第一實施例中，這種熱接觸通過一起構成插座蓋的一個彈性熱墊和一個散熱器實現(xiàn)。彈性熱墊較好是被薄金屬膜覆蓋。在另一實施例中，保形界面包括容納于由更高熔點金屬構成的表層內的低熔點金屬。在次優(yōu)選的實施例中，該界面包括超平滑、高度拋光的金屬表面。
根據(jù)本發(fā)明，分離的老化插座容納每個DUT。每個插座較好是構成為控制允許熱沉和DUT間良好熱接觸的偏置力，使之分布于整個DUT上，從而避免對DUT的機械損傷。優(yōu)選插座還提供多種裝置，該裝置在插座基座和DUT間施加足夠的接觸力，以產(chǎn)生良好電接觸，同時限制施加于DUT上的壓力，以避免損傷DUT。
本發(fā)明的優(yōu)選實施例還包括監(jiān)測DUT附近的冷卻系統(tǒng)的溫度和提供關于該溫度的數(shù)據(jù)的溫度傳感器，及響應于溫度傳感器的輸出給DUT加控制的熱量的熱源。所說溫度傳感器較好是嵌在散熱器中接近與DUT的界面。所說熱源較好是嵌在散熱器中。響應于溫度傳感器產(chǎn)生的信號，控制器控制該熱源。
本發(fā)明冷卻系統(tǒng)的優(yōu)選實施例還包括與熱沉和插座熱接觸的液—汽冷卻系統(tǒng)。液—汽冷卻系統(tǒng)較好是包括多個由單控制器控制的液—汽導管，與現(xiàn)有技術相比，成本和運轉費用明顯減少。在另一實施例中，液—汽冷卻系統(tǒng)由稱為液體冷卻單元(LCU)的環(huán)形液體系統(tǒng)代替。LCU能夠使老化溫度低于60℃。
在閱讀了以下的詳細介紹并參考附圖的基礎上，本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點將變得更清楚，其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例構成的老化或測試插座的剖面圖；圖2是本發(fā)明的熱界面的可選實施例的放大示圖；圖3A是圖1所示插座的散熱部分的分解透視圖；圖3B是圖1所示插座的散熱部分的可選實施例的分解透視圖；圖4是沿圖3的線4-4取的側視圖，示出了部分剖視的內部元件；圖5A-B分別是座落于和未座落于相應熱沉上的老化板的俯視圖；圖6是整個測試系統(tǒng)的正面透視圖，示出了多組插座和多個熱沉。
應理解，以下詳細介紹的裝置可以在任何取向工作。例如“上”、“下”、“之上”或“之下”等相關術語是指圖示的各元件，用于只是為了展示和討論目的之用。并不想用這些術語來要求本發(fā)明任何實施例中的這些關系。
現(xiàn)參見圖1，本發(fā)明的一個裝置涉及滿足上述要求的老化或測試插座10。具體說，本發(fā)明的老化系統(tǒng)包括插座10，該插座10包括插座基座12及與插座蓋20、熱墊22、壓板24、彈簧26和散熱器30一起使用的壓縮擋塊16。圖1中，示出了DUT 40容納于插座10中。在某些實施例中，如果插座和蓋構成為可以利用其它裝置給DUT加足夠的壓力，則可以省略壓板24和彈簧26。插座插座基座12較好是由合適的例如所屬領域已知的不導電材料構成，并具有嵌于其中的多個導電引線14。每個引線14較好是端接于電觸點15，電觸點15可以包括例如插座基座12上表面13(如圖所示)上的焊料突點等表面。引線14可移動至與DUT 40的下表面嚙合和與之脫開。
插座基座12的上表面13較好是包括用作將DUT引導到插座基座12上的位置的成斜角的法蘭蓋17，但不是必須這樣。法蘭17較好是限定一個對應于DUT的基底面的區(qū)域。該區(qū)域一般是一個面積稍大于DUT的熱傳遞區(qū)域的的方形區(qū)。例如，由法蘭17限定的區(qū)域的每側可以比DUT一側的長度長0.005-0.010英寸。壓縮擋塊16較好是在上表面13上比法蘭17延伸更遠。壓縮擋塊16較好是包括剛性不可壓縮材料，其構成為限定或對應于插座基座12的外圍。在可選實施例中，壓縮擋塊16由與基座12相同的片一體形成?；?2和擋塊16一起構成兩部分有蓋的插座10的一部分。
插座10的其它部分由插座蓋20、散熱器30、熱墊22、彈簧26及壓板24構成。這些部件相互連接在一起，一起移動到與插座及DUT嚙合和與它們脫開。插座蓋20較好由高溫塑料或其它類似材料構成。插座蓋20適于支撐在壓縮擋塊16上，包括用于此目的的下表面27。散熱器30有一個中心部分32，該部分具有其上固定有熱墊22的接觸表面33，從而限定一個高導熱界面。散熱器30還包括支撐在壓縮擋塊16上的突緣36。
此外，散熱器30包括支撐至少兩個向下延伸的彈簧26的中間肩部34。根據(jù)一個優(yōu)選實施例，八個彈簧26沿中心部分32的兩側固定于肩部34上。至少一個壓力分布裝置例如壓板24固定于每個彈簧26的相對端部。各壓板24可以如圖所示彼此分開，或可形成為具有任何要求結構的單片形(未示出)。提供包括彈簧26和壓板24的系統(tǒng)為的是給DUT施加壓力，從而確保DUT上的電觸點和插座中的引線14間的良好電接觸。也可以用除上述彈簧和壓板外的各種機械系統(tǒng)給DUT施加壓力。在共同擁有且同時申請的題為“具有適用的熱沉裝置的老化板”的申請＿＿中詳細記載了這些可選系統(tǒng)中的一些，這里引用該文獻。
散熱器30較好是由任何合適的剛性高導熱材料構成。一種優(yōu)選材料是銅，更優(yōu)選的是鍍有其它金屬的銅，例如鍍鎳的銅。彈簧26較好是常規(guī)的小螺旋彈簧，但也可以是任何合適的可壓縮偏置裝置。壓板24可以是任何能夠提供非常平滑表面的剛性材料，并且較好是拋光的不銹鋼。散熱器30的表面33較好是拋光到至少約8微英寸。熱界面根據(jù)本發(fā)明，DUT 40和散熱器30間的界面設計成提供從DUT到散熱器的最大熱傳遞。為了實現(xiàn)最大熱傳遞，該界面必須適應DUT的不平上表面。總之，熱界面必須是保形、導熱、耐久和可再利用的。此外，還必須考慮例如勞動力、材料成本和制造復雜性的因素。應理解，以下介紹的系統(tǒng)僅是例示，并不排除滿足這些要求的各種系統(tǒng)。
根據(jù)第一優(yōu)選實施例，熱墊22固定于散熱器30中心部分32的下表面上(如圖所示)。熱墊22較好是包括具有高導熱性的材料。更具體說，形成熱墊22的材料較好是具有至少0.2BTU/ft，更好是至少0.5BTU/ft的導熱率。由于DUT的上表面容易具有一些凸凹不平，所以熱墊22較好是某種程度上還能夠保形或具有彈性。優(yōu)選的材料類別可以是導熱聚合復合材料。滿足這些條件的一種優(yōu)選材料是設于Bergquist Company of Minneapolis以商品名SIL-PAD 2000銷售的填氮化硼的硅彈性體，較好是使用厚約為千分之4-20英寸較好是約5/103英寸的SIL-PAD 2000。另一優(yōu)選材料是Thermagon，Inc.，3256West 25th Street，Cleveland，OH 44109以商品名T-Flex出售的填鋁硅彈性體。彈性熱墊22較好提供為薄片形式，熱墊22的厚度較好是約4-5密耳。
由于與DUT的上表面接觸的表面較好是不在DUT上留下殘留物，所以較好是在構成熱墊22的彈性導熱體上提供薄箔敷層23(圖3A)。另一優(yōu)選實施例使用2密耳厚的其上電鍍有50微米的金層的銅箔。再一優(yōu)選實施例使用電鍍有金的1密耳厚鎳箔。其它次優(yōu)選箔包括鍍有鉑的銅、鍍有鈀的銅和黃銅。
用于熱界面的第二優(yōu)選實施例包括由在系統(tǒng)的工作溫度下熔化的低熔點金屬構成的保形墊，如圖2所示。如圖所示，熱界面包括容納于金屬箔表層37內的低熔點金屬體35。表層37較好是包括1密耳的鎳箔。如果需要，表層金屬可以包括不同的金屬，例如鍍金的銅，或可以包括或可以鍍有鉑、金或鈀。較好是用不會留下殘留物或不污染DUT表面的金屬鍍敷金屬箔。金屬表層較好是利用護圈39夾于并密封于散熱器30的接觸表面33上，或用焊料墊圈(未示出)密封。在其熔化時，表層37和護圈39一起容納LMPM 35。在圖3B所示可選實施例中，LMPM 35包含于表層37和夾在表層37與散熱器30之間的墊圈38中。墊圈48可以由任何能夠在界面工作溫度下保持密封的合適墊圈材料構成。每種情況下，至少包括一個穿過散熱器30的膨脹口30a，以便于LMPM 35的熱膨脹。如果需要，可用栓塞30b塞住口30a，如圖所示。
在其熔化時，表層37與護圈39一起或表層、墊圈38和護圈39一起容納LMPM。低熔點金屬(LPMM)可以是任何合適的LMPM，例如現(xiàn)有技術所公知的那些。LMPM有時稱作可熔合金。它們包括鉍與鉛、錫、鎘、鎵和/或銦的合金。通過改變這些元素的比例，可將LMPM設計成具有在要求溫度范圍內的熔點。根據(jù)本發(fā)明，構成與散熱器30的熱界面的LMPM在29℃-65℃之間熔化。
由于容納LMPM的焊料墊圈39的熔點必須高于LMPM的熔點，所以如果使用焊料法，較好是在LMPM放置就位前，在焊料墊圈39上附著表層37。一旦表層37的外圍完全密封到接觸表面33上，則可以熔化需要量的LMPM，并澆鑄或注入到表層之下。這較好是通過穿過熱沉的進入通道完成，如圖2中的部分剖面41所示。需要量的LMPM置于表層37后面之后，進入通道較好是由任何能夠在工作溫度下保持密封的合適裝置密封，例如焊料。由于LMPM一般具有至少100BTU/ft通常至少為200BTU/ft的熱導率，所以該實施例提供了從DUT的優(yōu)異導熱。
熱界面的再一實施例可在界面處不用保形部件構成。在該實施例中(未示出)，散熱器30的下表面較好是如上所述直接覆蓋以金屬箔。該例有賴于熱沉材料和金屬箔的輕微保形性和因省去保形部件可以產(chǎn)生的較好熱傳遞性，以確保從DUT充分傳遞熱量。熱補償系統(tǒng)本發(fā)明的老化系統(tǒng)適用于老化具有不同容量的DUT。還已知，甚至在相同規(guī)格的各DUT內，也會具有實際的工作特性范圍。同時，DUT的熱容差較小，較好是在窄的溫度范圍內進行老化。例如，芯片制造商可規(guī)定在60℃-125℃的溫度范圍內進行老化或測試。如果冷卻系統(tǒng)為每個插座提供固定冷卻能力，則各DUT間不等的熱量會在DUT間產(chǎn)生不均的溫度。由于一組給定DUT的工作溫度范圍易超過規(guī)定的老化溫度范圍，所以必須包括能使一組DUT上的溫度相等的系統(tǒng)。
在本系統(tǒng)中，通過提供額外的冷卻能力并同時為各DUT提供補充熱量達到這一目的。更具體說，以下介紹的這種冷卻系統(tǒng)設計成和工作以從每個插座中去除比最熱DUT產(chǎn)生的熱量多約10％的熱量?，F(xiàn)參見圖3和4，每個散熱器30較好是包括嵌在熱沉本體中靠近其接觸面33的一個熱耦42或其它合適的溫度傳感器。熱耦42較好是可拆卸和可更換的，并通過熱耦引線43連接到合適的信號處理設備(未示出)。熱耦42可以是任何合適的熱耦，例如所屬領域公知的那些。熱耦42較好是由固定螺絲42a固定就位。
此外，散熱器30中還可以包括一小電阻加熱器或其它類型的加熱器44。加熱器44可以是任何合適的加熱器，只要具有相當快的響應時間便可。加熱器44較好是相對于接觸面33定位在熱耦42后面，以便熱耦探測非?？拷麯UT表面的點的溫度。加熱器44較好也是可拆卸和可更換的，并且通過加熱器引線45與電源相連。給加熱器44提供的電源較好是由信號處理設備響應于熱耦42的輸出控制。本發(fā)明中，較好是每個加熱器44能夠產(chǎn)生至少30瓦、更好是至少50瓦、最好是至少55瓦熱量。加熱器44較好是由固定螺絲44a固定就位。液汽冷卻系統(tǒng)現(xiàn)參見圖5A-B，散熱器30從DUT把導熱出去，而散熱器由熱沉50冷卻。每個熱沉50冷卻多個插座。在優(yōu)選實施例中，熱沉50包括穿過其中的液—汽(LV)導管52。LV導管52用作例如為水(液態(tài)和汽態(tài))但不限于水的冷卻介質的導管。水通過包括導管52、容器、加熱器、控制器和在電連接器53和54間同時形成電接觸和機械熱接觸的機械裝置的封閉回路(未示出)循環(huán)。
迄今為止，液—汽冷卻系統(tǒng)已用于冷卻大功率晶體管、可控硅整流器等的老化裝置。在授予Jones的美國專利3,756,903中記載了LV冷卻系統(tǒng)的工作原理，這里全文引用該文獻。然而，如上所討論的，與這些裝置有關的處理、成本、和其它問題導致先前已知的冷卻LV系統(tǒng)不適用于本申請中冷卻集成電路芯片。
到目前為止，一直以來需要為每個導管52提供一個分開的控制器，以確保一組裝置的冷卻不影響系統(tǒng)中另一組裝置的冷卻。根據(jù)本發(fā)明，通過提供以一組至少兩個較好是4個的方式提供都裝有歧管的導管52，可以允許整個系統(tǒng)的高達72個插座用一個容器、加熱器和控制器工作，由此實現(xiàn)了明顯的成本和運轉費用的節(jié)約。
現(xiàn)參見圖6，應理解，可以在一個老化系統(tǒng)100中數(shù)次重復插座和熱沉組合。根據(jù)一個優(yōu)選實施例，LV導管52分組，并都裝有歧管，以便它們可以在一個系統(tǒng)中工作，并受一個控制器的控制。LV導管52可分組成使從老化系統(tǒng)100出來的所有導管一起受控，或可以分成含少于所有導管的小組。
盡管結合優(yōu)選的LV冷卻系統(tǒng)介紹了本發(fā)明的系統(tǒng)，但應理解，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以使用任何其它冷卻系統(tǒng)。例如，空氣、冷卻水(例如LCU)或其它冷卻流體可直接或間接與散熱器30熱接觸，以帶走要求的熱量。工作在需要進行老化操作時，DUT 40置于插座基座12上由法蘭7限定的區(qū)域內，以便DUT上的電觸點與插座基座12上的合適觸點15對準。散熱器30和固定于其上的各部件然后降到基座上，直到蓋20靠在壓縮擋塊16上。參見圖1和5A-B，熱沉50夾在一對或多對相對的插座10之間，作用于相對插座上的力F用作作用于包括每個插座內的DUT的各部件上的壓力。每次老化操作后，相對插座從與熱沉50的接觸狀態(tài)脫開，使每個插座打開，取出DUT。
散熱器30的大小和形狀設計成在力F通過熱沉50作用于其上時，將熱墊22壓成與DUT的上表面產(chǎn)生良好的熱接觸，彈簧26稍稍受壓。熱墊22壓在DUT和散熱器30之間，但不壓到其壓縮度的極限。另外，彈簧26也不壓到其彈性極限，并用于通過壓板24從散熱器30將限制的壓力傳到DUT。因此，加于DUT上的力控制在需要的范圍內，任何過量的力都直接通過壓縮擋塊16傳給插座基座。同時，受壓熱墊22在DUT和散熱器30間形成良好的熱接觸，允許散熱器30和熱沉50有效地去除老化期間DUT中產(chǎn)生的所有熱量(30瓦或更多)。
象所加的力一樣，老化操作期間，每個DUT的溫度被精確地控制在預定的規(guī)定范圍內。如上所述，這可以通過提供額外的冷卻能力，并根據(jù)需要為各DUT提供補充熱量來實現(xiàn)。LV系統(tǒng)設定為從每個插座中去除多于任何一個DUT所產(chǎn)生的最大熱量的熱量。在冷卻每個DUT時，熱耦42探測其溫度。如果給定DUT的溫度降到低于規(guī)定的老化溫度范圍，則信號處理器使加熱器44提供熱量補充，從而保持DUT的溫度在要求的范圍內。應理解，這種控制回路可用任何合適的控制器包括微處理器實現(xiàn)，并可以包括任何合適的控制算法，例如所屬中領域已知的那些。例1熱規(guī)格以下是根據(jù)本發(fā)明的老化系統(tǒng)60的一個實施例的熱規(guī)格和工作細節(jié)功率控制每個LVU可以控制2,500瓦的器件功耗。帶有8個LVU的標準測試系統(tǒng)可以耗散20,000瓦。每個LCU可控制5,000瓦器件功耗，則帶有8個LCU的標準LCU測試系統(tǒng)可以耗散40,000瓦。在其每個工作板帶有4個DUT的最高功率控制結構中，每個DUT可以耗散高達100瓦的平均功率。每個測試系統(tǒng)的最大器件密度為576個器件(每個工作板12個器件，每個LVU 6個工作板，每個系統(tǒng)8個LVU，每個測試系統(tǒng)總共有48塊板，含576個DUT)。該系統(tǒng)可以減少到允許較大器件功耗。電源可給每個器件輸入高達75瓦功率，LVU可控制每個耗散75瓦的30個器件。
對于LVU來說，每個器件75瓦的優(yōu)選系統(tǒng)密度為240個器件。對于LCU平說，每個器件75瓦的優(yōu)選系統(tǒng)密度為480個器件。在一個LVU中，如果平均DUT功率小于27瓦，則器件密度可增大到每個工作板15個DUT。在該負載下，在相同數(shù)量的板位置的情況下，每個板上有15個器件可以使每個測試系統(tǒng)有720個DUT。本發(fā)明的系統(tǒng)DUT電源能夠給每個大功率模式的DUT或給每對小功率模式的器件提供75瓦的DC功率。
板密度如上所述，工作板密度隨需要的平均器件功率而改變。對于功耗高達34瓦平均功率的器件，每個工作板上允許12個部件。對于功耗35-52瓦的器件，每個工作板上允許8個部件。
權利要求
1.測試集成電路的系統(tǒng)，包括插座，能夠容納和支撐帶有集成電路的DUT，所說插座包括連接DUT上的相應引線的電引線；與冷卻介質熱接觸的熱沉，及與所說熱沉和DUT熱接觸的散熱器，所說散熱器包括可與插座中的DUT可釋放地機械和熱接觸的熱界面。
2.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所說熱界面包括熱導率至少為0.2BTU/ft。的材料。
3.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所說熱界面包括熱導率至少為100BTU/ft。的材料。
4.根據(jù)權利要求2所述的系統(tǒng)，其中所說材料包括導熱聚合復合材料。
5.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所說熱界面包括含有金屬箔的外層。
6.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所說熱界面包括容納于金屬箔表層內的大量低熔點金屬。
7.根據(jù)權利要求6所述的系統(tǒng)，其中所說金屬箔表層具有密封到所說熱沉上的周邊。
8.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，還包括加熱器和熱耦，所說熱耦與所說熱界面相鄰，所說加熱器響應于所說熱耦的輸出受控。
9.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，還包括與所說熱界面相鄰的加熱器。
10.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，還包括與所說熱沉熱接觸的液—汽冷卻系統(tǒng)。
11.測試多個集成電路的系統(tǒng)，包括多個插座，每個插座適于容納和支持帶有集成電路的DUT；多個散熱器，每個散熱器包括加熱器；定位成從每個DUT向散熱器傳導熱量的熱界面；與所說散熱器熱接觸的冷卻系統(tǒng)。
12.根據(jù)權利要求11所述的系統(tǒng)，還包括定位成檢測每個DUT的溫度的熱耦。
13.根據(jù)權利要求11所述的系統(tǒng)，其中所說熱界面是保形的。
14.根據(jù)權利要求11所述的系統(tǒng)，其中所說熱界面包括導熱聚合復合材料。
15.根據(jù)權利要求14所述的系統(tǒng)，其中所說材料包括具有金屬箔的外層。
16.根據(jù)權利要求11所述的系統(tǒng)，其中所說熱界面包括容納于金屬箔表層內的大量低熔點金屬。
17.測試集成電路的方法，包括(a)提供插座，容納和支持帶有集成電路的DUT；(b)在插座中提供電觸點，用于電接觸DUT上的相應引線；(c)實現(xiàn)DUT和具有保形熱界面的熱沉間的熱接觸；(d)為集成電路提供預定電信號，同時通過熱界面將熱量去除到熱沉中，從而保持集成電路在預定的溫度范圍內。
18.根據(jù)權利要求17所述的方法，其中步驟(d)包括在電信號的作用下，從DUT中去除比所產(chǎn)生的熱導多的熱量的步驟。
19.根據(jù)權利要求18所述的方法，其中步驟(d)包括通過加熱熱界面給DUT施加補充熱量的步驟。
20.根據(jù)權利要求18所述的方法，其中步驟(d)包括響應于來自溫度傳感器的信號，給DUT施加補充熱量的步驟。
21.根據(jù)權利要求17所述的方法，其中步驟(d)包括使冷卻介質流過熱沉的步驟。
22.根據(jù)權利要求17所述的方法，還包括提供裝有歧管能同時從多個插座去除熱量的冷卻系統(tǒng)的步驟。
23.根據(jù)權利要求17所述的方法，還包括給DUT加壓力的步驟。
24.設置成與熱傳遞面接觸的導熱界面，包括第一導熱材料；及固定于所說導熱材料上并定位成接觸熱傳遞面的金屬表層。
25.根據(jù)權利要求24所述的界面，其中所說第一導熱材料包括聚合材料。
26.根據(jù)權利要求24所述的方法，其中所說第一導熱材料包括低熔點金屬。
全文摘要
一種老化集成電路芯片(40)的系統(tǒng)和方法,包括能夠容納和支撐芯片的插座(10),插座中用于連接芯片上的相應引線的電引線(14),及與冷卻介質熱接觸的熱沉。熱沉(30)包括與插座中的集成電路可釋放地熱接觸的熱界面(22)。熱沉從集成電路中去除比老化工藝期間產(chǎn)生的熱量多的熱量,通過監(jiān)視集成電路的溫度,并根據(jù)需要提供補充熱量,將集成電路保持在預定要求溫度范圍內。多個插座一起編組,并利用歧管冷卻系統(tǒng)冷卻,可以分別監(jiān)測和控制每個集成電路的溫度。
文檔編號G01R1/04GK1274518SQ98809918
公開日2000年11月22日 申請日期1998年10月6日 優(yōu)先權日1997年10月7日
發(fā)明者詹姆斯·E·約翰遜, 羅納爾多·J·達西 申請人:可靠公司